當(dāng)前位置： 2021年山東省德州市高考化學(xué)二模試卷> 試題詳情

近年來(lái)將CO₂變廢為寶，改善環(huán)境是科學(xué)研究的重要課題，對(duì)于實(shí)現(xiàn)廢氣資源的再利用及碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展都具有重要意義。
Ⅰ.已知CO₂、C₂H₆為原料合成CH涉及的主要反應(yīng)如下：
①C₂ H₆（g）?CH₄（g）+H₂（g）+C（s）△H₁=+9kJ?mol^-1
②C₂H₄（g）+H₂（g）?C₂H₆（g）△H₂=-136kJ?mol^-1
③H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H₃=+41kJ?mol^-1
④CO₂（g）+C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂O（g）+CO（g）△H₄
（1）△H₄=
+177kJ/mol
+177kJ/mol
，0.1MPa時(shí)向密閉容器中充入CO₂和C₂H₆，發(fā)生反應(yīng)④，溫度對(duì)催化劑K-Fe-Mn/Si性能的影響如圖1。

工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，根據(jù)圖中的信息判斷反應(yīng)的最佳溫度是
800
800
℃。
（2）在800℃時(shí)，n（CO₂）：n（C₂H₆）=1：3，充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，發(fā)生反應(yīng)④，初始?jí)簭?qiáng)為p₀，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，產(chǎn)物的總物質(zhì)的量與剩余反應(yīng)物的總物質(zhì)的量相等，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=
16
55
p₀
16
55
p₀
。（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用最簡(jiǎn)分式表示）
Ⅱ.科學(xué)家利用Li₄SiO₄吸附CO₂有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。CO₂的回收及材料再生的原理如圖2所示。
（3）“吸附”過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃
CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃
。
（4）為了探究Li₄SiO₄的吸附效果，在剛性容器中放入1000g的Li₄SiO₄，通入10mol不同比例的N₂和CO₂混合氣體，控制反應(yīng)時(shí)間均為2小時(shí)，得到Li₄SiO₄吸附CO₂后固體樣品質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖3所示。

①該反應(yīng)為
放熱
放熱
反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。
②保持A點(diǎn)的溫度不變，若所用剛性容器體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則平衡時(shí)c（CO₂）較原平衡
不變
不變
（填“增大”、“減小”或“不變”）。
③若在A點(diǎn)CO₂的吸收率為70%，A點(diǎn)的縱坐標(biāo)y的值為
123.1
123.1
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；反應(yīng)熱和焓變；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】+177kJ/mol；800；

p₀；CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃；放熱；不變；123.1

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：23引用：1難度：0.9

相似題

1．環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)最重要的課題，故研究NO_x、SO₂等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
（1）含氮化合物在生產(chǎn)、生命活動(dòng)中有重要的作用?；卮鹣铝袉?wèn)題：
已知4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-akJ/mol
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-bkJ/mol
H₂O（1）═H₂O（g）△H₃=+ckJ/mol
寫(xiě)出在298K時(shí)，氨氣燃燒生成N₂的熱化學(xué)方程式

。
（2）燃煤發(fā)電廠(chǎng)常利用反應(yīng)2CaCO₃（s）+2SO₂（g）+O₂（g）═2CaSO₄（s）+2CO₂（g）△H=-681.8kJ?mol^-1對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來(lái)減少SO₂的排放。對(duì)于該反應(yīng)，在T℃時(shí)，借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下表：

時(shí)間/min
濃度/（mol?L^-1） 0 10 20 30 40 50

O₂ 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64

CO₂ 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88

①10～20min內(nèi)，平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

mol?L^-1?min^-1；當(dāng)降低溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K

。（填“增大”、“減小”或“不變”）
②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷，改變的條件可能是

。（填字母）
A．通入一定量的CO₂
B．加入一定量的粉狀碳酸鈣
C．適當(dāng)縮小容器的體積
D．加入合適的催化劑
（3）NO_x的排放主要來(lái)自于汽車(chē)尾氣，有人利用反應(yīng)C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H=-34.0kJ?mol^-1，用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K后反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，其原因?yàn)?!--BA-->

；在1100K時(shí)，N₂的體積分?jǐn)?shù)為

。
（4）用碘水可吸收SO₂，其中I₂可進(jìn)行反應(yīng)H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H＜0達(dá)平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動(dòng)，可能的原因是

。
（5）為避免汽車(chē)尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染，需給汽車(chē)安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.8kJ?mol^-1，生成無(wú)毒的N₂和CO₂。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，v_正=k_正?c²（NO）?c²（CO），v_逆=k_逆?c（N₂）?c²（CO₂）（k_正、k_逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)）。
①達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k_正增大的倍數(shù)

（填“＞”、“＜”或“=”）k_逆增大的倍數(shù)。
②若在1L的密閉容器中充入1mol CO和1mol NO，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則
k
正
k
逆
=

。（算出具體數(shù)值，保留2位有效數(shù)字）

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：16引用：1難度：0.5

解析

2．木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，均屬混合物。沒(méi)有固定的幾何外形，所以稱(chēng)為無(wú)定形碳，在工業(yè)上有著重要用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）木炭與硫黃、火硝（硝酸鉀）按一定比例混合即為黑火藥。黑火藥爆炸時(shí)生成硫化鉀、氮?dú)夂投趸?。黑火藥爆炸的化學(xué)方程式為

。若有15g木炭參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

。
（2）工業(yè)上的炭黑是由烴類(lèi)裂解而制得的高度分散性的黑色粉末狀物質(zhì)。
①已知幾個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（1）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（1）△H₃=-890.3kJ?mol^-1
則由天然氣生產(chǎn)炭黑的熱化學(xué)方程式為

。
②如圖1是溫度對(duì)天然氣生產(chǎn)炭黑轉(zhuǎn)化率的影響，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

。
A．甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)
B．增大體系壓強(qiáng)，能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
C．在反應(yīng)體系中加催化劑，反應(yīng)速率增大
D．升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
（3）活性炭可以用來(lái)凈化氣體和液體。
①用活性炭還原氮氧化物，可防止空氣污染。向1L密閉容器加入一定量的活性炭和NO，某溫度下發(fā)生反應(yīng)C（s）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g），測(cè)得不同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

物質(zhì)的量/mol
時(shí)間/min NO N₂ CO₂

0 0.200 0 0

10 0.116 0.042 0.042

20 0.080 0.060 0.060

30 0.080 0.060 0.060

此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

（保留兩位小數(shù)）。10～20min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率為

；若30min后升高溫度，達(dá)到新平衡時(shí)，容器中c（NO）：c（N₂）：c（CO₂）=2：1：1，則該反應(yīng)的△H

0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②活性炭和鐵屑混合可用于處理水中污染物。在相同條件下，測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，結(jié)果如圖2所示。當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是

；當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu²⁺和Pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是

。

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.6

解析

3．鉛具有優(yōu)秀的機(jī)械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機(jī)械、船舶工業(yè)、以及放射性防護(hù)等領(lǐng)域。
（1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應(yīng)過(guò)程如下：
2PbS（s）+3O₂（g）═2PbO（s）+2SO₂（g）△H=akJ?mol^-1
PbS（s）+2O₂（g）═PbSO₄（s）△H=bkJ?mol^-1
PbS（s）+2PbO（s）═3Pb（s）+SO₂（g）△H=ckJ?mol^-1
則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為 PbSO₄）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學(xué)方程式為

。
（2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO（s）+CO（g ）?Pb（s）+CO₂（g）△H=d kJ?mol^-1，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如表：

溫度/℃ 300 727 1227

K 10^6.2 631 17.4

①d

0（填＞、＜或=）
②已知某溫度下 K=10，向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO₂ 平衡時(shí)，混合氣體中 CO 的體積分?jǐn)?shù)為

。
（3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)：
Pb+PbO₂+4H⁺
放電
充電
2Pb²⁺+2H₂O
下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是

。
a.充放電時(shí)，溶液中 Pb²⁺濃度保持不變
b.放電時(shí)，溶液中 H⁺向 PbO₂極區(qū)移動(dòng)
c.放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：Pb-2e^-═Pb²⁺
d.充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為：Pb²⁺+4OH^--2e^-═PbO+2H₂O
（4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) α 和溶液 pH 的關(guān)系如圖所示：

向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時(shí)的主要離子反應(yīng)方程式是

，其平衡常數(shù)數(shù)值為

。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：29引用：1難度：0.2
解析

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時(shí)間/min 濃度/（mol?L^-1）	0	10	20	30	40	50
O₂	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO₂	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

物質(zhì)的量/mol 時(shí)間/min	NO	N₂	CO₂
0	0.200	0	0
10	0.116	0.042	0.042
20	0.080	0.060	0.060
30	0.080	0.060	0.060

溫度/℃	300	727	1227
K	10^6.2	631	17.4