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，再加入一定量的锌和稀H2SO4，反应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价锰被还原成Mn2+,共耗去KMnO4酸性溶液8.20mL（已知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%，则乙的化学式为（ ）
A.YX B.YX2 C.YX3 D.Y2X3
3、已知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，下列说法正确的是（ ）
A.木条复燃只是反应中生成了氧气
B.NO2不能支持燃烧
C.NO2能支持燃烧
D.木条复燃是反应中生成的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在通常条件下反应得到。
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，遇水反应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，设计了如图所示实验装置。
实验开始前K2处于打开状态，K1、K3均已关闭。
、
试回答下列问题：
（1）①若D中装有纯净的NO气体，则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中的气泡来判断反应速率，B还具有的作用是 ；②若D中装有纯净的氯气，则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）若无装置G，则F中ClNO可能发生反应的化学方程式为 。
（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，制取氢气的一个反应为：
CO+H2O（g）
CO2+H2
①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。
反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol·L－1。
该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率α（H2O）=________。
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）；△H<0。
下表为不同温度下该反应的平衡常数。
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℃就开始反应：
4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g） △H=－905kJ·mol－1
不同温度下NO产率如图所示。
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，从而进行回收。
当处理后的废水中c（Ca2+）=2×10-7mol/L时，溶液中c（PO43-）= mol/L。
（已知Ksp[Ca3（PO4）2]=2×10－33）
②方法二：
在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成高品位的磷矿石―鸟粪石，反应的方程式为Mg2+＋NH4+＋PO43-=MgNH4PO4↓。
该方法中需要控制污水的pH为7.5～10，若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基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500°C），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
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应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。
（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（类似多次蒸馏）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，是铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
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。
达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则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
浓度的废水中加入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应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（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
探究温度对降解反应速率的影响
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，计算降解反应在50~150s内的反应速率：
（p-CP）= mol・L-1・s-1
[解释与结论]
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。
但温度过高时反而导致降解反应速率减小，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应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。
根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：
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↑，实验的部分装置如下图所示。
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多次缓慢加入热水中，反应温度控制在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，加入一定量热的蒸馏水，再逐滴加入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贡献。
有关反应的化学方程如下：
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应方程式 ；已知合成氨为放热反应，若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应，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行实验。
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，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。
请回答：
①写出甲中发生反应的离子方程式 。
②乙装置中的试剂是 。
③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
第二位同学：
用图中戊装置进行实验（其它装置未画出）。
①为提高二氧化碳在此反应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应方程式来描述）：
。
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变化的关系如图所示：
【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，主要反应的离子方程式为 。
（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应为：
2EH（s）+Pb2+
E2Pb（s）+2H+
则脱铅的最合适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（呲啶的结构式为
，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（仅列出部分反应条件）：
（1）化合物II的分子式为______________。
（2）化合物I合成方法如下（反应条件略，除化合物III的结构未标明外，反应式已配平）；
化合物III的名称是________________。
（3）用化合物V（结构式见右图）代替III作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机产物的结构式为___________________。
（4）下列说法正确的是_____________（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具有还原性；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都可发生水解反应
D.化合物V遇三氯化铁显色，还可发生氧化反应，但不能发生还原反应
（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）的结构式见右图，其合成原料2-呲啶甲酸的结构式为_________________；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，发生反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）△H<0
（1）若在相同温度下，1molN2和3molH2分别在恒压密闭容器A中和恒容密闭容器B中反应，开始时A、B的体积相同。
则 容器中先达到平衡； 容器中的N2的转化率高
（2）当A中已达到平衡时，再加入1摩Ar，则N2的转化率 ；正反应速率会
（3）若B中反应达到平衡时，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分别表示开始时N2、H2、NH3的加入量（mol），使达到平衡后N2、H2、NH3的物质的量也为a、b、c摩。
则应满足的条件是：
①若x＝0，y＝0，则z＝
②若x＝0.75，则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行反应：
H2O+CO
CO2+H2；得到以下三组数据，据此回答问题
实验组
温度
起始量
平衡量
达到平衡
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）表示的反应速率为_____________。
②该反应在650℃时平衡常数数值为______，该反应的逆反应为_____（填“吸”或“放”）热反应。
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态，且t<3min，则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，则所得溶液中各离子浓度关系正确的是____________。
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）已知常温下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、二步水解反应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）安全瓶（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-反应，平衡向逆反应方向移动 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
（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反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）
⑸将所有样品迅速加入到一定量的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洗去晶体表面的水和其它杂质
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-发生反应，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）因反应式已配平，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相比多出部分为C6H4NO，由此可以确定甲醛在反应中提供化合物ICH2部分，化合物V应该提供
部分替代CH2部分，所以所得化合物的结构式；（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，能发生显色反应即氧化反应，醛基和苯环均能与氢气发生加成反应（还原反应），D错；同理Ⅱ能加氢发生还原反应，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，结合酯的水解反应我们不难得到2―呲啶甲酸的结
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