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化学填空题精练3
1．二水合氯化钡（BaCl2·2H2O）是实验
室中常用的试剂。某小组以BaS 溶液为
原料与盐酸反应制备BaCl2·2H2O，并测
定产品中结晶水的含量。回答下列问题：
I. 制备BaCl2·2H2O
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2
溶液，经过一系列操作获得BaCl2·2H2O
产品。
可选用的试剂：NaCl 晶体、BaS 溶液、
浓H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水。
(1)试剂a 是 。
(2)装置Ⅱ中发生反应的化学方程式是
。
(3)装置Ⅲ中应选用的试剂是 ，其作用是 。
(4)“一系列操作”依次为除杂、过滤、 、冷却结晶、
、洗涤、干燥。
Ⅱ. 产品中结晶水含量的测定：称量干燥坩埚质量记为m1，加入氯化钡晶体后总质量为
m2，将坩埚移入干燥器中，
加热一段时间后取出，
冷却至室温后称量，重
复上述操作，最终总质
量恒定为m3。
(5)上述过程中不会用到的仪器有 。
(6)根据实验数据，产品中结晶水的个数为 （写表达式）。
(7)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是 （填标号）。
①称量的坩埚不干燥 ②坩埚置于空气中冷却 ③加热过程中有少量晶体溅出
2．天青石(主要成分为硫酸锶、硫酸钡，还有少量的钙元素等)中回收金属钡和金属锶的工
艺流程如图所示。回答下列问题：
已知：
易溶于醋酸，而
难溶于醋酸。
(1)锶元素在元素周期表中的位置为 。
1
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(2)在“焙烧”过程中，焦炭和
可能发生下列反应：
该反应在 条件下可自发进行。
(3)钙元素在“酸浸”后以(
的形式存在，且在“滤渣2”中以
和
的形式存在，写出“除钙”过程中生成
的化学
方程式： 。
(4)“漂洗”过程中产生的漂洗液可以循环利用，最好将漂洗液重新投入___________(填字
母)步骤中，可以提高金属元素的提取率。
A．酸浸
B．除钙
C．一次沉钡
D．二次沉钡
(5)“沉锶”过程中，可用碳酸氢铵溶液代替饱和碳酸钠溶液，反应也可得到“煅烧”所用
的
，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式： 。
(6)某同学在实验室模拟“二次沉钡”，在漂洗后的装置中加入
溶液，溶解
计算
溶液的最初浓度不得低于 mol/L。(保留2 位小
数)[忽略溶液体积变化，已知：
(7)根据元素周期律，元素 Sr 和元素 Ba 的金属性均强于元素 Al，但在“还原”步骤中，
工业上常采用“真空铝热还原”和“蒸馏”的方法用 Al 还原出 Sr 和 Ba，试解释还原反
应能够发生的原因： 。
3．二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。结合所学知识回答下列问题：
Ⅰ．以
为碳源催化加氢合成甲醇，有利于降低碳的排放，实现“碳中和”。我国科学
家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，其中关键的一步是利用化学催化剂将
和
合成甲醇。以
为原料合成
涉及的反应如下。
主反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
副反应Ⅲ：
(1)
已知上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的对数 ln K 与
。
的变化关系如图所示。反应Ⅰ的活化能
(填“大于”或“小于”)
，
的数值范围是 (填字母)。a．(-2，-1) b．
c．(0，1) d．
(1，2)
(2)下列措施一定能使
的平衡转化率提高的是___________(填字母)。
A．增大压强 B．升高温度 C．增大
与
的投料比 D．改用更高效的催化剂
(3)将
和
充入某密闭容器中发生
反应合成
。保持压强1.58 MPa 不变，不同
温度下达到平衡时
及CO 的体积分数
如图所示，其中曲线b 代表的组分为CO，在
2
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下，10 min 时反应达到平衡，
的平衡转
化率为 。
Ⅱ．载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反
应将
在
、催化剂作用下
和
转化为
和
，配合水
的电解实现氢气和氧气的再生。利用萨巴蒂尔反应再生制氧气的大体流程如图所示。
(4)有人认为
是四棱锥形，碳原子位于四棱锥的顶点(如图)，
下列不能判断
不是四棱锥形分子的依据是___________(填字母)。
A．
是非极性分子
B．一氯甲烷只有一种结构
C．二氯甲烷只有一种沸点
D．
中碳的质量分数为75%
(5)已知
和
的燃烧热分别是
，
，
，请写出萨巴蒂尔反应的热化学方程式： 。
(6)一种铜基催化 KOH、尿素
无膜电解
系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，
恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在
不同电解电压时的法拉第效率(FE%)如图所示。
当电解电压为
时，阳极同时生成
和
的电极反应式为 。
[法拉第效率：
×100%]
4．“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗
粒物等污染性物质。请回答下列问题：
（1）汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质
（CxHy）催化还原尾气中的NO 气体，该过程的化学方程式为 。
（2）冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O2/CO2的
气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO 的排放，主要反应为：
2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)ΔH
已知：①N2(g)＋O2(g)
2NO(g)ΔH1＝＋180.5 kJ·mol-1
2CO(g)
②
2C(s)＋O2(g)ΔH2＝＋221 kJ·mol-1
C(s)
③
＋O2(g)
CO2(g)ΔH3＝－393.5 kJ·mol-1则ΔH＝ 。
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（3）某研究小组用NaOH 溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，
其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
a
①表示 离子交换膜（填“阴”或“阳”）。A～E 分别代表生产中的原料或产品，
其中C 为硫酸，则A 表示 ，E 表示 。
②阳极的电极反应式为 。
（4）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应
为：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa 条件下，往一密闭容器通入SO2和
O2［其中n(SO2) ∶n(O2)＝2 1∶］，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。①图中A 点时，
SO2的转化率为 。
②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C 点的正反应速率
vc(正)与A 点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正) vA(逆)（填“＞”、“＜”或
“＝”）。
③图中B 点的压强平衡常数Kp＝ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压
＝总压×物质的量分数）。
5．抗肿瘤药物(G)的一种合成路线如下。
已知：Ⅰ．RCHO
RCH2OH Ⅱ．
(1)A 中含氧官能团的名称是 。
(2)C 的结构简式为 。
(3)如何检验D 中的无氧官能团？写出实验步骤： 。
(4)E→G 的化学方程式为 。
(5)鉴定G 中官能团的光谱分析方法是___________(填字母)。
A．质谱
B．红外光谱
C．核磁共振氢谱
D．原子发射光谱
(6)分子式为
，符合下列条件的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含有一个苯环 ②含酰胺基
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(7)参照上述流程，设计以苯甲醇
和苯胺
为原料制备
的合成路线 (其他无机试剂任选)。
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《化学填空题精练3》参考答案
1．(1)浓H2SO4 (2)2HCl+BaS=H2S↑+BaCl2 (3) CuSO4溶液、 吸收H2S 气体，防止污染空气
(4)蒸发浓缩、过滤 (5)AD (6)
(7)①③
（6）设产品中的氯化钡晶体组成为BaCl2·xH2O，所测得的m1为坩埚的质量，m2为坩埚和
晶体的总质量，m3为坩埚与无水氯化钡的质量，则m3-m1 为无水氯化钡的质量，m2-m3为
氯化钡晶体脱去的水的质量。根据BaCl2·xH2O = BaCl2 + xH2O，可以建立方程式
，解得产品中结晶水的个数为
；（7）称量的坩埚不干燥，
加热时水分会蒸发，这样实验过程中减少的质量包括了晶体中结晶水的质量和坩埚带有水
的质量两部分，m2—m3的值偏大，则x 偏大；加热后将坩埚置于空气中冷却，会使BaCl2
又结合空气中的水蒸气，使得m2—m3的值偏小，则x 偏小；晶体溅出，使得m2—m3的值
偏大，则x 偏大。故会导致结晶水数目测定值偏高的操作有①③。
2．(1)第五周期第ⅡA 族 (2)高温
(3)
(4)C (5)
H2O (6)0.22
(7)控制还原反应中蒸馏温度高于两种金属单质的沸点，使Sr 和Ba 单质以气体的形式逸出，
使还原反应的平衡正向移动，Al 不断还原出 Sr 和 Ba
【详解】（6）溶解
需要Na2CO3为0.01mol，浓度为0.01mol/L，同时得到
0.01mol/L，根据沉淀转化的离子方程式为BaCrO4(s)+
(aq)
BaCO3(s)+
，K=
，c(
)=
，
溶液的最初浓度：
；
（7）Al3+的电荷数比
的多，半径也更小，所以 Al 的沸点比Sr、Ba 的高，因此
在“还原”步骤中控制好温度，使Sr 和Ba 均转化为气体而不断蒸出(此时 Al 不变为气体)，
使还原反应的平衡正向移动，从而使Al 不断还原出Sr 和Ba。
3．(1)小于 (2)AC (3)58%(或
) (4)BD
(5)
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(6)
【详解】
（3）反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，反应Ⅰ、Ⅲ均逆向移动，
反应Ⅱ正向移动，CH3OH 的体积分数减小，则曲线c 代表的组分为CO2，反应Ⅰ是主反应，
CO 是合成
过程的中间产物，根据盖斯定律知反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，只需考虑反
应Ⅰ、Ⅱ，设反应Ⅰ中CO₂ 的平衡转化量为x mol，反应Ⅱ中CO2的平衡转化量为y mol，
列三段式
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
由图知，在210℃达到平衡时，甲醇和二氧化碳的体积分数相等，即甲醇和二氧化碳的物
质的量相等，一氧化碳的体积分数为5%，n 总=(4-2x) mol，则
解得x≈0.42，y≈0.16，平衡时，CO₂ 为0.42 mol，故210℃
时，二氧化碳的平衡转化率为58%；
（5）已知H2和CH4的燃烧热分别是
则反应Ⅰ为
+
反应Ⅱ为
2H₂O(1)
H=-890.3kJ·mol⁻¹，令反应Ⅲ为
根据盖斯定律，由反应
Ⅰ×4-反应Ⅱ+反应Ⅲ×2 得
∆H
；
（6）由图知，当电解电压为U5V 时，N2和NO2的法拉第效率各为49%，两者的物质的量
之比为1：1，则阳极由KOH 和尿素
同时生成 N2和
的电极反应式为
4．4CxHy＋(8x+2y) NO=== 4x CO2＋(4x+y) N2＋2y H2O -746.5 kJ·mol-1 阳
NaOH 溶液 氢气 SO3
2－―2e－＋H2O＝2H+＋SO4
2－ 45% ＞ 24300 (MPa)－1
【详解】
（4）①依据化学三行列式计算，设氧气消耗物质的量为x，
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3(g)
起始量（mol） 2a a 0
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变化量（mol） 2x x 2x
平衡量（mol） 2a-2x a-x 2x
图中A 点时，气体物质的量0.085，则
=
，x=0.45a，
SO2的转化率=
×100%=45%；
②图象分析可知， C 点是平衡状态，A 点反应未达到平衡状态，其中C 点的正
反应速率vC（正）与A 点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vC（正）>vA（逆）；③
图中B 点，依据化学三段式计算，设氧气消耗物质的量为y，
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）
起始量（mol） 2a a 0
变化量（mol） 2y y 2y
平衡量（mol）2a-2y a-y 2y
B 点气体物质的量为 0.007，则
=
，y=0.9a，
平衡常数K=
=24300
（MPa）-1。
5．(1)羟基、醛基 (2)
(3)取少量的D 于试管中，加入氢氧化钠溶液加
热反应一段时间，再加入过量稀硝酸，最后加入硝酸银溶液，生成淡黄色沉淀，证明含溴
原子
(4)
(5)B (6)11
(7)
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【详解】（1）A(
)含氧官能团为羟基和醛基；
（2）由分析可知C 的结构简式为：
；
（3）D 的结构简式为：
，无氧官能团为Br 原子，检验方法是：取少量
的D 于试管中，加入氢氧化钠溶液加热反应一段时间，再加入过量稀硝酸，最后加入硝酸
银溶液，生成淡黄色沉淀，证明含溴原子；
（4）E(
)与F 反应生成G(
)，结合E、G 结构简式
可知F 为
，E→G 的化学方程式为：
；
（5）G 的结构简式为：
，鉴定G 中官能团的光谱分析方法是用红外
光谱；
（6）分子式为
，符合含有一个苯环、含酰胺基的同分异构体有：与苯环连接的有
、
、
、
、
还有
(邻间对)、
(邻间对)，共11 种；
（7）产物
可以由苯乙酸和苯胺发生取代反应得到，苯乙酸可以由苯
乙腈酸性条件下水解得到，苯乙腈可以由
与NaCN 取代反应得到，
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可以由苯甲醇取代反应得到，故合成路线为：
。
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