高考壓軸特訓(xùn) 題型一 基本概念、基本理論的綜合應(yīng)用

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1、 高考壓軸大題特訓(xùn) 題型一　基本概念、基本理論的綜合應(yīng)用 1.(2018韶關(guān)市高三4月模擬考試)NH3作為一種重要化工原料，被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國家863 計劃。 (1)催化劑常具有較強的選擇性。已知： 反應(yīng)Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－905 kJmol－1 反應(yīng)Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2＝－1 266.6 kJmol－1 寫出NO 分解生成N2與O2的熱化學(xué)方程式：__________________________________ __________

2、______________________________________________________________。 (2)N2O也可分解生成N2與O2。在四個恒容密閉容器中按下表相應(yīng)量充入氣體，發(fā)生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示。 容器 容積/L 起始物質(zhì)的量/mol N2O N2 O2 Ⅰ V1 0.1 0 0 Ⅱ 1.0 0.1 0 0 Ⅲ V2 0.1 0 0 Ⅳ 1.0 0.06 0.06 0.04 ①該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“＝”或“<”)

3、0。 ②圖中A、B、C 三點處容器內(nèi)的總壓強，由大到小的順序是___________________________ _____________________________________________。 ③容器Ⅳ在470 ℃進(jìn)行反應(yīng)時，起始速率：v正(N2O)____(填“>”“＝”或“<”)v逆(N2O)。 (3)氨催化氧化時會發(fā)生上述兩個競爭反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ。為分析某催化劑對該反應(yīng)的選擇性，在20 L密閉容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，測得一定時間內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖： ①該催化劑在低溫時選擇反應(yīng)________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②C點比B點所產(chǎn)生

4、的NO的物質(zhì)的量少的原因可能是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)2NO(g)N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－180.8 kJmol－1 (2)①>?、趐(C)>p(B)>p(A)(或C>B>A)?、? (3)①Ⅱ?、谠摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動或催化劑活性降低 解析　(1)NO分解生成N2與O2的方程式為2NO(g)N2(g)＋O2(g)，根據(jù)已知的反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，要得到該方程，則，即ΔH＝＝ kJmol－1＝－180.8 kJm

5、ol－1。 (2)①根據(jù)圖像，溫度升高，轉(zhuǎn)化率增大，則平衡向右移動，說明正反應(yīng)方向吸熱，則反應(yīng)的ΔH＞0。 ②A、B、C三點中N2O的轉(zhuǎn)化率相同，則容器中反應(yīng)物、生成物的量均相同，則容器的壓強取決于容器的體積，根據(jù)圖像，相同溫度時：轉(zhuǎn)化率大小為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，則反應(yīng)正向進(jìn)行的程度為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，增大容器體積，減小壓強平衡向右移動，則說明容器體積大小為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，故A、B、C三點處容器內(nèi)的總壓強由大到小的順序是p(C)＞p(B)＞p(A)。 ③Ⅱ中在470 ℃下達(dá)到平衡時N2O的轉(zhuǎn)化率是0.6，則該反應(yīng)在470 ℃下平衡常數(shù)是＝0.067 5，容器Ⅳ在470

6、 ℃進(jìn)行反應(yīng)時，濃度商＝＝0.04＜0.067 5，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則起始速率：v正(N2O)＞v逆(N2O)。 (3) ①根據(jù)圖像，在低溫時，N2的量相對多一些，而N2是反應(yīng)Ⅱ的生成物，故該催化劑在低溫時選擇反應(yīng)Ⅱ。 ②C點比B點所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的原因可能是平衡的逆向移動等原因。根據(jù)圖像，該催化劑在高溫時選擇反應(yīng)Ⅰ，而反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，溫度升高平衡向左移動，使得C點比B點所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少；或者可能是由于溫度升高催化劑失去了活性等原因。 2.(2018赤峰市高三4月模擬)運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要

7、意義。 (1) 用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝Q kJmol－1。 在T1℃時，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間(min) 測得各物質(zhì)的濃度(molL－1) 如下： 時間 濃度 0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60 N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 ①30 min后，只改變某一條

8、件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是______(填字母)。 a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭 c.加入合適的催化劑 d.適當(dāng)縮小容器的體積 ②若30 min后升高溫度至T2 ℃，達(dá)到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，則Q________(填“>”或“<”)0。 (2)某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示，利用以下反應(yīng)：2NO＋2CON2＋2CO2(有CO)　2NON2＋O2 (無CO) ①若不使用CO，溫度超過775 ℃，發(fā)

9、現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在____________左右。 ②用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染，寫出C2H6與NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________

10、_______________________________ ________________________________________________________________________。 ③以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則該電極反應(yīng)式為______________________________________________ ___________________________________________________________________________________

11、_______________。 (3)天然氣的一個重要用途是制取氫氣，其原理如下： 已知：a.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH1 b.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 c.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3 ①科學(xué)家提出一種利用天然氣制備氫氣的方法：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝________________________________________________________________________。 ②這種方法的推廣與使用，不僅實現(xiàn)資源綜合利用，

12、而且還能解決的環(huán)境問題是________________________________________________________________________。 答案　(1)①ad?、冢? (2)①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行　870 ℃(850 ℃到900 ℃之間都可以) ②4C2H6＋14NO28CO2＋7N2＋12H2O ③NO2＋NO－e－===N2O5 (3)①ΔH2－ΔH1－ΔH3?、跍p少溫室氣體的排放，緩解溫室效應(yīng) 解析　(1)①根據(jù)表格20 min和30 min時各物質(zhì)的濃度分別對應(yīng)相等，20 min時已經(jīng)達(dá)到平衡；40 min和5

13、0 min時各物質(zhì)的濃度分別對應(yīng)相等，40 min時又再次達(dá)到平衡；30 min 時改變條件，達(dá)到新平衡時NO濃度增大為原來的0.600.50＝1.2倍，N2和CO2的濃度增大為原來的0.30.25＝1.2倍。a項，通入一定量NO，平衡正向移動，達(dá)到新平衡時NO、N2、CO2的濃度都可能為原來的1.2倍；b項，加入定量活性炭，平衡不移動，各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變；c項，加入合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動，各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變；d項，適當(dāng)縮小容器體積，平衡不移動，由于體積減小，達(dá)到新平衡時NO、N2、CO2的濃度都可能為原來的1.2倍；故選ad。 ②30 min時容器中NO、N2、CO

14、2的濃度之比為0.50∶0.25∶0.25＝2∶1∶1，升高溫度達(dá)到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Q<0。 (2)①若不使用催化劑，發(fā)生的反應(yīng)為2NON2＋O2，溫度超過775 ℃，NO的分解率降低，可能原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度更有利于反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。根據(jù)圖像當(dāng)n(NO)/n(CO)＝1時，870 ℃左右NO的轉(zhuǎn)化率最大，所以應(yīng)控制的最佳溫度在870 ℃左右。 ②烴催化還原NOx可消除氮氧化物的污染，氮氧化物被還原為N2，則烴轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，C2H6與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式

15、為4C2H6＋14NO28CO2＋12H2O＋7N2。 ③石墨Ⅱ通入O2，石墨Ⅱ為正極，石墨Ⅰ為負(fù)極，Y是一種氧化物，NO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成Y，Y為N2O5，電極反應(yīng)式為NO2－e－＋NO===N2O5。 (3)應(yīng)用蓋斯定律，將b－a－c得，CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1－ΔH3。 3.(2018朝陽市普通高中高三三模)鐵的單質(zhì)及其化合物用途非常廣泛?；卮鹣铝袉栴}： (1)某熱電池放電時總反應(yīng)為4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。該電池的正、負(fù)極材料分別是________、________。 (2)Na2FeO4是一種優(yōu)良的水處理

16、劑。 ①Na2FeO4可將水體中NH3轉(zhuǎn)化為N2 而除去同時產(chǎn)生紅褐色沉淀，1 mol Na2FeO4最多可脫除NH3的物質(zhì)的量為________。 ②Na2FeO4溶于水，溶液中含六價鐵的微粒分率(某六價鐵微粒數(shù)與所有六價鐵微?？倲?shù)之比) 與溶液pH的關(guān)系如下圖所示(已知常溫下，H3FeOH＋＋H2FeO4，H2FeO4H＋＋HFeO，HFeOH＋＋FeO的電離常數(shù)依次為K1、K2、K3；pK＝－lg K)。pH＝3 時，溶液中主要含鐵微粒濃度從大到小的順序為____________________；反應(yīng)FeO＋H2OHFeO＋OH－的pK＝________。 (3

17、)CO還原鐵的氧化物時，涉及以下反應(yīng)： a.Fe3O4(s)＋4CO(g)3Fe(s)＋4CO2(g)　ΔH1 b.FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH2 c.3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4 (s)＋CO2(g)　ΔH3 d.Fe3O4 (s)＋CO(g)3FeO(s)＋CO2 (g)　ΔH4 相關(guān)反應(yīng)的溫度與混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如下圖所示： ①反應(yīng)的ΔH>0的是________(填“a”“b”“c”或“d”)；ΔH4＝________________(用ΔH1、ΔH2表示)。 ②在恒容密閉容器中，加入7.2 g FeO

18、，同時充入0.1 mol CO，升高溫度，若恰好處于圖中p點處，CO的轉(zhuǎn)化率為________，容器中生成單質(zhì)Fe 的質(zhì)量為________。 答案　(1)FeS2　Li (2)①1 mol?、?H2FeO4、HFeO、H3FeO　6.7 (3)①d　ΔH1－3ΔH2?、?5%　1.4 g 解析　(1)正極發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)eS2獲得電子生成Fe、S2－，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Li失電子生成Li＋，因此該電池的正、負(fù)極材料分別是FeS2和Li。 (2)①Na2FeO4將NH3轉(zhuǎn)化為N2同時本身被還原為Fe3＋，根據(jù)得失電子守恒可得1 mol Na2FeO4最多可脫除NH3的物質(zhì)的量為 mo

19、l＝1 mol。②由圖像可知pH＝3 時，溶液中主要含鐵微粒濃度最大的是H2FeO4，最小的是H3FeO，處于中間的是HFeO，所以溶液中主要含鐵微粒濃度從大到小的順序為H2FeO4、HFeO、H3FeO；FeO＋H2OHFeO＋OH－的K＝，由HFeOH＋＋FeO的K3＝， KK3＝＝c(OH－)c(H＋)＝Kw，可知K＝，由圖像可知pK3＝－lg K3＝7.3，因此K3＝10－7.3，所以K＝＝＝10－6.7，pK＝－lg K＝－lg 10－6.7＝6.7。 (3)①由圖像可知隨著溫度的升高a、b、c的反應(yīng)中CO的百分含量增大說明a、b、c為放熱反應(yīng)，d反應(yīng)中CO的百分含量減小

20、說明d為吸熱反應(yīng)；由已知方程式，根據(jù)蓋斯定律可得d＝a－3b，所以ΔH4＝ΔH1－3ΔH2；②在恒容密閉容器中，加入7.2 g FeO，同時充入0.1 mol CO，可發(fā)生反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，p點處，CO的百分含量為75%，設(shè)有x mol的CO參與反應(yīng)，則＝75%，x＝0.025，CO的轉(zhuǎn)化率為100%＝25%，容器中生成單質(zhì)Fe 的質(zhì)量為0.025 mol56 gmol－1＝1.4 g。 4.(2018江西省九所重點中學(xué)高三聯(lián)考)研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。 Ⅰ.NOx主要來源于汽車尾氣，可以利用化學(xué)方法將二者轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。

21、 已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH＝＋180 kJmol－1 2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)　ΔH＝－564 kJmol－1 (1)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝________________，該反應(yīng)在________下能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。 (2)T ℃時，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2 L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過程(0～15 min)中NO的物質(zhì)的量隨時間變化如上圖所示。 ①已知：平衡時氣體的分壓＝氣體的體積分?jǐn)?shù)體系的總壓強，T ℃時達(dá)到平衡，此時體系的總壓強為p＝20

22、MPa，則T ℃時該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)Kp＝________________；平衡后，若保持溫度不變，再向容器中充入NO和CO2各0.3 mol，平衡將________(填“向左”“向右”或“不”)移動。 ②15 min時，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是________(填字母)。 A.增大CO濃度 B.升溫 C.減小容器體積 D.加入催化劑 Ⅱ.SO2主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。 已知：亞硫酸：Ka1＝2.010－2 　Ka2＝6.010－7 (3)請通過計算證明，NaHSO3溶液

23、顯酸性的原因：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如上方圖示的電解裝置，可將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，從而實現(xiàn)廢氣的回收再利用。通入NO的電極反應(yīng)式為__________________________________________________ _______________________________________________________________________

24、_； 若通入的NO體積為4.48 L(標(biāo)況下)，則另外一個電極通入的SO2質(zhì)量至少為________g。 答案　(1)－744 kJmol－1　低溫 (2)①0.087 5(或)　不?、贏C (3)HSO的水解常數(shù)K＝Kw/Ka1＝5.010－13

25、 kJmol－1；ΔH<0，根據(jù)反應(yīng)方程式，ΔS<0，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，當(dāng)溫度處于低溫下，能夠自發(fā)進(jìn)行。 (2)考查化學(xué)平衡常數(shù)計算、勒夏特列原理， ①　　　　　2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) 起始量/mol 0.4 0.4 0 0 變化/mol 0.2 0.2 0.2 0.1 平衡/mol 0.2 0.2 0.2 0.1 各組分的體積分?jǐn)?shù)分別是：、、、，Kp＝＝＝0.087 5；根據(jù)①的分析，化學(xué)平衡常數(shù)K＝5，再向容器中充

26、入NO和CO2各0.3 mol，此時的濃度商仍為5，因此平衡不移動；②15 min時，改變某一因素，NO的物質(zhì)的量減少，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，A項，增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的物質(zhì)的量減小，正確；B項，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的物質(zhì)的量增大，錯誤；C項，減小容器的體積，相當(dāng)于增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的物質(zhì)的量減小，正確；D項，加入催化劑，化學(xué)平衡不移動，錯誤。 (3)考查電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)、水的離子積的關(guān)系，HSO的水解常數(shù)K＝＝5.010－13