知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂表面与水发生反应生成NH₃：N₂+3H₂O⇌2NH₃+ $%20%5Cfrac%20%7B3%7D%7B2%7D$ O₂，进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见表（反应时间3h）：
T/℃ 30 40 50
生成NH₃量/（10^-6 mol） 4.8 5.9 6.0
请回答下列问题：
（1）50℃时从开始到3h内以O₂物质的量变化表示的平均反应速率为 ______ mol•h^-1．
（2）该反应过程与能量关系可用如图表示，则反应的热化学方程式是 ______ ．
（3）与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢．请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议： ______ ．
（4）工业合成氨的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N₂和4mol H₂，达到平衡时，N₂的转化率为50%，体积变为10L．求：
①该条件下的平衡常数为 ______ ；
②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同．反应放出的热量 ______ （填“＞”“＜”或“=”）92.4kJ．

难度：较易

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2．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为 ______ ；
（2）反应开始至2min，气体Z的反应速率为 ______ ；
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的 ______ 倍；
②若此时将容器的体积缩小为原来的 0.5倍，达到平衡时，容器内温度将降低（容器不与外界进行热交换），则该反应的正反应为 ______ 反应（填“放热”或“吸热”）．
（4）若X为固体、Y、Z为气体，计算该温度下的平衡常数 ______ ．

难度：较易

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3．已知提示：物质的转化率（%）= $%20%5Cfrac%20%7B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%E7%89%A9%E8%BD%AC%E5%8C%96%E7%9A%84%E7%89%A9%E8%B4%A8%E7%9A%84%E9%87%8F%7D%7D%7B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%E7%89%A9%E8%B5%B7%E5%A7%8B%E7%9A%84%E7%89%A9%E8%B4%A8%E7%9A%84%E9%87%8F%7D%7D$ ×100%
在2L的容器中进行下列可逆反应，各物质的有关数据如下：
aA （g）+bB （g）⇌2C（g）
起始物质的量（mol）：1.5     1           0
2s末物质的量（mol）：0.9     0.8          0.4
则：①该可逆反应的化学方程式可表示为 ______ ；
②0到2s用物质B来表示的反应速率为 ______ ；
③从反应开始到2s末，A的转化率为 ______ ；
④下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 ______ ．
A．vB（反应）=vC（生成）
B．容器内气体的总压强保持不变
C．容器内气体的密度不变
D．vA：vB：vC=3：2：2
E．容器内气体C的物质的量分数保持不变．

难度：较易

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4．甲醇是重要的化工原料．利用合成气（主要成分CO，CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生主要反应如下：
CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）
甲醇与CO的结构式分别如图：

（1）已知反应中相关化学键键能数据如表：
化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H
键能（kJ．mol^-1） 436 343 1076 465 413
利用反应合成1mol甲醇反应 ______ （填“放出”或“吸收”）能量 ______ kJ
（2）温度为110℃条件下，向体积2L的密闭容器充2molCO₂与4molH₂，发生反应，10min后达到平衡状态后测得甲醇浓度为0.5mol．L^-1．求氢气的反应速率： ______ ．
（3）将甲醇与氧气分别通入如图所示的装置的电极中，可构成甲醇燃料电池，请回答下列问题：
通入甲醇的电极是 ______ （填“正”或“负”）极，反应时该电极附近的现象是 ______ ，溶液中K⁺向 ______ （填“正”或“负”）极移动：写出正极反应式： ______ ；若电池工作过程中通过2mol电子，则理论上消耗O₂______ L（标准状况）．

难度：较易

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5．一定条件下，可逆反应A₂（g）+B₂（g）⇌2C（g）达到平衡时，各物质的平衡浓度分别为c（A₂）=0.4mol•L^-1；c（B₂）=0.1mol•L^-1；c（C）=1.6mol•L^-1．
（1）若反应开始时，反应容器中未加入B，10S后达到平衡，则10S内用C的浓度变化表示的化学反应速率为 ______ ．
（2）若A₂、B₂、C的初始浓度分别用a、b、c表示（mol•L^-1），则：a、b应满足的关系是 ______ ．a的取值范围是 ______ ．

难度：较易

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6．有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）．向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：

时间/min 浓度/（mol•L^-1）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

（1）10～20min内，N₂的平均反应速率v（N₂）= ______ ．
（2）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 ______ （填字母序号）．
A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
（3）40min后的反应速率 ______ （填“一定”或“不一定”）比20～30min内的反应速率快．

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7．在2L的密闭容器中，充入1mol N₂和3molH₂，在一定条件下反应，2分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混和气体的压强比反应前混和气体的压强减小了 $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7B10%7D$ ，填写下列空白：
（1）平衡时混合气体中N₂、H₂和NH₃的物质的量之比： ______
（2）2分钟内，NH₃的平均反应速率为： ______
（3）反应前和平衡时混合气体的平均摩尔质量之比为： ______ ．

难度：较易

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8． CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径．
已知反应Fe（s）+CO₂（g）⇌FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K₁；
反应Fe（s）+H₂O（g）⇌FeO（s）+H₂（g）的平衡常数为K₂．
在不同温度时K₁、K₂的值如下表：

温度（绝对温度）	K₁	K₂
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

（1）推导反应CO₂（气）+H₂（气）⇌CO（气）+H₂O（气）的平衡常数K与K₁、K₂的关系式： ______ ．
（2）通过K值的计算，（1）中的反应是 ______ 反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO₂和H₂O（气），在1173开时发生反应并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应的条件．各物质的浓度变化如下表：

时间/min	CO₂	H₂O	CO	H₂
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
3	c₁	c₂	c₃	c₃
4	c₁	c₂	c₃
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的该化学反应的速率是： ______ ．
②在3～4min之间，反应处于 ______ 状态（填“平衡”或“非平衡”）．
③第6min时，平衡向 ______ 方向移动，可能的原是 ______ ．

难度：较易

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9．一定温度下，在容积为1L的密闭容器中进行反应：aN（g）⇌bM（g），M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）此反应的化学方程式中a：b= ______
（2）t₁到t₂时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为： ______ mol/（L．min）
（3）下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 ______
A．反应中M与N的物质的量之比为1：1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．N的物质的量不再变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M．

难度：易

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10．气候变暖冰川融化将会对人类产生极大的灾害．如南极冰盖全部融化，南太平洋上的美丽岛国图瓦卢很可能成为首个“沉没”的国家，喜马拉雅山冰川融化尼泊尔会有“灭顶”之灾，近海城市遭受城市淹没、海啸等灾害．所以合理利用资源，加强环境保护．降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流．
（1）下列措施对有效减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳不适合的是 ______
A．使用天然气等燃料　　　B．植树造林，保护森林，保护植被
C．大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电，大力推行太阳能的综合开发 D．立即减少煤和石油化石燃料的使用
E．建筑物中尽量利用自然通风采光，推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高
F．全民倡导出行时多步行和骑自行车；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率
（2）目前用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于保护 ______ ．
（3）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质．如将CO₂和H₂以1：4比例混合通入反应器，在适当条件下反应可获得一种重要能源．请完成以下化学方程式：CO₂+4H₂= ______ +2H₂O
（4）收集提纯炼铁、炼钢等工厂所排放的气体，可得高纯度的CO，在适当的条件下，用CO和H₂反应可获得人工合成汽油，也可减少碳的排放，节约能源．假设此人工合成汽油是碳原子数为5～8的烷烃，要达到合成汽油的要求，通入反应装置里的CO和H₂的物质的量之比范围是 ______ ≤n（CO）/n（H₂）≤ ______ （保留最简分数比形式）
（5）探究CO₂来生产燃料甲醇（CH₃OH）的反应原理，现进行如下实验在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）= ______ ．

难度：中等

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化学键	H-H	C-O	C≡O	H-O	C-H
键能（kJ．mol^-1）	436	343	1076	465	413

T/℃	30	40	50
生成NH₃量/（10^-6 mol）	4.8	5.9	6.0