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4上传巩固练习原理综合题解题方法指导提高
【巩固练习】
1．（2015朝阳二模）某同学分析Zn与稀H2SO4的反应.
（1）该反应的离子方程式是.
（2）制H2时,用稀硫酸而不用浓硫酸,原因是.
（3）已知：
Zn（s）+1/2O2（g）=ZnO（s）△H=-332kJ/mol
ZnO（s）+H2SO4（aq）=ZnSO4（aq）+H2O（l）△H=-112kJ/mol
H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-286kJ/mol
则Zn与稀H2SO4反应生成1molH2时的反应热△H=kJ/mol.
（4）该同学用如下装置进行实验,分析影响反应速率的因素.
实验时,从断开K开始,每间隔1分钟,交替断开或闭合K,并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数,得到的水滴数如下表所示：
1分钟水滴数（断开K）
34
59
86
117
…
102
1分钟水滴数（闭合K）
58
81
112
139
…
78
分析反应过程中的水滴数,请回答：
①由水滴数58>34、81>59,说明在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率______（填“快”或“慢”）,主要原因是_________.
②由水滴数102>78,说明在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率,主要原因是_________.
③从能量转换形式不同的角度,分析水滴数86>81、117>112的主要原因是_______.
2.开发氢能是实现社会可持续发展的需要.硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2.
请回答下列问题：
（1）已知1gFeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为______________.
（2）该循环工艺过程的总反应方程式为_____________.
（3）用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是____________.
（4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示）,NiO（OH）作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池.电池充放电时的总反应为：
NiO（OH）＋MH
Ni（OH）2＋M
①电池放电时,负极的电极反应式为____________.
②充电完成时,Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）.若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为____________.
3.氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料,围绕合成氨人们进行了一系列的研究
（1）氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同.
已知：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH=-483.6kJ/mol
3H2（g）+N2（g）
2NH3（g）ΔH=-92.4kJ/mol
计算断裂1molN≡N键需要能量kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化
学键（填“强”或“弱”）,因此氢气与二者反应的条件不同.
（2）固氮是科学家致力研究的重要课题.自然界中存在天然的大气固氮过程：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）ΔH=+180.8kJ/mol,工业合成氨则是人工固氮.
分析两种固氮反应的平衡常数,下列结论正确的是.
反应
大气固氮
工业固氮
温度/℃
27
2000
25
350
400
450
K
3.84×10-31
0.1
5×108
1.847
0.507
0.152
A．常温下,大气固氮几乎不可能进行,而工业固氮非常容易进行
B．人类大规模模拟大气固氮是无意义的
C．工业固氮温度越低,氮气与氢气反应越完全
D．K越大说明合成氨反应的速率越大
（3）在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料,发生反应：
3H2（g）+N2（g）
2NH3（g）测得甲容器中H2的转化率为40%.
N2
H2
NH3
甲
1
3
0
乙
0.5
1.5
1
丙
0
0
4
1判断乙容器中反应进行的方向.（填“正向”或“逆向”）
2达平衡时,甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数大小顺序为.
（4）氨气是合成硝酸的原料,写出氨气与氧气反应生成一氧化氮和气态水的热化学方程式.
4．（2015海淀一模））煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：
（1）②中NH3参与反应的化学方程式为.
（2）③中加入的物质可以是（填字母序号）.
a.空气b.COc.KNO3d.NH3
（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（
）,其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更（填“强”或“弱”）,从原子结构角度解释原因：
.
（4）已知：
N2（g）＋O2（g）===2NO（g）ΔH=akJ·mol-1
N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）ΔH=bkJ·mol-1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH=ckJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为.
（5）用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示：
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式：
.
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：
.
5．（2015西城一模）硫及其化合物有广泛应用.
（1）硫元素在周期表中的位置是.
（2）硒（34Se）与硫在元素周期表中位于同一主族.下列说法正确的是.
a．沸点：
H2Se>H2S>H2O b．H2Se比H2S稳定性强
c．Se的原子半径比S原子大d．SeO2和SO2含有的化学键类型相同
（3）SO2可用于制H2SO4.已知25℃、101kPa时：
2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g）＝2H2SO4（l）△H1＝－545kJ/mol
H2O（g）＝H2O（l）△H2＝－44kJ/mol
SO3（g）＋H2O（l）＝H2SO4（l）△H3＝－130kJ/mol
则2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）△H＝kJ/mol.
（4）为研究H2SO4生产中SO2催化氧化时温度对SO2平衡转化率的影响,进行如下试验.取100L原料气（体积分数为SO27%、O211%、N282%）使之发生反应,在101kPa下达到平衡,得到如下数据：
温度/℃
500
525
550
575
600
平衡转化率/%
93.5
90.5
85.6
80.0
73.7
根据上述数据,达平衡态时N2的体积分数随着温度升高而（填“增大”、“减小”或“不变”）；575℃达平衡时,SO3的体积分数为%（保留一位小数）.
（5）废气中的SO2可用NaOH溶液吸收,吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理,吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性.
①吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH－、.
②吸收Cl2后的溶液中可能存在SO32－,取该溶液于试管中,滴加黄色的溴水,得到无色溶液.此实验不能证明溶液中含有SO32－,理由是.
6．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池.已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1.请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是__________________________________kJ.
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：
________________________________________________________________________.
（3）在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示（注：
T1、T2均大于300℃）.下列说法正确的是__________（填序号）.
①温度为T1时,从反应开始到反应达到平衡,生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝nA/tAmol·L－1·min－1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从T1变到T2,达到平衡时,n（H2）/n（CH3OH）增大
（4）在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为__________.
（5）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液呈酸性,负极的电极反应式为：
________________________________________________________________________；
正极的电极反应式为：
_________________________________________________.
理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为__________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）.
7.（2014邯郸二模）中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作,对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源,其中,汽车尾气和燃煤分别占4%、18%
（1）用于净化汽车尾气的反应为：
催化剂
2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反
应速率极慢.下列说法正确的是：
_______
A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题.镍与CO反应的化学方程式为Ni（s）+4CO（g）
Ni（CO）4（g）,镍与CO反应会造成镍催化剂中毒.为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2.已知相关反应过程的能量变化如图所示：
则用SO2除去CO的热化学方程式为_____________________________________.
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.发生的化学反应是：
2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）
2N2（g）+3H2O（g）△H＜0.为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种）____________________.
（4）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下：
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是.若有11.2LN2生成（标准状况）,共消耗NO_____g.
（5）化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.该方法可用H2将NO3—还原为N2,25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12.其原理如下图所示.
电源负极为（填A或B）,阴极反应式为；若电解过程中转移了2mol电子,则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少克.N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
8.X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大.X、Z同主族,可形成离子化合物ZX；Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子.
请回答下列问题：
⑴Y在元素周期表中的位置为________________.
⑵上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________（写化学式）,非金属气态氢化物还原性最强的是__________________（写化学式）.
⑶Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________（写出其中两种物质的化学式）.
⑷X2M的燃烧热ΔH＝－akJ·mol－1,写出X2M燃烧反应的热化学方程式：
_____________________________________________________________________.
⑸ZX的电子式为___________；ZX与水反应放出气体的化学方程式为
.
⑹熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下）,反应原理为：
放电时,电池的正极反应式为__________________________：
充电时,______________（写物质名称）电极接电源的负极；
该电池的电解质为___________________.
9.在温度t1和t2下,X2（g
）和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K（t1）
K（t2）
2
1.8
43
34
（1）已知t2>t1,HX的生成反应是反应（填“吸热”或“放热”）.
（2）HX的电子式是.
（3）共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强,HX共价键的极性由强到弱的顺序是.
（4）X2都能与H2反应生成HX,用原子结构解释原因：
.
（5）K的变化体现出X2化学性质的递变性,用原子结构解释原因：
__________,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱.
（6）仅依据K的变化,可以推断出：
随着卤素原子核电荷数的增加,_______（选填字母）
a.在相同条件下,平衡时X2的转化率逐渐降低
b.X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
c.HX的还原性逐渐
d.HX的稳定性逐渐减弱
10.最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为：
2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如右图所示.
（1）若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入（填化学式）气体.
（2）电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体.电极反应如下：
阳极：
①4OH--4e-==O2↑+2H2O
②
阴极：
①
②CH3CHO+2e-+2H2O==CH3CH2OH+2OH-
（3）电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量（填“增大”、“减小”或“不变”）.
（4）电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与
CH3COOH的物质的量相同.下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法
正确的是（填字母序号）.
a.c（Na+）不一定是c（SO42-）的2倍
b.c（Na+）=2c（CH3COOH）+2c（CH3COO-）
c.c（Na+）+c（H+）=c（SO42-）+c（CH3COO-）+c（OH-）
d.c（Na+）>c（CH3COOH）>c（CH3COO-）>c（OH-）
（5）已知：
乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃.从电解后阴极区的溶液中分离
出乙醇粗品的方法是.
（6）在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%.若在两极区分别注入1m3
乙醛的含量为3000mg/L的废水,可得到乙醇kg（计算结果保留小
数点后1位）.
11．某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究.
请回答：
I．用图1所示装置进行第一组实验.
（1）在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是（填字母序号）.
A．铝B．石墨C．银D．铂
（2）N极发生反应的电极反应式为.
（3）实验过程中,SO42-（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）
移动；滤纸上能观察到的现象有.
II．用图2所示装置进行第二组实验.实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐
渐变成紫红色；停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清.查阅资料发现,高铁
酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色.
（4）电解过程中,X极区溶液的pH（填“增大”、“减小”或“不变”）.
（5）电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-==FeO42-+4H2O和
.
（6）若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准
状况时气体体积）,则Y电极（铁电极）质量减少g.
（7）在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为：
2K2FeO4+3Zn==Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为.
【答案与解析】
1.
（1）Zn+2H+=Zn2++H2↑
（2）浓H2SO4具有强氧化性,不能生成氢气.（3）-158
（4）①快,形成原电池反应速度快.
②断开K时,溶液中的c（H+）大于闭合K时溶液中的c（H+）.
③断开K时,反应的化学能主要转化成热能；
闭合K时,反应的化学能主要转化成电能.
前者使溶液的温度升得更高,故反应速率更快.
2.
（1）4FeS2（s）＋11O2（g）
2Fe2O3（s）＋8SO2（g）△H＝－3408kJ/mol
（2）2H2O＋SO2=H2SO4＋H2
（3）减小氢气的浓度,使HI分解平衡正向移动,提供HI的分解率
（4）MH＋OH－－e－=M＋H2O
2H2O＋O2＋4e－=4OH－
本题主要考查热化学方程式的书写、勒夏特列原理的应用和电极反应方程式的书写.
3.
（1）946kJ/mol强
（2）BC
（3）①逆向②丙>甲=乙
（4）4NH3（g）+5NO（g）=4NO（g）+6H2O（g）ΔH=-904.4kJ/mol
4．
（1）4NH3+5O2
4NO+6H2O
（2）bd
（3）强C和N原子在同一周期（或电子层数相同）,N原子核电荷数更大,原子半径更小,原子核对外层电子的吸引力更强.
（4）4NH3（g）+6NO（g）===5N2（g）+6H2O（l）ΔH=（3c-3a-2b）kJ·mol-1
（5）2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O；2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
5．
（1）第3周期ⅥA族
（2）cd（3）-197（4）减小；5.8
（5）①SO42－、Cl-②NaOH溶液能跟溴单质反应,使溶液呈无色
6．
（1）2858
（2）CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l） ΔH＝－443.5kJ/mol
（3）③④
（4）1－α/2
（5）CH3OH＋H2O—6e－===CO2＋6H＋ 3/2O2＋6H＋＋6e－===3H2O 96.6%
【解析】
（2）写出燃烧热的化学方程式：
CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0kJ·mol－1
CH3OH（l）＋3/2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－726.5kJ·mol－1
用②－①得：
CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l） ΔH＝－443.5kJ·mol－1
（3）据题给图像分析可知,T2的反应速率大于T1,由温度越高反应速率越大可知T2>T1.因温度升高,平衡时CH3OH的物质的量减少,说明可逆反应CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（l）＋H2O（l）向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,T1时的平衡常数比T2时的大,③、④正确,②错误,反应速率应等于物质的量浓度除以时间,而不是物质的量除以时间,①错误.
（4）利用化学平衡的三段式计算：
CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）
起始/mol 1 3 0 0
变化/mol α 3α α α
平衡/mol（1－α） （3－3α） α α
根据同温恒容下压强之比等于物质的量之比,则容器内的压强与起始压强之比为（4－2α）/4＝1－α/2
（5）燃料电池是原电池的一种,负极失去电子,发生氧化反应；正极得到电子,发生还原反应,在酸性介质中,甲醇燃料电池的负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋,正极反应式为3/2O2＋6H＋＋6e－===3H2O.该电池的理论效率为消耗1mol甲醇所能产生的最大电能与其燃烧热之比,效率为：
.
7．
（1）D
（2）SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=－（2b－a）kJ·mol-1
（3）增大NH3浓度（或减小压强、降低温度）
（4）2NO2+4SO32-=N2+4SO42-60
（5）B,2NO3－＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－18
8.
（1）Y第2周期VIA族
（2）最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4,非金属性越弱,气态氢化物还原性越强,气态氢化物还原性最强的是H2S.
（3）Y的单质O3、G的单质Cl2、二者形成的ClO2可作消毒剂
（4）根据燃烧热的含义,写H2S燃烧的热化学方程式生成物应该生成SO2,
2H2S（g）+3O2（g）=2SO2（g）+2H2O（l）,△H=-2aKJ·mol-1
（5）
NaH+H2O=NaOH+H2↑
（6）
放电时正极发生还原反应,应该是Fe2+得电子,电极反应式为Fe2++2e-=Fe.充电时原电池的负极材料Na接电源的负极.该电池的电解质为B-Al2O3
本题考查物质结构元素周期律、热化学方程的书写、电化学等基本理论知识.由已知条件首先推断X、Y、Z、M、G元素分别为H、O、Na、S、Cl.
9.
（1）放热
（2）
（3）HF、HCl、HBr、HI；
（4）卤素原子的最外层电子数均为7个
（5）同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多
（6）a、d
【解析】
（1）由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以HX的生成反应是发热反应；
（2）HX属于共价化合物,H－X之间形成的化学键是极性共价键,因此HX的电子式是
；
（3）F、Cl、Br、I属于ⅦA,同主族元素自上而下随着核电荷数的增大,原子核外电子层数逐渐增多,导致原子半径逐渐增大,因此原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,从而导致非金属性逐渐减弱,即这四种元素得
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