1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。热考大题专攻练(三)化学反应与能量(满分42分,建议用时20分钟)大题强化练,练就慧眼和规范,占领高考制胜点!可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27Si-28S-32Cl-35.5Fe-56Cu-64As-75I-1271.(14分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的四种方法:方法a用炭粉在高温条件下还原CuO方法b用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O方法c电解法,反应为2Cu+H2O
2、Cu2O+H2方法d用肼(N2H4)还原新制的Cu(OH)2 (1)已知:2Cu(s)+O2(g) Cu2O(s) H=-169 kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g) H=-110.5 kJmol-1Cu(s)+O2(g)CuO(s) H=-157 kJmol-1则方法a发生的热化学方程式是_。(2)方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示:该离子交换膜为_离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为_,钛极附近的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)方法d为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同
3、时放出N2。该制法的化学方程式为_。(4)在相同的密闭容器中,用以上方法制得的三种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H0。水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示:对比实验的温度:T2_T1(填“”“T1,不可以通过比较达到平衡的时间来判断温度的大小,在这个实验里面,温度不是唯一影响速率的因素,还有催化剂。v(O2)=3.5010-5molL-1min-1。答案:(1)2CuO(s)+C(s)Cu2O(s)+CO(g)H=+34.5 kJmol-1(2)阴2Cu-2e-+2OH-Cu2O+H2O增大(3)4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2(4)
4、否3.5010-5molL-1min-12.(14分)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。(1)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H=-41 kJmol-1C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-73 kJmol-12CO(g)C(s)+CO2(g)H=-171 kJmol-1工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式_。(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式_。(3)用天然气制取H2的
5、原理为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强p1_p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时,在Y点:v(正)_v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。求Y点对应温度下该反应的平衡常数K=_。(计算结果保留两位有效数字)(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250300时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_。为了提高该反应中
6、CH4的转化率,可以采取的措施是_。【解析】(1)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H=-41 kJmol-1C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-73 kJmol-12CO(g)C(s)+CO2(g)H=-171 kJmol-1根据盖斯定律,-+得CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H=-203 kJmol-1。(2)NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫和氨水,化学方程式为2NH4HS+O22NH3H2O+2S。(3)温度一定时,增大压强平衡逆向移动,甲烷的转化率减小,故压强p1v(逆);由图象可知,温度为1 100,压强为p2时甲烷的转化率为80%,则平衡时甲
7、烷浓度的变化量为0.1 molL-180%=0.08 molL-1,则:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)起始(molL-1) 0.10.100转化(molL-1) 0.080.08 0.16 0.16平衡(molL-1) 0.020.02 0.16 0.16故平衡常数K=1.6。(4)由图可知,该催化剂在250左右时催化剂效率最高,温度超过250时,催化剂的催化效率降低,所以温度升高而乙酸的生成速率降低。正反应是气体体积减小的反应,为了提高该反应中CH4的转化率,可以增大反应压强或增大CO2的浓度。答案:(1)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H=-203
8、kJmol-1(2)2NH4HS+O22NH3H2O+2S(3)小于大于1.6(4)温度超过250时,催化剂的催化效率降低增大反应压强或增大CO2的浓度【易错提醒】一般的化学反应,温度升高,反应速率加快,但应注意催化剂的反应活性与温度的关系。催化剂的反应活性在某温度是最高的,升高温度,可使反应速率加快,但催化剂反应活性降低,二者综合的结果,可能使反应速率减慢。3.(14分)对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理,可实现绿色环保、节能减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=akJmol-1。.已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g
9、)H=bkJmol-1;CO的燃烧热H=ckJmol-1。写出消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO反应的热化学方程式_。.一定条件下,在一密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如下表:时间/s012345c(NO)/molL-11.000.80.640.550.50.5c(CO)/molL-13.503.303.143.053.003.00(1)在恒容密闭容器中充入CO、NO气体,下列图象正确且能说明反应达到平衡状态的是_。(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)=_molL-1s-1(保留两位小数,下同);此温度下,该反应的平衡常数为_。(3)采用低温臭氧氧化脱硫脱硝
10、技术,同时吸收SO2和NOx,获得(NH4)2SO4的稀溶液,常温条件下,此溶液的pH=5,则=_(已知该温度下NH3H2O的Kb=1.710-5)。向此溶液中再加入少量(NH4)2SO4固体,的比值将_(填“变大”“不变”或“变小”)。(4)设计如下图装置模拟传感器测定CO与NO反应原理。铂电极为_(填“正极”或“负极”)。负极电极反应式为_。【解析】.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=akJmol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=bkJmol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g)H=ckJmol-1由-+2得2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO
11、2(g) H=(a-b+2c)kJmol-1.(1)H为化学反应的焓变,对一个确定的反应H为定值,与是否建立平衡无关,B错误。根据公式M=,反应过程中气体质量不变,气体的物质的量减小,则平均摩尔质量M增大,C错误。(2)前2 s内CO浓度变化量为3.50 molL-1-3.14 molL-1=0.36 molL-1,故v(N2)=v(CO)=0.09 molL-1s-1。平衡后NO、CO、N2、CO2的平衡浓度分别为0.5 molL-1、3.00 molL-1、0.25 molL-1、0.5 molL-1,故平衡常数K=0.028。(3)NH3H2O的Kb=,则=。pH=5,则c(H+)=10
12、-5molL-1,c(OH-)=10-9molL-1,因此=1.7104。向此溶液中再加入少量(NH4)2SO4固体,N水解程度减小,则的比值变大。(4)原电池中NO反应生成N2,氮元素化合价降低,发生还原反应,因此Pt电极为正极。也可根据O2-的迁移方向判断两电极。负极CO放电生成CO2,电极反应为CO+O2-+2e-CO2。答案:.2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) H=(a-b+2c)kJmol-1.(1)A、D(2)0.090.03(3)1.7104变大(4)正极CO+O2-+2e-CO2【加固训练】汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以
13、下反应来处理汽车尾气:(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) H=-746.5 kJmol-1已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) H=-221.0 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g) H=-393.5 kJmol-1则N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=_kJmol-1。(2)T下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表时间/s012345c(NO)10-4molL-110.04.50c11.501.001.00c(CO)10-3molL-13.603.05c22.752.702.70则c2合理
14、的数值为_(填字母标号)。A.4.20B.4.00C.2.95D.2.80(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:实验编号T/NO初始浓度/10-1molL-1CO初始浓度/10-1molL-1催化剂的比表面积/m2g-13501.205.801242801.205.80124.2801.205.8082则曲线对应的实验编号为_。(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数
15、据:实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCOH2i650242.41.65ii900121.60.43iii900abcdt实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为_,温度升高时平衡常数会_(填“增大”“减小”或“不变”)。若a=2,b=1,则c=_,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为ii(H2O)_iii(CO)(填“”或“=”)。(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。则负极的电极反应式为_。以上述电
16、池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2 L 0.1 molL-1KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式_。电解一段时间后,取25 mL上述电解后的溶液,滴加0.4 molL-1醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为_g。【解析】(1)根据盖斯定律,H=-H1+2H3-H2=746.5 kJmol-1-2393.5 kJmol-1+221 kJmol-1=+180.5 kJmol-1。(2)由题意可知,随反应的进行c(CO)减小,则3.05c22.75,则A、B错误。随着反应浓度的减小,反应速率应减慢,
17、故3.05-c2c2-2.75,c22.90,D正确。(3)由图象可知,与平衡状态相同,说明温度均为280oC,且先达到平衡,速率更快,故曲线II对应的实验编号为。(4)由题意可知c(CO2)=c(CO)=0.8 molL-1,则v(CO2)=0.16 molL-1min-1。H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)为气体物质的量不变的可逆反应,对比i与ii可知,温度升高,平衡时CO的含量增加,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故升高温度,平衡常数应减小。当a=2,b=1时,可认为CO与H2O互换,故达到平衡时,变化量与ii中相同,故c=1.6,达平衡时实验组ii中H2O(g)
18、和实验组iii中CO的转化率的关系为ii(H2O)=iii(CO)。(5)燃料电池负极为CO,失去电子发生氧化反应,电极反应方程式为CO-2e-+O2-CO2。电解KCl溶液的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-。由滴定图象可知,氢氧化钾溶液的pH为13,故c(OH-)=0.1 molL-1,则n(OH-)=0.1 molL-12 L=0.2 mol。由转移电子数可知,每生成1 mol KOH时转移1 mol电子,1 mol CO参与反应时,转移2 mol电子,故2KOHCO,则n(CO)=n(OH-)=0.1 mol,故m(CO)=0.1 mol28 gmol-1=2.8 g。答案:(1)+180.5(2)D(3)(4)0.16 molL-1min-1减小1.6=(5)CO-2e-+O2-CO22Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-2.8 g关闭Word文档返回原板块
