高中化学简答题

（15 分）二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气（CO、H₂）合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成：
2H₂(g) +CO(g) CH₃OH(g)    ΔH=" —90.0" kJ· mol^-1                   ①
2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)   ΔH="—24.5" kJ· mol^-1               ②
CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂₍g)   ΔH="—41.1" kJ· mol ^-1             ③
（1）反应①的 ΔS       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在     （填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。
（2）在 250℃的恒容密闭容器中，下列事实可以作为反应③已达平衡的是_______（填选项字母）

A．容器内气体密度保持不变

B．CO 与 CO2的物质的量之比保持不变

C．H2O 与 CO2的生成速率之比为 1∶1

D．该反应的平衡常数保持不变

（3）已知一些共价键的键能如下：

运用反应①计算一氧化碳中碳氧共价键的键能         kJ· mol^-1。

（4）当合成气中 CO 与 H₂的物质的量之比恒定时，温度、压强对 CO 转化率的影响如图 1 所示。图 1 中 A 点的 v(逆)    B 点的 v(正)（填“＞”、“＜”或“＝”），说明理由         。实际工业生产中该合成反应的条件为 500℃、4MPa 请回答采用 500℃的可能原因         。
（5）一定温度下，密闭容器中发生反应③，水蒸气的转化率与 n（H₂O）∕n（CO）的关系如图2所示。计算该温度下反应③的平衡常数 K=         。
在图 2 中作出一氧化碳的转化率与 n（H₂O）∕n（CO）的曲线。

物质A ~ G有下图所示转化关系部分反应物、生成物未列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到气体B和固体C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。

请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B___________、G___________。
（2）反应②的化学方程式是__________________________________________________。
（3）利用电解可提纯C物质，现以碱性锌锰电池为外电源，在该电解反应中电解质溶液是_______________，阳极物质是______________。MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料，电池放电时，正极的电极反应式为_____________________________________________。
（4）将0.20 mol B和0.10 mol O₂充入一个固定容积为5 L的密闭容器中，在一定温度并有催化剂存在下，进行反应①，经半分钟后达到平衡，测得容器中含D 0.18 mol，则vO_（2）== ______________mol/L·min)；若温度不变，继续通入0.20 mol B和0.10 mol O₂，则平衡________________移动填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol < nD) < ________mol。
（5）写出FG转化过程中，甲醛参与反应的化学方程式：_______________________________。

【化学—选修5：有机化学基础】β-拉帕醌（β-lapachone）是一种抗癌新药，合成路线如下：

（1）已知X的分子式为C₅H₉Cl，则X的结构简式为：__________________
（2）有机物B的官能团为：__________________（填名称）
（3）上述反应中，原子利用率达100%的是(     ) （选填：“A→B”、“B→C”、“D→E”、“E→F”）．
（4）D→E发生的是取代反应，还有一种副产物与E互为同分异构体，且属于醚类，该物质的结构简式为：______________________________．
（5）化合物B的同分异构体很多，满足下列条件的同分异构体数目有_________种（不包括立体异构）．
①苯环上有两个取代基；   
②分子中有一个醛基和一个羧基；
③分子中只含有一个手性碳原子
（6）已知：双烯合成反应：

由2-甲基-1，3-丁二烯和乙烯为原料（无机试剂及催化剂任用）合成高分子。
请写出下面两个反应方程式：
2-甲基-1，3-丁二烯与乙烯：_____________________________________________________。
生成高分子：______________________________________________。

乳酸分子式为C₃H₆O₃，在一定的条件下可发生许多化学反应，下图是采用化学方法对乳酸进行加工处理的过程，其中A、H、G为链状高分子化合物。（已知—OH，—COOH等为亲水基团，F常做内燃机的抗冻剂）请回答相关问题：

（1）推断C、F的结构简式。C：              ；F：                。
（2）B中所含的官能团名称为            ；反应③的反应类型是         。
（3）反应①的化学方程式为                                      。

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/(g/100g水)

温度/℃ 化合物	0	20	40	60	80	100
NH4Cl	29.3	37.2	45.8	55.3	65.6	77.3
ZnCl2	343	395	452	488	541	614

 

化合物	Zn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
Ksp近似值	10^-17	10^-17	10^-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为                 ，电池反应的离子方程式为：            
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn  g。（已经F=96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过____分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、______和     ，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是            ，其原理是      。
（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变为            加碱调节PH为  ，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）。继续加碱调节PH为   ，锌开始沉淀（假定Zn^2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加双氧水的后果是   ，原因是    。

(12分)[化学---化学与技术]
工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO₂)制备NaNO₂、NaNO₃，工艺流程如下：
已知：Na₂CO₃＋NO＋NO₂=2NaNO₂＋_CO2
（1）中和液所含溶质除NaNO₂及少量Na₂CO₃外，还有__________(填化学式)。
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_______。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO₂等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_______(填操作名称)最合理。
（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO₃的目的是_______。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是________。
a．转入中和液  b．转入结晶Ⅰ操作   c．转入转化液    d．转入结晶Ⅱ操作
（4）若将NaNO₂、NaNO₃两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨NaNO₂时，Na₂CO₃的理论用量为______吨(假定Na₂CO₃恰好完全反应)。

非金属元素H、C、O、S、Cl能形成的化合物种类很多，单质及化合物的用途很广泛。
（1）O^2-的离子结构示意图为          ，CS₂的晶体类型为         晶体；
（2）O、Cl两元素形成的单质和化合物常用来杀菌消毒，试举例________（写化学式，任写两种）；
（3）CH₃OH在常温下为液态，沸点高于乙烷的主要原因是                              ；
（4）Cl₂是一种大气污染物，液氯储存区贴有的说明卡如下（部分）：

危险性
储运要求	远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪
泄漏处理	NaOH、NaHSO3溶液吸收
包装	钢瓶

①用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO₃溶液的作用                           。
②若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是                。
③将Cl₂通入适量KOH溶液中，产物中可能有KCl、KClO、KClO₃。当溶液中c(Cl^-):c(ClO^-)＝11:1时，则c(ClO^-)：c(ClO₃^-)比值等于           。
（5）镁是一种较活泼的金属，Mg与Ca类似，也能与C形成某种易水解的离子化合物。已知该化合物0.1mol与水完全反应后，产生0.1mol的某种气体。该气体被溴水全部吸收后，溴水增重2.6g。请写出该水解反应方程式                          。

【化学——选修5：有机化学基础】6-羰基庚酸是一种重要的化工中间体，其合成路线如下：

已知：
（1）反应①的条件是                 ，C→D的反应类型是              ，C中官能团的名称是                  。
（2）下列说法中正确的是（  ）
a．C能被催化氧化成酮                  
b．D不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c．Ni催化下1mol E最多可与2molH₂加成 
d．G既能发生取代反应，又能发生加成反应
（3）E与新制Cu(OH)₂反应的化学方程式为                                                  。
（4）G的同分异构体有多种，满足以下条件的同分异构体有          种。
A．分子中含有环己烷的结构
B．能与NaHCO₃溶液反应，放出气体
C．1mol该物质能与2molNa完全反应
（5）已知“Diels-Alder反应”为：。物质D与呋喃（）也可以发生“Diels-Alder反应”，该化学反应方程为：                          。

[化学——选修2]化学与技术：(15分)硫酸是重要的工业原料．工业上生产硫酸主要分为造气、催化氧化、吸收三个阶段，其生产流程图如下：

（1）操作I的内容是            ，此操作目的是      ．物质B是        ．a=         。
（2）工业上既可用硫黄也可用硫铁矿(FeS₂)造气，若使用硫铁矿造气．另一产物是一种常见的红棕色固体．写出用硫铁矿造气时反应的化学方程式                    。
（3）催化反应室中的反应是一个气体体积缩小的反应．增大压强有利于反应向右进行．但实际生产却是在常压下进行的．原因是                。
（4）工业生产中常用氨一硫酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．用两个化学方程式表示其反应原理                。
（5）若用等质量的硫黄、FeS₂生产硫酸．假设原料的总利用率均为90％．则二者得到硫酸的质量比为   。

高铁酸盐是一种强氧化剂，在能源、环保等方面均有广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸钾的原理如下表所示：

湿法	强碱介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应得到紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾（K2FeO4）和KNO2等产物

（1）某工厂用湿法制备高铁酸钾的流程如图所示：

①反应I的化学方程式为          。
②反应Ⅱ的离子方程式为          。
③已知25℃时Fe（OH）₃的K_sp=4.0×10^—38，反应Ⅱ后的溶液中c（Fe³⁺）=4.0×10^—5mol·L^—1．则需调整pH= 时，开始生成Fe（OH）₃沉淀（不考虑溶液体积的变化）。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①已知高铁酸钠和水反应，有Fe（OH）₃和O₂生成，则高铁酸钠的氧化性比O₂    （填“强”或“弱”）。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠     （填“大”或“小”）。
（3）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为              。
（4）干法制备K₂FeO₄的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为    。

液晶高分子材料应用广泛。新型液晶基元——化合物Ⅳ的合成线路如下：

（1）化合物Ⅰ的分子式为________，1 mol化合物Ⅰ最多可与________mol NaOH反应。
（2）CH₂=CH—CH₂Br与NaOH水溶液反应的化学方程式为（注明条件）______________。
（3）化合物Ⅰ的同分异构体中，苯环上一溴代物只有2种且能发生银镜反应的化合物有多种，写出其中一种同分异体的结构简式____________________。
（4）下列关于化合物Ⅱ的说法正确的是_______（填字母）。

A．属于烯烃	B．能与FeCl3溶液反应显紫色
C．一定条件下能发生加聚反应	D．能使溴的四氯化碳溶液褪色

（5）反应③的反应类型是________。在一定条件下，化合物也可与Ⅲ发生类似反应③的反应生成有机物Ⅴ。Ⅴ的结构简式是__________。

（本题共12分）碘及其化合物可广泛用于医药和工业生产等。回答下列问题：
实验室用海带提取I₂时操作步骤依次为：灼烧、溶解、过滤、_______、_______及蒸馏。
灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、玻璃棒外，还需要的实验仪器是______________。
“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐。现要检验溶液中的I^－，需选择的试剂组合及其先后顺序是_____________。（选填编号）
a．AgNO₃溶液       b．Ba(NO₃)₂溶液      c．BaCl₂溶液      d．CaCl₂溶液
在海带灰滤液中加入适量氯水后一定存在I₂，可能存在IO₃^—。
请补充完整检验含I₂溶液中是否含有IO₃^—的实验方案（可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液、Na₂SO₃溶液）：
①取适量含I₂溶液用CCl₄多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；
②_____________________________________________________________________。
分解水可用SO₂/I₂循环法。该法共涉及三步化学反应。
___________________；2H₂SO₄  2SO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O；____________________。
与传统的分解水的方法相比，本法的优点是____________；缺点是_____________。

[化学—选修3：物质结构与性质]
（1）锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。
①指出锌元素在周期表中的位置：       周期，     族，      区。
②NH₃分子中氮原子的杂化轨道类型为             ，基态氮原子的核外电子排布式是            ；
③下图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的化学式为          ；该化合物的晶体熔点比干冰高得多，原因是              。

（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C₆₀中C-C键长为140-145pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确           ，并阐述理由              。
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为                。

③继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是             。Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则 Si₆₀分子中的数目为                 。

【化学—选修2化学与技术】氯化亚铜（CuCl）是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液（主要含Cu^2＋、Fe^3＋）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

【已知：金属离子浓度为1 mol·L^－1时，Fe（OH）₃开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu（OH）₂开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】
请回答下列问题：
（1）酸浸时发生反应的离子方程式是______；析出CuCl晶体时的最佳pH在_______左右。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为________________。
（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是_____________________________________。
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO4·7H₂O晶体，还需要知道的是__________________。
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：_________________。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。这样做的目的是_____________。

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂俗称莫尔盐，其常见的制备工艺流程如下：

（1）已知流程中铁粉制备反应如下：
4 H₂O(g) +3Fe(s)Fe₃O₄(s)十4H₂(g) △H ="a" kJ /mol
Fe₃O₄(s) =" 3" Fe(s)+ 2O₂(g) △H ="b" kJ/mol
则光解气态水制备H₂的热化学方程式为             。
（2）步骤I中加水发生如下反应，请完善该反应：    +2H₂O 2H⁺+ H₂TiO₃ ↓；
该步骤加入铁粉的作用是①            ；②            。
（3）步骤Ⅳ生成(NH₄)₂Fe(SO₄)₂，其化学反应方程式为               ；
写出(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液中各离子溶度由大到小的顺序：
（4）已知在潮湿空气中Fe(OH)₂比FeCl₂更易被氧化。据此分析(NH₄)₂Fe(SO₄)₂比FeSO₄稳定的原因是                       。
（5）室温时Fe(OH)₃的悬浊液中存在Fe(OH)₃(s)Fe³⁺(aq)+3OH^-(aq) Ksp[Fe(OH)₃] =8ⅹ10^-32若此悬浊液中 c(Fe³⁺)="0.08" mol·L^-1则溶液的pH等于                   。