福建省漳州市高三下學(xué)期第三次（5月）調(diào)研測(cè)試化學(xué)試題

福建省漳州市2018屆高三下學(xué)期第三次（5月）調(diào)研測(cè)試化學(xué)試題1.化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是A.高鐵車用大部分材料是鋁合金，鋁合金材料具有強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)B.油脂在人體內(nèi)水解為氨基酸和甘油等小分子物質(zhì)后才能被吸收C.絲綢的主要成分是天然纖維素，屬于高分子化合物D.《本草綱目》中“石堿”條目下寫道：“采蒿蓼之屬，曬干燒灰，以水淋汁，久則凝淀如石，浣衣發(fā)面，亦去垢發(fā)面?！边@里的“石堿”是指KOH【答案】A【解析】鋁合金的硬度較大，但是密度較小，同時(shí)表面有致密的氧化膜對(duì)內(nèi)部金屬有保護(hù)所以抗腐蝕能力較強(qiáng)，選項(xiàng)A正確。油脂在人體內(nèi)水解應(yīng)該得到高級(jí)脂肪酸和甘油，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。絲綢的主要成分是蛋白質(zhì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。石堿為從蒿、蓼等草灰中提取之堿汁，和以面粉，經(jīng)加工而成的固體。其主要含有的是碳酸鈉和碳酸鉀，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述不正確的是A.乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體共28g充分燃燒消耗3NA個(gè)O2B.0.1mol-NH2(氨基)中所含有的電子數(shù)為NAC.1L0.1mol·L-1Na2S溶液中，S2-、HS-和H2S的微粒數(shù)之和為0.1NAD.在K37ClO3+6H35Cl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O反應(yīng)中，若有212g氯氣生成，則反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為5NA【答案】B【解析】乙烯和環(huán)丁烷的最簡(jiǎn)式都是CH2，當(dāng)混合氣體為28g時(shí)，可以認(rèn)為有2molCH2，其燃燒需要的氧氣為2×(1+)=3mol，所以需要的氧氣分子為3NA個(gè)，選項(xiàng)A正確。一個(gè)氨基含有9個(gè)電子（N有7個(gè)電子，加上兩個(gè)H的兩個(gè)電子，注意氨基是不帶電的中性基團(tuán)），所以0.1mol氨基由0.9NA個(gè)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。1L0.1mol·L-1Na2S溶液中，含有的S一共為0.1mol，根據(jù)元素守恒得到S2-、HS-和H2S的微粒數(shù)之和為0.1NA，選項(xiàng)C正確。根據(jù)化合價(jià)變化最小的基本原理，在K37ClO3+6H35Cl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O反應(yīng)中，氯酸鉀中的1個(gè)37Cl轉(zhuǎn)化為氯氣分子中的0價(jià)氯原子，H35Cl中有5個(gè)35Cl轉(zhuǎn)化為氯氣分子中的0價(jià)氯原子，即氯氣中的37Cl:35Cl=1:5，得到這樣的氯氣的分子量為，所以212g氯氣為3mol。該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)為5，所以每生成3個(gè)Cl2應(yīng)該轉(zhuǎn)移5個(gè)電子，得到生成212g氯氣（3mol）轉(zhuǎn)移5mol即5NA電子。選項(xiàng)D正確。3.TPE（四苯基乙烯）及其衍生物具有誘導(dǎo)發(fā)光特性，在光電材料等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。TPE的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖，下列關(guān)于TPE的說(shuō)法正確的是A.TPE的分子式為C26H22B.TPE能發(fā)生加成反應(yīng)，不能發(fā)生取代反應(yīng)C.TPE與化合物互為同分異構(gòu)體D.TPE的一氯代物有3種【答案】D【解析】該有機(jī)物的分子式為C26H20，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。苯環(huán)和雙鍵都能發(fā)生加成反應(yīng)，苯環(huán)上也能發(fā)生取代（例如，苯的硝化反應(yīng)等），選項(xiàng)B錯(cuò)誤。的分子式為C20H14，TPE的分子式為C26H20，不是同分異構(gòu)體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。TPE分子是對(duì)稱型的分子，分子中四個(gè)苯環(huán)都相同，每個(gè)苯環(huán)上有3個(gè)取代位置（鄰間對(duì)），選項(xiàng)D正確。4.下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖菍?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A除去MgCl2溶液中的少量FeCl3向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，攪拌一段時(shí)間后，過濾B檢驗(yàn)溶液中是否含有SO42-取少量溶液于試管中，先加入BaCl2溶液，再滴加稀鹽酸若產(chǎn)生的白色沉淀不溶解，則說(shuō)明溶液中含有SO42-C比較HCl和CH3COOH的酸性強(qiáng)弱用pH試紙測(cè)定濃度均為0.1mol·L-1的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pHD驗(yàn)證H2O2的氧化性比Fe3+強(qiáng)將硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液，溶液變黃色A.AB.BC.CD.D【答案】A【解析】向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，攪拌一段時(shí)間，Mg(OH)2會(huì)和FeCl3發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氯化鎂，經(jīng)過濾除去氫氧化鐵得到較純凈的氯化鎂溶液，選項(xiàng)A正確。取少量溶液于試管中，先加入BaCl2溶液，再滴加稀鹽酸若產(chǎn)生的白色沉淀不溶解，則沉淀有可能是氯化銀或者硫酸鋇，所以不能則說(shuō)明溶液中含有SO42-，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。次氯酸鈉溶液有漂白性，會(huì)將pH試紙漂白，所以無(wú)法測(cè)定pH，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。將硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液，此時(shí)溶液中存在氫離子和硝酸根，該溶液就會(huì)表現(xiàn)出硝酸的強(qiáng)氧化性，從而將Fe2+氧化為Fe3+，則溶液變黃色不能驗(yàn)證過氧化氫的氧化性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.某科研小組公司開發(fā)了Li-SO2Cl2軍用電池，其示意圖如下圖所示，已知電池總反應(yīng)為：2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。下列敘述中錯(cuò)誤的是A.電池工作時(shí)負(fù)極材料是Li，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時(shí)電子流向：鋰電極→導(dǎo)線→負(fù)載→碳棒C.電池工作時(shí)，外電路流過0.2mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成4.48L氣體D.電池工作過程中，石墨電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑【答案】C【解析】根據(jù)電池的總反應(yīng)：2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。得到單質(zhì)鋰在反應(yīng)中失電子化合價(jià)升高，所以單質(zhì)鋰是該電池的負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，選項(xiàng)A正確。鋰電極為負(fù)極，所以電子從鋰電極流出，經(jīng)導(dǎo)線、負(fù)載，到達(dá)石墨電極，選項(xiàng)B正確?？偡磻?yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2e-，所以轉(zhuǎn)移電子是生成的SO2氣體的2倍，外電路流過0.2mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成2.24L（0.1mol）氣體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。石墨電極是反應(yīng)的正極，正極上是SO2Cl2得電子，轉(zhuǎn)化為SO2和Cl-，方程式為：SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，選項(xiàng)D正確。6.短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。m、P、q、r、s是由這些元素組成的二元化合物，常溫常壓下r為液體，其余均為無(wú)色氣體。m的摩爾質(zhì)量為p的2倍，n是元素Y的單質(zhì)，是綠色植物光合作用產(chǎn)生的無(wú)色氣體，p物質(zhì)能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，q能使品紅溶液褪色。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.q與s均為酸性氧化物B.原子半徑：W＜Y＜XC.Z的氫化物比Y的氫化物穩(wěn)定D.Z的含氧酸是一種強(qiáng)酸【答案】B【解析】n是元素Y的單質(zhì)，是綠色植物光合作用產(chǎn)生的無(wú)色氣體，所以n為氧氣，Y為氧元素。p物質(zhì)能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，p為氨氣；q能使品紅溶液褪色，q為二氧化硫。n（氧氣）和p（氨氣）反應(yīng)應(yīng)該得到NO和水，因?yàn)閞為液體，所以r為水，s為NO。m的分子量是p（氨氣）的2倍，所以m的分子量為34，考慮到m和氧氣反應(yīng)得到二氧化硫，所以m一定為H2S。由上得到短周期元素W、X、Y、Z分別為H、N、O、S。s（NO）是不成鹽氧化物，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。原子半徑為：W（H）＜Y（O）＜X（N），選項(xiàng)B正確。氫化物的穩(wěn)定性：H2O(Y的氫化物)＞H2S(Z的氫化物)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。Z（S）的含氧酸有兩種，其中硫酸是強(qiáng)酸，亞硫酸是中強(qiáng)酸，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.25℃時(shí)，將濃度均為0.1mol·L-1，體積分別為Va和Vb的HA溶液與BOH溶液按不同體積比混合，且保持

Va+Vb=100mL，Va、Vb

與混合液的

pH

的關(guān)系如圖所示．下列說(shuō)法正確的是A.Ka(HA)≈1×10-6B.c點(diǎn)時(shí)，隨溫度升高而增大C.a→c過程中水的電離程度始終增大D.b點(diǎn)時(shí)，c(B+)=c(A-)【答案】D...............點(diǎn)睛：對(duì)于一元弱酸HA，如果假設(shè)其濃度為cmol/L，電離出來(lái)的氫離子濃度c(H+)=Xmol/L，則c(A-)=c(H+)=Xmol/L，c(HA)=(c－X)mol/L，所以Ka=，考慮到弱酸的電離程度都比較小，即X應(yīng)該比c小很多，所以c－X應(yīng)該近似等于c，得到Ka=，所以得到x=，一般來(lái)說(shuō)，只要HA的酸性不是太強(qiáng)，其濃度c不是很小，就可以用以上的近似計(jì)算公式得到c(H+)=。8.三氯氧磷(POCl3)可用作有機(jī)合成的氯化劑和催化劑。已知：①KSCN+AgNO3=AgSCN↓+KNO3；②Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)；③磷酸銀可溶于硝酸；④PCl3和POCl3的相關(guān)信息如下表：物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對(duì)分子質(zhì)量性質(zhì)PCl3-111.874.2137.5均為無(wú)色液體，遇水均劇烈水解，生成含氧酸和氯化氫，兩者互溶。POCl32.0105.3153.5實(shí)驗(yàn)室制取POCl3并測(cè)定產(chǎn)品純度的實(shí)驗(yàn)過程如下：Ⅰ.制備POCl3可用氧氣氧化液態(tài)PCl3的方法。實(shí)驗(yàn)裝置（加熱及夾持裝置省略）如下：（1）裝置C中盛裝PCl3的儀器名稱為_______________________；氧氣氧化PCl3的化學(xué)方程式為_______________________________。（2）儀器組裝完成后，檢查裝置B氣密性的方法是_______________________________。（3）裝置B的作用有________________________________（回答兩點(diǎn)）。（4）裝置C的反應(yīng)溫度控制在60-65℃之間，原因是____________________________________。Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品中POCl3純度的實(shí)驗(yàn)步驟：①實(shí)驗(yàn)Ⅰ結(jié)束后，待反應(yīng)器中液體冷卻到室溫，準(zhǔn)確稱取1.3300g的POCl3粗產(chǎn)品（雜質(zhì)不含氯元素），置于盛有50.00mL蒸餾水的燒杯中搖動(dòng)至完全水解，將水解液配成100.00mL溶液；②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入30.00mL0.1200mol·L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液；③加入少量硝基苯，用力搖動(dòng)，靜置；④加入指示劑，用0.1000mol·L-1KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)共用去12.00mLKSCN溶液。（5）滴定過程中選擇的指示劑為___________溶液。（6）步驟③的目的是___________________________________________________。（7）測(cè)得產(chǎn)品中POCl3的純度為__________%?！敬鸢浮?1).三頸燒瓶(2).2PCl3+O22POCl3(3).關(guān)閉K1、K2，向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水至形成一段水柱，一段時(shí)間后若水柱高度不再變化，則裝置B的氣密性良好(4).干燥氧氣、觀察氧氣流速、平衡氣壓等(5).溫度過低，反應(yīng)速率?。粶囟冗^高，三氧化磷會(huì)揮發(fā)，影響產(chǎn)品的產(chǎn)量(6).硫酸鐵(7).使AgCl沉淀表面被有機(jī)物覆蓋，避免在滴加KSCN時(shí)，將AgC1沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀(8).92.33【解析】（1）裝置C中盛放PCl3的儀器為三頸瓶或者說(shuō)是三頸燒瓶。氧氣將PCl3氧化為POCl3，所以方程式為2PCl3+O22POCl3。（2）B裝置檢驗(yàn)氣密性的方法應(yīng)該選擇“液差法”，具體的操作為：關(guān)閉K1、K2，向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)加水至形成一段水柱，一段時(shí)間后若水柱高度不再變化（或者說(shuō)液面差保持不變），則裝置B的氣密性良好。（3）B中濃硫酸起到對(duì)氧氣進(jìn)行干燥的作用，中間的長(zhǎng)頸漏斗起到平衡壓強(qiáng)，防堵塞的安全瓶作用（如果后面的裝置中某處被堵塞，則B中長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的液面會(huì)上升），同時(shí)根據(jù)濃硫酸中冒氣泡的快慢可以判斷氣體的流速大小。（4）裝置C的反應(yīng)溫度控制在60-65℃之間，原因是溫度如果低于該溫度，反應(yīng)的速率會(huì)比較慢，溫度如果高于該溫度PCl3會(huì)被蒸出（題目已知PCl3的沸點(diǎn)為74.2℃）。（5）因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)液為KSCN溶液，所以可以選用含有Fe3+的溶液為指示劑，根據(jù)溶液的顏色突然變?yōu)檠t色，判斷滴定終點(diǎn)（注意不能使用氯化鐵，因?yàn)槁入x子會(huì)與銀離子反應(yīng)），所以指示劑為硫酸鐵溶液。（6）本實(shí)驗(yàn)的測(cè)定原理是：將POCl3水解，所有的氯都轉(zhuǎn)化為氯離子，再加入定量且過量的硝酸銀溶液，將氯離子都沉淀為氯化銀，再用KSCN溶液滴定過量的硝酸銀，根據(jù)加入的KSCN的量可以計(jì)算出硝酸銀過量多少，再用硝酸銀總量減去過量的硝酸銀得到與氯離子反應(yīng)的硝酸銀，進(jìn)而計(jì)算出氯離子的量，再換算為POCl3的量。題目已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)，即AgSCN是比AgCl更難溶的沉淀，則加入過量的硝酸銀得到氯化銀沉淀后，再用KSCN溶液的滴定的過程中，有可能發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，AgCl+SCN-AgSCN+Cl-從而影響滴定結(jié)果，所以加入少量硝基苯后，因?yàn)橄趸降拿芏却笥谒?，且不溶于水，就?huì)附著在氯化銀沉淀的表面，將氯化銀沉淀和溶液隔離，避免的上述沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的發(fā)生。（7）加入的KSCN為0.1×12÷1000=1.2×10-3mol，說(shuō)明過量的硝酸銀也是1.2×10-3mol，加入的硝酸銀為0.12×30÷1000=3.6×10-3mol，所以與氯離子反應(yīng)的硝酸銀為3.6×10-3－1.2×10-3=2.4×10-3mol，從而得到氯離子為2.4×10-3mol，根據(jù)氯守恒得到POCl3為8×10-4mol，考慮到實(shí)驗(yàn)時(shí)將水解液配成100.00mL溶液，取其中10.00mL溶液進(jìn)行滴定，所以POCl3為8×10-3mol，質(zhì)量為153.5×8×10-3=1.228g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.228÷1.33=92.33%。9.黃血鹽[亞鐵氰化鉀，K4Fe(CN)6]目前廣泛用做食鹽添加劑（抗結(jié)劑），制備黃血鹽的一種工藝如下：回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)室用綠礬晶體配制硫酸亞鐵溶液時(shí)，為了防止其變質(zhì)需要添加的試劑為__________________。（2）步驟Ⅱ中濾渣的主要成分是_______________，步驟Ⅴ所用的試劑X可以是________________。（3）步驟Ⅲ反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。（4）工藝中用到劇毒的HCN溶液，含CN-的廢水必須處理后才能排放。25℃時(shí)，Ka(HCN)=6.25×10-10。①HCN的電子式為__________________。②25℃時(shí)，反應(yīng)CN-+H2OHCN+OH-的平衡常數(shù)K=_____________________。③含CN-廢水的處理方法之一是：pH控制在11左右，用氯氣將廢水中CN-氧化成CO2和N2，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。（5）近日，一條“鹽里面加進(jìn)了亞鐵氰化鉀”危害身體健康的信息在網(wǎng)上流傳。已知K4Fe(CN)64KCN+FeC2+N2↑，氰化鉀的半數(shù)致死量(LD50)為6.4mg·kg-1(即每1kg體重6.4mg)，我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定食鹽中黃血鹽的最大使用量為10mg·kg-1。假設(shè)烹飪過程中黃血鹽發(fā)生上述分解，一名60Kg男子每天攝入60g食鹽是否達(dá)到氰化鉀的半數(shù)致死量?_________________________________。（列式計(jì)算說(shuō)明）。【答案】(1).鐵粉、稀硫酸(2).CaSO4(3).K2CO3(4).Ca2Fe(CN)6+2KCl=K2CaFe(CN)6↓+CaCl2(5).(6).1.6×10-5(7).5Cl2+2CN-+8OH-=10Cl-+N2+2CO2+4H2O(8).=7.06×10-3mg·kg-1<6.4mg·kg-1,不能達(dá)到氰化鉀的半數(shù)致死量【解析】（1）實(shí)驗(yàn)室用綠礬晶體配制硫酸亞鐵溶液時(shí)，為了防止其氧化變質(zhì)，應(yīng)該加入鐵粉，為了抑制其水解應(yīng)該加入稀硫酸。（2）步驟Ⅱ中濾渣主要是反應(yīng)中生成的CaSO4沉淀。步驟V的作用是將殘留的鈣離子沉淀除去，所以應(yīng)該使用能較好的沉淀鈣離子的試劑，考慮到最后得到的是鉀鹽，所以試劑X碳酸鉀。（3）步驟Ⅲ是向上面得到的Ca2Fe(CN)6溶液中加入KCl得到K2CaFe(CN)6沉淀，反應(yīng)的方程式為：Ca2Fe(CN)6+2KCl=K2CaFe(CN)6↓+CaCl2。（4）①H應(yīng)該形成一個(gè)共價(jià)鍵，C應(yīng)該形成四個(gè)共價(jià)鍵，N應(yīng)該形成三個(gè)鍵，所以HCN的結(jié)構(gòu)式為H－C≡N，所以其電子式為。②CN-+H2OHCN+OH-是CN-的水解反應(yīng)，水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K應(yīng)該等于KW與電離平衡常數(shù)的比值，所以K=KW/Ka(HCN)=1×10-14/6.25×10-10=1.6×10-5。③氯氣將廢水中CN-氧化成CO2和N2，本身被還原為氯離子，溶液顯堿性，所以在反應(yīng)物中添加氫氧根離子，所以方程式為：5Cl2+2CN-+8OH-=10Cl-+N2+2CO2+4H2O（注意：CN-中C為+2價(jià)，N為-3價(jià)，所以一個(gè)CN-化合價(jià)升高5價(jià)）（5）60g食鹽中含有的黃血鹽為60g×10-3kg·g-1×10mg·kg1，黃血鹽的分子量為368，所以得到黃血鹽的物質(zhì)的量為60g×10-3kg·g-1×10mg·kg1/368，分解得到的KCN的物質(zhì)的量是黃血鹽物質(zhì)的量的4倍，KCN的分子量為65，所以得到的KCN的質(zhì)量為4×65×60g×10-3kg·g-1×10mg·kg1/368（此時(shí)單位為mg），男子體重為60kg，得到每1kg體重?cái)z入的KCN為：=7.06×10-3mg·kg-1<6.4mg·kg-1，所以不能達(dá)到氰化鉀的半數(shù)致死量。10.氮氧化物是造成酸雨、臭氧空洞、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題的主要原因之一。如何消除大氣污染物中氮氧化物已成為人們關(guān)注的主要問題之一。I.NH3-SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法。該法是利用氨的還原性，在一定條件下，將煙氣中的NOx直接還原為N2。主要反應(yīng)原理為：4NH3+4NO+O24N2+6H2O（1）已知有下列熱化學(xué)方程式：①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(1)△H=-1891.5kJ?mol-1②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1③H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1則氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_________________________________。（2）其他條件相同，某2L密閉容器中分別投入2molNH3、2molNO、1molO2，在甲、乙兩種催化劑作用下，NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。①工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是_________________。②在催化劑甲作用下，高于210℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是_______________________。Ⅱ.CH4可以消除氮氧化物的污染。主要反應(yīng)原理為：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-868.7kJ?mol-1（3）在3.00L密閉容器中，通入0.100molCH4和0.200molNO2，在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(P)的數(shù)據(jù)見下表：反應(yīng)時(shí)間t/min0246810總壓強(qiáng)P/100kPa4.805.445.765.926.006.00由表中數(shù)據(jù)，計(jì)算0-4min內(nèi)v(NO2)=____________，該溫度下的平衡常數(shù)K=________________。（4）在一恒容裝置中，通入一定量CH4和NO2，測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)和不同溫度下，NO2的轉(zhuǎn)化率α(NO2)如下圖，則下列敘述正確的是_____________A.若溫度維持在200℃更長(zhǎng)時(shí)間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%B.反應(yīng)速率：b點(diǎn)的v(逆)>e點(diǎn)的v(逆)C.平衡常數(shù)：c點(diǎn)=d點(diǎn)D.在時(shí)間t內(nèi)，提高c點(diǎn)時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可適當(dāng)升溫或增大c(CH4)Ⅲ.工業(yè)上也常采用電解的方法消除氮氧化物的污染。（5）清華大學(xué)曹天宇等人研究的基于固體氧化物電解池(SOEC)的NOx電化學(xué)還原技術(shù)，為大氣污染物治理開拓了新穎的思路。SOEC反應(yīng)器的工作原理如圖所示。電源的a是________極。寫出陰極的電極反應(yīng)式：__________________________________。【答案】(1).4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.5kJ·mol-1(2).低溫下有很強(qiáng)的催化活性（或在較大的溫度范圍內(nèi)有較高催化活性）(3).溫度超出了催化劑的活性溫度范圍；溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng)等(4).0.0100mol·L-l·min-1(5).0.675mol·L-1(6).AD(7).正(8).2NO+4e-=N2+2O2-O2+4e-=2O2-【解析】（1）①＋4×②＋6×③得到：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.5kJ·mol-1。（2）①?gòu)膱D中看出，乙催化劑在較低溫度下就可以達(dá)到較好的催化效果，所以工業(yè)上會(huì)使用乙催化劑。②當(dāng)溫度高于210℃的時(shí)候，在催化劑甲的作用下，NO的轉(zhuǎn)化率降低，其原因可能是：在較高溫度下，催化劑的催化活性降低，反應(yīng)的NO減少，轉(zhuǎn)化率降低；也可能是反應(yīng)已經(jīng)達(dá)平衡，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低；另外一種可能性是，溫度升高，發(fā)生副反應(yīng)，所以轉(zhuǎn)化率降低。（3）恒溫恒容下，容器的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量的比。CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)起始：0.1000.200000反應(yīng)：X2XX2XX4min：0.100－X0.200－2XX2XX所以起始有0.3mol氣體，4min時(shí)有(0.3+X)mol氣體，有0.3∶(0.3+X)=4.80∶5.76，解得X=0.0600。所以反應(yīng)的NO2為0.120mol，速率為：0.120mol÷3L÷4min=0.0100mol·L-l·min-1。達(dá)到平衡時(shí)的壓強(qiáng)為6.00，所以有：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)起始：0.1000.200000反應(yīng)：X2XX2XX平衡：0.100－X0.200－2XX2XX所以起始有0.3mol氣體，平衡時(shí)有(0.3+X)mol氣體，有0.3∶(0.3+X)=4.80∶6，解得X=0.075。所以達(dá)平衡時(shí)CH4、NO2、CO2、H2O、N2的物質(zhì)的量分別為0.025mol、0.05mol、0.075mol、0.15mol、0.075mol；平衡常數(shù)K=0.675mol·L-1。（4）實(shí)驗(yàn)的測(cè)定過程為：在一恒容裝置中，通入一定量CH4和NO2，測(cè)在相同時(shí)間內(nèi)和不同溫度下，NO2的轉(zhuǎn)化率α(NO2)。所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的是不同溫度下，反應(yīng)相同時(shí)間后，NO2的轉(zhuǎn)化率，不一定是平衡轉(zhuǎn)化率。所以溫度較低的時(shí)候，反應(yīng)較慢，此時(shí)間沒有達(dá)平衡，那么反應(yīng)速率較快的，反應(yīng)的NO2多，轉(zhuǎn)化率就高（a、b、c三點(diǎn)符合此要求）；溫度較高時(shí)，反應(yīng)快，此時(shí)間達(dá)到平衡態(tài)，則溫度升高平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低（d、e兩點(diǎn)符合此要求）。由上，a點(diǎn)（200℃，轉(zhuǎn)化率為19%）未達(dá)平衡，則如果反應(yīng)時(shí)間再長(zhǎng)一些，反應(yīng)的NO2就會(huì)增加，轉(zhuǎn)化率會(huì)高于19%，選項(xiàng)A正確。e點(diǎn)的溫度高于b點(diǎn)所以速率應(yīng)該高于b點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。點(diǎn)c和點(diǎn)d的溫度不等，則平衡常數(shù)一定不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。點(diǎn)c未達(dá)平衡，所以在不改變反應(yīng)時(shí)間的前提下，升高溫度加快反應(yīng)速率，在相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)更多的NO2，提高NO2的轉(zhuǎn)化率；增大甲烷的濃度一定加快速率，平衡正向移動(dòng)，提高NO2的轉(zhuǎn)化率，選項(xiàng)D正確。所以答案為AD。（5）電解時(shí)陰離子應(yīng)該向正極移動(dòng)，根據(jù)圖示的O2-的移動(dòng)方向，確定上面是電解的陽(yáng)極，所以a是電源的正極。陰極的反應(yīng)物是NO、O2，從圖中得到，陰極應(yīng)該生成O2-，所以反應(yīng)為（該裝置是去污染裝置，所以NO應(yīng)該轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?NO+4e-=N2+2O2-；O2+4e-=2O2-。點(diǎn)睛：本題中（2）的圖示的含義，應(yīng)該與（4）小問類似。甲乙兩種催化劑，之所以對(duì)轉(zhuǎn)化率有影響，一定是因?yàn)樵搱D示表示的不一定是平衡轉(zhuǎn)化率，如果是平衡轉(zhuǎn)化率，則相同溫度下轉(zhuǎn)化率應(yīng)該是一樣的，催化劑對(duì)此不產(chǎn)生影響。但是圖示中明顯甲乙催化劑的結(jié)果是不一樣的，所以與（4）相同，應(yīng)該是反應(yīng)相同時(shí)間后測(cè)轉(zhuǎn)化率，而不是達(dá)到平衡再測(cè)定。11.鈾是原子反應(yīng)堆的原料，常見鈾的化合物有UF4、UO2、及(NH4)4[UO2(CO3)3]等，回答下列問題：（1）基態(tài)氟原子的價(jià)電子排布圖為________________；用Mg或Ca還原UF4可得金屬鈾，其氧化產(chǎn)物MgF2的熔點(diǎn)高于CaF2，原因是_______________________________；（2）已知：2UO2+5NH4HF22UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O↑①NH4HF2中存在的微粒間的作用力是__________（填選項(xiàng)字母）。A.離子鍵B.配位鍵C.共價(jià)鍵D.范德華力②該反應(yīng)中非金屬元素的第一電離能由大到小的順序是__________（填元素符號(hào)）。（3）已知：3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑①分解產(chǎn)物中屬于非極性分子的是_________（填選項(xiàng)字母）。A.NH3B.CO2C.N2D.H2O②反應(yīng)物中的CO32-的空間構(gòu)型為_____________。分子中的大鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大鍵可表示為），則CO32-中的大鍵應(yīng)表示為______________。③HN3（氫疊氮酸）常用于引爆劑，其分子的結(jié)構(gòu)式可表示為：。則左邊氮原子和中間氮原子的雜化方式分別為______________、_______________。（4）UO2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：①晶胞中鈾原子位于面心和頂點(diǎn)，氧原子填充在鈾原子堆積形成的空隙中。則氧原子填充在鈾原子形成的___________空隙中。（填“立方體”、“四面體”、“八面體”）②若兩個(gè)氧原子間的最短距離為anm，則UO2晶體的密度為___________g·cm-3（列出計(jì)算式即可，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。【答案】(1).(2).CaF2和MgF2均為離子晶體，Mg2+半徑小于Ca2+半徑，MgF2的晶格能大于CaF2，故MgF2熔點(diǎn)比較高(3).ABC(4).F>N>O>H(5).BC(6).平面三角形(7).(8).sp2(9).sp(10).四面體(11).(4×270)/(NA×8a3×10-21)【解析】（1）F原子的價(jià)電子為2s22p5，所以其價(jià)電子排布圖為。MgF2和CaF2都是離子化合物，離子化合物的熔點(diǎn)高低取決于晶格能的大小，一般來(lái)說(shuō)離子的半徑越小，離子所帶的電荷越高，晶格能越大，所以MgF2的熔點(diǎn)高于CaF2的原因是：CaF2和MgF2均為離子晶體，Mg2+半徑小于Ca2+半徑（離子的電荷都相同），MgF2的晶格能大于CaF2，故MgF2熔點(diǎn)比較高。（2）①NH4HF2是一種銨鹽，屬于離子化合物，存在離子鍵；銨根離子內(nèi)部存在N和H之間的共價(jià)鍵，同時(shí)存在一個(gè)N→H的配位鍵。所以答案為ABC。②同周期元素從左向右第一電離能逐漸增大，因?yàn)镹的p能級(jí)是半滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以其第一電離能高于O，因此第一電離能的順序?yàn)椋篎>N>O>H。（3）①氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，水分子是折線形，兩者都是極性分子。二氧化碳分子是直線形分子所以二氧化碳是非極性分子，N2明顯是非極性分子，選項(xiàng)BC正確。②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，碳酸根離子的中心C原子的價(jià)電子對(duì)為3+(4+2-2×3)=3對(duì)，所以該離子的空間構(gòu)型為平面三角形。碳酸根離子一共有4個(gè)原子，所以m=4。中心C原子做sp2雜化，剩余一個(gè)價(jià)電子；周圍的O原子的2p能級(jí)上有兩個(gè)單電子，其中一個(gè)單電子用來(lái)和中心C原子成σ鍵，剩余的一個(gè)單電子用來(lái)形成大鍵，所以三個(gè)氧原子一共提供3個(gè)電子；最后加上兩個(gè)單位負(fù)電荷所對(duì)應(yīng)的電子；所以成大鍵的電子一共為6個(gè)，即n=6。所以該大鍵的表示為。③根據(jù)圖示的結(jié)構(gòu)，第一個(gè)氮原子成鍵（H-N-N）的角度約為120°，所以第一個(gè)N的雜化應(yīng)該是sp2雜化。中間氮原子，因?yàn)橐蛢蛇叺映芍本€，且要形成雙鍵和三鍵，所以中間氮原子為sp雜化。（4）①?gòu)膱D中得到氧原子填充在立方體晶胞分割出來(lái)的八個(gè)小立方體的體心位置，這個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)與CaF2類似，所以氧原子填充四面體空隙。②由晶胞圖得到，兩個(gè)氧原子之間的距離為晶胞邊長(zhǎng)的一半，所以晶胞邊長(zhǎng)為2anm，即2a×10-7cm，所以晶胞體積為(2a×10-7)3=8a3×10-21cm3。該晶胞中含有的U原子為8+6×=4個(gè)；含有的O原子為8個(gè)，所以一個(gè)晶胞中有4個(gè)UO2，其質(zhì)量為g。所以晶體的密