（选考）A.［物质结构与性质］
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下：
（1）下列有关石墨烯说法正确的是 ；
A．石墨烯的结构与金刚石相似
B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C．12g石墨烯含
键数为NA
D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时，核外电子排布式为 __________；
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是______________________ ；
③金与铜可形成的金属互化物合金（如图），
它的化学式可表示为 ；
④下列分子属于非极性分子的是 ；
a．甲烷 b．乙炔 c．苯 d．乙醇
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是 ；酞菁铜分子中心原子的配位数为 。
Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
回答下列有关问题：
（1）Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净。可选用的试剂是 （选填序号）；
a．Cl2 b．Fe c．HNO3 d．H2O2
（2）上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S。
则下列说法正确的是 （选填序号）；
a．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金
b．反应中，所有铁元素均被还原
c．反应中，CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
d．当转移1mol电子时，有46 g CuFeS2参加反应
（3）下述反应中，若FeSO4和O2的系数比为2:1，试配平下列方程式：
（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_______、_________。
Ⅱ.在100℃时，将0.100 mol的四氧化二氮气体充入1 L恒容抽真空的密闭容器中，发生反应：N2O4
2NO2，隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：
| 时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
| c(N2O4)/mol/L |
0.100 |
c1 |
0.050 |
c3 |
c4 |
| c(NO2)/mol/L |
0.000 |
0.060 |
c2 |
0.120 |
0.120 |
（1）该反应的平衡常数表达式为__________；从表中数据分析：c1___c2；(填“＞”、“＜”或“＝”)．
（2）在下图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线．
（3）在上述条件下，从反应开始至达到化学平衡时，N2O4的平均反应速率为________mol/(L·s)．
（4）达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________．
A．增大容器的容积 B．再充入一定量的N2O4
C．分离出一定量的NO2 D．再充入一定量的He
（5）若起始时充入NO2气体0.080 mol，则达到平衡时NO2气体的转化率为________．
下表是元素周期表的一部分，所列字母分别代表一种元素。
| A |
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||||||||||
| |
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B |
C |
D |
E |
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| F |
G |
H |
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||||||||||
| |
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M |
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N |
P |
|
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|
|
|
|
|
（1）M元素基态原子外围电子排布式为 ；
（2）下列有关说法正确的是 （填序号）；
①B、C、D元素的电负性逐渐增大
②F、G、H元素的第一电离能逐渐增大
③B、G、P三种元素分别位于元素周期表的p、s、d 区
④F、G分别与E组成的物质的晶格能，前者比后者低
⑤A、B和D以原子个数比2：1：1构成的最简单化合物分子中σ键和π键的个数比为3：1
（3）与C的最简单氢化物互为等电子体的离子是 （填化学式）,写出该离子与其等电子的阴离子反应的离子方程式 ；
（4）煤矿瓦斯气体（主要成分为BA4）探测仪是以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动；
①负极的电极反应式为： ；
②正极的电极反应为： ；
③传感器中通过的电流越大，表明BA4的浓度越 。
（5）已知G和稀硝酸反应，还原产物为C2D气体，若硝酸浓度再稀，则还原产物为CA3，并与过量的硝酸反应生成CA4CD3。现将9.6g G与1L1.10mol/L的稀硝酸(过量)充分反应，收集到aL气体（标准状况），同时测得溶液中c(CA4+)=0.08mol/L(假设反应前后溶液体积不变)。
①a＝ L。②反应后溶液pH= 。
(12分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化，常用于定量测定CO的含量。已知：
2I2(s) + 5O2(g)= 2I2O5(s) △H=－75.56 kJ·mol－1
2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) △H=－566.0 kJ·mol－1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式： 。
（2）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO
（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为 。（写出一种即可）。
（4）下图是一种碳酸盐燃料电池（MCFC），以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极电极反应式 。
（5）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的 混合物为例）。
已知：NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2
NO不能与Na2CO3溶液反应。
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为 。
②你认为Na2CO3吸收法处理氮氧化物存在的缺点是 。
(10分)（1）将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气：
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol,
达到平衡后，体积不变时，能提高H2O的平衡转化率的措施是 。
| A．升高温度 | B．增加碳的用量 |
| C．加入催化剂 | D．用CO吸收剂除去CO |
（2）将一定量的CO(g)和H2O(g)通过某恒容的密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
得到如下数据：
| 温度/℃ |
起始浓度mol/L |
平衡浓度mol/L |
|
| CO(g) |
H2O(g) |
H2(g) |
|
| 900 |
2.0 |
0.8 |
0.4 |
求该反应的平衡常数数值 。
（3）工业上把水煤气中的混合气体处理后，获得较纯的H2用于合成氨：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H= —92.4kJ/mol某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验，N2浓度随时间变化如图：
①与实验I比较，实验II改变的条件为： 。
②实验III比实验I的温度要高，其它条件相同，请在下图画出实验I和实验III中NH3浓度随时间变化的示意图。
（4）下图中P是可自由平行滑动的活塞。在相同温度时，向A容器中充入4 mol SO3（g），关闭K，向B容器中充入2 mol SO3（g），两容器分别发生反应。
已知起始时容器A和B的体积均为aL。
试回答：
①反应达到平衡时容器B的体积为1．2a L，容器B中SO3转化率为 。
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为 __ L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。
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