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．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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4．二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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5．（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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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．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
则炭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）．某研究小组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表所示：
时间（min）
浓度（mol•L^-1） 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，根据表中的数据判断改变的条件可能是    （填选项字母）．
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，设起始的CO和H₂O的浓度均为0.020mol•L^-1，在该条件下CO的平衡转化率为    ．
（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极析出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    mL 5.0mol•L^-1NaOH溶液．36．（化学）

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8．

（2016•宁波模拟）如图是一种蓄电池的示意图．被膜隔开的电解质分别为Na₂S₂和 NaBr₃，放电后变为Na₂S₄和NaBr．已知放电时Na⁺ 由乙池向甲池移动．下面对该装置工作过程中叙述正确的是（　　）

A．放电过程，甲池发生氧化反应

B．放电过程，电池反应：2S₂^2-+Br₃^-=S₄^2-+3Br^-

C．充电过程，乙池为阳极室

D．充电过程，当阳极室阴离子增加了2mol，整个电路中电子转移2mol

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9．镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由NiO₂、Fe和碳粉涂在铝箔上制成．放电过程中产生Ni（OH）₂和Fe（OH）₂，Fe（OH）₂最终氧化、脱水生成氧化铁．由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究．
已知：①．NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺．
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：
M（OH）_n K_sp pH
开始沉淀沉淀完全
Al（OH）₃ 2.0×10^-32 3.8 -
Fe（OH）₃ 4.0×10^-38 1.9 3.2
Fe（OH）₂ 8.0×10^-16 6.95 9.95
Ni（OH）₂ 6.5×10^-18 5.9 8.9
回答下列问题：
（1）该电池的负极材料是    ，正极反应式为    ，
（2）若电池输出电压为3V，给2W灯泡供电，当电池消耗0.02gFe，理论上电池工作    min（小数点后保留2位）．（已知F=96500C/mol）
（3）将电池电极材料用盐酸溶解后加入适量双氧水，其目的是    ．过滤，在滤液中慢慢加入NiO固体，则开始析出沉淀时的离子方程式是    和    ．若将两种杂质阳离子都沉淀析出，pH应控制在    （离子浓度小于或等于1×10^-5mol/L为完全沉淀，lg2=0.3、lg3=0.5）；设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案    ．
（4）将加入NiO过滤后的溶液加入Na₂C₂O₄，得到NiC₂O₄•2H₂O和滤液A，A的主要成分是    ；电解滤液A，在阴极产生气体B    （填分子式）；在阳极产生气体C    （填分子式）．将NiC₂O₄•2H₂O加入到电解后的溶液，再通入电解时某电解产生的气体，即可得到回收产品Ni（OH）₃，所通入气体为    （填“B”、“C”）极气体，判断依据是    ．

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10．

（2016春•福州校级月考）人工光合作用能够借助太阳能，用CO₂和H₂O制备化学原料．科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄，下列说法不正确的是（　　）

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．GaN表面发生氧化反应，有O₂产生

C．电解液中的H⁺从质子交换膜右侧向左侧迁移

D．Cu表面的电极反应式 CO₂+8e^-+8H⁺═CH₄+2H₂O

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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

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

时间（min）浓度（mol•L^-1）	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

M（OH）_n	K_sp	pH
M（OH）_n	K_sp	开始沉淀	沉淀完全
Al（OH）₃	2.0×10^-32	3.8	-
Fe（OH）₃	4.0×10^-38	1.9	3.2
Fe（OH）₂	8.0×10^-16	6.95	9.95
Ni（OH）₂	6.5×10^-18	5.9	8.9

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1