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高中化学

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g)  ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为              
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     (填序号):
a.Ca(OH)2        b.CaCl2        c.Na2CO3       d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的
量之比为:n(M):n(N)=     
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ
大小关系为       
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为               
②电化学降解NO3-的原理如图所示,电源正极为     (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+====5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为                  

  • 题型:未知
  • 难度:未知

氢气是一种清洁能。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:

(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是                
(2)第II步为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol/L,水蒸气的起始浓度为3.0 mol/L,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol/L,则此反应的平衡常数为            ,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是           
(3)在恒温恒容密闭容器中进行的第II步反应,下列说法中能表示达到平衡状态的是______(填序号)。
a. 四种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
b. 单位时间内断开amol H-H键的同时断开2a mol O-H键
c. 反应容器中放出的热量不再变化
d. 混合气体的密度不再发生变化
e. 混合气体的压强不再发生变化
(4)某温度下,第II步反应的平衡常数为K=1/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是      

起始浓度



c(H2O)/ mol/L
0.010
0.020
0.020
c(CO)/ mol/L
0.010
0.010
0.020

A. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B. 平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C. 平衡时,丙中c(CO)是甲中的2倍,是0.015mol/L
D. 平衡时,乙中H2O的转化率大于25%

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)   ΔH =" a" kJ  mol1
(1)已知: ①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)   ΔH1 =" +" 489.0 kJ  mol1
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)           ΔH2 =" +" 172.5 kJ  mol1
则a =      kJ  mol1
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K =      ,温度升高后,K值      (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0

①甲容器中CO的平衡转化率为     
②下列说法正确的是      (填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
d.增加Fe2O3可以提高CO的转化率
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。

①在a~c装置中,能保护铁的是      (填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是      (填名称)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

随着能源与环境问题越来越被人们关注,碳一化学(C1化学)成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及CO、等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。
(1)将转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物的例子很多,如:
a.  
b.
c. 
d.
在以上属于人工转化的反应中,原子利用率最高的是       (填序号)。
(2)CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入,在催化剂作用下合成甲醇:。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。

①该反应属于       反应(填“吸热”或“放热”)。若一个可逆反应的平衡常数值很大,对此反应的说法正确的是    (填序号)。
a.反应使用催化剂意义不大
b.该反应发生将在很短时间内完成
c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d.该反应一定是放热反应
时,该反应的平衡常数        (用的代数式表示)。
(3)二甲醚()被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
a.  
b.  
c.  
总反应:          
②对于反应b,在温度和容积不变的条件下,能说明该反应已达到平衡状态的是     (填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.的浓度保持不变
d.的消耗速率与的消耗速率之比为
(4)以KOH溶液为电解质,用二甲醚-空气组成燃料,其中负极的电极反应式为      
(5)C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为,如CO、等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物(NO)在有催化剂的条件下反应的化学方程式           

  • 题型:未知
  • 难度:未知

I.在500 ℃、2×107 Pa和催化剂条件下合成氨工业的核心反应是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。反应过程中能量变化如图所示,回答下列问题:

(1)在500 ℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量_____(填“<”“>”或“=”)46.2 kJ,理由是_____________。
(2)将一定量的H2(g)和N2(g)放入1 L密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol,H2为0.30 mol,NH3为0.10 mol。则该条件下达到平衡时H2的转化率为________。该温度下的平衡常数K的值为________。若升高温度,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
II.一定条件下,某容积为1L的密闭容器中发生如下反应:C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)
(1)维持温度不变,向该容器中充入2 mol C(s)和2 mol H2O(g),达到平衡后混合气体的平均分子量为M,则M的范围为                     
(2)在(1)中若起始时充入的是2.5 molCO(g)和4molH2(g),达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为       

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在200℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g)⇋2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c(H2)=______,c(I2)=______,而c(HI)=________,所以化学反应速率________最大而________最小(为零)(填“v”或“v”)。
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________,c(I2)________,而c(HI)________,从而化学反应速率v________,而v________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当反应进行到v与v________时,此可逆反应就达到了最大限度,若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
      
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H       0(填 “>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡        移动(填“向左”“向右”或“不移动”)
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1        K2;温度为T1时,反应进行到状态D时,       (填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
①如图是一定的温度和压强下N2(g)和H2(g)反应生成lmol NH3(g)过程中能量变化示意图,图中E1、E2分别表示的意义是____________、____________
②请写出工业合成氨的热化学方程式:           (△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度(oC)
15
20
25
30
35
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10-3mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4

(1)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A.v(NH3)="2" v(CO2)      
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 
D.密闭容器中气体密度不变
(2)根据表中数据,写出15.0℃时的分解平衡常数计算表达式及结果(结果保留三位有效数字):_______________。
(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

CH4既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)已知8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量。则
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=     kJ·mol-1
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图所示,则通入a气体的电极名称为      ,通入b气体的电极反应式为         。(质子交换膜只允许H+通过)

(3)在一定温度和催化剂作用下,CH4与CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示,则该反应的最佳温度应控制在     左右。

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其离子方程式为         
(4)CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2,若标准状况下8.96 L CH4可处理22.4 L NOx,则x值为       

  • 题型:未知
  • 难度:未知

金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系。请回答下列问题:
(1)一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂,利用如下反应回收燃煤烟气中的硫。反应为:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)△H=-270kJ∙mol-1
其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图1,不考虑催化剂的价格因素,选择   为该反应的催化剂较为合理。(选填序号)
a.Cr2O3         b.NiO         c.Fe2O3
选择该催化剂的理由是:        
某科研小组用选择的催化剂,在380℃时,研究了n(CO) : n(SO2)分别为1:1、3:1时,SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO) : n(SO2)=3:1的变化曲线为      

(2)科研小组研究利用铁屑除去地下水中NO3-的反应原理。
①pH=2.5时,用铁粉还原KNO3溶液,相关离子浓度、pH随时间的变化关系如图3(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前发生反应的离子方程式       ;t1时刻后,反应仍在进行,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2的浓度却没有明显变化,可能的原因是     
②若在①的反应中加入活性炭,可以提高除去NO3-的效果,其原因可能是       。正常地下水中含有CO32,会影响效果,其原因有:a.生成FeCO3沉淀覆盖在反应物的表面,阻止了反应的进行;b.     
(3)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、环保等优点,可用于电动汽车。电池反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。放电时电池正极反应为     

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1)联氨(N2H4)是一种高能燃料。工业上可以利用氮气和氢气制备联氨。
已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H=" +" 50.6kJ·mol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=    kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是    
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是     
(2)在纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为     

(3)N2H4与亚硝酸反应可生成氮的另一种氢化物,在标准状况下,该氢化物气体的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977。该氢化物受撞击后可完全分解为两种单质气体。该氢化物分解的化学方程式为    
(4)氨氧化法制硝酸工业尾气中的NO、NO2气体可用氨水吸收,反应方程式为6NO+4NH3===5N2十6H2O,6NO2+8NH3===7N2+12H2O。若尾气中NO和NO2共18 mol被氨水完全吸收后,产生了15.6 mol N2,则此尾气中NO与NO2的体积比为      

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)下图是研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

在图中A、B、C、D四个部位中,生成铁锈最多的部位________(填字母)。
(2)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。则该反应的平衡常数表达式为K=____________;t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2) =_______;t℃时,若在1L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)、xmol CO,发生反应,当反应达到平衡时FeO(s)的转化率为50%,则x=________。
(3)高铁酸钾是一种高效、多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,有关
反应原理为:
3NaClO+2Fe(NO3)3+l0NaOH=2Na2FeO4 ↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
实验证明,反应的温度、原料的浓度及配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;图2为一定温度下,NaClO不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响。

①工业生产中,反应进行的适宜温度为_________℃;此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的理想的质量浓度之比是____________。
②高铁酸钾做水处理剂时的作用主要有__________________(答出2条即可)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14,中子数为7;X的离子与N具有相同的质子、电子数目:W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成;Z的非会属性在同周期主族元素中最强。

(1)Y在周期表中的位置是        
(2)用电子式表示化合物X3W的结构        
(3)X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A,该反应的化学方程式是        
(4)同温同压下,将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中,若所得溶液的pH=7则a     b(填“>”或“<”或“=”)。
(5)用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气休B,该反应的离子方程式是             
(6)已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A,即:
  △H=—92.4kJ·mo1-1
在某温度时,一个容积固定的密闭容器中,发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表:

时间
浓度(mo1/L)
c(W2)
c(B)
c(A)
第0 min
4.0
9.0
0
第10 min
3.8
8.4
0.4
第20 min
3.4
7.2
1.2
第30 min
3.4
7.2
1.2
第40 min
3.6
7.8
0.8

①0min~10min,W2的平均反应速率           
②反应在第l0min改变了反应条件,改变的条件可能是          
a.更新了催化剂       b.升高温度       c.增大压强      d.增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变,改变的反应条件可能是          
a.更新了催化剂       b.升高温度      c.增大压强       d.减小A的浓度

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ⅰ.1100℃时,体积为2L的恒容容器中发生如下反应:Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)
(1)下列能判断反应达到平衡状态的是________。

A.容器内气体压强不再变化
B.H2的体积分数不再变化
C.1 mol H-H键断裂同时2 mol H-O键形成
D.Na2S的质量不再变化

E.υ(正)=υ(逆) 
F.容器内气体密度不再变化
(2)若2 min时反应达平衡,此时气体质量增加8 g,则用H2表示该反应的反应速率为:        
Ⅱ.丙烷燃料电池,以KOH溶液为电解质溶液。
(3)通入丙烷的电极为_____(填“正极”或“负极”),正极的电极反应式为         
(4)燃料电池的优点________。
(5)若开始时电解质溶液中含KOH的物质的量为0.25 mol,当溶液中K2CO3的物质的量为0.1 mol时,消耗标准状况下丙烷的体积为        mL(保留一位小数)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g)  ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为:_________________________。
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总=    
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为       
(3)电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为    (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为_________________。

(4)已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.5×10-10。现向1000 L 1.5×10-2mol/L CaCl2溶液中通入氟化氢气体,当开始出现白色沉淀时,通入的氟化氢为____________ mol(保留3位有效数字)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题