【题目】高炉煤气是炼铁厂排放的尾气，含有H2、N2、CO、CO2及O2，其中N2约为55%、CO约为25%、CO2约为15%、O2约为1.64% (均为体积分数)。某科研小组对尾气的应用展开研究：
Ⅰ.直接作燃料
己知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol， 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol
(1)CO燃烧热的热化学方程式为__________________________________。
Ⅱ. 生产合成氨的原料
高炉煤气经过下列步骤可转化为合成氨的原料气：
在脱氧过程中仅吸收了O2；交换过程中发生的反应如下，这两个反应均为吸热反应：
CO2+CH4
CO+H2 CO+H2O
CO2+H2
(2) 气体通过微波催化交换炉需要较高温度，试根据该反应特征，解释采用较高温度的原
因：________________________。
(3)通过铜催化交换炉后，所得气体中V(H2)：V(N2)=______________________。
Ⅲ.合成氨后的气体应用研究
(4)氨气可用于生产硝酸，该过程中会产生大气污染物NOx。为了研究对NOx的治理，该研究小组在恒温条件下，向2L恒容密闭容器这加入0.2molNO和0.1molCl2，发生如下反应：2NO(g)+Cl2(g) 
2ClNO(g) △H<0。10min 时反应达平衡，测得10min内v (ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)，则平衡后n(Cl2)=___________mol。
设此时NO的转化率为ɑ1，若其它条件不变，上述反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率为ɑ2，则ɑ1_________ɑ2 (填“>”、“<”或“=”)；平衡常数K_______(填“增大”“减小”或“不变”）
(5)氨气还可用于制备NCl3，NCl3发生水解产物之一具有强氧化性，该水解产物能将稀盐酸中的NaClO2氧化成ClO2，该反应的离子方程式为__________________________ 。
Ⅳ.一种用高岭土矿(主要成分为SiO2、Al2O3，含少量Fe2O3)为原料制备铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示。回答下列问题：
(6)当“酸溶”时间超过40min时，溶液中的Al2(SO4)3会与SiO2反应生成Al2O3·nSiO2，导致铝的溶出率降低，该反应的化学方程式为________________________。
(7)检验“除铁”过程中铁是否除尽的方法是_________________________。
(8)“中和”时，需控制条件为20℃和pH=2.8，其原因是__________________________。
【答案】 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol 该反应是吸热且熵增的反应，只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0，反应才有利于自发进行 88.36∶55(或1.61∶1或8∶5) 0.025 < 不变 HC1O+2C1O2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O Al2(SO4)3+nSiO2
Al2O3·nSiO2+3SO3↑ 取少许溶液于试管中,向其中滴入KSCN溶液,观察溶液是否变红 最大限度抑制Al3+的水解
【解析】(1)设①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol， ② 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol ，
根据盖斯定律可知①-②×1/2即得到CO的燃烧热的热化学方程式：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol。
(2)微波催化交换中发生的反应为CO2+CH4=2CO+2H2 ， ΔH>0，ΔS>0，根据吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS，要使反应能自发进行，必须ΔG<0，因此必须采取较高的温度，故答案为：该反应是吸热且熵增的反应，只有在较高温度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0，反应才有利于自发进行。
(3)设高炉煤气中N2体积为55，则CO、CO2、H2的体积分别为25、15、3.36。反应前后N2的体积不变，根据CO2+CH4=2CO+2H2可知生成CO、H2的体积分别为30、30，所以总的CO的体积为55，根据CO+H2O=CO2+H2可得生成的H2体积为55，所以总的H2的体积为3.36+30+55=88.36，所以通过铜催化交换炉后，所得气体中V(H2)：V(N2)=88. 36：55=1.61∶1或约为8∶5，故答案为88.36∶55(或1.61∶1或8∶5)。
(4) 10min内生成的n(ClNO)=7.5×10-3×10×2mol=0.15mol ，所以反应的n(Cl2)=0.075mol ，故平衡后n(Cl2)=0.1mol-0.075mol=0.025mol；对反应2NO(g)+Cl2(g) 
2ClNO(g)，恒容的条件下，反应体系的压强在减小，若改为在恒压条件下进行，则相当于在恒容的基础上增大压强，平衡正向移动，NO的转化率增大，故ɑ1<ɑ2；温度不变，平衡常数K不变。
(5) NCl3发生水解产物之一具有强氧化性，根据水解的规律，Cl的化合价不变仍为+1价，所以水解产物为HClO，HClO与C1O2-发生氧化还原反应生成ClO2，同时还有Cl-生成，离子方程式为：HC1O+2C1O2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O。
(6)长时间加热，硫酸铝溶液变为硫酸铝晶体而发生分解生成Al2O3和SO3，Al2O3与SiO2结合生成Al2O3·nSiO2，化学方程式为：Al2(SO4)3+nSiO2
Al2O3·nSiO2+3SO3↑。
(7)除铁步骤就是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，要检验“除铁”过程中铁是否除尽，只要取“除铁”后的滤液，向其中滴入KSCN溶液，观察溶液是否变红，若变红则表示未除尽，反之已经除尽。故答案为：取少许溶液于试管中，向其中滴入KSCN溶液,观察溶液是否变红。
(8)中和结晶时，Al3+会发生水解，水解是吸热反应，低温不利于水解的进行，Al3+水解呈酸性，在较低的pH下，H+浓度较大也有利抑制Al3+的水解，故答案为：最大限度抑制Al3+的水解。
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【题目】在恒容密闭容器中进行的反应:2CO2(g)+6H2(g) 
C2H5OH(g)+3H2O(g) △H。在某压强下起始时按不同氢碳比[n(H2)/n(CO2)]投料(见图中曲线①②③)，测得CO2平衡转化率与温度关系如下图所示，下列有关说法不正确的是
A. 该反应:△H<0
B. 氢碳比:①>②>③
C. 其它条件不变的情况下，加入无水氯化钙CO2的转化率降低
D. 若起始CO2浓度为2mol·L一1、H2为4mol.L一1,在图中曲线③氢碳比条件下进行，则400K时该反应的平衡常数数值约为1.69
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【题目】铝能提炼难熔金属和制成铝热剂，是因为铝（ ）
A.密度小，熔点较低
B.具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热
C.在空气中燃烧，发出耀眼白光
D.是金属
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【题目】下列有关图示分析正确的是（ ）
A. 如图a所示，集气瓶内充满Cl2和CH4的混合气体或NO2和O2的混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，并全部充满集气瓶
B. 如图b所示，X为铁棒，Y为铜棒，a为直流电源，当S闭合后，当b为NaOH溶液，X极附近产生白色沉淀时，电子从X极流入a
C. Pt为电极，电解含0.10 mol M＋和0.1 mol N3＋(M＋、N3＋均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如图c，离子氧化能力M＋＞N3＋＞H＋
D. 图d为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化，则N≡N的键能为946kJ/mol，热化学方程式为：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝-180 kJ/mol
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【题目】某化学实验室需要0.5 mol·L－1硫酸溶液450 mL。根据溶液的配制情况回答下列问题：
（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是______(填序号)，配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是________(填仪器名称)。
（2）现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸来配制450 mL、0.5 mol·L－1的稀硫酸。计算所需浓硫酸的体积为________ mL(保留1位小数)，现有
①10 mL ②25 mL ③50 mL ④100 mL四种规格的量筒，你选用的量筒是________(填代号)。
（3）配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释，稀释时操作方法是__________________________________________________________。
（4）配制时，一般可分为以下几个步骤：
①量取 ②计算 ③稀释 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却
其正确的操作顺序为：②→①→③→________→ ________→________→________→④(填序号)。_________
（5）在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中错误的是________(填代号，下同)，能引起误差偏高的有________。
①洗涤量取浓硫酸后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓硫酸直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓硫酸
④定容时，加蒸馏水超过刻度线，又用胶头滴管吸出
⑤转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后，发现液面低于标线，又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑦定容时，俯视刻度线
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【题目】下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A. 碳酸钙不溶于水，但溶于盐酸
B. 由2NO2(g)
N2O4(g)组成的平衡体系，加压后颜色加深
C. 高压比常压有利于合成氨的反应
D. 用热的纯碱溶液洗油污时，去污效果好
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【题目】在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中最多的离子是（ ）
A.Fe3+
B.Fe2+
C.Cu2+
D.H+
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【题目】“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是( )
①能耗小是该方法的一大优点
②整个过程中，有两种物质可以循环利用
③“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发、结晶
④该方法可减少碳排放，“捕捉”到的CO2还可用来制备甲醇等产品
A. ①③ B. ②④ C. ③④ D. ①④
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【题目】C60、金刚石和石墨的结构模型分别如下图所示(金刚石、石墨仅表示出部分结构)：
(1)等质量的C60、金刚石和石墨三者完全燃烧产生的二氧化碳的物质的量________，在一定条件下它们相互之间能否转化？________(填“能”或“不能”)。
(2)固态时C60、金刚石和石墨三者为分子晶体的是________。
(3)石墨是层状结构，层与层之间可以滑动，其硬度比金刚石小很多的原因是________________。
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