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题文

氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为        
    
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 
(填写选项编号)
A.高温、高压    B.高温、低压   C.低温、低压    D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)  △H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:

弱电解质
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡常数
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5

现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你认为该溶液呈        性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是                        
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是                
A.c (NH4+)>c (CO32-)>c (HCO3-)>c (NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c (NH4+)+ c (NH3·H2O)=2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)

科目 化学   题型 填空题   难度 较难
知识点: 水的电离 探究温度、压强对化学平衡的影响
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市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:

已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Zn(OH)2
Mn(OH)2 / Mn(OH)3
开始沉淀pH
2.7
7.6
5.7
8.3
完全沉淀pH
(c≤1.0×10-5mol/L)
3.7
9.6
8.0
8.8

(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是______________________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_______________________________。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式______________________________。
(4)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
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氮气化学性质很稳定,可以通过氮的固定将空气中的氮气转化氮的化合物。氮的化合物可用于进一步合成化肥、炸药以及合成树脂等。
(1)写出氮分子的电子式______________。
(2)人工合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,在一定条件下的恒容密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是________(填序号)。

A.分离出NH3
B.加入催化剂
C.升高温度
D.增加N2的浓度

E.增加H2的浓度
(3)氨的接触氧化制取硝酸的过程中,900℃时,氨氧化反应阶段可能发生的反应有

编号
热化学方程式
平衡常数

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O (g) △H1
K1=1×1053

4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O (g) △H2
K2=1×1065

2NO(g)N2(g)+O2(g) △H3
K3

反应Ⅲ的△H3=____________(用△H1、△H2表示);反应Ⅱ的平衡常数的表达式K2=__________;
该温度下K3的计算结果为__________。
(4)催化反硝法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝法中,H2能将NO3还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。反应的离子方程式为____________________________;其平均反应速率为v(NO3)______________mol/(L•min)。
(5)实验室用下图所示装置制取NH3。若将收集NH3的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH3,并确保不污染环境,请画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。

(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。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:

(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)=
②图中p1p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2所示。
①反应(ii)需在(填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是(用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(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:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)
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“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是

(18分)Ⅰ.(8分)次磷酸(H3PO2)是一种一元中强酸,具有较强的还原性。试回答下列问题:
(1)P的原子结构示意图为
(2)NaH2PO2(填“正盐”或“酸式盐”),溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为
(3)H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质,若该反应的氧化产物的化学式为H3PO4 , 则氧化剂与还原剂的物质的量之比为
Ⅱ.无机化合物A主要用于有机合成和药物制造,是具有良好前景的储氢材料。A中含有金属Li元素,遇水强烈水解,对化合物A加强热则其会发生分解反应(非氧化还原反应),生成化合物E和气体C。在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。请回答下列问题:
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(2)写出化合物A与足量盐酸反应的化学方程式:
(3)物质A在加强热分解的化学方程式为:

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(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

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(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:

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