知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源．德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊．根据下列示意图（如图1）回答有关问题：

（1）汽车发动机工作时会引发N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1，其能量变化示意图如下：

则NO中氮氧键的键能为    kJ•mol^-1．
（2）空燃比过小易产生CO．有人提出可以设计反应2CO（g）=2C（s）+O₂（g）来消除CO的污染．判断该设想是否可行，并说出理由    ．
（3）利用活性炭涂层排气管处理NO_x的反应为：xC（s）+2NO_x（g）⇌N₂（g）+xCO₂ （g）△H=-b kJ•mol^-1．若使NO_x更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是    ．
A．增加排气管长度      B．增大尾气排放口
C．升高排气管温度      D．添加合适的催化剂
（4）催化装置中涉及的反应之一为：2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）．

①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到图2所示的曲线．催化装置比较适合的温度和压强是    ．
②测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图3所示．则前10s 内，CO和NO百分含量没明显变化的原因是    ．
③研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了以下三组实验：
实验编号 T（K） NO初始浓度
（mol•L^-1） CO初始浓度
（mol•L^-1）催化剂的比表面积（m²/g）
Ⅰ 400 1.00×10^-3 3.60×10^-3 82
Ⅱ 400 1.00×10^-3 3.60×10^-3 124
Ⅲ 450 1.00×10^-3 3.60×10^-3 124
根据坐标图4，计算400K时该反应的平衡常数为    ；并在图中画出上表中的实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图（标明各条曲线的实验编号）．

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3．煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中．
（1）已知：

①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ•mol^-1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为    ，该反应在    （填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行；
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）．向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：
时间（min）
浓度（mol/L） 0 10 20 30 40 50
NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60
N₂ 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30
CO₂ 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30
①10～20min内，N₂的平均反应速率v（N₂）=    ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是    （填字母序号）
A．通入一定量的NO
B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂
D．适当缩小容器的体积
（3）研究表明：反应CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
若反应在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的浓度均为0.020mol•L^-1，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为    ；
（4）用CO做燃料电池电解CuSO₄溶液、FeCl₃和FeCl₂混合液的示意图如图1所示，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．
①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为    ；
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示，则图中③线表示的是    （填离子符号）的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要    mL5.0mol•L^-1 NaOH溶液．

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4．摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵．试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序．
（1）相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇．
（2）气态苯、液态苯、固态苯．

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5．乙二醇是一种重要的有机化工原料，在478K利用草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的反应历程如下：
①CH₃OOCCOOCH₃（g）+2H₂（g）⇌HOCH₂COOH₃（g）+CH₃OH（g）△H₁=a kJ/mol
②HOCH₂COOCH₃（g）+2H₂（g）⇌HOCH₂CH₂OH（g）+CH₃OH（g）△H₂=b kJ/mol
③HOCH₂CH₂OH（g）+H₂（g）⇌C₂H₅OH（g）+H₂O（g）△H₃=c kJ/mol
（1）写出478K时草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的热化学方程式：    ．
（2）下表是各反应在不同温度下的平衡常：
反应/K/温度 458K     478K    488K
①
②
③ 1.78×10⁴ 1.43×10⁴   1.29×10⁴
1.91×10⁷ 1.58×10⁷   1.45×10⁷
8.11×10⁸ 3.12×10⁸   2.00×10⁸
①写出反应③的平衡常数表达式K=    ，△H₃    0（选填“＞”、“=”或“＜”）．
②下列有关反应②的说法中，正确的是    （选填号）．
A．较低温度有利于反应②自发进行
B．恒容条件下，当反应混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到了平衡
C．升高温度，有利于提高乙二醇的产率
D．增加氢气的浓度，一定既能加快反应的速率，又能提高乙二醇的百分含量
（3）分析图1、图2，选择工业上合成乙二醇的最佳压强n（H₂）：n（草酸二甲酯）比例    （选填编号）．

A.0～1Mpa，n（H₂）：n（草酸二甲酯）=40   B.1～2Mpa，n（H₂）：n（草酸二甲酯）=20
C.2～3Mpa，n（H₂）：n（草酸二甲酯）=40    D.2～3Mpa，n（H₂）：n（草酸二甲酯）=20
（4）图3表示温度对反应的影响，试分析工业上合成乙二醇时，实际温度不高也不低，选择在473K的理由？    ．
（5）对反应①，在478K、恒压条件下，充入草酸二甲酯和H₂各2mol，一段时间后达平衡，若在t₁时刻再充入各1mol的反应物（其它条件不变），t₂时重新达到平衡，请在图4中画出正逆反应速率随时间变化的示意图．

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6．汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源．德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊．根据下列示意图回答有关问题：

（1）汽车发动机工作时会引发N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1，其能量变化示意图如下：

则NO中氮氧键的键能为    kJ•mol^-1；
（2）空燃比过小易产生CO．有人提出可以设计反应2CO（g）=2C（s）+O₂（g）来消除CO的污染．判断该设想是否可行，并说出理由    ；
（3）利用活性炭涂层排气管处理NO_x的反应为：xC（s）+2NO_x（g）⇌N₂（g）+xCO₂ （g）△H=-b kJ•mol^-1．若使NO_x更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是    ；
A．增加排气管长度      B．增大尾气排放口
C．升高排气管温度      D．添加合适的催化剂
（4）催化装置中涉及的反应之一为：2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）．

①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到图2所示的曲线．催化装置比较适合的温度和压强是    ；
②测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图3所示．则前10s 内，CO和NO百分含量没明显变化的原因是    ；
③研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了以下三组实验：
实验编号 T（K） NO初始浓度
（mol•L^-1） CO初始浓度
（mol•L^-1）催化剂的比表面积（m²/g）
Ⅰ 400 1.00×10^-3 3.60×10^-3 82
Ⅱ 400 1.00×10^-3 3.60×10^-3 124
Ⅲ 450 1.00×10^-3 3.60×10^-3 124
根据坐标图4，计算400K时该反应的平衡常数为    ．

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7．在水体中部分含氮有机物循环如图1所示．
（1）图中属于氮的固定的是    （填序号）．
（2）图中①②的转化是在亚硝化细菌和硝化细菌作用下进行的，已知：
2NH₄⁺（aq）+3O₂═2NO₂^-（aq）+4H⁺（aq）+2H₂O（l）△H₁=-556.8kj/mol
2NO₂^-（aq）+O₂（g）=2NO₃^-（aq）；△H₂=-145.2KJ•mol^-1
则反应NH₄⁺（aq）+2O₂（g）=NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（1）；
△H₃=    KJ•mol^-1
（3）某科研机构研究通过化学反硝化的方法除脱水体中过量的NO₃^-，他们在图示的三颈烧瓶中（装置如图2）中，加入NO₃^-起始浓度为45mg•L^-1的水样、自制的纳米铁粉，起始时pH=2.5，控制水浴温度为25℃、搅拌速率为500转/分，实验中每间隔一定时间从取样口检测水体中NO₃^-、NO₂^-及pH（NH₄⁺、N₂未检测）的相关数据（如图3）．
①实验室可通过反应Fe（H₂O）₆²⁺+2BH₄^-=Fe↓+2H₃BO₃+7H₂↑制备纳米铁粉，每生成1molFe转移电子总的物质的量为    ．
②向三颈烧瓶中通入N₂的目的是    ．
③开始反应0～20min，pH快速升高到约6.2，原因之一是NO₃^-还原为NH₄⁺及少量在20～250min时，加入缓冲溶液维持pH6.2左右，NO₃^-主要还原为NH₄⁺，Fe转化为Fe（OH）₂，该反应的离子方程式为    ．
（4）一种可以降低水体中NO₃^-含量的方法是：在废水中加入食盐后用特殊电极进行电解反硝化脱除，原理可用图4简要说明．
①电解时，阴极的电极反应式为    ．
②溶液中逸出N₂的离子方程式为    ．

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8．下列说法正确的是（　　）

A．反应CaCO₃（s）═CaO（s）+CO₂（g）在常温下不能自发进行，则该反应的△H＜0

B．0．lmol•L^一1CH₃COOH溶液加水稀释后，溶液中

c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

的值减小

C．铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量减少

D．锅炉中沉积的CaSO₄和BaSO₄都可用饱和Na₂CO₃溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去

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9．（2016•金山区一模）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示．
（1）不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO₄溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO₄所能氧化的白磷的物质的量为    ．
（2）步骤Ⅲ中，反应物的比例不同可获得不同的产物，除Ca₃（PO₄）₂外可能的产物还有    ．

磷灰石是生产磷肥的原料，它的组成可以看作是Ca₃（PO₄）₂、CaF₂、CaSO₄、CaCO₃、SiO₂的混合物，部分元素的分析结果如下（各元素均以氧化物形式表示）：
成分 CaO P₂O₅ SO₃ CO₂
质量分数（%） 47.30 28.40 3.50 6.10
（3）磷灰石中，碳元素的质量分数为    %（保留两位小数）．
（4）取100g磷灰石粉末，加入足量的浓硫酸，并加热，钙元素全部以CaSO₄的形式存在，可以得到CaSO₄    g（保留两位小数）．
（5）取m g 磷灰石粉末，用50.00mL混酸溶液（磷酸为0.5mol/L、硫酸为0.1mol/L）与其反应，结果Ca、S、P元素全部以CaSO₄和Ca（H₂PO₄）₂的形式存在，求m的值．

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10．下列图示与对应的叙述相符的是（　　）

A．图1表示某放热反应在无催化剂（a）和有催化剂（b）时反应的能量变化，且加入催化剂改变反应的焓变

B．图2表示某明矾溶液中加入Ba（OH）₂溶液，沉淀的质量与加入Ba（OH）₂溶液体积的关系，在加入20 mL Ba（OH）₂溶液时铝离子恰好沉淀完全

C．图3表示在CH₃COOH溶液中加水时溶液的导电性变化，则CH₃COOH溶液的pH：a＞b

D．图4表示等量NO₂在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO₂（g）⇌N₂O₄（g），相同时间后测得NO₂含量的曲线，则该反应的△H＜0

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实验编号	T（K）	NO初始浓度（mol•L^-1）	CO初始浓度（mol•L^-1）	催化剂的比表面积（m²/g）
Ⅰ	400	1.00×10^-3	3.60×10^-3	82
Ⅱ	400	1.00×10^-3	3.60×10^-3	124
Ⅲ	450	1.00×10^-3	3.60×10^-3	124

时间（min）浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

反应/K/温度	458K 478K 488K
① ② ③	1.78×10⁴ 1.43×10⁴ 1.29×10⁴ 1.91×10⁷ 1.58×10⁷ 1.45×10⁷ 8.11×10⁸ 3.12×10⁸ 2.00×10⁸

成分	CaO	P₂O₅	SO₃	CO₂
质量分数（%）	47.30	28.40	3.50	6.10

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1