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题文

（一） 尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步：
第一步：2NH3（l）＋CO2（g）H2NCOONH4（氨基甲酸铵）（l）   △H1= -330．0 kJ·mol－1
第二步：H2NCOONH4（l）H2O（l）＋H2NCONH2（l）  △H2=" +" 226．3 kJ·mol－1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 m3 密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：

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。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v（CO2）＝   mol/（L·min）。
③当反应在一定条件下达到平衡，若在恒温、恒容下再充入一定量气体He，则CO（NH2）2（l）的质量_________（填“增加”、“减小”或“不变”）。
（二）氨是制备尿素的原料，NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。
（三）氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
（1）在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142．9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为                                          。
（2）氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C（s）+ H2O（g）CO（g）+H2（g），在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6．0mol H2O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。

A．容器内的压强不变
B．消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等
C．混合气的密度不变
D．单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂

②x应满足的条件是                 。
（四）CO2是合成尿素的原料，但水泥厂生产时却排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

（1）上述生产过程的能量转化方式是                                      。
（2）上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为        ，阴极的电极反应式为             。

科目 化学   题型 简答题   难度 困难
知识点： 常见气体制备原理及装置选择 磷
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酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉， Mn O 2 ， ZnC l 2 和 N H 4 Cl 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH ，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
溶解度/（ g /100 g 水）

化合物
 Zn(OH ) 2 Fe(OH ) 2 Fe(OH ) 3
Ksp 近似值
 10-17
 10-17
 10-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为
（2）维持电流强度为0.5 A ，电池工作五分钟，理论上消耗 Zn 。（已经 F ＝96500 C/mol ）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 ZnC l 2 和 N H 4 Cl ，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是 Mn O 2 、和，欲从中得到较纯的 Mn O 2 ，最简便的方法是，其原理是。
（4）用废电池的锌皮制备 ZnS O 4 ·7 H 2 O 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和 H 2 O 2 溶解，铁变为，加碱调节至 pH 为时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5 mol/L 时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至 pH 为时，锌开始沉淀（假定 Zn 2 + 浓度为0.1 mol/L ）。若上述过程不加 H 2 O 2 后果是，原因是。

FeC l 3 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比 FeC l 3 高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1） FeC l 3 净水的原理是。 FeC l 3 溶液腐蚀钢铁设备，除 H+ 作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。
（2）为节约成本，工业上用 NaCl O 3 氧化酸性 FeC l 2 废液得到 FeC l 3 。
①若酸性 FeC l 2 废液中 c(Fe 2 + ) =2.0×10-2 mol · L - 1 , c(Fe 3 + ) =1.0×10-3 mol · L - 1 , c(Cl-) =5.3×10-2 mol · L - 1 ,则该溶液的 PH 约为。
②完成 NaCl O 3 氧化 FeC l 2 的离子方程式： Cl O 2 - + Fe 2 + += Cl- + Fe 3 + +

（3） FeC l 3 在溶液中分三步水解：
Fe 3 + + H 2 O Fe(OH) 2 + + H+ K 1

Fe(OH) 2 + + H 2 O Fe(OH ) 2 + + H+ K 2

Fe(OH)+ + H 2 O Fe(OH ) 3 + H+ K 3

以上水解反应的平衡常数 K 1 、 K 2 、 K 3 由大到小的顺序是。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为： xFe 3 + + y H 2 O F e x (OH ) y ( 3 x - y ) + +yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。
a ．降温 b ．加水稀释
c ．加入NH4Cl d ．加入 NaHC O 3

室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以 Fe(mg · L - 1 ) 表示]的最佳范围约为 mg · L - 1 。

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以 F e 2 O 3 存在）转变成重要的化工原料 FeS O 4 （反应条件略）。
f.png

活化硫铁矿还原 Fe 3 + 的主要反应为： Fe S 2 +7F e 2 (S O 4 ) 3 +8 H 2 O=15FeS O 4 +8 H 2 S O 4 ，不考虑其他反应。请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步 H 2 S O 4 与 F e 2 O 3 反应的离子方程式是。
（2）检验第Ⅱ步中 Fe 3 + 是否完全还原，应选择（填字母编号）。
A． KMn O 4 溶液B． K 3 [Fe(CN ) 6 ] 溶液 C． KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加 FeC O 3 调溶液 pH 到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液 pH 降到5.2，此时 Fe 2 + 不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液 pH 降低的原因是。
（4） FeS O 4 可转化为 FeC O 3 ， FeC O 3 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101 kpa 时： 4Fe(s)+3 O 2 (g)=2F e 2 O 3 (s) △H=-1648KJ/mol

C(s)+ O 2 (g)=C O 2 (g) △H=-393KJ/mol

2Fe(s)+2C(s)+3 O 2 =2FeC O 3 (s) △H=-1480KJ/mol

FeC O 3 在空气中加热反应生成 F e 2 O 3 的热化学方程式是。
（5） FeS O 4 在一定条件下可制得 Fe S 2 (二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为 4Li+Fe S 2 =Fe+2L i 2 S ，正极反应式是。
（6）假如烧渣中的铁全部视为 F e 2 O 3 ，其含量为50%。将 akg 质量分数为 b %的硫酸加入到 ckg 烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调 pH 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入 F e 2 O 3 kg 。
1．

对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂，具有低毒、热稳定性好等优点。完成下列填空：
写出该共聚物的结构简式。
2．

实验室由乙苯制取对溴苯乙烯，需先经两步反应制得中间体。
写出该两步反应所需的试剂及条件。
3．

将与足量氢氧化钠溶液共热得到 A ， A 在酸性条件下遇 FeC l 3 溶液不显色。
A 的结构简式为。
由上述反应可推知。
由 A 生成对溴苯乙烯的反应条件为。
4．

丙烯催化二聚得到2,3-二甲基-1-丁烯，B与2,3-二甲基-1-丁烯互为同分异构体，且所有碳原子处于同一平面。
写出 B 的结构简式。
设计一条由2,3-二甲基-1-丁烯制备 B 的合成路线。
（合成路线常用的表示方式为：）

工业上利用氨氧化获得的高浓度 N O x 气体(含 NO 、 N O 2 )制备 NaN O 2 、 NaN O 3 ，工艺流程如下：
已知： N a 2 C O 3 ＋ NO ＋ N O 2 =2 NaN O 2 ＋ C O 2

（1）中和液所含溶质除 NaN O 2 及少量 N a 2 C O 3 外，还有(填化学式)。
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的 NaN O 2 等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。
（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀 HN O 3 的目的是。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是。
a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作
c．转入转化液d．转入结晶Ⅱ操作
（4）若将 NaN O 2 、 NaN O 3 两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨 NaN O 2 时， N a 2 C O 3 的理论用量为吨(假定 N a 2 C O 3 恰好完全反应)。

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