高中化学简答题

化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。
（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3 个热化学方程式（K 为平衡常数）：

（2）工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应，但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质，工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+ H₂（g）ΔH<0。
①一定条件下，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可采取的措施有              、            。
②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应，其中c（CO）随反应时间（t）的变化如图甲中曲线Ⅰ，如果在t₀时刻将容器容积扩大至4 L，请在图甲中画出t₀时刻后c（CO）随反应时间（t）的变化曲线。
 
（3）氨气的重要用途是合成尿素，一定条件下，NH₃和CO₂ 合成尿素的反应为。当加料比例n（NH₃）/n（CO₂）="4" 时，CO₂的转化率随反应时间（t）的变化如图乙所示，a 点v 逆（CO₂）               b 点v 正（CO₂）（填“>”、“<”或“=”），NH₃的平衡转化率为                        。
（4）硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收，生成的（NH₄）2SO₃再与硫酸反应，将生成的SO₂返回车间作生产硫酸的原料，而生成的（NH₄）₂SO₄可作肥料。常温下，0．1mol·L^-1（NH₄）₂SO₄溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                      ；
若某工厂中使用的是室温下0．1 mol·L^-1的氨水，那么该氨水的pH=                    。
（已知

近年来，铝在汽车、航天、机械制造、军事等产业中应用迅猛发展。
（1）铝元素的离子结构示意图为        ；工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，请写出电解反应方程式           ；在电解过程中     极（填“阴”或“阳”）需要定期补充。
（2）铍（Be）与铝元素相似，其氧化物及氢氧化物具有两性
①请写出Be（OH）₂溶于NaOH溶液的化学方程式为：         ；
②往10.0mL1.00 mol/L的Be（NO₃）₂溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，请在以下坐标图中画出沉淀量随NaOH溶液加入量的变化图：

80℃时，将0.40mol的N₂O₄气体充入2 L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂O₄ 2NO₂，△H ＞0隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s） n(mol)	0	20	40	60	80	100
n(N2O4)	0.40	a	0.20	c	d	e
n(NO2)	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

（1）计算0s—20s内用N₂O₄表示的平均反应速率为      mol·L^-1·s^-1
（2）要增大N₂O₄的转化率，同时增大该反应的K值，可采取的措施有      (填序号)
A．通入一定量的NO₂气体
B．通入一定量的氦气以增大压强
C．使用高效催化剂
D．升高温度
（3）如图是80℃时容器中N₂O₄物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在60℃时N₂O₄物质的量的变化曲线。

[化学选修——2：化学与技术]我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。一种利用粉煤灰制取氧化铝、硫酸铁溶液、二氧化硅的工艺流程如下：

（1）操作i的名称为          。
（2）工业上若需加快粉煤灰与NaOH溶液反应的浸出速率，可采取的措施有         （写两点即可）。
（3）写出固体A溶解在稀硫酸中所得溶液与H₂O₂反应的离子方程式            。
（4）以上流程中可以循环利用的物质是         （填化学式）。
（5）某科研小组用硫酸作为浸取液，浸取粉煤灰中的铝元素和铁元素，在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间的关系如图1，适宜的浸取时间为     h；铝的浸取率与的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH₄F、KF及NH₄F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是        （填化学式）。

（6）Al/AgO电池是一种新型安全电池，广泛用于军事领域，其电池总反应为：2Al ＋ 3AgO ＋ 2OH^―＋ 3H₂O2[Al（OH）₄]^―＋ 3Ag，则该电池工作时正极的电极反应方程式为          ，若电池产生6mol电子转移，整体上分析电池负极消耗的OH^―物质的量最终为      mol。

【化学——选修化学与技术】明矾石经处理后得到明矾[ KAl（SO₄）₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO₄）₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄ +2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是              ；
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是         ；
（3）A1₂O₃在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如图所示，该晶体中Al的配位数是      ；

（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂，该电池反应的化学方程式是         ；
（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：
2SO₂（g） +O₂（g）2SO₃（g）         △H₁= 一197 kJ/mol；
2H₂O （g）＝2H₂O（1）                   △H₂＝一44 kJ/mol；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）＝2H₂SO₄（l）     △H₃＝一545 kJ/mol。
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是           ；
（6）焙烧948吨明矾（M＝474g/mol ），若SO₂的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸    吨。

Ⅰ、醉驾对人们的安全危害很大，利用下列原理可以检查司机是否酒后开车。
2K₂Cr₂O₇(橙色)＋3C₂H₅OH＋H₂SO₄ →Cr₂(SO₄)₃（绿色）＋K₂SO₄＋CH₃COOH＋H₂O
①配平化学方程式后，H₂O前面的系数为         ；
②怎样判断司机是酒后开车：                             。
③写出用粮食酿酒的化学方程式：               ；                   。
Ⅱ、下列框图中，A由两种黑色金属氧化物等物质的量混合而成，B中含有四种阳离子。据此回答下列问题：

（1）A的组成是            （填化学式）。
（2）相同条件下，溶液B中所有阳离子的氧化性由强到弱的顺序依次是            。
（3）A中某组分可由单质与水反应制得，化学方程式为：       。
（4）电解所用装置如图所示。

①电解开始阶段，阳极上的电极反应是           ，阴极上的电极反应是            。
②电解至阴极刚开始有固体R析出时，该溶液中金属离子浓度由大到小的顺序是            。

A—F六种元素中，除C外其他均为短周期元素，它们的原子结构或性质如下表所示：

元素	结构或性质
A	原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
B	形成化合物种类最多的元素，其单质为固体
C	生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5
D	地壳中含量最多的元素
E	与D同主族
F	与E同周期，且最外层电子数等于电子层数

请回答下列问题：
（1）A在元素周期表中的位置是         ；A与E形成的化合物的电子式是         。
（2）C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是        。
（3）B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是           。
（4）F的盐酸盐水溶液呈酸性，原因是        （用离子方程式表示）；F的单质与C、D形成的相对分子质量为160的化合物在一定条件下反应的化学方程式是          。

（5）A与F形成的合金是重要的工业材料。某同学仅使用天平和上图所示的装置，粗略测定某些数据即可求出该合金中A元素的含量。（装置中因空气质量引起的误差忽略不计）
①实验需要测定三个物理量：合金的质量m以及a和b。a是          ；b是          。
②合金中A元素的质量分数是        （用含m、a、b的式子表示）。

铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。
（1）铝粉和铁的氧化物（FeO·Fe₂O₃）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是            。
（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H₂，产生H₂的离子方程式是          。
（3）工业上以铝土矿（Al₂O₃·H₂O）为原料生产铝，主要包括下列过程：
i．将粉粹、筛选后的铝土矿溶解在NaOH溶液中；
ii．加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）₃固体；
iii．使Al（OH）₃脱水生成Al₂O₃；
iv．电解熔融Al₂O₃生成Al。
铝土矿粉粹的目的是               ，试剂A的化学式是         ，电解熔融Al₂O₃时，加入冰晶石，其作用是               。
（4）明矾化学式为KAl（SO₄）₂·12H₂O，向明矾溶液中加入Ba（OH）₂溶液，当溶液中的SO₄^2－恰好沉淀时，铝元素的存在形式是         。
（5）美国普度大学研究开发出一种利用铝镓（镓：Ga）合金制取氢气的新工艺（如下图所示）。

i．写出常温下铝镓合金产生氢气的化学方程式                。
ii．下列有关该工艺的说法正确的是         。

A．该过程中，能量的转化形式只有两种

B．铝镓合金可以循环使用

C．铝镓合金的熔点比金属铝低

D．该工艺可利用太阳能分解水

本题分为选做题(a)、(b)两道平行题，分值一样，可根据高一课程学习情况选择其中一道题完成作答，若二道题均作答，则按(a)题给分。
(a)有H、N、O、Na、Cl五种短周期主族元素。
（1）写出氯离子的原子结构示意图________，写出水分子的电子式________。
（2）NH₄NO₃是_______化合物（填“离子”或“共价”）。
（3）氯气是有毒气体，写出用饱和氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式：_____________。
（4）金属元素铁是中学化学常见元素，将铁单质浸入氯化铁溶液中，该反应的离子方程式为__________。
（5）请依据（4）中的反应，设计一个原电池。要求：画出实验装置图，注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料，并标出电子移动方向，写出电极反应式。

正极反应式：___________________，负极反应式：___________________。

Hagemann酯是一种合成多环化合物的中间体，合成路线如下（部分反应条件略去）：

（1）Hagemann酯的分子式为          。
（2）已知A→B、B→C均为加成反应，则B的结构简式是              。
（3）E→F的化学方程式是              。
（4）已知Hagemann酯的一种同分异构体有下列结构特征：
①含有苯环且苯环上只有一个取代基；
②除苯环外核磁共振氢谱吸收峰如图所示；
③存在甲氧基（-OCH₃）。则该同分异构体的结构简式为       。

（5）下列说法正确的是   。
①G为芳香族化合物
②A能和HCl加成得到聚氯乙烯的单体
③G与NaOH溶液共热，能得到甲醇
④在Ni催化下，1molHagemann酯最多能与2 mol H₂发生加成反应

乙烯是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。结合以下路线回答：

已知：
（1）写出A的电子式                               。
（2）反应II的化学方程式是__________。
（3）D为高分子化合物，可以用来制造多种包装材料，其结构简式是__________。
（4）E是有香味的物质，在实验室用下图装置制取。

①反应IV的化学方程式是__________，该反应类型为______。
②该装置图中有一个明显的错误是              。
（5）为了证明浓硫酸在反应IV中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图改进后装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡小试管乙再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管甲中试剂	试管乙中试剂	有机层的厚度/cm
A	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 1mL18mol·L^－1浓硫酸	饱和Na2CO3溶液	3.0
B	2 mL乙醇、1 mL乙酸	0.1
C	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 3 mL 2mol·L^－1 H2SO4	0.6
D	2 mL乙醇、1 mL乙酸、盐酸	0.6

①实验D的目的是与实验C相对照，证明H⁺对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是3mL和_____mol·L^－1。
②分析实验         （填实验编号）的数据，可以推测出浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。

硫化氢(H₂S)是一种有毒的可燃性气体，用H₂S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H₂S+3O₂+4KOH==2K₂SO₃+4H₂O。
（1）该电池工作时正极应通入           。
（2）该电池的负极电极反应式为：                   。
（3）该电池工作时负极区溶液的pH        （填“升高”“不变”“降低”）
（4）有人提出K₂SO₃可被氧化为K₂SO₄，因此上述电极反应式中的K₂SO₃应为K₂SO₄，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计。
0．01mol·L^－1KMnO₄酸性溶液，1mol·L^－1HNO₃，1mol·L^－1H₂SO₄，1mol·L^－1HCl，0．1mol·L^－1Ba(OH)₂，0．1 mol·L^－1 BaCl₂。

实验步骤	实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中，用pH试纸测其pH。	试纸呈深蓝色，经比对溶液的pH约为14，说明溶液中有残余的KOH。
②继续加入（  ）溶液，再加入（  ）溶液，振荡。	若有白色沉淀产生，则溶液中含有K2SO4。 若无白色沉淀产生，则溶液中没有K2SO4
③另取少量电解质溶液于试管中，先加1 mol·L^－1的H2SO4酸化，再滴入2~3滴0．01 mol·L－1KMnO4酸性溶液，振荡	(               )

（5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20．00mL，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11．65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度(   )。
(结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M(KOH)=56，M(BaSO₄)=233，M(BaSO₃)=217)

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH=－92.4 kJ/mol 
据此回答：
（1）合成氨工业采取的下列措施中，不能用勒沙特列原理解释的是________(填序号)。
①20 MPa~50 MPa   
②500℃的高温   
③铁触媒作催化剂   
④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N₂、H₂循环到合成塔中
（2）一定条件下NH₃的平衡体积分数随n(N₂)变化如图所示 (T－温度)。

则T₂_____T₁ (填>、=、<)，判断的依据是：______________________。
（3）相同温度下，有恒容密闭容器A、恒压密闭容器B，两容器中均充入1 mol N₂和3 mol H₂，此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态，A中NH₃的体积分数为a，放出热量Q₁ kJ；B中NH₃的体积分数为b，放出热量Q₂ kJ。
则：a_____b(填>、=、<)，Q₁_____ Q₂(填>、=、<)，Q₁_____92.4(填>、=、<)。

G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物。我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下转化关系（未配平）
①GQ＋NaCl             
②Q ＋H₂OX＋H₂
③Y＋NaOH G＋Q＋H₂O   
④Z＋NaOH  Q＋X＋H₂O
（1）这五种化合物中氯的化合价由高到低的顺序是              ；
（2）臭氧与二氧化氯作用，可以得到红色油状的六氧化二氯Cl₂O₆，遇有机物会爆炸。它与氢氧化钠溶液反应可得到氯的两种含氧酸盐，其离子方程式是：                 。
（3）亚氯酸钠NaClO₂，可以作漂白剂，在常温下不见光可以保存约1年。但在酸性条件下因为生成亚氯酸而发生分解反应：HClO₂ClO₂＋H⁺＋Cl^―＋H₂O，分解时，刚加入硫酸时的反应很慢，随后突然迅速放出气态的二氧化氯。写出配平的化学方程式                    。
如果有2molHClO₂发生反应，则转移电子的个数是     ，后期反应速率迅速加快的原因是      。

A．酸使亚氯酸的氧化性增强	B．溶液中的氢离子还起了催化作用
C．溶液中的氯离子还起了催化作用	D．逸出的气体使反应生成物的浓度降低

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92．4 kJ·mol^－1一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）在密闭容器中，使2 mol N₂和6 mol H₂混合发生下列反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)(正反应为放热反应)，当反应达到平衡时，N₂和H₂的浓度比是   。升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量  (填“变大”、“变小”或“不变”) 。
（2）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS。一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： _________________。
（3）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
①CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)   ΔH＝＋206．4 kJ·mol^－1
②CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)    ΔH＝－41．2 kJ·mol^－1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H₂百分含量，又能加快反应速率的措施是________。
a．升高温度           b．增大水蒸气浓度
c．加入催化剂         d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H₂产量。若a mol CO和H₂的混合气体(H₂的体积分数为80%)与H₂O反应，得到1．14a mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO转化率为__________________。
上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)______。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：                 。