知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．氮的重要化合物如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等，在生产生活中具有重要作用．
（1）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O（l）═H₂O（g）△H₁=+44.0kJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₂=+229.3kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（l）△H₄
则△H₄=    kJ•mol^-1．
（2）使用NaBH₄为诱导剂，可使Co²⁺与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体．
①写出该反应的离子方程式：    ．
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图1所示，则N₂H₄发生分解反应的化学方程式为：    ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有    （任写一种）．

（3）在微电子工业中NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如图2所示．
①氮化硅的化学式为    ．
②a电极为电解池的    （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：    ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是    ．

难度：中等

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3．含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物．回答下列有关问题：
（1）在一定条件下：2N₂（g）+6H₂O（g）═4NH₃（g）+3O₂（g）．已知该反应的相关的化学键键能数据如下：
化学键 N≡N H-O N-H O=O
E/（kJ/mol） 946 463 391 496
则该反应的△H=    kJ/mol．
（2）电厂烟气脱氮的主要反应I：4NH₃（g）+6NO（g）⇌5N₂（g）+6H₂O（g）△H＜0，副反应II：2NH₃（g）+8NO（g）⇌5N₂O（g）+3H₂O（g）△H＞0．
①反应I的化学平衡常数的表达式为    ．
②对于在2L密闭容器中进行的反应I，在一定条件下n（NH₃）和n（N₂）随时间变化的关系如图1所示：

用NH₃表示从开始到t₁时刻的化学反应速率为    （用a、b、t表示）mol/（L•min），图中表示已达平衡的点为    ．
③电厂烟气脱氮的平衡体系的混合气体中N₂和N₂O含量与温度的关系如图2所示，在温度420～550K时，平衡混合气体中N₂O含量随温度的变化规律是    ，造成这种变化规律的原因是    ．
（3）电化学降解法可治理水中硝酸盐的污染．电化学降解NO₃-的原理如图3所示，电源正极为    （填“a”或“b”），阴极电极反应式为    ．

难度：中等

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4．已知2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）反应过程的能量变化如图1所示．已知1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃的△H=-99kJ/mol．请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示    、    ，E的大小对该反应的反应热有无影响？
（2）图中△H=    kJ/mol
（3）该反应通常用V₂O₅作催化剂，V₂O₅的催化循环机理可能为：V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化．写出该催化循环机理的化学方程式为    、    ．
（4）某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图2所示，电极A、B为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．
①该原电池的B为    （填“正极”、“负极”），其电极反应式为    ．
②电解质溶液中H⁺通过质子膜    （填“向左”“向右”、“不”）移动．
③电池总反应式为    ．

难度：中等

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5．下列说法正确的是（　　）

A．反应A（g）⇋2B（g）△H，若正反应的活化能为E_a kJ/mol，逆反应的活化能为E_b kJ/mol，则△H=-（ E_a-E_b）kJ/mol

B．常温下，pH相同的NaOH溶液和Ba（OH）₂溶液中，水的电离程度相同

C．某温度氯化钠在水中的溶解度是20 g，该温度饱和氯化钠溶液的质量分数为20%

D．将浓度为0.1 mol/L HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka（HF）保持不变，

c(F-)

c(H+)

始终保持增大

难度：中等

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6．（2016•嘉兴二模）金属钛（Ti）被称为21世纪金属，在航海、航空、记忆和涂料方面应用广泛，TiO₂是一种优良的光催化剂．20世纪科学家尝试用多种方法将金红石（TiO₂）还原，发现金红石直接氯化是冶炼钛的关键步骤：
TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（g）+O₂（g）△H=+1493kJ•mol^-1，△S=+61J•K^-1•mol^-1
该反应发生温度高达2170℃，能耗大，对设备和生产要求几乎达到苛刻程度．目前科学家采用金红石加碳氯化方法，在较温和条件下成功制取TiCl₄，为人类快速迈进钛合金时代做出了巨大贡献．金红石加碳氯化的主要反应如下：
反应Ⅰ：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+C（s）
高温
TiCl₄（g）+CO₂（g）△H₁，△S₁=+64J•K^-1•mol^-1
反应Ⅱ：TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）
高温
TiCl₄（g）+2CO（g）△H₂，△S₂
已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394.3kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-222.3kJ•mol^-1
请回答：
（1）反应Ⅰ的△H₁=    kJ•mol^-1．
（2）对于气体参加的反应，表示平衡常数K_P时，用气体组分B的平衡压强P（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应Ⅰ的K_P=    （用表达式表示）．
（3）将金红石加碳氯化反应与金红石直接氯化反应比较，从焓变熵变的角度分析金红石加碳氯化能在较温和条件下成功制取TiCl₄的原因    ．
（4）在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂TiO₂表面与H₂O发生反应，2N₂（g）+6H₂O（1）═4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530.4kJ•mol^-1
进一步研究相同条件下NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表：
实验组别 1 2 3 4
T/K 303 313 323 353
NH₃生成量/（10^-6mol） 4.8 5.9 6.0 2.0
O₂生成量/（10^-6mol） 3.6 4.4 4.5 1.5
反应时间/h 3 3 3 3
容器体积/L 2 2 2 2
①请在图中画出上述反应在“有催化剂”与“无催化剂”两种情况下反应过程中体系能量随反应过程的变化趋势示意图（图中标明必要的文字说明）．
②根据表中数据，在303K时，在3h内用氮气表示其平均反应速率为    mol•L^-1•h^-1．判断组别4中反应是否达到平衡状态    （填“是”或“否”），并说明理由    ．

难度：中等

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7．乙醛酸（OHC-COOH）是合成名贵香料的原料之一．
I．由乙二醛催化氧化制乙醛酸的反应如下：
2OHC-CHO（g）+O₂（g）⇌2OHC-COOH（g）△H
（1）已知反应中相关的化学键键能数据如表：
化学键 O=O C-O O-H C-H
键能（kJ•mol^-1） 498 351 465 413
计算上述反应的△H=    kJ•mol^-1．
（2）一定条件下，按照
n(O2)
n(OHC-CHO)
=
1
2
投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率（a）和催化剂催化效率随温度变化如图1所示．

①该反应在A点放出的热量    （填“＞”、“=”或“＜”）B点放出的热量．
②某同学据图推知，生成乙醛酸的速率：v（A）＞v（B），你认为此结论是否正确，简述理由．
③图中A点时，乙醛酸的体积分数为    ．
④为提高乙二醛的平衡转化率，除改变投料比、温度外，还可以采取的措施有    （列举一条）．
Ⅱ．利用惰性电极电解饱和乙二酸和稀硫酸溶液也可以制备乙醛酸，原理如图2所示．
（1）图中的离子交换膜为    （填“阳”或“阴”）膜．
（2）稀硫酸的作用为    ．
（3）生成乙醛酸的电极反应式为    ．

难度：中等

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8．工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl₄（g）+2H₂（g）⇌Si（s）+4HCl（g）△H=+QkJ/mol（Q＞0）某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行上述反应，下列叙述正确的是（　　）

A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl₄的转化率

B．若反应开始时SiCl₄为1 mol，则达平衡时，吸收热量为Q kJ

C．反应至4 min时，若HCl浓度为0.12 mol/L，则H₂的反应速率为0.03 mol/（L•min）

D．反应吸收0.025Q kJ热量时，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好完全反应

难度：中等

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9．

（2016•盐城校级三模）在体积为2L的恒容密闭容器中加入0.6mol的CO和H₂混合气体，在不同温度下反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）达到平衡，平衡时CH₃OH 的体积分数随起始n（CO）：n（H₂）的变化关系如图所示．则下列结论正确的是（　　）

A．反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的△H＜0

B．图示a点n（CO）：n（H₂）=0.5，CO转化率最高

C．若在状态Ⅰ和Ⅱ时，再向体系中充入He，重新达到平衡：c（CH₃OH，状态Ⅱ）=c（CH₃OH，状态Ⅰ）

D．正反应速率ν_正：ν_正（状态Ⅱ）＞ν_正（状态Ⅲ）

难度：中等

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10．

（2016春•天水校级月考）研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关．键能可以简单的理解为断开1mol 化学键时所需吸收的能量．下表是部分化学键的键能数据：
已知白磷的燃烧方程式为：P₄（s）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s），该反应放出热量2378.0 kJ，且白磷分子结构为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点，白磷完全燃烧的产物结构如右图所示，则上表中X为（　　）

化学键	P-P	P-O	O=O	P=O
键能/kJ•mol^-1	197	360	499	X

A．434

B．335

C．237

D．188

难度：较易

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实验组别	1	2	3	4
T/K	303	313	323	353
NH₃生成量/（10^-6mol）	4.8	5.9	6.0	2.0
O₂生成量/（10^-6mol）	3.6	4.4	4.5	1.5
反应时间/h	3	3	3	3
容器体积/L	2	2	2	2

化学键	N≡N	H-O	N-H	O=O
E/（kJ/mol）	946	463	391	496

化学键	O=O	C-O	O-H	C-H
键能（kJ•mol^-1）	498	351	465	413