(14分)
I．氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）根据下侧能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应:N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g) ΔH ＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表:
| T/K |
298 |
398 |
498 |
| 平衡常数K |
4.1×106 |
K1 |
K2 |
①该反应的平衡常数表达式:K＝ ；
②试判断K1 K2(填写“＞”，“＝”或“＜”)
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b．v(N2)正 ＝ 3v(H2)逆
c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变
II． 如图a，在恒压密闭容器M中加入2 mol A和2 mol B，起始时容器体积为V L，发生如下反应并达到化学平衡状态: 2 A(?)＋B(?)
x C(g) ΔH＜0。平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4，C的物质的量为 y mol。
（3）据题中数据计算，x ＝_____、y ＝_____；
（4）如图b，在体积为V L的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同)，测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图c(t0时达平衡)，平衡时容器中C的物质的量为z mol。由于反应物A、B的状态未知，则z和y的大小也不确定，请在下表中填入一种A、B的状态与z、y的大小之间可能的关系(仿照情形①):
| 可能的情形 |
A、B是否为气态 |
z与y的大小关系 |
|
| A |
B |
||
| ① |
是 |
不是 |
z ＝ y |
| ② |
|
|
|
| |
|
|
|
芳香化合物A、B互为同分异构体,B的结构简式是 CH3COO－ －COOCH2CH3 ,A经①、②两步反应得C、D和E，B经①、②两步反应得E、F和H。上述反应过程、产物性质及相互关系如下图所示:
(1)B可以发生的反应类型有(填序号)_______________.
①加成反应 ②酯化反应 ③消去反应 ④取代反应 ⑤聚合反应
B的核磁共振氢谱中会出现_______个峰.
(2)E中含有官能团的名称是__________________.
(3)A有两种可能的结构,其对应的结构简式为________________、______________.
(4)B、C、D、F、G化合物中互为同系物的是_________________.
(5)F与H在浓硫酸作用下加热时发生反应的方程式为_________________________.
阿司匹林(
)是应用最早、最广和最普通的解热镇痛药。科学家通过乙二醇把阿斯匹林连接在高聚物F上，制成缓释长效阿斯匹林（
）。
高聚物F的合成路线如下：
（1）阿司匹林中含有的官能团名称 。
（2）A的名称为 B的结构简式为_____________ 。
（3）阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是 ； D→E的反应类型是 。
（4）写出B→C反应的化学方程式：___________________ ；
写出E→F反应的化学方程式：___________________ 。
（5）阿司匹林可由水杨酸（C7H6O3）跟乙酸酐在催化剂作用下生成，满足以下条件的水杨酸的同分异构体有多种，写出其中任一种的结构简式 。
①分子中有苯环；②能发生银镜反应；③苯环上的一硝基取代物有2种。
砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩.
(1)基态砷原子的电子排布式为_______________,砷与溴的第一电离能较大的是______.
(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体.AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是
________________________________________________.
(3)Na3AsO4可作杀虫剂.AsO43-的空间构型为_____________,与其互为
等电子体的一种分子为______________.
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示,该化合物的分子式为__________,As原子采取_______杂化.
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与_______个Ga相连，As与Ga之间存在的化学键有_____________(填字母)。
| A．离子键 | B．氢键 | C．配位键 | D．金属键 E.极性键 |
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题：
（1）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，则氮化硅的化学式____，晶体类型是 ；
（2）基态Si原子的电子排布式为_________；Si和C相比，电负性较大的是_________，
（3）在SiO2晶体结构中，O－Si－O的键角是_______，Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为 ，SiO2中Si的杂化类型_______；
（4）氮化硅抗腐蚀能力强，一般不与其他无机酸反应，但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式 。
（5）晶体硅的晶胞如图所示，则每个晶体硅的晶胞中含有 个硅原子。
.(13分)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I.已知：2CO(g)+ O2(g)＝2CO2(g),ΔH＝-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+ 
O2(g)＝Fe2O3(s),ΔH＝-825.5 kJ·mol-1
反应：Fe2O3(s)+ 3CO(g)
2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH＝______ kJ·mol-1.
Ⅱ.反应1/3Fe2O3(s)+ CO(g)2/3Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=____________.
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________.
a．提高反应温度 b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂 d．及时吸收或移出部分CO2
e．粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________.
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
| 容器 |
反应物投入的量 |
反应物的 转化率 |
CH3OH的浓度 |
能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
| 甲 |
1mol CO和2mol H2 |
α1 |
c1 |
放出Q1 kJ热量 |
| 乙 |
1mol CH3OH |
α2 |
c2 |
吸收Q2 kJ热量 |
| 丙 |
2mol CO和4mol H2 |
α3 |
c3 |
放出Q3 kJ热量 |
则下列关系正确的是________.
A c1=c2 B.2Q1=Q3 C. 2α1=α2 D.α1+α2=1
E. 该反应若生成1mol CH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l mol CO、2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动.
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式___ ____。
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