(浙江专用)2019年高考化学大二轮复习第二部分试题强化突破提升训练29无机化学与化学反应原理综合第30题

- 1 - 提升训练29 无机化学与化学反应原理综合(第30题) 1.(2018·金华十校模拟)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体,在生产、生活及科研中均有重要应用。 (1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离出H2,发生的反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH 已知:①H2S(g)H2(g)+S(g) ΔH1 ②2S(g)S2(g) ΔH2 则ΔH= (用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。 (2)在容积2 L的恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S的分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。H2S的起始物质的量均为1 mol,实验过程中测得H2S的转化率如图1所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。

图1 ①反应2H2S (g)2H2(g)+S2(g)是放热反应还是吸热反应?判断并说理由: 。 ②随着H2S分解温度的升高,曲线b向曲线a逐渐靠近,其原因是 。 ③在985 ℃时,该反应经过5 s达到平衡,则该反应的平衡常数为 。在图2中画出985 ℃时,0~6 s体系中S2(g)浓度随时间的变化曲线。

图2 图3 (3)工业上常用NaOH溶液吸收H2S废气,吸收后所得溶液进行电解(装置如图3所示),在阳极区

可生成,写出生成的电极反应式: 。 2.研究NOx、CO2的吸收利用对促进低碳社会的构建和环境保护具有重要意义。 (1)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH (l)+H2O (l) ΔH2 ③H2O(g)H2O(l) ΔH3 求25 ℃、101 kPa下,2 mol CH3OH(l)完全燃烧的ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。 - 2 -

(2)向1 L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) CH3OH (l)+H2O (l) ΔH2 ①已知反应的ΔH2<0,则此反应自发进行的条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。 ②在T℃下,CO2气体的浓度随时间t变化如下图所示,则此温度下反应的平衡常数K= (用分数表示)。在t2时将容器容积缩小为原体积的一半,t3时再次达到平衡,请画出t2之后CO2气体的浓度随时间变化的曲线。

(3)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。如下图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物的含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物的转化率),反应原理为NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。以下说法正确的是 (填字母)。

A.使用第②种催化剂更有利于提高NOx的平衡转化率 B.催化剂①②分别适合于250 ℃和450 ℃左右脱氮 C.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响 D.烟气通过催化剂的流速越快,脱氮效果会越好 (4)用电解法处理NOx是消除氮氧化物污染的新方法,其原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2,电解质是固体氧化物陶瓷(内含O2-,可定向移动),阴极的电极反应式是 。 3.氮是一种重要的化学元素,与氮有关的重要物质有氨、联氨、尿素、丙烯腈、己二腈等,回答下列问题: (1)已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=a kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=b kJ·mol-1 NH3(l)NH3(g) ΔH=c kJ·mol-1 则反应4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1(用a、b、c表示)。 (2)丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)的热化学方程式如下:

C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515 kJ·mol-1 ①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则上述反应的Kp= 。该反应能自发,其原因是 。 - 3 -

②若其他条件不变,在恒容、温度T1时丙烯腈的物质的量与时间关系的图像如图(a)所示。请补充完成温度为T2[化学平衡常数K(T1)>K(T2)]时丙烯腈的物质的量随时间变化的示意图。

(3)图(b)为在相同压强下,经过相同反应时间测得的丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460 ℃,则高于460 ℃时,丙烯腈的产率降低,可能的原因是:①有副反应发生,② ,③ 。 (4)恒容时,若按丙烯、氨、空气的体积比1∶1∶7.5投料,有利于提高C3H6转化为C3H3N平衡转化率的措施有 。(填字母) A.使用催化剂 B.投料比不变,增加反应物的浓度 C.降低反应温度 D.将产物液化,及时移走产物 (5)己二腈是一种重要的化工原料,是制造尼龙的中间体。工业上通过电解丙烯腈()制己二腈,H3PO4-K3PO4等作为电解质溶液,控制pH在8.5~9.0范围内。写出该电解反应的总化学方程式: 。 4.研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义。 (1)制备SO3可以有如下两种途径: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1 SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1 若表示CO标准燃烧热的ΔH为-283 kJ·mol-1,则1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2= kJ·mol-1。

(2)锅炉烟道气含CO、SO2,可通过如下反应回收硫: 2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。某温度下在2 L恒容密闭容器中通入2 mol SO2和一定量的CO发生反应,5 min后达到平衡,生成1 mol CO2。 其他条件不变时SO2的平衡转化率随反应温度的变化如图A所示,请解释其原因: 。 ②第8分钟时,保持其他条件不变,将容器体积迅速压缩至1 L,在10分钟时达到平衡,CO的物质的量变化了1 mol。请在图B中画出SO2浓度从6~11分钟的变化曲线。 - 4 -

(3)已知某温度下,H2SO3的电离常数为K1≈1.5×10-2,K2≈1.0×10-7,用NaOH溶液吸收SO2,当溶液中HS、S离子浓度相等时,溶液的pH约为 。 (4)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)具有强还原性,废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根,进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放,连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为 ,连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式为 。 5.氯化铵、甲醇、氧化铝都是重要化合物。 (1)已知:Ⅰ.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g) ΔH=+163.9 kJ·mol-1 Ⅱ.HCl(g)+CH3OH(g)CH3Cl(g)+H2O(g) ΔH=-31.9 kJ·mol-1 Ⅲ.NH4Cl(s)+CH3OH(g)NH3(g)+CH3Cl(g)+H2O(g) ①反应Ⅲ在 条件下能自发反应(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”),理由是 。 ②图1是反应Ⅲ使用三种不同催化剂时得到的CH3Cl的产率与温度关系的变化图。

已知:催化剂用量、催化剂粒数、的值、甲醇进料速度、反应时间等测试条件都相同。

图1中a曲线CH3Cl产率先增大后减小的原因是 。请在图2中画出其他条件都相同时,在370 ℃下使用三种不同催化剂至反应平衡时,CH3Cl的产率与时间关系的变化曲线,并用a、b、c标出对应的曲线。 (2)25 ℃时,在某浓度的NH4Cl溶液中滴加一定量的氨水至中性,此时测得溶液中c(Cl-)=0.36 mol·L-1,则混合溶液中c(NH3·H2O)= mol·L-1。(25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5)

(3)多孔Al2O3薄膜可作为催化剂载体、模板合成纳米材料等用途。现以高纯铝片作为阳极,不锈钢作为阴极,一定溶度的磷酸溶液作为电解质溶液进行电解,即可初步制取多孔Al2O3膜。请写出该制取过程的阳极电极反应式: 。 6.液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。 - 5 -

已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=92.4 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1 NH3(l)NH3(g) ΔH=23.4 kJ·mol-1 (1)4NH3(l)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的ΔH= ,该反应的平衡常数表达式为 。 (2)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)能自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”);恒温(T1)恒容时,催化分解初始浓度为c0的氨气,得氨气的转化率α(NH3)随时间t变化的关系如图曲线1。如果保持其他条件不变,将反应温度提高到T2,请在图中再添加一条催化分解初始浓度也为c0的氨气过程中α(NH3)~t的总趋势曲线(标注2)。

(3)有研究表明,在温度大于70 ℃、催化剂及碱性溶液中,可通过电解法还原氮气得到氨气,写出阴极的电极反应式: 。 (4)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合(体积变化忽略不计),反应后溶液恰好显中性,用a、b表示NH3·H2O的电离平衡常数为 。 7.高温下用H2还原CuCl制备活性铜,反应原理如下: 2Cu(s)+Cl2(g)2CuCl(s) ΔH1=-36 kJ·mol-1 ① H2(g)+2CuCl(s)2Cu(s)+2HCl(g) ΔH2 ② 有关物质的键能数据如下表: 物质 H2 Cl2 HCl 键能/(kJ·mol-1) 436 243 432

(1)求ΔH2= kJ·mol-1。 (2)经测定反应②制备活性铜的反应趋势大,原因是 。 (3)在某温度下,反应①达到平衡状态,在t1时,增加压强到原来的2倍(Cu的量足够),在图中画出Cl2浓度的变化趋势线。

(4)白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得,如下图所示: