高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)7 突破點(diǎn)11-人教高三化學(xué)試題

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1、專題限時(shí)集訓(xùn)(七)　突破點(diǎn)11 [建議用時(shí)：45分鐘] 1．(2016·安徽江南十校高三期末聯(lián)考)研究CO、NO等大氣污染物的轉(zhuǎn)化有十分重要的意義。 (1)I2O5是一種白色固體，可以用來吸收轉(zhuǎn)化空氣中的CO，有關(guān)反應(yīng)原理如下： I2O5(s)＋5CO(g)I2(s)＋5CO2(g)　ΔH<0 ①該可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_______________________。 ②有關(guān)該可逆反應(yīng)的說法正確的是________(填字母)。 A．反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量 B．增加I2O5的投料量，有利于提高污染性氣體CO的轉(zhuǎn)化率 C．反應(yīng)體系中混合氣體的平均摩爾

2、質(zhì)量不變，表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡 D．達(dá)到平衡后，其他條件不變，將反應(yīng)容器的體積壓縮至原來的一半，CO2的體積分?jǐn)?shù)不變 ③我國規(guī)定空氣中CO的最大允許濃度為10 mg/m3，即1 m3空氣中最多只能含有10 mg CO?，F(xiàn)將1 m3某空氣樣品通過盛有I2O5固體的加熱管充分反應(yīng)(假定反應(yīng)完全)，用酒精水溶液溶解產(chǎn)物I2，定容至100 mL后取25.00 mL，用0.001 0 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液21.80 mL。則空氣樣品中CO的濃度為________mg/m3。(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O) (2)工業(yè)煙氣中通常含有大氣污染物NO，直接排

3、放會(huì)嚴(yán)重危害人們的健康，所以煙氣排放前必須要經(jīng)過脫硝(除去氮氧化物)，三聚氰酸是一種優(yōu)良的煙氣脫硝劑。 ①三聚氰酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖甲，它可以看作是三分子氰酸通過加成反應(yīng)得到的環(huán)狀化合物，請寫出氰酸的電子式：________________。 ②三聚氰酸脫硝過程分為兩步反應(yīng)：第一步反應(yīng)是三聚氰酸受熱分解生成異氰酸(H—N===C===O)，第二步反應(yīng)是異氰酸HNCO與NO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體和水，請寫出第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋法標(biāo)明電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：__________________________。 ③有研究者做三聚氰酸脫硝的實(shí)驗(yàn)中，得到在不同溫度條件下煙氣脫硝率的變化

4、曲線如圖乙。在800 ℃以下脫硝率比較低的原因可能是___________； 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，三聚氰酸作為煙氣脫硝劑的最佳溫度是________。 [解析]　(1)①I2O5和I2都是固體，不用寫入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中。②對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量，A錯(cuò)誤；I2O5是固體，所以增加I2O5的量不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)，無法提高CO氣體的轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；對于可逆反應(yīng)I2O5(s)＋5CO(g)I2(s)＋5CO2(g)　ΔH<0，當(dāng)平衡向正方向移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)體系中的氣體質(zhì)量在增大，反之質(zhì)量減小，而氣體總物質(zhì)的量始終保持不變，所以反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不變就

5、可以表明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；由于是反應(yīng)前后氣體等體積的可逆反應(yīng)，所以只改變壓強(qiáng)不能影響化學(xué)平衡狀態(tài)，D正確。③根據(jù)關(guān)系式：5CO～I(xiàn)2～2S2O可知n(CO)＝n(S2O)＝0.001 0 mol/L×21.80×10－3 L×4×＝2.18×10－4 mol，m(CO)＝2.18×10－4 mol×28 g/mol＝6.104×10－3 g＝6.104 mg，所以空氣樣品中CO的濃度為6.104 mg/m3。(2)①由三聚氰酸的結(jié)構(gòu)簡式不難得知氰酸分子的結(jié)構(gòu)為H—O—C≡N，則電子式為H：：C??N：。②異氰酸HNCO中氮元素的化合價(jià)為－3價(jià)，NO中氮元素的化合價(jià)為＋2價(jià)，兩者

6、能發(fā)生歸中反應(yīng)而生成CO2和N2兩種無毒氣體。③在800 ℃以下三聚氰酸分解速率較低，導(dǎo)致異氰酸的量較少，不利于脫硝反應(yīng)的進(jìn)行，900 ℃以上三聚氰酸能完全分解生成大量的異氰酸，從而獲得較高的脫硝率。超過950 ℃時(shí)脫硝率雖仍然有所增大，但增大的幅度較小，從工業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮，950 ℃為最佳溫度。 [答案]　(1)①K＝?、贑D　③6.104 (2)①H：：C??N： ②4HNCO＋6N12e－O===5N2＋4CO2＋2H2O ③較低溫度下三聚氰酸的分解速率較低，導(dǎo)致還原NO的異氰酸量較少，脫硝率較低　950 ℃ 2．(2016·云南省統(tǒng)一檢測)二氧化碳的捕集與利用是實(shí)現(xiàn)

7、溫室氣體減排的重要途徑之一。 (1)目前工業(yè)上使用的捕碳劑有NH3和(NH4)2CO3，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)： 2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　K1 NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　K2 (NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　K3 則K3＝________(用含K1、K2的代數(shù)式表示)。 (2)利用CO2制備乙烯是我國能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向，具體如下： 方法一： CO2催化加氫合成乙烯，其反應(yīng)為2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋

8、4H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 起始時(shí)按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3的投料比充入20 L的恒容密閉容器中，不同溫度下平衡時(shí)H2和H2O的物質(zhì)的量如圖所示： ①a________(填“>”或“<”)0。 ②下列說法正確的是________(填字母序號)。 A．使用催化劑，可降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率 B．其他條件不變時(shí)，若擴(kuò)大容器容積，則v正減小，v逆增大 C．測得容器內(nèi)混合氣體密度不隨時(shí)間改變時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡 ③393 K下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為________(保留三位有效數(shù)字)。 ④393 K下，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，再向容器中按n(CO2)∶n(H2)

9、＝1∶3投入CO2和H2，則n(H2)/n(C2H4)將________(填“變大”“不變”或“變小”)。 方法二： 用惰性電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如圖所示。 ⑤b電極上的電極反應(yīng)式為_______________________。 ⑥該裝置中使用的是________(填“陰”或“陽”)離子交換膜。 [解析]　(1)K1＝，K2＝，K3＝，所以K3＝。(2)①溫度升高，平衡時(shí)，產(chǎn)物水的物質(zhì)的量減小，說明該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即a<0。②A項(xiàng)，催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能，正確；B項(xiàng)，其他條件不變，擴(kuò)大容器體積，相當(dāng)于降低反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

10、，正、逆反應(yīng)速率都減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)均為氣體，體積不變，混合氣體的密度一直不變，錯(cuò)誤。 ③　　　　 　2CO2(g)＋6H2(g)　C2H4(g)＋4H2O(g) 開始(mol)：　　n　　 　3n　　　　　0　　　　0 轉(zhuǎn)化(mol): x 3x x 2x 平衡(mol): n－x 3n－3x x 2x 從圖像可知3n－3x＝42 mol,2x＝58 mol，可知n＝43 mol，x＝29 mol，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率＝×100%≈67.4%。④當(dāng)再按1∶3投入CO2與H2時(shí)，相當(dāng)

11、于在原來平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以將變小。⑤b電極連著電源的負(fù)極作陰極，CO2在酸性條件下得到電子生成C2H4與H2O。⑥陽極為水失去電子生成氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的氫離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)參與反應(yīng)，所以離子交換膜為陽離子交換膜。 [答案]　(1) (2)①

12、題： (1)對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組成分及其平均濃度如下表： 離子 K＋ Na＋ NH Cl－ NO SO 濃度/(mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 2×10－5 3×10－5 4×10－5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為________，試樣的pH＝________。 (2)為減少SO2的排放，常采取的措施： ①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－1

13、10.5 kJ/mol 寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 ②洗滌含SO2的煙氣，以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________。 a．CaCl2　　b．NaHSO3　　c．Ca(OH)2　d．Na2CO3 (3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化： ①已知?dú)飧字猩蒒O的反應(yīng)為N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH>0 若1

14、mol空氣含有0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 200 ℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡。測得NO為6×10－4 mol，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K＝________；汽車啟動(dòng)后，氣缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是___________。 ②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO： 2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，已知該反應(yīng)的ΔH>0，試從反應(yīng)的自發(fā)性原理分析該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？________(填“能”或“不能”)。 [解析]　(1)由電荷守恒可知：c(K＋)＋c(Na＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋2c(SO)＋c

15、(NO)，則c(H＋)－c(OH－)＝(2×10－5＋2×4×10－5＋3×10－5－4×10－6－6×10－6－2×10－5) mol/L＝10－4 mol/L，溶液呈酸性，溶液中H＋離子濃度約為10－4，則pH＝－lgc(H＋)＝4。(2)①由第二個(gè)反應(yīng)－第一個(gè)反應(yīng)，可得C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)，根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝－110.5 kJ/mol－(－241.8 kJ/mol)＝＋131.3 kJ/mol。②A項(xiàng)，CaCl2與SO2不反應(yīng)，不能作吸收劑，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NaHSO3與SO2不反應(yīng)，不能作吸收劑，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，可以發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)2＋SO2===CaSO

16、3↓＋H2O，正確；D項(xiàng)，可以發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，正確。(3)①根據(jù)已知條件可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n(NO)＝6×10－4 mol，n(N2)＝(0.8－3×10－4) mol，n(O2)＝(0.2－3×10－4) mol，故該溫度下的平衡常數(shù)K＝＝＝2.25×10－6；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。②該反應(yīng)的ΔH>0，ΔS<0，則ΔH－T·ΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 [答案]　(1)酸性　4 (2)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol?、赾d (3)①2.25×

17、10－6　溫度升高，反應(yīng)速率加快，且平衡右移 ②不能 4．(2016·臨沂模擬)已知Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)在一定條件下焓變及平衡常數(shù)如下： 2H2(g)＋S2(g)2H2S(g)　K1　ΔH1　(Ⅰ) 3H2(g)＋SO2(g)2H2O(g)＋H2S(g)　K2　ΔH2　( Ⅱ ) (1)用ΔH1、ΔH2表示反應(yīng)4H2(g)＋2SO2(g)S2(g)＋4H2O(g)的ΔH＝________。 (2)回答下列反應(yīng)(Ⅰ)的相關(guān)問題： ①溫度為T1，在1 L恒容容器中加入1.8 mol H2、1.2 mol S2,10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。測得10 min內(nèi)v(H2S)＝0.08

18、 mol·L－1·min－1，則該條件下的平衡常數(shù)為________，若此時(shí)再向容器中充入H2、S2、H2S各0.8 mol，則平衡移動(dòng)方向?yàn)開_______(填“正向”“逆向”或“不移動(dòng)”)； ②溫度為T2時(shí)(T2>T1)，在1 L恒容容器中也加入1.8 mol H2、1.2 mol S2，建立平衡時(shí)測得S2的轉(zhuǎn)化率為25%，據(jù)此判斷ΔH________0(填“>”或“<”)，與T1時(shí)相比，平衡常數(shù)K________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)常溫下，用SO2與NaOH溶液反應(yīng)可得到NaHSO3、Na2SO3等。 ①已知Na2SO3水溶液顯堿性，原因是__________

19、_________________ (寫出主要反應(yīng)的離子方程式)，該溶液中，c(Na＋)________2c(SO)＋c(HSO3)(填“>”“<”或“＝”)。 ②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO、SO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化曲線如圖所示(部分)：根據(jù)圖示，求SO的水解平衡常數(shù)Kh＝________。 [解析]　(1)由(Ⅱ)×2－(Ⅰ)得4H2(g)＋2SO2(g)S2(g)＋4H2O(g)　ΔH，故ΔH＝2ΔH2－ΔH1。 (2)①10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。測得10 min內(nèi)v(H2S)＝0.08 mol·L－1·min－1，則Δc(H2S)＝0.08 m

20、ol·L－1·min－1×10 min＝0.8 mol·L－1，則 2H2(g)＋S2(g)2H2S(g) 起始(mol·L－1)　　1.8　　1.2　　　0 變化(mol·L－1) 0.8 0.4 0.8 平衡(mol·L－1) 1.0 0.8 0.8 平衡常數(shù)K＝＝＝0.8， 若此時(shí)再向容器中充入H2、S2、H2S各0.8 mol，則此時(shí)溶度積＝＝≈0.525%，知升溫平衡逆向移動(dòng)，ΔH<0，平衡常數(shù)減小。 (3)①亞硫酸根離子水解導(dǎo)致

21、溶液顯堿性，原因是：SO＋H2OHSO＋OH－，所以該溶液中c(H＋)2c(SO)＋c(HSO)。 ②亞硫酸根離子的水解平衡常數(shù)Kh＝，當(dāng)pH＝7.2時(shí)，SO、HSO濃度相等，所以Kh＝c(OH－)＝＝1×10－6.8。 [答案]　(1)2ΔH2－ΔH1　(2)①0.8　正向?、?　減小 (3)①SO＋H2OHSO＋OH－　> ②1×10－6.8 5．Ⅰ.CH4和CO2可以制造價(jià)值更高的化學(xué)產(chǎn)品。已知： CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 CO(g)＋H2O(g)CO

22、2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1 (1)求反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH________ kJ·mol－1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。 (2)一定條件下，等物質(zhì)的量的(1)中反應(yīng)生成的氣體可合成二甲醚(CH3OCH3)，同時(shí)還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無機(jī)化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。 (3)用Cu2Al2O4作催化劑，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(g)，溫度與催化劑的催化效

23、率和乙酸的生成速率的關(guān)系如圖，回答下列問題： ①250～300 ℃時(shí)，乙酸的生成速率降低的原因是_______________。 ②300～400 ℃時(shí)，乙酸的生成速率升高的原因是__________________。 Ⅱ.鈉硫電池以熔融金屬Na、熔融S和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，多孔固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na＋)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如下圖所示： Na2Sx2Na＋xS(3

24、的適宜溫度應(yīng)為________。 A．100 ℃以下　　　 B. 100 ℃～300 ℃ C．300 ℃～350 ℃ D. 350 ℃～2050 ℃ (5)關(guān)于鈉硫電池，下列說法正確的是________。 A．放電時(shí)，電極A為負(fù)極 B．放電時(shí)，Na＋的移動(dòng)方向?yàn)閺腂到A C．充電時(shí)，電極A應(yīng)連接電源的正極 D．充電時(shí)，電極B的電極反應(yīng)式為S－2e－===xS (6)25 ℃時(shí)，若用鈉硫電池作為電源電解500 mL 0.2 mol·L－1 NaCl溶液，當(dāng)溶液的pH變?yōu)?3時(shí)，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為________mol，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為________g。(假設(shè)電

25、解前兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量相等) [解析]　Ⅰ.(1)CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1， 2CO(g)＋2H2O(g)2CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝2b kJ·mol－1， 4CO2(g)4CO(g)＋2O2(g)　ΔH＝－2c kJ·mol－1。 上述三式相加得： CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝(a＋2b－2c) kJ·mol－1。 (2)參與大氣循環(huán)的氣體只能是CO2，所以方程式為3CO＋3H2===CH3OCH3＋CO2。 Ⅱ.(4)該溫度應(yīng)高于Na、S的熔點(diǎn)，低于Na、S

26、沸點(diǎn)，C項(xiàng)合適。 (6)電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5 L×0.1 mol·L－1＝0.05 mol，負(fù)極減小0.05 mol×23 g·mol－1＝1.15 g，正極增加的質(zhì)量也是Na的質(zhì)量，所以兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為2.3 g。 [答案]?、?(1)(a＋2b－2c) (2)3CO＋3H2===CH3OCH3＋CO2 (3)①催化劑的催化效率降低，化學(xué)反應(yīng)速率降低　②溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快 Ⅱ.(4)C　(5)AD　(6)0.05　2.3 6．CO、SO2是主要的大氣污染氣體，利用化學(xué)反應(yīng)原理是治理污染的重要方法。 【導(dǎo)學(xué)號：14942048】 (1)甲醇可以補(bǔ)充和

27、部分替代石油燃料，緩解能源緊張，已知： CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1 CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－764.5 kJ·mol－1 則CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)一定條件下，在容積為V L的密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2合成甲醇平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。 ①p1________p2(填“>”“<”或“＝

28、”)，理由是_____________________。 ②該甲醇合成反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K＝________(用a和V表示)。 ③該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系是CO________H2(填“>”“<”或“＝”)。 ④下列措施中能夠同時(shí)滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是________。 a．使用高效催化劑 b．降低反應(yīng)溫度 c．增大體系壓強(qiáng) d．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來 e．增加等物質(zhì)的量的CO和H2 (3)某學(xué)習(xí)小組以SO2為原料，采用電解法制取硫酸。小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，后電解該溶液制得了硫酸。原理如圖所示。

29、 寫出開始電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式：___________________。 [解析]　(1)由蓋斯定律知：ΔH＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH3。 (2)①根據(jù)反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)可知，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向右移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率提高，而在相同溫度下，p1時(shí)的轉(zhuǎn)化率比p2時(shí)轉(zhuǎn)化率小，所以，p1