【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol－1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH 0（填“>”、“<”或“＝”）。
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。判断的理由 。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60％，则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb=1.8×10－5，碳酸一级电离常数Kb=4.3×10－7，则NH4HCO3溶液呈 （填“酸性”、“中性”、“碱性”）。
【答案】（1）Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = －28.5 kJ·mol－1；
（2）①
；②＜； ③＞；Ⅱ先到达平衡，说明Ⅱ的温度高，根据①此反应正方向是放热反应，升高温度平衡左移，KⅠ>KⅡ；
（3）①2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O；40% ②
【解析】
试题分析：
（1）①－②×3得：3CO(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3CO2(g) △H=△H1－3×△H2= —28.5 kJ·mol－1，整理得：Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28.5 kJ·mol－1；
（2）①平衡常数：达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积，K=c(CH3OH)×c(H2O)/[c(CO2)×c3(H2)]；
②研究最高点以后的，随温度升高，CH3OH的体积分数减小，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，即△H<O；
③Ⅱ先到达平衡，说明Ⅱ的温度高，根据①此反应正方向是放热反应，升高温度平衡左移，KⅠ>KⅡ；
（3）①根据反应前后原子个数和元素守恒得知反应方程式：CO2＋2NH3CO(NH2)2+H2O；设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为3a，因CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为a×60%=0.6a，根据方程式可知，转化的NH3的物质的量为0.6a×2=1.2a，故平衡时氨气的转化率定为1.2a÷3a=40%；②据电离常数可知HCO3－水解强于NH4＋水解，故显弱碱性。
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【题目】Ⅰ.图是研究甲烷与氯气反应的实验装置图
（1）若研究甲烷与氯气的反应，还需要的条件是 。
（2）二氯甲烷有 种同分异构体。
（3）请完成一氯甲烷与氯气发生反应的化学方程式：CH3Cl+Cl2
+HCl，该反应属于反应 （填有机反应类型）。
Ⅱ.（4）1mol某烷烃完全燃烧消耗8molO2，则其化学式为 ，写出该烷烃同分异构体中支链最多的烷烃的系统命名为 。
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【题目】天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为CoO2+LiC6
LiCoO2+C6，下列说法正确的是( )
A. 充电时，电池的负极反应为LiC6-e-Li++C6
B. 放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-LiCoO2
C. 羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D. 锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
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【题目】Ⅰ．Fe3＋具有氧化性，实验室测定含碘废液中I－的含量的过程如下：量取25.00 mL废液于250 mL锥形瓶中，分别加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4和10 mL 20% Fe2(SO4)3溶液，摇匀。小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.02500 mol·L－1标准K2Cr2O7溶液进行滴定到终点。重复3次，数据记录如下表：
次数 | 1 | 2 | 3 |
滴定体积/mL | 19.98 | 20.02 | 19.00 |
（1）在盛有废液的锥形瓶中先加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4的目的是
______________________________。（用离子方程式和语言叙述解释）
（2）上述过程中涉及的反应：①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 ②______________________________。
（3）根据滴定有关数据，该废液中I－含量是_____g·L－1。
（4）在滴定过程中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏低的是___________。
A．终点读数时俯视读数，滴定前平视读数
B．锥形瓶水洗衣后未干燥
C．滴定管未用标准K2Cr2O7溶液润洗
D．盛标准K2Cr2O7溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后无气泡
Ⅱ．Fe3＋和Ag＋的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点。某学习小组同学设计如下实验：
实验编号 | 实验操作 | 现象 |
1 | 向10mL 3mol/L KNO3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液 | 无白色沉淀生成 |
2 | 向10mL 1mol/L AgNO3溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO4溶液，振荡，再滴加酸性KMnO4溶液 | 紫红色不褪去 |
3 | 向10mL 1mol/L Fe(NO3)3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液 | 有白色沉淀生成 |
请回答：
（5）设计实验①的目的是______________________________。
（6）实验③可得出结论是______________________________。
（7）写出实验②中反应的离子方程式______________________________。
（8）根据以上实验，Fe3＋和Ag＋的氧化性相对强弱与离子____________________有关。
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【题目】[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物，如碳化钙，俗称为电石。
（1）电石（CaC2）是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的，写出此反应的化学方程式 ，CaC2中含有化学键的类型为 ，C22－与N2互为等电子体，C22－的电子式可表示为 ，其中σ键和π键数目之比为 。
（2）已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃，分析熔点差异的原因是 。
（3）苯丙氨酸是一种重要的氨基酸，其结构如图所示，分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ，其中碳原子的杂化方式有 。
（4）已知CaF2晶体（如图，Ca2＋处于面心）的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德常数，相邻的两个Ca2＋的核间距为a cm，则CaF2的摩尔质量（M）可以表示为 g/mol。
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【题目】下表是某兴趣小组通过实验获得的相同体积足量稀硫酸与铁反应的实验数据：
实验 序号 | 金属 质量/g | 金属 状态 | c(H2SO4) mol/L | 实验 温度/℃ | 金属消失 的时间/s |
1 | 0.10 | 丝 | 0.7 | 20 | 250 |
2 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 20 | 200 |
3 | 0.10 | 粉末 | 1.0 | 20 | 125 |
4 | 0.10 | 粉末 | 1.0 | 30 | 50 |
分析上述数据，回答下列问题：
（1）反应的离子方程式： ；
（2）①实验1、2可得出的结论是，硫酸浓度越 ，反应速率越慢；
②实验2、3可得出的结论是反应物接触面越大，反应速率越 ；
③实验3、4可得出的结论是温度越 ，反应速率越快。
（3）①用铁粉和稀硫酸反应制取H2，实验过程中绘制出生成H2的体积（V）与时间（t）的关系如图所示。 试分析判断OE段、EF段、FG段、GH段反应速率（分别用v (OE)、v (EF)、v (FG)、 (GH)表示）最快时段是 。
A．v (OE) B．v (EF) C．v (FG) D．v (GH)
②1min内反应较慢的原因是: ；
一段时间后反应明显加快的原因是 。
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【题目】化学与人类生产和生活中密切相关，掌握有关的化学基础知识可以改善我们的生活。
【I】日常生活中使用的各种电池就是利用化学反应将化学能转化为电能，各种各样的电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。请回答下列有关化学电源的问题：
（1）下列有关电池的叙述中正确的是___________。
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．甲烷燃料电池工作时甲烷在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
（2）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是（ ）
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．甲池中的阳离子向乙池移动，保持溶液中电荷平衡
【II】自来水厂生产自来水时，需要用到净水剂，对水进行消毒杀菌处理。
（3）高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型多功能水处理剂。工业上有多种方法制备高铁酸钾，其中一种方法是在氢氧化钾溶液中用次氯酸钠氧化氢氧化铁。该反应的可用离子方程式表示为___________。
（4）用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%的电能，己知该电池的总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则负极的电极反应是______________。
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【题目】21世纪是钛的世纪。下面是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程：
已知：
① Mg(s)＋Cl2 (g)＝MgCl2 (s) △H＝－641 kJ·mol－1
② Cl2(g)＋1/2Ti (s)＝1/2TiCl4 (l) △H＝－385 kJ·mol－1
（1）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，
该反应的化学方程式为 。
（2）反应Ⅱ的热化学方程式为 。
（3）反应Ⅱ中充入气体Ar的原因是 。
（4）在800℃～1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛，装置如右上图所示。
图中b是电源的 极，阴极的电极反应式为 。
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【题目】Ⅰ：硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。为测定补血剂中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计了两套实验方案：
方案一 滴定法 用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量。
反应原理：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
（1）实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_________________(填仪器名称)。
（2）某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是___________(夹持部分略去)(填字母序号)。
方案二 重量法 操作流程如下：
（3）若省略步骤②，则加入过量X溶液后会产生白色沉淀，请写出该沉淀在空气中变质的方程式：______________________________________________。
（4）步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。
II：六水合硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：
图1
图2
步骤1：铁屑的处理。将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后，用图1所示的倾析方法分离出固体并洗涤、干燥。
步骤2：FeSO4溶液的制备。向锥形瓶中加入30mL的3 mol·L－1H2SO4溶液，再加入过量的铁屑，加热至充分反应为止。趁热过滤(如图2所示)，收集滤液和洗涤液。
步骤3：六水合硫酸亚铁铵的制备。向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，所得溶液经过一系列操作、洗涤后得到六水合硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题：
（1）趁热过滤的目的和理由是________________________________________________。
（2） ①步骤3中的一系列操作包括：_________________________________。
②洗涤硫酸亚铁铵晶体最好用什么试剂：_________________________________。
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