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相关试卷

1、近年来，科学家致力于将二氧化碳和氢气转化为甲醇 $({CH}_{3} OH)$ 的技术研究。甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 $CO$ 、 ${CO}_{2}$ 和 $H_{2}$ )在催化剂作用下合成甲醇。
已知：Ⅰ．① ${CO}_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ H_{2} O (g) + CO (g)$     $Δ H_{1} = + 41.1 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
② $CO (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g)$     $Δ H_{2} = - 90.0 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
Ⅱ．某温度下 ${CO}_{2}$ 加氢制甲醇的总反应为： ${CO}_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g) + H_{2} O (g)$     $Δ H < 0$ 。在固定容积为 $2.0 L$ 的密闭容器中充入 $0.8 mol$ 的 ${CO}_{2}$ 和 $2.4 mol$ 的 $H_{2}$ ，测得 ${CO}_{2}$ 和 ${CH}_{3} OH$ 的物质的量随时间变化如下图。
请回答下列问题：

(1)、请计算 ${CO}_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g) + H_{2} O (g)$     $Δ H =$

(2)、 $2 min$ 内 ${CH}_{3} OH$ 的反应速率为；该反应平衡时 $H_{2}$ 的转化率为。

(3)、恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是___________。

A、 ${CO}_{2} (g)$ 体积分数保持不变 B、容器中气体压强保持不变 C、容器中 ${CH}_{3} OH$ 浓度与 $H_{2} O$ 浓度之比为 $1 : 1$ D、混合气体的密度保持不变

(4)、催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：
实验编号
温度(K)
催化剂
${CO}_{2}$ 转化率(%)
甲醇选择性(%)
A
543
Cu/ZnO纳米棒
12.3
42.3
B
543
Cu/ZnO纳米片
11.9
72.7
C
553
Cu/ZnO纳米棒
15.3
39.1
D
553
Cu/ZnO纳米片
12.0
70.6
根据上表所给数据，用 ${CO}_{2}$ 生产甲醇的最优选项为(填字母)。

(5)、甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如下图所示。
电池总反应方程式为： $2 {CH}_{3} OH + 3 O_{2} + 4 {OH}^{-} = 2 {CO}_{3}^{2 -} + 6 H_{2} O$ ，则电极A的电极反应式为。当消耗甲醇的质量为1.6g时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为mol。

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2、化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。制取金属或非金属单质的化学原理，主要是利用氧化还原反应，使元素由化合态转变为游离态。
Ⅰ．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼砂通常指四硼酸钠的十水合物，化学式为 ${Na}_{2} B_{4} O_{7} \cdot 10 H_{2} O$ 。利用硼镁矿(主要成分为 ${Mg}_{2} B_{2} O_{5} \cdot H_{2} O$ )制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
请回答下列问题：

(1)、硼砂中硼元素的化合价为，为提高加入 $NaOH$ 浓溶液的反应速率，可采取的措施有。

(2)、①将硼砂溶于热水后，用 $H_{2} {SO}_{4}$ 调节溶液的 $pH$ 为2~3以制取 $H_{3} {BO}_{3}$ ，该反应的离子方程为；②得到的 $H_{3} {BO}_{3}$ 晶体进入下一环节前需要洗涤干净，证明其被沉淀洗涤干净的操作方法是。

(3)、X为 $H_{3} {BO}_{3}$ 晶体加热脱水的产物，其与 $Mg$ 制取粗硼的化学方程式为。

(4)、滤渣的主要成分为(填化学式)。

(5)、已知无水 ${MgCl}_{2}$ 在熔融状态下通电后产生 $Mg$ 和 ${Cl}_{2}$ 。若生产 $12 kg$ 的 $Mg$ 单质，同时产生标准状况下的 ${Cl}_{2}$ 体积为 $L$ 。

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3、阿司匹林是一种重要的合成药物，化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用。其合成方法如图，下列说法正确的是

A、该反应是酯化反应 B、水杨酸的分子式是：C₇H₆O₃ C、乙酰水杨酸中含有一种官能团酯基 D、1 mol水杨酸与足量的钠反应，产生氢气体积22.4 L

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4、短周期主族元素R、X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知：Y的最高价氧化物对应的水化物既能与强碱反应，又能与强酸反应。下列说法不正确的是
R
X
Y
Z

A、简单气态氢化物的热稳定性：R<X B、Y、Z的简单离子半径大小：Y<Z C、工业上，采用电解熔融Y的氯化物冶炼单质Y D、RZ₂是含极性键的共价化合物

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5、下列图像及对应的叙述正确的是


A．图1中 $Mg$ 是原电池的负极	B．图2中所示反应的化学方程式可以表示为 $X + Y ⇌ 2 Z$

C．图3表示足量锌分别与 $500 mL 0.1 mol / L$ 盐酸、200mL0.1mol/L硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像	D．图4表示等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的热量：石墨>金刚石

A、A B、B C、C D、D

6、劳动创造美好生活，下列物质的应用与所述的化学知识无关联性的是

选项	生活实践或劳动项目	化学知识
A	利用氧化银冶炼金属Ag	氧化银在一定条件下发生分解反应
B	利用工业合成氨实现人工固氮	N₂具有还原性
C	交警用含有酸性重铬酸钾溶液的酒精测试仪查酒驾	乙醇能使酸性重铬酸钾溶液变色
D	兴趣小组用食醋清除水壶中的少量水垢(主要成分是碳酸钙)	酸性：乙酸＞碳酸

A、A B、B C、C D、D

7、 ${CO}_{2}$ 和甲醇在 $Ru - Rh$ (釨铑)基催化剂表面加氢可以制取乙酸，其反应机理如图所示。下列说法错误的是

A、LiI也是该反应的催化剂 B、反应①是取代反应 C、反应④中有非极性键的断裂和极性键的形成 D、根据该反应机理，可以由制备 ${CH}_{3} {CH}_{2} {CH}_{2} COOH$

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8、下列关于化学反应与能量的说法正确的是

A、镁与盐酸反应从环境中吸收能量 B、能量变化必然伴随着化学变化 C、 $Ba {(OH)}_{2} \cdot 8 H_{2} O$ 与 ${NH}_{4} Cl$ 的反应，反应物总能量比生成物总能量低 D、需要加热的反应一定是放热反应

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9、下列反应中，属于加成反应的是

A、乙烯使酸性 ${KMnO}_{4}$ 溶液褪色 B、乙醇与钠反应生成氢气 C、乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷 D、甲烷与氯气反应生成一氯甲烷

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10、反应： $C (s) + H_{2} O (g) ⇌ CO (g) + H_{2} (g)$ 在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变会使得其反应速率减小的是

A、增加C的量 B、将容器的体积缩小一半 C、保持体积不变，通入 $H_{2} O (g)$ D、保持压强不变，充入 $N_{2}$ 使容器体积增大

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11、衣食住行皆化学，化学与生产、生活、环境息息相关。下列说法正确的是

A、用高粱酿酒的原理是淀粉水解生成了乙醇 B、 ${SO}_{2}$ 可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分 C、太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 D、工业上可利用油脂进行肥皂生产

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12、CO₂与CH₄均是温室气体，CO₂与CH₄催化重整受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化的重要方法。

(1)、CO₂与CH₄经催化重整可制得合成气CO和H₂ ，其反应原理为CO₂(g)+CH₄(g) $⇌$ 2CO(g)+2H₂(g)　ΔH=+120kJ·mol^-1
①该反应在一定温度下能自发进行的原因为。
②已知键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C-H
C≡O
H-H
键能/(kJ·mol^-1)
413
1075
436
则CO₂(g)=C(g)+2O(g)　ΔH=kJ·mol^-1。

(2)、催化重整涉及的反应如下：
i．CH₄(g)+CO₂(g) $⇌$ 2H₂(g)+2CO(g)
ii．H₂(g)+CO₂(g) $⇌$ H₂O(g)+CO(g)　ΔH=+41.2kJ·mol^-1
若在恒温、恒容密闭容器中进行反应i、ii，下列事实能说明上述反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。

A、相同时间内形成C-H键和H-H键的数目之比为2：1 B、体系内n(H₂)/n(CO)保持不变 C、体系内各物质的浓度保持不变 D、体系内混合气体的密度保持不变

(3)、在总压为24p₀的恒压密闭容器中，起始时通入n(CH₄)：n(CO₂)=1：1的混合气体，在一定温度下发生反应i、ii，测得CH₄、CO₂的平衡转化率分别为20%和40%。
①平衡时容器的体积是起始时的倍。
②该温度下反应i的压强平衡常数K_p= $p_{0}^{2}$ (K_p为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③维持其他因素不变，若向平衡体系中通入一定量的N₂(N₂不参与反应)，再次平衡后CH₄的转化率 (填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”，下同)， $\frac{c^{3} {(H}_{2}) \cdot c(CO)}{c ({CH}_{4}) \cdot c (H_{2} O)}$ 。

(4)、光催化甲烷重整技术也是研究热点。以Rh/SrTiO₃为光催化剂，光照时，价带失去电子并产生空穴(h⁺ ，具有强氧化性)，CO₂在导带获得电子生成CO和O^2- ，价带上CH₄直接转化为CO和H₂ ，反应机理如图所示：
在Rh表面，每生成1molCO，则价带产生的空穴(h⁺)数为N_A；价带上的电极反应式可表示为。

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13、三氯氧磷(POCl₃)可用作半导体掺杂剂。工业上采用直接氧化法由PCl₃制备POCl₃ ，反应原理为：P₄(白磷)＋6Cl₂ $\begin{matrix} \underline{\underline{Δ}} \end{matrix}$ 4PCl₃ ， 2PCl₃＋O₂ $\begin{matrix} \underline{\underline{Δ}} \end{matrix}$ 2POCl₃。
已知：PCl₃、POCl₃的部分性质如下：
熔点/℃
沸点/℃
其它
PCl₃
−112
75.5
遇水极易水解
POCl₃
2
105.3
遇水极易水解
某实验小组模拟该工艺设计实验装置如图(部分加热和夹持装置已略去)：
请回答下列问题：

(1)、装置戊中发生反应的离子方程式为：。

(2)、装置乙的主要作用为：①干燥气体，② ， ③。

(3)、装置丙的温度需控制在60~65 ℃的原因是。

(4)、实验制得的POCl₃中常含有PCl₃杂质，该实验小组采用下列方法测定产品中的氯元素含量，继而通过计算确定三氯氧磷的纯度：
I．取m g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待水解完全后滴加稀硝酸至酸性
II．向锥形瓶中加入V₁mL c₁mol∙L⁻¹ AgNO₃溶液至 ${Cl}^{-}$ 完全沉淀
Ⅲ．向其中加入少量硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖
Ⅳ．加入指示剂，用c₂ mol∙L⁻¹ KSCN溶液进行滴定，至终点时消耗KSCN溶液V₂mL
(已知：K_sp(AgCl)=3.2×10⁻¹⁰ ， K_sp(AgSCN)=2×10⁻¹²)
① 步骤IV中选用的指示剂为。
② 在接近滴定终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将滴定管的旋塞稍稍转动，使半滴KSCN溶液悬于管口，，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。
③ 产品中氯元素含量的表达式为：。
④ 下列操作会使测得的氯元素含量偏小的是。
a．配制AgNO₃标准溶液时仰视容量瓶刻度线 b．实验过程中未加入硝基苯
c．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后无气泡 d．滴定时锥形瓶未干燥

(5)、如需进一步提纯产品，可采用的提纯方法为。

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14、升压药物盐酸米多君(TM)及其关键中间体B的合成路线(部分条件略去)如图所示：
回答下列问题：

(1)、TM分子中含氧官能团名称是。

(2)、物质B的结构简式为。上述合成路线中属于加成反应的是(填序号)。

(3)、反应①的原子利用率为100%，该反应的化学方程式为。

(4)、符合下列条件的A的同分异构体有种(不考虑立体异构)。
①含有苯环结构
②1mol该物质分别与足量NaHCO₃溶液、金属钠反应生成1molCO₂、1molH₂
③含有手性碳原子
写出其中苯环上仅有一个支链且核磁共振氢谱中有6个峰的分子的结构简式。

(5)、已知：NH₂CH₂CH₂OH+ClCOCH₂Cl $\overset{TEA/THF}{\to}$ 。根据上述合成路线和相关信息，设计以和流程中相关试剂为原料制备的“绿色化学”合成路线(其他试剂任选)。

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15、硼化钛(结构式为B=Ti=B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为 ${TiO}_{2}$ 、 ${SiO}_{2}$ 、 ${Al}_{2} O_{3}$ 和CaO，另有少量MgO、 ${Fe}_{2} O_{3}$ )为原料制取 ${TiB}_{2}$ 的流程如下：
已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置；
② $B_{2} O_{3}$ 高温下蒸气压大、易挥发；
③ ${TiO}_{2}$ 可溶于热的浓硫酸形成 ${TiO}^{2 +}$ 。
回答下列问题：

(1)、滤渣的主要成分为(填化学式)。

(2)、“水解”需在沸水中进行，离子方程式为，该工艺中，经处理可循环利用的物质为(填化学式)。

(3)、“热还原”中发生反应的化学方程式为， $B_{2} O_{3}$ 的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是。仅增大配料中 $B_{2} O_{3}$ 的用量，产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是(用化学方程式解释)。

(4)、原料中的 $B_{2} O_{3}$ 可由硼酸脱水制得。以 $NaB {(OH)}_{4}$ 为原料，用电渗析法制备硼酸( $H_{3} {BO}_{3}$ )的工作原理如图所示，产品室中发生反应的离子方程式为。若反应前后NaOH溶液的质量变化为m kg，则制得 $H_{3} {BO}_{3}$ 的质量为kg。

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16、西安交通大学和上海大学利用冷冻透射电子显微镜，在石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生长的由钙元素和氯元素构成的二维晶体，其结构如图。下列说法中错误的是

A、该二维晶体的化学式为 $CaCl$ B、石墨烯C原子与键数之比为 $2 : 3$ C、图中a离子分别与b、c离子的距离不相等 D、该晶体的形成可能与钙离子和石墨间存在强的阳离子 $- π$ 相互作用有关

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17、下列关于物质的结构与性质的叙述正确的是

A、Li、Na同主族， Na保存在煤油中，可推断Li也保存在煤油中 B、Be、Mg同主族，MgO不溶于强碱，可推断BeO也不溶于强碱 C、Ge、Pb同主族，Ge可作半导体材料，可推断Pb也可作半导体材料 D、O、S同主族，H₂O₂有氧化性，可推断H₂S₂也有氧化性

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18、废水中的有机污染物可通过MFC-电芬顿技术来处理，该技术通过产生羟基自由基 $(\cdot OH)$ 处理有机污染物，同时高效净化废水，其耦合系统原理示意图如下，下列说法正确的是

A、甲池中溶液的 $pH$ 不变 B、 $Fe$ 电极为阴极，电极反应为 ${Fe}^{3 +} + e^{-} = {Fe}^{2 +}$ C、乙池中产生的 ${Fe}^{3 +}$ 对废水也能起到净水作用 D、乙池中发生反应 ${Fe}^{2 +} + H_{2} O_{2} = {Fe}^{3 +} + \cdot OH + {OH}^{-}$ ，之后部分 ${Fe}^{3 +}$ 生成絮状沉淀

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19、活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。 $HNO$ 自由基与 $O_{2}$ 反应过程的能量变化如下图所示，已知升高温度，活化能大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是

A、 $P_{1}$ 比 $P_{2}$ 稳定 B、升高温度，生成 $P_{1}$ 的反应速率增大的程度更大 C、该历程中最小正反应的活化能为 $4.52 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ D、改变催化剂可以改变生成 $P_{2}$ 的反应焓变

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20、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W与X的原子序数之和是Y的一半，m、n、p均是这些元素组成的常见二元气体化合物，其中常温下，0.01mol·L^-1p溶液的pH为2；X、Y、Z的单质分别为甲、乙、丙，其中乙能存在于火山喷口附近，它们之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是

A、沸点：甲>乙 B、X、Y、Z在自然界均以游离态存在 C、Q中既含离子键又含共价键 D、m、n、p的水溶液均显酸性

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