（本题共12分）氨是一种重要的化工产品。“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其...

（本题共12分）氨是一种重要的化工产品。“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其反应方程式为：CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)

完成下列填空：

23．恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是　　　　　　 （填字母序号）。

a．ν(CO)消耗 = ν(H2O)生成　　　　　　　　　　 b．c(CO2) = c(CO)

c．混合气体的总压不再改变　　　　　　　　 d．混合气体的密度不再改变

24．将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H2的浓度变化表示的反应速率为 　　　　　　　　 。

②A = 　　　　　　　　　　　　 。

③平衡常数：K(900℃)　　　　　　 K(650℃) （填“＞”、“＜”或“=”＝）。

25．温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

26．C、H、O、N元素中，核外电子占据5个不同轨道的原子，其最外层电子排布式是　 　　　　 。这四种元素形成的化合物　　　 　　 　　　　 （填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）离子化合物。

27．能证明碳的非金属性比硅强的事实是　　　　　　　　　　 （选填编号）。

a．酸性：H2CO3强于H2SiO3　　　　　　　　 b．高温下SiO2与C生成Si和CO

c．键的极性：C-H > Si-H　　　　　　　　 d．熔点：金刚石 > 单晶硅

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(1)“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其反应方程式为：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）。将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H2的浓度变化表示的反应速率为_________

②A=_________

③平衡常数：K（900℃）_________K（650℃） （填“＞”、“＜”或“=”）．

(2)温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是___________。

(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________________

a．v正（CO）=v逆（H2）　　　　　　　　　　　　 b．气体的密度不随时间而变化

c．H2和CO2的比例保持不变　　　　　　　　　　 d．气体的压强不再发生变化

(4)C、H、O、N元素中，写出两两组合（不能重复）形成的非极性分子的电子式_________，极性分子的电子式_________。这四种元素形成的化合物_________（填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）离子化合物。

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（本题共14分）

溴化钠是工业提溴的中间产物，也是重要的化工生产原料，回答下列问题。

56．工业上用氯气氧化卤水中的溴离子，吹出溴蒸气后用10% 的纯碱溶液吸收，反应的化学方程式为：

3Na2CO3+ 3Br2 → 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2若生成标准状况下3.36 L CO2，吸收的Br2为________g。

57．吹出的溴蒸气中会含有少量未反应的氯气，用纯碱吸收后实际生成的是NaCl、NaBr和NaBrO3。若所得溶液中含0.1 mol NaCl与0.6 mol NaBr，则溶液中NaBrO3的物质的量为_______mol。

58．将纯碱吸收后所得的溶液浓缩，加入2 mol/L H2SO4后蒸馏可以回收纯溴：

5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 → 3Na2SO4+ 3Br2↑+ 3H2O

已知向一定质量的浓缩液中加入300mL硫酸可回收81.6 g液溴，硫酸全部转化为硫酸钠。若改为加入180 mL硫酸，计算可回收的液溴的质量。

59．向0.3 mol NaBr固体中加入足量浓硫酸并微热，产生的气体呈红棕色，且残留物中不含溴元素。将所得气体通入280 mL 2 mol/L的Na2SO3溶液中，无任何气体逸出，最终得到只含NaBr、Na2SO4和NaHSO3三种溶质的无色溶液。求红棕色气体中各组分的化学式与物质的量。

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甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：

（1）用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

（2）某温度下，向容积为4 L的容器通人6 mol CO2和6mol CH4，发生反应(i），平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=　　 　　　　　　 ，CH4的转化率为　 　　　　　 　 。该温度下反应达平衡后，将反应容器的容积增大至10L，平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

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（18分）甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇，反应流程中涉及如下反应（下列焓变数据均在25℃测得）：

（1）25℃时，用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为________________；

（2）某温度下，向容积为4 L的恒容密闭容器中通入6 molCO2和6 mol CH4，发生反应①，5 min后反应在该温度下达到平衡，这时测得反应体系中各组分的体积分数相等，则该反应在0～5 min内的平均反应速率v（CO）=________mol·L-1·min-1；在相同温度下，将上述反应改在某恒压容器内进行，该反应的平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”）；

（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，25℃时，其反应的热化学方程式为：

科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下图所示：

①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素，在下列各压强数据中，工业上制取甲酸甲酯应选择的是_______（填下列序号字母）

a．3.5×106Pa　 　　　 　 b．4.0×l06Pa　　 　　　　 c．5.0×106Pa

②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中，采用的温度是80℃，其理由是______________

（4）直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

①通入气体a的电极是电池的_____（填“正”或“负”）极，其电极反应式为__________；

②25℃时，用此电池以石墨作电极电解0.5 L饱和食盐水（足量），若两极生成的气体共1．12 L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为_____（忽略溶液体积的变化）。

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(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：

(1)用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 　 。

(2)某温度下，向4 L恒容密闭容器中通人6 mol C02和6mol CH4，发生反应(i)，平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=　　　　　 ，CH4的转化率为　　　　　　　　　　　　 。

(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：

，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是　　 (填“3．5× 106 Pa” “4．O×106 Pa”或“5.0× 106 Pa”)。

②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 。

(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

①通入a气体的电极是电池的　 　　　 　 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为　　 .

②常温下，用此电池以惰性电极电解O．5 L饱和食盐水(足量)，若两极共生成气体1．12 L(已折算为标准状况下的体积)，则电解后溶液的pH为　　 (忽略溶液的体积变化)。

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(本题共10分)苯是重要的化工原料，以下是某酮酸E的合成路线。

40.以上合成路线中，属于氧化反应的有:反应⑥和反应________(填反应编号);反应⑤的反应条件是_______。

41.写出结构简式A________________; B_____________________

42.己知C的分子式为C4H6O4，则D的结构简式为______________;分离C和D的方法是_________________。

43.不能由直接制取，原因是______________________________________。

44.写出反应⑧的化学方程式_______________________________________________。

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开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。

（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)；若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K＝_______；

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA____tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是：_______________。

（2）目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线_______。

②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是_________，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是_______。

（3）Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如图所示［图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列说法中正确的是_____。

A．为了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释

B．当c(C1ˉ)＝10ˉ1mol·Lˉ1时，汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在

C．HgCl2是一种弱电解质，其电离方程式是：HgCl2＝HgCl＋+C1ˉ

D．当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl2转化为Hg(OH)2

②HgCl2又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，其晶体是_____（填晶体类型）。

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开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。

（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)；若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K＝　　　　　 ；

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA　　　 tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH 的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是　　　　　　 　 ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是　　　　　 。

（3）Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示［图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列说法中正确的是　　　　 。

A．为了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释

B．当c(C1ˉ) ＝10ˉ1 mol·Lˉ1时，汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在

C．HgCl2是一种弱电解质，其电离方程式是：HgCl2＝HgCl＋ + C1ˉ

D．当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl2转化为Hg(OH)2

②HgCl2又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，其晶体是　　　　 （填晶体类型）。

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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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