高考化学总复习 跳出题海15大秘诀 12“压强”在高考化学试题中的应用（含解析）.doc

12“压强”在高考化学试题中的应用有气体参与的化学反应、化工生产要达到理想效果，控制反应体系气体的压强也是关键技术之一。因此，每年高考题都会涉及这部分内容，也是高考化学卷的热点、难点。本文探讨的就是高考化学题中的有关“压强”问题。一、化学实验中的“压强”1. 影响实验装置的“压强”例1 （2014 山东31节选）工业上常利用含硫废水生产na2s2o35h2o，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。烧瓶c中发生反应如下：na2s（aq）+h2o（l）+so2（g）=na2so3（aq）+h2s（aq） （i）2h2s（aq）+so2（g）=3s（s）+2h2o（l） （ii）s（s）+na2so3（aq）na2s2o3（aq） （iii）（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置b中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若 ，则整个装置气密性良好。装置d的作用是 。【答案】（1）液柱高度保持不变；防止倒吸；【点拨】在设计实验装置时，除以上两种（气密性检验，气体冷热不均）会造成气体压强变化外，还有气流快慢，气体极易溶于水等会造成气体压强变化；如例1中b装置的长颈漏斗，在实验过程中也是个安全瓶（防倒吸），能调节因气流快慢不同而造成的气体压强变化。还有恒压分液漏斗的设计等等。2. 影响实验操作的“压强”例2 （2015江苏21节选）b实验化学实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛（实验装置见下图，相关物质的沸点见附表）。其实验步骤为：步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水alcl3、1，2二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60，缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10%nahco3溶液洗涤。步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水mgso4固体，放置一段时间后过滤。.步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。（5）步骤4中采用减压蒸馏技术，是为了防止_。附表 相关物质的沸点（101kpa）物质沸点/物质沸点/溴5881，2-二氯乙烷835苯甲醛179间溴苯甲醛229【答案】（5）间溴苯甲醛被氧化。【点拨】.因为压强会影响气体体积，所以在气体的收集与体积测量操作时，必须注意气体内外压强的相等。如以下量气装置。因为压强会影响气、液体的流动，所以操作时要注意气压的平衡，如分液漏斗打开活塞放液体之前，必须打开顶塞（或使顶塞上的凹槽与边缘上的小孔对齐）。再如恒压分液漏斗的设计，见图。因为压强会影响物质的性质，所以在混合物的分离、提纯操作时，会有加压或减压操作，如减压蒸发，减压蒸馏，加压升温结晶等，见例2。3影响实验现象的“压强”例3 （2016 全国26节选）氮的氧化物（nox）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用nh3将nox还原生成n2。某同学在实验室中对nh3与nox反应进行了探究。（2）氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的充入注射器x中，硬质玻璃管y中加入少量催化剂，充入（两端用夹子夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开，推动注射器活塞，使x中的气体缓慢通入y管中y管中 反应的化学方程式 .将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温y管中有少量水珠生态的气态水凝聚打开 【答案】（2）气体红棕色逐渐变浅；溶液倒吸入y管；当产物中的为液体时，反应过程中气体的总物质的量减小，恢复原体积后装置中气压小于大气压。【点拨】有气体参与的化学反应，实验过程中伴随气体物质的消耗和生成，使得反应体系的压强发生改变，进而影响实验现象。如2015广东33题（2）按图13装置进行nh3性质实验。先打开旋塞1，b瓶中的现象是产生白色的烟；原因是先打开旋塞1，氯化氢与氨气挥发出来，氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒，氯化铵小颗粒形成白烟。再打开旋塞2，b瓶中的现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到b瓶中，是因为气体参与反应后使得烧瓶内的压强变小，打开旋塞2后，大气压就会把烧杯中的溶液压到烧瓶中来，同时由于a中的hcl不可能全部进入b中，a中hcl过量，就算不能完全进入瓶，中的氨气也应能完全反应，形成氯化铵，石蕊溶液进入b中，b中的nh4cl溶于石蕊溶液，溶液显酸性，所以石蕊试液显红色。二、化学原理中的“压强”1. 利用阿伏伽德罗定律解答化学平衡中的“压强”.例4（2015江苏15）在体积均为1.0l的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molco2和0.2molco2，在不同温度下反应co2(g)c(s)2co(g)达到平衡，平衡时c(co2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是（ ）a反应co2(g)c(s)2co(g) s0、h2p总（状态）c体系中c(co)：c(co，状态)v逆（状态)【答案】b c在体积均为1.0l的恒容密闭容器中p总（状态）是由（0.06+0.07）mol气体粒子产生的，p总(状态) 是由（0.26+0.07）mol气体粒子产生的，根据阿伏伽德罗定律，恒温恒容条件下压强之比等于气体物质的量之比；加上温度的影响，p总(状态)2p总（状态），故正确。c、在恒温恒容条件下，状态可以看作先通0.1molco2，平衡后与状态co的浓度相等，再通入0.1molco2，建立相同的平衡，状态 co的浓度等于2倍状态，但压缩体积后，相当增大压强，平衡逆向移，因此c(co，状态) c(co，状态)2c(co，状态)，故正确。d、温度越高，反应速率越快，v逆（状态）v逆（状态)，故错误。【点拨】理想气体方程：pv=nrt，由阿伏伽德罗定律可知：恒温恒容条件下压强之比等于气体物质的量之比。2. 利用勒夏特列原理解答平衡移动中的“压强”例5（2015全国27）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为co、co2和h2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：co(g)+2h2(g)ch3oh(g) h199kjmol-1co2(g)+3h2(g)ch3oh（g）+h2o(g) h2-58kjmol-1co2(g)+h2(g)co(g)+h2o(g) h341kjmol-1回答下列问题：（3）合成气的组成n(h2)/n(co+co2)2.60时，体系中的co平衡转化率（）与温度和压强的关系如图2所示。（co）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为 ，其判断理由是 。【答案】（3）减小；升高温度时，反应为放热反应，平衡逆向移动，使得体系中co的量增大；反应为吸热反应，平衡正向移动，也使得体系中co的量增大；总结果，随温度升高，使co的转化率降低；p3p2p1；相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升co的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生co的量不受压强影响，故增大压强时，有利于co的转化率升高【点拨】在应用“有关压强的勒夏特列原理”时，还需提醒考生的是：压强改变的本质最终还是气体粒子浓度的改变。如在一个可移动活塞的容器中进行如下反应：co(g)+2h2(g)ch3oh(g)，反应达到平衡后，保持容器内的温度和压强不变，加入少量氦气，如何分析平衡的移动？ 加入少量的氦气，反应容器体积增大，反应体系中各气体的浓度都减少且减少相同倍数。设co、h2、ch3oh原平衡中的浓度为：c(co)、c(h2)、c(ch3oh)；新平衡中的浓度为：且有、因为b1，所以k。因为温度不变，k值不变，平衡逆向移动。3. kp中的“压强”例6 如图所示，a 是恒容的密闭容器，b 是一个体积可变的充气气囊。保持恒温，关闭k2， 通过k1、k3分别向a、b 中充入2mol no 和1 mol o2混合气体，发生的反应为2no(g)+ o2(g) 2no2 (g) 不考虑2no2 (g) n2 o4 (g) ，起始时a、b的体积相同均为a l。 t时，a 容器中反应达到平衡时的平衡常数kp = 8102 （kpa) 1 。若a 容器中反应达到平衡时p(no2) = 200kpa，则平衡时no的转化率为 。 （kp 是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数，分压=总压物质的量分数） t时，b容器中，反应达到平衡后v(b) 7/9a l（填“”、“”或“”）。若平衡后v(b)=0.7a l，打开k2，一段时间后达到新平衡，v(b)= l。【答案】 66.7 ，0.4a平衡时，b容器中气体粒子的总物质的量为7/3mol，按起始压强计算气体体积为：7/9al。考虑b容器反应的实际条件是恒温（t）恒压（大气压）；a容器反应的实际条件是恒温（t）恒容（a l），压强小于大气压。因此，t