知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．低浓度SO₂废气的处理是工业难题，目前常用的两种方法如下：
方法Ⅰ（图1）：

（1）反应器中发生反应：3H₂（g）+SO₂（g）⇌H₂S（g）+2H₂O（g）
①H₂S的稳定性比H₂O    （填“强”或“弱”），原因是    ，元素的非金属性减弱．
②SO₂的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图2所示，随温度升高，化学平衡常数K的变化趋势是    ．比较P₁和P₂的大小关系    ，请简述理由    ．
（2）工业上先用二乙醇胺吸收H₂S，然后在再生塔中加热分解重新获得H₂S，主要目的是    ．
（3）燃烧室内，1mol H₂S气体完全燃烧生成固态硫磺及气态水，释放a kJ能量，其热化学方程式为    ．
方法Ⅱ（图4）：
（4）Na₂SO₃溶液吸收SO₂的化学方程式是    ．
（5）通过电解法可分离NaHSO₃与Na₂SO₃混合物，实现Na₂SO₃的循环利用，示意图如图3：简述分离NaHSO₃与Na₂SO₃混合物的原理    ．

难度：中等

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3．为减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大（注CxHy为可燃烧的有机物）．机动车尾气污染物的含量与空/燃比（空气与燃油气的体积比）的变化关系示意图如图所示，则下列说法不正确的是（　　）

A．空/燃比的增大使氧气的浓度增大，因而CO、CxHy的含量会慢慢变小

B．当空/燃比达到15后由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，故NOx减少

C．空/燃比的增大，燃烧产生的高温及火花塞放电能促使空气中的氮气与氧气直接生成NO₂

D．在机动车尾气出口处使用催化剂能将CO、NOx转化为无害的N₂和CO₂

难度：中等

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4．煤炭是我国的主要能源之一，与之伴生的二氧化硫（SO₂）和酸雨污染问题较为突出，目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫．烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有如下两种方法：
Ⅰ．钠碱循环法脱硫技术
（1）此法是利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂．Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式：    ．
（2）NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如表：
n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-） 91：9 1：1 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
①由表判断，NaHSO₃溶液显    性，用化学平衡原理解释：    ．
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是    （填标号）．
A．c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H^-）=c（OH^-）
C．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
Ⅱ．石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO₄的形式固定，从而降低SO₂的排放．但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，降低脱硫效率，相关反应的热化学方程式如下：
CaSO₄（s）+CO（g）═CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=218.4kJ•mol^-1（反应Ⅰ）
CaSO₄（s）+4CO（g）═CaS（s）+4CO₂（g）△H₂=-175.6kJ•mol^-1 （反应Ⅱ）
请回答下列问题：
（1）结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO₄（s）与CaS（s）反应的热化学方程式    ．
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应Ⅰ的Kp=    （用表达式表示）．
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率（v₁）小于反应Ⅱ的速率（v₂），则下列反应过程能量变化示意图（如图1所示）其中正确的是    （填标号）．
（4）图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线，则降低该反应体系中产生的SO₂生成量的措施有    （填标号）．

A．向该反应体系中投入生石灰     B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．降低CO的初始体积百分数     D．提高反应体系的温度．

难度：中等

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5．在10L恒容密闭容器中充入X（g）和Y（g）．发生反应X（g）+Y（g）⇌M（g）+N（g），所得实验数据如表：

实验编号	温度/℃	起始时物质的量/mol		平衡时物质的量/mol
实验编号	温度/℃	n（X）	n（Y）	n（M）
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	a

下列说法正确的是（　　）

A．实验①中，若5min时测得n（M）=0.050mol，则0～5min时间内，用N表示的平均反应速率v（N）=l.0×10^-2 mo1•L^-1•min^-1

B．实验②中，该反应的平衡常数K=2.0

C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%

D．该反应的正反应方向为吸热反应

难度：中等

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6．发射航天火箭常用肼（N₂H₄）与N₂O₄作燃料与助燃剂．
（1）肼（N₂H₄）与N₂O₄的反应为：2N₂H₄（g）+N₂O₄（1）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1225kJ•mol^-1
已知反应相关的化学键键能数据如表：
化学键 N-H N-N N≡N O-H
E/（kJ•mol^-1） 390 190 946 460
则使l mol N₂O₄（1）分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是
（2）N₂O₄与NO₂之间存在反应N₂O₄（g）⇌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，[aN₂O₄）]随温度变化如图1所示．
①由图推测该反应△H    0（填“＞”或“＜”），若要提高N₂O₄的转化率，除改变反应温度外，其它措施有    （要求写出一条）．
②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）．
③在一定条件下，该反应N₂O₄、NO₂的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N₂O₄）=k₁p（N₂O₄），v（NO₂）=k₂p²（NO₂），其中k₁、k₂是与反应温度有关的常数．相应的速率-压强关系如图2所示，一定温度下，k₁、k₂与平衡常数K_p的关系是k₁=    ，在图标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为    ．
（3）某科研人员设计如图3甲所示新型燃料电池，已知固体电解质可以传导O^2-，生成物均为无毒无害的物质．将燃料电池的正负两极与装置乙中M、N两惰性电极连接，两极室均可产生乙醛酸（HOOC-CHO）．其中M电极区的乙二醛（OHC-CHO）与电极产物发生反应生成乙醛酸．则：
①燃料电池负极的电极反应式为    ．
②a极与    （填“M”或“N”）相连，写出N极电极反应式    ．
③若有1.5mol H⁺通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为    mol．

难度：中等

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7．

（2016•东城区二模）已知：2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g），其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p₁、p₂）下随温度变化的曲线（如图），下列说法不正确的是（　　）

A．p₁＜p₂

B．该反应的△H＜0

C．A、B两点的平衡常数：K（A）＜K（B）

D．A、B两点的化学反应速率：v（A）＜v（B）

难度：中等

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8．（2016•太原校级二模）研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义．升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的速率却随着温度的升高而减小．查阅资料知
2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的反应历程分两步：
①2NO（g）⇌N₂O₂（g）（快） v_1正=k_1正c²（NO）    v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）△H₁＜0
②N₂O₂（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）（慢） v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）   v_2逆=k_2逆c²（NO₂）△H₂＜0
请回答下列问题：
（1）反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的△H=    （用含△H₁和△H₂的式子表示）．一定温度下，反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）达到平衡状态，请写出用k_1正、k_1逆、k_2正、k_2逆表示的平衡常数表达式K=    ，升高温度，K值    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）决定2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）速率的是反应②，反应①的活化能E₁与反应②的活化能E₂的大小关系为E₁    E₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
由实验数据得到v_2正～c（O₂）的关系可用图1表示．当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为    （填字母）．
（3）工业上可用氨水作为NO₂的吸收剂，NO₂通入氨水发生的反应：2NO₂+2NH₃•H₂O=NH₄NO₃+NH₄NO₂+H₂O．若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液呈    性，且c（NH₄⁺）    c（NO₃^-）+c（NO₂^-）（填“＞”“＜”或“=”）．
（4）工业上也可用电解法处理氮氧化物（用NO_X表示）的污染．电解池如图2所示，阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可传导O^2-．该电解池阴极的电极反应式是    ．阳极产生的气体N的化学式是    ．
（5）某温度时，亚硝酸银AgNO₂的 Ksp=9.0×10^-4、Ag₂SO₄的Ksp=4.0×10^-5，当向含NO₂^-、SO₄^2-混合溶液中加入AgNO₃溶液至SO₄^2-恰好完全沉淀（即SO₄^2-浓度等于1.0×10^-5 mol•L^-1）时，c（NO₂^-）=    ．

难度：中等

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9．甲醇是一种重要的可再生能源．
（1）已知2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=a kJ•mol^-1
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=b kJ•mol^-1
试写出由CH₄和O₂制取甲醇的热化学方程式    ．
（2）还可通过下列反应制甲醇：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．甲图是反应时CO和CH₃OH（g）的浓度随时间的变化情况．从反应开始到达平衡，用H₂表示反应速率υ（H₂）=    ．

（3）在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H₂，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如乙图所示．
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是    （填字母）．
A．H₂的消耗速率等于CH₃OH的生成速率的2倍
B．H₂的体积分数不再改变
C．体系中H₂的转化率和CO的转化率相等
D．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小P_A    P_B（填“＞、＜、=”）．
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L．如果反应开始时仍充入10molCO和20molH₂，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=    L．
（4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）．
①若KOH溶液足量，则写出电池负极反应式    ．
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是    ．

难度：中等

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10．向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量B的混合气体，在一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示（t₀～t₁阶段的c（B）变化未画出），图乙为t₂时刻改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段各改变一种不同的反应条件．下列说法中正确的是（　　）

A．若t₁=15 s，t₀～t₁阶段B的平均反应速率为0.004 mol•L^-1•s^-1

B．t₄～t₅阶段改变的条件是减小压强

C．该容器的容积为2 L，B的起始物质的量为0.02 mol

D．t₅～t₆阶段，容器内A的物质的量减少了0.06 mol，容器与外界的热交换为a kJ，则该反应的热化学方程式为3A（g）⇌B（g）+2C（g）△H=-50a kJ•mol^-1

难度：中等

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n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

化学键	N-H	N-N	N≡N	O-H
E/（kJ•mol^-1）	390	190	946	460