某无色稀溶液X中,可能含有如表所列离子中的某几种。
阴离子 | CO、SiO、AlO、Cl- |
阳离子 | Al3+、Fe3+、Mg2+、NH、Na+ |
取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸,则溶液中含有的阳离子是______ ,ab段发生反应的总离子方程式为____________, Oa段上表中参加反应的离子的物质的量之比为________________________。
[要标明离子符号,如n(Fe3+)].
(2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有上表中的离子是________________________,它们的离子个数比为______________________________,[按阳离子在前,阴离子在后,高价在前,低价在后的顺序排列].ab段反应的离子方程式为______________________________, bc段反应的离子方程式为____________________________________。
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【化学——选修5:有机化学基础】
高分子H是有机合成工业中一种重要的中间体。以丙烯和甲苯为起始原料合成H的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)化合物E中的官能团的名称是________。由G反应生成H的反应类型是_________。
(2)写出E与银氨溶液共热的离子反应方程式___________。
(3)A分子内在同一平面最多的原子有________个。
(4)写出C与F反应生成G的化学方程式___________。
(5)符合下列条件的G的同分异构体有___种:①与G具有相同的官能团 ②能够发生水解,水解产物与FeCl3溶液发生显色反应 ③苯环上有两个取代基
其中核磁共振氢谱面积比为1:2:2:2:1:2的是________(填结构简式)。
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氮的氧化物种类较多,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,他们应用广泛。
(1)N2O是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在加热条件下分解产生,此反应的化学方程式为___________。已知N2O与CO2分子具有相似的结构,试画出N2O的结构式_______。
(2)N2O4可作火箭高能燃料N2H4的氧化剂。
已知:2NO2(g)N2O4(g) △H =-akJ·mol-1;N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H =-bkJ·mol-1;
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H =+ckJ·mol-1;(a、b、c均大于0)。
写出气态腁在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式___________。
(3)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数(例如p(NO2)=p总×x(NO2))。写出反应2NO2(g)N2O4(g) △H =-akJ·mol-1平衡常数Kp表达式________(用p总、各气体物质的量分数x表示)。
(4)新型绿色硝化剂N2O5可以N2O4为原料用电解法制备,实验装置如图所示。则电极B接直流电源的____极,电解池中生成N2O5的电极反应式为_____________。
(5)可用氨水吸收NO2、O2生成硝酸铵,写出该反应的离子方程式_____________。
已知25℃时NH3·H2O的电离常数Kb=2×10-5,向500ml0.1mol·L-1硝酸铵溶液中通入标准状况下至少____ml氨气,使溶液呈中性(溶液的体积变化忽略不计)。
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(1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为2N2H4(1)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1077 kJ/mol
己知相关反应的化学键键能数据如下:
则使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是______________________
(2)在密闭容器中,反应2NO2 N2O4在不同条件下的化学平衡情况如图a、图b所示。图a表示恒温条件下c(NO2)的变化情况;图b表示恒压条件下,平衡体系中N2O4的质量分数随温度的变化情况(实线上的任意一点为对应温度下的平衡状态)。
①其它条件不变时,向平衡体系中充入N2O4,平衡常数__________(填“增大”、“不变”或“减小”)
②图a中,A1→A2变化的原因可能是___________(一条即可)
③图b中,E点对应状态中,v(正)______v(逆)(填>、<或=)
④图b中,维持t1不变,E→A所需时间为x,维持t2不变,D→C所需时间为y,则x______y(填>、<或=)
(3)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①图中a点对应温度下,己知N2O4的起始压强p0为108 kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= ___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=____________
(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路,原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2除去,如图示,两电极间是固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,如果NOx为NO则电解池阴极反应为_____________________________________。
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有机物G是某种新型药物的中间体,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)F的质谱图中,最大质荷比的数值是___________;
(2)写出反应③所需要的试剂_______;反应②的反应类型是___________;
(3)有机物B中所含官能团的名称是__________;
(4)写出有机物X的结构简式__________;
(5)写出由E到F的化学方程式__________;
(6)A所有的链状二氯取代物同分体数目有__________种;
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已知铜的配合物A结构如图图1。请回答下列问题:
(1)写出基态Cu的外围电子排布式________
(2)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受热分解可产生CO2和N2,N2中σ键和x键数目之比是___;N2O与CO2互为等电子体,则N2O的电子式为_______。
(3)在Cu催化下,甲醇可被氧化为甲醛,甲醇分子中HCO的键角____(选填“大于”、“等于”或“小于”) l20°;甲醛能与水形成氢健,请在如图2中表示出来____。
(4)立方氮化硼如图3、图4与金刚石结构相似,是超硬材料。立方氮化硼晶体内B一N键数与硼原子数之比为__________;
(5)Cu晶体的堆积方式如图5所示,设Cu原子半径为a,晶体中Cu原子的配位数为_____,晶体的空间利用率为_________。(已知:,列式并计算出结果)
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苯乙烯是重要的基础有机化工原料.工业中以乙苯(C6H5-CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反应方程式为:C6H5-CH2CH3 (g)C6H5-CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH=a kJ•mol﹣1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入n mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:
600℃时,该反应的平衡常数_____________。
(2)乙苯在特定催化剂下发生氧化脱氢:
C6H5-CH2CH3(g)+1/2O2(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2O(g) ΔH1
已知 H2的燃烧热ΔH= b kJ/mol,水的汽化热为c J/g,则 ΔH1=____________。
(3)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0。则该反应在_________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。在某温度下,2L 密闭容器中充入NO、CO各0.4mol进行反应,测得NO物质的量变化如图所示,5分钟末反应达到平衡。第6分钟继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2,请在图中画出到9分钟末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线_________。
(4)沉淀物并非绝对不溶,且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同,同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl+Cl-═[AgCl2]-,如图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况.
由以上信息可知:
①由图知该温度下AgCl的溶度积常数为_________。
②AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是:_______________。
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过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色粉末,溶于水形成的溶液呈弱酸性。过氧化尿素不稳定,在痕量重金属离子等活性催化剂的存在下迅速分解。工业生产过氧化尿素的原理和流程如下。
原理:CO(NH2)2+H2O2 CO(NH2)2·H2O2
流程:
回答下列问题:
(l)已知过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]中的CO(NH2)2与H2O2以氢键连接,其中碳元素的化合价是___________。(填序号)
A. +2价 B. -l价 C. 0价 D. +4价
(2)过氧化尿素鉴定反应:在重铬酸钾酸性溶液中加入乙醚和少许过氧化尿素,振荡。上层乙醚呈蓝色,这是由于在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5)。写出H2O2与重铬酸钾反应的离子方程式__________。
(3)经过上述化学工艺后的产品是粗产品。已知30℃时尿素的溶解度远大于过氧化尿素的溶解度,则提纯粗产品的操作顺序是___________ (填序号)。
①冷却至30℃结晶 ②过滤 ③蒸发浓缩 ④溶解 ⑤洗涤
(4)在实验室中采用上述原理制取过氧化尿素,搅拌器的材质一般用玻璃而非铁质,原因是___。
(5)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为________。
(6)Ⅰ.为测定产品中H2O2的含量,常用KMnO4溶液滴定H2O2,高锰酸钾标准溶液通常放置时间较长,因此在滴定H2O2前,常用现配的草酸钠溶液先标定出KMnO4标准溶液的浓度。
Ⅱ.称取过氧化尿素样品4.000g ,溶解在250mL容量瓶中定容。准确量取25.00mL于锥形瓶中,加入1.00mL 6mo1/L的硫酸,用标定过的0.2000mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至滴入最后一滴时溶液显浅红色且半分钟内不褪色,三次滴定平均消耗KMnO4标准溶液10.00mL,(KMnO4与尿素不反应)。
①H2O2的质量分数是_______ (精确至0.1%)。
②若装草酸钠溶液的滴定管水洗后未润洗,最终H2O2的质量分数______ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
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二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为11℃,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。回答下列问题:
(l)ClO2的制备:(已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4)
①装置A中反应的化学方程式为_______________。
②欲收集干燥的ClO2 ,选择上图中的装置,其连接顺序为 a→_________(按气流方向,用小写字母表示)
③装置D的作用是_________。
(2)ClO2与 Na2S 的反应
将上述收集到的ClO2用 N2稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的ClO2 通入上图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液。一段时间后,通过下列实验探究 I 中反应的产物。
操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
取少量Ⅰ中溶液于试管甲中, 加入Ba(OH)2溶液,振荡 | ①_________ | 有硫酸根离子生成 |
另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中, 滴加品红溶液和盐酸 | 品红溶液不翅色 | ② 无_____生成 |
若在试管甲中继续加Ba(OH)2溶液至 过量,静置,取上层清液于试管丙③______ | 有白色沉淀生成 | 有Cl-生成 |
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为__________。用于处理含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是____________(任写2条)。
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硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程中:(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 ;恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡下列图像能正确表示该过程中相关量的变化的是__________。(选填字母)。
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的7/10,则N2的转化率a1=________;
若向该容器中再加入1molN2和3molH2,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2________a1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图)。
①比较P1、P2的大小关系:P1____P2(填“>”、“<”或“=”)。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________。
(4)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是 ________________________________。
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.05mol,则反应的离子方程式是___________________________________________。
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