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相关试卷

1、 MgCO₃/MgO循环在CO₂捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用 $M g C O_{3}$ 与H₂反应生成CH₄的路线， $M g C O_{3} (s) + 4 H_{2} (g)$ $\overset{}{⇌}$ $M g O (s) + 2 H_{2} O (g) + C H_{4} (g) H$ △H
主要反应如下（a、b、c均大于0）：
$I . M g C O_{3} (s) ⟺ M g O (s) + C O_{2} (g) △ H_{1} = + a k J \cdot m o l^{- 1}$
$I I . C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇋ C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g) △ H_{2} = - b k J \cdot m o l^{- 1}$
$I I I . C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ H_{2} O (g) + C O (g) △ H_{3} = + c k J \cdot m o l^{- 1}$
回答下列问题：

(1)、计算△H= $k J \cdot m o l^{- 1}$ （用含a、b的字母表示）。

(2)、下列描述正确的是（）。

A、采用高温高压即加快反应速率又可以提升CO₂的平衡转化率 B、在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅲ，若压强不变，则反应Ⅲ达到平衡状态 C、恒容容器中进行反应I-Ⅲ，气体的平均摩尔质量不再改变，则反应Ⅲ达到平衡状态 D、上述反应I-Ⅲ达到平衡后，升温，CO的平衡浓度一定增大

(3)、恒压条件下，按2molH₂（g）和2molMgCO₃（s）投料反应，低于360℃时反应Ⅲ可忽略。反应物（MgCO₃、H₂）的平衡转化率和生成物（CH₄、CO₂）的选择性随温度变化关系如图。已知：含碳生成物选择性=含碳生成物的物质的量×100%。
①曲线丙表示。300℃时达平衡后，压缩容器体积，重新达平衡后，CO₂和CH₄的物质的量之比 $\frac{n (C O_{2})}{n (C H_{4})}$ （填“增大”“减小”或“不变”）。450℃后曲线乙下降的原因可能是。
② 550℃时反应Ⅲ的平衡常数Kp=。

(4)、一定条件下，以CO₂和CH₃OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，可将CO₂转化成高附加值的化学品，其装置原理如图。电解过程中通过阳离子交换膜的离子为，电极b的反应式为。

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2、一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图：
已知常温下溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（ $c \leq 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ ）时的pH：

$F e^{3}^{+}$

$F e^{2}^{+}$

$C o^{3}^{+}$

$C o^{2}^{+}$

$Z n^{2}^{+}$
开始沉淀的pH
1.5
6.9
——
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题：

(1)、“浸出”前，将废渣磨碎，其作用是。

(2)、“氧化”的目的是。若要检验“氧化”是否完全，请设计实验方案验证。

(3)、“氧化沉钴”中生成Co（OH）₃的离子方程式为。

(4)、“调pH”步骤中，若pH=4，则“滤渣2”是。

(5)、“氧化沉钴”中调pH=4，则“滤液”中的Co³⁺浓度为 $m o l \cdot L^{- 1} 。$

(6)、“滤液”中主要的阳离子有Zn²⁺和（填离子符号）。

(7)、ZnO是半导体材料，ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn-N键中离子键成分的百分数小于Zn-O键，原因是。

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3、二草酸合铜（Ⅱ）酸钾 $(K_{2} [C u {(C_{2} O_{4})}_{2}])$ 可用于无机合成、功能材料制备。某研究小组开展探究实验，步骤如下：
已知： $C u O + 2 K H C_{2} O_{4} = K_{2} [C u {(C_{2} O_{4})}_{2}] + H_{2} O$
$16 H^{+} + 2 M n O_{4}^{-} + 5 C_{2} O_{4}^{2 -} = 2 M n^{2 +} + 10 C O_{2} ↑ + 8 H_{2} O$
回答下列问题：

(1)、 $K_{2} [C u {(C_{2} O_{4})}_{2}]$ 的配体中提供孤电子对的原子是（填元素符号）。

(2)、过滤操作中，下列仪器中不需要的是（填仪器名称）。

(3)、“步骤Ⅲ”中原料配比为 $n (H_{2} C_{2} O_{4}) : n (K_{2} C O_{3}) = 5 : 4,$ 写出反应的离子方程式。

(4)、“步骤Ⅳ”中溶解CuO沉淀时，连同滤纸一起加入溶液中的目的是。

(5)、“步骤V”步骤中采用趁热过滤的原因是。

(6)、室温下， $K_{41} (H_{2} C_{2} O_{4}) = 5.4 \times 1 0^{- 2}, K_{42} (H_{2} C_{2} O_{4}) = 5.4 \times 1 0^{- 5}, 0.1000 m o l \cdot L^{- 1} K H C_{2} O$ 溶液的pH7（填“>”“<”或“=”）。

(7)、测定实验中所得二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的纯度，称取3.18g样品，用足量稀硫酸溶解后，用（ $0.20 m o l \cdot L^{- 1} K M n O_{4}$ 标准溶液滴定 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 达终点时消耗36.00mL（滴定过程中 $M n O_{4}^{-}$ 转化为 $M n^{2 +},$ 杂质不反应）。
①达到滴定终点的现象是。
②实验中所得二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的纯度为。

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4、室温下，向含有SnSO₄的酸性溶液中通入H₂S生成SnS沉淀，若始终保持 $H_{2} S$ 的浓度为0.1mol·L^-¹，体系中pX[pX=-lgX，X为 $\frac{c (H S^{-})}{c (H_{2} S)}$ ， $\frac{c (S^{2 -})}{c (H S^{-})}$ ， $c (S n^{2 +})$ ]与pH的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、线②表示 $P \frac{c (S^{2 -})}{c (H S^{-})}$ 随pH的变化 B、氢硫酸的一级电离常数Kₐ的数量级为10^-¹³ C、SnS的 $K_{SP} = 1 0^{- 25}$ D、D点溶液中的 $c (H S^{-}) = 1 0^{- 5.2}$

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5、将气体H₂S和CH₄按体积之比[ $[V (H_{2} S) : V (C H_{4})] = 2 : 1$ 1导入管式反应器（如图1）热解制 $H_{2},$ 高于T℃下发生如下两个反应（反应过程用N₂稀释）：
$I : 2 H_{2} S (g) ⇌ S_{2} (g) + 2 H_{2} (g) K_{1}$
$I I : C H_{4} (g) + S_{2} (g) C S_{2} (g) + 2 H_{2} (g) K_{2}$
在常压下反应相同时间后，不同温度下测得气体H₂、S₂及CS₂体积分数随温度的变化（如图2）。下列说法正确的是（）

A、高于T℃，该体系总反应为： $2 H_{2} S (g) + C H_{4} (g) = C S_{2} (g) + 4 H_{2} (g) K_{3} = K_{1} + K_{2}$ B、曲线a表示S₂（g）的体积分数随温度的变化 C、1000℃时，反应的活化能：反应Ⅰ>反应Ⅱ D、在1000℃、常压下，通入H₂S（g）的体积分数保持不变，提高投料比[ $[V (H_{2} S) : V (C H_{4})]$ 不会影响H₂S的转化率

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6、萤石（CaF₂）是自然界中常见的含氟矿物，其立方晶胞结构如图所示，X、Y代表组成的离子，晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（）

A、与Ca²⁺紧邻的F有8个 B、晶胞中，F^-填充在Ca²⁺形成的四面体空隙中 C、晶胞内F^-之间最近的距离为 $\frac{1}{2} a p m$ D、CaF₂的晶体密度为 $\frac{156}{a^{3} \times 1 0^{- 30} N_{A}} g \cdot c m^{- 3}$

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7、某碱性混合多硫化物-空气液流二次电池的工作原理如图所示，该电池具有稳定、成本低的特点，其中双膜结构的液流电池设计缓解了硫交叉问题。下列说法正确的是（）

A、放电时，电子流向为：电极A→电解液→电极B B、膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜 C、放电时发生反应的离子方程式为： $4 O H^{-} + 2 S_{4}^{2 -} = 4 S_{2}^{2 -} + O_{2} ↑ + 2 H_{2} O$ D、充电时，当电路通过2mol电子时，理论上Ⅰ室及左侧贮液器的溶液质量共减少46g

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8、根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是（）

选项	实验过程及现象	实验结论
A	将红热的木炭放入装有浓硝酸的试管中，产生红棕色气体	木炭将浓硝酸还原成 $N O_{2}$
B	将盛有NO₂的密闭烧瓶浸泡在热水中，发生反应： $2 N O_{2} ⇋ N_{2} O_{4},$ 烧瓶内红棕色加深	正反应的活化能小于逆反应的活化能
C	用pH试纸分别测定Na₂CO₃溶液和 $N a H C O_{3}$ 溶液的pH，Na₂CO₃溶液的pH大	$C O_{3}^{2}^{-}$ 与H⁺结合能力强于 $H C O_{3}^{-}$
D	分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，前者溶液由无色变为橙色，后者变为棕色	氧化性： $C l_{2} > B r_{2} > I_{2}$

A、A B、B C、C D、D

9、某合成尿素的总反应为： $2 N H_{3} (g) + C O_{2} (g) = C O (N H_{2})_{2} (g) + H_{2} O (g) △ H,$ 其反应的机理及能量变化如图所示，TS表示过渡态。下列说法错误的是（）

A、基元反应Ⅰ为（C $O_{2} + N H_{3} = H_{2} N C O O H$ B、基元反应Ⅱ中A为 $H_{2} O,$ 该反应为总反应的决速步 C、若 $△ E = 240 k J \cdot m o l^{- 1},$ 合成尿素的总反应 $△ H = - 86 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、合成尿素的总反应在高温下可自发进行

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10、下列反应的离子方程式正确的是（）

A、向浓NaOH溶液中滴加少量AlCl₃溶液： $A l^{3 +} + 3 O H^{-} = A l {(O H)}_{3}$ B、用CuSO₄溶液除去乙炔中的 $H_{2} S : C u^{2 +} + S^{2 -} = C u S ↓$ C、氨水溶解 $C u {(O H)}_{2} : C u {(O H)}_{2} + 4 N H_{3} = C u {(N H_{3})}_{4}^{2 +} + 2 O H^{-}$ D、过量SO₂通入Na₂S溶液： $3 S O_{2} + 2 S^{2 -} = 3 S ↓ + 2 S O_{3}^{2 -}$

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11、元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍，X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，Z的最外层只有1个未成对电子，M的原子序数等于X、Y和Z的原子序数之和。下列说法错误的是（）

A、X₂Y是非极性分子 B、X、Y、Z可形成有强氧化性的化合物 C、Z的最高价氧化物的水化物的酸性强于硫酸 D、M的单质在高温条件下能与水反应生成X的单质

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12、以2-甲基丙醛（M）为原料制备化合物P的合成路线如下，下列说法正确的是（）

A、N的分子式为C₃H₁₀O₂ ，为手性分子 B、若M+X→N为加成反应，X为甲醛 C、M中所有的碳原子可位于同一个平面 D、1molP最多能与2molH₂发生加成反应

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13、下列有关物质性质的解释正确的是（）
选项
性质
解释
A
酸性：HCOOH>CH₃COOH
相对分子质量：HCOOH₃COOH
B
熔点：Al>Na
金属性：Al<Na
C
硬度：金刚石>晶体硅
原子半径：Si>C
D
沸点： $H_{2} O > H_{2} S$
键能：H-O>H-S

A、A B、B C、C D、D

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14、下列化学用语或图示表示错误的是（）

A、NH₃的VSEPR模型： B、C₂H₂的空间填充模型： C、基态S原子的价电子轨道表示式： D、NaOH的电子式： $N a^{+} {[\begin{array}{l} \cdot \cdot \\ ： & O & ： \\ \cdot \cdot \end{array} H]}^{-}$

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15、联氨（N₂H₄）在碱性条件下可以将溶液中的亚铁离子（Fe²⁺）还原为铁单质，核心反应如下： $F e^{2 +} + N_{2} H_{4} + O H^{-} \to F e ↓ + N_{2} ↑ + H_{2} O$ （未配平），设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）

A、1molN₂H₄中含σ键的数目是5NA B、该核心反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1 C、 $1 L 0.1 m o l \cdot L^{- 1} F e C l_{2}$ 溶液中Fe²⁺的数目小于0.1NA D、每转移0.1NA电子则会生成标准状况下约1.12LN₂

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16、下列制取装置（省略部分夹持装置）或操作正确的是（）
A.制取并检验SO₂
B.混合浓硫酸和乙醇
C.用MnO₂和浓盐酸反应制取Cl₂
D.配制溶液时的定容操作

A、A B、B C、C D、D

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17、化学材料在科技创新中起支撑作用，下列有关说法错误的是（）

A、“望宇”登月服所用的聚酰亚胺隔热层属于有机高分子材料 B、无铅储能陶瓷（如钛酸钡基陶瓷）属于新型无机非金属材料 C、我国第三代超量子计算机传输信号的光纤主要成分为晶体硅 D、常用于机器人导电填料的碳纳米管、石墨烯等均属于碳纳米材料

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18、联烯（）广泛应用于有机合成。一种基于三组分反应合成非天然α-氨基酸的路线如下（反应条件略：Ph-代表C₆H₅-，'Bu-代表-C（CH₃）₃。
已知：

(1)、化合物1a的名称为

(2)、①化学物2a的分子式为。
②3a在碱性条件下发生水解生成的产物中，相对分子质量较小的化合物I。与I有相同官能团的结构共种（含化合物Ⅰ，不考虑立体异构）。

(3)、下列说法正确的有（）。

A、3a分子中的存在大π键，氮原子采取sp²杂化 B、4a分子存在2个手性碳原子，存在顺反异构体 C、在1a、2a和3a生成4a的过程中，有π键断裂和形成 D、4a生成5a的过程属于取代反应，且化合物5a具有两性

(4)、化合物2a的性质比较活泼，与水发生加成反应后可再转化为酮，若用核磁共振氢谱监测该转化反应，则可推测：与2a相比，产物酮的氢谱图中。

(5)、根据题中信息，分三步合成化合物Ⅱ，回答前两步相关问题
①第一步，苯引入碘。已知碘的电负性大于碳，某同学尝试利用苯和CH₃I反应生成PhI，该方法是否可行（填“可行”或“不可行”）
②第二步，由 $C = N C H_{2} C H_{2} O H$ 发生（填具体反应类型），其反应的方程式为。

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19、水煤气变换反应不仅是重要的化工过程，还可以通过正向或逆向进行影响其它反应。
I.利用 $M g C l_{2} \cdot 2 H_{2} O (s)$ 脱水制取无水氯化镁能耗高，将其耦合水煤气变换反应后可降低反应温度，并减少副产物生成。发生的反应为：
$M g C l_{2} \cdot 2 H_{2} O (s) + 2 C O (g) = M g C l_{2} (s) + 2 C O_{2} (g) + 2 X (g)$ 反应路径如图12（Surf指MgCl₂晶体表面）。

(1)、物质“X”为。

(2)、路径（填“a”或“b”）反应速率更快。

(3)、路径b脱附出来的HCOOH进一步发生的化学反应方程式为。
Ⅱ.CO、CO₂既可单独加氢制CH₄ ，也可混合加氢制CH₄ ，会发生如下反应。
ⅰ $C O (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{4} (g) + H_{2} O (g) H_{1} = - 206 k J \cdot m o l^{- 1}$
ⅱCO₂（g）+4H₂（g）⇌CH₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-164kJ·mol^-¹
ⅲ $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + H_{2} (g) △ H_{3}$

(4)、反应iii为水煤气变换反应，其 $△ H_{3} =$ 。

(5)、图13表示恒压且投入化学计量比氢气的条件下CO、CO₂混合气体加氢达到平衡时， $C O_{2}$ 的转化率α随温度（T）或z的变化。其中 $α = \frac{n_{0} - n_{甲}}{n_{0}}, z = \frac{n {(C O_{2})}_{0}}{n {(C O)}_{0} + n {(C O_{2})}_{0}}, n_{0}$ 指初始的物质的量，n平指平衡的物质的量。曲线I表示当z为0.5时（ $α (C O_{2})$ 随温度（T）的变化。
①下列说法正确的是。
A.曲线Ⅰ中 $\frac{n {(C O)}_{0}}{n {(C O_{2})}_{0}}$ =0. $5$ B.曲线Ⅱ的温度为600℃
C.其它条件不变，增大压强，曲线Ⅱ上移 D. M点，反应iii生成的CO₂的量比反应ii消耗的少
②结合图14分析图13中曲线Ⅰ中α（CO₂）随温度的升高先减小后增大的原因。
③若N点CO的转化率α为80%，则CH₄的平衡收率 $y [y (C H_{4}) = \frac{n {(C H_{4})}_{甲}}{n {(C O)}_{0} + n {(C O_{2})}_{0}}]$ 为。

(6)、使用CO₂单独加氢制CH₄时（投入化学计量比氢气），会发生反应iii的逆反应生成CO，CO的选择性为 $S (S = \frac{n {(C O)}_{甲}}{n {(C O_{2})}_{0} - n {(C O_{2})}_{甲}}) 。$ 某条件下CH₄的平衡收率为y，则此时 $C O_{2}$ 的转化率为。（用y、S表示，并写出推导过程）

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20、对新能源汽车电池镍钴锰三元材料（主要成分为 $L i N i_{1 - x - y} C o_{z} M n_{y} O_{2},$ 含少量Al、Fe杂质）回收的一种工艺简化流程如下：
已知：①碱浸后，元素Ni、Co以氢氧化物[其中Co为（ $C o {(O H)}_{3}] 、$ 元素Mn以 $M n O_{2}$ 形式浸出。
②离子浓度小于 $1 0^{- 5} m o l / L$ ，可认为该离子完全沉淀。
③部分氢氧化物的Kap如下表：
氢氧化物
$F e (O H)_{3}$
$A l (O H)_{3}$
$N i (O H)_{2}$
$C o (O H)_{2}$
$M n (O H)_{2}$

$K ₛ ₚ (298 K)$

$2.8 \times 10^{-}^{3}^{9}$

$1.3 \times 10^{-}^{3}^{3}$

$5.5 \times 10^{-}^{1}^{6}$

$1.60 \times 10^{-}^{1}^{5}$

$2.00 \times 10^{-}^{1}^{3}$

(1)、基态Co³⁺的价层电子轨道表示式为。

(2)、“滤液1”中溶质除了LiOH、NaOH以外，还有（填化学式）。

(3)、“酸浸”后的溶液中Ni、Co、Mn元素以 $N i^{2 +} 、 C o^{2 +} 、 M n^{2 +}$ 存在，写出生成Co²⁺的化学方程式。

(4)、常温下，“调pH”时，pH最高可调至（溶液体积变化可忽略）。已知：“酸浸”后 $c (N i^{2 +}) = 0.055 m o l / L, c (C o^{2 +}) = 0.016 m o l / L, c (M n^{2 +}) = 0.020 m o l / I$ 。

(5)、“萃取”时，钴形成如图的配合物。钴易被萃取进有机相的原因有（）。

A、配位时Co²⁺被还原 B、配合物与水能形成分子间氢键 C、钴与O形成配位键 D、萃取剂中有极性较小的疏水基团

(6)、写出“沉钴”时，生成CoCO₃的离子反应方程式。

(7)、 CoCO₃一定条件下可转化为CoO₃。假设CoO₃的立方晶胞结构如图（a），则Co在晶胞中的位置为；晶体中与O原子最近且等距离的Co原子的个数为，若图b是该晶胞沿体对角线方向的投影，请在图（b）上补充另外一种原子位置。

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