高中化学试题

汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气(CO、NO_x等)的污染是重要的科学研究课题。
（1）已知：N₂(g) + O₂(g)2NO(g)   ΔH₁
N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH₂
2H₂(g) + O₂(g)2H₂O(g) ΔH₃
则4NO(g) + 4NH₃(g) + O₂(g)4N₂(g) + 6H₂O(g)  ΔH =____________(用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表达)
（2）在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)，下列说法不能说明该反应达到平衡的是__________ (填字母)

A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等

B．v(CO)=v(CO2)

C．体系的压强保持不变

D．各物质的浓度保持不变

（3）可用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应的化学方程式为：
C(s) + 2NO(g)N₂(g) + CO₂(g) ΔH >0
某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L^-1 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017

①写出该反应的平衡常数表达式：K=              。
②30 min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是             ；
若升高温度，NO浓度将            （填“增大”、“不变”或“减小”）。

氯气是一种重要的化工原料，在工农业生产、生活中有着重要的应用。某化学兴趣小组同学对氯气的性质进行如下探究：
（1）兴趣小组同学按下图装置进行实验，探究Cl₂ 的漂白性。

①通入Cl₂ 后，观察到的现象是         根据现象可得出的结论是      。
②集气瓶B发生反应的离子方程式是      。
③C装置的作用是            ，若有2.24L(标准状况下)Cl₂被NaOH溶液完全吸收，则反应过程中转移的电子为       _mol。
（2）兴趣小组同学按下图装置进行实验，探究Cl₂的氧化性。

①实验开始后，观察装置A 中的现象是      。
②装置C中发生反应的离子方程式是       。
③停止通入氯气，取装置B中少量溶液于洁净的试管中，向其中滴加足量稀盐酸，再向其中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。则通入Cl₂ 时装置B中发生 反应的离子方程式是           。

（12 分）某工业残渣主要成分为 Fe₂O₃（含有少量 FeO、Cu、Mg 等杂质）某课外兴趣小组利用该残渣制取Fe₂O₃粉末的实验流程如下：（说明:流程中向黄色溶液中加入MgO的目的是调节溶液的酸碱性，使Fe³⁺生成沉淀而Mg²⁺不沉淀）

请回答下列问题：
（1）加入足量稀盐酸后，发生化学反应的类型有            （填写代号）。

A．置换反应

B．化合反应

C．分解反应

D．复分解反应

E．氧化还原反应
（2）加入适量氯水的作用是              ；
（3）写出灼烧红褐色沉淀时发生反应的化学方程式              。实验室灼烧红褐色沉淀可选用的装置是             （填序号）。

（4）若向黄色溶液中加入过滤①后的滤渣发生反应的离子方程式为                  。
（5）检验黄色溶液中 Fe³⁺是否完全沉淀的方法是：取过滤②后的少量滤液于试管中，        （请补充完整实验操作、现象、结论）。

〔化学——选修5：有机化学基础〕重要有机物M和N常用于交联剂、涂料、杀虫剂等，合成路线如下图所示：

已知：

请回答下列问题：
（1）A中含氧官能团的名称为       ，由A生成B的反应类型为       。
（2）Z的名称为             。
（3）1molM在一定条件下发生加成反应，最多消耗      molH₂。
（4）由B生成C的反应①的化学方程式为             。
（5）由Y生成D的化学方程式为                   。
（6）G的同分异构体有多种，其中与G具有相同官能团的同分异构体有______种，写出核磁共振氢谱有5组峰值，且峰值比为2：2：2：1:1的结构简式         。

[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。

煤化工中两个重要反应为①C(s)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO(g）ΔH＝＋131.3 kJ·mol^－1，②CO(g)+ H₂O(g)CO₂(g）+ H₂(g)。
（1）下列说法正确的是          。

A．当反应①的容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度

B．反应②的熵变△S>0

C．反应①中增加C固体的量能增大反应速率

D．在反应中②及时分离出产生的H2对正反应速率无影响

（2）若工业上要增加反应①的速率，最经济的措施为            。
（3）现将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入2L恒容密闭容器中进行反应，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	CO2
I	650	4	2	1.6	1.6	5
Ⅱ	900	2	1	0.5	0.5	3
Ⅲ	900	a	b	c	d	t

①实验I中，从反应开始到反应达到平衡时，H₂O的平均反应速率为___。
②CO(g)和H₂O(g)反应的△H     0(填“大于”、“小于”或“等于”)
③实验III中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是______，与实验Ⅱ相比，化学平衡常数       (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若在900℃时，实验II反应达到平衡后，向此容器中再加入1 mol CO、0.5 mol H₂O、0.2 mol CO₂、0.5 mol H₂，平衡向__________方向移动(填“正反应”、“逆反应”“不移动”)。
（4）CO、H₂可用于甲醇和甲醚，其反应为(m、n均大于0)：
反应①：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g）ΔH= －mkJ·mol^-1
反应②: 2CO(g)+4 H₂(g)CH₃OCH₃(g）+H₂O(g）ΔH=－nkJ·mol^-1
反应③：2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+ H₂O(g）△H<0
则m与n的关系为            。

氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：

（1）原料气之一氮气的工业制取方法是               ，写出氨气的工业用途（任答一点）              。
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式             。在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口       （答m或n）。
（3）设备C的作用               。其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义              （试结合平衡移动原理回答）。
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H₂O(g）CO₂ (g)+ H₂ (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c(H₂O)：c(CO)不低于         （精确到小数点后一位）。

工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林（乙酰水杨酸）。
【反应原理】

【物质性质】

【实验流程】
（1）物质制备：向大试管中依次加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐（密度为1.08g/mL）、5滴浓硫酸，振荡大试管至水杨酸全部溶解，将其放入盛有热水烧杯中，固定在铁架台上，在85℃～90℃条件下加热5～10 min。装置如下图：

（2）产品结晶：取下大试管，置于冷水中冷却10 min。待晶体完全析出，……抽滤，再洗涤晶体，抽干。
（3）产品提纯：将粗产品转移至150 mL烧杯中，向其中慢慢加入试剂NaHCO₃并不断搅拌至不再产生气泡为止。进一步提纯最终获得乙酰水杨酸1.8 g。
（4）纯度检验：取少许产品加入盛有5 mL水的试管中，加入1～2滴FeCl₃溶液，溶液呈浅紫色。
【问题讨论】
1、写出水杨酸与碳酸氢钠溶液反应的化学反应方程式                  。
2、写出水杨酸与足量碳酸钠溶液反应后含苯环的生成物的结构简式              。
3、流程（1）装置图中长导管的作用                        。
4、控制反应温度85℃～90℃的原因                             。
5、流程（2）中证明晶体洗涤干净的操作方法：                    。
6、流程（4）中溶液显紫色，可能的原因是            。
7、1mol乙酰水杨酸与氢氧化钠溶液反应可能，最多消耗        mol NaOH。
8、实验中乙酰水杨酸的产率为       （已知：水杨酸、乙酰水杨酸的相对分子质量分别为138和180）。

煤炭是我国的主要能源之一，与之伴生的二氧化硫（SO₂）和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有如下两种方法：
I、钠碱循环法脱硫技术。
（1）此法是利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式：               。
（2）NaOH溶液吸收SO的过程中，pH随变化关系如下表：

①由上表判断，NaHSO₃溶液显      性，用化学平衡原理解释：     。
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：     。

II、石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO₄的形式固定，从而降低SO₂的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO₄ (s)+ CO (g）CaO(s）+ SO₂ (g）+ CO₂ (g）   △H=218.4kJ·mol^-1(反应Ⅰ)
CaSO₄(s)+4CO(g）CaS(s）+ 4CO₂(g）          △H₂= -175.6kJ·mol^-1  (反应Ⅱ)
请回答下列问题：
（1）结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO₄(s)与CaS(s）的热化学反应方程式                  。
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅰ的Kp=                      (用表达式表示)。
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v₁)小于反应Ⅱ的速率(v₂)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是            。

（4）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数 的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO₂生成量的措施有          。

A、向该反应体系中投入生石灰
B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C、降低CO的初始体积百分数
D、提高反应体系的温度

工业上用菱锰矿（MnCO₃）［含FeCO₃、SiO₂、Cu₂（OH）₂CO₃等杂质］为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cu（OH）2
开始沉淀时	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时	9.8	8.3	3.7	6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol/L
回答下列问题：
（1）含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是           。
盐酸溶解MnCO₃的化学方程式是                  。
（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是                  。
（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu²⁺，反应的离子方程式是               。
（4）将MnCl₂转化为MnO₂的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaClO₃溶液将MnCl₂氧化，该反应的离子方程式为：□Mn^2＋＋□ClO₃^－＋□____＝□____＋□____＋□____。
（5）将MnCl₂转化为MnO₂的另一种方法是电解法。
① 生成MnO₂的电极反应式是                  。
② 若直接电解MnCl₂溶液，生成MnO₂的同时会产生少量Cl₂。检验Cl₂的操作是                 。
③ 若在上述MnCl₂溶液中加入一定量的Mn（NO₃）₂粉末，则无Cl₂产生。其原因是                。

ClO₂是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水。制备方法如下：
（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠。用于电解的食盐水需先除去其中的  Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的________和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO₃），再将它与盐酸反应生成ClO₂与Cl₂，ClO₂与Cl₂的物质的量比是____________。
（3）学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂，用NaClO₃和草酸（H₂C₂O₄）恒温在60℃ 时反应制得。

反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为____________；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有                   ；
（4）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO₂）溶液。已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出的是NaClO₂。根据右上图所示NaClO₂的溶解度曲线，请完成从NaClO₂溶液中制得NaClO₂·3H₂O的操作步骤：
①               ；②                ；③洗涤；④干燥。
（5）目前我国已成功研制出利用NaClO₂制取二氧化氯的新方法，将Cl₂通入到NaClO₂溶液中。现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是________。
（6）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的剧毒CN^-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^-。处理含CN^-相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的_______倍。

某氯化铁与氯化亚铁的混合物。现要测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行：

Ⅰ．请根据上面流程，回答以下问题：
（1）操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有________、________，（填仪器名称）。
（2）请写出加入溴水发生的离子反应方程式__________________。
（3）将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量其质量为b₁ g，再次加热并冷却至室温称量其质量为b₂ g，若b₁－b₂＝0．3g，则接下来还应进行的操作是____________；若蒸发皿质量是w₁ g，蒸发皿与加热后固体总质量是w₂ g，则样品中铁元素的质量分数是_____。
Ⅱ．有同学提出，还可以采用以下方法来测定：

（1）溶解样品改用了硫酸，而不在用盐酸，为什么？
__________________________。
（2）选择的还原剂是否能用铁__________（填“是”或“否”），原因是：__________。
（3）若滴定用掉c mol/L KMnO₄溶液b mL，则样品中铁元素的质量分数是____________。

（ 12分）绿矾（FeSO₄•7H₂O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，反应原理为：
（NH₄）₂SO₄＋FeSO₄＋6H₂O＝（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O↓。其流程可表示为：

（1）洗涤中Na₂CO₃的主要作用是      。
（2）结晶过程中要加热蒸发溶剂，浓缩结晶。应加热到      时，停止加热。
（3）过滤是用下图装置进行，这种过滤跟普通过滤相比，除了过滤速度快外，还有一个优点是      。

（4）用无水乙醇洗涤的目的是      。
（5）产品中Fe^2＋的定量分析：制得的摩尔盐样品中往往含
有极少量的Fe³⁺。为了测定摩尔盐产品中Fe²⁺的含量，
一般采用在酸性条件下KMnO₄标准液滴定的方法。称取4.0 g的摩尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸。用0.2 mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定，当溶液中Fe²⁺全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积 10.00 mL。
①本实验的指示剂是      。

A．酚酞

B．甲基橙

C．石蕊

D．不需要

②产品中Fe²⁺的质量分数为      。

能源问题是人类社会面临的重大课题。甲醇是未来重要的绿色能源之一。
（l）已知：在 25 ℃、101 kPa 下,1g 甲醇燃烧生成 CO₂和液态水时放热 22.70kJ。
请写出甲醇燃烧的热化学方程式                  。
（2）由CO₂和H₂合成甲醇的化学方程式为：
CO₂（g）+ 3H₂ （g）CH₃OH（g）+H₂O （g ）
在其它条件不变的情况下，实验测得温度对反应的影响如下图所示（注：T₁、T₂均大于300 ℃）

①合成甲醇反应的△H    0。（填“>”、“<”或“="”" ）。
②平衡常数的表达式为:              ．温度为T₂时的平衡常数     温度为T₁时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）
③在T₁温度下，将1mol CO₂和 1 molH₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为α，则容器内的压强与起始压强的比值为            。
（3）利用甲醇燃料电池设计如下图所示的装置。该装置中 Pt 极为        极；写出 b极的电极反应式              ．

Na₂O₂与水的反应实际是Na₂O₂ +2H₂O═2NaOH+H₂O₂，反应放出的热量使部分H₂O₂受热分解：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑。为了测定某过氧化钠固体的纯度，今做如下实验：
①称取过氧化钠固体2.00g
②把这些过氧化钠固体放入气密性良好的气体发生装置中
③向过氧化钠中滴加水，用某一量筒排水集气，量筒内液面在112mL处恰好与水槽内液面相平
④将烧瓶中的液体转移到250mL的容量瓶中，洗涤并将洗涤液也转入容量瓶，然后加入蒸馏水，定容，使液面恰好与刻度相切
⑤取25.00mL容量瓶中的液体，放入锥形瓶中，用过量的稀硫酸酸化，然后用0.01mol/L的KMnO₄ 溶液去滴定,至终点时用去了24.20mLKMnO₄ 溶液（此时锰全部以Mn²⁺存在）
（1）有500mL、250mL、150mL的量筒备用，应选用量程为______的量筒
（2）该实验应选用______（填“酸式”或“碱式”）滴定管
（3）在步骤③测量气体体积时，必须待烧瓶和量筒内的气体都冷却到室温时进行，若此时量筒内的液面高于水槽中液面（如图），立即读数会使Na₂O₂的纯度______（填“偏高”“偏低”或“不变”）；应进行的操作是            。

（4）在步骤⑤中反应的离子方程式是______判定滴定达到终点的依据是            。
（5）该过氧化钠的纯度为______（用百分数表示，保留一位小数；实验中得到的气体体积均看作为标准状况下）。