运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：
① 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是 反应（填吸热或放热）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1 K2；若反应进行到状态D时，
（填“>”、“<”或“=”）
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中
有着重要作用。
①下图是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式： 。
（热量Q的数值用含字母a、b的代数式表示）
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25°C下，向0.1mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol·L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入0.1mol·L-1的NaI溶液，看到的现象是 ，产生该现象的原因是
（用离子方程式表示） 。
（25°C时AgCl和AgI的离子积常数KSP为：
KSP[AgCl]=1.0×10-10 mol2·L-2 ， KSP[AgI]=1.5×10-16 mol2·L-2 ）
[有机化学基础]一种新型黏合剂E的结构简式为
，通过丙烯可制得E，其工业合成路线如图所示：
已知：2CH2=CHCH3＋2NH3＋3O2
2CH2=CHCN＋6H2O
请回答下列问题：
(1)D的结构简式为______________。
(2)写出反应类型：反应①________；反应③________。
(3)反应②和③的目的是________________；反应③的条件是______________________________。
(4)写出2种具有酸性的B的同分异构体：________、________。
(5)写出B和D反应的化学方程式：________________________________
_________________________________________________________________。
[物质结构与性质]碳是形成化合物种类最多的元素。
(1)CH2=CH—C≡N是制备腈纶的原料，其分子中σ键和π键的个数之比为________(填最简整数比)，写出该分子中所有碳原子的杂化方式：________________。
(2)乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)的分子式均为C2H6O，但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点，其原因是_______________________________。
(3)某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为________________。
(4)碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。如图所示为碳化硅的晶胞(其中
为碳原子，
为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有________个。设晶胞边长为a cm，密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、b的式子表示)。
能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
CO(g)＋
O2(g)=CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填序号)。
A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)
D．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol(体积比1∶1)充入5 L合成塔中，反应前压强为p0，反应过程中压强用p表示，反应过程中
与时间t的关系如图所示。
请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是(填字母代号)________。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c(N2)变化表示的平均反应速率为________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
(3)25 ℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c(CO32—)＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________ mol·L－1。
(14分)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：
试回答下列问题：
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_______________________________________________。
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式： ______________ ______________________________________________。
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________(单选)。
| A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料 |
| B．1 nm＝10－10m |
| C．锆合金的硬度比纯锆要高 |
| D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气 |
爆炸引起的
(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。在熔融电解质中，O2－向________(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为__________________，负极电极反应为________________________________。
利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。
(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需_______________________ _。
(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_____________________________
______________________________________________________(答出两点)。
(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O72—，写出此反应的离子方程式：_____________________________________________________________。
(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：
| 阳离子 |
Fe3＋ |
Mg2＋ |
Al3＋ |
Cr3＋ |
| 开始沉淀时的pH |
2.7 |
－ |
－ |
－ |
| 沉淀完全时的pH |
3.7 |
11.1 |
8 |
9(>9溶解) |
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72—转化为CrO42—。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：__________________________________________________。
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