知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．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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2．（2016春•成都校级月考）已知下列反应（反应所需的其他条件和各物质的化学计量数均已略去）：
A+B
电解
.

M+D+E；  E+M═A+F+B
（1）若A是一种钠盐，该反应是化学工业上制取单质E和化合物M的重要方法．该化学
上工业称为    （选填：硫酸工业  氯碱工业  塑料工业），化学工业上电解A、B混合物时要使用下列试剂（NaOH、Na₂CO₃、HCl、BaCl₂）除去Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等干扰离子，试剂的添加顺序依次为（用最简洁的语言如：过量、适量描述用量要求）：
    ．在25℃，pH=x的盐酸aL与pH=y的M溶液bL恰好中和（x≤6、y≥8）．x+y＞14，则
a
b
=    ；（用x、y表示）且a    b（“＞”“＜”“=”）
（2）若A是一种含氧酸盐，可用于实验室中检验乙醇中水的存在．该反应中电极上会析出红色固体．则其电解反应方程式是：    ．
（3）现有有一种新型的高能电池--钠硫电池（熔融的钠、硫为两极，以Na⁺导电的β-Al₂O₃陶瓷作固体电解质），反应式为：2Na+xS
放电
充电
Na₂Sx，
用该电池作电源电解（如图）含有 0.2mol上述（1）题中A盐溶液500ml时，若此电池工作一段时间后消耗23g Na．则原电池的正极反应为    ；电解后溶液加水稀释至2L，溶液的pH为    ．

难度：中等

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3．铅分布广泛，容易提取，易于加工，为人类使用的第一种金属．
（1）铅在元素周期表的位置为    ．
（2）炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量大而造成严重污染．水溶液中铅的存在形态主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-．各形态铅的浓度分数x与溶液pH变化的关系如图1所示．

①向含Pb²⁺的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清；pH≥13时，溶液中发生的主要反应的离子方程式为
②科研小组发现一种新型试剂DH（s）去除Pb²⁺的效果最好，可除去水中的痕量铅和其他杂质离子．若DH（s）在脱铅过程中发生的主要反应为2DH（s）+Pb²⁺⇌D₂Pb（s）+2H⁺，则脱铅时最合适的pH约为    ．
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为    ．
（4）PbO₂也可以通过石墨电极电解Pb（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂的溶液制取．阳极的电极反应式为    ，阴极上观察到的现象是    ：若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极发生的电极反应式为    ．这样做的主要缺点是    ．
（5）Pb0₂在加热过程发生分解的失重曲线如图2所示．已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（即
样品起始质量-a点固体质量
.
样品起始质量
×100%）的残留固体，若a点固体组成可表示为mPbO₂•nPbO，则m：n=    （近似最简整数比）．

难度：中等

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4．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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5．用如所示装置除去含CN^-，Cl^- 废水中的CN^-时，控制溶液pH为9～10，某电极上产生的ClO^-将CN^-氧化为两种无毒的气体，下列说法正确的是（　　）

A．该电解装置电极材料均为铁

B．除去CN^-的反应：2CN^-+5ClO^-+2OH^-=N₂↑+2CO₃^2-+5Cl^-+H₂O

C．阴极的电极反应式为：Cl^-+2OH^--2e^-=ClO^-+H₂O

D．该装置排放出的气体主要为N₂和CO₂

难度：中等

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6．某小组同学用如下装置电解食盐水，并对电解产物进行探究．

实验装置	电解质溶液	实验现象
	5mol/L NaCl溶液	a极附近	b极附近
		开始时，产生白色浑浊并逐渐增加，当沉入U形管底部时部分沉淀变为橙黄色；随后a极附近沉淀自下而上也变为橙黄色	产生无色气泡

资料显示：

①氯化亚铜（CuCl）为白色粉末，微溶于水；
②氢氧化亚铜（CuOH）为黄色不溶于水的固体，易脱水分解为红色的Cu₂O；
③Cu⁺水溶液中不稳定，酸性条件下易歧化为Cu²⁺和Cu；
④氢氧化铜可以溶于浓NaOH得到蓝色溶液．

（1）经检验，b极产生的气体是H₂，b极附近溶液的pH    （填“增大”、“减小”、或“不变”）；铜丝a应与电源的    （填“正”或“负”）极相连．
（2）同学们分析a极附近生成的白色浑浊是CuCl，则该极的电极反应式是    ．
（3）①橙黄色沉淀中含有Cu₂O，则CuCl转化为Cu₂O的原因是    （用方程式表示）；
②结合离子在溶液中的运动规律，解释“a极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是    ．
（4）同学们通过实验进一步证实沉淀中含有

：将橙黄色沉淀滤出洗涤后，滴加0.2mol/L H₂SO₄至过量，应观察到的现象是．
（5）同学们根据上述实验提出猜想：电解时，Cu做阳极先被氧化为

．为此，他们用Cu电极电解5mol/L NaOH溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡，附近溶液变蓝，未见预期的黄色沉淀．
根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论，并说明理由：．

难度：中等

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7．

（2016春•成都校级月考）用右图所示装置除去含CN^-、Cl^-废水中的CN^-时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO^-将CN^-氧化为两种无污染的气体，下列说法正确的是（　　）

A．阴极的电极反应式为：Cl^-+2OH^--2e ^-=ClO^-+H₂ O

B．阳极的电极反应式为：2CN^-+12OH^--10e^-=N₂↑+2CO ₃^2-+6H₂O

C．电解时使用锂钒氧化物二次电池（V₂O₅+xLi

放电

充电

LixV₂O₅）做电源，电池充电时a 电极的电极反应式为：LixV₂O₅^_xe^-=V₂O₅+xLi⁺

D．除去CN^-的反应：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O

难度：中等

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8．氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮（用NH₃表示）转化为氮气除去，其相关反应的主要热化学方程式如下：
反应①：NH₃（aq）+HClO（aq）═NH₂Cl（aq）+H₂O（I）△H₁=akJ•mol^-1
反应②：NH₂Cl（aq）+HClO（aq）═NHCl₂（aq）+H₂O（I）△H₂=bkJ•mol^-1
反应③：2NHCl₂（aq）+H₂O（I）═N₂（g）+HClO（aq）+3HCl（aq）△H₃=ckJ•mol^-1
（1）2NH₃（aq）+HClO（aq）═N₂（g）+3H₂O（I）+3HCl（aq）的△H=    ．
（2）已知在水溶液中NH₂Cl较稳定，NHCl₂不稳定易转化为氮气．在其他条件一般的情况下，改变
n(NaClO)
n(NH3)
（即NaClO溶液的投入液），溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯（溶液中+1价氯元素的含量）影响如图1所示．a点之前溶液中发生的主要反应为    ．
A．反应①B．反应①②C．反应①②③
反应中氨氮去除效果最佳的
n(NaClO)
n(NH3)
值约为    ．

（3）溶液pH对次氯酸钠去除氨氮有较大的影响（如图2所示）．在pH较低时溶液中有无色无味的气体生成，氨氮去除效率较低，其原因是    ．

（4）用电化学法也可以去除废水中氨氮．在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低，但在溶液中再加入一定量的氯化钠后，去除效率可以大大提高．反应装置如图3所示，b为电极    极，电解时阴极的电极反应式为    ．
（5）氯化磷酸三钠（Na₂PO₄•0.25NaClO•12H₂O）可用于减小水的硬度，相关原理可用下列离子方程式表示：
3CaSO₄（s）+2PO₄^3-（aq）⇌Ca₃（PO₄）₂（s）+3SO₄^2-（aq），该反应的平衡常数K=    ．
[已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2.0×10^-29，K_sp（CaSO₄）=9.1×10^-6]．

难度：中等

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9．（2016•淮南二模）煤炭燃烧会产生二氧化碳、氮氧化物等有害气体，污染环境．
（1）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，已知：
4NO₂（g）+O₂（g）⇌2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
3O₂（g）⇌2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
则脱硝反应2NO₂（g）+O₃（g）⇌N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=    kJ•mol^-1．
（2）若脱硝反应在恒容密闭容器中进行，下列说法正确的是    ．
a．升高温度，平衡常数减小
b．增大O₃量可以提高NO₂转化率
c．降低温度，既能提高NO₂的转化率，又能加快反应速率
d．如图所示，t₁时使用了催化剂
（3）某实验小组模拟合成甲醇的过程，将6molCO₂和8molH₂充入一容积为2L的密闭容器中，发生反应CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂0（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．测得H₂的物质的量随时间变化如下表所示，回答下列问题：
时间/min 0 1 3 8 11
n（H₂）mol 8 6 3 2 2
该反应在0～8min内生成CH₃OH的平均反应速率是    mol•L^-1•min^-1；该反应的平衡常数为K=    ；其他条件不变，将12molCO₂和16molH₂充入密闭容器中反应，则H₂是转化率会    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）根据阿伦尼乌斯公式可知．化学反应速率常数随温度变化的关系为k=Ae^{（-Ea/Rr）（}其中Ea为活化能，R为常量，A为大于零的常数），在相同温度下，活化能Ea越大，化学反应速率常数k    （填“越大”或“越小”）
（5）某研究小组用熔断Li₂CO₃作电解质，电解还原CO₂制石墨，电解过程中阴极的电极反应式    ．

难度：中等

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10．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节．回答下列问题：

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是    （至少答出两点）．
但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：    ．
（2）氢气可用于制备H₂O₂．已知：
H₂（g）+A（l）═B（l）△H₁
O₂（g）+B（l）═A（l）+H₂O₂（l）△H₂
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H₂（g）+O₂（g）═H₂O₂（l）的△H=    0（填“＞”或“=”）
（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MH_x（s）+yH₂（g）⇌MH_x+2y（s）△H＜0达到化学平衡．下列有关叙述正确的是
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收ymol H₂只需1mol MH_x
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）＞v（吸氢）
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为    ．
（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源，电解法制取有广泛用途的Na₂FeO₄．同时获得氢气：Fe+2H₂O+2OH^-→FeO₄^2-+3H₂↑，装置如图所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO₄^2-，镍电极有气泡产生．若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质．已知：Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，易被H₂还原．
①电解一段时间后，c（OH^-）降低的区域在    （填“阴极室”或“阳极室”）．
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为    ．
③c（Na₂FeO₄）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na₂FeO₄）低于最高值的原因    ．

难度：中等

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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

时间/min	0	1	3	8	11
n（H₂）mol	8	6	3	2	2