知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．工业生产硝酸铵的流程如图1所示：
（1）Ⅱ中，NH₃和0₂在催化剂作用下反应，其化学方程式为    ．
（2）工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素，该反应实际分两步进行：
第一步：2NH₃（g）+CO₂（g）═H₂NCOONH₄（g）△H=-272kJ•mol^-1
第二步：H₂NCOONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+138kJ•mol^-1
写出工业上以NH₃、C0₂为原料合成尿素的热化学方程式    ．
（3）工业上电解NO制备NH₄N0₃，其工作原理如图2所示，电解时阳极的电极反应式为    ，为使电解产物全部转化为NH₄N0₃，需补充物质A，A是    ．
（4）已知N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H＜0，
当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=l：3投料，分别在200C、400℃、600C下达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如图3．
①曲线a对应的温度是    ．
②上图中P、M、Q三点对应的平衡常数K的大关系为
③若N点时c（NH₃）=0.2mol．L^-l，
则K_（N）=    （保留两位有效数字）．

难度：中等

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2．氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题．
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值．
反应大气固氮
N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）工业固氮
N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）
温度/℃ 27 2000 25 400 450
K 3.84×10^-31 0.1 5×10⁸ 0.507 0.152
①分析数据可知：大气固氮反应属于    （填“吸热”或“放热”）反应．
②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因：    ．
③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因    ．
（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N₂的平衡转化率在不同压强（р₁、р₂）下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是    （填“A”或“B”）；比较р₁、р₂的大小关系    ．

（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是    ．
（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N₂（g）+6H₂O（1）⇌4NH₃（g）+3O₂（g），则其反应热△H=    ．
（已知：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）⇌2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1）

难度：中等

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3．（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．

难度：较难

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4．研究铁及其化合物对生产生活具有重要的意义．
（1）已知25℃，101kPa时：
4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是    ．
（2）一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe（s）+CO₂（g）⇌FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图甲所示：

①该反应△H    0（填“＜”或“＞”）．
②下列措施中能使平衡时c（CO）/c（CO₂）增大的是    （填序号）．
A．升高温度        B．增大压强       C．充入一定量CO      D．再加入一些铁粉
③一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和CO气体的浓度与时间的关系如图乙所示，8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）=    ．计算该反应的平衡常数K=    ．
（3）铁的重要化合物高铁酸钠是一种饮用水消毒剂，具有氧化能力强、安全性好等优点．
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe+2NaOH+2H₂O
电解
.

Na₂FeO₄+3H₂↑，则电解时阳极的电极反应式是    ．
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为    ．

难度：中等

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5．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）⇌NaNO₃（s）+ClNO（g）+Q₁     K₁     （Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）⇌2ClNO（g）+Q₂               K₂     （Ⅱ）
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）⇌2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=    （用含K₁、K₂的代数式表示）．
（2）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应（Ⅱ）达到平衡．测得在10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，则平衡后n（Cl₂）=    mol，NO的转化率а₁=    ．其它条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂    а₁（填“＞”“＜”或“=”），平衡常数K₂    （填“增大”“减小”或“不变”）．若要使K₂减小，可采用的措施是    ．
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂，反应为2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O．含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO₂恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液，则两溶液中c（NO₃^-）、c（NO₂^-）和c（CH₃COO^-）由大到小的顺序为    ．（已知HNO₂的电离常数Ka=7.1×10^-4mol•L^-1，CH₃COOH的电离常数Ka=1.7×10^-5mol•L^-1，可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是    ．
a．向溶液A中加适量水       b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水       d．溶液B中加适量NaOH．

难度：中等

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6．运用化学反应原理分析解答以下问题
（1）已知：①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H_l=-91kJ•mol^-l
②2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-24kJ•mol^-l
③CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41kJ•mol^-l
且三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃
则反应 3CO（g）+3H₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=    ．
化学平衡常数K=    （用含K₁、K₂、K₃的代数式表示）．
（2）一定条件下，若将体积比为1：2的CO和H₂气体通入体积一定的密闭容器中发生反应3CO（g）+3H₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），下列能说明反应达到平衡状态是    ．
a．体系压强保持不变
b．混合气体密度保持不变
c．CO和H₂的物质的量保持不变
d．CO的消耗速度等于CO₂的生成速率
（3）科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH₃．其电池反应式为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，电解质溶液应显    （填“酸性”、“中性”、“碱性”），写出正极的电极反应方程式    ．

难度：中等

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7．（2016•安庆二模）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO₄的形成固定下来，可以减少SO₂的排放，但产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，从而降低脱硫效率．相关的热化学方程式如下：
①CaSO₄（s）+CO（g）⇌CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=210.5kJ•mol^-1
②
1
4
CaSO₄（s）+CO（g）⇌
1
4
CaS（s）+CO₂（g）△H₂=-47.3kJ•mol^-1
请回答下列问题：
（1）反应CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）⇌CaS（s）+3CO₂（g）△H=    kJ•mol^-1；平衡时增大压强，此反应    （“正向”、“逆向”、“不”）移动．
（2）已知298K时，Ksp（CaCO₃）=m×10^-p，Ksp（CaSO₄）=n×10^-q．则反应：CaCO₃+SO₄^2-⇌CaSO₄+CO₃^2-的平衡常数数值表示式为    （用含m、n、p、q的式子表示）．
（3）用碘量法可测定排放烟气中二氧化硫的含量，请写出碘溶液与二氧化硫发生氧化还原反应的离子方程式    ；
（4）反应①②的平衡常数的对数lgK随反应T的变化曲线见图，其中曲线Ⅰ代表    反应，P为两曲线交点，则在该温度下两反应均达平衡时，体系中c（SO₂）=    mol•L^-1，从减少二氧化硫排放的角度来考虑，本体系适宜的反应条件是    ．
A．低温低压      B．低温高压      C．高温高压      D．高温低压．

难度：中等

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8．（2016•齐齐哈尔一模）氮和硫的氧化物有多种，其中SO₂和NOx都是大气污染物，对它们的研究有助于空气的净化．
（1）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）⇌NaNO₃（s）+ClNO（g）　K₁△H₁＜0　（Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）⇌2ClNO（g）　 K₂△H₂＜0　（Ⅱ）
则4NO₂（g）+2NaCl（s）⇌2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=    （用K₁、K₂表示）
（2）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应（Ⅱ）达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，NO的转化率α₁=    ．其他条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂    α₁（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题．NO₂尾气常用NaOH溶液吸收，生成NaNO₃和 NaNO₂．已知NO₂^-的水解常数K_h=2×10^-11 mol•L^-1，常温下某NaNO₂和 HNO₂混合溶液的pH为5，则混合溶液中c（NO₂^-）和c（HNO₂）的比值为    ．
（4）利用如图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．阳极的电极反应式为    ．在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₄^2-生成．该反应的离子方程式为    ．
（5）某研究性学习小组欲探究SO₂能否与BaCl₂溶液反应生成BaSO₃沉淀．查阅资料得知常温下BaSO₃的K_SP=5.48×10^-7，饱和亚硫酸中c（SO₃^2-）=6，3×10^-8 mol•L^-1．将0.1mol•L^-1的BaCl₂溶液滴入饱和亚硫酸中，    （填“能”或“不能”）生成BaSO₃沉淀，原因是    （请写出必要的推断过程）．

难度：中等

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9．顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如图1转化：

该反应的速率方程可表示为：v（正）=k（正）c（顺）和v（逆）=k（逆）c（反），k（正）和k（逆）在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数．回答下列问题：
（1）已知：t₁温度下，k（正）=0.006s^-1，k（逆）=0.002s^-1，该温度下反应的平衡常数值K₁= ；该反应的活化能E_a（正）小于E_a（逆），则△H 0（填“小于”“等于”或“大于”）．
（2）t₂温度下，图2中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是（填曲线编号），平衡常数值K₂= ；温度t₁ t₂（填“小于”“等于”或“大于”），判断理由是．

难度：中等

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10．随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO₂的捕集利用技术成为研究的重点．
完成下列填空：
（1）目前国际空间站处理CO₂的一个重要方法是将CO₂还原，所涉及的反应方程式为：
CO₂（g）+4H₂（g）⇌CH₄（g）+2H₂O（g）
已知H₂的体积分数随温度的升高而增加．
若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v_正 v_逆平衡常数K 转化率α
（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
[CO₂]/mol•L^-1 [H₂]/mol•L^-1 [CH₄]/mol•L^-1 [H₂O]/mol•L^-1
平衡Ⅰ a b c d
平衡Ⅱ m n x y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为    ．
（3）碳酸：H₂CO₃，K_i1=4.3×10^-7，K_i2=5.6×10^-11
草酸：H₂C₂O₄，K_i1=5.9×10^-2，K_i2=6.4×10^-5
0.1mol/L Na₂CO₃溶液的pH    0.1mol/L Na₂C₂O₄溶液的pH．（选填“大于”“小于”或“等于”）
等浓度相等草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是    ．若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是    ．（选填编号）
a．[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[HCO₃^-]＞[CO₃^2-]b．[HCO₃^-]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[CO₃^2-]
c．[H⁺]＞[HC₂O₄^-]＞[C₂O₄^2-]＞[CO₃^2-]d．[H₂CO₃]＞[HCO₃^-]＞[HC₂O₄^-]＞[CO₃^2-]
（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H⁺+HCO₃^-⇌H₂CO₃，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象    ．

难度：中等

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反应	大气固氮 N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）		工业固氮 N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10^-31	0.1	5×10⁸	0.507	0.152

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

	[CO₂]/mol•L^-1	[H₂]/mol•L^-1	[CH₄]/mol•L^-1	[H₂O]/mol•L^-1
平衡Ⅰ	a	b	c	d
平衡Ⅱ	m	n	x	y

v_正	v_逆	平衡常数K	转化率α