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請(qǐng)從給出的3道化學(xué)題中任選一題做答

1.［化學(xué)——選修化學(xué)與技術(shù)］

請(qǐng)回答氯堿工業(yè)中的如下問題：

(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照固定的比率k(質(zhì)量比)生成的產(chǎn)品。理論上k__________(要求計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果)；

(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時(shí)，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na₂CO₃、②HCl(鹽酸)、③BaCl₂，這3種試劑添加的合理順序是_________(填序號(hào))；

(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。

①圖中X、Y分別是_________、_________(填化學(xué)式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小_________；

②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)

正極：_________；負(fù)極：_________；

③這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處)

___________________________、___________________________。

2.［化學(xué)——選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］

已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問題：

(1)X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為_________，該元素的符號(hào)為_________；

(2)Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為_________，該元素的名稱是_________；

(3)X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構(gòu)型為________________________；

(4)已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ₃，產(chǎn)物還有ZnSO₄和H₂O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________；

(5)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并說明理由____________________________________。

3.［化學(xué)——選修有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)］

A～J均為有機(jī)化合物，它們之間的轉(zhuǎn)化如下圖所示：

 
實(shí)驗(yàn)表明：

①D既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣；

②核磁共振氫譜表明F分子中有三種氫，且其峰面積之比為1∶1∶1；

③G能使溴的四氯化碳溶液褪色；

④1 mol J與足量金屬鈉反應(yīng)可放出22.4 L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題：

(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_________(不考慮立體異構(gòu))，由A生成B的反應(yīng)類型是_________反應(yīng)；

(2)D的結(jié)構(gòu)簡式為___________________________；

(3)由E生成F的化學(xué)方程式為____________，E中的官能團(tuán)有____________(填名稱)，與E具有相同官能團(tuán)的E的同分異構(gòu)體還有____________(寫出結(jié)構(gòu)簡式，不考慮立體異構(gòu))；

(4)G的結(jié)構(gòu)簡式為____________________________________；

(5)由I生成J的化學(xué)方程式為________________________。

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。

（1）寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式???????????????????? 。

已知：? ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)??? ΔH＝－41kJ·mol－1

② C(s)+2H2(g)CH4(g)??????????? ΔH＝－73kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)???? ????? ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下，該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖：

①在其他條件不變時(shí)，請(qǐng)在上圖中畫出平衡時(shí)CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，改變壓強(qiáng)和溫度，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是??? ? ??? ?? ；

A. P3＞P2，T3＞T2???????? B. P1＞P3，T1＞T3??? C. P2＞P4，T4＞T2???????? D. P1＞P4，T2＞T3

③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是 ????? ；

A. 正反應(yīng)速率先增大后減小

B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小

C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值增大

D. 反應(yīng)物的體積百分含量增大

E. 混合氣體的密度減小

F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小

（3）最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式__?????????????????????????? ?? 。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時(shí)盛有1000mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?/span>1，此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是????????????????????? ；若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入?????? （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為??? g。

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
（1）寫出CO₂與H₂反應(yīng)生成CH₄和H₂O的熱化學(xué)方程式                    。
已知： ① CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)    ΔH＝－41kJ·mol^－1
② C(s)+2H₂(g)CH₄(g)            ΔH＝－73kJ·mol^－1
③ 2CO(g)C(s)+CO₂(g)          ΔH＝－171kJ·mol^－1
（2）將燃煤廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO₂(g) + 6H₂(g)CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)。已知一定條件下，該反應(yīng)中CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H₂) / n(CO₂)]的變化曲線如下左圖：
①在其他條件不變時(shí)，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出平衡時(shí)CH₃OCH₃的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n(H₂) / n(CO₂)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO₂(g)和6.0molH₂(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，改變壓強(qiáng)和溫度，平衡體系中CH₃OCH₃(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是            ；

A. P₃＞P₂，T₃＞T₂        B. P₁＞P₃，T₁＞T₃   C. P₂＞P₄，T₄＞T₂        D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是      ；
A. 正反應(yīng)速率先增大后減小
B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小
C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
D. 反應(yīng)物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
（3）最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO₂轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式__                             。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時(shí)盛有1000mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO₄足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是                     ；若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入      （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為   g。