化學測試考試時間：90分鐘滿分：100分注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。可能用到的相對原子質(zhì)量：H-1C-12O-16Na-23一、選擇題：本題共14小題，每小題3分，共42分。每小題只有一個選項符合要求。1.我國化學家周其林團隊因發(fā)現(xiàn)高效手性螺環(huán)催化劑而榮獲2019年度中國國家自然科學獎一等獎。如圖是一種手性催化劑骨架，下列敘述正確的是A.圖中分子屬于苯的同系物B.CHFClBr存在手性異構(gòu)體C.催化劑能改變反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率D.手性異構(gòu)屬于位置異構(gòu)【答案】B【解析】【詳解】A．苯的同系物只能含一個苯環(huán)和側(cè)鏈為若干個烷基，圖中物質(zhì)顯然不是苯的同系物，A錯誤；B．CHFClBr中與C相連的4個原子不同，該物質(zhì)存在手性異構(gòu)，B正確；C．催化劑能改變反應(yīng)速率，但不能使平衡發(fā)生移動，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，C錯誤；D．手性異構(gòu)屬于立體異構(gòu)，D錯誤；答案選B。2.下列說法不正確的是A.次氯酸氧化性強、穩(wěn)定性好，常用于殺菌消毒B.亞鐵鹽可用于補鐵藥劑的制備C.尿素[CO(NH2)2]溶液可消除汽車尾氣中NOxD.SO2可用于葡萄酒的殺菌和抗氧化【答案】A【解析】【詳解】A．次氯酸氧化性強、但是穩(wěn)定性不好，次氯酸見光易分解，故A錯誤；B．亞鐵離子是血紅蛋白的重要組成部分，人體所需的鐵元素是亞鐵鹽，故B正確；C．尿素[CO(NH2)2]可以和汽車尾氣中NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒的氮氣，故C正確；D．SO2具有還原性，可用于葡萄酒的殺菌和抗氧化，故D正確；故選A。3.在一定條件下能與水反應(yīng)的電解質(zhì)是A.Fe B.NH3 C.Na2O2 D.鹽酸【答案】C【解析】【詳解】A．Fe為單質(zhì)，不屬于電解質(zhì)，故A錯誤；B．NH3熔融狀態(tài)不導電，是非電解質(zhì)，故B錯誤；C．Na2O2能與水反應(yīng)生成過氧化鈉和氧氣，而且熔融狀態(tài)下的過氧化鈉能導電，所以屬于電解質(zhì)，故C正確；D．鹽酸為混合物，不屬于電解質(zhì)，故D錯誤；故選C。4.實驗室制備下列氣體的反應(yīng)原理屬于氧化還原反應(yīng)的是A.Cl2 B.C2H2 C.NH3 D.CO2【答案】A【解析】【詳解】A.實驗室利用二氧化錳氧化濃鹽酸制備氯氣，涉及氧化還原反應(yīng)，A選；B.實驗室利用碳化鈣和飽和食鹽水反應(yīng)制備乙炔，不屬于氧化還原反應(yīng)，B不選；C.實驗室利用氯化鈣和熟石灰加熱制備氨氣，不屬于氧化還原反應(yīng)，C不選；D.實驗室利用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)制備二氧化碳，不屬于氧化還原反應(yīng)，D不選；答案選A。5.下列有關(guān)純堿的描述正確的是A.侯氏制堿法反應(yīng)原理：2NaCl+CO2+H2O=Na2CO3+2HClB.工業(yè)制取NaOH：Na2CO3+H2O=2NaOH+CO2C.轉(zhuǎn)化鍋爐中水垢CaSO4：Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4D.Na2CO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(CO)+c(HCO)+c(OH-)【答案】C【解析】【詳解】A.侯氏制堿法反應(yīng)原理：NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl，A錯誤；B.工業(yè)制取NaOH利用電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，B錯誤；C.由于碳酸鈣比硫酸鈣更難溶，則轉(zhuǎn)化鍋爐中水垢CaSO4：Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4，C正確；D.Na2CO3溶液中根據(jù)電荷守恒可知：c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)，D錯誤；答案選C。6.用下列儀器或裝置進行相應(yīng)實驗，不能達到實驗?zāi)康牡氖茿.實驗①配置100mL0.1mol/LNaCl溶液B.實驗②制備并收集乙酸乙酯C.實驗③準確量取15.00mLNaOH溶液D.實驗④制取SO2氣體并檢驗其還原性【答案】D【解析】【詳解】A.實驗①利用100mL容量瓶配置100mL0.1mol/LNaCl溶液，且用玻璃棒引流，操作正確，能達到實驗?zāi)康?；B．實驗②利用乙醇和乙酸在濃硫酸催化下反應(yīng)制備乙酸乙酯并利用飽和碳酸鈉溶液吸收收集乙酸乙酯，導管末端沒有伸入液面下，操作正確，能達到實驗?zāi)?；C．滴定管量取溶液能準確到0.01mL，實驗③用耐強酸強堿的新型活塞的酸式滴定管準確量取15.00mLNaOH溶液，操作正確，能達到實驗?zāi)康?；D．實驗④利用銅與濃硫酸加熱制取SO2氣體，但制得的SO2氣體被浸有氫氧化鈉溶液的棉團吸收，且通入品紅溶液是檢驗其漂白性而不是還原性，不能達到實驗?zāi)康?；答案選D。7.下列化學用語描述正確的是A.氫原子電子排布式：1p1B.核內(nèi)有8個中子的碳原子表示為：CC.CH3CH2CH3的球棍模型：D.乙烯的結(jié)構(gòu)式：【答案】D【解析】【詳解】A.氫原子核外有1個電子，電子排布式為1s1，故A錯誤；B.核內(nèi)有8個中子的碳原子，其質(zhì)量數(shù)為6+8=14，可以表示為：，故B錯誤；C.CH3CH2CH3分子中有3個碳原子，表示的有機物中有4個碳原子，該有機物是CH3CH2CH2CH3，故C錯誤；D.在乙烯分子中，每個碳原子與兩個氫原子以一個共價鍵相結(jié)合，兩個碳原子之間以2個共價鍵相結(jié)合，乙烯的結(jié)構(gòu)式為：，故D正確；答案選D。8.在指定的條件下，下列表達正確的是A.CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COO-B.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2BrC.CuSO4Cu(OH)2[Cu(NH3)4](OH)2D.NH3NONO2HNO3【答案】B【解析】【詳解】A．CH2=CH2和水在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇，所以CH2=CH2在170℃時濃硫酸催化不會生成乙醇，故A錯誤；B．CH3CH2Br在氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)，生成乙烯，乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1,2-二溴乙烷，1,2-二溴乙烷在氫氧化鈉的水溶液中生成乙二醇，故B正確；C．CuSO4中加入過量的氨水，藍色沉淀會溶解，生成[Cu(NH3)4](OH)2，故C錯誤；D．NH3還原氧化銅生成氮氣，得不到一氧化氮，故D錯誤；故選B。9.姜黃素是一種黃色食用色素，雙去甲氧基姜黃素的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)該分子的相關(guān)說法正確的是A.含有4種官能團B.碳原子都采用sp2雜化C.可發(fā)生加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)D1mol該分子最多可與2molNaOH反應(yīng)【答案】D【解析】【詳解】A．該物質(zhì)含（酚）羥基、碳碳雙鍵、羰基共3種官能團，A錯誤；B．苯環(huán)、乙烯、甲醛為平面結(jié)構(gòu)模型，苯環(huán)、碳碳雙鍵、羰基的碳原子為sp2雜化，分子中含飽和C，飽和C為sp3雜化，B錯誤；C．該分子中碳碳雙鍵、苯環(huán)、羰基就能發(fā)生加成反應(yīng)，通常情況下酚羥基不能發(fā)生酯化反應(yīng)，C錯誤；D．該結(jié)構(gòu)中酚羥基能和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，D正確。答案選D。10.冠醚(皇冠狀分子)因具有分子識別能力，成為超分子化學中重要一員。18-冠-6是其中的一種，結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是A.該分子是CH3OCH3的同系物B.該分子中所有原子可能共平面C.該分子含有σ鍵、極性鍵、非極性鍵D.該有機物的最簡式與甲醛的最簡式相同【答案】C【解析】【詳解】A．同系物是指結(jié)構(gòu)相似，分子式相差1個或n個CH2的物質(zhì)，18-冠-6與CH3OCH3結(jié)構(gòu)不相似，所以不是同系物，故A正確；B．該分子中碳原子具有甲烷的結(jié)構(gòu)特點，所以該分子中所有原子不可能共平面，故B錯誤；C．該分子含有共價單鍵，所以含有σ鍵，而且分子中含有C-C，C-H鍵，所以還含有極性鍵、非極性鍵，故C正確；D．該有機物的分子式為C12H24O6，最簡式為C2H4O，與甲醛的最簡式CH4O不相同，故D錯誤；故選C。11.原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素M、X、Y、Z、W，M和W的核電荷數(shù)之和等于X和Z的核電荷數(shù)之和，Z的質(zhì)子數(shù)是X質(zhì)子數(shù)的2倍。含0.9%YW化合物的水溶液稱為生理鹽水，X、Y、Z三種元素組成兩種化合物A、B的性質(zhì)如圖，下列說法正確的是A.因為電負性X＞Z，所以簡單氫化物沸點X＞ZB.ZX2的分子構(gòu)型是V形C.Y與X形成的化合物只含離子鍵D.M、W、X的簡單氫化物均存在分子間氫鍵【答案】B【解析】【分析】原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素M、X、Y、Z、W，含0.9%YW化合物的水溶液稱為生理鹽水，YW為NaCl，即Y為Na元素、W為Cl元素；X、Y、Z三種元素組成兩種化合物A、B，根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A與W的氫化物即HCl反應(yīng)生成使品紅溶液褪色的氣體，應(yīng)該是SO2，再結(jié)合Y為Na元素，所以A是Na2SO3，X為O元素、Z為S元素，滿足Z的質(zhì)子數(shù)是X質(zhì)子數(shù)的2倍；Na2SO3與X的氫化物即H2O2反應(yīng)生成B為Na2SO4；M和W的核電荷數(shù)之和等于X和Z的核電荷數(shù)之和，推出M為N元素?！驹斀狻扛鶕?jù)上述分析可知，M、X、Y、Z、W分別為N、O、Na、S、Cl；A.因為水分子間存在氫鍵，所以簡單氫化物沸點H2O＞H2S，故A錯誤；B.SO2的分子中S原子的價層電子對數(shù)為：2+=3，有1個孤電子對，所以其空間構(gòu)型是V形，故B正確；C.Na與O形成的化合物Na2O只含離子鍵，Na2O2既含離子鍵又含共價鍵，故C錯誤；D.N、O兩種元素的非金屬性較強，它們的簡單氫化物存在分子間氫鍵，Cl的簡單氫化物不存在分子間氫鍵，故D錯誤；答案選B。12.Zn?CO2水介質(zhì)電池通過放電獲取儲氫物質(zhì)甲酸。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。下列說法錯誤的是A.充電時，a電極反應(yīng)為Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-B.充電時，b電極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2↑C.放電時，總反應(yīng)2CO2+2H2O=2HCOOH+O2D.放電時，標況下22.4LCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA【答案】C【解析】【分析】該電池放電時，二氧化碳被還原為甲酸，說明b電極為正極，a電極為負極?！驹斀狻緼．充電時，a電極為陰極，得電子，反應(yīng)為Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-，故A正確；B．充電時，b電極為陽極，失電子，反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2↑，故B正確；C．放電時，負極反應(yīng)為：Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，正極反應(yīng)為：CO2+2H++2e-=HCOOH，所以總反應(yīng)方程式錯誤，故C錯誤；D．標況下22.4LCO2的物質(zhì)的量為1mol，放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為（4-2）NA=2NA，故D正確；故選C。13.25℃時，用濃度為0.01mol·L-1的HA溶液滴定20mL濃度為0.01mol·L-1的NaOH溶液，滴定曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（）A.應(yīng)選用酚酞作指示劑B.M點溶液中存在：c（Na+）>c（A-）C.Ka（HA）≈2×10-8D.N點溶液中存在：c（OH-）-c（H+）=c（HA）【答案】C【解析】【詳解】A.N點HA和NaOH的物質(zhì)的量相等，恰好完全反應(yīng)，溶質(zhì)為NaA，溶液呈堿性，應(yīng)選用酚酞作指示劑，A項正確；B.M點為等物質(zhì)的量濃度的NaOH和NaA的混合液，溶液呈堿性，由電荷守恒可知：c（Na+）>c（A-），B項正確；C.N點為NaA溶液，物質(zhì)的量濃度為0.005mol/L，PH=9，c(H+)=1×10-9mol/L，c(OH-)=1×10-5mol/L，NaA中的A-發(fā)生水解：A-+H2OHA+OH-，c(OH-)≈c(HA)，則，則，C項錯誤；D.N點為NaA溶液，存在質(zhì)子守恒：c（H+）+c（HA）=c（OH-），故D正確。故選C?！军c睛】強酸和弱堿相互滴定或弱酸和強堿互相滴定時，要注意滴定曲線上的幾個特殊點：中和點，即酸堿恰好中和的點，溶質(zhì)即為酸堿中和反應(yīng)生成的鹽；中性點，即溶液恰好呈中性的點，此時的溶質(zhì)除了鹽外還有剩余的弱酸或弱堿，經(jīng)常利用電荷守恒考查離子濃度關(guān)系；1:1點，即溶質(zhì)是鹽和剩余的酸或堿，兩者物質(zhì)的量相等，經(jīng)?？疾槲锪鲜睾愫唾|(zhì)子守恒。14.一定條件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知起始投料比n(H2)∶n(CO2)為5∶2時，溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖。下列說法正確的是A.生成乙烯的速率：v(M)一定小于v(N)B.Q點：v逆＜v正C.X→Y，因平衡逆向移動，從而使催化劑的催化效率降低D.M點乙烯的體積分數(shù)約為9.1%【答案】D【解析】【詳解】A.化學反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，但催化劑的催化效率降低，所以v（M）不一定小于v（N），故A錯誤；B.根據(jù)圖像可知Q點二氧化碳的轉(zhuǎn)化率高于平衡轉(zhuǎn)化率，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，所以v逆＞v正，B錯誤；C.根據(jù)圖象，當溫度高于250℃，升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低，則平衡逆向移動，催化劑的催化效率降低是由于溫度升高引起的，催化劑不影響平衡移動和平衡轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；D.已知起始投料比n(H2)∶n(CO2)為5∶2，設(shè)開始投料n（H2）為5mol，則n（CO2）為2mol，在M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，則根據(jù)三段式可知所以乙烯的體積分數(shù)為×100%≈9.1%，故D正確；故答案選D。二、非選擇題：本題共5小題，共58分。15.電動汽車電池主要是磷酸鐵鋰電池，其壽命結(jié)束后，處理大量的廢舊電池是目前的熱點問題，如圖是廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料(含LiFePO4、導電炭黑、鋁箔)的一種常見的回收再生流程：試回答下列問題：(1)“堿浸”步驟得到濾液1的主要反應(yīng)的化學方程式為________。(2)“堿浸”中NaOH的用量不宜過多的原因是_________。(3)完成“酸浸”步驟中主要的離子方程式：______LiFePO4+______+______=2Li++____H3PO4+_______(4)濾渣的主要成分是_________，“酸浸”步驟為了達到理想的浸出效果，需要控溫35~40℃，試分析可能的原因：___________。(5)對濾液2進行氨水熱處理步驟需要控制pH在2左右，pH過高則能生成另一種含F(xiàn)e沉淀，其化學式為_____。(6)磷酸鐵鋰電池的的工作原理為：Li1-xFePO4+LixC6LiFePO4+6C，電池中聚合物隔膜只允許Li+通過，若用此電池作電源電解水，當兩極共收集標況下氣體336mL時，通過隔膜的Li+的數(shù)目為_________?！敬鸢浮?1).2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(2).避免在隨后的酸浸中消耗過多的硫酸(3).2(4).H2O2(5).8H+(6).2(7).2H2O+2Fe3+(8).導電炭黑(炭黑、碳單質(zhì)、C均可)(9).溫度過低，浸取速率慢，溫度過高，H2O2發(fā)生分解(10).Fe(OH)3(11).0.02NA(或1.204×1024)【解析】【分析】廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料(含LiFePO4、導電炭黑、鋁箔)，加入氫氧化鈉溶液時，鋁箔會溶解，生成偏鋁酸鈉，在濾液1中被除去，剩余濾渣為LiFePO4、導電炭黑，加入硫酸后，LiFePO4被溶解，炭黑則在濾渣中被除去，濾液2中含有Li+和Fe3+，經(jīng)過氨水處理得到FePO4·2H2O，Li+加入碳酸鈉轉(zhuǎn)為碳酸鋰沉淀，據(jù)此解答。【詳解】(1)廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料含鋁箔，“堿浸”步驟得到濾液1是鋁被氫氧化鈉溶解，發(fā)生的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；(2)“堿浸”過后要加酸溶解，所加的硫酸要先中和第一步加的氫氧化鈉溶液，所以NaOH的用量不宜過多，故答案為：避免在隨后的酸浸中消耗過多的硫酸；(3)“酸浸”過程中LiFePO4被過氧化氫氧化，鐵元素從+2升高到+3價，過氧化氫中的氧從-1降到-2，根據(jù)化合價升級的關(guān)系，配平發(fā)生的離子方程式為：2LiFePO4+H2O2+8H+=2Li++2H3PO4+2H2O+2Fe3+，故答案為：2；H2O2；8H+；2；2H2O+2Fe3+；(4)由流程可知，加酸溶解后，仍有炭黑剩余，所以濾渣的主要成分是炭黑，“酸浸”步驟為了達到理想的浸出效果，需要控溫35~40℃，因為溫度過低，浸取速率慢，溫度過高，H2O2發(fā)生分解，故答案為：導電炭黑(炭黑、碳單質(zhì)、C均可)；溫度過低，浸取速率慢，溫度過高，H2O2發(fā)生分解；(5)因為濾液2含有鐵離子，所以對濾液2進行氨水熱處理步驟需要控制pH在2左右，pH過高則能生成Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；(6)用此電池作電源電解水，當兩極共收集標況下氣體336mL，即0.015mol，則產(chǎn)生的氫氣為0.01mol，產(chǎn)生的氧氣為0.05mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.02mol，所以通過隔膜的Li+的數(shù)目為0.02NA，故答案為：0.02NA(或1.204×1024)?！军c睛】H2O2，氨水等物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，所以反應(yīng)溫度不宜過高，需要控制在一定的溫度。16.二茂鐵[Fe(C5H5)2]在航天、節(jié)能、環(huán)保行業(yè)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有廣泛的應(yīng)用。用環(huán)戊二烯(C5H6)制備二茂鐵的反應(yīng)原理：在無氧無水環(huán)境中，新制的環(huán)戊二烯和FeCl2在KOH四氫呋喃溶液中加熱生成二茂鐵。已知：①環(huán)戊二烯的性質(zhì)：熔點-80℃、沸點42℃。②雙環(huán)戊二烯的性質(zhì)：熔點33℃，在170℃較快分解為環(huán)戊二烯。③FeCl3溶于四氫呋喃，F(xiàn)eCl2更宜用有機溶劑二甲亞砜[(CH3)2SO]溶解。某興趣小組以雙環(huán)戊二烯、鐵粉、FeCl3為原料模擬工業(yè)制備二茂鐵，設(shè)計的裝置如圖。b處連接閥門，可切換蒸餾冷凝裝置或通氮氣裝置。部分操作步驟如下：①Ⅰ中加入雙環(huán)戊二烯，Ⅱ中加入KOH四氫呋喃溶劑，Ⅲ中加入鐵與FeCl3混合粉末；②用氮氣排盡裝置中空氣；③加熱裝置Ⅰ至170℃，并保持恒溫；④向Ⅲ中加入四氫呋喃溶解FeCl3；⑤蒸餾Ⅲ中溶液，得近干殘留物，再加入有機溶劑二甲亞砜；……回答下列問題：(1)圖中所示的三個裝置均使用到的一種儀器的是_____________。(2)步驟③操作中，加熱方式最適宜的是下列的_____________(填序號)。A.水浴加熱B.油浴加熱C.墊石棉網(wǎng)加熱(3)步驟③保持恒溫的目的是________。(4)步驟⑤將有機溶劑更換為二甲亞砜的目的________，將裝置Ⅲ中的FeCl2轉(zhuǎn)移至裝置Ⅱ中的方法是________。(5)整個制備過程需采取無氧無水環(huán)境的原因是_________；(6)生成二茂鐵的化學方程式：_______。【答案】(1).三頸燒瓶(2).B(3).持續(xù)產(chǎn)生環(huán)戊二烯并蒸至裝置Ⅱ中(4).使FeCl2充分溶解，便于轉(zhuǎn)移至裝置Ⅱ中(5).打開a處開關(guān)，由b處吹入氮氣(6).防止Fe2+和有機原料被氧化，避免反應(yīng)過程金屬離子(和產(chǎn)品)水解(7).2KOH+FeCl2+2C5H6＝Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O【解析】【詳解】(1)根據(jù)裝置圖可判斷圖中所示的三個裝置均使用到的一種儀器的是三頸燒瓶。(2)步驟③為加熱裝置Ⅰ至170℃，并保持恒溫，由于溫度超過100℃，則步驟③操作中，加熱方式最適宜的是油浴加熱，答案選B。(3)由于雙環(huán)戊二烯在170℃較快分解為環(huán)戊二烯，則步驟③保持恒溫的目的是持續(xù)產(chǎn)生環(huán)戊二烯并蒸至裝置Ⅱ中。(4)由于FeCl2更宜用有機溶劑二甲亞砜[(CH3)2SO]溶解，則步驟⑤將有機溶劑更換為二甲亞砜的目的是使FeCl2充分溶解，便于轉(zhuǎn)移至裝置Ⅱ中；由于亞鐵離子易被氧化，則將裝置Ⅲ中的FeCl2轉(zhuǎn)移至裝置Ⅱ中的方法是打開a處開關(guān)，由b處吹入氮氣。(5)由于Fe2+和有機原料被氧化，所以整個制備過程需采取無氧無水環(huán)境的原因是防止Fe2+和有機原料被氧化，避免反應(yīng)過程金屬離子(和產(chǎn)品)水解；(6)制備二茂鐵的原料是氫氧化鉀、氯化亞鐵和環(huán)戊二烯，則生成二茂鐵的化學方程式為2KOH+FeCl2+2C5H6＝Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。17.氨氣廣泛應(yīng)用于化工、輕工、化肥、制藥、合成纖維等領(lǐng)域，合成氨工業(yè)極大地影響了人類的發(fā)展歷程。(1)工業(yè)上用氨和二氧化碳為原料，在一定條件下合成尿素CO(NH2)2，已知：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)ΔH=-159.5kJ/mol②NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ/mol③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol寫出氨氣與二氧化碳生成尿素和液態(tài)水的熱化學反應(yīng)方程式__________。(2)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0，一定溫度下，將N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶1充入盛有催化劑的密閉容器，下列圖象t時刻一定處于平衡狀態(tài)的是______。(3)200℃時，將N2(g)和H2(g)以物質(zhì)的量之比為1∶3充入恒壓容器中，容器內(nèi)起始壓強為P0，達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為50%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=___________(用含有P0的式子表示。KP為分壓平衡常數(shù)，氣體分壓=氣體總壓強×該氣體的體積分數(shù))(4)某溫度下，將一定量的NH3充入盛有催化劑的恒容容器中，一段時間達到平衡后，升高溫度，當再次達到平衡時，N2的分壓增大，原因是_________。(5)我國科學家利用密度泛函理論篩選出合成氨優(yōu)良催化劑——擔載單原子鉬的缺陷硼氮單層材料，反應(yīng)歷程如圖：該反應(yīng)歷程中需要吸收能量的最大能壘(活化能)E=__________eV。(6)中科院大連化物所應(yīng)用混合導體透氧膜制備氨合成氣和液體燃料合成氣，工作原理如圖所示，請寫出膜Ⅰ側(cè)H2O發(fā)生的電極反應(yīng)方程式：_________。(7)25℃時，將2amol/L的稀氨水與amol/L的鹽酸等體積混合后，試比較下列關(guān)系的大小(填“<”“>”或“=”)：c(NH)+c(H+)____c(NH3?H2O)+c(OH-)(NH3?H2O的Kb=1.8×10-5)【答案】(1).2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ/mol(2).C(3).(4).該反應(yīng)正向放熱，升高溫度，平衡向氨分解方向移動，N2物質(zhì)的量增加，分壓增大；物質(zhì)的量不變時，溫度升高，總壓增大，分壓也增大(5).1.36(6).H2O+2e-=H2↑+O2-(7).>【解析】【詳解】(1)工業(yè)上用氨和二氧化碳為原料，在一定條件下合成尿素CO(NH2)2，已知：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)ΔH=-159.5kJ/mol②NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ/mol③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律①+②-③得氨氣與二氧化碳生成尿素和液態(tài)水的熱化學反應(yīng)方程式為2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ/mol；(2)A.平衡常數(shù)K的大小與溫度有關(guān)，與反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)無關(guān)，故A不選；B.一定溫度下，將N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶1充入盛有催化劑的密閉容器中，起始時氮氣的體積分數(shù)為50%，設(shè)達到平衡時氮氣消耗xmol，列式如下：則平衡時氮氣的體積分數(shù)為：==50%，說明隨著反應(yīng)的進行，氮氣的體積分數(shù)始終不變，則氮氣的體積分數(shù)不變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B不選；C.一定溫度下，將N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶1充入盛有催化劑的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進行，氨氣的體積分數(shù)逐漸增大，當氨氣的體積分數(shù)不再改變時，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C選；D.焓變與熱化學方程式有關(guān)，與反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)無關(guān)，故D不選；答案選C；(3)200℃時，將N2(g)和H2(g)以物質(zhì)的量之比為1∶3充入恒壓容器中，容器內(nèi)起始壓強為P0，達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為50%，設(shè)起始時N2(g)和H2(g)分別為1mol、3mol，列式如下：平衡時氣體總物質(zhì)的量為3mol，氮氣所占的分壓為、氫氣所占的分壓為、氨氣所占的分壓為，則平衡常數(shù)KP==；(4)某溫度下，將一定量的NH3充入盛有催化劑的恒容容器中，一段時間達到平衡后，升高溫度，因反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0的正向放熱，升高溫度，平衡向氨分解方向移動，N2物質(zhì)的量增加，分壓增大；物質(zhì)的量不變時，溫度升高，總壓增大，分壓也增大；(5)從反應(yīng)歷程圖可以看出，該反應(yīng)歷程中需要吸收能量的最大能壘(活化能)E=0.49-(-0.87)=1.36eV；(6)根據(jù)工作原理圖可知，膜Ⅰ側(cè)H2O得電子生成H2和O2-，發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為H2O+2e-=H2↑+O2-；(7)25℃時，將2amol/L的稀氨水與amol/L的鹽酸等體積混合后，得等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl和NH3?H2O的混合溶液，溶液中存在電荷守恒：c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，由NH3?H2O的Kb=1.8×10-5可得NH發(fā)生水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh==5.6×10-10，因Kh<Kb，說明NH3?H2O的電離大于NH的水解，所以c(Cl-)>c(NH3?H2O)，結(jié)合電荷守恒式得c(NH)+c(H+)>c(NH3?H2O)+c(OH-)。【點睛】解答第(7)小題時要注意運用Kh、Kb、Kw之間的關(guān)系判斷NH3?H2O的電離程度和NH的水解程度的相對大小，進而得出c(Cl-)和c(NH3?H2O)的大小關(guān)系。18.離子液體是指在室溫附近呈液態(tài)的全部由離子構(gòu)成的物質(zhì)，也稱室溫熔融鹽。離子液體有許多傳統(tǒng)溶劑無法比擬的獨特性能，廣泛應(yīng)用于化學研究的各個領(lǐng)域。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽(簡稱BMIM，結(jié)構(gòu)如圖)是一種常見的離子液體，熔點為6.5℃，可代替有機溶劑用于酶促酯合成以及其它環(huán)境友好的反應(yīng)。請回答下列問題：(1)基態(tài)磷原子價電子排布圖為_________。(2)N、F、P三種元素第一電離能由大到小順序為______。(3)已知分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)，則BMIM中的大鍵可表示為_____。(4)離子晶體的熔點一般較高，如氯化鈉的熔點為801oC，而離子液體的熔點一般低于150℃。結(jié)合BMIM的結(jié)構(gòu)分析離子液體的熔點一般較低的原因：______。(5)下列有關(guān)離子液體的敘述正確的是______。a.離子液體具有良好的導電性，可以作為電池的電解質(zhì)b.離子液體中含有離子鍵、共價鍵、配位鍵和氫鍵等化學鍵c.離子液體與傳統(tǒng)溶劑相比具有難揮發(fā)的優(yōu)點，是一種“綠色”溶劑d.通過改變陽離子、陰離子的不同組合，可以設(shè)計合成出不同的離子液體e.離子液體對有機物有良好溶解性能，而對無機物的溶解性能較差(6)化學家發(fā)現(xiàn)一種組成為N4H的陽離子，其結(jié)構(gòu)中N原子均為sp3雜化，請推測N4H的結(jié)構(gòu)式：__________。(7)某種離子液體低溫下的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知該晶體的密度為ρg/cm3，X+和Y-半徑分別為apm、bpm，X、Y的相對原子質(zhì)量分別用M(X)、M(Y)表示，阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值為NA。該晶胞中離子的體積占晶胞體積的百分率為________(列式即可)【答案】(1).(2).F>N>P(3).(4).離子液體陰陽離子體積很大，結(jié)構(gòu)松散，導致陰陽離子之間的作用力較小，熔點較低(5).acd(6).(7).×100%【解析】【詳解】(1)基態(tài)磷原子原子序數(shù)為15，最外層含有5個電子，價電子排布圖為，故答案為：；(2)同周期從左往右電離能逐漸減大，同主族從上往下電離能逐漸減小，所以N、F、P三種元素第一電離能由大到小為F>N>P，故答案為：F>N>P；(3)的環(huán)中的大鍵由3個碳原子和2個氮原子形成，每個碳原子含有1個電子，每個氮原子有2個電子參與形成大鍵，由于環(huán)中帶一個單位的正電荷，則共有6個電子參與形成大鍵，所以BMIM中的大鍵可表示為，故答案為：；(4)根據(jù)BMIM的結(jié)構(gòu)分析，離子液體陰陽離子體積很大，結(jié)構(gòu)松散，導致陰陽離子之間的作用力較小，熔點較低，故答案為：離子液體陰陽離子體積很大，結(jié)構(gòu)松散，導致陰陽離子之間的作用力較小，熔點較低；(5)a．離子液體是指在室溫附近呈液態(tài)的全部由離子構(gòu)成的物質(zhì)，具有良好的導電性，可以作為電池的電解質(zhì)，a正確；b．氫鍵不屬于化學鍵，b錯誤；c．離子液體是指在室溫附近呈液態(tài)的全部由離子構(gòu)成的物質(zhì)，也稱室溫熔融鹽，所以具有難揮發(fā)的優(yōu)點，是一種“綠色”溶劑，c正確；d．通過改變陽離子、陰離子的不同組合，可以得到不同的離子液體，所以可以設(shè)計合成出不同的離子液體，d正確；e．離子液體對有機和無機物都有良好的溶解性能，e錯誤；故答案為：acd；(6)N4H的中N原子均為sp3雜化，則氮原子要形成4根鍵，所以推出N4H的結(jié)構(gòu)式為