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高中化学难题集

来源:一二三四网


一、选择题

1、过渡元素高价化合物在酸性条件下有较强的氧化性,

如 KMnO4、Na2WO4( 钨

酸钠 ) 等,钨的最高价为 +6 价。现有钨酸钠晶体( Na2WO4· 2 H2O) 0.990g 加水溶解后, 再加入一定量的锌和稀 H2SO4,反应生成一种蓝色化合物 (可 看作含 +5 价、+6 价混合价态的钨的氧化物) 且无 H2 产生。现用 0.044mol/L KMnO4酸性溶液滴定这种蓝色化合物恰好将其氧化为一种黄色化合物,

KMnO4中的 +7 价锰被还原成 Mn , 共耗去 KMnO4酸性溶液 8.20mL(已知在酸

2+

性条件下氧化性; KMnO4>+6 价的 W的化合物)。上述蓝色化合物是

A. W10O21 B. W8O22 C.W10O27

D. W5O14

2、甲、乙两化合物均由 X、Y 两元素组成 . 甲的化学式为 YX2,其中 Y 的质 量分数是 44%,又 知乙中 Y 的质量分数为 30.77%,则乙的化学式为 (

A.YX

)

B.YX 2

C.YX3

D.Y2X3

3、已知硝酸铜受热分解的方程式为 2Cu(NO3) 2

2CuO+4NO+O2, 某

人将少量硝酸铜固体放入试管中加热使之分解后, 管中,木条复燃

,下列说法正确的是 (

)

将带火星的木条插入试

A. 木条复燃只是反应中生成了氧气 B.NO2 不能支持燃烧 C.NO2 能支持燃烧

D. 木条复燃是反应中生成的

NO2和 O2 与木条共同作用的结果

4、要证明有机物中是否存在卤素,最方便的方法是

A.钠熔法 法

D .红外光谱法

B .铜丝燃烧法 C.核磁共振

二、实验 , 探究题

5、亚硝酰氯 (ClNO) 是有机合成中的重要试剂,可由 下反应得到。亚硝酰氯有关性质如下:

NO与 Cl 2 在通常条件

分子 式

别名

熔点

沸点

溶解 性

性状

氯化

ClNO溶于 浓硫 酸

红褐色液体或有毒气

体,具有刺激恶臭,

亚硝

- 64.5 ℃ -5.5℃

遇水反应生成氮的氧

化物与氯化氢

某研究性学习小组根据亚硝酰氯性质拟在通风橱中制取亚硝

酰氯,设计了如图所示实验装置。实验开始前

K2 处于打开状态, K1、K3 均

已关闭。 、

试回答下列问题:

( 1)①若 D中装有纯净的 NO气体,则 B 中应选用的试剂

。实验时利用 B 除去某些杂质气体并通

B 还具有的作用

过观察 B 中的气泡来判断反应速率,

选用的试剂为

;②若 D 中装有纯净的氯气,

则。

C 中应

( 2)装置是

F 的作用是 ;装置 G的作用

( 3)若无装置 G,则 F 中 ClNO可能发生反应的化学方程式

( 4)某同学认为氢氧化钠溶液只能吸收氯气和 ClNO,但不能吸收 NO,所以

装置 H不能有效除去有毒气体。为解决这一问题, 可将尾气与某种气体 同时通入氢氧化钠溶液中,这种气体的化学式是。 6、工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

( 1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:

CO+H2O(g)

CO2+H2

① t ℃时,往 1L 密闭容器中充入 0.2mol CO 和 0.3mol 水蒸气。反应建立平衡后,体系中 c(H2)=0.12mol ·L。该温度下此反应的平衡常数 K=_____

-1

(填计算结果)。

②保持温度不变, 向上述平衡体系中再加入 0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的转化率α (H2O)=________。

(2)合成塔中发生反应

N2(g)+3H 2(g)

2NH3(g) ;△ H<0。下表为不同温

度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中

T1____573K(填“ >”、“ <”或“ =”)。

(3) NH3 和 O2 在铂系催化剂作用下从 145℃就开始反应:

4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)

△H=-905kJ ·mol

-1

不同温度下 NO产率如图所示。温度高于 900℃时, NO产率下降的原

(4)废水中的 N、P 元素是造成水体富营养化的关键因素,农药厂排放的

+3-

废水中常含有较多的 NH4 和 PO4 ,一般可以通过两种方法将其除去。

①方法一:将 Ca(OH)2 或 CaO 投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而

进行回收。当处理后的废水中

c(Ca 2+)=2 ×10-7 mol/L 时,溶液中

3-

c(PO4 )=

(已知 Ksp[Ca3(PO4) 2]=2 ×10

mol/L 。

-33

②方法二: 在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石―鸟

2++3-

粪石,反应的方程式为水Mg +NH4 + PO4 =MgNH4PO4↓。该方法中需要控制污

的 pH为 7.5 ~10,若可pH高于 10.7 ,鸟粪石的产量会大大降低。其原能为

因。与方法一相比,方法二的优点

7、( 14 分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450-500 ° C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解;

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

c.有关物质的物理常数见下表:

请回答下列问题:

( 1)写出装置 A 中发生反应的离子方程

A 中 g 管的作用是

( 2)装置中的试剂是是

;装置 C

;装置 E 中的 h 瓶需要冷却理由

( 3)装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素

(填写元素符号)。

( 4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,是铁元素还原成 Fe2+ ,再用 KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:

①滴定前是否要滴加指示剂?

(填“是”或

“否”),请说明理由

②某同学称取 5.000g 残留物,预处理后在容量瓶中配制成 移取 25.00ml ,试样溶液,用

100ml 溶液,

1.000 × 10-2 mol? L -1 KMnO4标准溶液滴定。

20.00ml, 则残留物中铁元素的质量分数

达到滴定终点时,消耗标准溶液 是

8、( 17 分)

Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好

PH和

浓度的废水中加入 H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现

运用该方法降解有机污染物

p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影

响。

[ 实验设计 ] 控制 p-CP 的初始浓度相同,恒定实验温度在

298K 或 313K(其

余实验条件见下表),设计如下对比试验。( 1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实 验 编 号 ①

实验目的 T/K

PH c/10 -3 mol

? L-1

H2O2 Fe2+

为以下实 298 验作参考 探究温度 对降解反 应速率的 影响

3

6.0

0.30

298 10 6.0 0.30

[ 数据处理 ] 实验测得 p-CP 的浓度随时间变化的关系如右上图。

( 2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在

50~150s 内的反应速率:

(p-CP) =

mol? L-1 ? s-1

[ 解释与结论 ]

( 3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从 Fenton 法所用试剂 H2O2 的角度分析原

因:

(4)实验③得出的结论是: PH等于 10 时,

[ 思考与交流 ]

( 5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立

即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方 法:

9、甲酸( HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点

8.4 ℃,沸点 100.7 ℃,能与水、乙醇互溶,加热至 160℃即分解成二氧化碳和氢气。

(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:

HCOOH

H2O+CO↑,实验的部分装置如下图所示。制备时先加热

浓硫酸至 80℃― 90℃,再逐滴滴入甲酸。

①从下图挑选所需的仪器, 画出Ⅰ中所缺的气体发生装置 (添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂。

②装置Ⅱ的作用

( 2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用 制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸斥制得四水甲酸铜 [Cu( HCOO)2? 4H2O]晶体。相关的化学方程式是:

2CuSO4+4 NaHCO3== Cu( OH) 2? CuCO3↓ +3CO2↑+2NaSO4+H2O

Cu(OH)2? CuCO3+4HCOOH+ 5H2O==2 Cu(HCOO)2? 4H2O+ CO2↑

实验步骤如下:

Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:

③步骤是将一定量 CuSO4? 5H2O晶体和 NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,

其目的是 。

④步骤是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,

反应温度控制在

70℃― 80℃,如果看到

(填写实验现象),说

明温度过高。

Ⅱ、甲酸铜的制备:

将 Cu(OH)2? CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加 入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。 在通风橱中蒸发滤液至原体积的 1/3 时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体 2―3 次,晾干,得到产品。

⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因

⑥用乙醇洗涤晶体的目的

10、1942 年,我国化工专家侯德榜以 NaCl、NH3、CO2等为原料先制得 NaHCO3,

进而生产出纯碱,他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。

有关反应的化学方程如下:

NH3+CO2+H2O === NH4HCO3; NH4HCO3+NaCl === NaHCO3↓+NH4Cl ;

2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑ +H2O

( 1)“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,请写出工业

合成氨的化学反应方程 式

;已知合成氨为放热反应,若从勒夏特列原理来分析,合成氨应选择的温

度和压强是

(选填字母)。 d .高压 e .低

a .高温 b .低温 c .常温

f .常压

( 2)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因

(选填字母)

a .碳酸氢钠难溶于

b.碳酸氢钠受热易分解

c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出

( 3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,同学们按各自设计的方案进行实验。

第一位同学: 将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。请回答:

①写出甲中发生反应的离子方程

②乙装置中的试剂

3晶体的操作是 ③实验结束后,分离出 NaHCO

(填

分离操作的名称)。

第二位同学:用图中戊装置进行实验(其它装置未画出)。

①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,入 气体,再从 b 管中通入

实验时,须先从 a 管通

气体。

(选填字母)。

②装置 c 中的试剂为

e.碱石灰 钙

f .浓硫酸 g .无水氯化

( 4)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法(用简要的文字

和相关的化学反应方程式来描 述):

11、水体中重金属铅的污染问题备受关注。

水溶液中铅的存在形态主要有

Pb2+、Pb(OH)+、

-

2-

Pb(OH)2、Pb(OH)3 、Pb(OH)4 ,各形态的浓度分数α随溶液 pH 变化的关系

如图所示:

【 1 表示 Pb2+,2 表示 Pb(OH)+,3 表示 Pb(OH)2、,4 表示 Pb(OH)3- ,5 表示

Pb(OH)4 】

2-

(1) Pb(NO3) 2 溶液中,

2( 填“ >”、“ =”、“ <”) ;往该溶

液中滴入氯化铵溶液后,

增大,可能的原因

(2) 往 Pb(NO3) 2 溶液中滴稀 NaOH溶液, pH = 8 时溶液中存在的阳离子 (Na+

除外)有

,pH = 9 时,主要反应的离子方程

式为

(3) 某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:

2+ 2+ 3+ 2+ -

离子

处理前浓度 /(mg ? L-1)

处理后浓度 /(mg ? L-1)

Pb 0.100 0.004

Ca 29.8 22.6

Fe 0.120 0.040

Mn 0.087 0.053

Cl

51.9

49.8

上表中除 Pb2+外,该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的

(4) 如果该脱铅剂 ( 用 EH表示 ) 脱铅过程中主要发生的反应为:

2EH(s) + Pb 2+ E2Pb(s) + 2H +

则脱铅的最合适 pH 范围为

( 填代号 ) 。

C .9~10

D.11~

A.4~ 5 12

三、推断题

B .6~ 7

12、光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有呲啶环(呲啶的 结构式为

,其性质类似于苯)的化合物

II 作为中间体,实现了循环

法制氢,示意图如下(仅列出部分反应条件):

(1)化合物 II 的分子式为 ______________。

(2)化合物 I 合成方法如下(反应条件略,除化合物

III 的结构未标明

外,反应式已配平);

化合物 III 的名称是 ________________。

( 3)用化合物 V(结构式见右图)代替 III 作原料,也能进行类似的上述反应,所得有机产物的结构式为

___________________。

( 4)下列说法正确的是 _____________(填字母)

A. 化合物 V 的名称是间羟基苯甲醛,或 B. 化合物 I 具有还原性; II

2- 羟基苯甲醛

具有氧化性,但能被酸性高锰酸钾溶液氧化

C. 化合物 I 、II 、 IV 都可发生水解反应

D. 化合物 V 遇三氯化铁显色,还可发生氧化反

应,但不能发生还原反应

( 5)呲啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂。 2- 呲啶甲酸正丁酯( VI )的结构式见右图,其合成原料 2- 呲啶甲酸的结构式为 _________________;

VI 的同分异构体中, 呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体有 _________________种。

四、填空题

13、一定温度下,发生反应: N2(g)+ 3H2(g)

2NH3( g)△ H<0

( 1)若在相同温度下, 1mol N 2 和 3mol H2 分别在恒压密闭容器

A 中和恒

容密闭容器到平衡;

B 中反应,开始时 A、B 的体积相同。则

容器中先达

容器中的 N2 的转化率高

(2)当 A 中已达到平衡时,再加入

1 摩 Ar,则 N2 的转化率 ;

正反应速率会

(3)若 B 中反应达到平衡时,平衡混和物中 N2、 H2、NH3 的物质的量分别为 a、b、c 摩。仍维持原温度,用 x、y、z 分别表示开始时 N2、 H2、NH3的加入量( mol),使达到平衡后 N2、H2、NH3 的物质的量也为 a、b、c 摩。则应满足的条件是:

①若 x=0, y= 0,则 z=

②若 x=0.75 ,则 y 应为

mol 、z 应

mol 。

③x、y、 z 应满足的一般条件

14、将不同量的 H2O和 CO2气体分别通入到一恒容密闭容器中进行反应:

H2O+CO 题 实验

温度

CO2+H2;得到以下三组数据,据此回答问

起始量

H 2O

平衡量

CO

H2

达到平衡

CO

1.4mol 0.8mol

d

所需时间

5min

l 2

650℃ 900℃ 900℃

lmol 0.5mol

a

2mol 1mol b

0.6mol 0.2mol

c

3min

3 t

(1) ①由以上数据,实验 l 中以 v (CO2) 表示的反应速率为 _____________。

②该反应在 650℃时平衡常数数值为 ______,该反应的逆反应为 _____( 填

“吸”或“放” ) 热反应。

③若实验 3 要达到与实验 2 相同的平衡状态, 且 t<3min ,则 a,b 应满足的关系为: __________。

(2) 将 0.2mol CO2气体通入到 100mL 3mol/ L 的 NaOH溶液中,则所得溶液中各离子浓度关系正确的是 ____________。

+ -

一 2- +

A .c(Na )>c(HCO3 )>c(OH

-

)>c(CO3 )>c(H )

2-

B .c(HCO3 )+c(H 2CO3 )+c(CO 3 )=2mol /L

+ - 2-

C.c(Na )=2[c(H 2CO3)+c(HCO3 )+c(CO3 )]

+ + 一 2- -

D.c(Na )+c(H )=c(OH )+2c(CO3 )+c(HCO3 )

(3) 已知常温下 H2CO3为二元弱酸,其第一、二步电离的电离常数分别为、 Ka2,且

≈ 104Ka2。Na2CO3溶液的第一、 二步水解反应的平衡常数称为水解

常数,分别为 Kh1、 Kh2。

①请推导出 Kh1 与 Ka2 的关系为 _________( 用表达式表示 ) ;

②常温下, 0.01mol /L 的 Na2CO3溶液的 pH为_______( 用含 Kh1 的表达式表

示 ) 。 参考答案

一、选择题

1、C 2、C 3 、CD 4、B

二、实验 , 探究题

5、( 1)①饱和食盐水( 2 分) 安全瓶(或:防止因装置堵塞引起事故)

(2 分)

②浓硫酸 (2 分)

( 2)冷凝收集亚硝酰氯 ( 2 分)

防止水蒸气进入 U型管( 2

分)

(3) 2ClNO+HO =2HCl+NO↑+NO2↑( 或: 2ClNO+HO=2HCl+NO3↑) 分)

(2

(4)O2( 2 分)

6、(1)① 1 ; ② 50%; (2)<

(3)温度高于 900℃时,平衡向左移动。

-7

2++ -

(4)① 5×10 ②当 pH 高于 10.7 时,溶液中的 Mg 、NH4 会与 OH

反应,平衡向逆反应方向移动 充分利用了镁矿工业废水

能同时除去废水中的氮,

7、

(1)

2

MnO + 4H

+ 2Cl

Mn + Cl

2+

↑ + 2H Owww.ks5.u.com

2 2

平衡压强

2)

浓硫酸

使 SiCl 4 冷凝

( 3) Al 、P、Cl

①否; KMnO4溶液自身可作指示剂;

4)

② 4.480%

8、⑴

⑵ 8.0 ×10-6

⑶ 过氧化氢在温度高时,迅速分解。

⑷ 反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)

⑸ 将所有样品迅速加入到一定量的 NaOH溶液中,品聚冷等其他合理答案)

9、①

②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中 ③研细并混合均匀

④出现黑色固体

⑤防止甲酸铜晶体析出

⑥洗去晶体表面的水和其它杂质

10、( 1)N2+3H2

2NH3

b 、d

( 2)c

使 PH约为 10

(或将样

( 3)第一位同学:① CaCO3+ 2H + ==== Ca 2+ + H 2O +CO2↑

②饱和碳酸氢钠溶液③过滤

第二位同学:① NH3 (氨)

CO2(二氧化碳) ②g

( 4)向烧碱溶液中通入过量 CO2:NaOH + CO2=== NaHCO3;向饱和 Na2CO3

溶液汇总通入过量

CO2;Na2CO3+CO2+H2O ===2NaHCO3等,其他合理方法均可。

11、 (1)>

Pb 与 Cl

2+-

发生反应,生成

2

PbCl ( 微溶 ) ,使 c(Pb

2+

)

减小。

2+ ++ +-

(2)Pb 、Pb(OH) 、H

(3)

Fe 3+

Pb(OH) +OH == Pb(OH) 2↓

(4) B

三、推断题

12、【答案】:( 1)C11H13O4N

(2)甲醛

( 3)

( 4)B、 C

(5)12

【解析】( 1)注意不要数掉了环上的氢原子,分子式为:

C11H13NO4。

( 2)因反应式已配平,故可依据原子守恒定律推知Ⅲ的分子式为

CH2O,

故为甲醛;(3 结合题( 3)可以得到有机物的分子式为

C

H

( 7+2× 5+1-1 ) (6+2×8+5-8 )

O( 2+2×3+3―4×1―2) N,所得化合物与化合物

I 相比多出部分为

C6H4NO,由此可以

确定甲醛在反应中提供化合物

ICH2 部分,化合物 V 应该提供 部分替

代 CH2 部分,所以所得化合物的结构式;(

4)系统命名法Ⅴ的名称为 3-

羟基苯甲醛, A 错,有机物Ⅴ含有的官能团为酚羟基和醛基,能发生显色 反应即氧化反应,醛基和苯环均能与氢气发生加成反应(还原反应),

D

错;同理Ⅱ能加氢发生还原反应,具有氧化性,而其侧链甲基类似于苯的

同系物的性质能被高锰酸钾溶液硬化, B 正确,I 、Ⅱ、Ⅳ分子内都有酯基,

能够发生水解, C正确;( 5)

水解生成 2―呲啶甲酸和丁

醇,结合酯的水解反应我们不难得到

2―呲啶甲酸的结构式为:

VI 的同分异构体中, 呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分 异构体种类强调的是其同分异构体中,而不是

VI 中呲啶环上只有一个氢

原子被取代异构体种类。注意这点就不会出错了。

【考点分析】考查有机物的组成、结构特点、化学性质及其相互联系的理解,以及有机反应类型、同分异构现象、有机物命名基本原则和质量守恒的了解。

四、填空题

13、 (1) A ;A; (2) 减小;减小;

(3)2mol ;2.25 ;0.5 ; x+0.5z=1 和 y+ 14、 (1) ①0.15mol /min,

z=3。

②1.8

③ 2a=b>1mol 或 a=0.5b>0.5mol ,或 a=0.5b ,a>0.5mol

(2) ①B、D ② ; 或

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