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

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)H<0該可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_。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：I22S2O=2IS4O)(2)工業(yè)煙氣中通常含有大氣污染物NO，直接排放會(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。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：_。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(HN=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：_。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)I2O5和I2都是固體，不用寫入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中。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)H<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。根據(jù)關(guān)系式：5COI22S2O可知n(CO)n(S2O)0.001 0 mol/L21.80103 L42.18104 mol，m(CO)2.18104 mol28 g/mol6.104103 g6.104 mg，所以空氣樣品中CO的濃度為6.104 mg/m3。(2)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HOCN，則電子式為H：CN：。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)，兩者能發(fā)生歸中反應(yīng)而生成CO2和N2兩種無毒氣體。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)KCD6.104(2)H：CN：4HNCO6N12eO=5N24CO22H2O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)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)K1NH3(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)4H2O(g)Ha kJmol1起始時(shí)按n(CO2)n(H2)13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：a_(填“>”或“<”)0。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393 K下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_(保留三位有效數(shù)字)。393 K下，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，再向容器中按n(CO2)n(H2)13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。b電極上的電極反應(yīng)式為_。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)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。A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)，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。 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)開始(mol)：n 3n00轉(zhuǎn)化(mol): x 3x x 2x平衡(mol): nx 3n3x x 2x從圖像可知3n3x42 mol,2x58 mol，可知n43 mol，x29 mol，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率100%67.4%。當(dāng)再按13投入CO2與H2時(shí)，相當(dāng)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。b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。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)<A67.4%變小2CO212e12H=C2H44H2O陽3(2016咸陽一模)某市對大氣進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 m的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請回答下列問題：(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KNaNHClNOSO濃度/(molL1)410661062105210531054105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：將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/molC(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/mol寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。洗滌含SO2的煙氣，以下物質(zhì)可作洗滌劑的是_。aCaCl2bNaHSO3cCa(OH)2dNa2CO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化：已知?dú)飧字猩蒒O的反應(yīng)為N2(g)O2(g)2NO(g)H>0若1 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6104 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_。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H>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(NO)，則c(H)c(OH)(2105241053105410661062105) mol/L104 mol/L，溶液呈酸性，溶液中H離子濃度約為104，則pHlgc(H)4。(2)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，H110.5 kJ/mol(241.8 kJ/mol)131.3 kJ/mol。A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)2SO2=CaSO3H2O，正確；D項(xiàng)，可以發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3SO2=Na2SO3CO2，正確。(3)根據(jù)已知條件可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n(NO)6104 mol，n(N2)(0.83104) mol，n(O2)(0.23104) mol，故該溫度下的平衡常數(shù)K2.25106；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)。該反應(yīng)的H>0，S<0，則HTS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。答案(1)酸性4(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/molcd(3)2.25106溫度升高，反應(yīng)速率加快，且平衡右移不能4(2016臨沂模擬)已知、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)K1H1()3H2(g)SO2(g)2H2O(g)H2S(g)K2H2( )(1)用H1、H2表示反應(yīng)4H2(g)2SO2(g)S2(g)4H2O(g)的H_。(2)回答下列反應(yīng)()的相關(guān)問題：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 molL1min1，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)”)；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H_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。已知Na2SO3水溶液顯堿性，原因是_(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“”)。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()2()得4H2(g)2SO2(g)S2(g)4H2O(g)H，故H2H2H1。(2)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 molL1min1，則c(H2S)0.08 molL1min110 min0.8 molL1，則2H2(g)S2(g)2H2S(g)起始(molL1)1.81.20變化(molL1) 0.8 0.4 0.8平衡(molL1) 1.0 0.8 0.8平衡常數(shù)K0.8，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0.5<K0.8，平衡正向移動(dòng)；根據(jù)中數(shù)據(jù)知溫度為T1時(shí)S2的轉(zhuǎn)化率100%33.3%>25%，知升溫平衡逆向移動(dòng)，H<0，平衡常數(shù)減小。(3)亞硫酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，原因是：SOH2OHSOOH，所以該溶液中c(H)<c(OH)，根據(jù)電荷守恒，則c(Na)>2c(SO)c(HSO)。亞硫酸根離子的水解平衡常數(shù)Kh，當(dāng)pH7.2時(shí)，SO、HSO濃度相等，所以Khc(OH)1106.8。答案(1)2H2H1(2)0.8正向<減小(3)SOH2OHSOOH>1106.85.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)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H2b kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g)H3c kJmol1(1)求反應(yīng)CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H_ kJmol1(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率和乙酸的生成速率的關(guān)系如圖，回答下列問題：250300 時(shí)，乙酸的生成速率降低的原因是_。300400 時(shí)，乙酸的生成速率升高的原因是_。.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：Na2Sx2NaxS(3<x<5)物質(zhì)NaSAl2O3熔點(diǎn)/97.81152 050沸點(diǎn)/892444.62 980(4)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)為_。A100 以下B. 100 300 C300 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AC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S2e=xS(6)25 時(shí)，若用鈉硫電池作為電源電解500 mL 0.2 molL1 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)電解前兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量相等)解析.(1)CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)Ha kJmol1，2CO(g)2H2O(g)2CO2(g)2H2(g)H2b kJmol1，4CO2(g)4CO(g)2O2(g)H2c kJmol1。上述三式相加得：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H(a2b2c) kJmol1。(2)參與大氣循環(huán)的氣體只能是CO2，所以方程式為3CO3H2=CH3OCH3CO2。.(4)該溫度應(yīng)高于Na、S的熔點(diǎn)，低于Na、S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 L0.1 molL10.05 mol，負(fù)極減小0.05 mol23 gmol11.15 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)(a2b2c)(2)3CO3H2=CH3OCH3CO2(3)催化劑的催化效率降低，化學(xué)反應(yīng)速率降低溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快.(4)C(5)AD(6)0.052.36CO、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)充和部分替代石油燃料，緩解能源緊張，已知：CO(g)O2(g)=CO2(g)H1283.0 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H3764.5 kJmol1則CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H_ kJmol1。(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。p1_p2(填“>”“<”或“”)，理由是_。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)。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“”)。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。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：HH12H2H3。(2)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<p2。在A點(diǎn)時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為0.75，所以，有 mol的CO被反應(yīng)掉，余 mol的CO，平衡濃度為 mol/L，同理可算出H2的平衡濃度為 mol/L，CH3OH的平衡濃度為 mol/L，甲醇合成反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K。a.使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，而不能使平衡移動(dòng)；b.降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢；c.增大體系壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，提高CO的轉(zhuǎn)化率；d.將甲醇移走，降低了生成物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢；e.增加等物質(zhì)的量的CO和H2，相當(dāng)于少投入H2，多投入CO，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率降低。所以只有c符合條件。(3)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖知陽極上是HSO失去電子轉(zhuǎn)化為SO及H。答案(1)90.1(2)<合成甲醇是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高c(3)HSOH2O2e=SO3H