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专题四化学反应原理题解题策略、经典题汇.docx
2020-06-09 | 阅:  转:  |  分享 
  
化学反应原理题解题策略、经典题汇目录1、第一部分题型解读………………………………………………………………P22、第二部分解题方法……
…………………………………………………………P33、第三部分分项策略………………………………………………………………P44、第
四部分经典题型……………………………………………………………P11福建省普通教学研究室2020年2月第一部分题型解读化学反
应原理综合题通常以元素化合物知识为载体,以工业生产为背景,综合考查学生对中学阶段所学习的基本化学反应原理的认识与理解。该题考点涵盖
氧化还原反应、离子反应、化学反应中的能量转化、热化学方程式的书写、盖斯定律及其应用、电化学原理及电极反应式的书写、化学反应速率的表
示及其影响因素、化学平衡及其影响因素、关于化学平衡中的相关计算、水溶液中的离子平衡等知识,涉及知识点较多,覆盖面较广,对于学生的综
合水平要求较高。此类题目的综合性强,化学信息较多,常伴随着各类表格数据、图形辨析等,设问角度灵活多变,侧重考查考生接受、整合信息的
能力、应用化学知识解决实际问题的能力。因此此类题目在高考的得分率都不太高,如果学生能够熟练掌握此类题型的解题思路与方法技巧,那么就
有可能在高考中“高人一等”。此外,在应注意的是虽然此类题型涵盖的知识面较广,但是各小题的设问往往比较独立,与实验综合题和化工流程题
不同,我们在复习时可以采取“分专题复习,逐个击破”的解题策略。第二部分解题方法1.审题——快速浏览,找出材料内容或新情景(1)
阅读题目背景材料、找出可能考查的化学反应原理。(2)解读情景或材料,挖掘相应的知识内涵。(3)明确知识考查背景,以及考查哪方面的化
学反应原理。2.析题——仔细审读,关注有效信息(1)对于反应热类的试题:找出已知反应方程式和目标反应方程式间的关系;运用盖斯定律
计算目标反应的焓变。(2)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题:明确纵横坐标的含义→理解起点、终点、拐点的意义→分析曲线的变化趋势
。(3)对于图表数据类试题:分析数据→研究数据间的内在联系→找出数据的变化规律→挖掘数据的隐含意义。(4)对于电化学类试题:(5)
对于电解质溶液类试题:明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型,然后进行解答。3.答题——认真细致,规范正确答题(1)规范化学反
应原理的语言描述。(2)注意问题表达(因果、对比)、注意书写规范。(3)明确答题要求,避免答非所问。第三部分分项策略一、化学能
与热能相互转化、盖斯定律的应用化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常与能量图像,电化学装置图为背景进行综合考
查,一般难度中档。近几年高考的命题角度主要有①根据能量图像判断焓变ΔH;②结合盖斯定律进行ΔH计算或书写热化学方程式;③通过能量图
像进行辨析等。题目设问往往涉及到热化学方程式的书写或者关于过程反应热的计算。1、审题策略:(1)利用盖斯定律确定热化学方程式或焓
变ΔH时要做到:①明确待求热化学方程中的反应物和生成物;②处理已知热化学方程式中的化学计量数和焓变;③叠加处理热化学方程式确定答案
。2、答题策略:(1)对书写热化学方程式要注意①注明状态;②ΔH的符号与单位;③ΔH与化学计量数的一致性。(2)对物理量的填写要填
准单位,千万不要漏掉单位。3、题型示例:例1:【2019届全国卷III】Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s
)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH
2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。【答案】﹣116【解析】
根据盖斯定律知,(反应I+反应II+反应III)×2得ΔH=(ΔH1+ΔH2+ΔH3)×2=-116kJ·mol-1;例2:【20
19届全国卷I】水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)],我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化
剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”
“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=_________eV,写出该步骤的化学方程式_______________
________。【答案】小于2.02COOH+H+H2OCOOH+2H+OH(或H2OH+OH)【解析】
根据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知,CO(g)+H2O(g
)的能量(-0.32eV)高于CO2(g)+H2(g)的能量(-0.83eV),故水煤气变换的ΔH小于0;活化能即反应物状态达到活
化状态所需能量,根据变换历程的相对能量可知,最大差值为:其最大能垒(活化能)E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV;该步
骤的反应物为COOH+H+H2O=COOH+2H+OH;因反应前后COOH和1个H未发生改变,也可以表述成H2O
=H+OH;二、基于表格与图像的化学反应速率与化学平衡试题的综合判断化学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容,试题的呈现形式
常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力,综合性较强,一般难度为高档。近几年高考的命题角度主要有①外界条件对反应速率的影响
、平衡移动的判断;②平衡状态的判定;③化学平衡常数的定义式、影响因素和含义的理解;④反应速率和平衡图像的综合分析等。题目设问往往涉
及到选择题、判断题,说理题等,尤其是说理题这几年都比较常见,但是也是学生丢分比较多的,主要原因是学生书写不够精准。1.审题策略(
1)对于图像分析要明确三步①“一看”——看图像。a.看面:弄清纵、横坐标的含义。b.看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。c.
看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化:弄清是浓度变化、
温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线:如等温线、等压线等。②“二想”——想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学
平衡的影响规律。③“三判断”——得结论。通过对比分析,作出正确判断。(2)对化学平衡状态的比较分析时要审清两个条件:①恒温恒容;②
恒温恒压。2.答题策略(1)在填写某些物理量时要注意单位。(2)在解答说理题时注意题中要求,要“言而有据”、不要“答非所问”。(3
)在判断K变化时只考虑温度是否变化(4)利用改变容器容积(p改变)判断平衡移动时,要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。3
、题型示例:例:【2017届全国I卷】H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在6
10K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①
H2S的平衡转化率=_______%,反应平衡常数K=________。②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,
H2S的转化率_____,该反应的H_____0。(填“>”“<”或“=”)③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的
是________(填标号)A.H2SB.CO2C.COSD.N2【答案】②>>③B【解析】②
根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时,化学反应达到平衡,水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率
增大。α2>α1;根据题意可知:升高温度,化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以该
反应的正反应为吸热反应,故△H>0;③A.增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量远远大于平衡移动转化消耗量,所以H2S转化率降低
,A错误;B.增大CO2的浓度,平衡正向移动,使更多的H2S反应,所以H2S转化率增大,B正确;C.COS是生成物,增大生成物的浓
度,平衡逆向移动,H2S转化率降低,C错误;D.N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无
影响,D错误。答案选B。例:在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·(k为速率常数)。在p(CH
4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为__
______________。【答案】pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】根据反应速率方程式可知在p(CH4
)一定时,生成速率随p(CO2)的升高而降低,所以根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(
CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。三、化学平衡常数及平衡转化率的计算化学平衡常数及平衡转化率的计算是高考必考的热点内容,这
几年考查时都超过2个空,尤其是2018年全国I卷题。试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力,综合性较强,一
般难度为高档。近几年高考的命题角度主要有①反应速率、平衡常数、转化率的相关计算;②平衡常数的应用;③反应速率和平衡图像的综合分析。
1.审题策略对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量:一是起始量(物质的量或浓度)二是变化量,三是平衡量;用变化量求反应速
率和转化率,用平衡浓度求平衡常数。2.答题策略利用“三段式”计算v、α、K时,要特别注意用什么时量,用什么物理量计算,心中要清楚,
如计算平衡常数K时,不能用平衡时的物质的量,而用平衡时的物质的量浓度代入。3、题型示例:例:H2S与CO2在高温下发生反应:H2S
(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5
L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率=_______%,反应平衡常数K=________。【答
案】①2.52.8×10–3【解析】①H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)开始
0.40mol0.10mol00反应xxxx平衡(0.40–x)mol
(0.10–x)molxx解得x=0.01mol,所以H2S的转化率是由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以在该条件下
反应达到平衡时化学平衡常数;例:【2019届福建省质检】工业上用Cl2生产某些含氯有机物时产生HCl副产物,可用O2将其转化为Cl
2,实现循环利用[O2(g)+4HCl(g)2Cl2(g)+2H2O(g)]。将1molO2和4molHCl充入某恒
容密闭容器中,分别在T1和T2的温度下进行实验,测得容器内总压强(p)与反应时间(t)的变化关系如图所示。求:T2时,HCl的平衡
转化率=,反应的Kx=(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。【答案】50%【解析】O2(g)+4HCl(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)起始量/mol1400变化量/molx4x2x2x平衡
量/mol1-x4-4x2x2x由已知可以计算x值:,因此转化率50%物质的量分数代入计算Kx:四、化学能与热能
相互转化化学能与电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常以电化学装置图为背景进行综合考查,一般难度中档。近几年高考的命题角度
主要有①结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析;②书写一定背景下的电极反应式;③一定条件的电化学计算等。1.审题
策略(1)对电化学中的电极反应式的书写要做到:①根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”;②明确电极;③根据电极反
应物和介质确定产物进而写出电极反应式。(2)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。2.答题策略(1)对电极反应式的书写
要注意①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒);②产物粒子在介质中能存在;③得、失电子要填准,得电子写(+ne-),失电子写(-ne
-)。(2)对物理量的填写要填准单位,千万不要漏掉单位。3、题型示例:例:【2019年全国卷III】在传统的电解氯化氢回收氯气技术
的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有_____
_______________(写反应方程式)。电路中转移1mol电子,需消耗氧气__________L(标准状况)。【答案】F
e3++e?=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6【解析】电解过程中,负极区即阴极上发生的是
得电子反应,元素化合价降低,属于还原反应,则图中左侧为负极反应,根据图示信息知电极反应为:Fe3++e-=Fe2+和4Fe2++O
2+4H+=4Fe3++2H2O;电路中转移1mol电子,根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷4=0.25mol
,在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。五、水溶液中离子平衡试题的综合判断水溶液中的离子平衡是高考的热
点内容,试题呈现的形式多种多样,如表格形式、图像形式和实验形式。题目难度往往较大,综合性较强,思维性较强。往年高考(注2016年之
前)的命题角度主要有①水溶液中水的电离程度判断;②水溶液的酸碱性;③酸碱反应过程中离子浓度的大小比较;④电离常数、水的离子积、水解
常数、Ksp的关系及其计算;⑤某些溶液中离子浓度的大小比较;⑥pH曲线的理解与应用等。1.审题策略(1)对于溶液中水电离程度的判断
时要做到:①明确酸、碱溶液(抑制水电离)还是水解呈酸性或碱性的盐溶液(促进水电离);②酸、碱电离出的c(H+)或c(OH-)越大,
对水电离抑制越大;水解生成的c(H+)或c(OH-)越大,对水电离促进越大。(2)对同一溶液中不同粒子浓度比较时,要做到:①明确单
一溶液还是混合液;②分析溶液中溶质粒子的电离和水解问题包括程度大小;③分析溶液中粒子的来源途径;④理解溶液中的两守恒(电离守恒和物
料守恒)及应用。(3)对于溶液中某些常数的应用要知道下列关系:①KW=c(H+)·c(OH-),②HAH++A-的Ka=,③A-+
H2OHA+OH-的Kh=,④Kh=,⑤XY(s)+Z-(aq)XZ(s)+Y-(aq)的K==。2.答题策略(1)在守恒式中要注
意系数不能遗漏。①在列电荷守恒式时,注意离子所带电荷的多少,不要简单地认为只是各离子浓度的相加,如2c(CO)的系数“2”不可漏掉
;②在列物料守恒式时,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(Na+)是溶液中各种硫元素存在形式
的硫原子总浓度的2倍。(2)在比较溶液中某些离子大小时①不要忽略水的微弱电离,②不能违背电荷守恒和物料守恒,如氨水溶液与盐酸混合液
中不能出现c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)。(3)对酸式盐、酸及其盐、碱及其盐的溶液分析时要注意分析电离程度和
水解程度的大小。(4)对水溶液的平衡常数计算时要做到①写准表达式;②根据题意寻找表达式中各粒子浓度。3、题型示例:近三年来,此类题
型基本上出现在选择题上,没有再出现在化学反应原理的综合题,即使有采用水溶液中的离子平衡作为背景的,也是考察化学平衡,基本不涉及离子
浓度。例:相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH)较小,试分析原因:________
________________。0.1mol·L-1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________
,常温下NO水解反应的平衡常数Kh=________mol·L-1(保留两位有效数字)。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10
-4mol·L-1,NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5mol·L-1)。【答案】NO水解呈碱性,使NH的水解平衡向水解
方向移动,促进水解c(NO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)1.4×10-11(2分)【解析】Ka=7.1×10-4>
Kb=1.7×10-5?NH的水解程度大于NO的水解程度?c(H+)>c(OH-)。第四部分经典题汇1、【2019届全国I卷】
水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为
金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分
数为0.0192。根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。(
2)721℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分
数为_________(填标号)。A.<0.25B.0.25C.0.25~0.50D.0.50E.>0.50(3)我国学者结合实
验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。可知水煤气变换的
ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=_________eV,写出该步骤的化学方
程式_______________________。(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随
时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的和相等、和相等。计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率(a
)=___________kPa·min?1。467℃时和随时间变化关系的曲线分别是___________、__________
_。489℃时和随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。2、【2019届全国Ⅱ卷】环戊二烯(
)是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:(1)已知:(g)(g)+H2(g)ΔH1=100.3
kJ·mol?1①H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH2=?11.0kJ·mol?1②对于反应:(g)+I2(g
)(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol?1。(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性
容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_________,该反应的平衡常数Kp=____
_____Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有__________(填标号)。A.通入惰性气体B.提高温度C
.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关
系如图所示,下列说法正确的是__________(填标号)。A.T1>T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率
大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45mol·L?1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为
),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(
DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为____________,总反应为__________________。电解制备需要在无水
条件下进行,原因为_________________________。3、【2018新课标Ⅰ卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿
色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2
O5,该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了2
5℃时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N
2O5(g)完全分解):t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.
262.363.1①已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=?4.4kJ·mol?12NO2(g
)N2O4(g)ΔH2=?55.3kJ·mol?1则反应N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g
)的ΔH=_______kJ·mol?1。②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10?3×(kPa·min?1)。t
=62min时,测得体系中=2.9kPa,则此时的=________kPa,v=_______kPa·min?1。③若提
高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因
是________。④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计
算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2
O5NO3+NO2快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO3→2NO2快反应其中可近
似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是__________(填标号)。A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.
反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高4、【2017届全国Ⅲ卷】砷(As)是第
四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出砷的
原子结构示意图____________。(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和
单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________________________。
(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+O2(g)=H2O(l)
ΔH22As(s)+O2(g)=As2O5(s)ΔH3则反应
As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH=_________。(4)298K时,将20mL3xm
ol·L?1Na3AsO3、20mL3xmol·L?1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:(aq)+I2(aq
)+2OH?(aq)(aq)+2I?(aq)+H2O(l)。溶液中c()与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡
的是__________(填标号)。a.溶液的pH不再变化b.v(I?)=2v()c.c()/c()不再变化d.c(I?)=ym
ol·L?1②tm时,v正_____v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆_____tn时v逆(填“大于”“小于”
或“等于”),理由是_____________。④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为___________。5、【2
018届海南卷】过氧化氢(H2O2)是重要的化工产品,广泛应用于绿色化学合成.医疗消毒等领域。回答下列问题:(1)已知:H2(g)
+O2(g)=H2O(l)△H1=-286kJ·molˉ1H2(g)+O2(g)=H2O2(l)△H2=-188kJ·molˉ
1过氧化氢分解反应2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)的△H=______kJ·molˉ1。不同温度下过氧化氢分解反应的平
衡常数K(313K)_____K(298K)(填大于、小于或等于)。(2)100℃时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢24h的
分解率见下表:离子加入量(mg·Lˉ1)分解率%离子加入量(mg·Lˉ1)分解率%无02Fe3+1.015Al3+102Cu2+0
.186Zn2+1010Cr3+0.196由上表数据可知,能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是_______。贮运过氧化氢时
,可选用的容器材质为_________(填标号)。A.不锈钢B.纯铝C.黄
铜D.铸铁(3)过氧化氢的Ka1=2.24×10ˉ12,H2O2的酸性________H2O(填
大于、小于或等于)。研究表明,过氧化氢溶液中HO2-的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与pH的关
系如图所示。一定浓度的过氧化氢,pH增大分解率增大的原因是_____________:相同pH下,过氧化氢浓度越大分解率越低的原因
是___________。6、【2017届福建省质检】(氯化钴(CoCl2)可溶于水,常用作湿度和水分的指示剂,工业上也可用于制取
钴。(1)钴元素的常见化合价与铁元素相同。往CoCl2溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀,露置于空气中一段时间后,沉淀变为棕褐色
。①化合态钴的常见化合价有_______。②沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为_______________。(2)将C
oCl2溶于浓盐酸中能形成[CoCl4]2-,溶液中存在平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl2]2-+6H2OT℃时
,将0.025molCoCl2·6H2O溶于50mL12mol/L浓盐酸中,再加水稀释至100mL。溶液中c(Cl-)与温度
(T)的关系如右图所示。①T℃时,取10mL上述溶液稀释至l00mL,稀释后的溶液中c(Cl-)______0.6mol·L-
1(填“>”“=”或“<”)。②由图可知,上述反应的△H______0(填“>”“=”或“<”)。③根据A点数据,计算出T℃时
上述反应的平衡常数为________。(3)采用右下图所示装置(Ti-Ru电极为惰性电极)电解CoCl2溶液制取钴。Co能与强酸反
应产生H2,不利于Co的沉积,故电解过程中,CoCl2溶液的pH通常控制在3.9~4.2。①Co沉积在_______(填“Ti-R
u”或“Ti”)电极上。②CoCl2溶液中常含有少量Cu2+、Fe3+、Na+等,为提高产品的纯度和电流效率,电解前必须将其中的
_______(填离子符号)除去。③若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液,会使产率降低。其原因是_____________。7、
1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H(△H<0)(1)在一容积
为4L的密闭容器中,加入0.4mol的N2和1.2mol的H2,在一定条件下发生反应,反应中NH3的物质的量浓度变化情况如右图:
①根据右图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(H2)为________mol/(L·min)。②反应达到平衡后,第5分钟末,
保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为___________。A.0.20mol/LB
.0.12mol/LC.0.10mol/LD.0.08mol/L(2)某温度时,N2与H2反应
过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是A.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线B.在密闭容器中加入1molN2、3mol
H2,充分反应放出的热量小于92kJC.由图可知,断开1mol氮氮三键与1mol氢氢键吸收的能量和小于形成1mol氮氢
键所放出的能量D.反应物的总能量低于生成物的能量(3)哈伯因证实N2、H2在固体催化剂(Fe)表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝
尔奖。若用分别表示N2、H2、NH3和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用下图表示:①吸附后,能量状态最低的是(填字母
序号)。②由上述原理,在铁表面进行NH3的分解实验,发现分解速率与浓度关系如图。从吸附和解吸过程分析,c0前速率增加的原因可能是
;c0后速率降低的原因可能是。(4)已知液氨中存在:2NH3(l)NH2-+NH4+。用Pt电极对液氨进行电解也可产生H
2和N2。阴极的电极反应式是。8、甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO
2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)。(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的Δ
H=_______(用含字母的代数式表示)。(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H):n(CO)分别为2:
1、3:1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b
”)。(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂后
在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:反应时间/min0510152025压强/MPa12.610.89.58.
78.48.4则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为________,该温度下的平衡常数K为_______.(4)将CO
和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温
度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。T1、T2、T3由大到小的关系是_________,判断理由是___
_______________.(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图①石墨2为__________
(填“正“或“负“)极。②石墨1极发生的电极反应式为____________________________。【参考答案】1、【
答案】(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH+H+H2OCOOH+2H+OH(或H2OH+OH)(4
)0.0047bcad【详解】(1)H2还原氧化钴的方程式为:H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g)
;CO还原氧化钴的方程式为:CO(g)+CoO(s)Co(s)+CO2(g),平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数()高于CO还
原体系中CO的物质的量分数(),故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2;(2)721℃时,在密闭容器中将等物质的量的
CO(g)和H2O(g)混合,可设其物质的量为1mol,则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始(mol)1
100转化(mol)xxxx平衡(mol)1-x
1-xxx则平衡时体系中H2的物质的量分数=,因该反应为可逆反应,故x<1,可假设二者的还原倾向相等
,则x=0.5,由(1)可知CO的还原倾向大于H2,所以CO更易转化为H2,故x>0.5,由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量
分数介于0.25~0.50,故答案为C;(3)根据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换
的反应历程相对能量可知,CO(g)+H2O(g)的能量(-0.32eV)高于CO2(g)+H2(g)的能量(-0.83eV),故水
煤气变换的ΔH小于0;活化能即反应物状态达到活化状态所需能量,根据变换历程的相对能量可知,最大差值为:其最大能垒(活化能)E正=1
.86-(-0.16)eV=2.02eV;该步骤的反应物为COOH+H+H2O=COOH+2H+OH;因反应前后COO
H和1个H未发生改变,也可以表述成H2O=H+OH;(4)由图可知,30~90min内a曲线对应物质的分压变化量Δp=
(4.08-3.80)kPa=0.28kPa,故曲线a的反应在30~90min内的平均速率(a)==0.0047kPa·mi
n?1;由(2)中分析得出H2的物质的量分数介于0.25~0.5,CO的物质的量分数介于0~0.25,即H2的分压始终高于CO的分
压,据此可将图分成两部分:由此可知,a、b表示的是H2的分压,c、d表示的是CO的分压,该反应为放热反应,故升高温度,平衡逆向移动
,CO分压增加,H2分压降低,故467℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是b、c;489℃时PH2和PCO随时间变化关
系的曲线分别是a、d。2、【答案】(1)89.3(2)40%3.56×104BD(3)CD(4)Fe电极Fe+2=+H2↑(Fe+
2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑)水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH?,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2【详解】
(1)根据盖斯定律①-②,可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol;(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol,平衡时环戊烯反应了x
mol,根据题意可知;(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)增加的物质的量1mol1mol1
mol2mol1molxmol
2n×20%得x=0.4nmol,转化率为0.4n/n×100%=40%;(g)+I2(g)=(g)+
2HI(g)P(初)0.5×1050.5×10500ΔP0.5×105×40%
0.5×105×40%0.5×105×40%1×105×40%P(平)0.3×1050.3×1050.2×1050.
4×105Kp==3.56×104;A.T、V一定,通入惰性气体,由于对反应物和生成物浓度无影响,速率不变,平衡不移动,故A错误;
B.升高温度,平衡向吸热方向移动,环戊烯转化率升高,故B正确;C.增加环戊烯的浓度平衡正向移动,但环戊烯转化率降低,故C错误;D,
增加I2的浓度,平衡正向移动,环戊烯转化率升高,故D正确;(3)A.温度越高化学反应速率越快,单位时间内反应物浓度减少越多,则T1
(正)>v(逆),a点反应物浓度大于b点,故a点正反应速率大于b点,故C正确;D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6
mol/L,减少了0.9mol/L,因此生成二聚体0.45mol/L,故D正确。(4)根据阳极升失氧可知Fe为阳极;根据题干信息F
e-2e-=Fe2+,电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气,同时与亚铁离子结合生成二茂铁,故电极反应式为Fe+
2=+H2↑;电解必须在无水条件下进行,因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气,亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀。3、【答
案】(1)O2(2)53.130.06.0×10-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度
提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC【详解】(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂,硝酸银中只有氧元
素化合价会升高,所以氧化产物是氧气,分子式为O2;(2)①已知:ⅰ、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)△H1=-4
.4kJ/molⅱ、2NO2(g)=N2O4(g)△H2=-55.3kJ/mol根据盖斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到N2O5(g)=2
NO2(g)+1/2O2(g)△H1=+53.1kJ/mol;②根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:2,又因
为压强之比是物质的量之比,所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa×2=5.8kPa,则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa-5
.8kPa=30.0kPa,因此此时反应速率v=2.0×10-3×30=6.0×10-2(kPa·min-1);③由于温度升高,容
器容积不变,总压强提高,且二氧化氮二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高,所以若提高反应温度至35℃,则
N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)大于63.1kPa。④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,
根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa×2=71.6kPa,氧气是35.8kPa÷2=17.9kPa
,总压强应该是71.6kPa+17.9kPa=89.5kPa,平衡后压强减少了89.5kPa-63.1kPa=26.4kP
a,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa,二氧化氮对应的压强是71.6kPa
-26.4kPa×2=18.8kPa,则反应的平衡常数。(3)A、第一步反应快,所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率,A正
确;[来源:学+科+网ZB、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误;C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的
碰撞仅部分有效,C正确;D、第三步反应快,所以第三步反应的活化能较低,D错误。答案选AC。4、【答案】(1)(2)2As2S3+5
O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率(3)2△H1?3△H2?△H3(4)①a
c②大于③小于tm时生成物浓度较低④【详解】(1)砷是33号元素,原子核外K、L、M电子层均已经排满,故其原子结构示意图为。(2)
根据提给信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S,As2S3总共升高10价,根据得失电子守恒配平得2As2S3+5O2→4H
3AsO4+6S,再考虑质量守恒,反应前少12个H和6个O,所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该
反应加压时,能增加反应物O2的浓度,能够有效提高As2S3的转化速率。(3)根据盖斯定律,热化学反应As2O5(s)+3H2O(
l)=2H3AsO4(s)可以由反应①×2-反应②×3-反应③转化得到,则2△H1?3△H2?△H3。(4)①a.溶液pH不变时
,则c(OH?)也保持不变,反应处于平衡状态;b.根据速率关系,v(I?)/2=v(),则v(I?)=2v()始终成立,v(I?)
=2v()时反应不一定处于平衡状态;c.由于提供的Na3AsO3总量一定,所以c()/c()不再变化时,c()与c()也保持不变,
反应处于平衡状态;d.平衡时c(I?)=2c()=2×ymol·L?1=2ymol·L?1时,即c(I?)=ymol·L?1
时反应不是平衡状态。②反应从正反应开始进行,tm时反应继续正向进行,v正>v逆。③tm时比tn时浓度小,所以逆反应速率:tm。④反应前,三种溶液混合后,Na3AsO3浓度为3xmol·L?1×20/(20+20+20)=xmol·L?1,同理I2浓
度为xmol·L?1,反应达到平衡时,生成c()为ymol·L?1,则反应生成I?浓度c(I?)=2ymol·L?1,消耗、
I2浓度均为ymol·L?1,平衡时c()为(x?y)mol·L?1,c(I2)为(x?y)mol·L?1,溶液中c(OH?
)=1mol·L?1,K=(mol·L-1)-1。5、【答案】(1)-196小于(2)Cr3+B(3)大于
pH升高,c()增大,分解速率加快H2O2浓度越大,其电离度越小,分解率越小【详解】(1)已知:①H2(g)+O2(
g)=H2O(l)△H1=-286kJ·molˉ1②H2(g)+O2(g)=H2O2(l)△H2=-188kJ·molˉ1根据
盖斯定律,①×2-②×2得:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)的△H=2△H1-2△H2=-196kJ·molˉ1。该反
应为放热反应,温度升高,化学平衡常数减小,所以K(313K)率最大,所以能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是铬离子;过氧化氢具有氧化性,可以氧化其他金属,但铝表面可以生成致密的氧化铝薄
膜,阻止内部的铝继续腐蚀,因此长时间可以选纯铝容器来贮运过氧化氢,故选B。(3)Ka1>Kw,故H2O2电离出氢离子浓度大于水电离
出的氢离子浓度,故H2O2的酸性>H2O;pH增大,氢离子浓度减小,反应正向进行,HO2-的浓度增加,分解速率加快;过氧化氢浓度越
高,其电离程度越低,故分解率越小。6、(1)①+2、+3;②4Co(OH)2+2H2O+O2=4Co(OH)3(2)①>②>③
7.72×10-4(mol/L)-4(3)①Ti②Cu2+、Fe3+③OH-在阳极放电,使溶液的pH降低7、【答案】(1)①
0.0375mol/(L·min)②AC(2)AB(3)①C;②氨的浓度增加,催化剂表面吸附的氨分子增多,速率增大达到一定
浓度后,氨分子浓度太大阻碍N2和H2的解吸。(4)2NH3+2e-=H2+2NH2-或2NH4++2e-=H2↑+2
NH3【解析】试题分析:(1)①根据图像分析,平衡时氨气的浓度为0.1mol/L,时间为4分钟,所以依据反应速率比等于化学计量数
比得到氢气的反应速率==0.0375mol/(L·min)。②该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,则氨气的物质的量浓度
不可能为0.2mol/L,温度改变平衡一定发生移动,则氨气的物质的量浓度不可能为0.1mol/L,所以选AC。(2)A、加入催化剂能降低反应所需的活化能,b所需活化能较小,所以b是加入催化剂的反应,正确;B、在密闭容器中加入1摩尔氮气3摩尔氢气,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化,则充分反应放出的热量小于92kJ,正确;C、由图可知,该反应时放热反应,断开1摩尔氮氮三键与3摩尔氢氢键吸收的能量和小于形成3摩尔氮氢键所放出的能量,错误;D、该反应时放热反应,反应物的总能量高于生成物的能量,错误。故选AB。(3)①由于化学键的断裂要吸收能量,故活化状态B的能量高于初始状态A的能量,而此反应为放热反应,故初始状态A的能量高于末态C的能量,故C的能量最低。②c0前氨的浓度增加,导致反应速率加快,c0后由于氨分子浓度太大阻碍氮气和氢气的解吸,故反应速率减慢。(4)阴极上氨气或铵根离子得电子发生还原反应,电极反应为2NH3+2e-=H2+2NH2-或2NH4++2e-=H2↑+2NH3。8、【答案】(1)(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1(2)曲线a(3)0.0125mol·L-1·min-14(4)T3>T2>T1压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1(5)①正②CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+【详解】(1)已知反应热ΔH=反应物的键能和-生成物键能和,则2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)的反应热ΔH=(2a+b)kJ/mol-(3c+d+e)kJ/mol=(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1;(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大,故曲线a表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线;(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol=2mol,设反应中参加反应的CO的物质的量为xmol,则:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)起始物质的量(mol)210变化物质的量(mol)2xxx平衡物质的量(mol)2-2x1-xx故(2-2x)+(1-x)+x=2,解得x=0.5,则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为=0.0125mol·L-1·min-1;该温度下的平衡常数K===4;(4)已知CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH<0,平衡时温度升高平衡逆向移动,CO的体积分数增大,由图示可知压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1;(5)①石墨2通入O2,发生还原反应生成H2O,而原电池的正极发生还原反应,则石墨2为正极;②石墨1为燃料电池的负极,甲醇被氧化生成CO2,发生的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。福建省普教室推送《高中化学课程复习指导》第1页
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