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高中化学

探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:

Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=﹣49.5 kJ•mol1

Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2=﹣90.4 kJ•mol1

Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H3

回答下列问题:

(1)△H3  kJ•mol1

(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2O(g)的浓度为  a + b V  mol•L1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为  

(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知:CO2的平衡转化率 = n ( CO 2 ) 初始 n ( CO 2 ) 平衡 n ( CO 2 ) 初始 × 100%

CH3OH的平衡产率 = n ( CH 3 OH ) 平衡 n ( CO 2 ) 初始 × 100%

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图  (填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为  ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是  

(4 )为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为  (填标号)。

A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学--选修3:物质结构与性质]

在普通铝中加入少量 Cu Mg 后,形成一种称为拉维斯相的 Mg Cu 2 微小晶粒,其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓"坚铝",是制造飞机的主要村料。回答下列问题:

(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

A. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 s   B. [ Ne ] eq o ac ( , ) eq o ac ( , ) 3 s       C. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 s eq o ac ( , ) 3 p    D. [ Ne ] eq o ac ( , ) 3 p

(2)乙二胺 ( H 2 NC H 2 C H 2 N H 2 ) 是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填" Mg 2 + "或" Cu 2 + ")。

(3)一些氧化物的熔点如下表所示:

氧化物

Li 2 O

MgO

P 4 O 6

SO 2

熔点/°C

1570

2800

23 . 8

- 75 . 5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。

(4)图(a)是 Mg Cu 2 的拉维斯结构, Mg 以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的 Cu 。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见, Cu 原子之间最短距离 x = pm Mg 原子之间最短距离 y = pm 。设阿伏加德罗常数的值为 N A ,则 Mg Cu 2 的密度是 g · cm - 3 (列出计算表达式)。

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅰ卷(化学部分))
  • 题型:未知
  • 难度:未知

用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3 )和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如图:

已知:MnO2是一种两性氧化物; 25℃时相关物质的Ksp见下表。

物质

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mn(OH)2

Ksp

1×1016.3

1×1038.6

1×1032.3

1×1012.7

回答下列问题:

(1)软锰矿预先粉碎的目的是  ,MnO2 与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为  

(2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是  

(3)滤液Ⅰ可循环使用,应当将其导入到  操作中 (填操作单元的名称)。

(4)净化时需先加入的试剂X为  (填化学式),再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为  (当溶液中某离子浓度c≤1.0×105mol•L1时,可认为该离子沉淀完全)。

(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为  

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

【化学ーー选修2:化学与技术】

高锰酸钾( KMnO 4 )是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为 MnO 2 )为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1) 原料软锰矿与氢氧化钾按 1   : 1 的比例在 "烘炒锅"中混配,混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是                        

(2) "平炉"中发生的化学方程式为           .

(3)"平炉"中需要加压,其目的是         

(4) 将 K 2 MnO 4 转化为 KMnO 4 的生产有两种工艺。

" CO 2 歧化法" 是传统工艺, 即在 K 2 MnO 4 溶液中通入 CO 2 气体, 使体系呈中性或弱碱性,

K 2 MnO 4 发生歧化反应,反应中生成 K 2 MnO 4 MnO 2       (写化学式)。

② "电解法" 为现代工艺, 即电解 K 2 MnO 4 水溶液, 电解槽中阳极发生的电极反应为    , 阴极逸出的气体是_       

③ "电解法" 和 " CO 2 歧化法" 中, K 2 MnO 4 的理论利用率之比为 _                  

(5)高锰酸钾纯度的测定:称取 1 . 0800 g 样品, 溶解后定容于 100 mL 容量瓶中, 摇匀。取浓度为 0 . 2000 mol L - 1 H 2 C 2 O 4 标准溶液 20 . 00 mL , 加入稀硫酸酸化,用 KMnO 4 溶液平行滴定三次, 平均消耗的体积为 24 . 48 mL , 该样品的纯度为                     

(列出计算式即可, 已知 2 M n O 4 - + 5 H 2 C 2 O 4 + 6 H + = 2 M n 2 + + 10 C O 2 + 8 H 2 O ) 。

来源:2016年全国统一高考试卷(新课标Ⅰ理综化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

氨硼烷(NH 3BH 3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:

(1)H、B、N中,原子半径最大的是    。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素   的相似。

(2)NH 3BH 3分子中,N﹣B化学键称为   键,其电子对由    提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:

3NH 3BH 3+6H 2O═3NH 4 ++B 3O 6 3 +9H 2

B 3O 6 3 的结构为 .在该反应中,B原子的杂化轨道类型由   变为   

(3)NH 3BH 3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H δ +),与B原子相连的H呈负电性(H δ﹣),电负性大小顺序是   。与NH 3BH 3原子总数相等的等电子体是   (写分子式),其熔点比NH 3BH 3   (填"高"或"低"),原因是在NH 3BH 3分子之间,存在     作用,也称"双氢键"。

(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°.氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ=   g•cm 3(列出计算式,设N A为阿伏加德罗常数的值)。

来源:2020年全国卷Ⅲ高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:

(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4.常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为   ,其固体的晶体类型为   

(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为    ( 填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为   ,键角由大到小的顺序为  

(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有   mol,该螯合物中N的杂化方式有  种。

(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

坐标

原子

x

y

z

Cd

0

0

0

Sn

0

0

0.5

As

0.25

0.25

0.125

一个晶胞中有   个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn  ( 用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有  个。

来源:2020年山东省新高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

[化学一一选修3: 物质结构与性质]

锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1) 基态 Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]                     ,有             个末成对电子。

(2) Ge 与 C 是同族元素, C 原子之间可以形成双键、叁键, 但 Ge 原子之间难以形成双键或 叁键。从原子结构角度分析,原因是                          

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点, 分析其变化规律及原因      

GeCl 4

GeBr 4

Gel 4

熔点/ C

- 49 . 5

26

146

沸点/ C

83 . 1

186

约 400

(4) 光催化还原 CO 2 制备 CH 4 反应中,带状纳米 Zn 2 GeO 4 是该反应的良好催化剂。 Zn 、Ge、O 电负性由大至小的顺序是           

(5) Ge 单晶具有金刚石型结构, 其中 Ge 原子的杂化方式为_        , 微粒之间存在的作用力是_         

(6)晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数, 表示晶胞内部各原子的相对位置, 下图为 Ge 单晶的晶胞, 其中原子坐标参数 A 0 0 0 B 1 2 0 1 2 C 1 2 1 2 0 。则 D 原子的坐标参数为   

②晶胞参数, 描述晶胞的大小和形状,已知 Ge 单晶的晶胞参数 a = 565 . 76 pm , 其密度为    g cm - 3 (列出计算式即可)。

来源:2016年全国统一高考试卷(新课标Ⅰ理综化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO 2、Fe 3O 4。采用如图工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3

该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

金属离子

Fe 3+

Fe 2+

Al 3+

Mn 2+

开始沉淀pH

1.9

7.0

3.0

8.1

完全沉淀pH

3.2

9.0

4.7

10.1

回答下列问题:

(1)"酸浸氧化"需要加热,其原因是   

(2)"酸浸氧化"中,VO +和VO 2+被氧化成VO 2 +,同时还有   离子被氧化。写出VO +转化为VO 2 +反应的离子方程式  

(3)"中和沉淀"中,钒水解并沉淀为V 2O 5•xH 2O,随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +  ,以及部分的   

(4)"沉淀转溶"中,V 2O 5•xH 2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是   

(5)"调pH"中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是   

来源:2020年全国卷Ⅰ高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 2的热点研究领域。回答下列问题:

(1)CO 2催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比n(C 2H 4):n(H 2O)=   。当反应达到平衡时,若增大压强,则n(C 2H 4  (填"变大""变小"或"不变")。

(2)理论计算表明。原料初始组成n(CO 2):n(H 2)=1:3,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中,表示C 2H 4、CO 2变化的曲线分别是     。 CO 2催化加氢合成C 2H 4反应的△H   0 (填"大于"或"小于")。

(3)根据图中点A(440K,0.39),计算该温度时反应的平衡常数K p  2 . 5 × 1 0 8 6591  (MPa) 3(列出计算式。以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。

(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C 3H 6、C 3H 8、C 4H 8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当   

来源:2020年全国卷Ⅲ高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

NaClO 2 是一种重要的杀菌消毒剂, 也常用来漂白织物等, 其一种生产工艺如下:

回答下列问题:

(1) NaClO 2 Cl 的化合价为_      

(2) 写出 "反应"步骤中生成 ClO 2 的化学方程式                   

(3) "电解"所用食盐水由粗盐水精制而成, 精制时,为除去 Mg 2 + Ca 2 + , 要加入的试剂分别为            "电解" 中阴极反应的主要产物是_            

(4) "尾气吸收"是吸收 "电解"过程排出的少量 ClO 2 。此吸收反应中, 氧化剂与还原剂的

物质的量之比为            ,该反应中氧化产物     

(5)"有效氯含量"可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力, 其定义是:每克含氯消毒剂的氧化

能力相当于多少克 Cl 2 的氧化能力。 NaClO 2 的有效氯含量为          。(计算结果保留两位小数)

来源:2016年全国统一高考试卷(新课标Ⅰ理综化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于 CO 、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)

1)化合物i的分子式为___________。化合物xi的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________(写一种),其名称为___________

2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为 100 % y___________

3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。

序号

反应试剂、条件

反应形成的新结构

反应类型

a

___________

___________

消去反应

b

___________

___________

氧化反应(生成有机产物)

4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________

A. 反应过程中,有 C-I 键和 H-O 键断裂

B. 反应过程中,有 C=O 双键和 C-O 单键形成

C. 反应物i中,氧原子采取 sp 3 杂化,并且存在手性碳原子

D. CO 属于极性分子,分子中存在由p轨道头碰头形成的 π

5)以苯、乙烯和 CO 为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。

基于你设计的合成路线,回答下列问题:

(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)

(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为___________

(c)从苯出发,第一步的化学方程式为___________(注明反应条件)

来源:2023年全国统一高考化学试卷(广东卷)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ni Co 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液( Ni 2+ Co 2+ Al 3+ Mg 2+ )中,利用氨浸工艺可提取 Ni Co ,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:

已知:氨性溶液由 NH 3 H 2 O NH 4 2 SO 3 NH 4 2 CO 3 配制。常温下, Ni 2+ Co 2+ Co 3+ NH 3 形成可溶于水的配离子: lgK b NH 3 H 2 O =-4.7 Co(OH) 2 易被空气氧化为 Co(OH) 3 ;部分氢氧化物的 K sp 如下表。

氢氧化物

Co(OH) 2

Co(OH) 3

Ni(OH) 2

Al(OH) 3

Mg(OH) 2

K sp

5.9 × 10 -15

1.6 × 10 -44

5.5 × 10 -16

1.3 × 10 -33

5.6 × 10 -12

回答下列问题:

1)活性 MgO 可与水反应,化学方程式为___________

2)常温下, pH=9.9 的氨性溶液中, c NH 3 H 2 O ___________ c NH 4 + (“>”“<”“=”)

3氨浸时,由 Co(OH) 3 转化为 Co NH 3 6 2+ 的离子方程式为___________

4 NH 4 2 CO 3 会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了 NH 4 Al(OH) 2 CO 3 的明锐衍射峰。

NH 4 Al(OH) 2 CO 3 属于___________(晶体非晶体”)

NH 4 2 CO 3 提高了 Ni Co 的浸取速率,其原因是___________

5①“析晶过程中通入的酸性气体A___________

②由 CoCl 2 可制备 Al x CoO y 晶体,其立方晶胞如图。 Al O最小间距大于 Co O最小间距,xy为整数,则 Co 在晶胞中的位置为___________;晶体中一个 Al 周围与其最近的O的个数为___________

6)①结晶纯化过程中,没有引入新物质。晶体A6个结晶水,则所得 HNO 3 溶液中 n HNO 3 n H 2 O 的比值,理论上最高为___________

热解对于从矿石提取 Ni Co 工艺的意义,在于可重复利用 HNO 3 ___________(填化学式)

来源:2023年全国统一高考化学试卷(广东卷)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

丙烯腈(CH 2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用"丙烯氨氧化法"生产.主要副产物有丙烯醛(CH 2=CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。回答下列问题:

(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)。热化学方程式如下:①C 3H 6(g)+NH 3(g)+ 3 2 O 2(g)═C 3H 3N(g)+3H 2O(g)△H=﹣515kJ•mol 1

②C 3H 6(g)+O 2(g)═C 3H 4O(g)+H 2O(g)△H=﹣353kJ•mol 1

两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________.

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃.低于460℃时,丙烯腈的产率________(填"是"或"不是")对应温度下的平衡转化率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号).

A.

催化剂活性降低

B.

平衡常数变大

C.

副反应增多

D.

反应活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示.由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为________,理由是________.进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________.

来源:2016年全国统一高考理综试卷(新课标Ⅱ卷)(化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有 Ti O 2 Si O 2 A l 2 O 3 MgO CaO 以及少量的 F e 2 O 3 。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子

F e 3 +

A l 3 +

M g 2 +

C a 2 +

开始沉淀的pH

2.2

3.5

9.5

12.4

沉淀完全     c 1 . 0 × 1 0 5 mol L 1 的pH

3.2

4.7

11.1

13.8

回答下列问题:

(1)"焙烧"中, Ti O 2 Si O 2 几乎不发生反应, A l 2 O 3 MgO CaO F e 2 O 3 转化为相应的硫酸盐。写出 A l 2 O 3 转化为 N H 4 Al S O 4 2 的化学方程式   

(2)"水浸"后"滤液"的 pH 约为2.0,在"分步沉淀"时用氨水逐步调节 pH 至11.6,依次析出的金属离子是   

(3)"母液①"中 M g 2 + 浓度为    mol L 1

(4)"水浸渣"在 160 "酸溶",最适合的酸是   。"酸溶渣"的成分是     

(5)"酸溶"后,将溶液适当稀释并加热, Ti O 2 + 水解析出 Ti O 2 x H 2 O 沉淀,该反应的离子方程式是   

(6)将"母液①"和"母液②"混合,吸收尾气,经处理得   ,循环利用。

来源:2021年全国统一高考理综试卷(全国乙卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为  ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是  

(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%.通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

C3N3O3Cl2+H++2H2O═C3H3N3O3+2HClO

HClO+2I+H+═I2+Cl+H2O   I2+2S2O32═S4O62+2I

准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液:取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用0.1000mol•L1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

(写出计算过程,该样品的有效氯 = 测定中转化为HClO的氯元素质量 × 2 样品质量 × 100% )

②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值  ( 填“偏高”或“偏低”)。

来源:2020年江苏省高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学解答题