高中化学简答题

汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知：2C (s)+O₂(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O₂(g)CO₂(g) △H=-393.5KJ/mol
则N₂（g）+O₂（g）＝2NO（g） △H＝kJ·mol^-1。
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s	0	1	2	3	4	5
C(NO)10^-4 mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C(NO)10^-3 mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

则c₁合理的数值为（填字母标号）。
A．4.20 B．4.00C．3.50D．2.50
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示：

则曲线Ⅰ对应的实验编号依次为。
（4）将不同物质的量的H₂O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H₂O(g)+CO(g)CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO	H2
①	650	2	4	2．4	1．6	5
②	900	1	2	1．6	0．4	3
③	900	a	b	c	d	t

①实验组①中以v(CO₂)表示的反应速率为，温度升高时平衡常数会（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②若a＝2,b＝1，则c＝,达平衡时实验组②中H₂O（g）和实验组③中CO的转化率的关系为
α₂ (H₂O)α₃ (CO)（填“＜”、“＞”或“＝”)。
（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y₂O₃）和氧化锆（ZrO₂）晶体，能传导O^2－。
①则负极的电极反应式为________________。

②以上述电池为电源，通过导线连接成图一。若X、Y为石墨，a为2L 0．1mol／L KCl溶液，写出电解总反应的离子方程式。电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0.4mol／L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）。根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。

H₂O₂是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。
（1）空气阴极法电解制备H₂O₂的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H₂O₂和稀碱的混合物。试回答：

①直流电源的a极名称是 。
②阴极电极反应式为 。
③1979年，科学家们用CO、O₂和水在三苯膦钯的催化下室温制得了H₂O₂。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、 。
（2）Fe³⁺对H₂O₂的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO₂气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 （填“深”或“浅”），其原因是 。

（3）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H₂O₂ 和3.0mol·L^－1H₂SO₄溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
Cu的平均溶解速率 （×10^－3mol·min^－1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。

X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8，X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^—的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置_______________________；
（2）这五种元素原子半径从大到小的顺序为_________________________________（填元素符号）。
（3）元素的非金属性Z____Q（填“＞”或“＜”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有____（填序号）
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
（4）Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为____________________________________。
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出A的电子式_______________；B的水溶液不呈中性的原因____________________________（用离子方程式表示）。
（6）液态A类似X₂Z，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态A的电离方程式为_______；
（7）若使A按下列途径完全转化为F：

①F的化学式为_________；
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。

近年来大气问题受到人们越来越多的关注。按要求回答下列问题：
Ⅰ．实现反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)，△H₀，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。在2L密闭容器中，通入5mol CH₄与5mol CO₂的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序 ，该反应的正反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K=________。
Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO₂和NOx。
（1） 处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。
CH₄(g) + 4NO₂(g) =" 4NO(g)" + CO₂(g) + 2H₂O(g)△H₁=－574kJ·mol^－1
CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) △H₂=－1160kJ·mol^－1
CH₄(g) + 2NO₂ (g) = N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) △H₃
则△H₃= ，如果三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，则K₃=______(用K₁、K₂表示)
（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO₂，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0．1mol·L^－1NaOH溶液通入SO₂过程中的pH变化曲线如图所示。

①ab段发生反应的离子方程式为________________。
②已知d点时溶液中溶质为NaHSO₃，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______，如果NaHSO₃的水解平衡常数K_h=1×10^-12mol·L^－1，则该温度下H₂SO₃的第一步电离平衡常数Ka=_________________。

一定温度下，在恒容密闭容器中充入2molNO₂与1molO₂发生反应如下：

4NO₂(g)+O₂(g)2N₂O₅(g)
（1）已知平衡常数K_350℃＜K_300℃，则该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）；常温下，该反应能逆向自发进行，原因是_______________________________________。
（2）下列有关该反应的说法正确的是___________。
A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深
B．恒温恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，再次达到平衡时NO₂转化率增大
C．恒温恒容下，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态
D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度
（3）氮的化合物种类较多，如NH₃、NO、NO₂、HNO₃、硝酸盐等。
①亚硝酸是一种弱酸，能证明亚硝酸是弱电解质的是__________。
A．常温下，亚硝酸钠溶液的pH＞7
B．亚硝酸能和NaOH发生中和反应
C．用亚硝 酸 溶液做导电性实验，灯泡很暗
D．常温下，将pH=3的亚硝酸溶液稀释10倍 ，pH＜4
②根据酸碱质子理论，凡是能给出质子的分子或离子都是酸，凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论，下列微粒属于两性物质的是___________。
a．H₂O
b．NO₂^－
c．H₂NCH₂COOH
d．H₂PO₄^－
e．H₂S
③氮同主族磷元素形成的Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是___________________________________________(用离子方程式表示)。
（4）X、Y、Z、W分别是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0.01 mol·L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH。

将X、Y、Z各1mol·L^-1同时溶于水中制得混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 ________________________________________________。
（5）N₂O₅是一种新型绿色硝化剂,其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源,采用电解法制备得到N₂O₅，工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为。

【化学—选修2：化学与技术】(15分）印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
（1）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装______________(填设备名称）。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是_____________________________________________。
（2）为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO₂转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。
假设接触室中SO₂的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是________。
（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选）。
A．耗氧量减少B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废渣减少 D．不需要使用催化剂
（4）硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面__________________________。
A．橡胶的硫化B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产D．过磷酸钙的制备
（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO₂的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO₂的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式_____________。

工业上硫酸锰铵[（NH₄）₂Mn（SO₄）₂]可用于木材防火涂料等。其制备工艺如下：
已知步骤Ⅰ反应：H₂C₂O₄（aq） +H₂SO₄（aq） +MnO₂（s） MnSO₄（aq）+2CO₂（g）+2H₂O（1） △H
（1）在步骤I的反应中，氧化剂是。
（2）步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO₄溶液中加入少量热水，其目的是____；步骤III所得（NH₄）₂Mn（SO₄）₂：晶体需用酒精溶液洗涤，洗去的主要杂质离子有____。
（3）下列操作有利于提高产品产率的是____（填序号）。

A．慢慢分次加入二氧化锰	B．趁热过滤
C．冰水浴充分冷却	D．用水代替酒精溶液洗涤

（4）一定条件下，在步骤I的水溶液中l mol MnO₂完全反应相相对能量变化如图。则△H=____；催化剂是否参加化学反应？（填“是”或“否”或“不确定”）。

（5）碱性干电池中含大量MnO₂可以回收利用，该电池工作时的正极反应式为____；若从干电池中回收87 kg MnO₂，理论上可以获得（NH₄）₂Mn（ S0₄）₂_kg。

研究表明丰富的CO₂完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂和H₂在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。

a．容器中压强不变
b．H₂的体积分数不变
c．c（H₂）=3c（CH₃OH）
d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol[	平衡量/mol	达到平衡所需 时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正V_逆（填“<”，“>”，“=”）。
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l） ＋ 3O₂（g） ＝ 2CO₂（g） ＋ 4H₂O（g） ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO （g）+ O₂（g） ＝ 2CO₂（g）ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O（g） ＝ H₂O（l）ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：。
（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol·L^-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系；
（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

【化学–选修2：化学与技术】工业上设计将VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂杂质除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是（写化学式），操作I的名称。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：
R₂（SO₄）_n（水层）＋2nHA（有机层）2RA_n（有机层）＋nH₂SO₄ （水层）
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是。
③中X试剂为。
（3）④的离子方程式为。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
钒沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为。
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）₃沉淀，则溶液中c（Fe³⁺）＜。
（已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）₃]＝2.6×10^－39）
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有和。

已知NO₂和N₂O₄之间发生可逆反应： 2NO₂ (g) (红棕色)N₂O₄(g) (无色)
（1）在烧瓶A和B中盛有相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用止水夹夹紧，浸入到盛有水的烧杯中，如图所示。

分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体，观察到的现象是：A中气体红棕色加深，B中 。这说明，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡，即发生。
（2）下图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO₂气体后，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是。

a．t₁时，反应未达到平衡， NO₂浓度在减小
b．t₂时，反应达到平衡，反应不再进行
c．t₂～t₃，各物质浓度不再变化
d．t₂～t₃，各物质的浓度相等
e．0～t₂，N₂O₄浓度增大
f．反应过程中气体的颜色不变
（3）某容积2L的密闭容器中充入一定量的NO₂和N₂O₄的混合气体，在一定温度压强下，两者物质的量随时间变化如图所示。

①表示NO₂变化的曲线是(填“X”或“Y”)。
②在0到1 min内用Y的浓度变化表示的该反应的
反应速率是mol·L^－1·min^－1

已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO₄）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙，发生反应
Ⅰ：WO₄^2－(aq) + Ca(OH)₂(s) CaWO₄(s) + 2OH^－(aq)。
（1）下图为不同温度下Ca(OH)₂、CaWO₄的沉淀溶解平衡曲线。

①计算T₁时K_SP(CaWO₄)＝ ________。
②T₁________ T₂（填“>”“=”或“<”）。
（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如下表：

温度/℃	25	50	90	100
K	79.96	208.06	222.88	258.05

①该反应平衡常数K的表达式为________。
②该反应的△H________0（填“>”“=”或“<”）。
③由于溶液中离子间的相互作用，实验测得的平衡常数与理论值相距甚远。50℃时，向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na₂WO₄) =" c(NaOH)" =" 0.5" mol·L^-1]中，加入过量Ca(OH)₂，反应达到平衡后WO₄^2—的沉淀率为60%，计算实验测得的平衡常数。
（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，分析其作用：________。

【化学一选修2：化学与技术】(15分)三氧化二镍(Ni₂O₃)是一种重要的蓄电池材料。工业上利用镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍晶体(NiC₂O₄-2H₂O)，再高温煅烧草酸镍晶体制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。下列工艺流程示意图如下；

回答下列问题
（1）为提高酸溶操作中镍废料的转化率，可采取的措施有答出三条。
（2）加入H₂O₂发生的主要反应的离子方程式为。
（3）加入NH₄F后除掉的杂质是____

（5）工业上还可用电解法制取Ni₂O₃。用NaOH溶液调节NiCl₂溶液的pH至7.5，加入适量Na₂S0₄后采用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl₂有80%在弱碱性条件下生成ClO^—，再把二价镍氧化为三价镍。当amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为____。电解法制取Ni₂0₃的实际过程中，先获得一种结晶水合物，己知含1 mol Ni的诙结晶水合物中含有0．5 mol结晶水。取该化合物20．2 g进行充分加热，获得Ni₂0₃固体和0.2 mol水，则该结晶水合物的化学式为.

(12分)软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O ，反应的化学方程式为：MnO₂＋SO₂=MnSO₄
（1）质量为17．40g纯净MnO₂最多能氧化_____L(标准状况)SO₂。
（2）已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃]=3×10^－39，pH=7．1时Mn(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋(使其浓度小于1×10^－6mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为________。
（3）下图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为_______。

（4）准确称取0．1710gMnSO₄·H₂O样品置于锥形瓶中，加入适量H₂PO₄和NH₄NO₃溶液，加热使Mn^2＋全部氧化成Mn^3＋，用c(Fe^2＋)=0．0500mol·L^－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn^3＋被还原为Mn^2＋)，消耗Fe^2＋溶液20．00mL。计算MnSO₄·H₂O样品的纯度(请给出计算过程)

X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8，X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^—的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置_______________________。
（2）这五种元素原子半径从大到小的顺序为（填元素符号）。
（3）元素的非金属性Z______Q（填“>”或“<”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有______（填序号）。
A．Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B．Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C．Z和Q的单质的状态
D．Z和Q在周期表中的位置
（4）Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为__________________________________。
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出A的电子式_______________；B的水溶液不呈中性的原因____________________________（用离子方程式表示）。
（6）液态A类似X₂Z，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态A的电离方程式为。
（7）若使A按下列途径完全转化为F：

①F的化学式为_________；
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。

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。