高中化学简答题

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 。

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）。

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：N₂（g）＋3H₂（g）NH₃（g）ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝ 。（保留二位小数）
（2）产物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）从大到小排列次序为 。
（3）H₂在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是 。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_______，采取的措施是________。
（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

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)

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓 度/mol·L^－1	2.4×10^－3	3.4×10^－3	4.8×10^－3	6.8×10^－3	9.4×10^－3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是_______________ 。
A．2v(NH₃)＝v(CO₂)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_________________ (填“增加”，“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH_______________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，熵变ΔS________________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
（2）已知：NH₂COONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO^－)随时间的变化趋势如下图所示。

⑤计算25.0 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：________。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：______________ _______________________________。

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：

工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”，反应为：
CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）
已知温度、压强和水碳比[n（H₂O）/n（CH₄）]对甲烷平衡含量（%）的影响如下图1：

图1 （水碳比为3）图2 （800℃）
（1）CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）。的H 0（填“＞”或“＜”）；若在恒温、恒压时，向该平衡体系中通入氦气平衡将 移动（填“向正应方向”、“向逆反应方向”或“不”）。
（2）温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 。
（3）其他条件不变，请在图2中画出压强为2MPa时，甲烷平衡含量（%）与水碳比之间关系曲线。（只要求画出大致的变化曲线）
（4）已知：在700℃，1MPa时，1mol CH₄与1mol H₂O在2L的密闭容器中反应，6分钟达到平衡，此时CH₄的转化率为80%，求这6分钟H₂的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少？（写出计算过程，结果保留小数点后一位数字。）

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。

苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H₂S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。
I： PhCl_(g)+H₂S_(g)PhSH_(g)+HCl_(g) △H₁=—16.8kJ·mol^-1
II： PhCl_(g)+H₂S_(g) ==PhH_(g)+ HCl_(g)+S_8(g) △H₂
回答下列问题：
（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，
反应II为不可逆反应，△H₂=___________0。(填写“>”，“<”，“=”)

（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)__________v(II)(填写“>”,“<”,“=”)
（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。
①请解释图二中两条曲线的变化_______________________。
②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。
（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。

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：。

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

工业电解饱和食盐水模拟装置的结构如图所示：

（1）写出电解饱和食盐水的化学方程式 ，该工业称为 工业
（2）实际生产中使用的盐往往含有一些杂质，在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是
①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的Na₂CO₃溶液 ⑤加过量的BaCl₂溶液

A．①④②⑤③

B．④①②⑤③

C．②⑤④①③

D．⑤②④③①

（3）在该装置中写出装NaOH溶液试管中所发生的化学反应方程式（并用双线桥表示电子的转移的方向和数目） 。

某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，用此废料提取NiSO₄和Ni的流程如下：

已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

（1）滤渣1的主要成分为 。
（2）从滤液2中获得NiSO₄.6H₂O的实验操作 、 、过滤、洗涤、干燥。
（3）用离子方程式解释加入H₂O₂的作用 。
（4）加NiO调节溶液的pH至5，则生成沉淀的离子方程式有 。
（5）电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，其基本反应原理如图：

①A电极反应式为 和2H⁺+2e^- =H₂↑。
②若一段时间后，在A、B两极均收集到11.2L气体(标准状况下)，能得到Ni g。

短周期主族元素A，B，C，D，E，F的原子序数依次增大，它们的原子核外电子层数之和为13。B的化合物种类繁多，数目庞大；C，D是空气中含量最多的两种元素，D，E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物；F为同周期半径最小的元素。试回答以下问题：
（一）（1）D在周期表中的位置是 ，写出实验室制备单质F的离子方程式 。
（2）化学组成为BDF₂的电子式为： ，A、C、F三种元素形成的化合物CA₄F为 化合物(填 “离子”或“共价”)。
（3）化合物甲、乙由A，B，D，E中的三种或四种组成，且甲、乙的水溶液均呈碱性。则甲、乙反应的离子方程式为： 。
（4）由C，D，E，F形成的简单离子的离子半径由大到小的顺序是 (用元素离子符号表示)。
（5）元素B和F的非金属性强弱，B的非金属性 于F(填“强”或“弱”)，并用化学方程式证明上述结论 。
（二）以CA₃代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
（1）CA₃燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L^﹣1的KOH溶液，电池反应为：4 CA₃+3O₂=2C₂+6H₂O．该电池负极的电极反应式为 ；每消耗3.4g CA₃转移的电子数目为 。
（2）用CA₃燃料电池电解CuSO₄溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为 ；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为 L。

（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

图1图2
0～t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是 ，溶液中的H^＋向 极移动（填“正”或“负”），t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 。

将总物质的量为4mol的Na₂O₂和Al₂(SO₄)₃混合物投入足量水中，充分反应后生成ymol沉淀（y≠0）。若以x表示原混合物中Na₂O₂的物质的量，试建立y=f(x)的函数关系式，将x的取值与y=f(x)关系式填写在表内（可填满，也可不填满或补充），并在右图中画出函数图象。

x值	y=f(x)