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题型:简答题
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简答题 · 14 分

碳和氮是地球上含量丰富的两种元素,其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响。

19.右图是1mol NO2气体和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。写出此反应的热化学方程式为

____________________________;

20.在不同温度下,向VL密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),达到平衡时的数据如下:

请回答下列问题:

①T1℃时,该反应的平衡常数K=            ,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡后NO的转化率将          (“增大”、“减小”或“不变”)

②当该反应达到平衡后下列说法正确的是______(填序号)。A.2v(CO2)消耗=v(NO)生成B.混合气体的平均相对分子质量不再改变C.混合气体的密度不再改变   D.NO、CO2的物质的量浓度均不再变化

③若T1<T2,则△H            0(填“大于”或“小于”),

④T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是                   (填序号)。

A.增加NO的量      

B.加入催化剂      

C.减小CO2的量    

D.缩小容器体积   

E.升温

21.若用CO和氧气构成燃料电池,以熔融Li2CO3—K2CO3作电解质,负极电极反应式是_________

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)  △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol

解析

       由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)  △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol。

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

    不变    

②A BCD  

③小于  

④ A D E

解析

       T1℃平衡时CO2是0.3mol,则生成氮气也是0.3mol,而剩余NO是1mol—0.3mol×2=0.4mol,该反应的平衡常数,T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;D项T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。

       根据表中数据可知T2温度下平衡时消耗碳是1mol—0.75mol=0.25mol,则根据方程式可知生成CO2是0. 25mol。由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。

       当2v(CO2)消耗=v(NO)生成;混合气体的平均相对分子质量不再改变;混合气体的密度不再改变;NO、CO2的物质的量浓度均不再变化均可说明反应达到平衡。 T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

       T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。

       由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。

       T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

CO-2e-+ CO32-=2CO2

解析

       甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气,负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,正极反应式为O2+2CO2-4e-═2CO32-,据此分析解答.

单位:mol/L 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH=﹣213.5 kJ/mol,

始                 0.5      0.5     0       0

转(T1)              0.3      0.15   0.15   0.15

T1                  0.2      0.35    0.15   0.15

转(T1)                0.25     0.125   0.125   0.125

T2                    0 .25     0.375    0.125    0.125

K(T1)= =0.5625;K(T2)= =0. 25;

因 K(T1)> K(T2) 故温度T1<T2;

B项T1℃时,该反应的平衡常数K===9/16=0.5625

C项T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;D项T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。

A、根据表中数据可知T2温度下平衡时消耗碳是0.5mol—0.375mol=0.125mol,则根据方程式可知生成CO2是0.125mol。由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,A错误;

B.T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,由于反应前后体积不变,则改变压强平衡不移动,所以c(N2):c(NO)不变,B错误;

C.T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,相当于降低压强,但平衡不移动,所以平衡后NO的转化率不变,C错误;,D正确,答案选D。

考查方向

本题主要考查了化学平衡影响因素和化学平衡常数的计算,化学电源新型电池。

解题思路

       甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气。

易错点

       注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

5.向硫酸酸化的Fe( NO3) 3溶液中逐渐通入H2S气体,可能发生反应的离子方程式正确的是()

①S2- +2N03- +4H+=2NO2+S+2H2O

②2Fe3+ +H2S =2Fe2+ +S+2H+

③Fe3+ +3NO3-+5H2S+2H+=3NO+5S +Fe2+ +6H2O

④Fe3+ +7NO3-+10H2S+8H+=7NO +10S+Fe2+ +14H2O

⑤Fe3+ +5NO3- +8H2S +4H+=5NO +8S +Fe2+ +10H2O

A②③⑤

B③④⑤

C②④⑤

D①②③

正确答案

A

解析

酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢,由电子、电荷守恒可知,离子反应为3H2S+2NO3-+2H+=2NO↑+3S↓+4H2O,故①错误,

硫化氢足量,则Fe(NO33完全反应,由电子、电荷守恒可知,离子反应为Fe3++3NO3-+5H2S+2H+=3NO↑+5S↓+Fe2++6H2O,故③正确,

当硫化氢将硝酸根全部还原后,再通入硫化氢发生离子反应2Fe3++H2S═2Fe2++S+2H+,故②正确;

当硝酸根离子全部反应,而铁离子部分反应,如铁离子与硝酸根离子的物质的量之比为:1:5时,离子方程式为:Fe3++5NO3-+8H2S+4H+═5NO+8S+Fe2++10H2O,故⑤正确;

而Fe3++7NO3-+10H2S+8H+═7NO+10S+Fe2++14H2O中也是亚铁离子部分反应,但得失电子不守恒,故④错误;

综上所述②③⑤正确,

故选A.

考查方向

氧化还原反应;离子方程式的书写.

解题思路

       酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢;硫化氢足量,则Fe(NO33完全反应,以此来解答。

易错点

离子方程式的书写

知识点

原子核外电子排布
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

4.下列图示且与对应的叙述不相符的是(    )

A图1表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH

B图2表示 KNO3 的溶解度曲线,a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液

C图3 表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

D图4表示恒温恒容条件下,2NO2(g)  N2O4(g)中,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,其中交点A对应的状态为化学平衡状态

正确答案

D

解析

A.根据图象知,稀释相同的倍数,HA的pH变化快,所以HA的酸性比HB强,则相同浓度的钠盐溶液中,NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH,A正确;

B.KNO3的溶解度随着温度的升高而升高,溶解度曲线上的点是饱和溶液,曲线以下的a点是不饱和溶液,B正确;

C.图象表示的是反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,加入催化剂可以降低化学反应的活化能,C正确;

D.依据化学方程式可知,相同时间下,二氧化氮消耗速率是四氧化二氮消耗速率的2倍时,二氧化氮的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡,A点是说明二氧化氮和四氧化二氮的消耗速率相同,不能说明反应达到平衡,D错误。

故选D。

考查方向

本题考查了图象分析判断

解题思路

A.根据图象知,稀释相同的倍数,HA的pH变化快,所以HA的酸性比HB强;

B.溶解度曲线上的点是饱和溶液,曲线以下的a点是不饱和溶液;

C.加入催化剂可以降低化学反应的活化能;

D.物质浓度在改变,不是平衡状态。

易错点

       本题考查了图象分析判断,主要是化学平衡移动原理分析应用,物质溶解度与质量分数的关系判断,弱电解质溶液pH大小比较及盐类水解的判断方法,题目难度中等。

知识点

原子核外电子排布
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

1.下列有关常见有机物说法正确的是 ( )

A糖类、油脂和蛋白质都是人体必需的营养物质,都属于高分子化合物

B除去乙醇中少量的乙酸:加入足量生石灰,蒸馏

C乙醇和苯都不能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色

D石油裂化的主要产品是甲烷、乙烯和苯

正确答案

B

解析

A.糖中单糖、低聚糖、油脂不是高分子化合物,多糖是高分子化合物,蛋白质是天然高分子化合物,A错误; 

B.生石灰能和酸反应生成乙酸钙,乙醇和生石灰不反应,所以要除去乙醇中少量的乙酸,可以加入足量生石灰,蒸馏,B正确; 

C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,C错误。

D.甲烷可利用石油的分馏得到,石油裂化可得到乙烯,D错误。

故选B。

考查方向

有机物的结构和性质;有机化学反应的综合应用。

解题思路

A.糖中单糖、低聚糖、油脂不是高分子化合物,多糖是高分子化合物,蛋白质是天然高分子化合物; 

B.生石灰能和酸反应生成乙酸钙,乙醇和生石灰不反应,所以要除去乙醇中少量的乙酸,可以加入足量生石灰,蒸馏; 

C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色。

D.甲烷可利用石油的分馏得到,石油裂化可得到乙烯。

易错点

本题考查有机物的结构与性质,为高考常见题型,涉及石油的裂化、除杂、蛋白质的性质、同系物判断等,把握常见的有机物的性质即可解答,题目难度不大。

知识点

原子核外电子排布
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

从废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下:

回答下列问题:

14.①中废渣的主要成分是____。

15.②、③中的变化过程可简化为(下式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂

的主要成分):

Rn+(水层)+nHA(有机层) RAn(有机层)+nH+(水层);

②中萃取时必须加入适量碱,其原因是                   。③中反萃取时加入的X试剂是                

16.完成④中反应的离子方程式:ClO3-+  VO2++  H+=  VO3++  Cl-+  ______

17.25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下:

根据上表数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为       ;若钒沉淀率为90%

时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<              

(已知:25℃时,Kap[Fe(OH)3]=2.6×10-29

18.在整个工艺流程中,可以循环利用的物质是水、              

19.写出废液Y中除H+之外的两种阳离子         

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

SiO2

解析

       废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后,V2O5、Fe2O3和酸反应,二氧化硅不与酸反应,过滤得到滤渣为二氧化硅,故答案为:SiO2

考查方向

本题主要考查了制备实验方案的设计、物质分离和提纯的工艺流程题。

解题思路

       根据物质的水溶性确定,V2O5和SiO2难溶于水,亚硫酸根具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,过滤得到滤渣为二氧化硅。

易错点

将工艺流程转化为物质的流程分析。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

加入碱中和产生的酸,平衡右移提高了钒的萃取率      

硫酸

解析

        ②中萃取时必须加入适量碱,分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)=RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,故答案为:加入碱中和产生的酸,平衡右移提高了钒的萃取率;硫酸

考查方向

本题主要考查了制备实验方案的设计、物质分离和提纯的工艺流程题。

解题思路

       根据Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;加入硫酸抑制平衡正向进行。

易错点

将工艺流程转化为物质的流程分析。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O

解析

       依据氧化还原反应元素化合价变化和电子守恒原子守恒分析配平,ClO3-中氯元素化合价从+5价变化为-1价,得到电子6,VO2+变化为VO3+、元素化合价从+4价变化为+5价失电子1,依据电子守恒、原子守恒配平得到离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,故答案为:3H2O

考查方向

氧化还原反应配平

解题思路

       依据氧化还原反应元素化合价变化和电子守恒原子守恒分析配平,ClO3-中氯元素化合价从+5价变化为-1价,得到电子6,VO2+变化为VO3+、元素化合价从+4价变化为+5价失电子1,依据电子守恒、原子守恒配平得到离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O。

易错点

电子守恒原子守恒配平。

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

1.7    2.6×10-3

解析

        从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L,故答案为:1.7;2.6×10-3

考查方向

溶度积计算

解题思路

        从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L

易错点

计算错误

第(5)小题正确答案及相关解析

正确答案

有机萃取剂    氨水(或氨气)

解析

从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH,故答案为:有机萃取剂、氨水(或氨气)

考查方向

本题主要考查了制备实验方案的设计、物质分离和提纯的工艺流程题。

解题思路

从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH。

易错点

将工艺流程转化为物质的流程分析。

第(6)小题正确答案及相关解析

正确答案

Fe3+、VO3+、NH4+、K+

解析

       依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+,故答案为:Fe3+、VO3+、NH4+、K+。[来源:学科网]

考查方向

本题主要考查了制备实验方案的设计、物质分离和提纯的工艺流程题。

解题思路

依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+

易错点

将工艺流程转化为物质的流程分析。

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