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解答题-原理综合题 | 适中(0.65) |
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1 . 能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率,请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应:N2+3H2 2NH3是放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2和足量H2混合,使其充分反应,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)920kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,反应经过10 min后,生成10 mol NH3
①则用N2表示的化学反应速率为__________________
②一定条件下,当该反应进行到最大限度时,下列说法正确的是______(填编号)
a.N2的转化率达到最大值
b.N2、H2和NH3的体积分数之比为1 : 3 : 2
c.体系内气体的密度保持不变            
d.体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如下图所示实验,以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断,②中的温度_______(填“升高”或“降低”)。反应过程____(填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。
   
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图:
   
①则d电极是____(填“正极” 或“负极”),c电极的电极反应式为_____________________________
②若线路中转移2 mol电子,则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为______L。
2 . 合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥,也是一种化工原料。
①以尿素为原料在一定条件下发生反应:
CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6 kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是______(填序号)。
a.从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c.降低温度可使尿素的转化率增大
d. 达到平衡后,缩小容器的体积,平衡向逆反应方向移动,达新平衡时NH3的浓度大于原平衡
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
已知:

再结合①中的信息,则反应2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)的△H =_______kJ/mol。
③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料,在120℃、催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),混合气体中NH3的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示,氨气的平衡转化率为________________

(2)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,恰好反应后,使溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱碱性,则溶液中离子浓度大小关系是c(Na)>______
(3)用肼燃料电池为电源,通过离子交换膜电解法控制电解液中OH的浓度来制备纳米Cu2O,装置如图所示:

上述装置中阳极反应式为________________________,该电解池中的离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
2019-04-18更新 | 124次组卷 | 1卷引用:【全国百强校】山西省山西大学附属中学2018-2019学年高二下学期3月模块诊断化学试题
3 . 合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥,也是一种化工原料。
①CO(NH2)2(s)+H2O(1)⇌2HN3(g)+CO2(g)ΔH=+133.6kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是____________(填序号)。
a.从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c.降低温度可使尿素的转化率增大
d.达到平衡后,缩小容器的体积,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时NH3的浓度大于原平衡
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。

已知:
再结合①中的信息,则反应2CO(NH2)2(s)+6NO(g)⇌5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(1)的ΔH=______kJ/mol。
③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料,在120℃、催化剂作用下应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g),混合气体中NH3的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示,氨气的平衡转化率为____________
(2)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2,已知9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,恰好反应后,使溶液中的C元素全部以CO2形式逸出,所得溶液呈弱碱性,则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)>_________________________
(3)用肼燃料电池为电源,通过离子交换膜电解法控制电解液中OH的浓度来制备纳米Cu2O,装置如图所示:

上述装置中阳极反应式为_________________________,该电解池中的离子交换膜为______________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
2019-04-14更新 | 115次组卷 | 1卷引用:【全国百强校】山西大学附属中学2018-2019学年高二下学期3月模块诊断化学试题
4 . 氮和碳的化合物在生产生活中应用广泛。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为_______________
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为__________________
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min04080120160
n(NO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80
n(NO)(乙容器)/mol1.000.800.650.530.45
n(NO)(丙容器)/mol2.001.451.001.001.00
①该反应为_______________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200min达到平衡状态,则0~200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=___________
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如下图所示:

①A、B两点的浓度平衡常数关系:KcA_____KcB(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__________(填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数KpC=________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,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,其装置示意图如下图所示:

①试写出电解过程中,阴极的电极反应式:_________________________
②在实际处理过程中,当电路中I=50A时,10min处理乙醛8.8g,则电流效率为__(计算结果保留3位有效数字,每个电子的电量为1.6×10-19C,电流效率=实际反应所需电量/电路中通过电量×100%)。
2019-03-27更新 | 402次组卷 | 1卷引用:【全国百强校】山西省太原市山西大学附属中学2019届高三下学期3月模块诊断理科综合化学试题
5 . 臭氧(O3)主要分布在大气层的平流层中,能够吸收紫外线,被称为地球的保护伞。回答下列问题:
(1)NOx对臭氧层的破坏作用极大,已知:①NO+O3=NO2+O2 K1;NO2+O2=NO+O3; K2;③O2+O=O3 K3,反应2O3=3O2的平衡常数K=_______ (用K1、K2、K3表示),写出一种保护臭氧层的措施:__________
(2)用臭氧氧化烟气中的SO2的主要反应为SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) △H,已知①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H1=-198kJ/mol,②2O3(g)=3O2(g) △H2=+284.2kJ/mol
①上述反应中△H= ____kJ•mol-1
②一定温度下,向2L固定容积的密闭容器中加入2molO3和2molSO2发生上述反应,5min后达到平衡,测得容器中含有0.4mol•L-1SO3,此时SO2的转化率为_______,欲提高O3的利用率可采取的措施有_______(填字母)。
a.适当增大压强       b.升高温度       c.使用优质催化剂     d.及时分离出SO3
(3)工业上用CaSO3悬浊液吸收上述转化生成的SO3可制备石膏。已知:298K时Ksp(CaSO4)=9.0×106,Ksp(CaSO3)=1.5×107,向1LCaSO3悬浊液中加入Na2SO4,若有0.1molCaSO3参与反应,则需加入_______molNa2SO4


(4)工业上可采用惰性电极电极电解稀硫酸的方法制备O3,反应装置如上图所示,电源的a极为_____极,通入O2的电极反应式为_______
2019-03-27更新 | 66次组卷 | 1卷引用:山西省晋中市平遥二中2019届高三上学期仿真模拟卷(一)理综化学
6 . AB转化为C的催化反应历程示意图如下。下列说法不正确的是
   
A.催化剂在反应前后保持化学性质不变
B.生成C总反应的原子利用率为100%
C.②的过程吸收能量
D.C的水溶液呈弱酸性
2019-02-14更新 | 450次组卷 | 7卷引用:【市级联考】福建省泉州市2019届高三上学期单科质量检查化学试题
7 . 下列图示与对应的叙述不相符合的是
A.表示燃料燃烧反应的能量变化
B.表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D.表示强碱滴定强酸的滴定曲线
2019-01-30更新 | 1420次组卷 | 46卷引用:山西省运城市新绛中学2021届高三上学期8月月考化学试题
8 . 工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN,装置如图所示,依次发生的反应有:

①CN-2e+2OH=CNO+H2O
②2Cl-2e=Cl2
③3Cl2+2CNO+8OH=N2+6Cl+2CO+4H2O
下列说法正确的是
A.铁电极上发生的反应为Fe-2e=Fe2
B.通电过程中溶液pH不断增大
C.除去1 mol CN,外电路至少需转移5 mol电子
D.为了使电解池连续工作,需要不断补充NaCl
2019-01-09更新 | 1824次组卷 | 17卷引用:2015届福建省厦门市普通高中高三质量检查理综化学试卷
9 . 下列有关说法正确的是
A.一定条件下反应N2+3H22NH3,达到平衡时,3v(H2)=2v(NH3)
B.25℃时,0.1 mol/LNaHB溶液呈酸性,说明H2B为强酸
C.pH=a+1的氨水稀释为pH=a的过程中,c(OH)/c(NH3•H2O)变小
D.10mL浓度为1mol/L的盐酸与过量的Zn粉反应,若加入适量的CH3COONa溶液,既能降低反应速率,又不影响H2的生成
10 . 科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。
Ⅰ.CO2可用FeO 吸收获得H2
i. 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔHl =-76.0 kJ·mol-1
ⅱ. C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2 = +113.4 kJ·mol-1
(1)3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) ΔH3 =_________ kJ·mol-1
(2)在反应i中,每放出38.0 kJ热量,有______g FeO被氧化。
Ⅱ.CO2可用来生产燃料甲醇。
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(3)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________ mol·(L·min) -1
(4)氢气的转化率=________________________
(5)该反应的平衡常数为__________________________ (保留小数点后2位)。
(6)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。
A.升高温度B.充入He(g),使体系压强增大
C.再充入1 mol H2D.将H2O(g)从体系中分离出去
(7)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1________c2的关系(填“>”、“<”或“=”)。
III.CO2可用碱溶液吸收获得相应的原料。
利用100 mL 3 mol·L-1NaOH溶液吸收4.48 LCO2(标准状况),得到吸收液。
(8)将该吸收液蒸干,灼烧至恒重,所得固体的成分是_________(填化学式)。
2018-12-30更新 | 375次组卷 | 1卷引用:【全国百强校】山西省平遥中学2019届高三上学期11月质检化学试题
共计 平均难度:一般