知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氮及其化合物在生产生活中有广泛应用．
（1）已知：CO可将部分氮的氧化物还原为N₂．
反应Ⅰ：2CO（g）+2NO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746kJ•mol^-1
反应Ⅱ：4CO（g）+2NO₂（g）⇌N₂（g）+4CO₂（g）△H=-1200kJ•mol^-1
写出CO将NO₂还原为NO的热化学方程式    ．
（2）在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO，发生上述反应I，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系．

回答下列问题：
①温度：T₁    T₂（填“＜”或“＞”）．
②某温度下，在体积为2L的密闭容器中，反应进行10分钟放出热量373kJ，用CO的浓度变化表示的平均反应速率v（CO）=    ．
③某温度下，反应达到平衡状态D点时，容器体积为2L，此时的平衡常数K=    （结果精确到0.01）；若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的    点
（3）某温度时，亚硝酸银AgNO₂的 K_sp=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^-）=    ．
（4）如图2，在酸性条件下，电解水中CN^-可转化为CO₂和N₂，请写出阳极的电极反应式    ．

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2．燃煤造成的SO₂的大量排放已经给我们的生存环境造成了严重破坏，科学研究发现：一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收．
2CO（g）+SO₂（g）
催化剂
△
2CO₂ （g）十S（1）△H
（1）已知：2CO（g）十O₂ （g）=2CO₂ （g）△H₁=-566kJ/mol
S（1）+O₂（g）=SO₂（g）△H₂=-296kJ/mol，
则反应2CO（g）+SO₂（g）
催化剂
△
2CO₂（g）+S（1）△H=    ；
（2）燃煤烟气中硫的回收反应的平衡常数表达式K=    ．在温度和容积不变时，下列说法正确的是    （填字母序号）．
A．容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态
B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C．当n（（CO）：n（SO₂）：n（CO₂）=2：1：2时，反应达到平衡状态
D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应平衡常数不变
（3）假设在容器中发生上述反应，下列能提高SO₂转化率的是    ；（填字母序号）．
A．选用更有效的催化剂      B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度      D．缩小容器的体积
（4）SO₂尾气处理的方法之一是将尾气直接通入NaOH溶液中．若将1mol SO₂气体通入1L2mol/L的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为    ；
（5）尾气中的CO可以制成CO一空气燃料电池．CO一空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．该电池负极的电极反应式为    ；总反应式为    ．

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3．二氧化硫的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题．将二氧化硫进行转化
利用有多种方法．
（1）已知2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
CaCO₃（s）═CaO（s）+CO₂（g）△H=+178.5kJ•mol^-1
CaSO₄（s）═CaO（s）+SO₃（g）△H=+401.9kJ•mol^-1
则“钙基固硫”的热化学方程式为：2CaCO（s）+2SO（g）+O（g）═2CaSO（s）+2CO（g）△H=    J•mol^-1
（2）可利用海水对含SO 的烟气进行脱硫，已知海水呈弱碱性，主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO^2-₄、Br^-、HCO-₃等离子．其工艺流程如图所示：

①向曝气池中通入空气的目的    ．
②通入空气后曝气池中的海水与天然海水相比，浓度有明显不同的离子是    ．
a．Cl^-   b．SO₄^2-    c．Br^-    d．HCO₃^-
（3）用NaOH溶液吸收烟气中的SO₂，将所得的Na₂SO₃溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H₂SO₄，其原理如题图1所示．（电极材料为石墨）
①b极的电极反应式为    ．
②电解过程中a极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因    ．
（4）氧化锌吸收法．配制ZnO悬浊液，在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO（s）+SO₂（g）=ZnSO₃（s），测得pH、吸收效率η随时间t的变化如题图2所示．
①pH-t曲线中cd段发生的主要反应的化学方程式为    ．
②为提高SO₂的吸收效率η，可采取的措施为    ．（任写一条）

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4．（2016•淮南一模）淮南是我国重要的煤炭生产基地，通过煤的气化和液化，能使煤炭得以更广泛的应用．
Ⅰ．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，存在以下平衡：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和H₂O（g），800℃时测得部分数据如下表．
t/min 0 1 2 3 4
n（H₂O）/mol 1.20 1.04 0.90 0.70 0.70
n（CO）/mol 0.80 0.64 0.50 0.30 0.30
则从反应开始到2min时，用H₂表示的反应速率为    ；该温度下反应的平衡常数K=    （小数点后保留1位有效数字）．
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3mol H₂O（g）、2molCO₂（g）、2mo1H₂（g），此时v_正    v_逆（填“＞”“＜”或“=”）．
Ⅱ．已知CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol^-1、286kJ•mol^-1、726 kJ•mol^-1．
（3）利用CO、H₂合成液态甲醇的热化学方程式为    ．
（4）依据化学反应原理，分析升高温度对制备甲醇反应的影响    ．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．
（5）以己烷（C₆H₁₄）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式    ．
（6）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10⁵C的电量时，生成标况下氢气的体积为    L．

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5．低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳循环正成为科学家研究的主要课题．最近有科学家提出构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．该构想技术流程如下：（如图1）

（1）向分解池中通入高温水蒸气的作用是    ．
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ•mol^-1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为    ．
（3）依据甲醇燃烧的反应原理．设计如图2所示的电池装置．该装置负极的电极反应式为    ．
（4）已知K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9mol²•L^-2．现将CaCl₂溶液与0.02mol•L^-1Na₂CO₃溶液等体积混合，生成CaCO₃沉淀时，所需CaCl₂溶液的最小物质的量浓度为    ．
（5）CO（g）和H₂O（g）在一定条件下反应可得到清洁燃料H₂．将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中发生反应：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），不同温度下得到三组数据：
实验组温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 到平衡所需时间/min
CO H₂O H₂ CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1前6min的反应速率v（CO₂）=    （保留小数点后两位，下同）．
②实验2条件下平衡常数K=    ．
③该反应的△H    0 （填“＜”或“＞”=．
④实验3中，若平衡时的转化率α（CO）＞α（H₂O），则
a
b
的取值范围是    ．

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6．氮及其化合物在生产、生活中具有重要作用．
（1）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H₂O（l）=H₂O（g）△H₁=+44.0kJ•mol^-1
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=+229.3kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1
则：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（l）△H₄=    kJ•mol^-1．
（2）使用NaBH₄为诱导剂，可使Co²⁺与肼（N₂H₄）在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，并产生可参与大气循环的气体
①写出该反应的离子方程式：    ．
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图1所示，则肼分解反应的化学平衡常数的表达式为：    ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有    （任写一种）．

（3）NF₃在微电子工业上常用作蚀刻剂，在对硅、氮化硅等材料进行蚀刻时，具有非常优异的蚀刻速率和选择性，且在被蚀刻物表面无物质残留，不会污染表面．工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如图2所示．
①a电极为电解池的    极，该电极的电极反应式为    ．
②以NF₃蚀刻Si₃N₄为例，解释被蚀刻物表面无物质残留的原因是    ．
③NF₃能与水发生反应，生成两种酸及一种气态氧化物，其中两种酸分别是    ．

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7．碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若2mol CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为1734kJ，则△H₂=    ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe₂O₃与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁．
其反应如下：Fe₂O₃（s）+3CH₄（g）⇌2Fe（s）+3CO（g）+6H₂（g）△H＞0
①若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量减少3.2g．则该段时间内CO的平均反应速率为    ．
②若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是    （选填序号）
a．CH₄的转化率等于CO的产率        b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H₂）的比值不变    d．固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图1所示，当温度由T₁升高到T₂时，平衡常数K_A     K_B（填“＞”、“＜”或“=”）．纵坐标可以表示的物理量有哪些    ．

a．H₂的逆反应速率                   b．CH₄的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量       d．CO的体积分数
（3）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺ ）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率．电化学合成氨过程的总反应式为：N₂+3H₂⇌一定条件2NH₃，该过程中正极反应的方程式为    ．
（4）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2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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8．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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9．研究和深度开发CO、CO₂的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe₂O₃（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H ₁=+489.0 kJ•mol^-1，
C（s）+CO₂（g）═2CO（g）△H ₂=+172.5 kJ•mol^-1
则CO还原Fe₂O₃（s）的热化学方程式为    ．
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．写出该电池的负极反应式：    ．
（3）CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）测得CH₃OH的物质的量随时间的变化见图1．
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ    K_Ⅱ（填“＞”或“=”或“＜”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入
反应物，一段时间后达到平衡．
容器甲乙
反应物投入量 1mol CO₂、3mol H₂ a mol CO₂、b mol H₂
c mol CH₃OH（g）、c mol H₂O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为    ．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O（g）转化为CH₄和O₂．紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH₄产量随光照时间的变化见图2．在0～15小时内，CH₄的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为    （填序号）．

（5）以TiO₂/Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3．
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是    ．
②Cu₂Al₂O₄可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：    ．

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10．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是（　　）

A．氢气的燃烧热为-285.5kJ/mo1，则电解水的热化学方程式为：2H₂O（1）=2H₂（g）+O₂（g）△H=+285.5kJ/mo1

B．1mol甲烷完全燃烧生成CO₂和H₂O（1）时放出890kJ热量，则它的热化学方程式为：

CH₄（g）+O₂（g）=

CO₂（g）+H₂O（1）△H=-445kJ/mol

C．已知：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221 kJ•mol^-1，则C的燃烧热为-110.5kJ/mo1

D．HF与NaOH溶液反应：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（1）△H=-57.3kJ/mol

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t/min	0	1	2	3	4
n（H₂O）/mol	1.20	1.04	0.90	0.70	0.70
n（CO）/mol	0.80	0.64	0.50	0.30	0.30

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		到平衡所需时间/min
实验组	温度/℃	CO	H₂O	H₂	CO	到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

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

容器	甲	乙
反应物投入量	1mol CO₂、3mol H₂	a mol CO₂、b mol H₂ c mol CH₃OH（g）、c mol H₂O（g）