知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致．如图为N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）过程中的能量变化

（1）人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N的键能为 ______ kJ/mol，由如图写出N₂（g）和O₂（g）生成NO（g）的热化学反应方程式 ______
（2）根据下列反应的热化学反应式，计算由C（石墨）和H₂（g）反应生成1mol C₂H₂（g）的△H．
C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H₂=-571.6kJ/mol
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）；△H₃=-2599.2kJ/mol，
则由C（石墨）和H₂（g）反应生成1mol C₂H₂（g）的△H ______ kJ/mol．

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2． “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂．CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C （s）+H₂O （g）⇌CO（g）+H₂（g）△H=+131.4kJ/mol
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H₂O表示0～5min的平均反应速率为 ______ ．
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是 ______ ．
A．CO的含量保持不变
B．v_正（H₂O）=v_正（H₂）
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡（如图1），在t₁时刻改变某一条件，请在图1继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：（用实线表示）

①缩小容器体积，t₂时到达平衡；②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡．
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热为别725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1mol液态水变成气态水吸热44.0kJ，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式： ______ ．
（5）如图2所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为 ______ ．当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为 ______ g．

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3．随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视．
（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是 ______ ．
（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁＜0 ①
途径II：先制成水煤气：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂＞0 ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃＜0  ③
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₄＜0  ④
则途径I放出的热量 ______ （填“大于”“等于”或“小于”）途径II放出的热量；△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是 ______ ．
（3）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：
方法一  CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）方法二  CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）
在25℃、101kPa下，1 克甲醇完全燃料放热22.68kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 ______ ．
（4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO₂（金红石）+2C+2Cl₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E9%AB%98%E6%B8%A9%7D%C2%A0%7D%7B%20.%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ TiCl₄+2CO
已知：
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1
TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl（s）+O₂（g）△H=+141kJ•mol^-1
则TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）的△H= ______ ．
（5）臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂．臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H=-235.8kJ•mol^-1
已知：2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H=+62.2kJ•mol^-1则O₃转化为O₂的热化学方程式为 ______ ．

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4． Ⅰ．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为
Fe₂O₃（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO₂（g）△H
（1）已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨，s）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁
C（石墨，s）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂
则△H= ______ （用含△H₁、△H₂代数式表示）
（2）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．
Fe₂O₃ CO Fe CO₂
甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0
乙/mol 1.0 1.5 1.0 1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为 ______ ．
②下列说法正确的是 ______ （填字母）．
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe₂O₃就能提高CO的转化率
II．利用空气催化氧化法制取联氨，其有关物质的转化如图1所示（R₁、R₂代表烃基）．
①在图1示的转化中，化合价不变的一种元素是 ______ ．
②反应中当有1mol NH₃转化为N₂H₄时，保持溶液中酮的物质的量不变，需要消耗O₂的物质的量为 ______ ．
③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入NH₃、O₂混合气体，并充分搅拌．欲使生成的N₂H₄中不含NH₃，可采取的措施有 ______ ．
　　
Ⅲ．采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（DME）．观察如图2回答问题：催化剂中 $%20%5Cfrac%20%7Bn%28Mn%29%7D%7Bn%28Cu%29%7D$ 约为 ______ 时最有利于二甲醚的合成．

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5．（1）25．C时，0.1mol/L的HA溶液中 $%20%5Cfrac%20%7Bc%28H%5E%7B%2B%7D%29%7D%7Bc%28OH%5E%7B-%7D%29%7D$ =10¹⁰．请回答下列问题：
①HA是 ______ （填“强电解质”或“弱电解质”）．
②在加水稀释HA溶液的过程中，随着水量的增加而增大的是 ______ （填字母）．
A． $%20%5Cfrac%20%7Bc%28H%5E%7B%2B%7D%29%7D%7Bc%28HA%29%7D$
B． $%20%5Cfrac%20%7Bc%28HA%29%7D%7BA%5E%7B-%7D%7D$
C．c（H⁺）与c（OH^-）的乘积
D．c（OH^-）
（2）已知：CH₄+H₂O=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
CH₄+CO₂=2CO（g）+2H₂（g）△H=-247.4kJ•mol^-1
CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为 ______ ．
（3）如图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式为 ______ ．
②当线路中有0.6mol电子通过时，B中阳极产物的质量为 ______ g．

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6．对大气污染物SO₂、CO、NO_x进行研究具有重要意义．请回答下列问题：
（1）为减少SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料．
已知：①H₂（g）+ $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7B2%7D$ O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+ $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7B2%7D$ O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： ______ ．
（2）工业上通过Cl₂（g）+CO（g）⇌COCl₂（g）制备光气（COCl₂）．图1为此反应的反应速率随温度变化的曲线，图2为某次模拟实验研究过程中固定体积容器内各物质的浓度随时间变化的曲线．回答下列问题：

①0-6min内，反应的平均速率v（Cl₂）= ______ ；
②下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是 ______ ．（填字母）
A．体系中Cl₂的转化率不变 B．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
C．每消耗1mol CO的同时生成1mol COCl₂ D．混合气体密度不变
③比较第8min反应温度T（8）与第15min反应温度T（15）的高低：T（8） ______ T（15）
（填“＜”、“＞”或“=”）．
④若保持温度不变，在第7min 向体系中加入这三种物质各2mol，则平衡 ______ 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；
（3）若往20mL 0.0lmol•L^-l的弱酸HNO₂溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图3所示，下列有关说法正确的是 ______
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol•L^-1
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol•L^-1
③HNO₂的电离平衡常数：b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：C（Na⁺）＞C（NO₂^-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）

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7．二甲醚（CH₃OCH₃）是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物，被称为21世纪的新型能源．
工业制备二甲醚的生产流程如图：

催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度300℃）进行下列反应：
①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H= ______ ．
据此可判断该反应 ______ 条件下自发．
（2）在温度和容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到平衡状态的依据是 ______
a．容器中压强保持不变 b．混合气体中c （CO）不变
c．V正（CO）=V逆（H₂） d．c （CO₃OH）=c （CO）
（3）在2L的容器中加入amo1CH₃OH（g）发生反应②，达到平衡后若再加入amo1CH₃OH（g）重新达到平衡时，CH₃OH的转化率 ______ （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）850℃时在一体积为10L的容器中通入一定量的CO和H₂O（g）发生反应③，CO和H₂O（g）浓度变化如图所示．

①0～4min的平均反应速率v（CO）= ______ ．
②若温度不变，向该容器中加入4mo1CO（g）、2mo1H₂O（g）、3mo1CO₂（g）和3mo1H₂（g），起始时V_正______ V_逆（填“＜”、“＞”或“=”），请结合必要的计算说明理由 ______
（5）上述工艺制备流程中二甲醚精制的实验操作名称为 ______ ．

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8．据统计，2015年入冬以来，华北黄淮地区已经出现4次严重雾霾过程，持续时间达3～7天．氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法．
（1）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：
2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）⇌2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
①当该反应有1mol N₂（g）生成时，电子转移总数是 ______
②该反应的平衡表达式K= ______
③为了加快反应反应速率，并且提高NO_x的转化率，采取的措施是 ______ （填字母）．
a．增大NH₃的浓度 b．增大N₂的浓度 c．增大压强 d．选择合适的催化剂
（2）可利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mo^-1
CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mo^-1
则CH₄（g）将NO（g）还原为N₂（g）的热化学方程式是 ______ ．
（3）利用ClO₂ 消除氮氧化物的污染，反应过程如下：（部分反应物或生成物略去）
NO $%20%5Cxrightarrow%5B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%7D%E2%85%A0%5D%7BClO_%7B2%7D%7D$ NO₂ $%20%5Cxrightarrow%5B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%7D%E2%85%A1%5D%7BNaSO_%7B3%7D%5Ctext%7B%E6%B0%B4%E6%BA%B6%E6%B6%B2%7D%7D$ N₂
反应Ⅰ的产物中还有两种强酸生成，且其中一种强酸硝酸与NO₂的物质的量相等，则化学方程式是 ______ ，若有11.2L N₂生成（标准状况），共消耗ClO₂______ g．

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9．甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上用CH₄和H₂O为原料通过下列反应①和②，
来制备甲醇．
①CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H
②CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H△
将0.20mol CH₄和0.30mol H₂O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图：
（1）温度不变，缩小体积，①的逆反应速率 ______ （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）反应①的△H ______ 0（填“＜”“=”或“＞”）；
100℃时的平衡常数值K= ______ ．
（3）在压强为0.1Mpa条件下，将a molCO与3a molH₂的混合气体在催化剂作用下进行反应②
再生成甲醇．为了发寻找合成甲醇的适宜的温度和压强，某同学设计了二组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．请在空格中填入剩余的实验条件数据．
实验编号 T（°C） n（CO）/n（H₂） p（MPa）
Ⅰ 150 1/3 0.1
Ⅱ 5
Ⅲ 350 5
300°C时，其他条件不变，将容器的容积压缩到原来的 $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7B2%7D$ ，对平衡体系产生的影响是（填
字母） ______
A．c（H₂）减少
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH₃OH的物质的量增加D．重新平衡时c（H₂）/c（CH₂OH）减小
（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△△H₁=-1275.6kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△△H₂=-556.0kJ•mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△△H₃=-44.0kJ•mol^-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 ______ ．
（5）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电．其电池
反应为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-⇌2CO₃^2-+6H₂O，放电时负极的电极反应方程为： ______ ．

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10．研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol
2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol
则反应NO₂（g）+SO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）的△H= ______ kJ/mol．
（2）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 ______ ．
a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变 d．每消耗1mol SO₃的同时生成1mol NO₂．

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实验编号	T（°C）	n（CO）/n（H₂）	p（MPa）
Ⅰ	150	1/3	0.1
Ⅱ			5
Ⅲ	350		5

	Fe₂O₃	CO	Fe	CO₂
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	1.5	1.0	1.0