高中化学填空题

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．根据已学知识回答下列问题：
（1）对于密闭容器中的反应：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，673K，30MPa下n（NH₃）和n（H₂）随时间变化的关系如下图所示．

下列叙述正确的是      （填选项）．
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d（t₁时刻）和点e（t₂时刻）处n（N₂）不一样
D．其他条件不变，773K下反应至t₁时刻，n（H₂）比上图中d点的值大
（2）已知N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ•mol^﹣1
①合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是     （填选项）．
A．采用较高压强（20MPa～50MPa）        
B．采用500℃的高温
C．用铁触媒作催化剂                    
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②在容积均为2L（容器体积不可变）的甲、乙两个容器中，分别加入2molN₂、6molH₂和1molN₂、3molH₂，在相同温度、催化剂下使其反应．最终达到平衡后，两容器N₂转化率分别为α_甲、α_乙，则甲容器中平衡常数表达式为     （用含α_甲的代数式表示，化简为最简式），此时α_甲     α_乙（填“＞”、“＜”“=”）．

某溶液中含有Ba²⁺，Cu²⁺，Ag⁺，现用NaOH溶液、盐酸和Na₂SO₄溶液将这三种离子逐一沉淀分离。其中沉淀1和沉淀3为白色，沉淀2为蓝色。流程如右图：

（1）沉淀的化学式：沉淀1            ，沉淀2            ，沉淀3            ；
（2）写出混合液+A反应的离子方程式            ；
溶液+B反应的离子方程式            ；

碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。
(1）用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃）₂N－NH₂，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式________________________________________。
（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：
2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝－a kJ·mol^－1 (a＞0)
N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题。

①298k时，该反应的平衡常数为________。
②在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是

a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂）="0.6" mol  n(N₂O₄）=1.2mol，则此时V_（正）      V_（逆）（填“>”、“<”或“=”）。
（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是__________；
②其溶液中c(OH^-)的数值最接近NH₃·H₂O的电离常数K数值的是      ；
③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_______。

铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% SiO₂、40.8% Al₂O₃和少量Fe₂O₃等）干法制取该合金的工艺如下：

（1）若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有                        。
（2）铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性。原因是                       。
（3）焙烧除铁反应：4(NH₄)₂SO₄+ Fe₂O₃ 2NH₄Fe(SO₄)₂ + 3H₂O + 6NH₃↑（Al₂O₃部分发生类似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜焙烧温度为        。指出气体Ⅰ的用途         （任写一种）。

（4）操作①包括：加水溶解、           。若所得溶液中加入过量NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为                             。
（5）用焦炭还原SiO₂、Al₂O₃会产生中间体SiC、Al₄C₃。任写一个高温下中间体又与Al₂O₃反应生成铝、硅单质的化学方程式                          。
（6）不计损失，投入1t铝土矿，当加入27kg纯铝后，铝硅合金中m：n =            （摩尔质量：SiO₂---60g/mol  Al₂O₃---102 g/mol）。

一定条件下合成乙烯：
6H₂（g）＋2CO₂（g）CH₂＝CH₂（g）＋4H₂O（g）        △H₁
已知：2H₂（g）＋O₂（g）＝2 H₂O（g）       △H₂＝－480 kJ•mol^-1
CH₂＝CH₂（g）＋3O₂（g）＝2CO₂（g）＋2 H₂O（g）     △H₃＝－1400 kJ•mol^-1
（1）△H₁＝              。请标出该反应电子转移的方向和数目                     。
（2）温度对CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是              。

A．生成乙烯的速率：v（M）有可能小于v（N）
B．平衡常数：K_M ＞K_N
C．催化剂会影响CO₂的平衡转化率
（3）若投料比n（H₂）∶n（CO₂）＝3∶1，则图中M点时，乙烯的体积分数为                 （保留两位有效 数字）。
（4）为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有                 （任写一条）。
（5）电解法可制取乙烯（下图），电极a接电源的           极，该电极反应式为                    。

以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式，其过程简示如下：

（1）甲烷脱硫的主要目的是                                。
（2）甲烷一次转化发生反应：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g）   。在20L的密闭容器中充入CH₄(g)、H₂O(g)各1mol,CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P₁      （选填＞、＜、=）P₂；若3min后在150℃、压强为P₂时达到平衡，平均反应速率v(H₂)=           。

（3）传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气，用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用？                                   。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液，可吸收H₂S、O₂、CO、CO₂等，该铜洗液吸收CO₂的化学方程式：                                    。
（4）n(N₂）：n(H₂)="1" : 3原料气进入合成塔，控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率？                                                                    。
（5）NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO₃溶液至c(Ag⁺)=0.07 mol·L^-1，溶液中浓度比
c(Cl^-)：c(Br^-)：c(I^-）=        ：       ：1。

	AgCl	AgBr	AgI
Ksp	2×10^-10	5×10^-13	1×10^-16

 

钛、铜可以作为多种催化剂的主体。如以TiO₂覆盖在Cu₂Al₂O₄表面作催化剂，可以将CO₂与CH₄直接转化成乙酸。
请回答下列问题：
（1）钛有和两种原子，它们互称为    ，Ti的基态原子电子排布式为    。
（2）Cu在元素周期表中的位置是      。乙酸分子中碳原子的杂化形式有     。
（3）由Ca、Ti、O三种元素组成某矿物晶体，其晶胞结构如图所示。则该矿物的化学式为         。

（4）用TiCl₄与热水反应可制备TiO₂，反应的化学方程式是            ｡
（5）用稀硝酸溶解Cu₂Al₂O₄的离子方程式是            ｡
（6）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷电路板上的Cu。
已知：ⅰ、CuSO₄（aq）+ H₂（g）="=" Cu（s）+H₂SO₄（aq）      ΔH=-64.4kJ/mol
ⅱ、2H₂O₂（l）="=" 2H₂O（l）+ O₂（g）          ΔH= -196.4 kJ/mol
ⅲ、H₂（g）+O₂（g）="=" H₂O（l）            ΔH= -285.8 kJ/mol
写出Cu与H₂SO₄、H₂O₂反应生成CuSO₄（aq）和H₂O（l）的热化学方程式：          。

二氧化硫为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一。
（1）在实验室中，若用70％的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫，并要求方便控制反应速率，可选用下图所示气体发生装置中的_____(填下列序号字母)。

（2）SO₂经催化氧化可生成SO₃，该反应的热化学方程式为：
2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  △H="a" kJ·mol^-1
在T₁℃时，将2 mol SO₂、1mol O₂充入容积为2 L的密闭容器A中，充分反应并达到平衡，此过程中放出热量98．3 kJ，测得SO₂的平衡转化率为50％，则a=_____，T₁℃时，上述反应的平衡常数K₁=____L·mol^-1。若将初始温度为T₁℃的2 mol SO₂和1 molO₂充入容积为2 L的绝热密闭容器B中，充分反应，在T₂℃时达到平衡，在此温度时上述反应的平衡常数为K₂。则K₁______ K₂ (填“>”、“<”或“=”)。
（3）某热电厂上空大气中所含二氧化硫严重超标，现对该区域雨水样品进行探究。首先用pH试纸测定雨水样品的pH，操作方法为_________________________________________，测得样品pH约为3；为进一步探究由SO₃所形成酸雨的性质，将一定量的SO₂通入蒸馏水中，配成pH为3的溶液，然后将溶液分为A、B两份，向A中加入适量的NaOH固体，使溶液恰好呈中性(不考虑氧化性物质和其它酸性物质的影响)，则此中性溶液中离子的浓度间存在的关系式为：[Na⁺]=_______；将溶液B久置于空气中，与久置前相比，久置后的溶液B中水的电离程度将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）工业上常用如下图所示的流程处理工业尾气中的SO₂：

上述流程中有一种物质可以再生循环利用，该物质再生的化学方程式为_______________________。

(17分)硫及其化合物有广泛应用。
（1）硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、l0l kPa时：
(i)2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(l)=2H₂SO₄(l)ΔH=-457kJ/mol
(ii)SO₃(g) +H₂O(l)=H₂SO₄(l)ΔH=-130kJ/mol
则SO₂催化氧化反应中，每生成l mol SO₃(g)的焓变为_____kJ·mol^-1。
（2）对于SO₃催化氧化反应：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)。
①甲图是SO₂催化氧化反应时SO₂(g)和SO₃(g)的浓度随时间的变化情况。反应从开始到达到平衡时，用O₂表示的平均反应速率为____。

②在一容积可变的密闭容器中充入20mol SO₂(g)和l0 mol O₂(g)，O₂的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。则P₁与P₂的大小关系是P₁____ P₂(填>、=或<)；A、B、C三点的平衡常数大小关系是____(用K_A、K_B、K_C和 >、=、<表示)。
（3）为研究H₂SO₄生产中SO₃催化氧化时温度对SO₂平衡转化率的影响，进行如下试验。取100 L原料气(体积分数为SO₂7％、O₂ 11％、N₂82％)使之发生反应，在10l kPa下达到平衡，得到如下数据：

根据上述数据，575℃达平衡时，SO₃的体积分数为______％(保留一位小数)。
（4）工业生成硫酸过程中，通常用氨水吸收尾气。
①如果相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水，发生反应的离子方程式为__________，所得溶液中c(H⁺)-c(OH^-)=___________(填序号)。
A.c(SO₃^2-)-c(H₂SO₃)                  B.c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)-c(NH₄⁺)
C.c(SO₃^2-)+c(NH₃∙H₂O)-c(H₂SO₃)       D.c(HSO₃^-)+2c(SO₃^2-)-c(NH₄⁺)
②工业上用足量氨水吸收硫酸工业废气。吸收SO₂后的碱性溶液还可用于Cl₂的尾气处理，吸收Cl₂后的溶液仍呈强碱性，则吸收Cl₂后的溶液中一定存在的阴离子有OH^-和_____。

甲醇（CH₃OH）是重要的溶剂和替代燃料。
（1）CO和H₂的混合气体俗称合成气，可以在一定条件下制备甲醇。
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)  ΔH＜0，该反应平衡常数的表达式为       。若压强、投料比x[n(CO)/n(H₂)]对该反应的影响如图所示，则图中曲线所示的压强关系：p₁       p₂（填“=”“>”或“<”）。

（2）NH₄Cl(s) ＝ NH₃(g) + HCl(g)  ΔH =" +163.9" kJ•mol^-1
HCl(g) + CH₃OH(g) → CH₃Cl(g) + H₂O(g)  ΔH =" -31.9" kJ•mol^-1
写出氯化铵和甲醇反应的热化学方程式        ，该反应在一定条件下能自发进行的原因是        。由右图知，HCl和CH₃OH的混合气体通过催化剂时的最佳流速在20 L•min^-1~30 L• min^-1之间。流速过快，会导致氯甲烷产率下降，原因是        。流速过慢，会使副产物二甲醚增多，其反应为2CH₃OH→CH₃OCH₃ + H₂O，生产中常通入适量的水蒸气，该操作对制备CH₃Cl的影响是               。

（3）将有机污水去除氧气后加入到如图所示的微生物电解池内，可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇。写出电解时阴极的电极反应式       。

氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，下面是氮的氧化物的几种不同情况下的转化。
（1）已知：2SO₂(g)+ O₂ (g)2SO₃ (g)   △H ＝-196.6kJ·mol^-1
2NO(g)+ O₂ (g) 2NO₂ (g)   △H ＝-113.0kJ·mol^-1
则SO₂气体与NO₂气体反应生成SO₃气体和NO气体的反应为      （填“放热”或“吸热”）反应。
（2）向绝热恒容密闭容器中通入SO₂和NO₂，一定条件下使反应SO₂(g)＋NO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。

①反应在c点     （填“达到”或“未到”）平衡状态。
②开始时，在该容器中加入：
I：1molSO₂(g)和1molNO₂(g)；
II：1molSO₃(g)和1mol NO(g)，
则达化学平衡时，该反应的平衡常数I     II(填“>”、“＝”或“<”)。
（3）用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物时发生下列反应：
2NaOH + NO + NO₂ = 2NaNO₂ + H₂O
2NaOH + 2NO₂ = NaNO₂ + NaNO₂ + H₂O
将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到下图所示的电解槽中进行电解，A室产生了N₂。

①电极Ⅰ是     极，B室产生的气体是     。
②A室NO₂^－发生的电极反应是      。
（4）NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。现有NO、NO₂的混合气6 L，可用同温同压下7 L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为    。

碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。请回答：
（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少对环境的污染。已知如下信息：

②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式___________________。
（2）在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇，在体积为2L的密闭容器中，充入lmolCO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)    △H<0
测得CO₂（g）和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：

①从反应开始到平衡，H₂O的平均反应速率v(H₂O)=_________________________。此反应的平衡常数为_________________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_________________(填序号)

A．升高温度	B．将CH3OH(g)及时液化移出
C．选择高效催化剂	D．再充入1 molCO2和4molH2

（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：____________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：________________。

（4）①工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO₃^2-)较小的是，用文字和化学用语解释原因__________________。
②废气中的SO₂可用NaOH溶液吸收，吸收SO₂后的碱性溶液还可用于C1₂的尾气处理，吸收C1₂后的溶液仍呈强碱性。则吸收C1₂后的溶液中一定存在的阴离子有OH^-_____、_____；还可能存在SO₃^2-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO₃^2-，理由是：________________(用离子方程式表示)。

(18分)I．碱性锌锰干电池的总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂。该电池中，负极材料是______，正极反应式为_______。
Ⅱ．以废旧锌锰干电池处理得到的混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下图所示。

请回答下列问题：
（1）Mn_xZn_1-xFe₂O₄中铁元素化合价为+3，则锰元素的化合价为__________。
（2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
（3）除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经KMnO₄溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同pH时，KMnO₄溶液对Hg的单位时间去除率及主要产物如下图所示。

①写出pH=2时KMnO₄溶液吸收汞蒸气的离子方程式_________。
②在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使KMnO₄；溶液的氧化性增强外，还可能是___________。
（4）用惰性电极电解K₂MnO₄溶液制备KMnO₄的装置如图所示。

①a应接直流电源的____________(填“正”或“负”)极。
②已知25℃，两室溶液的体积均为100 mL，电解一段时间后，右室溶液的pH由10变为14，则理论上可制得_______mol KMnO₄ (忽略溶液的体积和温度变化)。

(17分)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
（1）科学家提出由CO₂制取C的太阳能工艺如图所示。

①若“重整系统”发生的反应中=6，则Fe_xO_y的化学式为______________。
②“热分解系统”中每分解l mol Fe_xO_y，转移电子的物质的量为________。
（2）工业上用CO₂和H₂反应合成二甲醚。已知：

①一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_____(填代号)。
a．逆反应速率先增大后减小
b．H₂的转化率增大
c．反应物的体积百分含量减小
d．容器中的值变小
②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示。

T₁温度下，将6 mol CO₂和12 mol H₂充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率=______；K_A、K_B、K_C三者之间的大小关系为______________。
（3）常温下，用氨水吸收CO₂可得到NH₄HCO₃溶液，在NH₄HCO₃溶液中，c(NH₄⁺)___c(HCO₃^-)(填“>”、“<”或“=”)；反应NH₄⁺+HCO₃^-+H₂ONH₃·H₂O+H₂CO₃的平衡常数K=____。(已知常温下NH₃·H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5mol·L^-1，H₂CO₃的电离平衡常数K₁=4×10^-7mol·L^-1，K₂=4×10^-11mol·L^-1)

某研究小组为探讨反应 A(g）+ 2B(g）2C(g）+ D(s)在催化剂存在的条件下对最适宜反应条件进行了一系列的实验，并根据所得实验数据绘制出下图：图中C％为反应气体混合物中C的体积百分含量（所有实验的反应时间相同）。

（1）该反应的反应热为△H          0（填>、<或=）
（2）点M和点N处平衡常数K的大小是：K_M         K_N（填“>”、“<”或“=”）
（3）工业上进行该反应获得产品C 的适宜条件是：温度为      ℃，选择该温度的理由是                 。压强为       ，选择该压强的理由是                     。
（4）试解释图350℃前C%变化平缓而后急剧增大、500℃以后又缓慢增加的可能原因            。