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雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
| 浓度mol/L | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据判断试样的pH=_________。
（2）汽车尾气中NOx和CO的生成：
①已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H>0恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是____
A.混合气体的密度不再变化 B.混合气体的平均分子量不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2 D.氧气的百分含量不再变化
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO(g)=2C(s)+O2(g)，已知该反应的△H＞0，则该设想能否实现______________（填“能”或“不能”）
（3）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：
H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=－241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：___________________。
②洗涤含SO2的烟气。
（4）汽车尾气净化的主要原理：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)；△H＜0，若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_________（填序号）。（如图中v正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
| 物质 温度/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
| 初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
| T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
| T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
（1）写出NO与活性炭反应的化学方程式______________________；
（2）计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=__________________；若T1＜T2，则该反应的△H__________________0(填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________；
【答案】 4 D 不能 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJ•mol-1 BD C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) 4 < 80%
【解析】（1）根据表格提供的离子可知，NH4＋ 水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知，c(K＋)+c(NH4＋ )+c(Na＋)+c(H＋)=2c(SO42-)+c(Cl－)+c(NO3-)，将表格中的数据代入得H+离子浓度为10-4，则PH值为4。
（2）①在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，混合气体的密度也始终不变，密度不能作为达到平衡状态的判据，A项错误；该反应是气体体积不变的可逆反应，根据M=质量/n，则混合气体的平均分子量始终不变，不能作为达到平衡的判据，B项错误；N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2不能说明反应各物质的浓度保持不变，C项错误；氧气的百分含量不再变化，说明反应达到平衡状态，D项正确；答案选D。
②化学反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一个熵减、吸热的反应，则△H-T△S>0，所以该设想不能实现。
（3）已知：①H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=－241.8kJ·mol-1、②C(s)+1/2O2(g) =CO(g) △H =-110.5kJ·mol-1，利用盖斯定律，将②-①可得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=（-110.51kJ•mol-1）-（-241.81kJ•mol-1）=+13l.3 kJ•mol-1，所以焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJ•mol-1 。
（4）可逆反应达化学平衡状态时正逆反应速率不再变化，A项错误；该物质的浓度在化学平衡时保持不变，所以K不再变化，B项正确；对于恒容容器而言，各物质的物质的量不再改变，C项错误；平衡时NO的质量分数不再改变，D项正确，答案选BD。
（5）①由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为0.040：0.080：0.040：0.040 =1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成物为N2与CO2，且该反应为可逆反应，则反应方程式为C(s)+2NO(g) ⇌ CO2(g)+N2(g)。
②从表中数据可知T1℃时的平衡浓度c(NO)=0.004mol/L，c(N2)=c(CO2)=0.008 mol/L，则T1℃时该反应的平衡常数为K1=（0.008×0.008）÷(0.004×0.004)=4；从T1到T2，NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，若T1＜T2，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，则该反应的正向为放热反应，则△H < 0。
③在T1时，K=4，设NO的转化率为x，根据三段式解答：
C(s)+2NO(g) ⇌ CO2(g)+N2(g)
起始浓度 0.04 0 0
变化浓度 0.04x 0.02x 0.02x
平衡浓度 0.04-0.04x 0.02x 0.02x
K=[0.02x×0.02x]÷[(0.04-0.04x)×(0.04-0.04x)=4，解得x=0.8，即达到新的平衡时，NO的转化率为80%。
【题型】填空题
【结束】
10
钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：
已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题：
（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________；
（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_______________。
（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是____________。
（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是___________________________________。
（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后，取无色滤液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用______________________（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是___________________________________，若用去了30.00mL FeC13溶液，待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是______________mol/L。
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钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：
已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题：
（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________；
（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_______________。
（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是____________。
（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是___________________________________。
（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后，取无色滤液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用______________________（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是___________________________________，若用去了30.00mL FeC13溶液，待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是______________mol/L。
【答案】 漏斗、玻璃棒 溶液中存在平衡：TiO2++2H2O
H2TiO3+2H+，当加入水稀释、升温后，平衡正向移动 TiCl4+4Na
Ti+4NaCl TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2- 酸式滴定管 溶液由无色变成红色且半分钟不褪色 1.50 mol/L
【解析】钛铁矿用浓硫酸溶解，浓硫酸具有酸性，强氧化性，反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，还可能有少量Fe2(SO4)3；向所得溶液中加入大量水稀释后，加入过量铁粉还原Fe3+，过滤得到滤液中只含有TiOSO4和FeSO4；TiOSO4水解过滤后得到H2TiO3，H2TiO3加热灼烧得到TiO2，加入Cl2、过量碳高温反应生成TiCl4，TiCl4和Mg高温反应得到MgCl2和Ti。
（1）操作1为过滤，所需玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故还缺少的仪器为：漏斗和玻璃棒；故答案为：漏斗、玻璃棒；
（2）TiOSO4遇水会水解，水解方程式为TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+，水解是吸热过程，加热能促进水解；加水稀释，促进水解。
故答案为：溶液中存在平衡：TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+，当加入水稀释、升温后，平衡正向移动；
（3）在流程中，金属镁置换出钛单质，反应方程式为：TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2。钛的还原性介于铝与锌之间，即还原性：Al＞Ti＞Zn，又因为还原性Na＞Al＞Zn＞Fe，则Na＞Al＞Ti＞Zn＞Fe，故Na、Zn、Fe三种金属中只能选择金属Na代替镁。反应方程式为：TiCl4+4Na
Ti+4NaCl。
故答案为：TiCl4+4NaTi+4NaCl；
（4）根据题意可知，TiO2作阴极，得电子，被还原得到单质Ti，则阴极电极反应式为：TiO2 +4e-=Ti+2O2-。故答案为：TiO2 +4e-=Ti+2O2-；
（5）FeC13有强的氧化性，腐蚀橡胶，且其溶液呈酸性，所以选择酸式滴定管。用KSCN溶液作指示剂，TiO2+反应完之前溶液为无色。当反应完，再滴入1滴FeC13溶液，溶液立即变红色，且半分钟后溶液颜色不褪色，到达滴定终点，停止滴定。
滴定过程中消耗n(FeC13)=0.1mol/L×0.03L=0.003mol。根据反应方程式可得出TiOSO4与Fe3+的关系式：TiOSO4～Ti3+～Fe3+，即滴定过程中n(FeC13)= n(TiOSO4)= 0.003mol。原待测液为10mL，稀释至100mL后，取2omL溶液进行滴定实验。所以原10mL待测液中含n(TiOSO4)= 0.003mol×
=0.015mol，c(TiOSO4)= 
=1.5 mol•L-1。
故答案为：酸式滴定管；溶液由无色变成红色且半分钟不褪色 ；1.5 mol•L-1．
【题型】综合题
【结束】
11
Fe3＋与CN－、F－、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为________。
（2）乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图甲所示。此物质中碳原子的杂化方式是__________。
（3）C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序是___________________________。
（4）配合物K3Fe(CN)6可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的化学式为________________。已知(CN)2是直线形分子，并具有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为__________________。
（5）F－不仅可与Fe3＋形成3－，还可以与Mg2＋、K＋形成一种立方晶系的离子晶体，此晶体应用于激光领域，其结构如图乙所示，则该晶体的化学式为__________________________。
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Fe3＋与CN－、F－、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为________。
（2）乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂，其结构如图甲所示。此物质中碳原子的杂化方式是__________。
（3）C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序是___________________________。
（4）配合物K3Fe(CN)6可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的化学式为________________。已知(CN)2是直线形分子，并具有对称性，则(CN)2中π键和σ键的个数比为__________________。
（5）F－不仅可与Fe3＋形成3－，还可以与Mg2＋、K＋形成一种立方晶系的离子晶体，此晶体应用于激光领域，其结构如图乙所示，则该晶体的化学式为__________________________。
【答案】 1s22s22p63s23p63d5(或3d5) sp3、sp2 N>O>C CO(或N2) 4∶3 KMgF3
【解析】（1）Fe的原子序数为26，Fe3＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5(或3d5)。
（2）根据图中乙酰基二茂铁的结构可知，碳原子的杂化方式有两种。其中形成碳氧双键的碳原子和五元环上的碳原子杂化方式是sp2杂化，而-CH3上的碳原子杂化方式是sp3杂化。
（3）根据元素周期律，可知同周期元素原子第一电离能随着原子序数的增加逐渐增大，由于原子轨道上电子处于全满、半满和全空时较稳定，所以第ⅡA、ⅢA族以及第ⅤA、ⅥA主族存在反常，即同周期元素第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的第一电离能，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族的第一电离能，因此
、
、
原子的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C。
（4）配合物K3Fe(CN)6的配体是CN-，有14个电子，因此与其互为等电子体的分子有两种：CO或N2；(CN)2是直线型分子且具有对称性，可以判断碳氮之间形成三键，碳碳之间为单键连接，其结构式为N≡C-C≡N，因此
键有4个，
键有3个，个数比为
。
（5）由晶胞结构图可知：K+位于体心，F-位于棱上，Mg2+位于顶点，因此每个晶胞中有1个K+、1/4×12=3个F-，1/8×8=1个Mg2+，则该晶体的化学式为KMgF3。
【题型】综合题
【结束】
12
某树脂的合成线路如下：
（1）B中含有的官能团的名称是________________________。
（2）反应①、③的有机反应类型分别是________________、____________________。
（3）检验CH3CH2CH2Br中的溴原子时，所加试剂的顺序依次是_______________。
（4）下列说法正确的是__________（填字母编号）。
a．1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成2mol Ag
b．可以用NaHCO3鉴别E和F
c．B分子存在顺反异构
（5）写出反应⑤的化学方程式______________________________________________。
（6）
的同分异构体中同时符合下列条件的芳香族化合物共有______种，其中苯环上一氯代物有两种的结构简式为_______________________。
a．能发生消去反应 b．能与过量浓溴水反应生成白色沉淀
气体的质量，则需先用浓硫酸来吸收尾气中的水蒸气，然后NaOH吸收HCl，通过浓硫酸的增重来计算水蒸气，再通过NaOH溶液的增重来计算HCl，且顺序不能颠倒，因为尾气先经NaOH溶液会带出部分水蒸气，造成较大误差，故连接顺序为aedb；NaOH与酸性气体HCl发生反应，故C的作用是吸收HCl气体；这个反应有大量气体生成，实验前必须检查实验装置的气密性，故首先要进行的操作的名称是检查气密性。
能防止产生倒吸。
，故x=3；若取消冷却玻管B后进行实验，温度过高的水蒸气会影响装置D浓硫酸的吸收，由比例关系式： 
2NO(g) △H>0恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是____
2CO2(g)+N2(g)；△H＜0，若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_________（填序号）。（如图中v正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
H2TiO3+2H+，当加入水稀释、升温后，平衡正向移动 TiCl4+4Na
Ti+4NaCl TiO2 + 4e- ＝ Ti + 2O2- 酸式滴定管 溶液由无色变成红色且半分钟不褪色 1.50 mol/L
Ti+2MgCl2。钛的还原性介于铝与锌之间，即还原性：Al＞Ti＞Zn，又因为还原性Na＞Al＞Zn＞Fe，则Na＞Al＞Ti＞Zn＞Fe，故Na、Zn、Fe三种金属中只能选择金属Na代替镁。反应方程式为：TiCl4+4Na
=0.015mol，c(TiOSO4)= 
=1.5 mol•L-1。
、
、
原子的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C。
键有4个，
键有3个，个数比为
。