碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：（1）自然界中的碳循环对人类的...

碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：

（1）自然界中的碳循环对人类的生存与发展具有重要意义。

①绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步：

2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-   △H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)+(s)+12e- = C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为：_________________。

②溶洞的形成是石灰岩中的主要成分碳酸钙在一定条件下溶解和沉积形成，请站在活化能的角度解释溶洞形成过程极为缓慢的原因____________。

(2) 工业上碳及其化合物是重要的工业原料。

①以CO2、NaCl、NH3为原料制得Na2CO3是“侯氏制碱法”的重要步骤，相关物质的溶解度曲线如图所示，请写出常温下向饱和氯化钠溶液中先后通入足量的NH3、CO2发生反应的离子方程式：___。

常温常压下，在NaHCO3溶液中存在如下平衡：

HCO3-+H2OH2CO3+OH-　　 Kh=2.27×10-8

HCO3- CO32-+H+ Ka2=4.7×10-11

H2OH++OH- Kw=1.0×10-14

请用K定量解释NaHCO3溶液显碱性的原因：____________，在NaHCO3溶液中继续通入CO2，至溶液中n(HCO3-)：n(H2CO3)= ____________时溶液可以达中性。

②工业上可以利用甲醇制备氢气。

甲醇蒸汽重整法制备氢气的胡政尧反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol的CH3OH(g)体系压强为p1，在一定条件下达到平衡时，体系压强为p2，且p2：p1=2.2，则该条件下CH3OH的平衡转化率为__________________。

工业上还可以利用甲醇部分氧化法制备氢气，在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂，原料气比例对反应选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示.则当

n(O2)/n(CH3OH)=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为__________；在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)=________。

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碳、氮和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。

I．碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。

在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：

2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) △H，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示（①、②、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。

请回答下列问题：

（1）反应的△H_____0，氢碳比①________②，Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)

（2）若起始时，CO2的浓度为0.5mol/L，氢气的浓度为1.0mol/L；则P点对应温度的平衡常数的值为_____________________。

II．氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。

①一定条件下，氯气与氨气反应可以制备氯胺[NH2Cl(g)]，已知部分化学键的键能：

则上述反应的热化学方程式为_______________________________________________________。

②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂，有缓慢而持久的杀菌作用，可以杀死H7N9禽流感病毒，其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质，该反应的化学方程式为

_________________________________________________________。

III．用氨水除去SO2

(1)已知25℃时，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8.若氨水的浓度为2.0mol/L，则溶液中的c(OH-)=_________mol/L.将SO2通入该氨水中，当c(OH-)降至1.0×10-7mol/L时，溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=_____________.

(2)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨-空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为____________极(填“正”或“负”),写出该电池工作时a电极的电极反应式___________________________________________.

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氮元素广泛存在于自然界中,对人类生命和生活具有重要意义。含氮元素的化合物在工业生产和国防建设中都有广泛的应用。

（1）氮元素原子核外有 　 　　 个未成对电子，最外层有　　　　　　 种能量不同的电子。PH3分子的空间构型为 　 　　 　　　 ，是 　 　　 　　 分子。（填极性或非极性）

（2）氮和磷是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是　　　　 （填编号）

a．NH3比PH3稳定性强

b．硝酸显强氧化性，磷酸不显强氧化性

c．氮气与氢气能直接化合，磷与氢气很难直接化合

d．氮气常温是气体，磷单质是固体

亚硝酸盐是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一，可使正常的血红蛋白变成正铁血红蛋白而失去携带氧的功能，导致组织缺氧。

（3）亚硝酸钠溶液滴加到K2Cr2O7酸性溶液中，溶液由橙色变为绿色，反应如下，补上缺项物质并配平：

　　 Cr2O72－ + 　　　 NO2－ +　　　　　　 → 　　　 Cr3+ + 　　　 NO3－+　　　　　

（4）上题反应中每消耗0.6mol NO2－，转移电子数为　　　　　　 。

（5）氮氧化物（NO和NO2）污染环境。若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2，9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol，则反应的离子方程式为　　　　　　 　 。

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I.碳元素广泛存在于自然界中,对人类生命和生活具有重要意义。含碳化合物在工业生产和国防建设中有广泛的应用。

（1）碳元素原子核外有_____个未成对电子，最外层有_____种能量不同的电子。CH4 分子的空间构型为_____，是_____分子。（填“极性”或“非极性”）

（2）碳和硅是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是_____（填编号）

a．CH4的稳定性比SiH4强　　 b．SiH4的沸点比CH4高

c．碳酸是强酸，硅酸是弱酸　　 d．碳原子半径比硅原子小

II.氮化硅（Si3N4）是一种重要的陶瓷材料，可用石英与焦炭在800℃氮气气氛下合成：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)

（1）该反应的平衡常数表达式K_____。已知平衡常数：K(800℃)>K(850℃)，则正反应是__________反应（填“放热”或“吸热”）

（2）任写两种能提高二氧化硅转化率的措施_____、_____。

（3）一定温度下，在2 L密闭容器内，充入一定量的反应物，5分钟时达到平衡，测得容器内气体增加了0.4mol，用CO表示该反应时间内的反应速率为_____。

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碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：

（1）绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步：

2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-   △H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)+(s)+12e- = C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为：_________。

（2）工业炼铁时有如下副反应：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　 △H>0，该反应能正向自发进行的原因是_________________。某温度时，把Fe和CO2放入体积固定的容器中，CO2 的起始浓度为2.0 mol•L-1，达到平衡后，CO的浓度为1.0 mol•L-1，则该温度下，该反应的平衡常数K=___________。如果平衡后，再通入一定量的CO，则CO2的物质的量分数将________________。（填编号）

A.增大　　 　　　　　 B.减少　　　　　　 C.不变

（3）己知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　 △H>0的逆反应速率随时间变化的关系如下图，ti—升温，t2—达到平衡，请在图上画出ti—t3时的v(逆)的变化曲线。_______

（4）用间接化学法除去CO的过程如下图所示：己知电解池的阴极室中溶液的pH在4—6之间，写出阴极的电极反应式 ____________________________。

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生产生活中的化学电源、金属冶炼、环境污染等都与氧化还原反应息息相关，研究氧化还原反应，对人类进步和社会发展都具有极其重要的意义。

（1）已知下列反应在一定条件下可以发生：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；H2O2+2Fe3+= 2Fe2++2H+ +O2↑

①通过观察以上两个反应，对其中Fe2+的认识是 __________________。

②I2和Fe2+一样也能与H2O2发生上述类似反应，类比上述反应，在下面空格上填入合适的化学方程式：H2O2+I2= 2HIO；___________。总的化学方程式为_____________________________。

（2）2017年4月1日，中共中央、国务院印发通知，决定设立河北雄安新区。据报道周边污水渗坑给雄安新区的水环境带来隐患，目前采用多种方法对污水进行处理，改善水资源状况。

①碱性环境下，Cl2可将水中残存的CN-转化为两种无毒的气体，则该反应生成两种无毒气体的物质的量之比为_________________。

②酸性环境下，向含重铬酸根(Cr2O72-)的废水中加入FeSO4溶液,然后调节溶液pH，使生成的Cr3+转化为Cr(OH)3，写出第一步反应对应的离子方程式________________________________。

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自然界存在的元素中，金属元素种类更多，非金属元素丰度更大。

Ⅰ.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。

(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关，基态N原子的价电子排布图是_____________，N2F2分子中N原子的杂化方式是_______，1 mol N2F2含有________个σ键。

(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N-Si-N____(填“>”、“<”或“=”)Si-N-Si，原因_________。

Ⅱ.金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位。其中钛也被称为“未来的钢铁”，具有质轻、抗腐蚀、硬度大，是宇航、航海、化工设备等的理想材料，是一种重要的战略资源，越来越受到各国的重视。

(3)基态钛原子核外共有________种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如下图所示，为________(填堆积方式)堆积。

(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是__________。化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为__________________。

(5)钙钛矿晶体的结构如图所示。假设把氧离子看作硬球接触模型，钙离子和钛离子填充氧离子的空隙，氧离子形成正八面体，钛离子位于正八面体中心，钙离子位于立方晶胞的体心，一个钙离子被________个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为________。若氧离子半径为a pm，则钙钛矿晶体中两个钛离子间最短距离为_______pm。

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碳循环（如图）对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是(　　 )

A. 碳是构成有机物的主要元素

B. 光合作用是将太阳能转化为化学能的过程

C. 化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一

D. 石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志

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碳循环（如图）对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是(　　 )

A. 碳是构成有机物的主要元素

B. 光合作用是将太阳能转化为化学能的过程

C. 化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一

D. 石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志

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碳循环（如图）对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是(　　 )

A.碳是构成有机物的主要元素

B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程

C.化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一

D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志

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