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1、(北京專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型十五 基本概念與理論綜合作業(yè)
1.偏釩酸銨(NH4VO3)為白色或微黃色的晶體粉末,微溶于水和氨水,難溶于冷水。
(1)NH4VO3中V的化合價(jià)為 ;已知釩(V)的原子序數(shù)為23,試判斷V元素是否為主族元素: (填“是”“否”或“無法判斷”)。?
(2)偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定,加熱時(shí)易分解。它在空氣中分解能得到V2O5,試寫出偏釩酸銨分解的化學(xué)方程式: ,該反應(yīng)屬于 ?
(填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”)。
(3)五氧化二釩廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè),工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)制取金屬釩,該反應(yīng)的化學(xué)方程
2、式為 ,生成1 mol V,需轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 mol。?
(4)釩電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的二次電池。某釩電池總反應(yīng)為V+V2++2H+VO2++V3++H2O。
①放電時(shí)釩電池的負(fù)極反應(yīng)式為 。?
②用該釩電池在鐵制品上鍍銅,鐵制品應(yīng)與電池的 (填“正極”或“負(fù)極”)相連。若電鍍開始時(shí)兩電極質(zhì)量相等,電鍍一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量之差為128 g,此時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 。?
2.研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)已知:Ⅰ.2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)ΔH
3、=-196.6 kJ· mol-1
Ⅱ.2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ· mol-1
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ· mol-1。?
(2)①一定條件下,將NO2(g)與SO2(g)以體積比2∶1置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。?
A.體系壓強(qiáng)保持不變
B.混合氣體顏色保持不變
C.SO3和NO的體積比保持不變
D.每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO
②若測(cè)得上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為5∶1,則平衡常數(shù)K= 。?
4、
(3)CO可用于合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示,該反應(yīng)的ΔH 0(填“>”或“<”)。?
(4)依據(jù)燃燒的反應(yīng)原理,合成的甲醇可以設(shè)計(jì)成如圖乙所示的原電池裝置。
①該電池工作時(shí),OH-向 (填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)。?
②該電池正極的電極反應(yīng)式為 。?
3.在一恒容密閉容器中發(fā)生某化學(xué)反應(yīng):2A(g)B(g)+C(g),在三種不同條件下進(jìn)行,其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)Ⅲ在850 ℃進(jìn)行,B、C的初始濃度都為0,反應(yīng)物A的濃度(mol·L-1)隨時(shí)間(mi
5、n)的變化如圖所示。試回答下列問題:
(1)在800 ℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= 。?
(2)在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,反應(yīng)在20~40 min內(nèi)用A表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率為 。?
(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比,可能隱含的反應(yīng)條件是 。?
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ的比較,可推測(cè)降低溫度,該反應(yīng)平衡向 (填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng),該反應(yīng)的正反應(yīng)是 (填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。?
(5)與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比,若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的A的初始濃度改為0.8 mol·L-1,其他條件不變,則達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間 (填“大于”“等于”或“小于”)實(shí)驗(yàn)Ⅰ。?
6、
4.Ⅰ.已知反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-23.5 kJ· mol-1,該反應(yīng)在1 000 ℃的平衡常數(shù)等于64。在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到平衡。
(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率= 。?
(2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是 (填字母)。?
a.提高反應(yīng)溫度
b.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
c.選取合適的催化劑
d.及時(shí)吸收或移出部分CO2
e.粉碎礦石,使其與混合氣體充分接觸
Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO
7、可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題:
(3)從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率:v(H2)= ?
(4)若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同投料比投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)信息如下表:
容器
投入的反應(yīng)物的量
反應(yīng)物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH
的濃度
能量變化(Q1、Q2、Q3均大于0)
甲
1 mol CO和2 mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量
乙
1 mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2 kJ熱量
丙
2 mol
8、CO和4 mol H2
α3
c3
放出Q3 kJ熱量
則下列關(guān)系正確的是( )
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3 D.α1+α2=1
答案精解精析
熱點(diǎn)題型十五 基本概念和理論綜合
1.答案 (1)+5價(jià) 否
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O 非氧化還原反應(yīng)
(3)3V2O5+10Al6V+5Al2O3 5
(4)①V2+-e-V3+
②負(fù)極 2 mol
解析 (1)根據(jù)化合物中各元素正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,計(jì)算得V的化合價(jià)為+5價(jià)。(2)根據(jù)已知產(chǎn)物與原子守恒寫出反應(yīng)的化學(xué)方
9、程式:2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O,該反應(yīng)中沒有元素化合價(jià)的變化,故為非氧化還原反應(yīng)。(3)鋁熱反應(yīng)是金屬氧化物與金屬Al的反應(yīng),得到金屬單質(zhì)與Al2O3,化學(xué)方程式為3V2O5+10Al6V+5Al2O3,反應(yīng)中生成6 mol V轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為30 mol,所以生成1 mol V轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5 mol。(4)①由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為V2+-e-V3+;②電鍍時(shí)鍍件與原電池的負(fù)極相連;電鍍時(shí)鐵制品的電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu,銅電極的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,兩電極質(zhì)量之差為128 g,則鐵制品質(zhì)量增加64 g,銅電極質(zhì)量減少64 g,轉(zhuǎn)移2
10、 mol電子。
2.答案 (1)-41.8
(2)①BD?、?.8
(3)<
(4)負(fù) 2H2O+O2+4e-4OH-
解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,×(Ⅰ-Ⅱ)得:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),故ΔH=×(-196.6 kJ· mol-1+113.0 kJ· mol-1)=-41.8 kJ· mol-1。
(2)①A項(xiàng),該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),故無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),體系的壓強(qiáng)均保持不變,故體系壓強(qiáng)保持不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B項(xiàng),若混合氣體顏色保持不變,說明NO2的濃度不變,即反應(yīng)已達(dá)平衡,正確;C項(xiàng),SO3和NO都是生成物,
11、化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1,無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,其物質(zhì)的量之比都為1︰1,SO3和NO的體積比保持不變不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),錯(cuò)誤;D項(xiàng),生成NO和消耗SO3分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng),正、逆反應(yīng)速率相等可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確。
②設(shè)起始時(shí)二氧化硫體積為a L、二氧化氮體積為2a L,二氧化氮轉(zhuǎn)化的體積為x L,則:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始體積(L) 2a a 0 0
轉(zhuǎn)化體積(L) x x x x
平衡體積(L) 2a-x a-x x x
平衡時(shí)NO2與SO2體積比為5∶1,即(2a-x)∶(a-x)=5∶1,解得x=0.75a
12、,相同條件下,氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比,且反應(yīng)前后容器的體積不變,故平衡常數(shù)K===1.8。
(3)由圖可知,溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0。
(4)①在原電池中,陰離子OH-向負(fù)極移動(dòng)。
②在原電池的正極,氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng),該電池正極是氧氣得到電子,電解質(zhì)溶液顯堿性,則電極反應(yīng)式為:2H2O+O2+4e-4OH-。
3.答案 (1)0.25
(2)0.007 5 mol·L-1·min-1
(3)加入催化劑或增大壓強(qiáng)
(4)逆 吸熱
(5)大于
解析 (1)由圖中數(shù)據(jù)可知800 ℃時(shí)該反應(yīng)
13、的化學(xué)平衡常數(shù)K==0.25。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,反應(yīng)在20 min至40 min內(nèi)A的濃度變化為0.65 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.15 mol·L-1,所以v(A)=0.007 5 mol·L-1·min-1。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比,平衡狀態(tài)完全相同,但實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)速率快,改變壓強(qiáng)時(shí)平衡不移動(dòng),但物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,故實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能使用了催化劑或增大了壓強(qiáng)。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較,降低溫度,平衡時(shí)A的濃度增大,平衡逆向移動(dòng),降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(5)A的起始濃度改為0.8 mol·L-1,可看作減小了壓強(qiáng),反應(yīng)速率減小,到達(dá)平衡的時(shí)間
14、增加,即達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間大于實(shí)驗(yàn)Ⅰ。
4.答案?、?(1)60%
(2)d
Ⅱ.(3)0.15 mol·L-1·min-1
(4)AD
解析?、?(1)設(shè)平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為n mol,則:
Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
開始(mol): 1 1
變化(mol): n n
平衡(mol): 1-n n+1
所以=4,解得n=0.6,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%。(2)該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),提高反應(yīng)溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故a錯(cuò)誤;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故b
15、錯(cuò)誤;加入合適的催化劑,平衡不移動(dòng),故c錯(cuò)誤;移出部分CO2,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故d正確;粉碎礦石,可加快反應(yīng)速率,但平衡不移動(dòng),故e錯(cuò)誤。
Ⅱ.(3)由圖可知,達(dá)到平衡時(shí)甲醇的濃度變化為0.75 mol·L-1,則Δc(H2)=2×0.75 mol·L-1=1.5 mol·L-1,v(H2)==0.15 mol·L-1·min。(4)A項(xiàng),甲、乙中的平衡是完全等效平衡,平衡時(shí)各組分的濃度相等,所以平衡時(shí)甲醇的濃度c1=c2;B項(xiàng),丙與甲相比,相當(dāng)于在甲平衡的基礎(chǔ)上再加入1 mol CO和2 mol H2,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),丙中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大于甲,丙中參加反應(yīng)的CO的量大于甲中的2倍,故2Q1