題目列表(包括答案和解析)
(本題16分)降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為研究的主要課題。
(1)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式: 。
(2)在容積為2L的密閉容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在溫度500℃時發(fā)生反應:
CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的濃度隨時間變化如圖;卮鹩嘘P問題:
①從反應開始到20分鐘時,H2的平均反應速率v(H2)=_________________。
②從30分鐘到35分鐘達到新的平衡,改變的條件可能是 。
A. 增大壓強 B.加入催化劑 C.升高溫度 D.增大反應物的濃度
③列式計算該反應在35分鐘達到新平衡時的平衡常數(shù)(保留2位小數(shù))
④如果在30分鐘時,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持溫度不變,達到新平衡時,CH3OH的濃度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一種原電池的工作原理為:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用該電池為電源,以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進行電解,使CO2在銅電極上可轉化為甲烷。
①該電池負極的電極反應式為: 。
②電解池中產(chǎn)生CH4一極的電極反應式為: 。
(4)下圖是NaOH吸收CO2后某種產(chǎn)物的水溶液在pH從0至14的范圍內(nèi)H2CO3、HCO3-、CO32-三種成分平衡時的組成分數(shù)。
下列敘述正確的是 。
A.此圖是1.0 mol·L-1碳酸鈉溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲線
B.在pH分別為6.37及10.25時,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反應制取NaHCO3,宜控制溶液的pH為7~9之間
(10分)研究碳及其化合物的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。某學習小組查閱資料并進行相關探究,請幫忙完成以下探究。
(1)pC類似于pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用對數(shù)的負值。如某溶液中某溶質(zhì)的濃度為1×10-3 mol/L,則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg(1×10-3)=3。如圖為25℃時H2CO3溶液的pC-pH圖。請回答下列問題:(若離子濃度小于10-5mol/L,可認為該離子不存在)
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1 。
③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3-)可以抵消少量酸或堿,維持pH7.4。當過量的酸進入血液中時,血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將 。
A.變大 | B.變小 | C.基本不變 | D.無法判斷 |
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物 投入量 | 1molCO2 3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
(10分)研究碳及其化合物的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。某學習小組查閱資料并進行相關探究,請幫忙完成以下探究。
(1)pC類似于pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用對數(shù)的負值。如某溶液中某溶質(zhì)的濃度為1×10-3 mol/L,則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg(1×10-3)=3。如圖為25℃時H2CO3溶液的pC-pH圖。請回答下列問題:(若離子濃度小于10-5mol/L,可認為該離子不存在)
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1 。
③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3-)可以抵消少量酸或堿,維持pH7.4。當過量的酸進入血液中時,血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將 。
A.變大 B.變小 C.基本不變 D.無法判斷
(2)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純MgO。由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,
該電池反應的離子方程式為 。
(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為: CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H ;
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線如圖
所示,則上述CO2轉化為甲醇反應熱ΔH 0(填“>” “<”或“=”)。
②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式投入反應物,一段時間后達到平衡。
容 器 |
甲 |
乙 |
反應物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍,要使平衡后乙與甲中各物質(zhì)濃度相同,且起始時維持反應逆向進行,則c的取值范圍為 。
A.變大 | B.變小 | C.基本不變 | D.無法判斷 |
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物 投入量 | 1molCO2 3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
一、選擇題
1.D 2.D 3.B 4.B 5.B 6.B 7.C 8.B 9.B 10.D 11.C 12.B 13.A 14.A 15.D 16.AC 17.B 18.C 19.D 20.C 21.D 22.C 23.C 24.C 25.C
二、填空題
1.2AgBr2Ag+Br2、2Ag+Br22AgBr、催化作用
2.生成的水煤氣(CO或H2)燃燒,使得瞬時火焰更旺;相同;生成水煤氣所吸收的熱量和水煤氣燃燒時增加的熱量相同
3.(1)蘇打 中和等量的H+,Na2CO3比NaHCO3的用量少(質(zhì)量比為53∶84)
(2)小蘇打 產(chǎn)生等量的CO2 NaHCO3比Na2CO3的用量少(質(zhì)量比為84∶106)
(3)蘇打 Na2CO3的水解程度比NaHCO3大,產(chǎn)生等量的OH-需Na2CO3的量較少
4.(1)Al2O3?2SiO2?2H2O
(2)SiO2+Na2SiO3Na2SiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑
(3)H2SiO3 2H++SiO3=H2SiO3 Al3+水解生成Al(OH)3膠體,膠體吸附水中懸浮的雜質(zhì)。
(4)鐵坩堝。
5.(1)不移動 當壓強增大2.5倍時,A物質(zhì)的量濃度增大了2.5倍,說明平衡沒有發(fā)生移動, 可知m+n=p (2)向左移動 當壓強增大2倍時,A物質(zhì)的量濃度卻增加了2.2倍,說明平衡向生成A的方向移動 ①體積不變時,向容器內(nèi)充入了A物質(zhì) ②增大壓強體積變小時,B物質(zhì) 轉化成液態(tài)
6.(1)2 0.5
(2)若血液酸酸度增加,[H+]增大,H2CO3的電離平衡向逆反應方向移動,消耗H+ ,生成的H2CO3分解從肺部排出。
7.第①題實際上就是求如圖的正四面體ABCD中,幾何中心O與任意兩頂點所成角之余弦。圖 中,O′為O在底面上的投影。設邊長為1,則CD=1,在底面三角形中,BC=1,故CE=,CO′=。在直角三角形AO′C中,AO′=。由于AO=CO=DO,設為x,則OO′=AO′-AO=,在直角三角形OO′C中,CO2=+,即x 2=,解得x=。 在Δ+DOC中,CO=DO=,CD=1,根據(jù)余弦定理解得 :co s∠COD=-(此角約為109°28′),即為金剛石中的鍵角的余弦值。
第②題中,0.2克拉=0.2×0.2克=0.04克(1克=5克拉)。此金剛石的“分子量”=×6.0×1023mol-1×12=2.4×1022。
說明:為此塊金剛石中碳原子的物質(zhì)的量,再乘以6.0×1 023為此金剛石中含有的碳原子個數(shù)。每個碳原子的原子量為12,故再乘以12為所有 碳原子的原子量之和,即為此金剛石的“分子量”。
③中的題目信息中的數(shù)值“五千以上”起到強烈的干擾作用。雖然②中算出的“分子量”遠遠大于五千,但金剛石是單質(zhì),不是化合物,故不能稱其為高分子化合物。
三、論述和計算
1.(1)鹽酸或稀硫酸。(2)在Ⅰ中開始產(chǎn)生H2后,將銅絲2在酒精燈上加熱至紅熱,迅速伸入Ⅱ中。(3)Zn粒不斷溶解,產(chǎn)生氣泡;紅熱的銅絲由黑變成紫紅色。(4)形成銅鋅原電池,產(chǎn)生H2的速率快,實驗完畢時可將銅絲向上提起,反應隨即停止,類似于“啟普發(fā)生 器”原理;銅絲2彎成螺旋狀是為了提高銅絲局部的溫度,以利于氧化銅在氫氣中持續(xù)、快速被還原。(5)乙醇等。
2.由測定原理可知指示劑必為淀粉溶液。選用什么儀器向錐形瓶移橙汁呢?有部分同學填入了量筒,忽視了量筒是一種粗略的量器,精確度到不了百分位;也有部分同學填入了滴定管,若為堿式滴定滴,因維生素C溶液呈酸性,會腐蝕堿式滴定管的橡膠部位,故應填酸式滴定管或移液管。
解答實驗過程(3)時,關鍵是第3空,必須搞清原理,是哪種溶液向哪種溶液中滴入,否則極 可能答反。正確的是:溶液藍色不褪去,而不是藍色褪去。
(五)是非常新穎的題型,它突出考查了學生實驗后對數(shù)據(jù)利用的能力,測試時得分率極低,本題其實是書上實驗數(shù)據(jù)處理的遷移,應取兩次測定數(shù)據(jù)的平均值計算待測溶液的濃度,表 格如下:
滴定次數(shù)
待測液體積
標準碘體積
滴定前V
后V
實驗V
平均值
1
2
然后列式計算可知含量為990mg/L。
(六)中問題討論陷阱就更多了。(1)的答案幾乎所有同學都這樣答:防止溶液濺出,使測量有誤差。但這是一個思維定勢,因為溶液在錐形瓶中是不易濺出的。正確答案應根據(jù)“維生素C易被空氣中的氧氣氧化”,故答案為:不能,因為增大了與空氣接觸面,使之氧化。
(2)中顯然不是天然橙汁,那么制造商可能采取什么做法?很多人選B。這是缺乏社會常識的選擇,因為制造商畢竟要賺錢,選B必然虧本。這時再讀題干,“在新鮮水果、蔬菜中都富含”說明維生素C價格低廉,所以選C。那么我們是否同意選C?因為制造商可能加入某種不是維生素C的還原劑,故應調(diào)查后再作結論。
3.(1)能有效利用的空氣中含氧氣
2.24×106×103×21%/22.4=2.1×107(mol)。
(2)因為=2%時,損傷人的智力,所以=210×。
(3)首先,該城市有效利用的空氣允許一氧化碳的最大量是
n(CO)=。
其次,每輛汽車滿負荷行駛每天排放出的一氧化碳的量是,所以每天允許滿負荷行駛的汽車數(shù)為2×103/0.5=4×103(輛)。按平均每10 人有一輛汽車,該城市擁有4萬輛汽車,則汽車的最大使用率為(4×103/4×104)×100% =10%。
4.(1)①臭氧;水;酸化 ②2O33O2;2H2O2H2↑+O2↑
(2)①濃厚的酸霧(H2SO4);白色沉淀。②空氣中的SO2遇到礦塵或煤煙顆粒對SO2的固相催化作用就會形成酸雨。③60 t;36.7。 ④CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2 CaSO4;生石灰法。⑤見下圖;⑥Na2SO3+SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 2NaHSO3Na2SO3+SO2↑+H2O
5.(1)化學方程式①是正確的。這是因為:它表示了“金屬泥”的生成;它體現(xiàn)了鹽酸 是酸性介質(zhì),但并不實際上參加反應這一事實。
(c)COCl2+2NaOH2NaCl+CO2↑+H2O
(4)使烴分子減少不飽和度的反應是加成反應,消去反應則相反。
6.(1)乙醇中含有極性基團―OH,是極性分子,NaOH是離子化合物,據(jù)相似相溶原理,NaOH可溶于酒精溶液中。
(2)n(NaOH)= n(硬脂酸)==22.89mol
n(Cu(NO3)2)==2.66mol
中和硬脂酸需NaOH為22.89mol,剩下的2.11molNaOH與Cu(NO3)2反應消耗掉,故固體酒精堿性很低。
(3)固體酒精是由硬脂酸鈉、NaNO3、Cu(NO3)2、Cu(OH)2和乙醇組成,點燃后有的燃燒,有的分解,所以殘渣由CuO、Na、Na2CO3組成。
(4)加入硝酸銅的目的一是反應掉剩余的NaOH,二是生成的NaNO3和剩余的Cu(NO3)2在高溫下具強氧化性,能充分氧化硬脂酸鈉,使固體酒精燃燒充分。
(5)固體酒精的形成是因硬脂酸鈉內(nèi)部有無數(shù)小孔,形成了較大的表面積,吸附能力大大增 強,所以能像海綿一樣吸住酒精。事先制的硬脂酸鈉是實心塊狀的,難形成較多的微孔;在新制硬脂酸鈉的過程中,加熱保持微沸,有利于形成更多的微孔,能大大增強其負荷乙醇的能力。
7.(1)求1mol偏二甲肼分子中含C、H、N原子物質(zhì)的量:
C:(60g×40%)÷12g?mol-1=2mol
H:(60g×13.33%)÷1g?mol-1=8mol
N:(60g×46.7%)×14g?mol-1=2mol
∴偏二甲肼的化學式為:C2H8N2
(2)依題意可寫出發(fā)生反應的化學方程式并配平:C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O
由上述方程式可知:C2H8N2中2個N-3原子被氧化成N2分子中N0原子,N2O4中4個N+4原子被還原到N2分子中NO原子,故該反應中被氧化的氮原子與被還原 氮原子物質(zhì)的量之比為:2∶4=1∶2。
(3)紅棕色氣體在本題中為NO2特征顏色,結合題給條件應寫出:N2O42NO2
8.(1)由考生比較熟悉的和的結構和性質(zhì)的有關信息進行知識的遷移和類比。因N與P同為VA族元素,因此最高價氧化物對應的水化物的分子結構也應相似,由的結構式,可寫出的結構式,其中三個N―O鍵為共價鍵,一個N→O鍵是配位鍵,在空間 為四面體結構。
(2)Na3NO4與水或CO2反應劇烈,怎樣寫出這個反應的化學方程式?由課本上所介紹
的在水溶液中很穩(wěn)定,可推斷出在水溶液中不穩(wěn)定,易轉化為離子,故可寫出:
Na3NO4+H2O2NaOH+NaNO3
Na3NO4+CO2Na2CO3+NaNO3
(3)要推斷NaNO4的結構,則必須突破結構的框框。顯負一價,不可能具有NO那樣的價鍵結構。由考生已有知識信息Na2O2或Na2S2O3受到啟發(fā):在根中是否有“―O―O―”過氧鍵結構,由此則可試寫出的結構式:,因此寫出NaNO4和水反應的化學方程式便是順理成章的事情了。NaNO4+H2ONaNO3+H2O2,2H2O22H2O+O2↑,總反應化學方程式為: 2NaNO42NaNO3+O2↑
9.(1)C S
(2)Cl;K;Na;Ca
(3)Mg、O
(4)R:CaCl2;X:Ca(OH)2;Y:Ca(ClO)2;Z:HCl;C:HClO
10.“硫酸法”生產(chǎn)TiO2排出的廢液中主要成分是H2SO4和Fe2+,如排 入水體將對水體導致如下3項污染效應:
(1)廢液呈強酸性,會使接受廢水的水體pH值明顯減小。
(2)因廢液中含F(xiàn)e2+排入水體應發(fā)生如下反應:Fe2++2OH-Fe(O H)2↓,
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3↓,消耗水體中OH-使水體pH 值減小。
(3)Mn2+、Zn2+、Cr3+、Cu2+等重金屬離子排入水體造成對水體重金屬污染,使水體生物絕跡。 可加廢鐵屑與廢液中H2SO4反應以制備FeSO4?7H2O,消除酸對水體的污染。
11.(1)向血液中通入O2,血液變鮮紅,再通CO2時變暗;(2)向血液中通CO,血液變鮮紅 ,再通CO2或O2時顏色不變化。
12.解:(1)2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3 3O22O3
(2)①設生成NO的物質(zhì)的量為x
NO - 180.74kJ
1 mol 180.74kJ
x
x=1.66×102mol
②由2NO ~ CO(NH)2 N原子守恒
∴CO(NH2)2的物質(zhì)的量=×1.66×102 mol
CO(NH2)2的質(zhì)量=×1.66mol×102×60g/mol=4.98×103g=4.98kg
14.由3Fe(OH)2+As2O3Fe3(AsO3)2+3H2O得出As2O3與堿 反應生成鹽的事實可說明As2O3及其水化物顯酸性
15.(1)構成石墨化纖維的元素有三種,即C、N、H,其原子個數(shù)之比依次為3∶1∶1。
(2)把丙烯腈分子中的C=C打開之后再加聚得???n。
16.(1)2Cl-CH2-COO??2e=Cl-CH2-CH2-Cl+2CO2↑? 2H++2e=H2?
(2)Cl-CH2-CH2-Cl+2KOHHO-CH2-CH2-OH+2KCl
HO-CH2-CH2-OH+O2
(3)
17.B、C兩種物質(zhì)在中學化學中沒有介紹,但從對它們結構的分析中可以看出,B是一種環(huán)狀酯,C是一種高分子酯,可模仿普通酯的合成反應來寫這兩個化學方程式。這兩個反應分別為:
18.(1)C6H6O+7O2→6CO2+3H2 2C6H8O7+9O2→12CO2+8H2O C7H6O3+7O2→7CO2+3H2O
(2)化學需氧量為:
(3)1m3廢水可產(chǎn)生的CO2為:(×6+×6+)=1.79mol
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