氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢气能源利用领域的研究热点。
已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH ＝＋206.2 kJ·mol－1
CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH ＝＋247.4 kJ·mol－1
2H2S(g)=2H2(g)＋S2(g)ΔH ＝＋169.8 kJ·mol－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与 H2O(g)反应生成CO2(g)和 H2(g)的热化学方程式为_________________________
(2)H2S 热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分 H2S 燃烧，其目的是________；燃烧生成的 SO2与 H2S 进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式：___________________________
(3)H2O 的热分解也可得到 H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。图中 A、B 表示的物质依次是______________________________________。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为_____________________
(5)Mg2Cu 是一种储氢合金。 350 ℃时，Mg2Cu 与 H2反应，生成 MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为 0.077)。Mg2Cu 与 H2反应的化学方程式为_____________________________________
碳及其化合物有广泛的用途。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋ H2O(g) 
CO(g) ＋H2(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施加快反应速率且有利于提高H2O的平衡转化率的是 。(填序号)
| 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 E.增大压强 |
（2）又知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ•mol-1
写出C（s）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式 。
（3）甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为： 。
若用该电池提供的电能电解600mLNaCl溶液，设有0.01molCH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH=
（4）将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：
CO(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋H2(g)，得到如下数据：
| 温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所x需时间/min |
||
| H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
| 900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字) 。
改变反应的某一条件，反应进行到tmin时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示） 。
（5）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为：N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图1。
图1 图2
请回答下列问题：
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，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向。图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①若要使CH3OH与O2反应主要生成HCHO，则应选择 （有催化剂或无催化剂）条件。
②2HCHO(g)＋O2(g)＝2CO(g)＋2H2O(g) △H＝ 。
③在稀硫酸催化下，甲醛、乙醛等简单醛可以通过反应生成环状聚合物。写出三聚乙醛（六元环）的结构简式： 。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂，含有AgCl会影响Ag催化剂的活性，用氨水可以溶解除去其中的AgCl，
写出该反应的离子方程式： 。
（2）某兴趣小组利用甲醇设计成燃料电池图，通入甲醇的物质的量为n(CH3OH)。
①当0<n(CH3OH)≤2mol 时，电池反应式为
②当n(CH3OH)="3mol" 时，溶液中离子浓度的大小关系为
③当3mol<n(CH3OH) ≤4mol 时，负极反应式为
[物质与结构]纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
| 电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
| A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
| B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
（1）某同学根据上述信息，推断B的基态原子核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了 。
（2）ACl2分子的空间结构为 (用文字描述)。
（3）我国部分城市雾霾天占全年一半，引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等，其中NO3－中N原子的杂化方式是 ，与SO42－互为等电子体的分子是 。
（4）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物， 其
晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的化学式
为 。
（5）继C60后，科学家又合成了Si60、N60， Si60分子中每个硅原子只跟相 邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为 。
工业中利用废铜（含有锌、铝等）制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热，使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算）。
| |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
沉淀溶解的pH |
| Cu2+ |
4.4 |
6.4 |
|
| Al3+ |
3.0 |
5.0 |
10 |
| Zn2+ |
5.9 |
8.9 |
11 |
（1）①为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为 ；该反应中产生尾气污染空气，请选择下图中合适的装置吸收尾气 。 
②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—，请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
（2）为了符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加入物质甲调节pH，铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全。已知：Ksp[Fe((OH)3]≈10-38，然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题：
①方案为了使铁离子全部沉淀，应调节pH至少为 。
②方案中甲物质可选用的是
A．CaO B．NaOH C．CuCO3 D．Cu2(OH) 2CO3 E．Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因 。
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中，控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题：
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是 。
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是 。
（3）废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液，补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤 。
(12分)过氧化钙晶体[CaO2·8H2O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。
Ⅰ．过氧化钙晶体的制备
工业上生产CaO2·8H2O的主要流程如下：
（1）用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是 。
（2）沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下，其可能原因分别是 。
Ⅱ．过氧化钙晶体含量的测定
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中，加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L－1 H2SO4，用0.0200 mol·L—1KMnO4标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H2O2和KMnO4反应的离子方程式为2MnO4－＋5 H2O2＋6H+ ＝2Mn2+＋5O2↑＋8H2O
（3）滴定终点观察到的现象为 。
（4）根据表1数据，计算产品中CaO2·8H2O的质量分数（写出计算过程）
| 滴定次数 |
样品的质量/g |
KMnO4溶液的体积/mL |
|
| 滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
| 1 |
0.3000 |
1.02 |
24.04 |
| 2 |
0.3000 |
2.00 |
25.03 |
| 3 |
0.3000 |
0.20 |
23.24 |
粤公网安备 44130202000953号