万考题-全国中小学题库

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1．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO_x)、CO₂、CO、SO₂等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ．脱硝：已知：H₂的燃烧热为285.8 kJ/mol

N₂(g) + 2O₂(g)= 2NO₂(g) △H= +133 kJ/mol

H₂O(g) =H₂O(l) △H=- 44 kJ/mol

催化剂存在下，H₂还原NO₂生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为。

Ⅱ．脱碳：

向2L恒容密闭容器中加入2 mol CO₂、6 mol H₂ ，在适当的催化剂作用下，发生反应 CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(l) + H₂O(l)。下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是__________________。

在T₁℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H₂和CO，发生反应CO(g) + 2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)反应达到平衡时CH₃OH的体积分数（V%）与 $\text{[math]}$ 的关系如图所示。

①当起始 $\text{[math]}$ =2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.4，则0～5min内平均反应速率V(H₂)=。若此时再向容器中加入CO（g）和CH₃OH（g）各0.4mol，达新平衡时H₂的转化率将（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

②当起始 $\text{[math]}$ =3.5时，达到平衡状态后，CH₃OH的体积分数可能是图象中的点（选填“D”、“E”或“F”）

Ⅲ．脱硫：

如图电解装置可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄⁺和SO₄²^－。物质A的化学式为，阴极的电极反应式是。

难度：中等题型:模拟题来源：宁夏银川一中2017-2018学年高考理综-化学二模考试试卷

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2．碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：

汽车尾气中的处理NO的方法也可用H₂将NO还原为N₂。

已知：

H₂还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程是。

高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H₂、CO₂等气体，利用CO和H₂在催化剂作用下合成甲醇，是减少污染、节约能源的一种新举措，反应原理为CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2mol H₂ ，测得平衡混合物中CH₃OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化如图。

①上述合成甲醇的反应是（填“吸热”或“放热”）反应，图像中的压强p₁、p₂的大小关系是，判断的理由是。

②从上图A、B、C三点中选填下表物理量对应最大的点（用“A”、“B”或“C”填写）。

反应速率V	平衡常数K	平衡转化率a

③在300℃时，向C点平衡体系中再充入0.25molCO、0.5molH₂和0.25molCH₃OH。该平衡（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动。

有利于提高CO平衡转化率的措施有_________________。

一定温度下，CO的转化率与起始投料比 $\text{[math]}$ 的变化关系如图所示，测得D点氢气的转化率为40%，则x=。

难度：中等题型:模拟题来源：宁夏吴忠市2017-2018学年高考理综-化学模拟考试试卷

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3．以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO₂可通过二氧化碳甲烷化再利用。

请回答：

已知：2Al₂O₃(s)=4Al(g)＋3O₂(g) ΔH₁＝3351 kJ·mol^－1

2C(s)＋O₂(g)=2CO(g) ΔH₂＝－221 kJ·mol^－1

2Al(g)＋N₂(g)=2AlN(s) ΔH₃＝－318 kJ·mol^－1

碳热还原Al₂O₃合成AlN的总热化学方程式是，

该反应自发进行的条件。

在常压、Ru/TiO₂催化下，CO₂和H₂混合气体(体积比1∶4，总物质的量a mol)进行反应，测得CO₂转化率、CH₄和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性：转化的CO₂中生成CH₄或CO的百分比)。

反应Ⅰ CO₂(g)＋4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)＋2H₂O(g) ΔH₄

反应Ⅱ CO₂(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂O(g) ΔH₅

①下列说法错误的是。

A．ΔH₄小于零

B.温度可影响产物的选择性

C.CO₂平衡转化率随温度升高先增大后减少

D.其他条件不变，将CO₂和H₂的初始体积比改变为1∶3，可提高CO₂平衡转化率

②350 ℃时，反应Ⅰ在t₁时刻达到平衡，平衡时容器体积为V L，该温度下反应Ⅰ的平衡常数为(用a、V表示)。

③350 ℃下CH₄物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400 ℃下0～t₁时刻CH₄物质的量随时间的变化曲线。

图3

据文献报道，CO₂可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是。

难度：中等题型:模拟题来源：宁夏石嘴山市第三中学2017-2018学年高考理综-化学一模考试试卷

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4． “绿水青山就是金山银山”，研究NO₂、NO、CO、NO₂^- 等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

已知：①NO₂ + CO $\text{[math]}$ CO₂ + NO 该反应的平衡常数为K₁（下同）每1mol下列物质分解为气态基态原子消耗能量分别为

NO₂	CO	CO₂	NO
812kJ	1076kJ	1490kJ	632kJ

②N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) ΔH＝+179.5 kJ/mol K₂

③2NO(g) +O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) ΔH＝-112.3 kJ/mol K₃

试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式以及此热化学方程式的平衡常数K=（用K₁、K₂、K₃表示）

污染性气体NO₂与CO在一定条件下的反应为：2NO₂+4CO $\text{[math]}$ 4CO₂+N₂ ，某温度下，在1L密闭容器中充入0.1mol NO₂和0.2mol CO，此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡时，容器的压强变为原来的 $\text{[math]}$ ，则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=。

若此温度下，某时刻测得NO₂、CO、CO₂、N₂的浓度分别为amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L，要使反应向逆反应方向进行，a的取值范围。

电化学降解NO₂^-的原理如下图：

①电源的负极是（填A或B）阴极反应式为。

②若电解过程中转移了6mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差 $\text{[math]}$ 为g。

难度：中等题型:模拟题来源：甘肃省张掖市2017-2018学年高考理综-化学三模考试试卷

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5．向湿法炼锌的电解液中同时加入Cu和CuSO₄ ，可生成CuCl沉淀除去Cl^— ，降低对电解的影响，反应原理如下：

Cu(s)+Cu²⁺(aq) $\text{[math]}$ 2Cu⁺(aq) ΔH₁＝a kJ·mol^-1

Cl^—(aq)+Cu⁺(aq) $\text{[math]}$ CuCl(s) ΔH₂＝b kJ·mol^-1

实验测得电解液pH对溶液中残留c(Cl^-)的影响如图所示。下列说法正确的是（）

A: 溶液pH越大，K_sp(CuCl)增大

B: 向电解液中加入稀硫酸，有利于Cl^-的去除

C: 反应达到平衡增大c(Cu²⁺)，c(Cl^-)减小

D:

难度：中等题型:模拟题来源：江苏省南通市2017-2018学年高考理综-化学三模考试试卷

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6． CO、H₂、C₂H₅OH三种物质燃烧的热化学力程式如下：

①CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g) ΔH₁=a kJ/mol

②H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g) ΔH₂=bkJ/mol

③C₂H₅OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+3H₂O(g) ΔH₃=ckJ/mol

下列说法确的是（）

A: ΔH₁>0

B: 2H₂O(1)=2H₂(g)+O₂(g) ΔH=-2bkJ/mol

C: CO₂与H₂合成C₂H₅OH反应的原子利用率为100%

D: 2CO(g)+4H₂(g)=H₂O(g)+C₂H₅OH(1) ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol

难度：中等题型:模拟题来源：江苏省南京市2017-2018学年高考理综-化学三模考试试卷

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7．中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

物质	燃烧热（kJ/mol）
氢气	285.8
甲烷	890.3
乙烯	1411.5

已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式。

在400℃时，向1L的恒容反应器中充入1mol CH₄ ，发生上述反应，测得平衡混合气体中C₂H₄的体积分数为20.0 %。则在该温度下，其平衡常数K=。按化学平衡移动原理，在图(a)中画出该反应的平衡转化率与温度及压强(p₁>p₂)的关系曲线。

在制备C₂H₄时，通常存在副反应：2CH₄(g) $\text{[math]}$ C₂H₆(g) +H₂(g)。在常温下，向体积为1L的恒容反应器中充入1molCH₄ ，然后不断升高温度，得到图(b)。

①在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是。

②在600℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是。

工业上常采用除杂效率高的吸收-电解联合法，除去天然气中的杂质气体H₂S，并转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。

通电前，先通入一段时间含H₂S的甲烷气，使部分NaOH吸收H₂S转化为Na₂S，再接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率。装置中右端碳棒为极，左端碳棒上的电极反应为，右池中的c(NaOH)：c(Na₂S) (填“增大”、“基本不变”或“减小)。

难度：中等题型:模拟题来源：宁夏银川一中2017-2018学年高考理综-化学三模考试试卷

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8．研究NO₂、NO、CO污染物处理，对建设美丽中国具有重要意义。

①NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g) △H₁=-234.00kJ/mol

②1/2N₂(g)+1/2O₂(g)=NO(g) △H₂=-89.75kJ/mol

③2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g) △H₃=-112.30kJ/mol。

若NO₂气体和CO气体反应生成无污染气体，其热化学方程式为。

某温度下，向10L密闭容器中分别充入0.1molNO₂和0.2molCO，发生反应：2NO₂(g)+4CO(g)=N₂(g)+4CO₂(g) ，经10min反应达到平衡，容器的压强变为原来的 $\text{[math]}$ 。

①0～10min内，CO的平均反应速率v(CO)=；

②若容器中观察到，可判断该反应达到平衡状态；

③为增大污染物处理效率，起始最佳投料比为；

④平衡后，仅将CO、CO₂气体浓度分别增加一倍，则平衡(填“右移”或“左移”或“不移动”)。

在高效催化剂作用下用NH₃还原NO₂进行污染物处理。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成氮气的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是(用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应活化能)。

②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO₂的量与温度关系如图b。试说明图中曲线先增大后减小的原因(假设该温度范围内催化效率相同)。

有人设想在含有NO₂的酸性污水中加入填充有铝粉的多孔活性炭颗粒进行水的净化。试结合电极反应说明多孔活性炭的主要作用。

难度：中等题型:模拟题来源：四川省成都市2017-2018学年高考理综-化学三模考试试卷

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9．氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

工业上利用甲烷制备氢气的反应为：CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g)

已知：

①H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(g) △H₁=-198kJ/mol

②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H₂=-576kJ/mol

③CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H₃=-846.3kJ/mol

则CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) △H₄=。

工业上利用CO和H₂合成清洁能源CH₃OH，其反应为：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是，理由；Y₁Y₂ (填“<”、“=”、“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH₂ ，在一定条件下经过10min达到平衡状态c 点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH₃OH)=，平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系：。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是。

A.使用催化剂

B.及时分离CH₃OH

C.升高温度

D.增大压强

已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H₂、CH₄、CH₃OH的碱性电池的比能量由小到大的顺序为。

难度：困难题型:模拟题来源：江西省赣州市2017-2018学年高考理综-化学5月模考试试卷

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10．氢气是一种理想的清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

直接热分解法制氢。某温度下，H₂O(g) $\text{[math]}$ H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)。该反应的平衡常数表达式为K=。

乙醇水蒸气重整制氢。其部分反应过程和反应的平衡常数随温度变化曲线如图1所示：

反应中，某温度下每生成1mol H₂(g) 热量变化是62 kJ。则该温度下图1所示反应的热化学方程式是。

水煤气法制氢。CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H2(g) ΔH <0，在进气比[n(CO)∶n(H₂O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图2（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）。

①往维持恒温的2L密闭容器中加入一定量的CO和0.lmol H₂O(g)，在图中G点对应温度下反应经5min 达到平衡，则v(CO) 等于mol/(L·min)

②图中B、E 两点对应的反应温度分别为T_B和T_E判断：T_BT_E （填“<”“=”或“>”）。

③经分析，A、E 和G三点对应的反应温度都相同为T℃，其原因是A、E 和G三点对应的相同。

④当T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO₂和x mol H₂ ，要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是。

光电化学分解制氢。其原理如图3，钛酸锶光电极的电极反应为：4OH^--4e^-=O₂+2H₂O

则铂电极的电极反应为。

Mg₂Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成Mg₂Cu和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数约为0.077）。Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为。

难度：中等题型:模拟题来源：内蒙古包头市2017-2018学年高考理综-化学一模考试试卷

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