碳及其化合物在人们的日常生活、工农业生产及科学研究中有着重要的作用。回答下列有关问题：(1...

碳及其化合物在人们的日常生活、工农业生产及科学研究中有着重要的作用。回答下列有关问题：

(1)煤炭是人们利用最为广泛的燃料，但因煤炭含硫而导致大气污染。对燃煤烟气中的SO2可采用碳酸钙浆液法吸收，即把燃煤烟气和空气同时鼓入到含CaCO3的浆液中，使SO2被吸收。①该反应生成石膏(CaSO4 •2H2O)，化学方程式为____________________。

②标准状况下，某种烟气中SO2含量为2.1×10-3g •L-1，则反应中转移3 mol电子时，处理标

准状况下烟气的体积为___________L（保留两位有效数字）。

(2)工业炼铁的基本原理是:在高温下，焦炭燃烧生成的CO将铁矿石中铁的氧化物还原得到铁。

已知：

①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3CO(g)　　 △H= +489.0 kJ• mol-1；

②C(s,石墨)+CO2(g) ==2CO(g)　　 △H= +172.5 kJ• mol-1。

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_______________________。

(3)碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。一定温度时，在容积为1.0 L的恒容密闭容器中充入2.5molCH3OH(g)、适量CO2和5×10-3催化剂，容器中发生反应：2CH3OH(g) +CO2(g) CH3OCOOCH3(g) +H2O(g)　　 △H= -15.5kJ• mol-1。甲醇转化数(TON)与反应时间的关系如图1所示：

已知:TON=

①该温度时，甲醇的最高转化率为_______________。

② 0 ~7 h内DMC的平均反应速率是_______mol·L-1·h-1（保留两位有效数字）。

③图2是甲醇转化数随某种物理量的变化曲线，该物理量可能是_______；为使该反应向正

反应方向移动，可采取的措施有______________________。(答出一条即可)。

(4)CO2溶解于水形成碳酸。碳酸与次氯酸的电离常数如下表所示：

在NaClO溶液中通入少量CO2 ，反应的离子方程式为_____________________，0.03 mol • L-1 NaClO 溶液的 pH=________________。

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碳及其化合物在工农业生产和日常生活中有广泛的应用，对其研究具有重要意义。

回答下列问题：

（1）利用活性炭的___作用可去除水中的悬浮杂质。

（2）炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速将SO2氧化为SO3，其活化过程中的能量变化如图所示：

活化过程中有水时的活化能降低了___eV。在酸雨的形成过程中，炭黑起：___作用。

（3）已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ∆H，经测定不同温度下该反应的浓度平衡常数如下：

①该反应的△H___0(填“>”或“<")；250℃时，某时刻测得反应体系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，则此时v正__v逆(填“>”、“=”或“<”)。.

②某温度下，在2L刚性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，压强为p，tmin后达到平衡，测得压强为P。则v(H2)=____mol·L-1·min-1，平衡时的Kp=____。

（4）科研人员设计了甲烷燃料电池电解饱和食盐水装置如图所示，电池的电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。

①该电池工作时负极反应方程式为____。

②用该电池电解100mL饱和食盐水，若在两极产生的气体体积分别为V1L、V2L(标准状况)，且V1>V2，则电解所得溶液的c(OH-)=____mol·L-1(忽略气体溶解和溶液体积变化)。

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碳及其化合物在工农业生产和日常生活中有广泛的应用，对其研究具有重要意义。

回答下列问题：

（1）利用活性炭的___作用可去除水中的悬浮杂质。

（2）炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速将SO2氧化为SO3，其活化过程中的能量变化如图所示：

活化过程中有水时的活化能降低了___eV。在酸雨的形成过程中，炭黑起：___作用。

（3）已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ∆H，经测定不同温度下该反应的浓度平衡常数如下：

①该反应的△H___0(填“>”或“<")；250℃时，某时刻测得反应体系中c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1，则此时v正__v逆(填“>”、“=”或“<”)。.

②某温度下，在2L刚性容器中，充入0.8molCO和1.6molH2，压强为p，tmin后达到平衡，测得压强为P。则v(H2)=____mol·L-1·min-1，平衡时的Kp=____。

（4）科研人员设计了甲烷燃料电池电解饱和食盐水装置如图所示，电池的电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2-。

①该电池工作时负极反应方程式为____。

②用该电池电解100mL饱和食盐水，若在两极产生的气体体积分别为V1L、V2L(标准状况)，且V1>V2，则电解所得溶液的c(OH-)=____mol·L-1(忽略气体溶解和溶液体积变化)。

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（12分）过氧化氢是一种重要的化学产品，在工农业生产和日常生活中有着广泛应用，工业采用烷基薏醌法生产

根据生产过氧化氢原理和工艺，回答下列问题：

（1）该生产过氧化氢的原理中，原子利用率为________。

（2）该工艺中有机溶剂为液态烷烃和酯类，能否用乙醇代替？________

（3）为了提高经济效益，该工艺氢化反应，除了加催化剂外，还可采取的措施是________。

A．适当加热     B．加压                   C．增大工作液中有机溶剂的量

（4）该工艺中“后处理”的目的是________。

（5）该工艺中由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂可采取操作方法是________。

（6）硫酸酸化的过氧化氢溶液可溶解金属铜，试写出该反应的离子方程式为________。

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铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝制品及其化合物在日常生活和工农业生产中也有着重要的用途。回答下列问题：

(1)基态铝原子的核外电子排布式为____________。

(2)根据元素周期律等知识判断,第一电离能Al____________Mg(填写“大于”或“小于”)。

(3)Al2O3是常用的耐火材料,工业上也是用电解Al2O3方法制取金属Al,据此判断Al2O3的晶体类型是____________。

(4)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH4-的立体构型为____________，LiAlH4中Al原子的杂化轨道类型为____________。

(5)金属铝的晶胞结构如图1所示,原子之间相对位置关系的平面图如图2所示。

①晶体铝中原子的堆积方式为____________。

②已知铝原子半径为a cm,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ=_______g·cm-3(用含 a、M、NA的代数式来表示)。

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氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列问题：

（1）肼（N2H4）是一种良好的火箭燃料，拉希格法是制备肼的传统方法，该方法是在5℃条件下，NaClO与NH3反应生成NH2Cl与NaOH，然后在140℃左右的条件下，将上述反应后混合物与氨混合，反应生成肼。上述两步反应中，氧化产物是______________（写化学式）。

（2）机动车尾气已成为城市大气的主要污染源，机动车尾气中的主要有害物质为氮的氧化物。目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料气体将氮氧化物还原为N2和水，涉及到的反应有：

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 ΔH1=−574 kJ·mol−1

CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)　　 ΔH2=−867 kJ·mol−1

写出CH4还原NO生成N2的热化学方程式：____________________________。

（3）变质的蔬菜类食物中含有亚硝酸盐，一定温度下，形成该盐的亚硝酸（HNO2）的电离常数Ka=4.0×10−4。在20 mL 0.01 mol·L−1的亚硝酸中逐滴滴加0.01 mol·L−1的NaOH溶液，测得混合液的pH变化如图，则图中a点的值为______，b点溶液呈酸性，其原因是__________________，d点溶液呈碱性，原因是______________________________。（已知lg2≈0.3）

（4）工业合成氨的反应原理为：N2(g)+ 3H2 (g)2NH3(g)　 ΔH=a kJ·mol−1。保持反应体系的容积不变，在其中加入一定量的H2和N2，体系中各物质浓度随时间变化如图所示：

①若上述反应体系的容积为2 L，则0~20 min时间内，ν(H2)= ______________，该过程中放出的热量为94.4 kJ，则a=______________。

②25 min时将NH3从反应体系中完全分离出去，45 min时改变温度，在原图中画出25 min~60 min的NH3浓度变化曲线。

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CO2与人们的日常生活、生产和科学研究密不可分，综合利用CO2是解决能源问题的有效途径之一。回答下列问题：

（1）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，能得到较纯的CO2，有关反应如下：

①CaSO4(s)+4CO(g)=CaS(s)+4CO2(g)　 ΔH1=-189.2kJ•mol-1(主反应)

②CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)　 ΔH2=+210.5kJ•mol-1(副反应)

③CO(g)=C(s)+CO2(g)　 ΔH3=-86.2kJ•mol-1(副反应)

则反应2CaSO4(s)+7CO(g)=CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=___。

（2）已知CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)　 ΔH。向一密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时测得c(CO2)=0.2mol•L-1，c(H2)=0.8mol•L-1，c(H2O)=1.6mol•L-1。若200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的ΔH___(填“>”或“<”)0。

（3）一定条件下，CO2还可以转化为低碳烯烃，反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)　 ΔH，在两个容积均为2L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[]充入H2和CO2，CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。

①x___(填“>”“<”或“=”)2.0。

②若起始加入的CO2、H2的物质的量分别为1mol和2mol，则P点时的平衡常数K=___。

③比较P点和Q点的化学平衡常数：Kp___(填“>”“<”或“=”)KQ，理由是___。

（4）据报道，以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图所示。

①a极发生___(填“氧化”或“还原”)反应。

②电解时，b极上生成乙烯的电极反应为___。

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氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题：

（1）有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol−1、283.0 kJ·mol−1，请写出CO还原SO2的生成CO2和S(s)热化学方程式___________________________________。

（2）某科研小组研究臭氧氧化−−碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)　 △H1＝－200.9 kJ•mol−1 　 Ea1＝3.2 kJ•mol−1

反应Ⅱ：SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　 △H2＝－241.6 kJ•mol−1 Ea2＝58 kJ•mol−1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g)3O2(g)。请回答：

其它条件不变，每次向容积为2 L的反应器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模拟烟气和4.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是________。

A．Q点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C．其它条件不变，若扩大反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

D．臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫

③假设100℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为5min，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，则体系中剩余O3的物质的量是________mol；SO2的平均反应速率为________；反应Ⅰ在此时的平衡常数为_______________。

（3）以连二硫酸根(S2O42－)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①ab是_______离子交换膜（填“阳”或“阴”）。阴极区的电极反应式为_____________。

②若NO吸收转化后的产物为NH4+，通电过程中吸收4.48LNO（标况下），则阳极可以产生____mol气体。

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氮、硫及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。回答下列问题：

（1）有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol−1、283.0 kJ·mol−1，请写出CO还原SO2的生成CO2和S(s)热化学方程式___________________________________。

（2）某科研小组研究臭氧氧化−−碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)　 △H1＝－200.9 kJ•mol−1 　 Ea1＝3.2 kJ•mol−1

反应Ⅱ：SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　 △H2＝－241.6 kJ•mol−1 Ea2＝58 kJ•mol−1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g)3O2(g)。请回答：

其它条件不变，每次向容积为2 L的反应器中充入含2.0 mol NO、2.0 mol SO2的模拟烟气和4.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是________。

A．Q点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C．其它条件不变，若扩大反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

D．臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫

③假设100℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为5min，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，则体系中剩余O3的物质的量是________mol；SO2的平均反应速率为________；反应Ⅰ在此时的平衡常数为_______________。

（3）以连二硫酸根(S2O42－)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①ab是_______离子交换膜（填“阳”或“阴”）。阴极区的电极反应式为_____________。

②若NO吸收转化后的产物为NH4+，通电过程中吸收4.48LNO（标况下），则阳极可以产生____mol气体。

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铜及其化合物在工农业生产和日常生活中有着广泛的用途。请回答下列问题：

（1）基态铜原子的核外电子排布式为___。

（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2NF3+3NH4F

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有__填序号。

a.离子晶体　　 b.分子晶体　　 c.原子晶体　　 d.金属晶体

②F、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为__用元素符号表示

（3）铜晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积。每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___。

（4）某X原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与X形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。

该晶体的化学式为___。

②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的数值为NA，则该晶体中晶胞的棱长为__pm(只写计算式。

（5）合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液醋酸二氨合铜(I)、氨水吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应，其反应方程式为：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3⇌[Cu(NH3)3CO]Ac(Ac表示醋酸根

①如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是___。(选填编号)

a.减压　　 b.增加NH3的浓度　　 c.升温　　 d.及时移走产物

②铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为___。

③NH3的氮原子的杂化类型为___。

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