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1、壓軸題一 基本概念、基本理論綜合題
1.甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。
Ⅰ.工業(yè)上一般以CO和H2為原料在密閉容器中合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1
在容積為1 L的恒容容器中,分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是________;該溫度下上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________;若增大H2的用量,上述反應(yīng)的熱效應(yīng)最大值為____________。
Ⅱ.下圖是甲醇
2、燃料電池工作的示意圖,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時(shí)間后,斷開K,此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。
(1)甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。
(2)乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________________。
(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如下圖,則圖中②線表示的是________的變化;反應(yīng)結(jié)束后,要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀,需要________ mL 5.0 mol·L-1 NaOH溶液。
2.隨著氮氧化物污染的日趨嚴(yán)重,國家將于“十二五”期間加大對(duì)氮氧化物排放的控制力度。目前,消除氮氧化
3、物污染有多種方法。
(1)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1 ℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
濃度/mol·L-1
時(shí)間/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.01
4、7
①T1 ℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(保留兩位小數(shù))。
②30 min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是________________。
③若30 min后升高溫度至T2 ℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5∶3∶3,則該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(
5、g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式________________________。
(3)以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如右圖所示,在使用過程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y,有關(guān)電極反應(yīng)可表示為______________________。
3.工業(yè)制硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。
(1)某溫度下,SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98 kJ·mo
6、l-1。開始時(shí)在100 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196 kJ,該溫度下平衡常數(shù)K=________(可用分?jǐn)?shù)表示)。
(2)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),達(dá)到平衡后改變下述條件,SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大的是________(填字母)。
A.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol SO3
B.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol N2
C.保持溫度和容器體積不變,充入0.5 mol
7、SO2和0.25 mol O2
D.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1 mol SO3
E.升高溫度
F.移動(dòng)活塞壓縮氣體
(3)某人設(shè)想以右圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸,寫出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式:________________________。
(4)常溫時(shí),BaSO4的Ksp=1.08×10-10?,F(xiàn)將等體積的BaCl2溶液與2.0×10-3 mol·L-1的Na2SO4溶液混合。若要生成BaSO4沉淀,BaCl2溶液的最小濃度為______________。
(5)下列關(guān)于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)的圖像中,可能正確的是________(填序號(hào)
8、)。
(6)①某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如右圖所示。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
②將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中,在一定條件下,c(SO3)的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后,在第8分鐘達(dá)到新的平衡(此時(shí)SO3的濃度為0.25 mol·L-1)。請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出此變化過程中SO3(G)濃度的變化曲線。
4.(1)甲烷也是一種清潔燃料,但不完全燃燒時(shí)熱效率降低并會(huì)產(chǎn)生有毒氣體造成污染。
已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g
9、)+2H2O(l)
ΔH1=-890.3 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
則甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水時(shí)的熱效率只是完全燃燒時(shí)的________倍(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(2)甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解50 mL 2 mol·L-1的氯化銅溶液的裝置示意圖:
請(qǐng)回答:
①甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式是________。
②當(dāng)線路中有0.1 mol電子通過時(shí),________(填“a”或“b”)極增重________ g。
5.(1)某科研小組研究在其他條件不變的情況
10、下,改變起始?xì)錃馕镔|(zhì)的量[用n(H2)表示]對(duì)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表示成如下圖所示的規(guī)律(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):
①比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是________點(diǎn)。
②若容器容積為1 L,若只加入反應(yīng)物,當(dāng)n=3 mol時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2、N2的轉(zhuǎn)化率均為60%,此條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(精確到0.01)。
③圖像中T2________T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”)。
(2)氨氣和氧氣從145 ℃就開始反應(yīng),在不同溫度和催化劑條
11、件下生成不同產(chǎn)物(如圖):
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
溫度較低時(shí)以生成________為主,溫度高于900 ℃時(shí),NO產(chǎn)率下降的原因是_____________。寫出汽車尾氣產(chǎn)生NO的熱化學(xué)方程式________________________。
(3)NO會(huì)繼續(xù)快速被氧化為NO2,又已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
①現(xiàn)取五等份NO2,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)
12、N2O4(g)。反應(yīng)相同時(shí)間后,分別測(cè)定體系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中,可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的是________。
②保持溫度、體積不變,向上述平衡體系中再通入一定量的NO2,則達(dá)平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)。
題型十 粒子變化型
1.在0.1 mol·L-1的NH4HSO4溶液中,下列微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系不正確的是 ( )
A.c(H+)>c(SO)>c(NH)
B.c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
C.c(H+)=c(NH)+c(NH3·H
13、2O)+c(OH-)
D.室溫下滴加NaOH溶液至中性后:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
2.在常溫下,0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液25 mL用0.100 0 mol·L-1鹽酸滴定,其滴定曲線如圖所示,對(duì)滴定過程中所得溶液中相關(guān)離子濃度間的關(guān)系,下列有關(guān)說法正確的是
( )
A.a(chǎn)點(diǎn):c(CO)=c(HCO)>c(OH-)
B.b點(diǎn):5c(Cl-)>4c(HCO)+4c(CO)
C.c點(diǎn):c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
D.d點(diǎn):c(H+)=c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
3.將適量
14、AgBr固體溶在水中,溶液中存在AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)。則下列說法正確的是( )
A.向此體系中滴加足量濃NaCl溶液,發(fā)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化為白色,說明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)
B.向此體系中加入少量AgBr固體,平衡正向移動(dòng),當(dāng)再次平衡時(shí)c(Ag+)、c(Br-)增大
C.此體系中一定存在c(Ag+)=c(Br-)=[Ksp(AgBr)]1/2
D.某溶液中c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr),說明此時(shí)c(Ag+)=c(Br-)
4.下列溶液中微粒濃度關(guān)系一定正確的是( )
A.氨水與氯化銨的pH=7的混合溶液中:c(Cl-)>c(N
15、H)
B.新制氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.室溫下,向0.01 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加等濃度等體積的NaOH溶液:c(Na+)=c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.pH=2的一元酸和pH=12的一元強(qiáng)堿等體積混合:c(OH-)=c(H+)
5.下列說法正確的是( )
A.常溫下0.4 mol·L-1 HB溶液和0.2 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合后溶液的pH=3,則混合溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏(Na+)>c(B-)>c(H+)>c(OH-)
B.常溫時(shí),pH=2的CH3COOH溶液和HCl溶液
16、、pH=12的氨水和NaOH溶液,四種溶液中由水電離的c(H+)相等
C.常溫下0.1 mol·L-1的下列溶液①NH4Al(SO4)2,②NH4Cl,③NH3·H2O,④CH3COONH4中,c(NH)由大到小的順序是:②>①>④>③
D.0.1 mol·L-1 pH為4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)
6.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,向100 mL H2S飽和溶液中通入SO2氣體,所得溶液pH變化如圖中曲線所示。下列分析正確的是( )
A.原H2S溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05 mol·L-1
B.氫硫酸的酸性比亞硫酸的酸性強(qiáng)
C.b點(diǎn)水的電離程度比c點(diǎn)水的電離程
17、度大
D.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的導(dǎo)電性比d點(diǎn)強(qiáng)
7.常溫下,有下列四種溶液:
①
②
③
④
0.1 mol·L-1
NaOH溶液
pH=11 NaOH溶液
0.1 mol·L-1
CH3COOH
溶液
pH=3
CH3COOH
溶液
下列說法正確的是( )
A.由水電離出的c(H+):①>③
B.③稀釋到原來的100倍后,pH與④相同
C.②與④混合,若溶液顯酸性,則所得溶液中離子濃度可能為c(CH3COO-)>c(H+)>
c(Na+)>c(OH-)
D.①與③混合,若溶液pH=7,則V(NaOH)>V(CH3COOH)
8.在25 ℃時(shí),將0.2
18、 mol CH3COONa晶體和0.1 mol HCl氣體同時(shí)溶解于同一燒杯的水中,制得1 L溶液,若此溶液中c(CH3COO-)>c(Cl-),則下列判斷不正確的是( )
A.該溶液的pH小于7
B.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.20 mol·L-1
C.c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.10 mol·L-1
9.常溫下,對(duì)于1 L 0.005 mol·L-1硫酸表述中正確的是( )
A.由水電離出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1
B.加水稀釋后,溶液中所有離子的濃度均減少
C.2c(
19、H+)=c(SO)+c(OH-)
D.滴加稀氨水使pH=7,則c(NH)=c(SO)
10.一定溫度下,將Cl2緩慢通入水中至飽和,然后向所得飽和氯水中滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH變化的曲線如圖所示。下列敘述中正確的是( )
A.①點(diǎn)的溶液中:c(H+)=c(Cl-)+c(HClO)+c(OH-)
B.②點(diǎn)的溶液中:c(H+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)
C.③點(diǎn)的溶液中:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)
D.④點(diǎn)的溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(HClO)
11.常溫下,向100 mL 0.1
20、mol·L-1 H2A(二元酸)溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1 NaOH溶液,圖中所示曲線表示混合溶液的pH變化情況(體積變化忽略不計(jì))。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.H2A為二元強(qiáng)酸
B.N點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液有:c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)
C.K點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(A2-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D.K點(diǎn)時(shí)加水稀釋溶液,c(H+)增大
12.常溫下,向等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、醋酸溶液中分別滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,測(cè)得溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.圖中曲線①表示NaOH溶液滴定鹽酸時(shí)的pH變化
B.酸溶液的體積均為10 mL
C.a(chǎn)點(diǎn):c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D.a(chǎn)點(diǎn):c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
8