氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。其中尿素(H2NCONH2) 是人类最早合成的有机物...

氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。其中尿素(H2NCONH2) 是人类最早合成的有机物，工业上生产尿素的反应为: N2+3H22NH3，2NH3+CO2H2NCONH2+H2O。回答下列问题:

(1)纳米氧化铜、纳米氧化锌均可作合成氨的催化剂，Cu2+价层电子的轨道表达式为______，Zn位于元素周期表的_______区。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是___________。

(3)上述化学方程式中的无机化合物，沸点由高到低的顺序是____________，原因: ___________。

(4)尿素分子中，原子杂化轨道类型有____________，σ键与π键数目之比为_______。

(5)氮化硼(BN)是一种性能优异、潜力巨大的新型材料，主要结构有立方氮化硼(如图1) 和六方氮化硼(如图2)，前者类似于金刚石，后者与石墨相似。

①晶胞中的原子坐标参数可表亓晶胞内部各原子的相对位置。图1中原子坐标参数A为(0，0,0)，D为()，则E原子的坐标参数为_____。X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞参数为361.5pm，则立方氮化硼晶体N 与B的原子半径之和为______pm。（）

②已知六方氮化硼同层中B-N距离为acm，密度为dg/cm3,则层与层之间距离的计算表达式为_______pm。

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碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)　　 　 △H=-l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H=+116.5 kJ·mol-1

③H2O（1）=H2O(g)　 　　　　　　　　　　　　　 △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式　　　　　　　　　　　　

（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为　　　　　　　　　　 ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为　　　　　　　　　　 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　 △H=Q kJ·mol-1。

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①T1℃时，该反应的平衡常数K= 　　　　 ；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是　 　　 　 (填字母编号)。

a．加入一定量的活性炭 　　　 b．通人一定量的NO

c．适当缩小容器的体积　　　　 d．加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则Q 　　 0(填“>”或“<”)。　

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尿素(H₂NCONH₂)是一种非常重要的高氮化肥，在工农业生产中有着非常重要的地位。

（1）工业上合成尿素的反应如下：

2NH₃(l)+CO₂(g)H₂O(l)+H₂NCONH₂(l)   △H=-103．7 kJ·mol^-1

下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是________

A．采用高温

B．采用高压

C．寻找更高效的催化剂

D．减小体系内CO₂浓度

（2）合成尿素的反应在进行时分为如下两步：

第一步：2NH₃(l)+CO₂(g) H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵)(l)  △H₁

第二步：H₂NCOONH₄(l) H₂O(l)+H₂NCONH₂(l)   △H₂．

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 L密闭容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图I所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定，总反应进行到________min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上图II所示，则△H₂ ________0(填“>” “<” 或 “=”)

（3）在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO₂可以用尿素溶液吸收，将其转化为N₂

①尿素与NO、NO₂三者等物质的量反应，化学方程式为

________

②已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)．△H=180．6 kJ·mol^-1

N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)  △H=-92．4 kJ·mol^-1

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H=-483．6 kJ·mol^-1

则4NO(g)+4NH₃(g)+O₂(g)=4N₂(g)+6H₂O(g)   △H=________kJ·mol^-1

（4）尿素燃料电池结构如上图III所示。其工作时负极电极反应式

可表示为________ 。

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铜是人类最早使用的金属之一，金属铜及其化合物在工业生产及生活中用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态+2价铜离子M能层电子排布式是___________；第4周期中基态原子未成对电子数与铜原子相同的元素有________种。

（2）Cu+能与SCN-形成CuSCN沉淀。请写出一种与SCN-互为等电子体的微粒_________。SCN-对应的酸有硫氰酸（H-S-CN）和异硫氰酸（H-N=C=S），这两种酸熔点更高的是_______（填名称），原因是_____________________。

（3）Cu2+能与NH3形成平面正方形的[Cu(NH3)4]2+。NH3分子的空间构型为__________；[Cu(NH3)4]2+中Cu采取dspx杂化，x的值是__________。

（4）已知Cu2O 熔点为1235 ℃，K2O 熔点为770℃，前者熔点较高，其原因是___________。

（5）Cu3N 的晶胞（立方）结构如下图所示：

①距离最近的两个Cu+间的距离为________nm。（保留两位小数）

②Cu3N 晶体的密度为____________ g·cm-3。（NA表示阿伏伽德罗常数的值，列出计算式，不必计算出结果）

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碳、氮等元素及其化合物和人类生产、生活密切相关，请回答下列问题：

(1)氨催化氧化是硝酸工业的基础，生产过程中会发生以下反应：

主反应：

副反应：

①工业上往往采用物料比在1.7—2.0之间，主要目的是____________。

②下表所示是部分化学键的键能参数：

则拆开1mol NO中的化学键需要吸收的能量是__________kJ。

(2)在一定温度下，向1L密闭恒容容器中充入l mol NO和一定物质的量的CO，在催化剂作用下发生反应：2NO (g)+2CO (g)2CO2(g)+N2(g) ΔH>0，NO的物质10 s随反应时间t的变化曲线如图：

①前10 s内N2的平均生成速率为____。

②已知在t1时刻反应速率加快，则在t1时刻改变的条件可能是____。（填写一种）

(3)在723K时，将0.1mol H2和0.2mol CO2通入抽空的上述密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，反应平衡后，水的物质的量分数为0.10。

①CO2 的平衡转化率等于______，反应平衡常数K等于______(保留两位有效数字)。

②再向容器中加入过量的CoO (s)和Co (s)，则容器中又会增加如下平衡：CoO (s) +H2 (g)Co (s) +H2O(l)K1；CoO (s) +CO (g)Co (s) +CO2(g) K2。最后反应平衡时，容器中水的物质的量分数为0. 30，则K1等于____。

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铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关，试回答下列问题：

（1）电子工业常用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板，该反应的离子方程式为。

（2）已知：Fe(s)+O₂(g)FeO(s)  △H=－272 kJ·mol^－1

C(s)+O₂(g)CO₂(g)    △H=－393.5 kJ·mol^－1

2C(s)+O₂(g)2CO(g)   △H=－221 kJ·mol^－1

则高炉炼铁过程中   FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO₂(g)    △H=。

（3）铁红（Fe₂O₃）是一种红色颜料。将一定量的铁红溶于160mL 5 mol·L^－1盐酸中，再加入足量铁粉，待反应结束共收集到气体2.24L（标准状况），经检测溶液中无Fe^3＋，则参加反应的铁粉的质量为________。

（4）以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)₂，装置如下图所示，其中P端通入CO₂。

①石墨I电极上的电极反应式为 ________。

②通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是（填序号）。

A．X、Y两端都必须用铁作电极

B．可以用NaOH溶液作为电解液

C．阴极发生的反应是：2H₂O＋ 2e^－= H₂↑+ 2OH^－

D．白色沉淀只能在阳极上产生

③若将所得Fe(OH)₂沉淀暴露在空气中，其颜色变化为 ________，该反应的化学方程式为________。

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碳和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。

I、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)气体，己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(g)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______________________。

II.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。

（1）在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入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。

请回答下列问题：

①氢碳比①________②，Q点V(正) ___v(逆)，该反应的ΔH ________0，（填“大于”或“小于”）

②若起始时，CO2、H2 的浓度分别为0.5mol·L-1、l mol·L-1，则P点对应温度的平衡常数的值为_____。P点对应的平衡常数__________Q点对应的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）

（2）已知：碳酸H2CO3，K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11

草酸H2C2O4，K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5

①下列微粒可以大量共存的是___________（填字母）。

a.H2CO3、C2O42-　　　　　 b.CO32-、HC2O4-　　　 c. C2O42-、HCO3-　　　　 d.H2C2O4、HCO3-

②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子(除OH-外) 浓度由大到小的顺序是_________________________________。

【答案】　 NH3+Cl2=NH2Cl+HCl　　　 ΔH=+11.5kJ/mol　 　 >　 > 　 小于　 29　 =　 a　 c　 c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-)

【解析】试题分析：I、(1)根据反应物的总键能—生成物的总键能=焓变，书写热化学方程式；（2）氯胺水解生成氨水和强氧化性的次氯酸；II.（1）①氢气的含量越大，CO2的平衡转化率越大；Q点要达到平衡，CO2的转化率增大，反应正向进行；随温度升高，CO2的平衡转化率减小，平衡逆向移动；②利用“三段式”计算平衡常数；P点、Q点温度相同，对应的平衡常数相同；（2）①根据强酸制取弱酸的规律分析；②根据电离平衡常数分析，

解析：I、(1)NH3+Cl2=NH2Cl+HCl的焓变= kJ/mol，所以热化学方程式是NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)　　　 ΔH=+11.5kJ/mol；（2）氯胺水解生成氨水和强氧化性的次氯酸，水解方程式是；II. （1）①氢气的含量越大，CO2的平衡转化率越大，所以氢碳比①>②；Q点要达到平衡，CO2的转化率增大，反应正向进行，V(正) >v(逆)；随温度升高，CO2的平衡转化率减小，平衡逆向移动，ΔH <0；

②

；P点、Q点温度相同，平衡常数相同；所以P点对应的平衡常数=Q点对应的平衡常数；（2）①a.草酸的K2大于碳酸的K1，所以H2CO3、C2O42-可以共存；b. 草酸的K2大于碳酸的K2，所以CO32-、HC2O4-不能共存；c. 草酸的K2大于碳酸的K2，所以 C2O42-、HCO3-能共存；d. 草酸的K1大于碳酸的K1，所以H2C2O4、HCO3-不能共存；②草酸的K1>K2大于碳酸的K1>K2，所以等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子 浓度由大到小的顺序是c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-)。

点睛：弱酸的电离平衡常数越小，说明酸性越弱；酸性越弱同浓度的酸溶液的PH越大、酸根离子的浓度越小；电离平衡常数大的酸能制取电离平衡常数小的酸。

【题型】综合题
【结束】
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向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水，先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，再向溶液中加入乙醇有深蓝色晶体（化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O）析出。

(1)写出上述实验前两步反应的离子方程式__________，____________。

(2)铜元素基态原子的电子排布式为_________________，铜单质晶体中的原则堆积模型属于_________堆积（填堆积模型名称）。

(3)在上述深蓝色晶体所含的非金属元素中，电负性最大的是_________（填元素符号），第一电离能最大的是_________（填元素符号）。该晶体中的阴离子的立体构型是_________，阴离子的中心原子的杂化方式为_________。

(4)氨的沸点_________（填“高于”或“低于”）膦(PH2)，原因是_____________。

(5)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是______________。若该晶体的密度为pg·cm-3，以NA表示阿伏伽德罗常数，则该晶胞的边长为a=_____________nm。

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碳和氧元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。

I.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气态氯胺（NH2Cl），己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_____________。

II.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。

（3）在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入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（α、β、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α____β，Q点v(正)_____v(逆)（填“>”或“<”、“=”）

②若起始时，CO2的浓度分别为0.5mol/L，則P点对应温度度的平衡常数的值为________。

（4）己知：碳酸 H2CO3: K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11；

草酸 H2C2O4: K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5

① 下列微粒可以大量共存的是_______(填字母)。

a.CO32-、HC2O4-　　　 b.H2CO3、C2O42-　　　　 c. C2O42-、HCO3- 　 d.H2C2O4、HCO3-

②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是_________。

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