當前位置： 2022-2023學年黑龍江省哈爾濱九中高二（上）月考化學試卷（10月份）> 試題詳情

研究氮的氧化物解對環(huán)境保護有重要意義。
Ⅰ.（1）已知反應(yīng)2N₂O（g）?2N₂（g）+O₂（g）ΔH=-163kJ?mol^-1，1molN₂（g）、1molO₂（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收945kJ、498kJ的能量，則2molN₂O（g）分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量為
2225
2225
kJ。
（2）實驗1：在t℃時，無催化劑的恒容容器中，反應(yīng)2N₂O（g）?2N₂（g）+O₂（g）起始壓強為p₀的部分實驗數(shù)據(jù)如下：

反應(yīng)時間 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

c（N₂O）/mol/L 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.010

①在0～30min 時段，反應(yīng)速率v（O₂）為
5×10^-4
5×10^-4
mol?L^-1?min^-1。
②若N₂O起始濃度c₀為0.250mol?L^-1，則反應(yīng)至50min時N₂O的轉(zhuǎn)化率α=
20%
20%
。比較不同起始濃度時N₂O的分解速率：v（c₀=0.250mol?L^-1）
=
=
v（c₀=0.100mol?L^-1）（填“＞”、“=”或“＜”）。
③在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù) K_p=
（
0
.
09
0
.
145
p
0
）
2
×
0
.
045
0
.
145
p
0
（
0
.
01
0
.
145
p
0
）
2
（
0
.
09
0
.
145
p
0
）
2
×
0
.
045
0
.
145
p
0
（
0
.
01
0
.
145
p
0
）
2
（用p₀表示，列計算式即可）。
④在t℃時，不同催化劑下產(chǎn)生氧氣的體積V（O₂）與分解時間的關(guān)系如圖，下列說法正確的是
CD
CD
。

A.其他條件不變時，增大N₂O的濃度，提高了單位體積N₂O的活化分子數(shù)，N₂O的分解速率加快
B.保持溫度不變，縮小反應(yīng)容器的體積，N₂O分解的速率加快
C.由圖可知，Catl催化效率最高
D.其他條件相同時，Catl催化分解N₂O的活化能比用Cat4催化分解N₂O的活化能小。
⑤不同溫度（T）下，N₂O分解半衰期隨起始壓強的變化關(guān)系如圖所示（圖中半衰期指任一濃度N₂O消耗一半時所需的相應(yīng)時間），則T₁
＞
＞
T₂（填“＞”、“=”或“＜”）。

Ⅱ.科學家利用反應(yīng)對汽車尾氣進行無害化處理，發(fā)生如下反應(yīng)：2CO+2NO?2CO₂+N₂。CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m的關(guān)系如圖所示，圖中起始投料比m=
n
（
NO
）
n
（
CO
）
。
（1）圖中m₁與m₂大小關(guān)系是
m₁＞m₂
m₁＞m₂
。

（2）a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)K_a、K_b、K_c相對大小關(guān)系是
K_a＞K_b=K_c
K_a＞K_b=K_c
。
（3）隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因為
溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡的影響
溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡的影響
。

【考點】化學平衡的計算．

【答案】2225；5×10^-4；20%；=；

（

145

）

045

145

（

145

）

；CD；＞；m₁＞m₂；K_a＞K_b=K_c；溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡的影響

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：6引用：2難度：0.5

相似題

1．氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。
（1）我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H₂S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為

。
（2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應(yīng)器中存在的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）ΔH₁
Ⅱ.C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）ΔH₂
Ⅲ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH₃
Ⅳ.CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）ΔH₄
①為研究反應(yīng)Ⅱ的熱效應(yīng)，以0.1molC（s）、0.2molH₂（g）或0.1molCH₄（g）為初始原料，在1023K、100kPa條件下，分別在恒壓容器中進行反應(yīng)。達平衡時，以C（s）、H₂（g）為原料，體系向環(huán)境放熱akJ；以CH₄（g）為原料，體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng)，則反應(yīng)Ⅱ焓變ΔH₂（1023K、100kPa）═

。
研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質(zhì)的量比
n
（
C
a
）
n
（
C
）
確定，在750℃，控制水蒸氣流量為定值，探究催化劑的催化效果，結(jié)果如下表所示。

n
（
C
a
）
n
（
C
）
氣體體積分數(shù)/% 轉(zhuǎn)化率/%

H₂ CO CO₂ CH₄

0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22

0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59

1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42

②
n
（
C
a
）
n
（
C
）
由0到0.5時，H₂的體積分數(shù)顯著增加的原因

。
③隨著反應(yīng)的進行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是

。
④750℃，
n
（
C
a
）
n
（
C
）
═1.0，假設(shè)各反應(yīng)達平衡后氣體組成如上表，平衡總壓為PMPa,則反應(yīng)Ⅰ的壓強平衡常數(shù)K_P═

MPa（保留1位小數(shù)）。
（3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點，是理想的液體儲氫分子。我國學者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑，反應(yīng)過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程（TS表示過渡態(tài)）。

根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學鍵是

。

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：7引用：2難度：0.5

解析

2．（1）已知：
甲醇脫水反應(yīng)   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負極的電極反應(yīng)式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．肼（N₂H₄）作為一種重要的氮氫化合物，氫質(zhì)量分數(shù)高達12.5%，完全分解產(chǎn)物為H₂和N₂，是一種理想的液體氫源。N₂H₄分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
完全分解：N₂H₄（g）?N₂（g）+2H₂（g）△H₁=-50.6kJ?mol^-1 I
不完全分解：3N₂H₄（g）?4NH₃（g）+N₂（g）△H₂ II
反應(yīng)II的焓變不易測量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù)：
2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H₃=+92kJ?mol^-1 （該反應(yīng)實際未發(fā)生）
（1）反應(yīng)II在

（填高溫、低溫或任意溫度）條件下可以自發(fā)進行。
（2）在體積固定的密閉容器中，以Ir/Al₂O₃為催化劑，在不同溫度下（催化劑均未失活）分解等量N₂H₄（一開始體系中無其他氣體），測得反應(yīng)相同時間后的N₂H₄、NH₃和H₂體積分數(shù)如圖1所示：

①下列說法正確的是

A．據(jù)圖可知200℃時，反應(yīng) I的活化能低于反應(yīng)II的活化能
B.300℃后N₂H₄的體積分數(shù)略有提高，可能由于反應(yīng)II逆向移動導致
C．換用選擇更高的Ni/Ir復(fù)合催化劑可提高N₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率
D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度
②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN₂H₄，反應(yīng)一段時間后達到平衡狀態(tài)，此時H₂與NH₃的物質(zhì)的量均為0.4mol。請計算該溫度下反應(yīng) I的平衡常數(shù)K_C=

（K_c為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù)）
③若在600～1000℃下進行上述實驗，請預(yù)測并在上圖中補充H₂體積分數(shù)的變化趨勢。
（3）近期，來自四位非洲的女孩打造了一臺靠尿液驅(qū)動的發(fā)電機，其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù)，同時將尿液脫氮（轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無污染氣體）減輕生活污水處理。以純尿液為電解液（以NH₄⁺表示尿液中氮元素的存在形式），寫出該電解過程的總反應(yīng)方程式：

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.6
解析

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反應(yīng)時間	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
c（N₂O）/mol/L	0.100	0.090	0.080	0.070	0.060	0.050	0.040	0.030	0.020	0.010	0.010

n （ C a ） n （ C ）	氣體體積分數(shù)/%				轉(zhuǎn)化率/%
n （ C a ） n （ C ）	H₂	CO	CO₂	CH₄	轉(zhuǎn)化率/%
0	45.58	22.70	22.37	7.54	61.22
0.5	52.95	21.74	19.11	5.14	56.59
1.0	58.62	22.37	12.60	5.31	61.42