已知A—F是中学化学常见的物质，其中A、C、E为气体，B、D为液体，D是一种不挥发性酸，其浓溶液有强氧化性，F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C，X是一种黑

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已知A—F是中学化学常见的物质，其中A、C、E为气体，B、D为液体，D是一种不挥发性酸，其浓溶液有强氧化性，F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C，X是一种黑色粉末，B分子中有18个电子，实验室常用B和X制备单质E。反应中部分生成物已略去。试回答下列问题：

（1）写出B的电子式              ，化学键类型                。
（2）根据图中信息，B．C．X氧化性从强到弱的顺序是________________________。
（3）X与铝高温下反应的方程式为______________。
（4）写出反应②的化学方程式_____   _________。
（5）反应①的离子方程式                     。

答案

（1）

极性键和非极性键
（2）X>C>B
（3）3MnO₂+4Al

3Mn+2Al₂O₃
（4）Cu+2H₂SO₄（浓）

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（5）Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-

解析

试题分析：X是一种黑色粉末，B分子中有18个电子，实验室常用B和X制备单质E，应为H₂O₂在MnO₂催化条件下生成的反应，则X为MnO₂，B为H₂O₂，E为O₂，F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C，为MnO₂和浓盐酸反应制备Cl₂的反应，则F为HCl，C为Cl₂，D是一种不挥发性酸，其浓溶液有强氧化性，应为H₂SO₄，可由A可H₂O₂反应生成，则A为SO₂，
（1）双氧水是一种含有氧氧共价键和氧氢共价键的极性分子，电子式为：

；氢与氧形成极性键，氧与氧形成非极性键；
（2）根据氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性可判断：X生成C，则氧化性X＞C，在B和C的反应中C表现为氧化性，B表现为还原性，则氧化性C＞B，B和A反应生成D，则氧化性B＞D，则有氧化性X＞C＞B＞D（或写作MnO₂＞Cl₂＞H₂O₂＞H₂SO₄）；
（3）Al比Mn活泼，可发生铝热反应制取Mn，反应的方程式为3MnO₂+4Al

3Mn+2Al₂O₃，
（4）反应②为铜和浓硫酸的反应，方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（5）反应①为Cl₂和SO₂发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；

举一反三

研究NO₂．SO₂．CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO₂可用水吸收，也可用NH₃处理，也可用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－1160 kJ·mol^－1
若用标准状况下2．24L CH₄还原NO₂至N₂整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用N_A表示），放出的热量为______kJ。
（2）已知：2SO₂(g)+O₂(g)

2SO₃(g) ∆H=-196．6 kJ·mol^-1
2NO(g)+O₂(g)

2NO₂(g) ∆H=-113．0 kJ·mol-1
（ⅰ）则反应NO₂(g)+SO₂ (g)

SO₃(g)+NO(g)的∆H=           kJ·mol^-1。
（ⅱ）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2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．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 mol NO₂     B．体系压强保持不变
C．混合气体颜色保持不变                   D． SO₃和NO的体积比保持不变
（ⅲ）某温度下，SO₂的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图（左）所示。
平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”．“＜”或“＝”）

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图（右）所示。该反应∆H 0（填“>”或“ <”）。

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CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生如下反应：CO₂(g)＋CH₄(g)

2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质	CH₄	CO₂	CO	H₂
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H="-890.3" kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H="2.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H="-566.0" kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)

2CO(g)＋2H₂(g) 的△H= 。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是   。
③将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为     。
（3）以CO₂为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式：   。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO₂在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为     。

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SNCR－SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NO_x），其流程如下：

（1）反应2NO＋2CO

2CO₂＋N₂能够自发进行，则该反应的ΔH 0（填“＞”或“＜”）。
（2）SNCR－SCR流程中发生的主要反应有：
4NO(g)＋4NH₃(g)＋O₂(g)

4N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1627.2kJ•mol^－1；
6NO(g)＋4NH₃(g)

5N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1807.0 kJ•mol^－1；
6NO₂(g)＋8NH₃(g)

7N₂(g)＋12H₂O(g) ΔH＝－2659.9 kJ•mol^－1；
反应N₂(g)＋O₂(g)

2NO(g)的ΔH＝ kJ•mol^－1。
（3）NO和NH₃在Ag₂O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。

①由图可以看出，脱硝工艺流程应在    （填“有氧”或“无氧”）条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是                                   。
（4）NO₂也可用尿素[CO(NH₂)₂]还原，写出尿素与NO₂反应的化学方程式：                         。
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为                             。若生成1molY，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

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合成氨工业对国防具有重要意义，如制硝酸、合成纤维以及染料等
（1）已知某些化学键的键能数据如下表：

化学键	N≡N	H—H	N—H
键能kJ·mol^－1	946	436	390

合成氨的热化学反应方程式为                                      。
（2）常温下，向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO₂，有NaHCO₃固体析出，该反应的化学方程式为                 ；所得溶液中离子的电荷守恒式是                     ；若向饱和NaCl与饱和CO₂的混合溶液中通入氨气，则没有NaHCO₃固体析出，原因是          。
（3）氨氮废水(含NH₃、NaOH和Na₂SO₄)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为          （填“向a极”或“向b极”），电解过程中，b极区的pH         （填“增大”或“减小”或“不变”），阳极反应方程式为                    。

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以甲醇为替代燃料是解决我国石油资源短缺的重要措施。
（1）CO、CO₂可用于甲醇的合成，其相关反应的热化学方程式如下：
CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)                △H=" -102.5" kJ·mol^－1
CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)            △H="-42.9" kJ·mol^－1
则反应CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H=   kJ·mol^－1
反应CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)的平衡常数K的表达式为   。
（2）用CO₂合成甲醇时可选用亚铬酸锌（ZnCr₂O₄）或CuCl为催化剂。
①工业制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO₄·H₂O，同时生成ZnO。该反应的化学方程式是   。以亚铬酸锌为催化剂时，工业上的适宜温度是：350℃~420℃，可能的原因是   。
② CuCl是不溶于水的白色固体，制备时向CuCl₂溶液中加入过量铜粉，发生反应CuCl₂+Cu=2CuC1。在实验过程中应先加入浓盐酸，发生反应CuCl + HCl

H[CuCl₂]。反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成。实验过程中加入浓盐酸的目的是。当c(Cl^-)=2×10^-3 mol·L^—1时, c(Cu^+-)= mol·L^—1。已知：Ksp(CuCl)=1.7×10^-7
（3）直接甲醇燃料电池结构如图所示，则负极反应是。

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