知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1． 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨．2007年化学家格德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是    ，    ．
（2）已知：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-1266.8kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol，
氨催化氧化的热化学方程式为    ．
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应．隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动．

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此时容积为2.0L．则此条件下的平衡常数为    ；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN₂，平衡将    （填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
②向A、B两容器中均通入xmolN₂和ymolH₂，初始A、B容积相同，并保持温度不变．若要平衡时保持N₂在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为    ．

难度：中等

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2．（2016•郑州三模）（一）Fenton法常用于处理含有难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe²⁺浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物．现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响．实验中控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K下设计如下对比实验（其余实验条件见下表）：
实验序号实验目的 T/K pH c/10^-3mol•L^-1
H₂O₂ Fe²⁺
① 为以下实验作参照物 298 3 6.0 0.30
② 探究温度对降解反应速率的影响 313 3 6.0 0.30
③ 298 10 6.0 0.30
（1）编号③的实验目的是    ．
（2）实验测得不同实验编号中p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示．请根据实验①曲线，计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v（p-CP）=    ．
（3）实验①②表明，温度与该降解反应速率的关系是    ．
（二）已知Fe³⁺和I^-在水溶液中的反应为2I^-+2Fe³⁺=2Fe²⁺+I₂．正向反应速率和I^-、Fe³⁺的浓度关系为v=kc^m（I^-）cⁿ（Fe³⁺）（k为常数）
（4）请分析下表提供的数据回答以下问题：
c（I^-）/（mol•L^-1） c（Fe³⁺）/（mol•L^-1） v/（mol•L^-1•s^-1）
（1） 0.20 0.80 0.032k
（2） 0.60 0.40 0.144k
（3） 0.80 0.20 0.128k
①在v=kc^m（I^-）cⁿ（Fe³⁺）中，m、n的值为    ．（选填A、B、C、D）
A．m=1，n=1        B．m=1，n=2       C．m=2，n=1    D．m=2，n=2
②I^-浓度对反应速率的影响    Fe³⁺浓度对反应速率的影响（填“＜”、“＞”或“=”）．
（三）一定温度下，反应FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g）的化学平衡常数为3.0，该温度下将2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO₂加入容积为2L的密闭容器中反应．请通过计算回答：
（5）v（正）    v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）；若将5mol FeO、4mol CO加入同样的容器中，在相同温度下达到平衡，则CO的平衡转化率为    ．

难度：中等

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3．氮可形成多种化合物，如NH₃、NO₂、N₂O₄等气体．已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是和．已知：N-N键能为167kJ•mol^-1，NO₂中N=O键能为466kJ•mol^-1，N₂O₄中N=O键能为438.5kJ•mol^-1．
（1）写出N₂O₄转化为NO₂的热化学方程式：    ．
（2）在100℃时，将0.40mol的NO₂气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s） 0 20 40 60 80
n（NO₂）/mol 0.40 n₁ 0.26 n₃ n₄
n（N₂O₄）/mol 0.00 0.050 n₂ 0.080 0.080
①上述条件下，从反应开始直至20s时，NO₂的平均反应速率为    mol•L^-1•s^-1．
②n₃    n₄（填“＞”、“＜”或“=”），反应2NO₂⇌N₂O₄的平衡常数K的数值为    （精确到小数点后两位），升高温度后，该反应的平衡常数K将    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N₂O₄气体，要达到上述同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是    mol•L^-1．
（3）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料．电池的总反应为4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g），则该燃料电池的负极反应式：    ．

难度：中等

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4．在一定温度下，将2mol A和2mol B两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），2min末反应达到平衡状态，生成了0.8mol D，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）x值等于    ．
（2）A的转化率为    ．
（3）生成D的反应速率为    ．

难度：中等

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5．（2016春•台州校级期中）某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．由图中数据分析．
（1）达到平衡时，Y的浓度为
（2）反应开始至2min，Z的平均反应速率为
（3）该反应的化学方程式为    ．

难度：中等

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6．（2016•吉林校级四模）亚硫酰氯（SOCl₂）是一种液态的共价化合物，沸点78.8℃，熔点-105℃
它在电池中既是正极反应物，又是电解质溶液中的溶剂．亚硫酰氯（SOCl₂）和磺酰氯（SO₂Cl₂）均是实验室常见的试剂．
已知：SO₂Cl₂（g）⇌SO₂（g）+Cl₂（g）△H=a kJ/mol；K₁  （Ⅰ）
SO₂（g）+Cl ₂（g）+SCl₂（g）⇌2SOCl₂（g）△H=b kJ/mol；K₂ （Ⅱ）
（1）反应2SOCl₂（g）⇌SO₂Cl₂（g）+SCl₂（g）  的平衡常数K=    （用K₁、K₂表示）；该反应△H=    kJ/mol（用a、b表示）．
（2）为研究不同条件对（Ⅰ）中反应的影响，在101kPa、475K时将27.0g SO₂Cl₂充入2.0L的容积不变的密闭容器中，经过6min达到平衡，测得平衡时SO₂Cl₂转化率为60%．则：
①6min时间内Cl₂的平均反应速率为    ．
②平衡时容器内压强为    kPa．
③若要使SO₂Cl₂的转化率减小，除改变温度外，还可改变条件是    （列举一种）．
（3）右图是容量型（Li/SOCl₂）电池，电池总方程式为：8Li+3SOCl₂═6LiCl+Li₂SO₃+2S．
①写出电池工作时正极的电极反应式    ．
②若用此电池做电源，以铂作电极电解100mL 0.2mol•L^-1CuSO₄溶液，当两极各产生标准状况下448mL的气体时，电池负极消耗锂的质量是    ．

难度：中等

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7．随着人们生活水平的提高，环境保护意识越来越强，其中某些含碳、氮的化合物是环境污染的罪魁祸首．

（1）科学家研究消除和利用CO的问题．
①他们发现，在一定条件下氢气能把CO转化成CH₄：CO（g）+3H₂（g）⇌CH₄（g）+H₂O（g）△H＜0．现在恒容密闭容器里按体积比为1：3充入CO和H₂，一段时间后反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是    ．
A．正反应速率先增大后减小   B．氢气的转化率减小
C．化学平衡常数K值增大     D．反应物的体积百分含量增大
上述反应达到平衡后，改变条件，既能同时增大正、逆反应速率又能使平衡逆向移动的措施是    ．
②他们还成功制成了CO一空气碱性（KOH为电解质）燃料电池，则此电池的负极反应式为    ．
（2）汽车尾气中含大量NO，研究表明，可将NO通过下列方法转化成无毒气体
①在200℃、有催化剂存在时，H₂可将NO还原为N₂和生成1mol水蒸气时的能量变化如图1，写出该反应的热化学方程式    ．（△H用含E₁、E₂、E₃等的式子表示）
②某温度下，在2L密闭容器中充入各0.4mol的NO、CO进行反应：2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0，测得NO物质的量变化如图2所示：第6分钟继续加入0.2mol NO、0.2mol CO、0.2mol CO₂和0.3mol N₂，请在图2中画出到9分钟末反应达到平衡时NO的物质的量随时间的变化曲线．
（3）NaCN有剧毒，易造成水污染．常温下，0.1mol/L的NaCN溶液pH为11.0，原因是    （用离子方程式表示）；则HCN的电离常数Ka=    ．

难度：中等

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8．（2016•门头沟区一模）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu₂O的三种方法：
方法I 用碳粉在高温条件下还原CuO
方法II
用肼（N₂H₄）还原新制Cu（OH）₂
方法III 电解法，反应为2Cu+H₂O
电解
.

Cu₂O+H₂↑
（1）已知：2Cu（s）+
1
2
O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-akJ•mol^-1
C（s）+
1
2
O₂（g）=CO（g）△H=-bkJ•mol^-1
Cu（s）+
1
2
O₂（g）=CuO（s）△H=-ckJ•mol^-1
则方法I发生的反应：2Cu O（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=    kJ•mol^-1．
（2）工业上很少用方法I制取Cu₂O，是由于方法I反应条件不易控制，若控温不当，会降低Cu₂O产率，请分析原因：    ．
（3）方法II为加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu（OH）₂来制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂．
该制法的化学方程式为    ．
（4）方法III采用离子交换膜控制电解液中OH^-的浓度而制备纳米Cu₂O，装置如图所示，写出电极反应式
并说明该装置制备Cu₂O的原理    ．
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu₂O分别进行催化分解水的实验：
2H₂O（g）
光照
Cu2O
2H₂（g）+O₂（g）△H＞0，水蒸气的浓度（mol/L）随时间t（min）
变化如下表所示．
序号 Cu₂O a克温度 0 10 20 30 40 50
① 方法II T₁ 0.050 0.0492 0.0486 0.0482 0.0480 0.0480
② 方法III T₁ 0.050 0.0488 0.0484 0.0480 0.0480 0.0480
③ 方法III T₂ 0.10 0.094 0.090 0.090 0.090 0.090
下列叙述正确的是    （填字母代号）．
a．实验的温度：T₂＜T₁
b．实验①前20min的平均反应速率v（O₂）=7×10^-5mol•L^-1•min^-1
c．实验②比实验①所用的Cu₂O催化效率高
d．实验①、②、③的化学平衡常数的关系：K₁=K₂＜K₃．

难度：中等

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9．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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10．（2016•深圳模拟）汽车尾气中排放的N_xO_y和CO，科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化：
2CO（g）+2NO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H₁
（1）已知：CO的燃烧热△H₂=-283kJ•moL^-1．几种化学键的键能数据如下：
化学键 N≡N键 O=O键 N
.
O键
键能kJ/•mol^-1 945 498 630
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₃，则：△H₁=    ．
（2）CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池（石墨为电极），若放电后电解质溶液中离子浓度大小顺序为
c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），则负极的反应式为    ；
（3）在一定温度下，向2L的密闭容器中充入4.0molNO₂和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应
4CO（g）+2NO₂（g）⇌N₂（g）+4CO₂（g）△H＜0，相关数据如下：
0min 5min 10min 15min 20min
c（NO₂） 2.0 1.7 1.56 1.5 1.5
c（N₂） 0 0.15 0.22 0.25 0.25
①5～10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n_正（NO₂）=n_逆（N₂） B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．气体密度不变D．容器内气体压强不变
③20min时，向容器中加入1.0molNO₂和1.0molCO，在t₁时刻再次达到平衡时，NO₂的转化率比原平衡时    （填“变大”、“变小”或“不变”）．
④计算此温度下的化学平衡常数K=
⑤在上述平衡的基础上，在时间t₂、t₃时改变反应的某一条件，反应速率的变化如图所示，则在t₃时刻改变的反应条件是：    ；在时间15-20，t₁-t₂，t₂-t₃，t₄-t₅时的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃、K₄，请比较各平衡常数的大小关系：    ．

难度：中等

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实验序号	实验目的	T/K	pH	c/10^-3mol•L^-1
实验序号	实验目的	T/K	pH	H₂O₂	Fe²⁺
①	为以下实验作参照物	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响	313	3	6.0	0.30
③		298	10	6.0	0.30

	c（I^-）/（mol•L^-1）	c（Fe³⁺）/（mol•L^-1）	v/（mol•L^-1•s^-1）
（1）	0.20	0.80	0.032k
（2）	0.60	0.40	0.144k
（3）	0.80	0.20	0.128k

时间（s）	0	20	40	60	80
n（NO₂）/mol	0.40	n₁	0.26	n₃	n₄
n（N₂O₄）/mol	0.00	0.050	n₂	0.080	0.080

序号	Cu₂O a克	温度	0	10	20	30	40	50
①	方法II	T₁	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	方法III	T₁	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	方法III	T₂	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

	0min	5min	10min	15min	20min
c（NO₂）	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c（N₂）	0	0.15	0.22	0.25	0.25

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