压轴题型提分练1

1、压轴题型提分练题型一基本概念、基本理论综合型1目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请回答下列问题：I.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为CH4(g) + H20(g)蛙瓯CO(g) +3出9)。-1(1) 阅读下图，计算上述反应的反应热AH=kJ mol 。n .用CH4或其他有机物、。2为原料可设计成燃料电池。以CnH2nOn、。2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为以CH4、02为原料，100 mL 0.15 mol L 1 NaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为 448 mL(标准状况)，产生的气体全部被溶液吸

2、收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为 ，各离子浓度由大到小的顺 序为利用I2O5消除CO污染的反应为5CO(g) + I2O5G)蛙玻5CO2(g) + b(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入 4 mol CO ,测得CO2的体积分数随时间t变化曲 线如图。请回答:T2时，00.5 min内的反应速率 v(CO) =(5)Ti时化学平衡常数 K =。下列说法不正确的是。A 容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态B 两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等C d点时，增大体系压强，CO的转化率不变D b点和d点时化学平衡常数的大小关系：Kbc(HCO3)

3、c(CO3 )c(OH )c(H )1 1(4) 1.6 mol L min (5)1 024(6)BD解析 (1)CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O AH = 846.3 kJ mol ,1 1CO2(g)=CO(g) + 302(g) AH = + 282 kJ mol ,3 13H2O(g)=3O2(g) + 3H2(g) AH = + 725.4 kJ mol ,上述三式相加：1CH4(g)+ H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) AH = + 161.1 kJ mol 。(3) CH4+ 3O2 = CO2+ 3H2O0.02 mol 0.01 moln

4、(CO2 )_ 0.01 mol _ 3n(OH 厂 0.015 mol 3，所以发生反应 3CO2 + 3OH =CO2+ HCO3+ H2O，溶质为Na2CO3和NaHCO3,其物质的量之比为1 : 1,其离子浓度大小顺序：c(Na +) 2 +c(HCO3 )c(CO3 )c(OH )c(H )。(4) 5CO(g) + l2O5(s)汪诞 5CO2(g) + b(s)起始(mol)400 5 mi n( mol)4 xxx4 x 100%= 40%, x= 1.6 mol,达到平衡时，CO2的体积分数为80%,此时，c(CO) = 0.4 mol L , c(CO2)= 1.6 mol

5、 L-c CO 110.4 mol L-D项，T2T1，但HCO?)减小，所以升温平衡左移，该反应为放热反应，所以KdKb。3 I .CH4和CO?可以制造价值更高的化学产品。已知：CH4(g)+ 202(g)CO2(g) + 2H2O(g)1AHi= a kJ molCO(g) + H2O(g)涯隈 CO2(g) + H2(g)1AH 2= b kJ mol一 12CO(g) + O2(g)2CO2(g) AH3= c kJ mol(1) 求反应 CH4(g) + CO2(g)涯液 2CO(g) + 2H2(g) AH = kJ mol (用含 a、b、c 的代数式表示)。(2) 一定条件下

6、，等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为 。用CU2AI2O4作催化剂，一定条件下发生反应：CO2(g) + CH4(g)送滾CH3COOH(g)，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：A乙能的生应适率J XJK Ka h pH244 250300 C时，乙酸的生成速率降低的原因是 。 300400 C时，乙酸的生成速率升高的原因是 n 钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al 2O3陶瓷(可传导Na为电解质，其反应原理如下图

7、所示：Na2Sx：H 放电衣 2Na+ xS (3x5)用比狀或电源一1熔融MrNa 固体 电斛质 (A1A) H闻匸S 和 NaoS,物质NaSAl 2O3熔点/C97.81152 050沸点/C892444.62 980根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为A . 100 C以下B. 100 C300 CC. 300 C 350 CD . 350 C 2050 C(5) 关于钠硫电池，下列说法正确的是 。A 放电时，电极A为负极 B .放电时，Na +的移动方向为从B到AC 充电时，电极 A应连接电源的正极D .充电时，电极 B的电极反应式为 Sx 2e =xS-1(6) 25 C时，

8、若用钠硫电池作为电源电解 500 mL 0.2 mol L NaCI溶液，当溶液的 pH变为13时，电路中通过的电子的物质的量为 mol，两极的反应物的质量差为 go(假设电解前两极的反应物的质量相等 )答案 I .(1)(a+ 2b - 2c)(2) 3CO + 3H2=CH 3OCH 3+ CO2(3) 催化剂的催化效率降低，化学反应速率降低温度升高，化学反应速率加快II .(4)C(5)AD(6)0.052.3解析 (1)CH4(g) + 202(g)诅:敢 CO2(g) + 2H2O(g) AH = a kJ mol,12CO(g) + 2H2O(g)2CO2(g) + 2H2(g)

9、AH = 2b kJ mol ,14CO2(g)4CO(g) + 202(g) AH = 2c kJ mol 。上述三式相加得：CH4(g) + CO2(g)运滾 2CO(g) + 2H2(g)1AH = (a+ 2b 2c) kJ mol 。参与大气循环的气体只能是CO2,所以方程式为3CO + 3H2=CH3OCH3 + CO2。I .(4)该温度应高于Na、S的熔点，低于Na、S沸点，C项合适。电路中转移电子的物质的量为0.5 L X 0.1 mol L = 0.05 mol，负极减小0.05 mol X 23g mol 1= 1.15 g,正极增加的质量也是 Na的质量，所以两极的反应

10、物的质量差为2.3 g。一 13.目前工业合成氨的原理是N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) AH = 93.0 kJ mol 。(1) 已知一定条件下：2N2(g) + 6出0(1)送滾 4NH3(g) + 3O2(g) AH = + 1 530.0 kJ mol 则氢气 燃 烧 热 的 热 化 学 方 程 式 为(2) 如下图，在恒温恒容装置中进行合成氨反应。粮度Amo】 表示N2浓度变化的曲线是 。 前25 min内，用H?浓度变化表示的化学反应速率是 。 在25 min末刚好平衡，则平衡常数K =。(3) 在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是 。A 气体体积不再变

11、化，则已平衡B 气体密度不再变化，尚未平衡C 平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动D 平衡后，压缩容器，生成更多NH3电厂烟气脱氮的主反应：4NH3(g)+ 6NO(g)送耒5N2(g) + 6H2O(g)AH0。平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如图。请回答：在400600 K时，平衡混合气中 N2含量随温度的变化规律是 ，导致这种规律的原因是 (任答合理的一条原因)。直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液，电池反应为4NH3(g) + 3O2=2N2 +6H2O。则负极电极反应式为 。1答案 (1)H 2(g) + 2O2(g)=H 20(1)-1AH = -

12、 286.0 kJ mol C 0.12 mol L： min 万(或 0.15)AD随温度升高，N2的含量降低主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移(或副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH3和NO的浓度，使主反应的平衡左移 )(5) 2NH 3+ 6OH + 6e =N + 6出0解析 (1)2N 2(g) + 6H 2(g)=4NH 3(g)AH = - 186.0 kJ mo,i4NH3(g) + 3O2(g)=2N2(g) + 6H2OQ)AH = - 1 530.0 kJ mol ,上述两式相加得：-16H2(g) + 3O2(g)=6H 20(1) AH = -

13、1 716.0 kJ mol ,1 1 所以出燃烧热的热化学方程式为出9) + O2(g)=H2O(l)AH = - 286.0 kJ mol 。-1(2) v(H2)= 6.0-250 吨 L = 0.12 mol -1 min -1。25 min22 k =# NH3 = 孕=。c3(H2 )C(N2)(3.0 3 X 1.0 27由图示可以判断，随着温度的升高，N2O的含量增加，而N2的含量减小，其原因是主反应为放热反应而副反应为吸热反应，升温，主反应平衡左移导致N2含量降低，副反应平衡右移导致N2O含量增加。4 磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。(1) 红磷P(s)和CI2

14、(g)发生反应生成 PCb(g)和PCl5(g),反应过程如下：12P(s)+ 3Cl2(g)=2PCl3(g)AH=- 612 kJ mol12P(s)+ 5Cl2(g)=2PCl5(g)AH=- 798 kJ mol气态PCl5生成气态 PCl3和Cl2的热化学方程式为 可逆反应PCl3(g) + Cl2(g)诅:敢PCl5(g)、2E(g)注:腹F(g) + G(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有可滑动、无摩擦的密封隔板。反应开始和达到平衡时有关物理量变化T：衡 IJ平衡O如图所示:达到平衡I时，体系压强与反应开始时体系压强之比为平衡I到平衡n的条件是(填“升温”或“降温

15、”亚磷酸(H3PO3)与适量的NaOH溶液反应生成 Na2HPO3,电解NazHPOs溶液也可得到亚磷酸，装置如图所示:电曲j 、阳膜阳膜,阳心玉产舖室 乐料室 阴极峯:HjSCVNa2HP(h _Na(卫阴极的电极反应式为 产品室中反应的离子方程式为在一定温度下，KspMg 3(PO4)2 = 6.0x 1029, KspCa3(PO4)2 = 6.0X 1026。现向浓度均为0.20 mol L1的MgCL和CaCR混合溶液中逐滴加入 Na3PO3,先生成沉淀(填化学式);当测得溶液其中一种金属阳离子沉淀完全(浓度小于105mol L“)时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度 c=mo

16、l L t。答案 (1)PCI 5(g)=PCI 3(g) + Cl2(g)1H = + 93 kJ mol20： 23 降温(3) 2H + 2e =H2 HPO3 + 2H =出卩。3 Mg3(PO4)210_4一 1解析 (1)2PCI 5(g)=5CI 2(g) + 2P(s)H = + 798 kJ mol ,_ 12P(s)+ 3Cl2(g)=2PCl3(g)H=_ 612 kJ md ,上述两式相加得：_12PCl5(g)=2Cl2(g) + 2PCl3(g)H = + 186 kJ mol ,一 1即PCl5(g)=Cl2(g) + PCl3(g) H=+ 93 kJ mol

17、。达到平衡时左右两侧压强相等，由于2E(g)送I兀F(g) + G(g)是等体积反应，则 严=22023由于气体物质的量进一步减小，所以应降温使PCb(g) + Cl2(g)汇卜迸PCl5(g)右移。一29当Mg2+完全沉淀时,c(po4 一)=6.0 x 10一7 = Q 6.0 x 10 14,(1033 ： 26此时 c(Ca2 +)=6復 10_14 = 10 4 mol 1。5 为倡导“节能减排”和“低碳经济”，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料乙醇。一定条件下发生反应：2CO2(g) + 6H2(g) 疽 CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) H0O(1)在一定条件下，

18、在 20 L密闭容器中按物质的量比为1 : 3充入CO2和H2，温度在450 K ,n(H2)随时间变化如表所示：t/min0135n (H2)/mol8655在450 C、01 min , v(CH3CH2OH) =;此温度下该反应的化学平衡常数为(结果保留三位有效数字)。(2) 在5 MPa下测得平衡体系中各物质的体积分数随温度的变化曲线如图所示:津枳分数An H2V A2 mol20 L X 1 min=0.1400 50(600 TtMl /7K曲线乙表示的是 (填物质的化学式)的体积分数，图像中 A点对应的体积分数b =%(结果保留三位有效数字)。3下列措施中能使化学平衡向正反应方向

19、移动的是 。A 升高温度B .将CH3CH2OH(g)及时液化抽出C .选择高效催化剂D .再充入 I mol CO 2 和 3 mol H 2(4) 25 C、1.01 X 105Pa时，9.2 g液态乙醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出273.4 kJ的热量，写出表示乙醇燃烧的热化学方程式： 以石墨为电极，氢氧化钠、乙醇、水、氧气为原料，可以制成乙醇的燃料电池，写出发生还原反应的电极反应式： O3CH2OH)=16v(H2)=1-X0.161 1mol Lmin = 0.01671 -mol L min由表中数据可知，H2起始投入量为8mol,在20mol L 1 min 二由速率之比等于

20、计量系数之比可知:v(H2)： v(CH3CH2OH) = 6 : 1，贝U v(CHL密闭容器中,CO2和出的投料比为1 : 3,则CO2起始投入量为mol,3min后反应达平衡，建立三段式过程分析:起始量2CO2(g) + 6 H2 ( g) H3 CH2 0H( g) +3H2O(g)(mol - L 1转化量0,050. 150, 0250.075(mol * ,_l平衡量(mol* L-().080.250. 0250.0750.13Q.400(2) 该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO2与H2的含量增大，CH3CH2OH与出0的含量降低，可知甲、乙为反应物，平衡逆向移动过程中，出和CO2按比例(3 : 1)增加，甲的含量高于乙，可知曲线乙表示的是CO2；丙、丁为生成物，反应开始时 H2与CO2按3:1的量进行投料，故生成乙醇与水的物质的量比为1 : 3,即水的含量是乙醇含量的 3倍，可知曲线丙、丁分别表示的是 出0、CH3CH2OH ; A点为曲线乙和丙的交点，说明平衡时CO2、H2O的体积分数相同，可知两者体积也相同，设CO2、H2O的体积都是V,根据投料比有