（浙江專版）備戰(zhàn)2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 加試題增分練 集訓(xùn)1 第30題 基本概念、基本理論的綜合應(yīng)用.doc

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集訓(xùn)1　第30題　基本概念、基本理論的綜合應(yīng)用 1．(2018杭州學(xué)軍中學(xué)高三選考適應(yīng)性練習(xí))NaHSO3被用于棉織物和有機(jī)物漂白以及在染料、造紙、制革等工業(yè)中用作還原劑。 (1)NaHSO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。 已知：2NaOH(aq)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2O(l) ΔH1 2NaHSO3(aq)===Na2SO3(aq)＋SO2(g)＋H2O(l)　　ΔH2 則反應(yīng)SO2(g)＋NaOH(aq)===NaHSO3(aq)的ΔH3＝________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。 (2)NaHSO3在不同溫度下均可被KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出，根據(jù)I2析出所需時(shí)間可以求得NaHSO3 的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020 molL－1 NaHSO3(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過(guò)量)酸性溶液40.0 mL混合，記錄10～55 ℃間溶液變藍(lán)時(shí)間，55 ℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。 ①a點(diǎn)時(shí)，v(NaHSO3)＝____________________________________molL－1s－1。 ②10～40 ℃區(qū)間內(nèi)，顯色時(shí)間越來(lái)越短，其原因是________________________________。 (3)已知：t ℃時(shí) H2SO3的Ka1＝1.510－2，Ka2＝1.010－7；NaHSO3溶液的pH＜7。在t ℃時(shí)，往NaOH溶液中通入SO2。 ①在NaHSO3溶液中加入少量下列物質(zhì)后，的值增大的是________(填字母)。 A．H2O B．稀H2SO4 C．H2O2溶液 D．NaOH溶液 ②某時(shí)刻，測(cè)得溶液的pH＝6，則此時(shí)，＝________。 ③請(qǐng)畫(huà)出從開(kāi)始通入SO2直至過(guò)量時(shí)，溶液中n(SO)∶n(HSO)隨pH的變化趨勢(shì)圖。 (4)以硝酸、硫酸水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解，在汞電極上NO可轉(zhuǎn)化為NH2OH，以鉑為另一極，則該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________。 2．(2018溫州市高三選考適應(yīng)性測(cè)試)甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，CO2與H2在催化劑CZZA(普通銅基催化劑)作用下合成甲醇，相關(guān)反應(yīng)如下： 反應(yīng)Ⅰ　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.2 kJmol－1 反應(yīng)Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 　ΔH2 已知：①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJmol－1 請(qǐng)回答： (1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (2)研究表明：在其他條件相同的情況下，將催化劑CZZA換成新型催化劑(CZZA/rGO)，可以顯著提高甲醇的選擇性，試用過(guò)渡態(tài)理論解釋其原因：____________________。 (3)以CZZA/rGO為催化劑，在一定條件下，將物質(zhì)的量之比為1∶3(總量為a mol)的CO2與H2通入恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化趨勢(shì)如下圖所示： ①在553 K時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。 ②隨著溫度的升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低，請(qǐng)分析其原因： ______________________________________。 (4)將CO2與H2按物質(zhì)的量之比為1∶3通入恒溫恒容密閉容器中，控制條件，使其僅僅按反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行，得到甲醇的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。保持其他條件不變，t1時(shí)再向容器中加入一定量物質(zhì)的量之比為1∶3的CO2與H2混合氣，t2時(shí)再次達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出t1～t3時(shí)間內(nèi)甲醇體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線。 (5)在催化劑作用下，以NaOH溶液為電解液，將甲烷氣體通入石墨復(fù)合電極，電解產(chǎn)生甲醇。寫(xiě)出陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式：______________________________________________。 3．(2018余姚中學(xué)高二下學(xué)期期中)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。 (1)合成氨工業(yè)是最基本的無(wú)機(jī)化工之一，氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。合成氨反應(yīng)中有關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表： 化學(xué)鍵 H—H N≡N N—H E/kJmol－1 436 946 391 ①已知：合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea＝508 kJmol－1，則氨分解反應(yīng)：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的活化能Ea＝_____________________________。 ②下圖表示500 ℃、60.0 MPa條件下，原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù)：________(保留3位有效數(shù)字)。 ③依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響，在下圖坐標(biāo)系中，畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，隨溫度不斷升高，N2物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。 (2)選擇性催化還原脫硝技術(shù)(SCR)是目前較成熟的煙氣脫硝技術(shù)，該技術(shù)是指在溫度300～420 ℃和催化劑條件下，用還原劑(如NH3)選擇性地與NOx反應(yīng)。 ①SCR脫硝技術(shù)中發(fā)生的主要反應(yīng)為4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 625.5 kJmol－1；氨氮比會(huì)直接影響該方法的脫硝率。350 ℃時(shí)，只改變氨氣的投放量，氨氣的轉(zhuǎn)化率與氨氮比的關(guān)系如圖所示。當(dāng)＞1.0時(shí)，煙氣中NO濃度反而增大，主要原因是___________________________。 ②堿性溶液處理煙氣中的氮氧化物也是一種脫硝的方法，寫(xiě)出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三種鹽的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________________。 ③直接電解吸收也被用于脫硝。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸，再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸。電解裝置如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。 4．(2018東陽(yáng)中學(xué)高二下學(xué)期期中)氫能是一種理想的綠色新能源，但是氫氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存是尚未攻克的技術(shù)難題。肼(N2H4)作為一種重要的氮?dú)浠衔?，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.5%，完全分解產(chǎn)物為H2和N2，是一種理想的液體氫源。N2H4分解過(guò)程中發(fā)生完全分解和不完全分解。 完全分解：N2H4(g)N2(g)＋2H2(g) ΔH1 ＝ －95 kJmol－1 Ⅰ 不完全分解：3N2H4(g)4NH3(g)＋N2(g) ΔH2 Ⅱ 反應(yīng)Ⅱ的焓變不易測(cè)量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù)： 2NH3(g)N2(g) ＋ 3H2(g) ΔH3＝92 kJmol－1 Ⅲ 請(qǐng)回答： (1)利用已知數(shù)據(jù)計(jì)算ΔH2 ＝_________________________________。 反應(yīng)Ⅰ在____________(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)條件下可以自發(fā)進(jìn)行。 (2)在體積固定的密閉容器中，以Ir/Al2O3為催化劑，在不同溫度下(催化劑均未失活)分解等量N2H4(一開(kāi)始體系中無(wú)其他氣體)，測(cè)得反應(yīng)相同時(shí)間后的N2H4、NH3和H2體積分?jǐn)?shù)如圖1所示： 下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。 A．對(duì)于200 ℃時(shí)的反應(yīng)，可以嘗試通過(guò)改變催化劑提高H2的選擇性 B．減小壓強(qiáng)可以提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率 C．根據(jù)200 ℃時(shí)各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)可知，反應(yīng)Ⅰ的活化能低于反應(yīng)Ⅱ D．若體系中N2和H2的比例不再變化，則說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡 (3)若某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N2H4、NH3、H2的體積分?jǐn)?shù)分別為10%、12%、50%，加入的原料N2H4的物質(zhì)的量為n，體積固定為V，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為p0，請(qǐng)寫(xiě)出該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)的表達(dá)式Kp＝______________(用n，V，p0等字母的代數(shù)式表示)。(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù)，對(duì)于N2H4氣體，其分壓p(N2H4)＝N2H4的體積分?jǐn)?shù)體系總壓) (4)若在600～1 000 ℃下進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)預(yù)測(cè)并在圖2中補(bǔ)充H2體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。 (5)電解液氨(NH3)也可以獲得H2，寫(xiě)出電解KNH2的液氨溶液時(shí)，生成H2的電極反應(yīng)式 ______________________________。(在液氨中KNH2===K＋＋NH) 答案精析 1．(1) (2)①5.010－5　②升溫反應(yīng)速率加快，所以變色時(shí)間減短 (3)①BC?、?0?、? (4)2HNO3＋2H2O2NH2OH＋3O2↑ 2．(1)41.2 (2)新型催化劑能將反應(yīng)Ⅰ活化能降低更多，使反應(yīng)物更容易生成甲醇 (3)①0.031 5a?、诋?dāng)溫度升高時(shí)反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)，而反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇率卻降低 (4) (5)CH4－2e－＋2OH－===CH3OH＋H2O 解析?、貱O(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1， ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1， ③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJmol－1， ④反應(yīng)Ⅰ　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.2 kJmol－1， ⑤反應(yīng)Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2。 (1)由蓋斯定律，②－①－③得反應(yīng)Ⅱ的ΔH2＝－285.8 kJmol－1－(－283.0 kJmol－1)－( －44.0 kJmol－1)＝41.2 kJmol－1。 (3)①在553 K時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為 0.25a21%60%＝0.031 5a。(4)保持其他條件不變，t1時(shí)再向容器中加入一定量物質(zhì)的量之比為1∶3的CO2與H2混合氣，t2時(shí)再次達(dá)到平衡，t2時(shí)相當(dāng)于對(duì)原平衡進(jìn)行加壓，平衡正向移動(dòng)，甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大，如圖。 3．(1)①600 kJmol－1?、?4.5% ③ (2)①過(guò)量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO?、?NO2＋2Na2CO3＋H2O===NaNO3＋NaNO2＋2NaHCO3 ③H2O＋HNO2－2e－===NO＋3H＋ 解析　(1)①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝(946＋4363)kJmol－1－(6391)kJmol－1＝－92 kJmol－1，正反應(yīng)的活化能Ea＝508 kJmol－1，則逆反應(yīng)的活化能Ea＝(508＋92)kJmol－1＝600 kJmol－1，即2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的活化能Ea＝600 kJmol－1；②設(shè)平衡時(shí)反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為x mol，則根據(jù)方程式可知 　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始量/mol 1 3 0 反應(yīng)量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 3－3x 2x 平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)＝100%＝42%，解得x≈0.592 mol，則N2的平衡體積分?jǐn)?shù)＝100%≈14.5%；③N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJmol－1，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，N2物質(zhì)的量增大，因此一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量逐漸減小，達(dá)到平衡后，隨溫度不斷升高，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量逐漸增大，圖像為。 (2)①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 625.5 kJmol－1,350 ℃時(shí)，只改變氨氣的投放量，當(dāng)＞1.0時(shí)，過(guò)量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO，煙氣中NO濃度反而增大；②NO2被Na2CO3溶液吸收生成三種鹽，二氧化氮與水反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸，一氧化氮和二氧化氮與堿反應(yīng)能夠生成亞硝酸鹽，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2＋2Na2CO3＋H2O===NaNO3＋NaNO2＋2NaHCO3；③用6%的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸，再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸，根據(jù)裝置圖，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，亞硝酸被氧化為硝酸，電極反應(yīng)式為H2O＋HNO2－2e－===NO＋3H＋。 4．(1)ΔH2＝－469 kJmol－1　任意溫度 (2)ABD (3)0.7p (4) (5)2NH3 ＋ 2e－===H2＋2NH