巩固练习 原理综合题的应试策略基础

1、【巩固练习】1. 汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。（1）汽车内燃机工作时发生反应：N2(g) + O2(g) 2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T 时，向5L密闭容器中充入6.5 mol N2和7.5 mol O2，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol。 5 min内该反应的平均速率 (NO) = ；在T 时，该反应的平衡常数K = 。 反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是 （填序号）。a. 混合气体的密度 b. 混合气体的压强 c. 正反应速率 d. 单位时间内，N2和NO的消耗量之比（

2、2）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。已知：N2(g) + O2(g) = 2NO(g) D H = +180.5 kJ·mol12H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) DH = 571.6 kJ·mol1则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是 。（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，反应：2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g) + N2(g) 中NO的浓度c(NO)随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。来源XXK 该反应的DH 0 （填“”

3、或“”）。 若催化剂的表面积S1S2 ，在右图中画出c(NO) 在T1、 S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线。2二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。 （1）工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO34HCl=2ClO2Cl22H2O2NaCl。 浓盐酸在反应中显示出来的性质是_（填序号）。 A只有还原性 B还原性和酸性 C只有氧化性 D氧化性和酸性 若上述反应中产生0.1 mol ClO2，则转移电子的物质的量为_mol。 （2）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。

4、写出阳极产生ClO2的电极反应式：_。 电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL（标准状况）时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因_。（3）ClO2对污水中Fe2、Mn2、S2和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN- a mg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为_；处理100 m3这种污水，至少需要ClO2 _ mol 。3. 铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO

5、2(g) 该反应的平衡常数表达式为：K= 该温度下，在2L盛有粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁112g。则10min内CO的平均反应速率为 (2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是 。(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式： 欲使上述体系中浓度增加，可加入的物质是 。4 2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的H99 kJ&

6、#183;mol1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_、_。(2)E的大小对该反应的反应热_(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是_。(3)图中H_ kJ·mol1。(4)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式： _。(5)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L1·min1，则v(O2)_mol·L1·min1、v(SO3)_ mol·L1·min1。(

7、6)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H_。5下图是工业生产硝酸铵的流程。(1)吸收塔C中通入空气的目的是_ 。A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是_(填字母)。(2)已知：4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H1266.8 kJ/molN2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJ/mol写出氨高温催化氧化的热化学方程式：_，氨催化氧化反应的化学平衡常数表达式K_。(3)已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJ/mol。为提高氢气的转化率，宜采取的措施有_(填字母)。A升高

8、温度B使用催化剂C增大压强 D循环利用和不断补充氮气E及时分离出氨(4)在一定温度和压强下，将H2和N2按31(体积比)在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中NH3的气体体积分数为17.6%，求此时H2的转化率？(要有完整的计算过程，结果保留三位有效数字)6科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1和726.5 kJ·mol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10 mol

9、水消耗的能量是_kJ。(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：_。(3)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 )。下列说法正确的是_(填序号)。温度为T1时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)nA/tA mol·L1·min1该反应在T1时的平衡常数比T2时的小该反应为放热反应处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时，n(H2)/n(CH3OH)增大(4)在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一

10、密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为，则容器内的压强与起始压强之比为_。(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液呈酸性，负极的电极反应式为：_；正极的电极反应式为： _。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。7. X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。请回答下列问题： Y在元素周期表中的位置为_。 上述元素的最高价氧化物

11、对应的水化物酸性最强的是_（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是_（写化学式）。 Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_（写出其中两种物质的化学式）。 X2M的燃烧热H a kJ·mol1，写出X2M燃烧反应的热化学方程式：_。 ZX的电子式为_；ZX与水反应放出气体的化学方程式为 熔融状态下，Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：放电时，电池的正极反应式为_：充电时，_（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为_。8. 最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发

12、生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH3CHO + H2OCH3CH2OH + CH3COOH实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如右图所示。（1）若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入 （填化学式）气体。（2）电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：阳极： 4OH- - 4e- = O2+ 2H2O阴极： CH3CHO + 2e- + 2H2O = CH3CH2OH + 2OH- （3）电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量 （填“增大”、“减小”或“不变”）。（4）电解过程中，某时刻测定

13、了阳极区溶液中各组分的物质的量，其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 （填字母序号）。a. c(Na+)不一定是c(SO42-)的2倍 b. c(Na+) = 2c(CH3COOH) + 2c(CH3COO-)c. c(Na+) + c(H+) =c(SO42-) + c(CH3COO-) + c(OH-) d. c(Na+) > c(CH3COOH) > c(CH3COO-) > c(OH-) （5）已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8、78.4。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是 。（6）在实际工艺处理

14、中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3000 mg/L的废水，可得到乙醇 kg（计算结果保留小数点后1位）。【答案与解析】1. （1） 0.2 mol·L1·min1 1.25 c d（2）2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) DH = 752.1 kJ·mol1c(NO)toT2、S1T1、S1T1、S2（3） 2（1）B 0.1 （2）Cl- - 5e- + 2H2O = ClO2+ 4H+ 0.01 在阴极发生2H+ + 2e- =H2，H+浓度减小，使得H2OOH- +H+的平衡向右移动，O

15、H-浓度增大，pH增大（3）2ClO2+2CN- = N2+ 2CO2+2Cl- （或3.85a）3.（1） 或c(CO2)3/ c(CO)3 （2）CO或（CO2）的生成速率与消耗速率相等；CO（或CO2）的质量不再改变 （3）b（4）Al(OH)3 H+AlO2+H2O 盐酸4(1)反应物总能量生成物总能量 (2)无降低催化剂改变了化学反应的历程，使活化能E降低(3)198 (4)SO2V2O5=SO32VO2、4VO25O2=2V2O5(5)0.0250.05 (6)1185 kJ·mol15(1)使NO全部转化成HNO3(或提供O2氧化NO)ABC(2)4NH3(g)5O2(

16、g)=4NO(g)6H2O(g)H905.8 kJ/mol (3)CDE(4)解：设开始时H2的物质的量为3 mol，平衡时变化量为x mol。6(1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJ/mol(3)(4)1/2(5)CH3OHH2O=CO26H6e3/2O26H6e=3H2O96.6%【解析】(2)写出燃烧热的化学方程式：CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ·mol1CH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5 kJ·mol1用得：CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H

17、2O(l)H443.5 kJ·mol1(3)据题给图像分析可知，T2的反应速率大于T1，由温度越高反应速率越大可知T2>T1。因温度升高，平衡时CH3OH的物质的量减少，说明可逆反应CO2(g)3H2(g) CH3OH(l)H2O(l)向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，T1时的平衡常数比T2时的大，、正确，错误，反应速率应等于物质的量浓度除以时间，而不是物质的量除以时间，错误。(4)利用化学平衡的三段式计算： CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)起始/mol 1 300变化/mol 3 平衡/mol (1)(33) 根据同温恒容下压强之比等于物质的量之比，

18、则容器内的压强与起始压强之比为(42)/41/2(5)燃料电池是原电池的一种，负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应，在酸性介质中，甲醇燃料电池的负极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H，正极反应式为3/2O26H6e=3H2O。该电池的理论效率为消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能与其燃烧热之比，效率为：7.（1）Y第2周期VIA（2）最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4，非金属性越弱，气态氢化物还原性越强，气态氢化物还原性最强的是H2S。（3）Y的单质O3、G的单质Cl2、二者形成的ClO2可作消毒剂（4）根据燃烧热的含义，写H2S燃烧的热化学方程式生成物应该生成SO2，2H2S(g)+3O2(g)=2 SO2(g)+2H2O(l), H=-2aKJ·mol-1（5），NaH+H