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相关试卷

1、含 $N$ 元素的部分物质对环境有影响。含 $NO$ 、 ${NO}_{2}$ 的废气会引起空气污染，含 ${NO}_{2}^{-}$ 、 ${NO}_{3}^{-}$ 、 ${NH}_{4}^{+}$ 的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。

(1)、利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。
①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：

甲的电极反应式为；理论上每净化 $1 mol$ 尿素，消耗 $O_{2}$ 的体积约为 $L$ （标准状况下）。
②图为电解 $NO$ 制备 ${NH}_{4} {NO}_{3}$ 的装置。该装置中阴极的电极反应式为；“反应室”中发生反应的离子方程式为。


(2)、工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如下图所示，写出电解时铁电极的电极反应式。随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是。


(3)、工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使 ${NO}_{3}^{-}$ 转变为 ${NH}_{4}^{+}$ ，后续再将 ${NH}_{4}^{+}$ 反应除去。②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量 $NaCl$ ，后续去除 ${NH}_{4}^{+}$ 的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是。

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2、臭氧是不仅是杀菌消毒剂，还是理想的烟气脱硝剂。

(1)、脱硝反应之一：O₃氧化NO并通过水洗而发生化合反应生成HNO₃ ，该反应的化学方程式为。

(2)、脱硝反应之二：2NO₂(g)+O₃(g) $\underset{}{⇌}$ N₂O₅(g)+O₂(g) ΔH＜0。T℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入2.0molNO₂和1.0molO₃ ，反应过程中测定的部分数据见表：
t/s
0
3
6
12
24
n(O₂)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
①反应在0～3s内的平均速率v(NO₂)=。
②下列描述中能说明上述反应已达平衡的是。(填字母)
a.混合气体密度不再变化
b.单位时间内消耗2molNO₂的同时生成1molO₂
c.v(NO₂)_正=2v(N₂O₅)_逆
d.混合气体压强不再变化
③T℃时，上述脱硝反应的化学平衡常数等于。
④T℃时，若上述容器中充入1.0molNO₂、0.5molO₃和0.50molN₂O₅、0.50molO₂ ，开始时反应(填“正向进行”、“逆向进行”或“达平衡”)。

(3)、一种臭氧发生装置原理如图所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为。

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3、在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子(FeO $_{4}^{2 -}$ )，FeO $_{4}^{2 -}$ 在酸性条件下氧化性极强且不稳定， Fe₃O₄中铁元素有＋2、＋3价；H₂O₂可在催化剂Fe₂O₃或Fe₃O₄作用下产生OH，OH能将烟气中的NO、SO₂氧化。OH产生机理如下：
反应Ⅰ： Fe³^＋＋ H₂O₂= Fe^{2 +}＋ OOH ＋ H^＋ (慢反应)
反应Ⅱ：Fe²^＋＋ H₂O₂= Fe³^＋＋ OH ＋ OH^- (快反应)
对于H₂O₂ 脱除SO₂反应：SO₂ (g) ＋ H₂O₂ (l) =H₂SO₄ (l) ，下列有关说法不正确的是

A、该反应能自发进行，则该反应的ΔH ＜ 0 B、加入催化剂 Fe₂O₃ ，可提高SO₂的脱除效率 C、向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D、与Fe₂O₃作催化剂相比，相同条件下Fe₃O₄作催化剂时SO₂ 脱除效率可能更高

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4、CH₄与CO₂混合气体在催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。在其余条件不变的情况下，该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增大后减小的变化。
积碳反应
消碳反应
${CH}_{4} (g) =C (s) + 2 H_{2} (g)$
${CO}_{2} (g) + C (s) = 2 CO (g)$
$Δ H$
$75 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
$172 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
活化能
催化剂M
$33 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
$91 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
催化剂N
$43 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
$72 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)，反应速率(v)以及催化剂的说法正确的是

A、K_积增加、K_消减小 B、v_消增加倍数比v_积增加倍数大 C、K_积减小倍数比K_消减小倍数大 D、催化剂M优于催化剂N

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5、 $H_{3} {PO}_{2}$ 是一元酸，可由 ${PH}_{3}$ 制得， ${PH}_{3} (g)$ 燃烧放出大量热量，其燃烧热为 $1180 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ；铋( $Bi$ )熔点为271.3℃，铋酸钠( ${NaBiO}_{3}$ )不溶于水，有强氧化性，能与 ${Mn}^{2 +}$ 反应生成 ${MnO}_{4}^{-}$ 和 ${Bi}^{3 +}$ 。下列方程式书写正确的是

A、过量的铁粉溶于稀硝酸： $Fe + 4 H^{+} + {NO}_{3}^{-} = {Fe}^{3 +} + NO ↑ + 2 H_{2} O$ B、 $H_{3} {PO}_{2}$ 与足量 $NaOH$ 溶液反应： $H_{3} {PO}_{2} + 3 NaOH = {Na}_{3} {PO}_{2} + 3 H_{2} O$ C、 ${PH}_{3}$ 的燃烧： $2 {PH}_{3} (g) + 4 O_{2} (g) = P_{2} O_{5} (s) + 3 H_{2} O (l)$ $Δ H = - 1180 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ D、铋酸钠氧化 ${Mn}^{2 +}$ 的反应： $2 {Mn}^{2 +} + 5 {NaBiO}_{3} + 14 H^{+} = 2 {MnO}_{4}^{-} + 5 {Bi}^{3 +} + 5 {Na}^{+} + 7 H_{2} O$

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6、利用如图装置，完成了很多电化学实验。有关此装置的叙述中，不正确的是

A、若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极保护法 B、若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将不变 C、若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动 D、若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡

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7、下列各装置能达到相应实验目的的是

A、图甲，中和热的测定 B、图乙，该装置可持续供电 C、图丙，在铁制品表面镀锌 D、图丁，测定稀硫酸的pH

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8、在含 ${Fe}^{3 +}$ 、 $S_{2} O_{8}^{2 -}$ 和 $I^{-}$ 的溶液中，发生反应： $S_{2} O_{8}^{2 -} (aq) + 2 I^{-} (aq) = 2 {SO}_{4}^{2 -} (aq) + I_{2} (aq)$ ，其分解机理及反应进程中的能量变化如下：
步骤①： $2 {Fe}^{3 +} (aq) + 2 I^{-} (aq) = I_{2} (aq) + 2 {Fe}^{2 +} (aq)$
步骤②： $2 {Fe}^{2 +} (aq) + S_{2} O_{8}^{2 -} (aq) = 2 {Fe}^{3 +} (aq) + 2 {SO}_{4}^{2 -} (aq)$
下列有关该反应的说法正确的是

A、加入 ${Fe}^{3 +}$ 可以使反应物分子中活化分子百分数增大 B、该反应的催化剂是 ${Fe}^{2 +}$ C、步骤②是整个反应的决速步骤 D、若不加 ${Fe}^{3 +}$ ，则正反应的活化能比逆反应的大

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9、华南师范大学兰亚乾教授课题组从催化剂结构与性能间关系的角度，设计了一种催化剂同时作用在阳极和阴极，用于CH₃OH氧化和CO₂还原反应耦合的混合电解，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下CO₂→CO电极反应历程如图乙所示。下列说法不正确的是

A、电解总反应为2CO₂+CH₃OH $\begin{matrix} \underline{\underline{电解}} \end{matrix}$ 2CO+HCOOH+H₂O B、理论上若有44gCO₂被转化，则有2molH⁺从左侧向右侧迁移 C、与Ni₈-TET催化剂相比，使用Ni-TPP时催化效果更好 D、若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO₂极相连接

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10、CO₂资源化利用具有重要意义。

(1)、CH₄还原CO₂是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
I.CH₄(g) + CO₂(g)=2CO(g) + 2H₂(g)    $Δ H_{1} = + 247 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
II.CH₄(g) + 3CO₂(g)=4CO(g) + 2H₂O (g)    $Δ H_{2} = + 329 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
反应CO₂(g) + H₂(g)=CO(g) + H₂O (g)   $Δ H =$ 。

(2)、燃煤烟气中CO₂的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
①吸收剂X的结构简式是。
②X具有很好的水溶性的原因是。

(3)、CO₂与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物。转化过程如图所示。Y为五元环状化合物，Y的结构简式为；N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“CH₂”上的碳原子，而不是“CH”上的碳原子，原因是。

(4)、利用电化学可以将CO₂转化为有机物
多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO₂还原为烃类(如C₂H₄)的金属。如图，电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，反应前后KHCO₃浓度基本保持不变，温度控制在10℃左右。阴极生成C₂H₄的电极反应式为。

(5)、装置工作时，阴极主要生成C₂H₄ ，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成O₂的体积为224mL时，测得阴极区生成C₂H₄56mL，则电解效率为。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知：电解效率 $= \frac{一段时间内生成目标产物转移电子数}{一段时间内电解池转移电子总数} \times 100 %$

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11、废旧锂电池正极材料(含LiCoO₂及少量Al、Fe等)为原料制备CoSO₄溶液，再以CoSO₄溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼为原料制得微米级Co(OH)₂。
已知：
① Co²⁺、Co³⁺易与NH₃形成配合物；
② 水合肼(N₂H₄·H₂O)为无色油状液体，具有强还原性，氧化产物为N₂；
③ 沉淀的生成速率越快，颗粒越小，呈凝乳状胶体，不易过滤。

(1)、写出钴基态原子的价层电子排布式。

(2)、制备CoSO₄溶液。
取一定量废旧锂电池正极材料，粉碎后与Na₂SO₃溶液混合配成悬浊液，边搅拌边加入1 mol/LH₂SO₄溶液充分反应。LiCoO₂转化为CoSO₄、Li₂SO₄的化学方程式为。从分液漏斗中滴入1 mol/LH₂SO₄时，滴加速率不能太快且需要快速搅拌的原因是。

(3)、制备微米级Co(OH)₂
60℃时在搅拌下向500mL 1mol/LCoSO₄溶液中加入氨水，调节pH至6后，再加入NaOH溶液，调节pH至9.5左右，一段时间后，过滤、洗涤，真空烘干得微米级Co(OH)₂。制备时，在加入NaOH溶液前必须先加氨水的原因是。

(4)、经仪器分析，测得按题(3)步骤制得的Co(OH)₂晶体结构中含有Co(Ⅲ)，进一步用碘量法测得Co(Ⅱ)的氧化程度为8%。因此制备时必须加入一定量的还原剂。为确保制得的Co(OH)₂产品中不含Co(Ⅲ)，制备时至少需加入水合肼的质量为g。(写出计算过程)

(5)、利用含钴废料(主要成分为Co₃O₄ ，还含有少量的石墨、LiCoO₂等杂质)制备碳酸钴CoCO₃。
已知：①CoCO₃几乎不溶于水，Li₂CO₃微溶于水；
②钴、锂在有机磷萃取剂(HR)中的萃取率与pH的关系如图所示；
③酸性条件下的氧化性强弱顺序为：Co³⁺>H₂O₂。
请补充完整实验方案：取一定量含钴废料，粉碎后，充分反应后，静置后过滤，洗涤、干燥得到CoCO₃。【实验中必须使用的试剂：2 mol/L H₂SO₄溶液、2 mol/LNaOH溶液、有机磷(HR)、0.5 mol/LNa₂CO₃溶液、30%H₂O₂溶液。】

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12、F是一种有机工业制备的重要中间体，其一种合成工艺流程如下图：

(1)、E中含氧官能团的名称为。

(2)、A→B时发生取代反应，所得产物为化合物B和CH₃OH。则X的结构简式为。

(3)、Y的结构简式为。

(4)、E→F的反应实际上经历了两步反应，两步反应类型依次是、。

(5)、写出一种符合下列条件的化合物C的同分异构体。
①结构中含有苯环，无其他环状结构；苯环上的一元取代物只有一种；
②红外光谱显示结构中含“-C≡N”和“C=S”结构；
③核磁共振氢谱显示结构中有3种化学环境的氢原子，个数比为1：6：6。

(6)、设计以化合物CH₂=CH₂、n-BuLi、、为原料，合成化合物
的路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。

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13、以废干电池[主要含MnO₂、MnOOH、Zn、Zn(OH)₂、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H₂SO₄ ，还有少量Ti³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等)为原料，制备锰锌铁氧体[Mn_xZn_1-xFe₂O₄]的流程如下：
已知： ① 25℃时，K_sp(MgF₂)=7.5×10^-11 ， K_sp(CaF₂)=1.5×10^-10；酸性较弱时，MgF₂、CaF₂均易形成[MF_n]^2-n配离子(M代表金属元素)；
② (NH₄)₂S₂O₈在煮沸时易分解

(1)、酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO₄还原为Mn²⁺ ，其中MnO₂参与反应的离子方程式为。

(2)、氧化时加入H₂O₂将Ti³⁺、Fe²⁺氧化，再加入Na₂CO₃调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H₂TiO₃)和黄钾铁矾[K₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]沉淀，使得钛、钾得以脱除。
① 加入Na₂CO₃生成黄钾铁矾的离子方程式为。
② 若加入Na₂CO₃过多，将导致产品的产率下降，其原因是。

(3)、①氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图1所示。当2.5 < pH < 4.0时，溶液pH过高或过低，Ca²⁺、Mg²⁺去除率都会下降，其原因是。
②氟化后，溶液中 $\frac{c ({Mg}^{2 +})}{c ({Ca}^{2 +})}$ 为。
③CaF₂晶胞结构如图2所示，其中Ca²⁺的配位数为。

(4)、共沉淀前，需测定溶液中锰元素含量。先准确量取1.00 mL氟化后溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银(Ag^＋是催化剂)溶液振荡；将溶液加热至80℃，加入3 g (NH₄)₂S₂O₈充分反应后，再将溶液煮沸，冷却后，再用0.0700 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准液滴定至溶液由浅红色变为无色。请写出Mn²⁺与S₂ $O_{8}^{2 -}$ 反应的离子方程式。

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14、CO₂催化加氢是转化CO₂的一种方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ： ${CO}_{2} {(g)+H}_{2} {(g)=CO(g)+H}_{2} O(g) Δ H_{1}$
反应Ⅱ： ${2CO}_{2} {(g)+6H}_{2} {(g)=CH}_{3} {OCH}_{3} {(g)+3H}_{2} {O(g)ΔH}_{2} =-122 .5kJ \cdot {mol}^{-1}$
在恒压、CO₂和H₂的起始量一定的条件下，CO₂平衡转化率和平衡时CO的选择性随温度的变化如图。其中： $CO 的选择性 = \frac{n 生成 (CO)}{n 反应 {(CO}_{2})} \times 100%$ 。
下列说法正确的是

A、 ${CH}_{3} {OCH}_{3} 的选择性 = \frac{n 生成 ({CH}_{3} {OCH}_{3})}{n 反应 ({CO}_{2})} \times 100%$ B、△H₁<0 C、温度高于300℃时主要发生反应Ⅱ D、其他条件不变，图中A点选择合适催化剂可提高CO的选择性

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15、硫酸工业尾气(主要含SO₂、N₂和O₂)，用Na₂SO₃溶液吸收尾气中的SO₂可将其转化为NaHSO₃ ，当c(HSO $_{3}^{-}$ )：c(SO $_{3}^{2-}$ )≈10时，吸收能力下降，需要加热再生为Na₂SO₃溶液。已知K_a1(H₂SO₃)= $10^{- 1.9}$ ， K_a2(H₂SO₃)= $10^{- 7.2}$ ，下列说法不正确的是

A、NaHSO₃溶液中存在：2c(SO $_{3}^{2-}$ ) + c(HSO $_{3}^{-}$ )> c(Na⁺) B、Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为：SO $_{3}^{2-}$ ＋SO₂＋H₂O=2HS $O_{3}^{-}$ C、当c(HSO $_{3}^{-}$ )：c(SO $_{3}^{2-}$ )=10时，此时吸收液的pH=6.2 D、与原Na₂SO₃溶液相比，吸收液充分分解放出SO₂再生后吸收SO₂能力几乎不变

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16、下列实验方案能达到探究目的的是

选项	探究目的	实验方案
A	Al ${(OH)}_{4}^{-}$ 与 ${CO}_{3}^{2 -}$ 结合H⁺ 能力大小	分别测量浓度均为0.1mol·L^-1Na₂CO₃溶液和Na[Al(OH)₄]溶液的pH，比较pH的大小
B	H₂S与H₂SO₄的酸性强弱	向CuSO₄溶液中通入H₂S气体，观察现象
C	检验Fe²⁺对H₂O₂分解是否有催化作用	向H₂O₂溶液中滴入FeCl₂溶液，观察产生气泡的速率
D	检验Fe₃O₄中含有Fe(II)	将Fe₃O₄溶于盐酸所得溶液浓缩后，滴入酸性KMnO₄溶液，观察溶液颜色的变化

A、A B、B C、C D、D

17、实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO₄ ，还含有少量的Fe²⁺、Mn²⁺ ，溶液pH≈5)为原料制备ZnCO₃的实验流程如图甲所示， $S_{2} O_{8}^{2 -}$ 具有强氧化性，易被还原为 ${SO}_{4}^{2 -}$ ， $S_{2} O_{8}^{2 -}$ 的结构如图乙所示。下列说法正确的是

A、“除锰”反应的离子方程式为 $S_{2} O_{8}^{2 -}$ +Mn²⁺+2H₂O=2 ${SO}_{4}^{2 -}$ +MnO₂↓+4H⁺ B、“除锰”反应中每消耗1 mol $S_{2} O_{8}^{2 -}$ ，硫元素共得到2 mol电子 C、试剂X可以选用Zn、ZnO等物质 D、滤液中一定大量存在的阳离子有Na⁺、NH $_{4}^{+}$ 和Zn²⁺

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18、化合物Z是一种有机合成中的重要中间体，其部分合成路线如下：
下列说法正确的是

A、Y与Z分子均存在顺反异构体 B、用酸性高锰酸钾溶液鉴别X和Y C、用FeCl₃溶液可以鉴别X、Y D、Y与足量H₂加成后的产物中含有手性碳原子

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19、在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是

A、由FeS₂制备BaSO₃： ${FeS}_{2}$ $\overset{煅烧}{\to}$ ${SO}_{2}$ $\overset{{BaCl}_{2} 溶液}{\to}$ ${BaSO}_{3}$ B、由MgO制备MgCl₂： $MgO (s)$ $\overset{盐酸}{\to}$ ${MgCl}_{2} (aq)$ $\overset{加热蒸干}{\to}$ ${MgCl}_{2} (s)$ C、由CuSO₄生成Cu₂O：CuSO₄溶液 $\overset{过量 NaOH (aq)}{\to}$ $Cu {(OH)}_{2}$ $\to_{加热}^{葡萄糖}$ ${Cu}_{2} O$ D、SiO₂制Na₂SiO₃： ${SiO}_{2}$ $\overset{H_{2} O}{\to}$ $H_{2} {SiO}_{3}$ $\overset{NaOH (aq)}{\to}$ ${Na}_{2} {SiO}_{3}$

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20、阅读下列材料，完成下列小题
氮的常见氢化物有氨(NH₃)和肼(N₂H₄)。Mg₃N₂可与水反应生成NH_3.液氨可发生微弱电离产生 ${NH}_{2}^{-}$ ，液氨能与碱金属(如Na、K)反应产生H_2.NH₃中一个H被—NH₂取代可得N₂H₄ ，常温下N₂H₄为液体，具有很高的燃烧热(622kJ·mol^-1)。以硫酸为电解质，通过催化电解可将N₂转化为N₂H₄；碱性条件下，NaClO氧化NH₃也可制备N₂H₄。

(1)、下列说法正确的是

A、NH₃和N₂H₄分子中N原子杂化轨道类型不同 B、液氨电离可表示为：2NH₃⇌ ${NH}_{4}^{+} + {NH}_{2}^{-}$ C、N₂H₄的结构式为 D、Mg₃N₂中存在N≡N键

(2)、下列化学反应表示正确的是

A、肼在氧气中燃烧：N₂H₄(l)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g) △H=-622.1kJ·mol^-1 B、液氨与钠反应：2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂↑ C、NaClO氧化NH₃制备N₂H₄；4NH₃+ClO^-+2OH^-=2N₂H₄+Cl^-+3H₂O D、电解法制备N₂H₄的阴极反应：N₂+4H⁺-4e^-=N₂H₄

(3)、下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是

A、NH₃分子间存在氢键，NH₃极易溶于水 B、液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂 C、N₂H₄中N原子能与 $H^{+}$ 形成配位键，N₂H₄的水溶液呈碱性 D、N₂H₄具有还原性，可用作燃料电池的燃料

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