高三化学计算题试题 - 极难题

研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义。

(1)将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通人体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应 CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下两组数据：

①实验1中以CO₂表示的反应速率为_____________(保留2位小数)；

②该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应；

③实验2的平衡常数为___________________________。

(2)已知在常温常压下：

2CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(l)  △H＝－1451.6kJ/mol

2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)   △H＝－566.0kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式_______________________________。

(3)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co²⁺被氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把甲醇氧化成CO₂而除去(Co³⁺的还原产物是CO²⁺)。

①写出阳极电极反应式_______________________________________________________________ ；

②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________________________。

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硝酸与合成氨工业密切相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。

完成下列计算：

52．合成氨时，假设100L的氮气与氢气(体积比为1 : 3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为　　　 　　　　 。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示)

53．标准状况下，将500L氨气溶于1L水中形成氨水，则此氨水质量分数为　　 　　　　 　　 。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数)

54．氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。此时温度很高，水以水蒸气的形式存在，NO也不与O2反应。若氨气与氧气物质的量之比为1 : 1.7时，氨的转化率可达95%，计算反应后NO的体积分数　　 　　　　 　 。(设氧气在空气中的体积分数为20%，写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数)

55．一氧化氮继续氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸。为测定某18K金样品的组成，将2.832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO2和N2O4的混合气体224 mL(折算至标准状况，下同)，将该混合气体与84 mL O2混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。( 已知金不溶于浓硝酸)

填写该18K金的成分表(写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数，若不含该金属则填0)。

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Ⅰ．某溶液中仅含下表离子中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且离子的物质的量均为1mol。

①若向原溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。②若向原溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变。③若向原溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。试回答下列问题

（1）若先向原溶液中加入过量的盐酸，再加入KSCN溶液，现象是。

（2）原溶液中含有的阳离子是。

（3）向原溶液中加入足量的盐酸，发生反应的离子方程式为。

（4）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体用托盘天平称量质量为。

Ⅱ. 草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·2H₂O）、碳酸锂和二氧化硅在氩气中高温反应可制备锂电池的正极材料硅酸亚铁锂（Li₂FeSiO₄）。草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热重分析，结果如右图所示（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）,请回答下列问题：

（5）草酸亚铁晶体中碳元素的化合价为：

（6）A→B发生反应的化学方程式为________。

（7）精确研究表明，B→C实际是分两步进行的，每一步只释放一种气体，第二步释放的气体的相对分子质量较第一步的大，则第一步释放的气体化学式为：________；释放第二种气体时，反应的化学方程式为________。

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一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用200mL5.00mol/L的NaOH溶液（密度为1.20g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含有NaCLO的物质的量为0.25mol。

（1）所得溶液中CL－的物质的量为。

（2）所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（H₂）：n（Cl₂）=________。

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硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)₃的工艺流程。

（1）粗硅藻土高温煅烧的目的是________。

（2）反应Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化学方程式是________；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是________。

（3）实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：

步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。

步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。

步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。

步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。

步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液V mL。

①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有________。

a．蒸发皿  b．表面皿  c．瓷坩埚   d．铁坩埚

②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是________。

③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是________。

④步骤4中滴定终点的现象为________。

⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为________。

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综合题：

氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料，根据以下三种制氢方法。完成下列问题：

（1）方法一：H2S热分解法，反应式为：2H2S（g）2H2（g）+S2（g）△H

在恒容密闭容器中，测定H2S分解的转化率（H2S的起始浓度均为cmol/L），测定结果见下图，图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H2S的转化率。

①△H0，（“＞”、“＜”或“=”）。

②若985℃时，反应经tmin达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则tmin内反应速率v（H2）=　　　

（用含c、t的代数式表示）。

③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a接近的原因：。

（2）方法二：以CaO为吸收体，将生物材质（以C计）与水蒸气反应制取H2。相关主要反应如下：

I：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=+131.0kJ/mol

Ⅱ：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-43kJ/mol

Ⅲ：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）△H=-178.3kJ/mol

①计算反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）CaCO3（s）+2H2（g）的△H=kJ/mol；

若K1、K2、K3分别为反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数，该平衡常数K=（用K1、K2、K3表示）。

②对于可逆反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）CaCO3（s）+2H2（g），采取以下措施可以提高H2产率的是。（填字母）

A．降低体系的温度

B．压缩容器的体积

C．增加CaO的量

D．选用适当的催化剂

（3）方法三：利用甲醇可以与水蒸气反应制取H2，反应方程式如下：

CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）△H＝+49.4kJ/mol

一定温度下，向容积为2L的密闭恒容容器中充入1molCH3OH（g）和3molH2O（g），达到平衡状态时，吸收热量19.76kJ。则

①达平衡时混合气体的压强是反应前的倍。

②此温度下的该反应的平衡常数是（保留两位有效数字）。

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现有一套电化学装置，如下图所示，E 为沾有 Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是用多微孔的 Ni 制成的电极材料，它在碱性溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的 KMnO4溶液，断开K，接通外电源一段时间后，C、D中有气体产生。

（1）S为________(填“正”或“负”)极。

（2）A极附近溶液的现象是______________，　　 B 极附近发生的电极反应式为___________。

（3）滤纸上的紫色点向______(填“A”或“B”)方移动。

（4）当 C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，D中的电极为________ (填“正”或“负”)极，电极反应式为___________________________。

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高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：

Fe₂O₃（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO₂（g）  △H

（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g） △H₁=+489.0 KJ·mol^-1

②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g） △H₂=+172.5KJ·mol^-1

则△H=________KJ•mol^-1。

（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

①甲容器中CO的平衡转化率为________。

②下列说法正确的是________（填字母）。

A．当容器内气体密度恒定，表明反应达到平衡状态

B．甲容器中CO的平衡时的速率小于乙容器中CO平衡时的速率

C．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为3：2

D．增加Fe₂O₃的量可以提高CO的转化率

（4）汽车尾气是城市空气污染的一个重要因素，一种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燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（Z_rO₂）晶体，在高温熔融状态下能传导O^2－（过程中无气体产生），则负极的反应式为________。

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目前工业合成氨的原理是：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)   △H=－93.0kJ /mol；另据报道，一定条件下：2N₂(g)+6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)   △H= +1530.0kJ /mol。

（1）氢气的燃烧热△H=_______________kJ/mol。

（2）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是________。

A．气体体积不再变化，则已平衡

B．气体密度不再变化，尚未平衡

C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动

D．平衡后，压缩装置，生成更多NH₃

（3）在恒温恒容装置中进行合成氨反应，各组分浓度-时间图像如下。

① 表示N₂浓度变化的曲线是________。

② 前25 min 内，用H₂浓度变化表示的化学反应速率是________。

③ 在25 min末刚好平衡，则平衡常数K = ________。

（4）在第25 min 末，保持其它条件不变，升高温度，在第35 min末再次平衡。平衡移动过程中H₂浓度变化了1.5 mol·L^－1，在图中画出第25 min ～ 40 min NH₃浓度变化曲线。

（5）已知常温下，NH₄⁺ 的水解常数为1.0×10^－9，则0.1mol/L NH₄Cl溶液pH=________。（忽略NH₄⁺水解对NH₄⁺浓度的影响）

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用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：

2Fe3++ FeS2=2S↓+3Fe2+

（1）“还原”时，pH不宜过高的原因是_________，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：__________。

（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为2：7。计算“还原”后溶液Fe2+的浓度即可确定后面所加(NH4)2SO4的量（溶液体积变化忽略不计）

（3）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份。一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol/LK2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗溶液的体积为25.00mL。试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）。

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