高中化学难题集.docx
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高中化学难题集.docx
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高中化学难题集
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〔Na2WO4·2H2O〕0.990g加水溶解后,再参加一定量的锌和稀H2SO4,反响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/LKMnO4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价锰被复原成Mn2+,共耗去KMnO4酸性溶液8.20mL〔在酸性条件下氧化性;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%,那么乙的化学式为( )
A.YX B.YX2 C.YX3 D.Y2X3
3、硝酸铜受热分解的方程式为2Cu(NO3)2
2CuO+4NO2+O2,某人将少量硝酸铜固体放入试管中加热使之分解后,将带火星的木条插入试管中,木条复燃,以下说法正确的选项是( )
A.木条复燃只是反响中生成了氧气
B.NO2不能支持燃烧
C.NO2能支持燃烧
D.木条复燃是反响中生成的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 B.铜丝燃烧法 C.核磁共振法 D.红外光谱法
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NO与Cl2在通常条件下反响得到。
亚硝酰氯有关性质如下:
分子式
别名
熔点
沸点
溶解性
性状
ClNO
氯化亚硝酰
-64.5℃
-5.5℃
溶于浓硫酸
红褐色液体或有毒气体,具有刺激恶臭,遇水反响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,设计了如下图实验装置。
实验开场前K2处于翻开状态,K1、K3均已关闭。
、
试答复以下问题:
〔1〕①假设D中装有纯洁的NO气体,那么B中应选用的试剂为 。
实验时利用B除去某些杂质气体并通过观察B中的气泡来判断反响速率,B还具有的作用是 ;②假设D中装有纯洁的氯气,那么C中应选用的试剂为 。
〔2〕装置F的作用是 ;装置G的作用是 。
〔3〕假设无装置G,那么F中ClNO可能发生反响的化学方程式为 。
〔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,制取氢气的一个反响为:
CO+H2O(g)
CO2+H2
①t℃时,往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。
反响建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。
该温度下此反响的平衡常数K=_____〔填计算结果〕。
②保持温度不变,向上述平衡体系中再参加0.1molCO,当反响重新建立平衡时,水蒸气的转化率α(H2O)=________。
〔2〕合成塔中发生反响N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);△H<0。
下表为不同温度下该反响的平衡常数。
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℃就开场反响:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ·mol-1
不同温度下NO产率如下图。
温度高于900℃时,NO产率下降的原因 。
〔4〕废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,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,从而进展回收。
当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L时,溶液中c(PO43-)= mol/L。
〔Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-33〕
②方法二:
在废水中参加镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石―鸟粪石,反响的方程式为Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓。
该方法中需要控制污水的pH为7.5~10,假设pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低。
其原因可能为 。
与方法一相比,方法二的优点为 。
7、〔14分〕单晶硅是信息产业中重要的根底材料。
通常用碳在高温下复原二氧化硅制得粗硅〔含铁、铝、硫、磷等杂质〕,粗硅与氯气反响生成四氯化硅〔反响温度450-500°C〕,四氯化硅经提纯后用氢气复原可得高纯硅。
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响生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
请答复以下问题:
〔1〕写出装置A中发生反响的离子方程式 。
〔2〕装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却理由是 。
〔3〕装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏〔类似屡次蒸馏〕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是 〔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,是铁元素复原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进展氧化复原滴定,反响的离子方程式是:
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100ml溶液,移取25.00ml,试样溶液,用1.000×10-2mol・L-1KMnO4标准溶液滴定。
到达滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,那么残留物中铁元素的质量分数是 。
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
浓度的废水中参加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响速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度一样,恒定实验温度在298K或313K〔其余实验条件见下表〕,设计如下比照试验。
〔1〕请完成以下实验设计表〔表中不要留空格〕。
实验
编号
实验目的
T/K
PH
c/10-3mol・L-1
H2O2
Fe2+
①
为以下实验作参考
298
3
6.0
0.30
②
探究温度对降解反响速率的影响
③
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,计算降解反响在50~150s内的反响速率:
〔p-CP〕= mol・L-1・s-1
[解释与结论]
〔3〕实验①、②说明温度升高,降解反响速率增大。
但温度过高时反而导致降解反响速率减小,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响器中取样,并使所取样品中的反响立即停顿下来。
根据上图中的信息,给出一种迅速停顿反响的方法:
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↑,实验的局部装置如以下图所示。
制备时先加热浓硫酸至80℃―90℃,再逐滴滴入甲酸。
①从以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的作用是 。
〔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+4NaHCO3==Cu〔OH〕2・CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu〔OH〕2・CuCO3+4HCOOH+5H2O==2Cu〔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屡次缓慢参加热水中,反响温度控制在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,参加一定量热的蒸馏水,再逐滴参加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〞的原因是 。
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是 。
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奉献。
有关反响的化学方程如下:
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响方程式 ;合成氨为放热反响,假设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〕。
a.高温 b.低温 c.常温 d.高压 e.低压 f.常压
〔2〕碳酸氢铵与饱和食盐水反响,能析出碳酸氢钠晶体的原因是 〔选填字母〕
a.碳酸氢钠难溶于水
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展实验。
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,实验装置如以下图所示〔图中夹持、固定用的仪器未画出〕。
请答复:
①写出甲中发生反响的离子方程式 。
②乙装置中的试剂是 。
③实验完毕后,别离出NaHCO3晶体的操作是 〔填别离操作的名称〕。
第二位同学:
用图中戊装置进展实验〔其它装置未画出〕。
①为提高二氧化碳在此反响溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入 气体,再从b管中通入 气体。
②装置c中的试剂为 〔选填字母〕。
e.碱石灰 f.浓硫酸 g.无水氯化钙
〔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响方程式来描述〕:
。
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)+、
Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图:
【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)42-】
(1)Pb(NO3)2溶液中,
2(填“>〞、“=〞、“<〞);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增大,可能的原因是 。
(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,主要反响的离子方程式为 。
(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:
离子
Pb2+
Ca2+
Fe3+
Mn2+
Cl-
处理前浓度/(mg・L-1)
0.100
29.8
0.120
0.087
51.9
处理后浓度/(mg・L-1)
0.004
22.6
0.040
0.053
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是 。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反响为:
2EH(s)+Pb2+
E2Pb(s)+2H+
那么脱铅的最适宜pH范围为 (填代号)。
A.4~5 B.6~7 C.9~10 D.11~12
三、推断题
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〔呲啶的构造式为
,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〔仅列出局部反响条件〕:
〔1〕化合物II的分子式为______________。
〔2〕化合物I合成方法如下〔反响条件略,除化合物III的构造未标明外,反响式已配平〕;
化合物III的名称是________________。
〔3〕用化合物V〔构造式见右图〕代替III作原料,也能进展类似的上述反响,所得有机产物的构造式为___________________。
〔4〕以下说法正确的选项是_____________〔填字母〕
A.化合物V的名称是间羟基苯甲醛,或2-羟基苯甲醛
B.化合物I具有复原性;II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都可发生水解反响
D.化合物V遇三氯化铁显色,还可发生氧化反响,但不能发生复原反响
〔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〕的构造式见右图,其合成原料2-呲啶甲酸的构造式为_________________;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,发生反响:
N2〔g〕+3H2〔g〕
2NH3〔g〕△H<0
〔1〕假设在一样温度下,1molN2和3molH2分别在恒压密闭容器A中和恒容密闭容器B中反响,开场时A、B的体积一样。
那么 容器中先到达平衡; 容器中的N2的转化率高
〔2〕当A中已到达平衡时,再参加1摩Ar,那么N2的转化率 ;正反响速率会
〔3〕假设B中反响到达平衡时,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分别表示开场时N2、H2、NH3的参加量〔mol〕,使到达平衡后N2、H2、NH3的物质的量也为a、b、c摩。
那么应满足的条件是:
①假设x=0,y=0,那么z=
②假设x=0.75,那么y应为 mol、z应为 mol。
③x、y、z应满足的一般条件是
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展反响:
H2O+CO
CO2+H2;得到以下三组数据,据此答复以下问题
实验组
温度
起始量
平衡量
到达平衡
所需时间
H2O
CO
H2
CO
l
650℃
lmol
2mol
0.6mol
1.4mol
5min
2
900℃
0.5mol
1mol
0.2mol
0.8mol
3min
3
900℃
a
b
c
d
t
(1)①由以上数据,实验l中以v(CO2)表示的反响速率为_____________。
②该反响在650℃时平衡常数数值为______,该反响的逆反响为_____(填“吸〞或“放〞)热反响。
③假设实验3要到达与实验2一样的平衡状态,且t<3min,那么a,b应满足的关系为:
__________。
(2)将0.2molCO2气体通入到100mL3mol/L的NaOH溶液中,那么所得溶液中各离子浓度关系正确的选项是____________。
A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH一)>c(CO32-)>c(H+)
B.c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)=2mol/L
C.c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]
D.c(Na+)+c(H+)=c(OH一)+2c(CO32-)+c(HCO3-)
(3)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、二步水解反响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、C2、C3、CD4、B
二、实验,探究题
5、〔1〕①饱和食盐水〔2分〕平安瓶〔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+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑(或:
2ClNO+H2O=2HCl+N2O3↑)〔2分〕
〔4〕O2〔2分〕
6、〔1〕①1; ②50%; 〔2〕<
〔3〕温度高于900℃时,平衡向左移动。
〔4〕①5×10-7 ②当pH高于10.7时,溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反响,平衡向逆反响方向移动 能同时除去废水中的氮,充分利用了镁矿工业废水
7、
〔1〕MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O.ks5.u.
〔2〕平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝
〔3〕Al、P、Cl
〔4〕①否;KMnO4溶液自身可作指示剂;
②4.480%
8、⑴
⑵8.0×10-6
⑶过氧化氢在温度高时,迅速分解。
⑷反响速率趋向于零〔或该降解反响趋于停顿〕
⑸将所有样品迅速参加到一定量的NaOH溶液中,使PH约为10〔或将样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洗去晶体外表的水和其它杂质
10、〔1〕N2+3H2
2NH3
b、d
〔2〕c
〔3〕第一位同学:
①CaCO3+2H+====Ca2++H2O+CO2↑
②饱和碳酸氢钠溶液
③过滤
第二位同学:
①NH3〔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) > ; Pb2+与Cl-发生反响,生成PbCl2(微溶),使c(Pb2+)减小。
(2) Pb2+、Pb(OH)+、H+ ; Pb(OH)++OH-==Pb(OH)2↓
(3) Fe3+
(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〕因反响式已配平,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〔7+2×5+1-1〕H〔6+2×8+5-8〕O〔2+2×3+3―4×1―2〕N,所得化合物与化合物I相比多出局部为C6H4NO,由此可以确定甲醛在反响中提供化合物ICH2局部,化合物V应该提供
局部替代CH2局部,所以所得化合物的构造式;〔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,能发生显色反响即氧化反响,醛基和苯环均能与氢气发生加成反响〔复原反响〕,D错;同理Ⅱ能加氢发生复原反响,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,结合酯的水解反响我们不难得到2―呲啶甲酸的构造式为:
;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
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