高三化学简答题试题 - 极难题

（15分）铬是用途广泛的金属元素，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。

（1）还原沉淀法是处理含Cr2O72— 和CrO42—工业废水的一种常用方法，其工艺流程为：

其中第I步存在平衡：2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72— (橙色)+H2O

①若平衡体系的pH=2，该溶液显　　　　　　 色。

②根据2CrO42—+2H+Cr2O72— +H2O，设计下图装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为　　 ，图中右侧电极连接电源的　　　　 极，其电极反应式为　　　　　　　　 。

③第Ⅱ步反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，向Ⅱ反应后的溶液加一定量NaOH，若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1，则溶液中c(Cr3+)=　　　　 mol·L—1。（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31）。

（2）CrO3具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）时，猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式：

（3）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是　　 （填化学式）。

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天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。

（1）Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用

（1）甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ/mol

CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ/mol

上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:

析图可知:

①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是　　　　　　　　　　　　　 。

②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是　　　　　　　　　　　　　 。

（3）对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp=　　　　　　 。随温 度的降低,该平衡常数　　　　　　 (填“增大”“减小”或“不变”)。

（2）Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:

（1）外电路电子流动方向:由　　　　　　 流向　　　　　　 (填字母)。

（2）空气极发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　 。

（3）以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有　　　　　　　　 g 精铜析出。

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碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH3）2N－NH2，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－a kJ·mol－1　 (a＞0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题。

①298K时，该反应的平衡常数为________。

②在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是　　 。

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6 mol 、n（N2O4）=1.2mol，

则此时V（正）　　 V（逆）（填“>”、“<”或“=”）。

（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是　　　　　　　　　　 ；

②其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常数

K数值的是　　　　 ；

③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是

　　　　　　　　　 。

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【化学―选修2：化学与技术】硫化锌是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取，其工艺流程如下图所示。

（1）为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是_________（填序号）。

①研磨 　　 ②多次浸取 　　　 ③升高温度 　　 ④加压 　　 ⑤搅拌

（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是 ______（写化学式）。

（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为__________。

（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是 ___________，

②Na2S可由等物质的量的Na2S04和CH4在高温、催化剂条件下制取。化学反应方程式为__________；

③已知Na2SO4.10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如右图。从滤液中得到Na2SO4.10H2O的操作方法是____________。

（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol，步骤Ⅲ所得Cd为d mol，最后得到VL、物质的量浓度为c mol/L的Na2SO4溶液。则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为___________。

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（10分）在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。

（1）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体，溶液中　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na2CO3含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因　　　　　　　　　　　　　　　　 。加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）常温下向20 mL 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：

回答下列问题：

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32-　　　　　　 (填“能”或“不能”)大量共存；

②当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒有　　　　　　　 、　　　　　　 ，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

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煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：

（1）②中NH3参与反应的化学方程式为　　　　　　　 。

（2）③中加入的物质可以是　　　　　　　 （填字母序号)。

a．空气　　　　　 b．CO　　　　　　 c．KNO3　　　　 　　 d．NH3

（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（)，其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更　　　　　　　 （填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因：　　　　　　 。

（4）已知：N2（g) ＋ O2（g)2NO（g)　　 ΔH = a kJ·mol-1

N2（g) ＋ 3H2（g)2NH3（g)　 ΔH = b kJ·mol-1

2H2（g) ＋ O2（g)2H2O（l)　 ΔH = c kJ·mol-1

反应后恢复至常温常压，①中NH3参与反应的热化学方程式为　　　　　　　 。

（5）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：　　　　　　　 。

用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：　　　　　　　 。

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（11分）金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。

（1）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2

该反应的氧化剂是_________,当生成19.2gCu时，反应中转移的电子为_____mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生成（碱式碳酸同）。该过程负极的电极反应式_______________。

（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（分别作为两个电极的反应物，固体 陶瓷（可传导）为电解质，其原理如图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_______。

②放电时，电极A为____极，S发生_______反应。

③放电时，内电路中的的移动方向为_______（填“从A到B”或“从B到A”）。

④充电时，总反应为Na所在电极与直流电源_______极相连，阳极的电极反应式为________.

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（11分）以化学反应原理为依据，以实验室研究为基础，可以实现许多化工生产。

I分解水制取氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”，主要涉及下列反应：

（1）分析上述反应，下列判断正确的是____。

a. 循环过程中产生1的同时产生

b. 反应①中还原性比强

c. 循环过程中需补充

d. 反应③易在常温下进行

（2）在一定温度下，向2L密闭容器中加入，发生反应②.物质的量随时间的变化如图所示。内的平均反应速率的转化率=_______

（3）恒温恒容条件下，硫发生转化的反应过程和能量关系如图所示。

请回答下列问题：

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式_______;

②恒温恒容时，和充分反应，放出热量的数值比_____（填“大”、“小”或“相等”）

II．氮化硅（）是一种新型陶瓷材料，工业上有石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：

（1）该反应平衡常数的表达式为K=_______.升高温度，其平衡常数_________（填“增大”、“减少”或“不变”）。

（2）该化学反应速率与反应时间的关系如图所示

时引起突变的原因是_____，引起变化的因素是_____,时引小变化、大变化的原因是_________.

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（14分）含氮化合物是重要的化工原料。存在如下转化关系：

（1）工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。

①氨气溶于水的过程中存在的平衡有　　　　　　　　　　 （用离子方程式表示）。

②向固体氧化钙中滴加浓氨水，可用于实验室制取少量氨气，简述原理　　　　　　　　　　 。

（2）转化Ⅱ中发生的系列反应，在工业上可以用来制备硝酸，写出①中反应的化学方程式为　　　　　　 。

（3）现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。转化Ⅲ中部分反应如下：

NH3+CO2+H2O NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl（饱和） NaHCO3↓+NH4Cl。

①转化Ⅲ中有NaHCO3沉淀析出的原因是　　　　　　　　　　　 。

②欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数，某同学设计方案如下：

准确称取10.00g样品，加入过量的盐酸，充分反应，蒸干、冷却后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g。样品中碳酸钠的质量分数为　　　 　 　　 。

（4）以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2一)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示：

①固体氧化物作为电池工作的电解质，O2一移向　　　　　　　　　　 （填字母）。

A．电极a　　　　　 B．电极b

②该电池工作时,电极a上发生的电极反应为　　　　　　　　　　 。

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（14分）高纯硅晶体是信息技术的重要材料。

（1）在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是______（填字母）。

A．过渡元素区域　　　　　　　 B．金属和非金属元素的分界线附近

（2）工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知：

写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式　　　　　　　　　　 ______。

（3）某同学设计下列流程制备高纯硅：

①Ｙ的化学式为______。

②写出反应Ⅰ的离子方程式　　　　　　　　　　 。

③写出反应Ⅳ的化学方程式　　　　　　　　　　 。

④步骤Ⅵ中硅烷(SiH4)分解生成高纯硅，已知甲烷分解的温度远远高于硅烷，用原子结构解释其原因是　　　　　　　　　　 。

（4）将粗硅转化成三氯硅烷(SiHCl3)，进一步反应也可以制得粗硅。其反应：

SiHCl3 (g) + H2(g) Si(s) + 3HCl(g)，不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比（反应初始时各反应物的物质的量之比）的变化关系如图所示。下列说法正确的是　　　　　　　　　　 (填字母)。

A．该反应是放热反应

B．横坐标表示的投料比应该是

C．该反应的平衡常数随温度升高而增大

D．实际生产中为提高SiHCl3的利用率，可以适当增大压强

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