1、1题型一 基本概念、基本理论的综合应用1.(2018韶关市高三 4 月模拟考试)NH 3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家 863 计划。(1)催化剂常具有较强的选择性。已知：反应：4NH 3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) H1905 kJmol 1Pt/Ru 高 温反应：4NH 3(g)3O 2(g) 2N2(g)6H 2O(g) H21 266.6 kJmol 1Cu/TiO2 高 温写出 NO 分解生成 N2与 O2的热化学方程式：_。(2)N2O 也可分解生成 N2与 O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体，
2、发生 2N2O(g)2N2(g)O 2(g)，容器、中 N2O 平衡转化率如下图所示。起始物质的量/mol容器 容积/LN2O N2 O2 V1 0.1 0 0 1.0 0.1 0 0 V2 0.1 0 0 1.0 0.06 0.06 0.04该反应的 H_(填“” “”或“” “”或“ p(C)p(B)p(A)(或 CBA) (3) 该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动或催化剂活性降低解 析 (1)NO 分 解 生 成 N2与 O2的 方 程 式 为 2NO(g)N2(g) O2(g)， 根 据 已 知 的 反 应 和 反 应 ， 要 得 到 该 方 程 ， 则 ， 即 H kJ
3、mol 1 180.8 2 H2 H12 1 266.6 9052kJmol 1。(2)根据图像，温度升高，转化率增大，则平衡向右移动，说明正反应方向吸热，则反应的 H0。A、B、C 三点中 N2O 的转化率相同，则容器中反应物、生成物的量均相同，则容器的压强取决于容器的体积，根据图像，相同温度时：转化率大小为：，则反应正向进行的程度为：，且该反应为气体分子数增加的反应，增大容器体积，减小压强平衡向右移动，则说明容器体积大小为：，故 A、B、C 三点处容器内的总压强由大到小的顺序是 p(C) p(B) p(A)。中在 470 下达到平衡时 N2O 的转化率是 0.6，则该反应在 470 下平衡
4、常数是0.067 5，容器在 470 进行反应时，浓度商0.030.0620.042 0.040.067 5，所以反应向正反应方向进行，则起始速率： v 正 (N2O)0.040.0620.062 v 逆 (N2O)。(3) 根据图像，在低温时，N 2的量相对多一些，而 N2是反应的生成物，故该催化剂在低温时选择反应。C 点比 B 点所产生的 NO 的物质的量少的原因可能是平衡的逆向移动等原因。根据图像，该催化剂在高温时选择反应，而反应为放热反应，达到平衡后，温度升高平衡向左移动，使得 C 点比 B 点所产生的 NO 的物质的量少；或者可能是由于温度升高催化剂失去了活性等原因。2.(2018赤
5、峰市高三 4 月模拟)运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。3(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应 C(s)2NO(g) N2(g)CO 2(g) H Q kJmol1 。 在 T1时，反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(molL 1 ) 如下：时间浓度 0 10 20 30 40 50NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.3030 m
6、in 后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_(填字母)。a.通入一定量的 NOb.加入定量的活性炭c.加入合适的催化剂d.适当缩小容器的体积若 30 min 后升高温度至 T2 ，达到平衡时，容器中 NO、N 2、CO 2的浓度之比为311，则 Q_(填“”或“0 的是_(填“a” “b”“c”或“d”)； H4_(用 H1、 H2表示)。在恒容密闭容器中，加入 7.2 g FeO，同时充入 0.1 mol CO，升高温度，若恰好处于图中p 点处，CO 的转化率为_，容器中生成单质 Fe 的质量为_。答案 (1)FeS 2 Li(2)1 mol H 2Fe
7、O4、HFeO 、H 3FeO 6.7 4 4(3)d H13 H2 25% 1.4 g解析 (1)正极发生还原反应，FeS 2获得电子生成 Fe、S 2 ，负极发生氧化反应，Li 失电子生成 Li ，因此该电池的正、负极材料分别是 FeS2和 Li。(2)Na 2FeO4将 NH3转化为 N2同时本身被还原为 Fe3 ，根据得失电子守恒可得 1 mol Na2FeO4最多可脱除 NH3的物质的量为 mol1 mol。 由图像可知 pH3 时，溶液中主要33含铁微粒浓度最大的是 H2FeO4，最小的是 H3FeO ，处于中间的是 HFeO ，所以溶液中主要 4 4含铁微粒浓度从大到小的顺序为
8、H2FeO4、HFeO 、H 3FeO ；FeO H 2OHFeO OH 的 4 4 24 4K ，由 HFeO H FeO 的 K3 ，cHFeO 4cOH cFeO24 4 24cH cFeO24cHFeO 4KK3 c(OH )c(H ) Kw，可知 K ，由cHFeO 4cOH cFeO24 cH cFeO24cHFeO 4 KwK3图像可知 pK3 lg K3 7.3， 因 此 K3 10 7.3， 所 以 K 10 6.7， pK lg KwK3 10 1410 7.3K lg 10 6.76.7。(3)由图像可知随着温度的升高 a、b、c 的反应中 CO 的百分含量增大说明 a、
9、b、c 为放热反应，d 反应中 CO 的百分含量减小说明 d 为吸热反应；由已知方程式，根据盖斯定律可得da3b，所以 H4 H13 H2；在恒容密闭容器中，加入 7.2 g FeO，同时充入 0.1 mol CO，可发生反应 FeO(s)CO(g) Fe(s)CO 2(g)，p 点处，CO 的百分含量为 75%，设有7x mol 的 CO 参与反应，则 75%， x0.025，CO 的转化率为 100%25%，容器0.1 x0.1 0.0250.1中生成单质 Fe 的质量为 0.025 mol56 gmol1 1.4 g。4.(2018江西省九所重点中学高三联考)研究发现，NO x和 SO2
10、是雾霾的主要成分。.NO x主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知：N 2(g)O 2(g)2NO(g) H180 kJmol 12CO(g)O 2(g)2CO2(g) H564 kJmol 1(1)2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N 2(g) H_，该反应在_下催 化 剂 能自发进行(填“高温” “低温”或“任意温度”)。(2)T 时，将等物质的量的 NO 和 CO 充入容积为 2 L 的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(015 min)中 NO 的物质的量随时间变化如上图所示。已知：平衡时气体的分压气体的体积分数体系的总压强， T 时达到平衡，
11、此时体系的总压强为 p20 MPa，则 T 时该反应的压力平衡常数 Kp_；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入 NO 和 CO2各 0.3 mol，平衡将_(填“向左” “向右”或“不”)移动。15 min 时，若改变外界反应条件，导致 n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是_(填字母)。A.增大 CO 浓度 B.升温C.减小容器体积 D.加入催化剂.SO 2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。已知：亚硫酸： Ka12.010 2 Ka26.010 7 (3)请通过计算证明，NaHSO 3溶液显酸性的原因：_。(4)如上方图示的电解装置，可将雾
12、霾中的 NO、SO 2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再8利用。通入 NO 的电极反应式为_；若通入的 NO 体积为 4.48 L(标况下)，则另外一个电极通入的 SO2质量至少为_g。答案 (1)744 kJmol 1 低温(2)0.087 5(或 ) 不 AC780(3)HSO 的水解常数 K Kw/Ka15.010 13 Ka26.010 7 (HSO 的电离常数)，所以显 3 3酸性(4)6H NO5e =NH H 2O 32 4解析 (1)N 2(g)O 2(g)2NO(g) H180 kJmol1 ，2CO(g)O 2(g)2CO2(g) H564 kJmol1 ，得该反应： H(
13、564180)kJmol 1 744 kJmol1 ； H0，根据反应方程式， S0，根据 G H T S，当温度处于低温下，能够自发进行。(2)考查化学平衡常数计算、勒夏特列原理， 2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N 2(g)催 化 剂 起始量/mol 0.4 0.4 0 0变化/mol 0.2 0.2 0.2 0.1平衡/mol 0.2 0.2 0.2 0.1各组分的体积分数分别是：、， Kp 0.087 5；根据的分析，化27272717 p2CO2pN2p2NOp2CO(2027)2(2017)(2027)2(2027)2学平衡常数 K5，再向容器中充入 NO 和 CO2各 0
14、.3 mol，此时的浓度商仍为 5，因此平衡不移动；15 min 时，改变某一因素，NO 的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动，A项，增大 CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，NO 的物质的量减小，正确；B 项，正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NO 的物质的量增大，错误；C 项，减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，NO 的物质的量减小，正确；D 项，加入催化剂，化学平衡不移动，错误。(3)考 查 电 离 平 衡 常 数 、 水 解 平 衡 常 数 、 水 的 离 子 积 的 关 系 ， HSO 的 水 解 常 数 3K 5.01013KwKa1Ka26.010 7 ，电离平衡常数大于水解平衡常数，说明溶液显酸性。(4)考查电极反应式的书写、电化学计算，根据电解装置，NO 和 SO2转化为硫酸铵，说明 NO转化成 NH ，即 NO 在阴极上发生反应：NO6H 5e =NH H 2O；阳极反应式为 4 49SO22H 2O2e =4H SO ，根据得失电子数目守恒，因此有 2NO10e 5SO 2，求出24SO2的质量为 4.48564/(222.4)g32 g。
