备战2025年高考二轮复习化学（通用版）大单元 主观题突破练4（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（通用版）大单元 主观题突破练4（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了0 kJ·ml-1，5 kJ·ml-1，02，9 kJ·ml-1，丙烯腈是一种重要的化工原料，8　10，1 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。
学生用书P239
1.(13分)氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
Ⅰ.一定条件下,用CH4催化还原可消除NO污染。
已知:
①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-865.0 kJ·ml-1
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.5 kJ·ml-1
(1)N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况)NO时,吸收8.9 kJ的热量,则CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= kJ·ml-1;一定温度下,往一容积不变的密闭容器中加入适量的CH4和NO,下列条件能判断该反应到达平衡状态的有 (填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变
B.v消耗(NO)=4v消耗(CO2)
C.单位时间里有4n ml C—H断开同时有4n ml O—H断开
D.混合气体的压强不变
混合气体的密度不变
(2)将2 ml NO(g)、1 ml O2(g)和2 ml He(g)通入反应器,在温度T、压强p条件下进行反应②和2NO2(g)N2O4(g)。平衡时,若O2、NO2与N2O4三者的物质的量相等,则NO转化率为 ,反应②平衡常数Kp= (用含p的代数式表示)。
Ⅱ.利用如图所示原理去除NO:
(3)基态N原子中,电子占据的最高能级为 能级,该能级轨道的形状为 ;电解池中阴极反应式为 。
(4)A口每产生224 mL O2(体积已换算成标准状况,不考虑O2的溶解),可处理NO的物质的量为 ml。
答案:(1)-1 155.5 BC (2)60% 52p
(3)2p 哑铃形 2HSO3-+2e-+2H+S2O42-+2H2O
(4)0.02
解析:(1)N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况)NO时n(NO)=2.24 L22.4 L·ml-1=0.1 ml,吸收8.9 kJ的热量,则生成2 ml NO吸收热量Q=8.9 kJ×20=178 kJ,即热化学方程式为③N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+178 kJ·ml-1,根据盖斯定律,反应①+②-③整理可得CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 155.5 kJ·ml-1;
反应前后气体质量守恒,物质的量不变,故而平均相对分子质量一直不变,不能作为平衡的标志,A错误。达到平衡时不同物质按计量数成比例,B正确。同理,C正确。整个反应过程气体压强不变,不能作为平衡的标志,D错误。反应前后气体质量守恒,体积不变,故而密度不变,不能作为平衡的标志,E错误。
(2)由题目信息可知,设平衡时n(NO)=x ml,n(NO2)=n(O2)=n(N2O4)=y ml,根据N守恒可得x+3y=2,根据O守恒可得x+8y=4;解得n(NO)=x ml=0.8 ml,n(NO2)=n(O2)=n(N2O4)=y ml=0.4 ml。NO转化率为2-0.82×100%=60%;平衡时混合气体总物质的量为0.8 ml+0.4 ml×3+2 ml=4 ml,反应②平衡常数Kp=(0.44p)2(0.84p)2×0.44p=52p。
(3)基态N原子核外电子排布为1s22s22p3,基态N原子中,电子占据的最高能级为2p能级,该能级轨道的形状为哑铃形。由图可知,电解池中阴极的亚硫酸氢根离子得到电子发生还原反应生成S2O42-,反应式为2HSO3-+2e-+2H+S2O42-+2H2O。
(4)A口每产生224 mL O2(体积已换算成标准状况,不考虑O2的溶解)为0.01 ml,NO得到电子生成0价的氮气,根据电子守恒可知,2NO~4e-~O2,则可处理NO的物质的量为0.02 ml。
2.(13分)(2024·皖豫名校联盟一模)甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.9 kJ·ml-1
反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.6 kJ·ml-1
请回答下列问题:
(1)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):
①反应ⅰ在 (填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
②结合反应历程,写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式: 。
③m= (计算结果保留两位有效数字,已知1 eV=1.6×10-22 kJ)。
(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式Rlnk=-EaT+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线N所示,则实验可能改变的外界条件是 。
(3)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ⅱ和ⅲ。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性[n(CH3OH)n(CH3OH)+n(CO)×100%]和CO的选择性[n(CO)n(CH3OH)+n(CO)×100%]随压强的变化曲线如图所示。
图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 (填“m”“n”或“p”),简述判断方法: 。
(4)有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入4 ml CO2和8 ml H2,在该催化剂作用下发生反应,经5 min达到平衡,测得H2O(g)的物质的量为3 ml,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5a kPa、a kPa,则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为 kPa·min-1(用含a的式子表示,下同,分压=总压×物质的量分数);反应ⅱ的压强平衡常数Kp= (kPa)-2(Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
答案:(1)①较低 ②CO*(g)+2H2(g)HCO*(g)+32H2(g) ③0.95
(2)加入更高效的催化剂
(3)n 增大压强,反应ⅱ平衡正向移动,反应ⅲ平衡不移动,则CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大,且CO的选择性和CH3OH的选择性之和为100%
(4)740a 384a2
解析:(1)①由题干信息可知,反应ⅱ-反应ⅲ即得反应ⅰ,故ΔH1=ΔH2-ΔH3=(-49.9 kJ·ml-1)-41.6 kJ·ml-1=-91.5 kJ·ml-1,即反应ⅰ为气体体积减小的放热反应,即ΔH