知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时间变化图．
请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线 ______ （填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于 ______ （填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是 ______ ．
A．起始充入的CO为1mol
B．增加CO浓度，CO的转化率增大
C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1mol CO和2mol H₂，再次达到平衡时 $%20%5Cfrac%20%7Bn%28CH_%7B3%7DOH%29%7D%7Bn%28CO%29%7D$ 会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H₂）= ______ ；该温度下CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的化学平衡常数为 ______ ．若保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0.5mol CO、1molH₂、1.5molCH₃OH，此反应进行的方向为 ______ （填“正反应方向”或“逆反应方向）”．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出p₁、p₂，且p₁＞p₂）．

难度：较易

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2．相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充人如图所示反应物，初始时控制活塞K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡．

①达到平衡时，A、C两个容器中NH₃的浓度分别为c_l、c₂，则c₁______ c₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②达到平衡时，若A、B两容器中反应物的转化率分别为α（A），α（B），则 α（A）+α（B） ______ 1（填“＞”、“＜”或“=”）．
③达到平衡时，若容器C的体积是起始时的 $%20%5Cfrac%20%7B3%7D%7B4%7D$ ，则平衡时容器C中H₂的体积分数为 ______ ．

难度：较易

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3． Ⅰ、在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe₂O₃（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO₂（g）．已知该反应在不同温度下的平衡常数如表：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	64.0	50.7	42.9

请回答下列问题：
该反应的平衡常数表达式K= ______ ，△H ______ 0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ、工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化．他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应．相关数据如表：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol				达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
容器编号	CO	H₂O	CO₂	H₂	达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
①	1	4	0	0	t₁		放出热量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t₂		放出热量：Q

（1）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为 ______ ．
（2）计算容器②中反应的平衡常数K= ______ ．

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4．

在恒温条件下起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进行反应：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H₂=-92.4kJ/mol，有关数据及特定平衡状态见表．

容器	起始投入			达平衡时
甲	2molN₂	3molH₂	0molNH₃	1.5molNH₃
乙	amolN₂	bmolH₂	0molNH_3]	1.2molNH₃

（1）若平衡后同种物质的体积分数相同，起始时乙容器通入的N₂的物质的量为 ______ ，
起始时乙中的压强是甲容器的 ______ 倍，乙的平衡常数为 ______
（2）恒容密闭容器中可以发生氨气的分解反应，达平衡后，仅改变下表中反应条件x，下列各项中y随x的增大而增大的是 ______ （选填序号）．

选项	a	b	c	d
x	温度	温度	加入H₂的物质的量	加入氨气的物质的量
y	混合气体的平均相对分子质量	平衡常数K	混合气体的密度	达平衡时氨气的转化率

（3）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对反应的影响，实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示物质的量）：
①像中T₂和T₁的关系是：T₂______ T₁（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）．
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是 ______ （填字母）．
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1mol N₂，3molH₂，经过5min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则NH₃的反应速率为 ______ ．保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q ______ 110.88kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．

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5．我国钾长石（KAlSi₃O₈）的资源比较丰富．工业上可用食盐和钾长石在一定条件下制备氯化钾：NaCl （l）+KAlSi₃O₈（s）⇌KCl （l）+NaAlSi₃O₈（s）．
完成下列填空：
（1）硅原子的核外电子占据了 ______ 个轨道，有 ______ 种能量．
（2）上述反应中涉及到的两种非金属元素单质熔点高低顺序是 ______ 大于 ______ ，原因是 ______ ．
（3）反应中涉及到的六种元素中，具有氖原子电子层结构的简单离子的半径按从小到大的顺序排列 ______ ；位于同一周期的四种元素中，有一种元素的最高价氧化物的水化物和其余元素的最高价氧化物的水化物均能发生反应，这种元素的名称是 ______ ．
工业上在催化剂条件下，用NH₃作为还原剂将烟气中的NOx还原成无害的氮和水，反应方程式可表示为：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）⇌2N₂（g）+3H₂O（g）
（4）一定条件下该反应在容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，生成N₂0.4mol，则平均反应速率υ（NO）= ______ mol/L•min．能够说明反应达到平衡状态的是 ______ ．
a．气体密度不变 b．气体颜色不变 c．υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆 d．平均式量不变
（5）上述反应的平衡常数表达式是 ______ ，其中非极性分子的电子式是 ______ ．
（6）反应达到平衡后，其它条件不变，升高温度，速率υ（N₂）_逆______ 平衡常数K ______ ．（“增大”“减小”“不变”“无法确定”）

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6．在一定温度下，将3mol A和2mol B充入到2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌x C（g）+D（l），2min末反应达到平衡状态，此时C（A）：C（B）：C（C）=1：2：4．由此推断：
（1）x值等于 ______ ．
（2）B平衡时的浓度为 ______ mol/L
（3）A的转化率为 ______ ．
（4）以C表示的反应速率为 ______ mol/（L•s）．
（5）平衡后与开始时气体压强的最简整数比为 ______ ．
（6）在达到平衡的过程中，气体的密度一直 ______ （填增大、减小、不变或无法判断）．

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7．某温度下，向容积为10L的密闭容器中充人1mol A气体和1mol B气体，在一定条件下发生如下反应：A（g）+B（g）⇌2C（g）；经2s后达到平衡，测得B的浓度为0.02mol•L^-1．
（1）该温度下反应的平衡常数为多少？
（2）达到平衡时A的转化率为多少．

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8． Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）⇌H₂（g）+I₂（g）．在716K时，将2mol碘化氢气体充入体积为VL的容器中进行分解，当反应达到平衡时气体混合物中碘化氢的体积分数为0.80，试计算：
（1）该反应的平衡常数K（计算结果用分数表示）．
（2）达平衡时HI的转化率．

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9．通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．
Ⅰ．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，存在以下平衡：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
（1）向1L恒容密闭容器中充人CO和H₂O（g），800℃时测得部分数据如下表．
t/min 0 1 2 3 4
n（H₂O）/mol 0.600 0.520 0.450 0.350 0.350
n（CO）/mol 0.400 0.320 0.250 0.150 0.150
则该温度下反应的平衡常数K= ______ ．
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H₂O（g）、2molCO₂、2mo1H₂，
此时υ_（正）______ υ_（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）一定温度下，在恒容密闭容器中NO₂与O₂反应如下：4NO₂（g）+O₂（g）⇌2N₂O₅（g）；若已知K350℃＜K300℃，则该反应是 ______ 反应（填“吸热”或“放热”）．
Ⅱ．已知CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol^-1、286kJ•mol^-1、726kJ•mol^-1
（4）利用CO、H₂合成液态甲醇的热化学方程式为 ______ ．
（5）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响 ______ ．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：

一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O $%20%C2%A0_%7B%202%20%7D%5E%7B%20-%20%7D$
（6）以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式 ______ ．
（7）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10⁵C的电量时，生成NaOH ______ g．
Ⅳ．煤燃烧产生的CO₂是造成温室效应的主要气体之一．
（8）将CO₂转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
a．6CO₂+6H₂O $%20%5Coverset%7B%5Ctext%7B%E5%85%89%E7%85%A7%7D%2F%5Ctext%7B%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E7%B4%A0%7D%7D%7B%20%7D$ C₆H1₂O₆+6O₂
b．2CO₂+6H₂ $%20%5Cxrightarrow%5B%E2%96%B3%5D%7B%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%7D$ C₂H₅OH+3H₂O
c．CO₂+CH₄ $%20%5Cxrightarrow%5B%E2%96%B3%5D%7B%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%7D$ CH₃COOH
d．2CO₂+6H₂ $%20%5Cxrightarrow%5B%E2%96%B3%5D%7B%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%7D$ CH₂=CH₂+4H₂O
以上反应中，最节能的是，反应c中理论上原子利用率为 ______ ．

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10．已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H＜0．现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为 2L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图．

①图中共有两条曲线X和Y，其中曲线 ______ 表示NO₂浓度随时间的变化．下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 ______ ．
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
②前10min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂）= ______ mol/（L•min）．
③反应25min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是 ______ （用文字表达）；其平衡常数 K（d） ______ K（b）（填“＞”、“=”或“＜”）．

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t/min	0	1	2	3	4
n（H₂O）/mol	0.600	0.520	0.450	0.350	0.350
n（CO）/mol	0.400	0.320	0.250	0.150	0.150