知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．（2016•河西区二模）碳及其化合物在科技、社会生产、生活中有着广泛的应用．请按要求回答下列问题：
（1）已知：2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
请写出CH₄燃烧热的热化学方程式：    ．
（2）在不同温度下反应CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）的平衡常数K如下表：
温度/℃ 600 750 900 1100 1250
平衡常数K 2.5 1.6 1 0.9 0.6
①该反应的△H    0．（填“＞”、“=”或“＜”）．
②900℃时发生上述反应，CO₂的转化率随时间变化如图所示，若到达平衡后加压，则H₂的转化率将（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）    ，正反应速率将    ．
其他条件相同时，请在图中画出750℃时CO₂的转化率随时间变化的示意图．
③在900℃时发生上述反应，以下表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正方向移动的组是（填编号）    ，平衡后与C中各物质的百分含量相等的组有    （填编号）
A B C D E
n（CO₂） 3 1 0 1 1
n（H₂） 2 1 0 1 2
n（CO） 1 2 3 0.5 3
n（H₂O） 5 2 3 0.5 1
（3）以二甲醚（CH₃OCH₃）、空气、KOH溶液为原料可设计为燃料电池
①放电时，负极电极反应式：    ．
②假设该燃料电池中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为6.72L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为    ．

难度：中等

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2．（2016•商丘三模）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
已知：①CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ•mol^-1
③2H₂S（g）⇌2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ•mol^-1
（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g）的热化学方程式为    ．
（2）在密闭容器中充入一定量的H₂S，发生反应③．如图所示为H₂S气体分解生成H₂和S₂（g）的平衡转化
率与温度、压强的关系．
①图中压强（p₁、p₂、p₃）的大小顺序为    ，理由是    ．
②该反应平衡常数的大小关系为K（T₁）    （填“＞”、“＜”或“=”）K（T₂），理由是    ．
③图中M点的平衡常数K_P=    MPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
④如果想进一步提高H₂S的转化率．除改变温度、压强外，还可以采取的措施有    ．
（3）氢气燃料电池能大幅度提高能量的转化率．甲烷-空气碱性（KOH为电解质）燃料电池的负极反应式为    ．相同条件下，甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为    （单位质量的输出电能叫能量密度，能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比）．

难度：中等

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3．肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O （g）△H=-1 135.7kJ/mol；
下列说法正确的是（　　）

A．N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 068 kJ/mol

B．肼是与氨类似的弱碱，它易溶于水，其电离方程式：N₂H₄+H₂O═N₂H₅⁺+OH^-

C．铂做电极，以KOH溶液为电解质溶液的肼--空气燃料电池，放电时的负极反应式：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O

D．铂做电极，以KOH溶液为电解质溶液的肼--空气燃料电池，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大

难度：中等

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4．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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5．综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义．
（1）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂．如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是    ．
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
（2）Li₄SiO₄可用于吸收、释放CO₂，原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生．写出CO₂与Li₄SiO₄反应的化学方程式    ；该反应为    （填“吸”或者“放”）热反应，原因是    ．
（3）CO与H₂在催化剂作用下发生如下反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．对此反应进行如下研究：某温度下在某2L恒容密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H₂，达到平衡测得有0.4mol CH₃OH（g），则该反应平衡常数值为    ．
（4）在200℃并用钴做催化剂的条件下，CO与H₂可合成C₅H₁₂（汽油的一种成分），可减少碳排放．反应中能量变化如图1所示，写出该反应的热化学方程式    ．

（5）如图2所示，利用缺铁氧化物[如Fe_0.9O]可实现CO₂的综合利用、构建低碳环保社会．请说明该转化的优点    ．

难度：中等

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6． A，B，C，D，E为前四周期中原子序数依次增大的元素，相关的信息如下：

元素	相关信息
A	A元素原子核外只有三个能级，且每个能级上含有相等的电子数
B	是空气中含量最丰富的元素
C	短周期元素中，C的金属性最强
D	基态原子第三能层上有7种运动状态不同的电子
E	一种核素的质量数为63，中子数为34
F	最外层电子数为次外层的3倍

请用对应的元素符号回答下列问题：
（1）A与氢可形成一种分子式为A₂H₄的化合物，该分子中存在σ键和π键数目比为    ，A的杂化类型为    ．
（2）A，B，D，E的氢化物中沸点最高的是    （写化学式），A，B，F的第一电离能由大到小的顺序时    ．
（3）E位于周期表中的位置是    ，E的基态原子的核外电子排布式为    ．
（4）根据下列能量变化示意图1，请写出BO和AO₂反应的热化学方程式

（5）C的最高价氧化物对应的水化物为M，M中含有的化学键类型为，将一定量的D₂通入一定浓度M的水溶液中，两者恰好完全反应时，生成物中有三种含D元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如图2所示，请写出t₂时刻总反应的化学方程式．
（6）下图是E和F形成的化合物的晶胞结构示意图3，可确定该化合物的化学式为，若该晶胞的棱长为apm，则该晶胞的密度为 g/cm³．

难度：中等

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7．已知：①CH₃OH（g）+

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-a kJ/mol
②CO（g）+

O₂（g）═CO₂（g）△H=-b kJ/mol
③H₂（g）+

O₂（g）═H₂O（g）△H=-c kJ/mol
④H₂（g）+

O₂（g）═H₂O（l）△H=-d kJ/mol
下列叙述不正确的是（　　）

A．由上述热化学方程式可知d＞c

B．H₂的燃烧热为d kJ/mol

C．CH₃OH（g）═CO（g）+2H₂（g）△H=（b+2c-a）kJ/mol

D．当CO和H₂的物质的量之比为1：2时，其完全燃烧生成CO₂和H₂O（l）时，放出Q kJ热量，则混合气中CO的物质的量为

b+2c

mol

难度：中等

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8．氮可形成多种化合物，如NH₃、NO₂、N₂O₄等气体．已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是和．已知：N-N键能为167kJ•mol^-1，NO₂中N=O键能为466kJ•mol^-1，N₂O₄中N=O键能为438.5kJ•mol^-1．
（1）写出N₂O₄转化为NO₂的热化学方程式：    ．
（2）在100℃时，将0.40mol的NO₂气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s） 0 20 40 60 80
n（NO₂）/mol 0.40 n₁ 0.26 n₃ n₄
n（N₂O₄）/mol 0.00 0.050 n₂ 0.080 0.080
①上述条件下，从反应开始直至20s时，NO₂的平均反应速率为    mol•L^-1•s^-1．
②n₃    n₄（填“＞”、“＜”或“=”），反应2NO₂⇌N₂O₄的平衡常数K的数值为    （精确到小数点后两位），升高温度后，该反应的平衡常数K将    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N₂O₄气体，要达到上述同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是    mol•L^-1．
（3）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料．电池的总反应为4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g），则该燃料电池的负极反应式：    ．

难度：中等

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9．依据事实，写出下列反应的热化学方程式或按要求填空
（1）已知：HCN（aq）+NaOH（aq）=NaCN （aq）+H₂O（l）△H=-12.1kJ/mol
HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl （aq）+H₂O（l）△H=-55.6kJ/mol
写出HCN在水溶液中电离的热化学方程式    ．
（2）已知CH₃-CH₃（g）→CH₂=CH₂（g）+H₂（g），有关化学键的键能如表：
化学键 C-H C=C C-C H-H
键能（kJ/mol） 414 615 347 435
试计算该反应的反应热为
（3）在1L的密闭容器中充入1molN₂气和3molH₂气体，在一定条件下发生反应：一段时间后，测得容器内混合气体的压强是反应前的0.9倍，此时体系放热a KJ，请写出该反应的热化学方程式    ．

难度：中等

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10．（2016•银川校级三模）随着国际油价不断攀升，合成CH₃OH替代汽油的研究成为热点．工业上常用天然气制备合成CH₃OH的原料气．
已知：CH₄（g）+O₂（g）⇌CO（g）+H₂（g）+H₂O（g）△H=-321.5kJ•mol^-1
CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H=+250.3kJ•mol^-1
C0（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H=-90.0kJ•mol^-1
（1）CH₄（g）与O₂（g）反应生成CH₃OH（g）的热化学方程式为：    ．
（2）向V L恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H₂．发生如下反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．
CO在不同压强下的平衡转化率与温度的关系如图所示．
①压强p₁    （填“＜”“=”或“＞”）p₂．
②在100℃、p₁压强时，反应的平衡常数为    （用含a、V的代数式表示）．上述条件下达平衡后，再向容器中充入a mol CO和2a mol H₂，重新达平衡后，CO的体积分数    （填“增大”“减小”或“不变”，下同），平衡常数    ．
（3）工业上常用甲醇来制备甲酸（一元酸）．已知25℃时，0.1mol/L甲酸（HCOOH）溶液和0.1mol/L乙酸溶液的pH分别为2.3和2.9．现有相同物质的量浓度的下列三种溶液：①HCOONa溶液  ②CH₃COONa  ③NaCl溶液，其pH由大到小的顺序是    （填溶液序号）．向0.1mol/L HCOOH溶液中加水或加入少量HCOONa晶体时，都会引起的变化是    （填字母）．
a．溶液的pH增大        b．HCOOH的电离程度增大
c．溶液的导电能力减弱   d．溶液中c（OH^-）减小．

难度：中等

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	A	B	C	D	E
n（CO₂）	3	1	0	1	1
n（H₂）	2	1	0	1	2
n（CO）	1	2	3	0.5	3
n（H₂O）	5	2	3	0.5	1

时间（s）	0	20	40	60	80
n（NO₂）/mol	0.40	n₁	0.26	n₃	n₄
n（N₂O₄）/mol	0.00	0.050	n₂	0.080	0.080

温度/℃	600	750	900	1100	1250
平衡常数K	2.5	1.6	1	0.9	0.6

化学键	C-H	C=C	C-C	H-H
键能（kJ/mol）	414	615	347	435