16．碳和氮的化合物與人類(lèi)生產(chǎn)、生活密切相關(guān)．

（1）在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：
Ni（s）+4CO（g）$?_{180～200℃}^{50～80℃}$Ni（CO）₄（g），△H＜0；
利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳．下列說(shuō)法正確的是C（填字母編號(hào)）．
A．增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率，Ni的轉(zhuǎn)化率降低
B．縮小容器容積，平衡右移，△H減小
C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO再次達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)降低
D．當(dāng)4V_正[Ni（CO）₄]=V_正（CO）時(shí)或容器中混合氣體密度不變時(shí)，都可說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)
（2）CO與鎳反應(yīng)會(huì)造成含鎳催化劑的中毒．為防止鎳催化劑中毒，工業(yè)上常用SO₂將CO氧化，二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫．
已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-Q₁ kJ•mol^-1
S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-Q₂ kJ•mol^-1
則SO₂（g）+2CO（g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-（2Q₁-Q₂） kJ•mol^-1；
（3）對(duì)于反應(yīng)：2NO（g）+O₂═2NO₂（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O₂，在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)（P₁、P₂）下隨溫度變化的曲線(xiàn)（如圖1）．
①比較P₁、P₂的大小關(guān)系p₂＞p₁；
②700℃時(shí)，在壓強(qiáng)為P₂時(shí)，假設(shè)容器為1L，則在該條件平衡常數(shù)的數(shù)值為$\frac{1}{144}$（最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)形式）；
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理如圖2所示．該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；若該燃料電池使用一段時(shí)間后，共收集到20mol Y，則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為224L．

15．（1）某同學(xué)做如圖實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)反應(yīng)中的能量變化．

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后（a）中溫度升高，由此可以判斷（a）中反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（b）中溫度降低，根據(jù)能量守恒定律，（b）中反應(yīng)物的總能量應(yīng)該低于其生成物的總能量．
（2）下列反應(yīng)：
①氫氧化鈉與硫酸，②一氧化碳與氧氣，③八水合氫氧化鋇與氯化銨，④金屬銅與硝酸銀．
其中（用序號(hào)填空）：能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是②④．

14．能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力，通過(guò)化學(xué)方法可以使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化，從而開(kāi)辟新能源和提高能源的利用率．
（1）氫氣在O₂中燃燒的反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“放”或“吸”），這是由于反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；
（2）從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度來(lái)看，是由于斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵放出的總能量．已知破壞1mol H-H鍵、1mol O═O鍵、1mol H-O鍵時(shí)分別需要吸收436kJ、498kJ、463kJ的能量．則2mol H₂（g）和1mol O₂（g）轉(zhuǎn)化為2mol H₂O（g）時(shí)放出的熱量為482kJ．

13．已知A（g）+B（g）?C （g）+D（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如表：

溫度/°C	700	800	830	1000	1200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C）c（D）}{c（A）c（B）}$，△H＜0（填“＜”“＞”“=”）；
（2）830°C時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v（A）=0.003mol•L^-1•s^-1，則6s時(shí)c（A）=0.022mol•L^-1，C的物質(zhì)的量為0.09mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為80%
（3）判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為c（填正確選項(xiàng)前的字母）；
a．壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變           b．氣體的密度不隨時(shí)間改變
c．c（A）不隨時(shí)間改變           d．單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等
（4）1200°C時(shí)反應(yīng)C（g）+D（g）?A（g）+B（g）的平衡常數(shù)的值為2.5．

12．MnO₂是-種重要的無(wú)機(jī)功能材料，工業(yè)上從錳結(jié)核中制取純凈的MnO₂工藝流程如圖所示：

部分難容的電解質(zhì)濃度積常數(shù)（Ksp）如下表：

化合物	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
Ksp近似值	10-17	10-17	10-39

已知，一定條件下．MnO₄^-可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂
（1）步驟Ⅱ中消耗0.5molMn²⁺時(shí)，用去1mol•L^-1的NaClO₃溶液200mL．該反應(yīng)離子方程式為2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+8H⁺+Cl₂↑
（2）已知溶液B的溶質(zhì)之一可循環(huán)用于上述生產(chǎn)，此物質(zhì)的名稱(chēng)是氯酸鈉
（3）MnO₂是堿性鋅錳電池的正極材料．放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH，該電池正極的電極反應(yīng)式是MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-．如果維持電流強(qiáng)度為5A，電池工作5分鐘，理論消耗鋅0.5g（已知F=96500C/mol）
（4）向廢舊鋅錳電池內(nèi)的混合物（主要成分MnOOH，Zn（OH）₂）中加入一定量的稀硫酸和稀草酸（H₂C₂O₄），并不斷攪拌至無(wú)CO^₂產(chǎn)生為止，寫(xiě)出MnOOH參與反應(yīng)的離子方程式為2MnOOH+H₂C₂O₄+2H₂SO₄=2CO₂↑+2MnSO₄+4H₂O．向所的溶液中滴加高錳酸鉀溶液產(chǎn)生黑色沉淀，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明黑色陳定成分為MnO₂取少量黑色固體放入試管中，加入少量濃鹽酸并加熱，產(chǎn)生黃綠色氣體，說(shuō)明黑色固體為MnO₂
（5）用廢舊電池的鋅皮制作ZnSO₄•7H₂O的過(guò)程中，需除去鋅皮中少量的雜質(zhì)鐵，其方法是：加入稀H₂SO₄和H₂O₂，鐵溶解變?yōu)镕e³⁺，加堿調(diào)pH為2.7時(shí)，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于1×10^-5mol•L^-1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全）．繼續(xù)調(diào)節(jié)pH為6時(shí)，鋅開(kāi)始沉淀（假定Zn²⁺濃度為0.1mol•L^-1）．若上述過(guò)程不加H₂O₂，其后果和原因是Zn（OH）₂、Fe（OH）₂的Ksp相近，Zn²⁺和Fe²⁺分離不開(kāi)．

11．將等物質(zhì)的量的N₂、H₂混合于2L的固定體積的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)合成氫，經(jīng)5min后達(dá)到平衡，其中c（N₂）：c（H₂）=3：1；將平衡混合氣體中氨氣分離，恰好能與250mL2mol•L^-1的稀硫酸溶液反應(yīng)生成正鹽．
（1）平衡時(shí)混合氣體中NH₃的物質(zhì)的量為1mol，5min內(nèi)NH₃的平均化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol/（L．min）．
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，NH₃的物質(zhì)的量不再變化，原因是單位時(shí)間內(nèi)生成氨氣和分解氨氣的物質(zhì)的量相等．
（3）計(jì)算原容器中N₂的物質(zhì)的量．

10．某研究性學(xué)習(xí)小組做銅與濃硫酸反應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)：
①加熱過(guò)程中發(fā)現(xiàn)試管底部有黑色顆粒狀物質(zhì)，后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨�固體；
②倒去試管中的液體后，將殘余固體（表面含有少量濃硫酸）倒入少量水中，發(fā)現(xiàn)溶液變藍(lán)；并有黑色固體殘余；③將②殘余黑色固體過(guò)濾、洗滌后，向黑色固體中加入過(guò)量濃硝酸并加熱，固體溶解，溶液變藍(lán)；
④向③所得溶液中加入BaCl₂溶液有白色沉淀產(chǎn)生．
下列結(jié)論不正確的是（　�。�

	A．	銅與濃硫酸反應(yīng)生成的白色固體是CuSO4
	B．	①中灰白色固體不可能含有CuO
	C．	②中的黑色固體可能含有CuS或Cu2S
	D．	④中所得的白色沉淀是BaSO3

9．氮化鋁（AlN）是一種人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在溫度高于1500℃時(shí)，通過(guò)碳熱還原法制得．實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為，該碳熱還原反應(yīng)分兩步進(jìn)行：
①Al₂O₃在碳的還原作用下生成鋁的氣態(tài)低價(jià)氧化物X（X中Al與O的質(zhì)量比為6.75：2）；
②在碳存在下，X與N₂反應(yīng)生成AlN．請(qǐng)回答：
（1）X的化學(xué)式為Al₂O．
（2）碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：Al₂O₃（s）+3C（s）+N₂（g）?2AlN（g）+3CO（g）
①寫(xiě)出合成AlN的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（AlN）．{c}^{3}（CO）}{c（{N}_{2}）}$，若該反應(yīng)在高溫下自發(fā)進(jìn)行，則隨著溫度升高，反應(yīng)物N₂的平衡轉(zhuǎn)化率將增大 （填“增大”、“不變”或“減小”），
②在溫度、容積恒定的反應(yīng)體系中，CO濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖曲線(xiàn)甲所示．下列說(shuō)法正確的是CD．
A．從a、b兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到b時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率
B．c點(diǎn)切線(xiàn)的斜率表示該化學(xué)反應(yīng)在t時(shí)刻的瞬時(shí)速率
C．在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：v（N₂）=3v（CO）
D．維持溫度、容積不變，若減少N₂的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)，曲線(xiàn)甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍�線(xiàn)乙
（3）在氮化鋁中加入氫氧化鈉溶液，加熱，吸收產(chǎn)生的氨氣，進(jìn)一步通過(guò)酸堿滴定法可以測(cè)定氮化鋁產(chǎn)品中氮的含量．寫(xiě)出上述過(guò)程中氮化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．

8．已知苯與液溴的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，某校學(xué)生為探究苯與液溴發(fā)生反應(yīng)的原理，用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（夾持裝置已略去）

根據(jù)相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉K₂，開(kāi)啟K₁和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反應(yīng)開(kāi)始．則Ⅱ中的有機(jī)物所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
（2）儀器A的名稱(chēng)為：冷凝管，Ⅳ中NaOH溶液的作用是：吸收尾氣，防止污染空氣；
（3）整套實(shí)驗(yàn)裝置中能防止倒吸的裝置有III和IV（填裝置序號(hào)）．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，開(kāi)啟K₂，關(guān)閉K₁和分液漏斗活塞，使裝置I中的水倒吸入裝置Ⅱ中，這樣操作的目的是吸收裝置Ⅱ中的溴化氫氣體，以免逸出污染空氣．
（5）反應(yīng)結(jié)束后，為了得到較純凈的溴苯，對(duì)Ⅱ中的溶液按下列步驟分離提純：
①依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌．NaOH溶液洗滌的作用是：除去溴苯中溶有的HBr和Br₂；
②洗滌后再干燥，即得到粗溴苯，此粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯，要進(jìn)一步提純，下列操作中必須的是C（填入正確選項(xiàng)前的字母）：
A、重結(jié)晶        B、過(guò)濾        C、蒸餾        D、萃取
（6）此裝置是否能判斷苯與溴發(fā)生的是取代反應(yīng)：是，Ⅲ中的廣口瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀（填“是”則寫(xiě)出能說(shuō)明發(fā)生的是取代反應(yīng)的現(xiàn)象，填“否”則解釋其原因．）

7．20世紀(jì)70年代以后，由于對(duì)氫能源的研究和開(kāi)發(fā)日趨重要，首先要解決氫氣的安全貯存和運(yùn)輸問(wèn)題，儲(chǔ)氫材料和儲(chǔ)氫技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，是大家關(guān)注的熱點(diǎn)之一．儲(chǔ)氫材料范圍由金屬擴(kuò)展至合金甚至有機(jī)物領(lǐng)域，根據(jù)信息材料請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：
I．2Li+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2LiHⅡ．LiH+H₂O=LiOH+H₂↑
已知LiH固體密度為0.8g/cm³，用鋰吸收11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H₂，生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比為$\frac{1}{1120}$．
（2）NaBH₄（氫元素為-1價(jià)）也是一種重要的儲(chǔ)氫載體，能與水反應(yīng)得到NaBO₂，且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH₄+2H₂O═NaBO₂+4H₂↑．
（3）鎂鋁合金（Mg₁₇Al₁₂）是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計(jì)量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得．該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al．得到的混合物Y（17MgH₂+12Al）在一定條件下釋放出氫氣．在6.0mol•L^-1HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H₂．1mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H₂的物質(zhì)的量為52mol．
（4）儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物，如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫：
（g）$?_{高溫}^{Pt-Sn/Al_{2}O_{3}}$（g）+3H₂（g）．
在某溫度下，向容積為2L的恒容密閉容器中加入環(huán)己烷，其起始物質(zhì)的量為a mol，平衡時(shí)體系中壓強(qiáng)為P MPa，苯的物質(zhì)的量為b mol，平衡常數(shù)K_p=$\frac{27^{4}{P}^{3}}{（a-b）（a+3b）^{3}}（MPa）^{3}$（用含a、b、P的代數(shù)式表示，平衡常數(shù)K_p表達(dá)式要求帶單位；用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）．
（5）一定條件下，如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其他有機(jī)物）．

①導(dǎo)線(xiàn)中電流移動(dòng)方向?yàn)锽→E．（用B、E表示）
②生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-═C₆H₁₂．