江蘇專用2019高考化學(xué)總復(fù)習(xí)優(yōu)編增分練：高考壓軸大題特訓(xùn)題型五借助“圖像圖表”的基本概念基本理論應(yīng)用題.doc

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題型五　借助“圖像、圖表”的基本概念、基本理論應(yīng)用題 1．[2018江蘇，20(2)(3)(4)]NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。 (2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式：________________________________________________ ________________________。 (3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應(yīng)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________ ______________________。 (4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。 ①NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中，當(dāng)生成1 mol N2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________mol。 ②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見圖1)。 反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 當(dāng)反應(yīng)溫度高于380 ℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是 ________________________________________________________________________。 答案　(2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO (3)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O (4)①　②迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大，與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大　催化劑活性下降；NH3與O2反應(yīng)生成了NO 解析　(2)由題給信息可知，反應(yīng)物為HNO2(弱酸)，生成物為HNO3，因此陽極反應(yīng)式為HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO。(3)由題給信息可知，反應(yīng)物為HNO2、(NH2)2CO，生成物為CO2和N2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①NH3中N的化合價(jià)為－3，NO2中N的化合價(jià)為＋4，N2中N的化合價(jià)為0，每生成1 mol N2，有8/7的N由－3價(jià)變?yōu)?價(jià)，被氧化的N的物質(zhì)的量為8/7 mol，因此每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為24/7 mol。②溫度升高，反應(yīng)速率增大，同時(shí)催化劑的活性增大也會提高反應(yīng)效率。一段時(shí)間后催化劑活性增大幅度變小，主要是溫度升高使反應(yīng)速率增大。當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，催化劑的活性下降，同時(shí)氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO而使反應(yīng)速率減小。 2．(2018江蘇省海安高級中學(xué)高三1月月考)為保護(hù)環(huán)境，應(yīng)減少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物質(zhì)的排放量。 (1)用CH4催化還原煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物，可以消除污染。 已知：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJmol－1 NO2(g)===N2O4(g)　ΔH＝－28.5 kJmol－1 寫出CH4催化還原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶5，則平衡常數(shù)K＝________(填數(shù)值)。 (3)如圖1是一種用NH3、O2脫除煙氣中NO的原理，該原理中NO最終轉(zhuǎn)化為H2O和________(填化學(xué)式)，當(dāng)消耗1 mol NH3和0.5 mol O2時(shí)，除去的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。 (4)研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿，是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。有人利用圖2所示裝置(均為惰性電極)從海水中提取CO2(海水中無機(jī)碳95% 以HCO形式存在)，有利于減少環(huán)境中溫室氣體含量。 ①a室的電極反應(yīng)式為___________________________________________________________。 ②b室中提取CO2的反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。 ③b室排出的海水(pH<6)不可直接排回大海，需用該裝置中產(chǎn)生的物質(zhì)對b室排出的海水進(jìn)行處理，合格后才能排回大海。處理的方法是_______________________________________。 答案　(1)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJmol－1 (2)1.8 (3)N2　11.2　 (4)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===O2↑＋2H2O)?、贖＋＋HCO===H2O＋CO2↑ ③用c室排出的堿性溶液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近正常海水的pH 解析　(1)已知：Ⅰ.CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867 kJmol－1， Ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－57 kJmol－1， 根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ－Ⅱ得CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，故ΔH＝－867 kJmol－1－(－57 kJmol－1)＝－810 kJmol－1， 即CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJmol－1。 (2)　　 NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)， 起始量 a 2a 0 0 變化量 x x x x 平衡量 a－x 2a－x x x 由題意可知：＝，解之得：x＝a， 所以K＝＝1.8。 (3)由圖1可知反應(yīng)物為氧氣、一氧化氮和氨氣，最終生成物為氮?dú)夂退?，所以NO最終轉(zhuǎn)化為N2和H2O；氧氣、一氧化氮和氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，反?yīng)中氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量，1 mol NH3轉(zhuǎn)化為N2失去3 mol電子，0.5 mol O2得到2 mol電子，則NO轉(zhuǎn)化為N2得到的電子為1 mol，所以NO的物質(zhì)的量為0.5 mol，其體積為11.2 L(標(biāo)況)。 (4)①a室為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。②氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入b室，發(fā)生反應(yīng)：H＋＋HCO===CO2↑＋H2O。③c室發(fā)生反應(yīng)：4H2O＋ 4e－===4OH－＋2H2↑，可用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至裝置入口海水的pH，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 3．(2018泰州中學(xué)高三12月月考)(一)十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“十氫萘(C10H18)→四氫萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知：ΔH1＞ΔH2＞0 C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1 C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2 請回答： (1)則C10H8(l)＋5H2(g)C10H18(l)　ΔH3＝________________。 (2)有利于提高上述脫氫反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________(填字母)。 A．高溫高壓 B．低溫低壓 C．高溫低壓 D．低溫高壓 (3)研究表明，將適量十氫萘置于恒容密閉反應(yīng)器中，升高溫度帶來高壓，該條件下也可顯著釋氫，理由是______________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 (4)溫度335 ℃時(shí)，在恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行高壓液態(tài)十氫萘(1.00 mol)催化脫氫實(shí)驗(yàn)，測得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì))隨時(shí)間的變化關(guān)系，如下圖所示。 ①在8 h時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為________mol(忽略其他副反應(yīng))。 ②已知反應(yīng)過程中的能量變化如下圖所示，x1顯著低于x2的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (二)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以H2O和N2為原料，熔融NaOH—KOH為電解質(zhì)，納米Fe2O3作催化劑，在250 ℃和常壓下可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)合成氨。 (5)陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進(jìn)行。先發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________， 隨后發(fā)生反應(yīng)：2Fe＋3H2O＋N2===2NH3＋Fe2O3。 答案　(1)－(ΔH1＋ΔH2) (2)C (3)溫度升高加快反應(yīng)速率，溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強(qiáng)增大使平衡逆向移動的作用 (4)①1.951　②反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1的小，催化劑顯著降低了反應(yīng)2的活化能，反應(yīng)生成的C10H12很快轉(zhuǎn)變成C10H8，故x1顯著低于x2 (5)Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－ 解析　(1)①C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1，②C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2，根據(jù)蓋斯定律，將①＋②得：C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2，則C10H8(l)＋5H2(g) C10H18(l)　ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)。 (2)ΔH1＞ΔH2＞0，則C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＞0。A項(xiàng)，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動，不利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤；B項(xiàng)，降低溫度，平衡逆向移動，不利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤；C項(xiàng)，升高溫度，平衡正向移動，降低壓強(qiáng)，平衡正向移動，均有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，正確； D項(xiàng)，降低溫度，平衡逆向移動，不利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤。 (3)根據(jù)反應(yīng)方程式C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)　ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＞0。溫度升高加快反應(yīng)速率，溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強(qiáng)增大使平衡逆向移動的作用，平衡仍然正向移動，釋放出氫氣。 (4)①在8 h時(shí)，C10H8的產(chǎn)率為0.374，則n(C10H8)＝0.3741.00 mol＝0.374 mol，C10H12的產(chǎn)率為0.027，則n(C10H12)＝0.0271.00 mol＝0.027 mol，根據(jù)C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g) 和C10H18(l)C10H8(l)＋5H2(g)可知，生成的氫氣的物質(zhì)的量＝0.027 mol3＋0.374 mol5＝1.951 mol。 ②根據(jù)圖像可知，反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1的小，催化劑顯著降低了反應(yīng)2的活化能，反應(yīng)生成的C10H12很快轉(zhuǎn)變成C10H8，故x1顯著低于x2。 (5)以H2O和N2為原料，熔融NaOH—KOH為電解質(zhì)，納米Fe2O3作催化劑，在250 ℃和常壓下合成氨。陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)隨后發(fā)生反應(yīng)：2Fe＋3H2O＋N2===2NH3＋Fe2O3，由于納米Fe2O3作催化劑，說明陰極區(qū)首先發(fā)生Fe2O3得到電子的反應(yīng)生成鐵，電極反應(yīng)式為Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－。 4．(2018江蘇省丹陽高級中學(xué)高三上學(xué)期期中)鎂的單質(zhì)及其化合物在儲氫及大氣治理等方面用途非常廣泛。 Ⅰ.工業(yè)上可以采用熱還原法制備金屬鎂(沸點(diǎn)1 107 ℃，熔點(diǎn)648.8 ℃)。將堿式碳酸鎂[4MgCO3Mg(OH)25H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式爐中先升溫至700 ℃保持一段時(shí)間，然后升溫至1 450 ℃反應(yīng)制得鎂(同時(shí)生成可燃性氣體)。 (1)用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進(jìn)行，其原因是________________________________________________________________________。 (2)堿式碳酸鎂分解如下左圖所示，寫出在1 450 ℃反應(yīng)制得鎂的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 Ⅱ.工業(yè)上利用納米MgH2和LiBH4組成的體系儲放氫(如上右圖所示)。 (3)寫出放氫過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ.工業(yè)上MgO漿液是高活性的脫硫劑，常用來脫除煙氣中的SO2。主要包含的反應(yīng)有： ①M(fèi)g(OH)2＋SO2===MgSO3＋H2O ②MgSO3＋SO2＋H2O===Mg(HSO3)2 ③Mg(HSO3)2＋Mg(OH)2===2MgSO3＋2H2O ④2MgSO3＋O2===2MgSO4 脫硫時(shí)，MgO的脫硫效率、pH及時(shí)間的關(guān)系如下左圖所示。 已知20 ℃時(shí)，H2SO3的K1＝l.5410－2，K2＝1.0210－7,25 ℃時(shí)，Ksp(MgSO3)＝3.8610－3，Ksp(CaSO3)＝3.110－7。 (4)脫硫過程中使?jié){液pH減小最顯著的反應(yīng)是________(填①、②、③或④)。 (5)約9 000 s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是 ________________________________________________________________________。 (6)其他條件相同時(shí)，鎂基和鈣基脫硫效率與液、氣摩爾流量比如上右圖所示。鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因?yàn)? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)在空氣中鎂被氧氣氧化 (2)MgO＋CMg＋CO↑ (3)MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑ (4)①② (5)漿液中Mg(OH)2已耗盡 (6)MgSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化 解析?、?(1)用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進(jìn)行，其原因是在空氣中鎂被氧氣氧化。 Ⅲ.(4)脫硫過程中反應(yīng)①消耗堿Mg(OH)2，反應(yīng)②生成能電離產(chǎn)生H＋的酸式鹽Mg(HSO3)2，所以使?jié){液pH減小最顯著的反應(yīng)是①②。 (5)約9 000 s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是漿液中Mg(OH)2已耗盡 。 (6)鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因?yàn)镸gSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化。 5．(2018鹽城市高三上學(xué)期期中)漂白粉來源廣泛、價(jià)格低廉，用其脫除煙氣中SO2和NOx是目前研究的熱點(diǎn)之一： (1)脫除煙氣中的SO2和NOx實(shí)驗(yàn)示意裝置如圖所示，圖中N2和O2的作用：________________________________________________________________________； 裝置A的作用：________________。 (2)工業(yè)上用氯氣與熟石灰制取漂白粉的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 (3)用漂白粉溶液同時(shí)脫硫、脫硝時(shí)，測得相同條件下SO2和NO的脫除率隨時(shí)間變化如圖所示： ①SO2的脫除率總是比NO的大，除因?yàn)槊摮齆O的活化能較高外，另一原因是 ________________________________________________________________________。 ②漂白粉溶液與過量SO2反應(yīng)(同時(shí)有沉淀生成)的離子方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)脫硝過程中包含一系列反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋H2OHNO2＋HNO3，NO＋HClONO2＋HCl等。 ①實(shí)驗(yàn)測得吸收液初始pH與NO脫除率的關(guān)系如圖所示： ⅰ)在4H2O2>NaClO2，相應(yīng)的NO 脫除率也依次增大 解析　(3)①SO2的脫除率總是比NO的大，除因?yàn)槊摮齆O的活化能較高外，另一原因是SO2在溶液中易溶，NO的溶解度較低。②漂白粉溶液有強(qiáng)氧化性，與過量SO2反應(yīng)，有CaSO4沉淀生成，離子方程式為Ca2＋＋ClO－＋SO2＋H2O===CaSO4↓＋2H＋＋Cl－ 。 (4)①ⅰ)在4H2O2>NaClO2，相應(yīng)的NO脫除率也依次增大。