2025年高考化学二轮复习主观题突破4.docxVIP

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主观题突破四

(分值:85分)

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=-865.0kJ·mol-1

②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-112.5kJ·mol-1

(1)N2和O2完全反应,每生成2.24L(标准状况)NO时,吸收8.9kJ的热量,则CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=kJ·mol-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4nmolC—H断开同时有4nmolO—H断开

D.混合气体的压强不变

混合气体的密度不变

(2)将2molNO(g)、1molO2(g)和2molHe(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224mLO2(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mol。?

答案:(1)-1155.5BC(2)60%5

(3)2p哑铃形2HSO3-+2e-+2H+S2O42

(4)0.02

解析:(1)N2和O2完全反应,每生成2.24L(标准状况)NO时n(NO)=2.24L22.4L·mol-1=0.1mol,吸收8.9kJ的热量,则生成2molNO吸收热量Q=8.9kJ×20=178kJ,即热化学方程式为③N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+178kJ·mol-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)Δ

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)=xmol,n(NO2)=n(O2)=n(N2O4)=ymol,根据N守恒可得x+3y=2,根据O守恒可得x+8y=4;解得n(NO)=xmol=0.8mol,n(NO2)=n(O2)=n(N2O4)=ymol=0.4mol。NO转化率为2-0.82×100%=60%;平衡时混合气体总物质的量为0.8mol+0.4mol×3+2mol=4mol,反应②平衡常数

(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+S2O

(4)A口每产生224mLO2(体积已换算成标准状况,不考虑O2的溶解)为0.01mol,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0.02mol。

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=-49.9kJ·mol-1

反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3=+41.6kJ·mol-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1eV=1.6×10-22kJ)。?

(2)