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高考化学高频试题、高中化学题库汇总-压中真题已成为一种习惯

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高中化学知识点归纳《热化学方程式》试题特训(2019年最新版)(二)
2019-07-03 23:55:50 【

1、填空题  SO2和NOx在化学工业上有重要用途,也是大气污染的主要来源,开发和利用并重,预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
(1)在接触法制硫酸的过程中,发生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0反应,某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示,根据图示回答下列问题:

①平衡状态由A到B时,平衡常数K(A)     K(B)(填“>”、“<”或“=”);
②将2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密闭容器中,若40s后反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,这一段时间内SO2的平均反应速率为                
该反应的平衡常数为                       
(2)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4并使之完全反应:
①若将NO2还原至N2,整个过程中转移电子的物质的量为                  
②若还原NO2和NO的混合物,放出的总热量Q的取值范围是              


参考答案:(1)①=;(1分)②0.0040mol·L-1·s-1,800L·mol-1;(共4分,各2分,无单位或错误扣1分)(2)①1.6mol(2分,无单位扣1分)②173.4kJ<Q<232kJ(3分)


本题解析:(1)平衡常数只受温度的影响,温度不变,则压强不变,平衡状态由A变到B时,则k(A)=k(B);(2)由图象知,体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始:2.0mol    1.0mol         0
转化:1.6mol    0.8mol        1.6mol
平衡:0.4mol    0.2mol         1.6mol
则平衡时:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,SO2的平均反应速率为1.6mol/10L/40s=0.0040mol·L-1·s-1,K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0.16)2/(0.04)2×0.02=800;(2)①CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ/moln(CH4)=4.48L/22.4L/mol=0.2mol,整个过程中转移的电子总数为:0.20mol×8=1.60mol,放出的热量为:0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ。②上述可知,若反应物中全部是为二氧化氮,放出的热量为173.4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ,故放出的热量范围是173.4kJ<Q<232kJ。
考点:盖斯定律,化学平衡常数,化学平衡。


本题难度:困难



2、选择题  已知:Fe(s)+O2(g)==="FeO(s)" ΔH1=-272 kJ/mol
2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)ΔH2=-1 675 kJ/mol
则2Al(s)+3FeO(s)===Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH是
A.859 kJ/mol
B.-859 kJ/mol
C.-1403 kJ/mol
D.-2491 kJ/mol


参考答案:B


本题解析:(1)Fe(s)+O2(g)=FeO(s)△H=-272kJ?mol-1    ①
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)△H=-1675kJ?mol-1       ②
依据盖斯定律②-①×3得到热化学方程式为:
2Al(s)+3FeO(s)


本题难度:一般



3、填空题  (16分)甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一,该过程的主要反应是
反应①:CH4(g)+ H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)    ΔH > 0
(1)已知:
CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)      ΔH1= -802 kJ·mol-1
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)             ΔH2 = -283 kJ·mol-1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)              ΔH3 = -242 kJ·mol-1
则反应①的ΔH =_________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)其他条件相同,反应①在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。

①在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是________。
②a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。
③c点CH4的转化率高于b点,原因是________。
(3)反应①在恒容密闭反应器中进行,CH4和H2O的起始物质的量之比为1


参考答案:


本题解析:


本题难度:困难



4、填空题  为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.“绿色自由”构想技术流程如下:

(1)在合成塔中,若有4.4kg?CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是______.
(2)以甲醇为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳.该电池负极发生的反应是:
CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
则正极发生的反应是______;放电时,H+移向电池的______(填“正”或“负”)极.
(3)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5?mol?L-1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=______.(已知:10-5.6=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)______c(CO32-)?(填“>”、“=”或“<”),原因是______(用离子方程式和必要的文字说明).
(5)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96×10-9、2.58×10-9.小李应该选用的试剂是______.


参考答案:(1)根据4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4 947 kJ的热量,则1 mol CO2与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量,所以热化学方程式为
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol;
(2)氧气在正极上被还原,在酸性条件下生成水,电池正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,
电池的正极上有聚集的电子,放电时,电解质溶液的阳离子向电池的正极移动,即H+移向电池的正极,
故答案为:O2+4H++4e-=2?H2O;正;
(3)饱和CO2水溶液的pH=5.6,所以c(H+)=10-5.6=2.5×10-6mol/L,c(H2CO3)=1.5×10-5?mol?L-1,
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数,K=c(H+)?c(HCO-3)c(H2CO3)=2.5×10-6×2.5×10-61.5×10-5=4.2×10-7?mol?L-1,
故答案为:4.2×10-7?mol?L-1;
(4)溶液存在平衡?HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-的水解程度 大于电离程度,所以溶液中c(H2CO3)>c(CO32-),
故答案为:>;溶液存在平衡?HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-的水解程度大于电离程度;
(5)根据CaCO3、BaCO3的溶度积大小可知BaCO3更难溶,因此令CO2生成BaCO3反应更完全,故可选择Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)作为CO2的沉淀剂,
故答案为:Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液).


本题解析:


本题难度:一般



5、填空题  (14分)氮的化合物是一把双刃剑,它既是一种资源,又会给环境造成危害。
Ⅰ.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120oC,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g) +2NH3(g)(NH2)2CO(s) +H2O(g),在密闭反应容器中,混合气体中NH3的含量变化关系如图所示:

则A点的逆反应速率V(逆)(CO2)     B点的正反应速率V(正)(CO2)(填“>”“=”或“<”),氨气的平衡转化率是           
(2)将一定量的NH2COONH4(s)置于恒温密闭容器中,NH2COONH4(s)2 NH3(g)+CO2(g),其分解达到平衡状态时,容器内混合气体的平均相对分子质量为        。该反应的化学平衡常数的表达式为________。
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。
(3)采取还原法,用炭粉可将氮的氧化物还原。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=" +180.6" kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)      △H= —393.5 kJ·mol-1
写出炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式                                 
(4)若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2,9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,则此反应的离子反应方程式为________。若生成的CO2完全逸出,所得溶液中的离子浓度大小关系为________。


参考答案:(14分,每空2分)  (1)< (1分)0.75  (2)  26      K=c2(NH3)×c(CO2)
(3)C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)   △H= -574.1kJ·mol-1
(4)2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ; C (Na+)>C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)


本题解析:(1)根据图像可知A点氨气的含量是变化的,这说明A点没有达到平衡状态,而B点达到平衡状态。A点到B点的氨气含量降低,这说明A点反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,则A点的逆反应速率V(逆)(CO2)小于B点的正反应速率V(正)(CO2)。根据图像可知起始时氨气和CO2的体积相等,设物质的量均是1mol,消耗氨气的物质的量是xmol,则生成水蒸气的物质的量是0.5xmol。平衡时氨气的含量是0.2,则,解得x=0.75,所以氨气的平衡转化率是0.75、
(2)根据方程式可知生成的氨气和CO2的体积之比是2:1,则混合气体的平均相对分子质量是。由于只有生成物中有气体,则二者的体积之比是2:1,所以该反应的化学平衡常数的表达式为K=c2(NH3)×c(CO2)。
(3)已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=" +180.6" kJ·mol-1,② C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H= —393.5 kJ·mol-1,则根据盖斯定律可知①—②即可得到炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式为C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)   △H= -574.1kJ·mol-1。
(4)9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,NO2的物质的量是0.2mol,这说明氮元素的化合价部分升高到+5价,另外一半降低到+3价,则此反应的离子反应方程式为2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ;若生成的CO2完全逸出,由于亚硝酸根水解,溶液显碱性,则所得溶液中的离子浓度大小关系为C (Na+)>C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)。
考点:考查平衡状态计算、平衡常数、盖斯定律应用以及氧化还原反应计算和离子浓度大小比较等


本题难度:困难



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