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相关试卷

1、在某空间站氧循环系统中，涉及电解水，还有碳中和反应(如下)： $C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 H_{2} O (g) + C H_{4} (g)$ 。按要求回答下列问题。

(1)、电解液态水制备1 mol $H_{2} (g)$ 的反应中， $Δ H = + 286 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。写出 $H_{2} (g)$ 燃烧热的热化学方程式：。

(2)、系统碳中和反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①由图1可推知：该反应的 $Δ H$ 0(填“>”或“<”)；
②若系统碳中和反应为基元反应，且反应的 $Δ H$ 与活化能(Ea)的关系为 $| Δ H | > E a$ 。在图2中补充完成该反应过程的能量变化示意图。
③某小组模拟该反应，t℃下，向容积为10 L的密闭容器中通入5.2 mol $C O_{2}$ 和0.9 mol $H_{2}$ ，反应平衡后测得容器中 $n (C H_{4}) = 0.2 m o l$ 。则 $H_{2}$ 的转化率为，平衡常数的值为。

(3)、在相同条件下 $C O_{2} (g)$ 与 $H_{2} (g)$ 还会发生不利于氧循环的如下副反应： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} H_{2} O (g) + C H_{3} O H (g)$ 。在反应器中按 $c (C O_{2}) ： c (H_{2}) = 1 ： 4$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2 min时，测得反应器中 $C H_{3} O H$ 、 $C H_{4}$ 浓度( $μ m o l \cdot L^{- 1}$ )如下表所示。
催化剂
$t = 350 ℃$
$t = 400 ℃$
$c (C H_{3} O H)$
$c (C H_{4})$
$c (C H_{3} O H)$
$c (C H_{4})$
A
10.8
12722
345.2
41780
B
9.2
10775
34
39932
①在选择使用催化剂A和350℃条件下反应，0~2 min生成 $C H_{3} O H$ 的平均反应速率为 $μ m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ ；
②若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂B和400℃的反应条件，其理由是。

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2、某小组同学设计如下实验装置制备高铁酸钾 $K_{2} F e O_{4}$ (夹持装置略)，同时探究制备的适宜条件，已知：常温下， $K_{2} F e O_{4}$ 为紫色固体，微溶于KOH溶液。

(1)、装置A反应中的氧化剂为。

(2)、进一步设计如下对比实验，探究在不同试剂a对 $K_{2} F e O_{4}$ 产率的影响。已知实验中，溶液总体积、 $F e C l_{3}$ 和 $F e {(N O_{3})}_{3}$ 的物质的量、 $C l_{2}$ 的通入量均相同。
实验编号
试剂a
实验现象
i
$F e C l_{3}$ 溶液和少量KOH
无明显现象
ii
$F e C l_{3}$ 溶液和过量KOH
得到紫色溶液，无紫色固体
iii
$F e {(N O_{3})}_{3}$ 溶液和过量KOH
得到深紫色溶液，有紫色固体
①对比实验i与ii现象，提出假设；“实验ii溶液碱性较强，、增强+3价铁的还原性”验证此假设的实验装置如图所示：
当通入 $C l_{2}$ ，电压表示数为 $V_{1}$ ；再向右侧烧杯中加入的试剂为，电压表示数为 $V_{2}$ ；且观察 $V_{1}$ $V_{2}$ (填“>”“<”或“=”)证明上述假设成立。
②配平实验iii中反应的离子方程式：
□ $F e^{3 +} +$ □ $C l_{2} +$ □ $⇌_{}^{}$ □ $F e O_{4}^{2 -} +$ □ $C l^{-} +$ □
③实验ii中 $K_{2} F e O_{4}$ 的产率比实验iii的低，其原因可能是。

(3)、随着反应的发生，装置B中不断有白色片状固体产生。
①结合化学用语解释该现象：；
②若拆除装置B，而使 $K_{2} F e O_{4}$ 的产率降低的原因是。

(4)、向实验ii所得紫色溶液中继续通入 $C l_{2}$ ，溶液紫色变浅， $K_{2} F e O_{4}$ 的产率降低。可能原因是通入的 $C l_{2}$ 消耗了KOH，写出该反应的离子方程式：。

(5)、综上可知制备 $K_{2} F e O_{4}$ ，所需的适宜条件是。

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3、抗击新型冠状病毒的潜在用药之一肉桂硫胺的一种合成路线如下(部分条件已略)：
按要求回答下列问题。

(1)、C的分子式为；A的结构简式为， F中官能团的名称为。

(2)、B→C反应类型为；为检验C中所含官能团种类，所需试剂有。

(3)、写出 $G + H \to_{}^{} M$ 的反应化学方程式：。

(4)、与苯丙酸(F的加氢产物)互为同分异构体的含酯基的一取代芳香族化合物有种；写出其中支链上核磁共振氢谱有3组吸收峰、且峰面积之比为 $1 ： 1 ： 3$ 的同分异构体的结构简式：。

(5)、参考以上合成路线信息，以1-丙醇和必要的试剂为原料，合成正丁酸。将合成路线写在下列方框中。
$C H_{3} C H_{2} C H_{2} O H \to_{Δ}^{O_{2} / C u}$ …… $\overset{}{\to} C H_{3} C H_{2} C H_{2} C O O H$

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4、治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体，受热不稳定，易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。

(1)、青蒿素的提取：在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚( $C_{2} H_{5} O C_{2} H_{5}$ )提取，效果更好。
①乙醇的沸点高于乙醚，原因是。
②用乙醚提取效果更好，原因是。

(2)、青蒿素的结构
①分子中C、H、O的原子半径最大的是，电负性最大的是。
②测定晶体结构最常用的方法是、，经计算等过程得出其晶胞(长方体，棱长分别为a nm、b nm、c m，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282，其物理方法是。
④晶体的密度为 $g \cdot c m^{- 3}$ (阿伏加德罗常数的值设为 $N_{A}$ ；列出表达式)。

(3)、青蒿素结构的修饰：一定条件下，用 $N a B H_{4}$ 将青蒿素选择性反应，结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。
①青蒿素结构修饰发生的反应类型为，其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为。
② $B H_{4}^{-}$ 的空间结构名称为。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因：。

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5、室温下，向20.0 mL 0.100 mol∙L⁻¹的某弱酸HA的溶液中滴加同浓度的NaOH溶液，过程中 $l g \frac{c (A^{-})}{c (H A)}$ 随pH的变化关系如下图所示。下列说法错误的是

A、a到c的过程中， $[n (H A) + n (A^{-})]$ 为定值 B、a到c的过程中，水的电离程度不断减小 C、b点时， $c (N a^{+}) < c (H A)$ D、c点时加入碱的体积小于20 mL

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6、目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如下图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法正确的是

A、基态原子钒的价层电子排布式为 $4 s^{2}$ B、放电时H⁺由B极经离子交换膜向A极移动 C、充电时电池 $V^{2 +}$ 被氧化为 $V^{3 +}$ D、充电时A极反应为 $V O_{2}^{+} + e^{-} = V O^{2 +}$

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7、设 $N_{A}$ 为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是

A、1 mol $[C u (H_{2} O)_{4}]^{2 +}$ 中配位键的数目为12 $N_{A}$ B、标准状况下，22.4 L $H_{2} O_{2}$ 中含非极性键的数目为 $N_{A}$ C、常温下1 L $p H = 5$ 的溶液 $N H_{4} C l$ 中，由水电离出 $H^{+}$ 的数目为 $1 \times 1 0^{- 5} N_{A}$ D、2 mol NO和1 mol $O_{2}$ 在密闭容器中充分反应后可得分子总数目为2 $N_{A}$

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8、新型的生物可降解高分子材料聚乳酸的合成如下：
下列说法正确的是

A、 $m = 2 n - 1$ B、该反应属于消去反应 C、乳酸分子中含有 $π$ 键 D、乳酸分子中所有原子共平面

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9、下列方程式不能合理解释实验现象或事实的是

A、湿润的淀粉KI试纸遇 $C l_{2}$ 变蓝： $C l_{2} + 2 I^{-} = I_{2} + 2 C l^{-}$ B、电解 $M g C l_{2}$ 溶液制取镁单质： $M g C l_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{电解}} \end{array} M g + C l_{2} ↑$ C、钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应： $O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-} = 4 O H^{-}$ D、用 $N a_{2} S O_{3}$ 除去输水管道中的 $O_{2}$ ： $2 N a_{2} S O_{3} + O_{2} = 2 N a_{2} S O_{4}$

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10、下列实验能达到实验目的的是
A．制取乙烯
B．探究浓度对反应速率的影响
C．检验乙炔具有还原性
D．制取 $N H_{3}$

A、A B、B C、C D、D

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11、为减少环境污染，可利用活性炭发生脱硝反应： $2 C (s) + 2 N O (g) = N_{2} (g) + 2 C O (g)$ $Δ H = - 414.8 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，下列说法正确的是

A、该反应可以自发进行 B、 $N_{2}$ 的电子式为 C、NO分子中含有非极性共价键 D、由CO难溶于水可推知其为非极性分子

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12、下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是

A、无色溶液中： $C u^{2 +}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $N O_{3}^{-}$ B、酸性溶液中： $C a^{2 +}$ 、 $N O_{3}^{-}$ 、 $C l O^{-}$ C、碱性溶液中： $A l^{3 +}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $C l^{-}$ D、 $K N O_{3}$ 溶液中： $M g^{2 +}$ 、 $C l^{-}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$

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13、下列关于第三周期元素及相关物质的性质比较中，正确的是

A、酸性： $H_{3} P O_{4} > H_{2} S i O_{3}$ B、熔点：红磷>单晶硅 C、第一电离能：S>P D、热稳定性： $S i H_{4} > P H_{3}$

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14、我国科学家在碳循环(如下图所示)研究方面取得成就。下列说法正确的是

A、乙酸属于二糖 B、葡萄糖属于烃类 C、淀粉在一定条件下能水解成葡萄糖 D、22.4 L $C O_{2}$ 被还原可生成1 mol CO

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15、下列过程体现所用物质的氧化性的是

A、用 $F e C l_{3}$ 溶液腐蚀铜板 B、用 $S O_{2}$ 的水溶液吸收 $B r_{2}$ C、用锌块防止钢铁船体腐蚀 D、用铁粉防止 $F e S O_{4}$ 溶液变质

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16、我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法错误的是

A、“北斗”系统芯片中的半导体材料为单晶硅 B、“奋斗者”号潜水器外壳的钛合金的硬度比纯钛的高 C、“嫦娥”五号运载火箭的液氧液氢推进剂的产物无污染 D、我国首创的“硅—石墨烯—锗晶体管”中所含元素均为短周期元素

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17、布洛芬具有抗炎、解热、镇痛作用，其一种合成路线如下图所示。回答下列问题：

(1)、布洛芬中所含官能团的名称为：。

(2)、A的系统命名为：， 1molC最多可以和molH₂发生加成反应。

(3)、D的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的有种，写出其中任意一种的结构简式。

(4)、B→C的化学方程式为：，反应类型为。

(5)、布洛芬显酸性，对肠、胃道有刺激作用，用对其进行成酯修饰能改善这种情况。成酯修饰时发生反应的化学方程式为：。

(6)、已知：NaBH₄单独使用能还原醛、酮，不能还原羧酸。根据布洛芬合成路线中的相关知识，以甲苯、CH₃COCl为主要原料(其它无机试剂任用)，用不超过三步的反应设计合成，合成路线为。

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18、铜、银、金在古代常用作货币，三种元素在周期表中位于同一族，回答下列问题：

(1)、基态铜原子有种能量不同的电子，其价层电子排布式为：。

(2)、熔点Cu Ag( 填“大于”或“小于”)，原因是。

(3)、Cu²⁺能与吡咯( )的阴离子( )形成双吡咯铜。
①1mol吡咯中含有的σ键数为，吡咯熔点远高于环戊二烯( )，主要原因是。
②已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N的杂化方式为。吡咯中的大π键可表示为。(大π键可用符号 $π_{n}^{m}$ 表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，如苯分子中的大π键可表示为 $π_{6}^{6}$ )。

(4)、Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体，Cu原子处于晶胞面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进到入Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构如下图所示，该晶体储氢后的化学式为。

若合金晶胞边长为apm，忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为。(写出表达式即可，储氢能力= $\frac{储氢后氢的密度}{标准状况下氢气的密度}$ )

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19、NO_x会危害人体健康，破坏环境，对其进行无害处理研究一直是科技界关注的重点。请回答以下问题：

(1)、选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中的一项处理工艺。已知在催化剂的作用下，有如下反应发生：
①4NH₃(g) + 5O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 4NO (g) + 6H₂O(g) ΔH₁= - 905kJ·mol^-1
②4NH₃(g) + 3O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2N₂(g) + 6H₂O(g) ΔH₂=- 1268kJ· mol^-1
③4NH₃(g) + 6NO(g) $\overset{}{⇌}$ 5N₂(g) + 6H₂O(g) ΔH₃
反应③的反应热ΔH₃=。

(2)、氨催化氧化时会发生(1)中的①、②两个竞争反应。为研究某催化剂的效果，在1L恒容密闭容器中充入1molNH₃和2molO₂ ，测得反应达到平衡时有关物质的量关系如图：
①根据以上信息，其他条件不变时，下列措施中可以提高NH₃转化为N₂的平衡转化率的是(填字母)。
A．升高反应温度 B．降低反应温度
C．增大NH₃和O₂的初始投料比 D．及时分离出H₂O
②520℃-840℃时体系中NO含量迅速增加的原因是。

(3)、已知：2NO(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2NO₂(g)分两步进行，其反应过程能量变化如图a。
I.2NO(g) $\overset{}{⇌}$ N₂O₂(g)
II.N₂O₂(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2NO(g)
①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“I”或“II”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O₂气体，保持其它条件不变，在温度为T₁和T₂(T₂>T₁)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图b，转化相同量的NO，在温度 (填“T₁”或“T₂”)下消耗的时间较长，结合图a分析其原因。

(4)、在恒温条件下，向初始压强为pMPa的恒容密闭容器中加入等物质的量CO和NO发生反应： 2CO(g)+2NO(g) $\overset{}{⇌}$ N₂(g)+2CO₂(g)，反应达平衡时，N₂的体积分数为20%，则NO的转化率为(保留一位小数)。该条件下反应平衡常数K_p= MPa^-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压 ×物质的量分数)。

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20、某工厂利用黄铁矿(FeS₂)和电解金属锰后的阳极渣(主要成分MnO₂ ，杂质为Pb、Fe、Cu元素的化合物)为原料制备高性能磁性材料MnCO₃的I工艺流程如下：
回答下列问题：

(1)、FeS₂中硫元素化合价为，滤渣I的成分除了S还有。

(2)、写出任意两种加快酸浸速率的措施、。“除铁、铜”过程中加入H₂O₂的目的是。

(3)、请结合平衡移动原理解释“除钙”时溶液酸度不宜过高，否则溶液中Ca²⁺沉淀不完全的原因是：。

(4)、“沉锰”时发生反应的离子方程式为：。“沉锰”时需缓慢向含MnSO₄的溶液中滴加NH₄HCO₃ ，否则会发生反应MnCO₃(s) + 2OH^-(aq) $⇌$ Mn(OH)₂(s) + $C O_{3}^{2 -}$ (aq)而生成Mn(OH)₂ ，该反应的平衡常数K=(保留一位小数，已知： K_sp[Mn(OH)₂]=1.9 ×10^-13 ， K_sp(MnCO₃)=2.2× 10^-11)。

(5)、用惰性电极电解酸性MnSO₄溶液还可制备MnO₂ ，其阳极反应式为。

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