高考?jí)狠S大題特訓(xùn)題型一基本概念、基本理論的綜合應(yīng)用1.(2018韶關(guān)市高三4月模擬考試)NH3作為一種重要化工原料，被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國(guó)家863 計(jì)劃。(1)催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性。已知：反應(yīng)：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1905 kJmol1反應(yīng)：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H21 266.6 kJmol1寫(xiě)出NO 分解生成N2與O2的熱化學(xué)方程式：_。(2)N2O也可分解生成N2與O2。在四個(gè)恒容密閉容器中按下表相應(yīng)量充入氣體，發(fā)生2N2O(g)2N2(g)O2(g)，容器、中N2O平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示。容器容積/L起始物質(zhì)的量/molN2ON2O2V10.1001.00.100V20.1001.00.060.060.04該反應(yīng)的H_(填“>”“”或“<”)0。圖中A、B、C 三點(diǎn)處容器內(nèi)的總壓強(qiáng)，由大到小的順序是_。容器在470 進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，起始速率：v正(N2O)_(填“>”“”或“<”)v逆(N2O)。(3)氨催化氧化時(shí)會(huì)發(fā)生上述兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)、。為分析某催化劑對(duì)該反應(yīng)的選擇性，在20 L密閉容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，測(cè)得一定時(shí)間內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖：該催化劑在低溫時(shí)選擇反應(yīng)_(填“”或“”)。C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的原因可能是_。答案(1)2NO(g)N2(g)O2(g)H180.8 kJmol1(2)>p(C)>p(B)>p(A)(或C>B>A)>(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)或催化劑活性降低解析(1)NO分解生成N2與O2的方程式為2NO(g)N2(g)O2(g)，根據(jù)已知的反應(yīng)和反應(yīng)，要得到該方程，則，即H kJmol1180.8 kJmol1。(2)根據(jù)圖像，溫度升高，轉(zhuǎn)化率增大，則平衡向右移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)方向吸熱，則反應(yīng)的H0。A、B、C三點(diǎn)中N2O的轉(zhuǎn)化率相同，則容器中反應(yīng)物、生成物的量均相同，則容器的壓強(qiáng)取決于容器的體積，根據(jù)圖像，相同溫度時(shí)：轉(zhuǎn)化率大小為：，則反應(yīng)正向進(jìn)行的程度為：，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，增大容器體積，減小壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，則說(shuō)明容器體積大小為：，故A、B、C三點(diǎn)處容器內(nèi)的總壓強(qiáng)由大到小的順序是p(C)p(B)p(A)。中在470 下達(dá)到平衡時(shí)N2O的轉(zhuǎn)化率是0.6，則該反應(yīng)在470 下平衡常數(shù)是0.067 5，容器在470 進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，濃度商0.040.067 5，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則起始速率：v正(N2O)v逆(N2O)。(3) 根據(jù)圖像，在低溫時(shí)，N2的量相對(duì)多一些，而N2是反應(yīng)的生成物，故該催化劑在低溫時(shí)選擇反應(yīng)。C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的原因可能是平衡的逆向移動(dòng)等原因。根據(jù)圖像，該催化劑在高溫時(shí)選擇反應(yīng)，而反應(yīng)為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，溫度升高平衡向左移動(dòng)，使得C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少；或者可能是由于溫度升高催化劑失去了活性等原因。2.(2018赤峰市高三4月模擬)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。(1) 用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)HQ kJmol1。 在T1時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間(min) 測(cè)得各物質(zhì)的濃度(molL1) 如下：時(shí)間濃度01020304050NO1.000.680.500.500.600.60N200.160.250.250.300.30CO200.160.250.250.300.3030 min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_(填字母)。a.通入一定量的NOb.加入定量的活性炭c.加入合適的催化劑d.適當(dāng)縮小容器的體積若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311，則Q_(填“>”或“<”)0。(2)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用某新型催化劑對(duì)CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示，利用以下反應(yīng)：2NO2CON22CO2(有CO)2NON2O2 (無(wú)CO)若不使用CO，溫度超過(guò)775 ，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因?yàn)開(kāi)；在n(NO)/n(CO)1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在_左右。用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染，寫(xiě)出C2H6與NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過(guò)程中石墨電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則該電極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)天然氣的一個(gè)重要用途是制取氫氣，其原理如下：已知：a.2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1b.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2c.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3科學(xué)家提出一種利用天然氣制備氫氣的方法：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H_。這種方法的推廣與使用，不僅實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，而且還能解決的環(huán)境問(wèn)題是_。答案(1)ad(2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行870 (850 到900 之間都可以)4C2H614NO28CO27N212H2ONO2NOe=N2O5(3)H2H1H3減少溫室氣體的排放，緩解溫室效應(yīng)解析(1)根據(jù)表格20 min和30 min時(shí)各物質(zhì)的濃度分別對(duì)應(yīng)相等，20 min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡；40 min和50 min時(shí)各物質(zhì)的濃度分別對(duì)應(yīng)相等，40 min時(shí)又再次達(dá)到平衡；30 min 時(shí)改變條件，達(dá)到新平衡時(shí)NO濃度增大為原來(lái)的0.600.501.2倍，N2和CO2的濃度增大為原來(lái)的0.30.251.2倍。a項(xiàng)，通入一定量NO，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)NO、N2、CO2的濃度都可能為原來(lái)的1.2倍；b項(xiàng)，加入定量活性炭，平衡不移動(dòng)，各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變；c項(xiàng)，加入合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變；d項(xiàng)，適當(dāng)縮小容器體積，平衡不移動(dòng)，由于體積減小，達(dá)到新平衡時(shí)NO、N2、CO2的濃度都可能為原來(lái)的1.2倍；故選ad。30 min時(shí)容器中NO、N2、CO2的濃度之比為0.500.250.25211，升高溫度達(dá)到平衡時(shí)容器中NO、N2、CO2的濃度之比為311，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Q<0。(2)若不使用催化劑，發(fā)生的反應(yīng)為2NON2O2，溫度超過(guò)775 ，NO的分解率降低，可能原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度更有利于反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。根據(jù)圖像當(dāng)n(NO)/n(CO)1時(shí)，870 左右NO的轉(zhuǎn)化率最大，所以應(yīng)控制的最佳溫度在870 左右。烴催化還原NOx可消除氮氧化物的污染，氮氧化物被還原為N2，則烴轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，C2H6與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為4C2H614NO28CO212H2O7N2。石墨通入O2，石墨為正極，石墨為負(fù)極，Y是一種氧化物，NO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成Y，Y為N2O5，電極反應(yīng)式為NO2eNO=N2O5。(3)應(yīng)用蓋斯定律，將bac得，CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)HH2H1H3。3.(2018朝陽(yáng)市普通高中高三三模)鐵的單質(zhì)及其化合物用途非常廣泛。回答下列問(wèn)題：(1)某熱電池放電時(shí)總反應(yīng)為4LiFeS2=Fe2Li2S。該電池的正、負(fù)極材料分別是_、_。(2)Na2FeO4是一種優(yōu)良的水處理劑。Na2FeO4可將水體中NH3轉(zhuǎn)化為N2 而除去同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀，1 mol Na2FeO4最多可脫除NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)。Na2FeO4溶于水，溶液中含六價(jià)鐵的微粒分率(某六價(jià)鐵微粒數(shù)與所有六價(jià)鐵微?？倲?shù)之比) 與溶液pH的關(guān)系如下圖所示(已知常溫下，H3FeOHH2FeO4，H2FeO4HHFeO，HFeOHFeO的電離常數(shù)依次為K1、K2、K3；pKlg K)。pH3 時(shí)，溶液中主要含鐵微粒濃度從大到小的順序?yàn)開(kāi)；反應(yīng)FeOH2OHFeOOH的pK_。(3)CO還原鐵的氧化物時(shí)，涉及以下反應(yīng)：a.Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)H1b.FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)H2c.3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4 (s)CO2(g)H3d.Fe3O4 (s)CO(g)3FeO(s)CO2 (g)H4相關(guān)反應(yīng)的溫度與混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如下圖所示：反應(yīng)的H>0的是_(填“a”“b”“c”或“d”)；H4_(用H1、H2表示)。在恒容密閉容器中，加入7.2 g FeO，同時(shí)充入0.1 mol CO，升高溫度，若恰好處于圖中p點(diǎn)處，CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)，容器中生成單質(zhì)Fe 的質(zhì)量為_(kāi)。答案(1)FeS2Li(2)1 mol H2FeO4、HFeO、H3FeO6.7(3)dH13H225%1.4 g解析(1)正極發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)eS2獲得電子生成Fe、S2，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Li失電子生成Li，因此該電池的正、負(fù)極材料分別是FeS2和Li。(2)Na2FeO4將NH3轉(zhuǎn)化為N2同時(shí)本身被還原為Fe3，根據(jù)得失電子守恒可得1 mol Na2FeO4最多可脫除NH3的物質(zhì)的量為 mol1 mol。由圖像可知pH3 時(shí)，溶液中主要含鐵微粒濃度最大的是H2FeO4，最小的是H3FeO，處于中間的是HFeO，所以溶液中主要含鐵微粒濃度從大到小的順序?yàn)镠2FeO4、HFeO、H3FeO；FeOH2OHFeOOH的K，由HFeOHFeO的K3，KK3c(OH)c(H)Kw，可知K，由圖像可知pK3lg K37.3，因此K3107.3，所以K106.7，pKlg Klg 106.76.7。(3)由圖像可知隨著溫度的升高a、b、c的反應(yīng)中CO的百分含量增大說(shuō)明a、b、c為放熱反應(yīng)，d反應(yīng)中CO的百分含量減小說(shuō)明d為吸熱反應(yīng)；由已知方程式，根據(jù)蓋斯定律可得da3b，所以H4H13H2；在恒容密閉容器中，加入7.2 g FeO，同時(shí)充入0.1 mol CO，可發(fā)生反應(yīng)FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)，p點(diǎn)處，CO的百分含量為75%，設(shè)有x mol的CO參與反應(yīng)，則75%，x0.025，CO的轉(zhuǎn)化率為100%25%，容器中生成單質(zhì)Fe 的質(zhì)量為0.025 mol56 gmol11.4 g。4.(2018江西省九所重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。.NOx主要來(lái)源于汽車尾氣，可以利用化學(xué)方法將二者轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。已知：N2(g)O2(g)2NO(g)H180 kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g)H564 kJmol1(1)2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H_，該反應(yīng)在_下能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。(2)T 時(shí)，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2 L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過(guò)程(015 min)中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如上圖所示。已知：平衡時(shí)氣體的分壓氣體的體積分?jǐn)?shù)體系的總壓強(qiáng)，T 時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p20 MPa，則T 時(shí)該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)Kp_；平衡后，若保持溫度不變，再向容器中充入NO和CO2各0.3 mol，平衡將_(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。15 min時(shí)，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是_(填字母)。A.增大CO濃度 B.升溫C.減小容器體積 D.加入催化劑.SO2主要來(lái)源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。已知：亞硫酸：Ka12.0102 Ka26.0107 (3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算證明，NaHSO3溶液顯酸性的原因：_。(4)如上方圖示的電解裝置，可將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的回收再利用。通入NO的電極反應(yīng)式為_(kāi)；若通入的NO體積為4.48 L(標(biāo)況下)，則另外一個(gè)電極通入的SO2質(zhì)量至少為_(kāi)g。答案(1)744 kJmol1低溫(2)0.087 5(或)不AC(3)HSO的水解常數(shù)KKw/Ka15.01013<Ka26.0107(HSO的電離常數(shù))，所以顯酸性(4)6HNO5e=NHH2O32解析(1)N2(g)O2(g)2NO(g)H180 kJmol1，2CO(g)O2(g)2CO2(g)H564 kJmol1，得該反應(yīng)：H(564180)kJmol1744 kJmol1；H<0，根據(jù)反應(yīng)方程式，S<0，根據(jù)GHTS，當(dāng)溫度處于低溫下，能夠自發(fā)進(jìn)行。(2)考查化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、勒夏特列原理，2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)起始量/mol 0.4 0.4 0 0變化/mol 0.2 0.2 0.2 0.1平衡/mol 0.2 0.2 0.2 0.1各組分的體積分?jǐn)?shù)分別是：、，Kp0.087 5；根據(jù)的分析，化學(xué)平衡常數(shù)K5，再向容器中充入NO和CO2各0.3 mol，此時(shí)的濃度商仍為5，因此平衡不移動(dòng)；15 min時(shí)，改變某一因素，NO的物質(zhì)的量減少，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A項(xiàng)，增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的物質(zhì)的量減小，正確；B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的物質(zhì)的量增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，減小容器的體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的物質(zhì)的量減小，正確；D項(xiàng)，加入催化劑，化學(xué)平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤。(3)考查電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)、水的離子積的關(guān)系，HSO的水解常數(shù)K5.01013<Ka26.0107，電離平衡常數(shù)大于水解平衡常數(shù)，說(shuō)明溶液顯酸性。(4)考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)計(jì)算，根據(jù)電解裝置，NO和SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，說(shuō)明NO轉(zhuǎn)化成NH，即NO在陰極上發(fā)生反應(yīng)：NO6H5e=NHH2O；陽(yáng)極反應(yīng)式為SO22H2O2e=4HSO，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，因此有2NO10e5SO2，求出SO2的質(zhì)量為4.48564/(222.4)g32 g。