江蘇專用2019高考化學總復習優(yōu)編增分練：高考壓軸大題特訓題型五借助“圖像圖表”的基本概念基本理論應用題.doc

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題型五　借助“圖像、圖表”的基本概念、基本理論應用題 1．[2018江蘇，20(2)(3)(4)]NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。 (2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式：________________________________________________ ________________________。 (3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式：__________________________________________________ ______________________。 (4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。 ①NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1 mol N2時，轉移的電子數(shù)為________mol。 ②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應(裝置見圖1)。 反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 當反應溫度高于380 ℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是 ________________________________________________________________________。 答案　(2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO (3)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O (4)①?、谘杆偕仙问谴呋瘎┗钚噪S溫度升高增大，與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大　催化劑活性下降；NH3與O2反應生成了NO 解析　(2)由題給信息可知，反應物為HNO2(弱酸)，生成物為HNO3，因此陽極反應式為HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO。(3)由題給信息可知，反應物為HNO2、(NH2)2CO，生成物為CO2和N2，根據(jù)氧化還原反應方程式的配平方法可寫出該反應的化學方程式為2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①NH3中N的化合價為－3，NO2中N的化合價為＋4，N2中N的化合價為0，每生成1 mol N2，有8/7的N由－3價變?yōu)?價，被氧化的N的物質的量為8/7 mol，因此每生成1 mol N2轉移的電子數(shù)為24/7 mol。②溫度升高，反應速率增大，同時催化劑的活性增大也會提高反應效率。一段時間后催化劑活性增大幅度變小，主要是溫度升高使反應速率增大。當溫度超過一定值時，催化劑的活性下降，同時氨氣與氧氣反應生成NO而使反應速率減小。 2．(2018江蘇省海安高級中學高三1月月考)為保護環(huán)境，應減少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物質的排放量。 (1)用CH4催化還原煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物，可以消除污染。 已知：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJmol－1 NO2(g)===N2O4(g)　ΔH＝－28.5 kJmol－1 寫出CH4催化還原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的熱化學方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，測得反應達到平衡時NO2與SO2體積比為1∶5，則平衡常數(shù)K＝________(填數(shù)值)。 (3)如圖1是一種用NH3、O2脫除煙氣中NO的原理，該原理中NO最終轉化為H2O和________(填化學式)，當消耗1 mol NH3和0.5 mol O2時，除去的NO在標準狀況下的體積為________L。 (4)研究CO2在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學研究的前沿領域。有人利用圖2所示裝置(均為惰性電極)從海水中提取CO2(海水中無機碳95% 以HCO形式存在)，有利于減少環(huán)境中溫室氣體含量。 ①a室的電極反應式為___________________________________________________________。 ②b室中提取CO2的反應的離子方程式為__________________________________________。 ③b室排出的海水(pH<6)不可直接排回大海，需用該裝置中產(chǎn)生的物質對b室排出的海水進行處理，合格后才能排回大海。處理的方法是_______________________________________。 答案　(1)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJmol－1 (2)1.8 (3)N2　11.2　 (4)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===O2↑＋2H2O)?、贖＋＋HCO===H2O＋CO2↑ ③用c室排出的堿性溶液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近正常海水的pH 解析　(1)已知：Ⅰ.CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867 kJmol－1， Ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－57 kJmol－1， 根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ－Ⅱ得CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，故ΔH＝－867 kJmol－1－(－57 kJmol－1)＝－810 kJmol－1， 即CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJmol－1。 (2)　　 NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)， 起始量 a 2a 0 0 變化量 x x x x 平衡量 a－x 2a－x x x 由題意可知：＝，解之得：x＝a， 所以K＝＝1.8。 (3)由圖1可知反應物為氧氣、一氧化氮和氨氣，最終生成物為氮氣和水，所以NO最終轉化為N2和H2O；氧氣、一氧化氮和氨氣反應生成氮氣和水，反應中氨氣失去的電子的物質的量等于NO和氧氣得到的電子總物質的量，1 mol NH3轉化為N2失去3 mol電子，0.5 mol O2得到2 mol電子，則NO轉化為N2得到的電子為1 mol，所以NO的物質的量為0.5 mol，其體積為11.2 L(標況)。 (4)①a室為陽極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。②氫離子通過陽離子交換膜進入b室，發(fā)生反應：H＋＋HCO===CO2↑＋H2O。③c室發(fā)生反應：4H2O＋ 4e－===4OH－＋2H2↑，可用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至裝置入口海水的pH，以達到排放標準。 3．(2018泰州中學高三12月月考)(一)十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“十氫萘(C10H18)→四氫萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知：ΔH1＞ΔH2＞0 C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1 C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2 請回答： (1)則C10H8(l)＋5H2(g)C10H18(l)　ΔH3＝________________。 (2)有利于提高上述脫氫反應平衡轉化率的條件是________(填字母)。 A．高溫高壓 B．低溫低壓 C．高溫低壓 D．低溫高壓 (3)研究表明，將適量十氫萘置于恒容密閉反應器中，升高溫度帶來高壓，該條件下也可顯著釋氫，理由是______________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 (4)溫度335 ℃時，在恒容密閉反應器中進行高壓液態(tài)十氫萘(1.00 mol)催化脫氫實驗，測得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1和x2(以物質的量分數(shù)計)隨時間的變化關系，如下圖所示。 ①在8 h時，反應體系內(nèi)氫氣的量為________mol(忽略其他副反應)。 ②已知反應過程中的能量變化如下圖所示，x1顯著低于x2的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (二)科學家發(fā)現(xiàn)，以H2O和N2為原料，熔融NaOH—KOH為電解質，納米Fe2O3作催化劑，在250 ℃和常壓下可實現(xiàn)電化學合成氨。 (5)陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進行。先發(fā)生的電極反應式為 ________________________________________________________________________， 隨后發(fā)生反應：2Fe＋3H2O＋N2===2NH3＋Fe2O3。 答案　(1)－(ΔH1＋ΔH2) (2)C (3)溫度升高加快反應速率，溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強增大使平衡逆向移動的作用 (4)①1.951?、诜磻?的活化能比反應1的小，催化劑顯著降低了反應2的活化能，反應生成的C10H12很快轉變成C10H8，故x1顯著低于x2 (5)Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－ 解析　(1)①C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1，②C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2，根據(jù)蓋斯定律，將①＋②得：C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2，則C10H8(l)＋5H2(g) C10H18(l)　ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)。 (2)ΔH1＞ΔH2＞0，則C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＞0。A項，增大壓強平衡逆向移動，不利于提高平衡轉化率，錯誤；B項，降低溫度，平衡逆向移動，不利于提高平衡轉化率，錯誤；C項，升高溫度，平衡正向移動，降低壓強，平衡正向移動，均有利于提高平衡轉化率，正確； D項，降低溫度，平衡逆向移動，不利于提高平衡轉化率，錯誤。 (3)根據(jù)反應方程式C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＞0。溫度升高加快反應速率，溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強增大使平衡逆向移動的作用，平衡仍然正向移動，釋放出氫氣。 (4)①在8 h時，C10H8的產(chǎn)率為0.374，則n(C10H8)＝0.3741.00 mol＝0.374 mol，C10H12的產(chǎn)率為0.027，則n(C10H12)＝0.0271.00 mol＝0.027 mol，根據(jù)C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g) 和C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)可知，生成的氫氣的物質的量＝0.027 mol3＋0.374 mol5＝1.951 mol。 ②根據(jù)圖像可知，反應2的活化能比反應1的小，催化劑顯著降低了反應2的活化能，反應生成的C10H12很快轉變成C10H8，故x1顯著低于x2。 (5)以H2O和N2為原料，熔融NaOH—KOH為電解質，納米Fe2O3作催化劑，在250 ℃和常壓下合成氨。陰極區(qū)發(fā)生還原反應，根據(jù)隨后發(fā)生反應：2Fe＋3H2O＋N2===2NH3＋Fe2O3，由于納米Fe2O3作催化劑，說明陰極區(qū)首先發(fā)生Fe2O3得到電子的反應生成鐵，電極反應式為Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－。 4．(2018江蘇省丹陽高級中學高三上學期期中)鎂的單質及其化合物在儲氫及大氣治理等方面用途非常廣泛。 Ⅰ.工業(yè)上可以采用熱還原法制備金屬鎂(沸點1 107 ℃，熔點648.8 ℃)。將堿式碳酸鎂[4MgCO3Mg(OH)25H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式爐中先升溫至700 ℃保持一段時間，然后升溫至1 450 ℃反應制得鎂(同時生成可燃性氣體)。 (1)用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進行，其原因是________________________________________________________________________。 (2)堿式碳酸鎂分解如下左圖所示，寫出在1 450 ℃反應制得鎂的化學方程式：________________________________________________________________________。 Ⅱ.工業(yè)上利用納米MgH2和LiBH4組成的體系儲放氫(如上右圖所示)。 (3)寫出放氫過程中發(fā)生反應的化學方程式_____________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ.工業(yè)上MgO漿液是高活性的脫硫劑，常用來脫除煙氣中的SO2。主要包含的反應有： ①Mg(OH)2＋SO2===MgSO3＋H2O ②MgSO3＋SO2＋H2O===Mg(HSO3)2 ③Mg(HSO3)2＋Mg(OH)2===2MgSO3＋2H2O ④2MgSO3＋O2===2MgSO4 脫硫時，MgO的脫硫效率、pH及時間的關系如下左圖所示。 已知20 ℃時，H2SO3的K1＝l.5410－2，K2＝1.0210－7,25 ℃時，Ksp(MgSO3)＝3.8610－3，Ksp(CaSO3)＝3.110－7。 (4)脫硫過程中使?jié){液pH減小最顯著的反應是________(填①、②、③或④)。 (5)約9 000 s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是 ________________________________________________________________________。 (6)其他條件相同時，鎂基和鈣基脫硫效率與液、氣摩爾流量比如上右圖所示。鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)在空氣中鎂被氧氣氧化 (2)MgO＋CMg＋CO↑ (3)MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑ (4)①② (5)漿液中Mg(OH)2已耗盡 (6)MgSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化 解析?、?(1)用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進行，其原因是在空氣中鎂被氧氣氧化。 Ⅲ.(4)脫硫過程中反應①消耗堿Mg(OH)2，反應②生成能電離產(chǎn)生H＋的酸式鹽Mg(HSO3)2，所以使?jié){液pH減小最顯著的反應是①②。 (5)約9 000 s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是漿液中Mg(OH)2已耗盡 。 (6)鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因為MgSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化。 5．(2018鹽城市高三上學期期中)漂白粉來源廣泛、價格低廉，用其脫除煙氣中SO2和NOx是目前研究的熱點之一： (1)脫除煙氣中的SO2和NOx實驗示意裝置如圖所示，圖中N2和O2的作用：________________________________________________________________________； 裝置A的作用：________________。 (2)工業(yè)上用氯氣與熟石灰制取漂白粉的化學方程式為 ________________________________________________________________________。 (3)用漂白粉溶液同時脫硫、脫硝時，測得相同條件下SO2和NO的脫除率隨時間變化如圖所示： ①SO2的脫除率總是比NO的大，除因為脫除NO的活化能較高外，另一原因是 ________________________________________________________________________。 ②漂白粉溶液與過量SO2反應(同時有沉淀生成)的離子方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)脫硝過程中包含一系列反應：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋H2OHNO2＋HNO3，NO＋HClONO2＋HCl等。 ①實驗測得吸收液初始pH與NO脫除率的關系如圖所示： ⅰ)在4H2O2>NaClO2，相應的NO 脫除率也依次增大 解析　(3)①SO2的脫除率總是比NO的大，除因為脫除NO的活化能較高外，另一原因是SO2在溶液中易溶，NO的溶解度較低。②漂白粉溶液有強氧化性，與過量SO2反應，有CaSO4沉淀生成，離子方程式為Ca2＋＋ClO－＋SO2＋H2O===CaSO4↓＋2H＋＋Cl－ 。 (4)①ⅰ)在4H2O2>NaClO2，相應的NO脫除率也依次增大。