知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等．
（1）汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可净化．
①已知部分化学键的键能如下
分子式/结构式 NO/N≡O CO/C≡O CO₂/O=C=O N₂/N≡N
化学键 N≡O C≡O C=O N≡N
键能（KJ/mol） 632 1072 750 946
请完成汽车尾气净化中NO（g）和CO（g）发生反应的热化学方程式
2NO（g）+2CO（ g）⇌N₂（ g）+2CO₂（9）△H=    kJ/mol
②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，并在t．时刻达到平衡状态，则下列示意图
不符合题意的是    （填选项序号）．（下图中V_正、K、n、P_总分别表示正反应速率、平衡常
数、物质的量和总压强）

（2）在t₁℃下，向体积为10L的恒容密闭容器中通人NO和CO，测得了不同时间时NO和CO的物质的量如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n（NO）/×10^-2mol 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
n（CO）/×10^-1mol   3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
t₁℃时该反应的平衡常数K=    ，既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是    ．（写出一种即可）
（3）如图l所示，以N₂O₄为原料采用电解法可制备新型绿色硝化剂（一种氮氧化物）写出生成这种硝化剂的阳极电极反应式    ．

（4）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．在氨气足量的情况下，不同c（NO₂）/C（NO）、不同温度对脱氮率的影响如图2所示（已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应），请回答温度对脱氮率的影响    ，给出合理的解释：    ．

难度：中等

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3．近几年，我国因为汽车尾气对环境的污染日趋严重，清洁能源的燃料电池汽车逐渐进入市场，已知甲烷的燃烧热为分别为890KJ•mol^-1，某电池用甲烷作为燃料，电池中以0.6molKOH溶液为电解质溶液，有关这类电池的说法不正确的（　　）

A．这类电池的正极反应与金属的吸氧腐蚀正极反应相似

B．每转移1mol电子则这种电池产生电能为0.5度电

C．电池的负极反应为：CH₄+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O+8e^-

D．当消耗0.4mol燃料时，电池中的各种离子的浓度关系为：C（K⁺）＞C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）

难度：中等

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4．（2016•江西校级模拟）能源是制约国家发展进程的因素之一．甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚．
（1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜[Cu（NH₃）₂]AC溶液（AC=CH₃COO^-）来吸收合成气中的一氧化碳，其反应原理为：[Cu（NH₃）₂]AC（aq）+CO（g）+NH₃（g）⇌[Cu（NH₃）₃]AC•CO（aq）△H＜0
常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu（NH₃）₂]AC溶液的措施是    ；
（2）天然气的一个重要用途是制取H₂，其原理为：CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）．
在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L^-1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P₁    P₂（填“大于”或“小于”）；压强为P₂时，在Y点：v（正）    v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于”）．求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=    ．（计算结果保留两位有效数字）
（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：CO（g）+4H₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H＜0
①在恒容密闭容器里按体积比为1：4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是    ；
A．逆反应速率先增大后减小 C．反应物的体积百分含量减小
B．正反应速率先增大后减小D．化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式    ；
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量．关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是    （填字母）
A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同
B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同
C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同
（4）已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ，请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式    ．

难度：中等

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5．（2016•枣庄模拟）肼（N₂H₄）又称联氨，广泛用于火箭推进剂、化工原料及燃料电池等方面．请回答下列问题：
（1）肼是火箭的高能燃料，该物质燃烧时生成水蒸气和氮气，已知某些化学键能如下：
化学键 O-H N-N N-H O=O N═N
键能/KJ•mol^-1 467 160 391 498 945
①N₂H₄中氮元素的化合价为    ．
②气态N₂H₄在氧气中燃烧的热化学方程式为    ．
（2）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液，该反应的离子方程式为    ．
（3）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生反应的电极反应式为    ．
（4）盐酸肼（N₂H₆Cl₂）是一种化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH₄ Cl类似，但分步水解．
①写出盐酸肼第一步水解的离子方程式    ．
②盐酸肼水溶液中离子浓度的关系为     （填序号）．
A．c（Cl^-）＞c（[N₂H₅•H₂O⁺]）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
B．c（Cl^-）＞c（N₂H₆²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
C． c（N₂H₆²⁺）+c（[N₂H₅•H₂O⁺]）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-）
（5〕常温下，将0.2mol/L盐酸与0.2mol/L肼的溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积变化〕．若测定混合液的pH=6，混合液中水电离出的H⁺与0.1mol/L盐酸中水电离出的H⁺浓度之比为    ．

难度：中等

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6．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，错误的是（　　）

A．钢铁腐蚀时可能发生的正极反应 2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

B．表示H₂燃烧热的热化学方程式 2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol

C．纯碱水解的离子方程式 CO₃^2-+H₂O⇌HCO₃^-+OH^-

D．Ca（HCO₃）₂溶液中加入过量澄清石灰水 Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-═CaCO₃↓+H₂O

难度：中等

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7．工业合成尿素反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
（1）在一个真空恒容密闭容器中充入CO₂和NH₃发生上述反应合成尿素，恒定温度下混合气体中的氨气含量如图1所示．A点的正反应速率与B点的逆反应速率的关系：v_正（CO₂）    v_逆（CO₂）（填“＞”、“＜”或“=”）

（2）氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物．将体积比为2：1的NH₃和CO₂混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌NH₂COONH₄（s）
将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡气体总浓度（10^-3mol•L^-1） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是
A．△H＜0，△S＜0B．△H＞0，△S＜0
C．△H＞0，△S＞0D．△H＜0，△S＞0
②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是
A．分离出少量的氨基甲酸铵，反应物的转化率将增大
B．平衡时降低体系温度，CO₂的体积分数下降
C．NH₃的转化率始终等于CO₂的转化率
D．加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率
（3）化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电．用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电．尿素燃料电池结构如图2所示，写出该电池的负极反应式    ．

难度：中等

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8．（2016•深圳模拟）汽车尾气中排放的N_xO_y和CO，科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化：
2CO（g）+2NO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H₁
（1）已知：CO的燃烧热△H₂=-283kJ•moL^-1．几种化学键的键能数据如下：
化学键 N≡N键 O=O键 N
.
O键
键能kJ/•mol^-1 945 498 630
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₃，则：△H₁=    ．
（2）CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池（石墨为电极），若放电后电解质溶液中离子浓度大小顺序为
c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），则负极的反应式为    ；
（3）在一定温度下，向2L的密闭容器中充入4.0molNO₂和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应
4CO（g）+2NO₂（g）⇌N₂（g）+4CO₂（g）△H＜0，相关数据如下：
0min 5min 10min 15min 20min
c（NO₂） 2.0 1.7 1.56 1.5 1.5
c（N₂） 0 0.15 0.22 0.25 0.25
①5～10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n_正（NO₂）=n_逆（N₂） B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．气体密度不变D．容器内气体压强不变
③20min时，向容器中加入1.0molNO₂和1.0molCO，在t₁时刻再次达到平衡时，NO₂的转化率比原平衡时    （填“变大”、“变小”或“不变”）．
④计算此温度下的化学平衡常数K=
⑤在上述平衡的基础上，在时间t₂、t₃时改变反应的某一条件，反应速率的变化如图所示，则在t₃时刻改变的反应条件是：    ；在时间15-20，t₁-t₂，t₂-t₃，t₄-t₅时的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃、K₄，请比较各平衡常数的大小关系：    ．

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9． Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li⁺+FeS+2e^-═Li₂S+Fe，则该电池的总反应式为．

难度：中等

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10．（2016•连江县校级模拟）目前“低碳减排”备受关注，CO₂的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题．
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）⇌2CO₂（g）+N₂（g）．在密闭容器中发生该反应时，c（CO₂）随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（I）的变化曲线如图所示．据此判断：
①该反应的△H    0（填“＞”或“＜”）．
②在T₂温度下，0-2s内的平均反应速率v（N₂）=    mol/（L•s）．
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是    （填代号）．

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染．
例如：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mol^-1
2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-56.9kJ•mol^-1
写出CH₄（g）催化还原N₂O₄（g）的热化学方程式：    ．
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的．如图是通过人工光合作用，以CO₂（g）和H₂O（g）为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图．催化剂b表面发生的电极反应为    ．

③常温下0.1mol•L^-1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数K_a=    mol•L^-1（填写最终计算结果）．

难度：中等

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分子式/结构式	NO/N≡O	CO/C≡O	CO₂/O=C=O	N₂/N≡N
化学键	N≡O	C≡O	C=O	N≡N
键能（KJ/mol）	632	1072	750	946

时间/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/×10^-2mol	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
n（CO）/×10^-1mol	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

温度（℃）	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡气体总浓度（10^-3mol•L^-1）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

	0min	5min	10min	15min	20min
c（NO₂）	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c（N₂）	0	0.15	0.22	0.25	0.25

化学键	O-H	N-N	N-H	O=O	N═N
键能/KJ•mol^-1	467	160	391	498	945