知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氨分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池，这是极具吸引力的燃料电池供氢方法．
（l）已知：1molH一H键、lmo1N一H键、1molN≡N键断裂时分别需要吸收436kJ、39IkJ、946kJ的能量，则氨分解反应2NH₃（g）⇌N₂（g）+3H₂（g）的焓变△H=    ．
（2）向体积均为2L的容器A和B中同时分别充入2molNH₃（两容器装有催化剂）发生上述反应．在反应过程中，A 保持温度和容积不变；B 保持温度和压强不变．
①反应2分钟后，A容器内压强变为原来的1.2倍，则2分钟内用氨气表示的平均反应速率为    mol/（L•min）．
②如图1为A容器中NH₃的转化率随时间变化的α（NH₃）一t曲线，请在图中画出B容器中相应α（NH₃）一t 曲线的示意图，并简要说明理由    ．

（3）利用如图2实验装置可以合成氨，钯电极B 的电极反应式为    ．
（4）室温时，将c mol/L HF溶液与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合，反应后溶液呈中性，则HF的电离常数K_α=    （请用含c的代数式表示）．
（5）肼（N₂H₄）的性质类似于NH₃，可与水反应生成一种二元弱碱N₂H₄•2H₂O，其水溶液显示碱性的原因是_    _（用电离方程式表示）．

难度：中等

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2．随着科技的进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点．
（1）为了提高煤的燃烧效率，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料--水煤气．
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ•mol^-1．
C（s）+1/2O₂ （g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
则焦炭与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式为    ．
（2）工业上利用水煤气合成甲醇燃料，反应为CO（g）+2H₂（g）
催化剂
CH₃OH（g）△H＜0．在一定条件下，将l mol CO和2mol H₂通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件（温度或压强）时，CH₃OH的体积分数φ（CH₃OH）变化趋势如图1所示：

①平衡时，M点CH₃OH的体积分数为10%．则CO的转化率为    ．
②X轴上a点的数值比b点    （填“大”或“小”）．Y轴表示    （填“温度”或“压强”），判断的理由是    ．
（3）在一定温度下，将2mol CO和4mol也充入某恒压密闭容器中发生反应：CO（g）+2H₂（g）
催化剂
CH₃OH（g），达到平衡时测得CO的转化率为50%，已知反应初始时容器的容积为2L，则该温度下，反应的平衡常数K=    ．
（4）在合成水煤气时会产生一定量的CO₂，在强酸性电解质溶液中，用惰性电极电解可使CO₂转化成乙烯，如图2所示．电解时阴极的电极反应式为    ．当阳极产生l mol气体时，则阳极溶液的质量减轻     g．

难度：中等

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3．一定温度时，向2.0L恒容密闭容器中充入2mol SO₂和1mol O₂，发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）．经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s	0	2	4	6	8
n（SO₃）/mol	0	0.8	1.4	1.8	1.8

下列说法正确的是（　　）

A．反应在前2 s 的平均速率v（O₂）=0.4 mol•L^-1•s^-1

B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0 L，平衡常数将增大

C．相同温度下，起始时向容器中充入4 mol SO₃，达到平衡时，SO₃的转化率大于10%

D．保持温度不变，向该容器中再充入2 mol SO₂、1 mol O₂，反应达到新平衡时n（SO₃）/n（O₂）增大

难度：中等

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4．能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义．
（1）氧化-还原法消除氮氧化物的转化：NO
O3
反应Ⅰ
NO₂
CO(NH2)2
反应Ⅱ
N₂
反应Ⅰ为：NO+O₃=NO₂+O₂，生成11.2L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是    mol．反应Ⅱ中，当n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2时，反应的化学方程式是    ．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO₂（g）+SO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1已知：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式    ．
（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如图1，电极为多孔惰性材料．则负极的电极反应式是    ．

（4）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂（g）+6H₂（g）
催化剂
CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）；该反应平衡常数表达式为K=    ．已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图2所示．该反应的△H    （填“大于”、“小于”或“等于”）0．
（5）合成气CO和H₂在一定条件下能发生如下反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H＜0．在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图3所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是    ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是    ．

难度：中等

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5．煤炭是我国的主要能源之一，与之伴生的二氧化硫（SO₂）和酸雨污染问题较为突出，目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫．烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有如下两种方法：
Ⅰ．钠碱循环法脱硫技术
（1）此法是利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂．Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式：    ．
（2）NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如表：
n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-） 91：9 1：1 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
①由表判断，NaHSO₃溶液显    性，用化学平衡原理解释：    ．
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是    （填标号）．
A．c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H^-）=c（OH^-）
C．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
Ⅱ．石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO₄的形式固定，从而降低SO₂的排放．但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，降低脱硫效率，相关反应的热化学方程式如下：
CaSO₄（s）+CO（g）═CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=218.4kJ•mol^-1（反应Ⅰ）
CaSO₄（s）+4CO（g）═CaS（s）+4CO₂（g）△H₂=-175.6kJ•mol^-1 （反应Ⅱ）
请回答下列问题：
（1）结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO₄（s）与CaS（s）反应的热化学方程式    ．
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应Ⅰ的Kp=    （用表达式表示）．
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率（v₁）小于反应Ⅱ的速率（v₂），则下列反应过程能量变化示意图（如图1所示）其中正确的是    （填标号）．
（4）图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线，则降低该反应体系中产生的SO₂生成量的措施有    （填标号）．

A．向该反应体系中投入生石灰     B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．降低CO的初始体积百分数     D．提高反应体系的温度．

难度：中等

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6．发射航天火箭常用肼（N₂H₄）与N₂O₄作燃料与助燃剂．
（1）肼（N₂H₄）与N₂O₄的反应为：2N₂H₄（g）+N₂O₄（1）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1225kJ•mol^-1
已知反应相关的化学键键能数据如表：
化学键 N-H N-N N≡N O-H
E/（kJ•mol^-1） 390 190 946 460
则使l mol N₂O₄（1）分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是
（2）N₂O₄与NO₂之间存在反应N₂O₄（g）⇌2NO₂（g）．将一定量的N₂O₄放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率，[aN₂O₄）]随温度变化如图1所示．
①由图推测该反应△H    0（填“＞”或“＜”），若要提高N₂O₄的转化率，除改变反应温度外，其它措施有    （要求写出一条）．
②图中a点对应温度下，已知N₂O₄的起始压强P₀为108kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数．K_p=    （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
③在一定条件下，该反应N₂O₄、NO₂的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N₂O₄）=k₁p（N₂O₄），v（NO₂）=k₂p²（NO₂），其中k₁、k₂是与反应温度有关的常数．相应的速率-压强关系如图2所示，一定温度下，k₁、k₂与平衡常数K_p的关系是k₁=    ，在图标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为    ．
（3）某科研人员设计如图3甲所示新型燃料电池，已知固体电解质可以传导O^2-，生成物均为无毒无害的物质．将燃料电池的正负两极与装置乙中M、N两惰性电极连接，两极室均可产生乙醛酸（HOOC-CHO）．其中M电极区的乙二醛（OHC-CHO）与电极产物发生反应生成乙醛酸．则：
①燃料电池负极的电极反应式为    ．
②a极与    （填“M”或“N”）相连，写出N极电极反应式    ．
③若有1.5mol H⁺通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为    mol．

难度：中等

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7．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NO_x）、CO₂、SO₂等气体，严重污染空气．对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用．
Ⅰ．脱硝：已知：H₂的热值为142.9KJ•g^-1
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+133kJ•mol^-1
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1
催化剂存在下，H₂还原NO₂生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为    ．
Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO₂、6mol H₂，在适当的催化剂作用下，发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l）
（1）①该反应自发进行的条件是    （填“低温”、“高温”或“任意温度”）
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是    ．
a、混合气体的平均式量保持不变      b、CO₂和H₂的体积分数保持不变
c、CO₂和H₂的转化率相等           d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO₂生成的同时有3mol H-H键断裂
③CO₂的浓度随时间（0～t₂）变化如图所示，在t₂时将容器容积缩小一倍，t₃时达到平衡，t₄时降低温度，t₅时达到平衡，请画出t₂～t₆CO₂的浓度随时间的变化．

（2）改变温度，使反应CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0  中的所有物质都为气态．起始温度体积相同（T₁℃、2L密闭容器）．反应过程中部分数据见下表：
反应时间 CO₂（mol） H₂（mol） CH₃OH（mol） H₂O（mol）
反应Ⅰ
恒温恒容 0min 2 6 0 0
10min 4.5
20min 1
30min 1
反应Ⅱ
绝热恒容 0min 0 0 2 2
①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：平衡常数K（Ⅰ）    K（Ⅱ）（填“＞”、“＜”或“=”下同）；平衡时CH₃OH的浓度c（Ⅰ）    c（Ⅱ）．
②对反应I，前10min内的平均反应速率v（CH₃OH）=    ，在其它条件不变下，若30min时只改变温度为T₂℃，此时H₂的物质的量为3.2mol，则T₁    T₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
若30min时只向容器中再充入1mol CO₂（g）和1mol H₂O（g），则平衡    移动（填“正向”、“逆向”或“不”）．

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：    ．

难度：中等

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9． CO、CO₂是化石燃料燃烧后的主要产物．
（1）将体积比为2：1的CO₂和CO混合气体通入有足量Na₂O₂固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃．
①生成物的化学式是    和    ．
②将残留固体溶于水，所得溶液中2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）    c（Na⁺）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）已知：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂ （g）△H=-566.0kJ•mol^-1；键能E_O=O=499.0kJ•mol^-1
①CO（g）+O₂（g）⇌CO₂ （g）+O（g）的△H=    kJ•mol^-1
②已知2500K时，①中反应的平衡常数为0.40．某时刻该反应体系中各物质浓度满足：
c（CO）•c（O₂）=c（CO₂）•c（O），则此时反应    （填“向左”或“向右”）进行．
（3）已知：反应CO₂ （g）⇌CO（g）+O（g）在密闭容器中CO₂分解实验的结果如图1；反应
2CO₂ （g）⇌2CO（g）+O₂（g）中1molCO₂在不同温度下的平衡分解量如图2．

①分析图1，求2min内v（CO₂）=    ．
②分析图2，1500℃时反应达平衡，此时容器体积为1L，则反应的平衡常数K=    （计算结果保留1位小数）．
（4）利用电化学还原CO₂制取ZnC₂O₄的示意图如图3所示，电解液不参加反应，则Zn与电源的    极（填“正”或“负”）相连，Pb极上的电极反应式是    ．

难度：中等

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10．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用，请回答下列问题：

（1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO₄的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，相关的热化学方程式如下：
①CaSO₄（s）+CO（g）⇌CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△=+210.5kJ•mol^-1
②
1
4
CaSO₄（s）+CO（g）⇌
1
4
CaS（s）+CO₂（g）△=-47.3kJ•mol^-1
反应：CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）⇌CaS（s）+3CO₂（g）△=    kJ•mol^-1
（2）图1为密闭容器中H₂S气体分解生产H₂和S₂（g）的平衡转化率与温度、压强的关系．
图1中压强P₁、P₂、P₃的大小顺序为    ，理由是    ，该反应平衡常数的大小关系为K（T₁）    K（T₂）（碳“＞”“=”或“＜”）理由是
（3）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2S0₂（g）+0₂（g）⇌2SO₃△H＜0
①600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图2，反应处于平衡状态的时间段所示
②据图2判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是    （用文字表达）：10min到15min的曲线变化的原因可能是    （填写编号）
A．加了催化剂
B．缩小容器体积
C．降低温度
D．增加SO₂的物质的量
（4）烟气中SO₂可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c（Na⁺）=    （用含硫微粒浓度的代数式表示）

难度：中等

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n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

	反应时间	CO₂（mol）	H₂（mol）	CH₃OH（mol）	H₂O（mol）
反应Ⅰ 恒温恒容	0min	2	6	0	0
	10min		4.5
	20min	1
	30min			1
反应Ⅱ 绝热恒容	0min	0	0	2	2

	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	N-H	N-N	N≡N	O-H
E/（kJ•mol^-1）	390	190	946	460