知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义．
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H₁
2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H₂
NO₂（g）+SO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）△H₃
则△H₃=     （用△H₁、△H₂ 表示），如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，则K₃=    （用K₁、K₂ 表示）．
（2）如图1所示，A是恒容的密闭容器，B是一个体积可变的充气气囊．保持恒温，关闭K₂，分别将2mol NO 和1mol O₂ 通过K₁、K₃ 分别充入A、B 中，发生的反应为2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）[[不考虑2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）]，起始时A、B 的体积相同均为a L．

①下列说法和示意图2正确，且既能说明A容器中反应达到平衡状态，又能说明B容器中反应达到平衡状态的是    ．
a．A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化
b．A、B 容器中NO 和O₂物质的量浓度比均为2：1
②T℃时，A 容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp=8×10^-2（kPa）^-1．若A 容器中反应达到平衡时p（NO₂）=200kPa，则平衡时NO的转化率为    ．（Kp 是用平衡分压代替平衡浓=×度计算所得平衡常数，分压总压物质的量分数）
（3）将0.2mol SO₂ 和0.15mol O₂通入2L 的密闭容器中，测得SO₂的物质的量随时间变化如图3实线所示．
编号 a b c d e
n（SO₂）/mol 0.16 0.12 0.09 0.07 0.07
t/min 2 5 8 15 22
①ab段平均反应速率    （填“大于”“小于”或“等于”）bc 段平均反应速率：de 段平均反应速率为    ．
②仅改变某一个实验条件，测得SO₂ 的物质的量随时间变化如图3中虚线所示，则改变的条件    是    ．

难度：中等

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2．氮及其化合物在科技、社会生活中有着广泛的应用．请按要求回答下列问题．
（1）已知：N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ/mol
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ/mol
2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H=-52.7kJ/mol
火箭常用N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，请写出气态胼在气态N₂O₄中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：    ．
（2）氮的氧化物间的平衡转化如图1所示：A是恒温恒容的容器，B是耐腐蚀、易导热、容积可变的密闭透明气囊．关闭K₂，将各l mol NO₂通过K_l、K₃分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL．

①可用于判断B中可逆反应2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）已经达到平衡的标志是（写出一项）    ．
②容器A中到达平衡所需时间3s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率V（N₂O₄）=    ；平衡常数的值K=    ．
若此时打开K₂，平衡后B容器的体积缩至0.3a L，则打开K₂之前，气球B体积为    L．
若原平衡后在A容器中再充入0.6mol N₂O₄，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO₂的体积分数（填写“变大”、“变小”或“不变”）    ．
（3）以N₂、H₂为电极反应物、HCl-NH₄Cl为电解质溶液，使用新型电极材料，可制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，原理如图2所示：
①该燃料电池的负极为（填“a“或“b“）    ．
②电池正极反应式为    ．

难度：中等

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3．（2016•鹰潭校级模拟）一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料．有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H₂中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO₂，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资
料如图1、2：
则：（1）①不用通入O₂氧化的方法除去CO的原因是    ．
②SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）
△H=    ．
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数K=9．如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H₂O的物质的量都是0.60mol，5min末达到平衡，则此时CO的转化率为    ，
H₂的平均生成速率为    mol•L^-1•min^-1．
（3）CO与H₂反应还可制备CH₃OH，CH₃OH可作为燃料使用，用CH₃OH和O₂组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图3．
电池总反应为：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，则c电极是    （填“正极”或“负极”），c电极的反应方程式为    ．若用该电池电解精炼铜（杂质含有Ag和Fe），粗铜应该接此电源的    极（填“c”或“d”），反应过程中析出精铜64g，则上述CH₃OH燃料电池，消耗的O₂在标况下的体积为    L．

难度：中等

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4．氮的氧化物（如NO₂、NO₄、N₂O₅等）应用很广，在一定条件下可以相互转化．
（l）从N₂O₅可通过电解或臭氧氧化N₂O₄的方法制备．电解装置如图1所示（隔膜用于阻止水分子通过），其阳极反应式为    ．

己知：2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H₁
NO（g）+O₃（g）═NO₂（g）+O₂（g）△H₂
2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H₃
2N₂O₅（g）═4NO₂（g）+O₂（g）△H₄
则反应N₂O₄（g）+O₃（g）═N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=    ．
（2）从N₂O₅在一定条件下发生分解：2N₂O₅（g）═4NO₂（g）+O₂（g）．某温度下测得恒容密闭容器中N₂O₅浓度随时间的变化如下表：
t/min 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
c（N₂O₅）/mol/L 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17
设反应开始时体系压强为P₀，第2.00min时体系压强为p，则p：p₀=    ；
1.00～3.00min内，O₂的平均反应速率为    ．
（3）从N₂O₄与NO₂之间存在反应N₂O₄⇌2NO₂（g）．将一定量的N₂O₄放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[a（N₂O₄）]随温度变化如图1所示．
①图中a点对应温度下，已知N₂O₄的起始压强p₀为108kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数K_p=    （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
②由图推测N₂O₄（g）⇌2NO₂（g）是吸热反应还是放热反应，说明理由    ，若要提高N₂O₄转化率，除改变反应温度外，其他措施有    （要求写出两条）．
③对于反应N₂O₄（g）⇌2NO₂（g），在一定条件下N₂O₄与NO₂的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N₂O₄）=k₁•p（N₂O₄），v（NO₂）=k₂[p（NO₂）]²．其中，k_l、k₂是与反应及温度有关的常数．相应的速率一压强关系如图所示：一定温度下，k_l、k₂与平衡常数K_p的关系是k_l=    ，在图标出的点中，指出能表示反应达到平衡状态的点并说明理由    ．

难度：中等

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5．近年来我国汽车拥有量呈较快增墙长趋势，NO_x、CO是汽车尾气中的主要污染物，

（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如图1如下：
写出该反应的热化学方程式
（2）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x．碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，在某温度时，探究某种催化剂作用下反应 2NO+2CO⇌N₂+2CO₂△H＜0的反应速率．用气体传感器测得不同时间的 NO和C0浓度如下表：
时间（s） 0 1 2 3 4 5
c（NO）
（×lO^-4mol•L^-1） 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c（CO）
（×lO^-3mol•L^-1） 2.70 2.15 1.95 1.85 1.80 1.80
请回答下列问题：
①计算以v（CO）表示0-3s内的反应速率    在该温度下反应的平衡常数K=    L•mol^-1
②对于该可逆反应，通过综合分析以上信息，至少可以说明    （填宇母）
A．该反应使用催化意义不大
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应体系达到平时至少有一种反应物的百分含量减小
（3）C0分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准．该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y₂A₃）和氧化锆（ZrO₂）晶体．能传导0^2-则负极的电极反应式为    ，以该电池为电源．以石墨为电极，电解2LO.1mol•L^-1KCl溶液，写出电解反应的离子方程式    ，电解一段时间后．取25mL上述电解后的溶液．滴加0.21mol•L^-1醋酸得到如图2曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）．根据图计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为    g．

难度：中等

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6．甲醇（CH₃OH）是重要的溶剂和替代燃料．
（1）CO和H₂的混合气体俗称合成气，可以在一定条件下制备甲醇．CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H＜0，该反应平衡常数的表达式为    ．若压强、投料比x[n（CO）/n（H₂）]对该反应的影响如图所示，则图1中曲线所示的压强关系：p₁     p₂ （填“=”“＞”或“＜”）．

（2）NH₄Cl（s）=NH₃（g）+HCl（g）△H=+163.9kJ•mol^-1
HCl（g）+CH₃OH（g）→CH₃Cl（g）+H₂O（g）△H=-31.9kJ•mol^-1
写出氯化铵和甲醇反应的热化学方程式    ，该反应在一定条件下能自发进行的原因是    ．
由图2知，HCl和CH₃OH的混合气体通过催化剂时的最佳流速在20L•min^-1～30L•min^-1之间．流速过快，会导致氯甲烷产率下降，原因是    ．流速过慢，会使副产物二甲醚增多，其反应为2CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O，生产中常通入适量的水蒸气，该操作对制备CH₃Cl的影响是    ．
（3）将有机污水去除氧气后加入到如图3所示的微生物电解池内，可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇．写出电解时阴极的电极反应式    ．

难度：中等

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7．

（2016•泉州模拟）三氯氢硅（SiHCl₃）是生产多晶硅的主要原料．由粗硅制三氯氢硅的反应如下：

	反应的热化学方程式	平衡常数（300℃）
主反应	Si（s）+3HCl（g）⇌SiHCl₃（g）+H₂（g）△H=-210kJ•mol^-1	K₁（mol•L^-1）^-1
副反应	Si（s）+4HCl（g）⇌SiHCl₄（g）+2H₂（g）△H=-240kJ•mol^-1	K₂（mol•L^-1）^-1

回答下列问题：
（1）写出SiHCl₃的结构式．
（z） SiHCl₃，在NaOH溶液中剧烈反应放出H₂，该反应的化学方程式为．
（3）硅的平衡转化率与投料比

n(HCl)

n(Si)

的关系如图，则图中温度T₁、T₂、T₃的大小顺序为．
（4）平衡时，

c(SiHCl3)

c(SiCl4)

的值a随着

c(H2)

c(HCl)

的值b的变化而变化．则

= （用含K_l、K₂的代数式表示）；根据关系式，工业上用H₂适当稀释HCl来提高SiHCl₃的纯度．请用平衡移动原理加以解释．
（5）也可用H₂还原SiCl₄来制取SiHCl₃．300℃时该反应的热化学方程式为．

难度：中等

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8． SO₂在生产，生活中有着广泛的用途．
（1）请你列举一个SO₂在生活中的用途    ．
（2）SO₂在工业上常用于硫酸生产：2 SO₂（g）+O₂ （g）⇌2SO₃ （g），该反应在一定条件下进行时的热效应如图1所示，则其逆反应的活化能为    ．
（3）图2中L、X表示物理量温度或压强，依据题中信息可判断：①X表示的物理量是    ，理由是    ；②L₁    L₂（填“＞“、“＜“或“=“）．
（4）在容积固定的密闭容器中，起始时充入0.2mol SO₂和0.1mol O₂反应体系起始总压强0.1MPa．反应在一定的温度下达到平衡时SO₂的转化率为90%．该反应的压强平衡常数K_p=    （用平衡分压代替平衡浓度计算．分压=总压×物质的量分数）．
（5）利用原电池原理，也可用SO₂和O₂来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极．请写出该电池负极的电极反应式    ．

难度：中等

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9．（2016•安徽校级模拟）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．
①据图可知，p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序是；
②在压强为p₄、1100°C的条件下，该反应5min时达到平衡X点，反应的平衡常数为．

难度：中等

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10．（2016•益阳模拟）工业上可以以煤和水为原料通过一系列转化变为清洁能源氢气或工业原料甲醇．
（1）用煤制取氢气的反应是：C（s）+2H₂O（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）△H＞0
若已知碳的燃烧热a和氢气的燃烧热b    （填“能”或“不能”）求出上述反应的△H．若能则求出其△H（若不能请说明理由）：    ．
（2）工业上也可以仅利用上述反应得到的CO₂和H₂进一步合成甲醇，反应方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
①工业生产过程中CO₂和H₂的转化率    （填“前者大”、“后者大”、“一样大”或“无法判断”），为了提高甲醇的产率可以采取的措施是    （填两点）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂进行上述反应．测得CO₂和CH₃OH（g）浓度随时间变化如右图所示．
ⅰ．该温度下的平衡常数为    ．10min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1mol CO₂（g）和1mol H₂O（g），则平衡    （填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
ⅱ．对于基元反应aA+bB═cC+dD而言，其某一时刻的瞬时速率计算公式如下：正反应速率为v_正=k_正•c（A）^a•c（B）^b；逆反应速率为v化学-选修2：化学与技术_逆=k_逆•c（C）^c•c（D）^d，其中k_正、k_逆为速率常数．若将上述反应视为基元反应则在上述条件下k_逆：k_正=    ．反应进行到第3min时正逆反应瞬时速率之比为    ．

难度：中等

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t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c（N₂O₅）/mol/L	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

时间（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO）（×lO^-4mol•L^-1）	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO）（×lO^-3mol•L^-1）	2.70	2.15	1.95	1.85	1.80	1.80

编号	a	b	c	d	e
n（SO₂）/mol	0.16	0.12	0.09	0.07	0.07
t/min	2	5	8	15	22