江苏省2013届高三化学题型专题复习：专题六 信息探究题.doc

江苏省2013届高三化学题型专题复习专题六、信息探究题【考点梳理】2012年202011年202010年182009年17题2008年18H的求算热化学方程式的书写与盖斯定律的考查电极制备工艺中化学反应的分析化学化工与环境保护的做法光合作用与清洁能源知识金属碳化物水解反应式书写工业流程中条件控制的分析书写电极制备过程的化学方程式反应化学方程式原子利用率的认识工业冶炼过程中保护气的使用从信息分析书写化学方程式工业产品用途的分析从表格数据综合分析反应在一定条件下速率变化的原因文献新信息根据题意书写反应式依据反应方程式的计算依题给信息分析反应中相关条件影响的关系图确定曲线对应的物质依据信息书写陌生环境下的化学方程式从题给信息书写陌生反应离子方程式依图确定反应的催化剂新信息：X-射线衍射谱图的分析与解答工业制备中对应的电解过程中电极反应的书写分析工业过程中副产品的成分并写出化学式依图分析催化剂对反应速率的影响电板或电池反应式书写依信息书写陌生条件下的化学方程式以上表中统计结果表明，本题型涉及：元素化合物性质，主要为根据信息内容书写化学方程式或离子方程式；热化学方程式、盖斯定律以及电化学知识，其中最主要的考点常常落在热化学方程式和电极反应方程式的书写上；图、表的分析并提取信息回答相关的问题等。本题的难点即在于信息的获得及再加工，它是以化学综合知识为载体具体运用到实际生产或最新科研成果的典型综合试题，属于较难题型，其中个别填空为难题。【命题趋势】从近几年江苏信息综合题考题的发展趋势来看，仍将延续反应热与盖斯定律综合、氧化还原方程式的分析与书写；化学平衡及电化学综合；一些先进制备工艺中涉及实验操作名称及实验目的的考查等等。这类题目常常加入一些新信息和最新科技成果往往给人耳目一新的感觉，但也正因为信息新而在考生的心理上留下很重的负担。如2012年江苏第20题中考到固体物质X-射线衍射谱图，图中的衍射角，衍射角等名词，2010年从电池电极的制备引入许多信息下的离子反应化学反应的书写及对成份原理的分析，会给考生带来不小压力。也会干扰考生对问题本质分析的一步到位。预计这类含新信息的题型仍是第20题的主要命题点，此外仍将会综合热学、电学、元素化学、氧化还原、工业制备等方面的知识点，以一个全面考查综合知识的形式来呈现。所以必须在复习时帮助学生将该拿的分数拿到，太综合的信息分析则要看学生的综合素质和应变能力了。【真题再现】【2010年江苏高考18】正极材料为LiCoO2的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80真空干燥、高温成型而值得。共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是 。共沉淀反应的化学方程式为 。高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能 。（2）废旧锂离子电池的之极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。在上述溶解过程中，S2O32，LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为 。 Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290时已完全脱水，则1000时，剩余故土成分为 （填化学式）；在350400范围内，剩余故土成分为 （填化学式）。【参考答案】（1）Fe2+ 在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可）(NH4)2Fe(SO4)2LiOHH3PO4LiFePO42NH4HSO4H2O与空气中O2反应，防止LiFePO4中Fe2+被氧化（凡合理答案均可）（2）8LiCoO2Na2S2O311H2SO44Li2SO48CoSO4Na2SO411H2OCoO Co2O3、 Co3O4【分析】本题是以化学与社会生活节能环保中电动车电极为背景的综合题，广泛涉及便携式电源正极材料生产、工艺原理、化学反应、废旧回收等环节中涉及的化学问题，从化学的角度解决生产工艺中的技术问题上。这些生产工艺中的技术涉及的化学反应似乎与目前学生所具备的化学知识还有一定距离，属于较难题。【典型错误】（1）较多的错误是认为两者同时混和会生成Fe(OH)2沉淀，此外答成其他的也很多；共沉淀反应的化学方程式中产物会出现(NH4)2SO4、Li2SO4等物质加入少量活性炭黑的作用不知道如何回答。有说成当填料的，也有认为代替LiFePO4燃烧掉的，各种说法不一而足。（2）中反应的化学方程式书写出现的错误主要为氧化产物和还原产物的确定错误，其次为不能正确配平，缺乏计算能力与耐心，而出现不应该有的比例原子个数比的错误。【2012年江苏20】铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H=a kJmol13AlCl(g)=3Al(l)AlCl3(g) H=b kJmol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H= kJmol1 (用含a、b的代数式表示)。Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式 。(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为：Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。在6.0molL1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 。在0.5 molL1 NaOH和1.0 molL1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X-射线衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。(3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应的化学方程式为： 。【参考答案】(1)ab Al4C312HCl=4AlCl33CH4(2)防止Mg Al被空气氧化 52 mol Al(3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O【分析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。【典型错误】Mn2基态的电子排布式错写成原子的电子排布，极少数出现先失去能量最高的d电子，而错写成Ar3d34s2；将NO3- 的空间构型写成三角锥形；这一错误主要是没有掌握价层电子对的计算方法所致；不会根据“增减找邻”的原则寻找与CO等电子体的N2,而无法确定C、O之间的三键；配位键的书写不规范，不知道配位原子是“O”原子，而出现以H原子配位成键的表达式。【2008年江苏高考18】“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有： （填字母）a减少化石燃料的使用 b植树造林，增大植被面积c采用节能技术 d利用太阳能、风能将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如： a6CO26H2OC6H12O66O2 bCO23H2CH3OH H2OcCO2CH4CH3COOH d2CO26H2CH2CH24H2O以上反应中，最节能的是 ，原子利用率最高的是 。文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下：反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO2转化为CH4的中间体， 即：CO2HCOOHCH4写出产生H2的反应方程式 。由图可知，镍粉是 。（填字母）a反应的催化剂 b反应的催化剂c反应的催化剂 d不是催化剂当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，反应速率的变化情况是 。（填字母）a反应的速率增加，反应的速率不变b反应的速率不变，反应的速率增加c反应的速率均不变d反应的速率均增加，且反应的速率增加得快e反应的速率均增加，且反应的速率增加得快f反应的速率减小，反应的速率增加【答案】abcd a c 3Fe4H2OFe3O44H2 c e【典型错误】该题型的典型错误有关热反应中盖斯定律应用及计算出错；电极反应书写出错（或阴阳极、正负极反应写理弄反，或电子得失不分等类似错误）；复杂反应产物的确定不能完成；无法解读图、表含义，对给予的信息无法正确使用导致无法完成题目填空等等。【思路方法】这种题型涉及知识面广，考查的知识点多，所以总体难以捕捉具体的解题套路。但仔细分析近五年江苏试题及各大市模拟题的命题思路，主要有这几种得分点要争取复习到位，让学生得分：（1）考查反应热与盖斯定律的应用；（2）电化学中的“电极”和“电极反应”的分析及相应的电极反应书写及电解或电池总反应；（3）从基础的氧化还原概念出发，强化氧化还原反应中四种物质的分析确定，提升反应的“氧化还原素养”，把高考中最常见的氧化剂与还原剂的强弱排序交给学生，使其融会贯通，应用于所有关于氧化还原的解题过程中，这样学生的能力自会慢慢提升。（4）对一些复杂信息的加工分析与处理，应将在后阶段复习中多多关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在后阶段复习的第一位！这样会让学生在此类题目中尽可能多地拿到分数。（5）此外还可精选高考真题以及各地模拟题中的仿真题加强练习，让学生开掘思维开阔眼界从模仿到入门，从入门到掌握，从掌握到升华，通过优化思路最终能基本驾驭这种题型的解题方法，取得满意的分数。【拓展练习】1、（2011年江苏高考20)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H206.2kJmol1CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H247.4 kJmol12H2S(g)2H2(g)S2(g) H169.8 kJmol1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是 。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式： 。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是 。 (4)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。 (5)Mg2Cu是一种储氢合金。350时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。【参考答案】(1)CH4(g)2H2O(g) CO2(g) 4H2(g) H165.0 kJmol1(2)为H2S热分解反应提供热量 2H2SSO2 2H2O3S (或4H2S2SO24H2O3S2) (3)H、O（或氢原子、氧原子） (4)CO(NH2)28OH6eCO32N26H2O (5)2Mg2Cu3H2 MgCu23MgH22、（2009年江苏高考17）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是 （填字母）。A热裂解形成燃油 B露天焚烧C作为有机复合建筑材料的原料 D直接填埋用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知： Cu(s)2H(aq)Cu2(aq)H2(g) H64.39KJmol-1 2H2O2(l)2H2O(l)O2(g) H196. 46KJmol-1 H2(g)O2(g)H2O(l) H285. 84KJmol-1 在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的热化学方程式为 。控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3 .0 molL1 H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。温度（）20304050607080铜平均溶解速率（10-3 molL1min1）7.348.019.257.987.246.735.76 当温度高于40时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是 。在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是 。【答案】BDCu(s)H2O2(l)2H(aq)Cu2(aq)2H2O(l) H 319.68KJmol1H2O2分解速率加快2Cu2SO322ClH2O2CuClSO422H3.（2012广东理综化学卷31）碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50molL-1KI、0.2淀粉溶液、0.20molL-1K2S2O8、0.10molL-1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：.向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的 耗尽后，溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为：n（S2O32-）：n（S2O82-） 。.为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：（1）表中Vx= mL，理由是 。（2）已知某条件下，浓度c（S2O82-）反应时间t的变化曲线如图13，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82-）t的变化曲线示意图（进行相应的标注）（3）碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为： 2Li（s）+I2（s）=2LiI （s） H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s） H14 LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s） H2则电池反应的H= ；碘电极作为该电池的 极。【答案】. Na2S2O3，”、“=”或“”、“=”或“”）。300时该反应的平衡常数K= （用含字母的代数式表示）。（3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。该燃料电池负极的电极反应式为：CH3OCH3一12e-+16OH- =2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。【答案】7（2012盐城市摸底20）氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点成为最有前途的新能源，制氢和储氢方法很多。 (1)直接热分解法制氢：属于吸热反应的是： (选填：A、B、C、D) 某温度下，H2O H2(g)+12O2(g)，平衡常数K= (用含K1、K2、K3、K4表达)(2)热化学循环制氢：则H2O H2(g)+12O2(g)，H=_KJ/mol(3) 光电化学分解制氢，其原理如右图。 钛酸锶光电极的电极反应为4OH一+4hvO2+2H2O，则铂电极的电极反应为_。(4)生物质制氢，若将生物质气化炉中出来的气体主要有CH4、CO2、H2O(g)、CO及H2在1.01105Pa下，进入转换炉，改变温度条件，各成分的体积组成关系如右图所示。下列有关图象的解读正确的是A利用CH4与H2O(g)及CO2转化为合成气CO和H2理论上是可行的BCH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，都是放热反应C CH4与CO2及H2O(g)转化为合成气CO和H2适宜温度约900 D图象中曲线的交点处表示反应达到平衡 (5)LiBH4由于具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种单质，试写出反应的化学方程式： 。【答案】8铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。（1）铝元素在元素周期表中的位置是 。（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如右图所示。该电池的总反应化学方程式为 ；电池中NaCI的作用是 。以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反应式为 。某铝一空气电池的效率为50%，若用其作电源电解500mL的饱和NaCI溶液，电解结束后，所得溶液（假设溶液电解前后体积不变）中NaOH的浓度为03 molL1，则该过程中消耗铝的质量为_ 。（3）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂，聚氯化铝也被用于城市污水处理。氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则其结构式为 。将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式 。【答案】9无论从经济的发展还是人类的进步而言，合成氨的发明都是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。以下是与NH3相关的工业过程示意图。已知CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) H = - 890kJ/mol 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H = - 566.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) H = -571.6 kJ/mol（1）请写出CH4(g)与O2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学反应方程式 。（2）在生产过程中，会涉及H2和CO2的分离。你认为可取的方法是 。a. 在加压条件下用水吸收CO2 b. 用NaOH溶液吸收CO2 c. 加压，使CO2液化并说明你的理由： 。（3）NH3作为一种富氢化合物，因其具有良好的产业基础，且价格低廉，成为人们关注的重点。直接供氨式燃料电池在碱性条件下的负极反应为 。（4）合成尿素的反应是分作两步进行的： 2CO2（g）+ NH3（g）H2NCOONH4（aq） H = - 159.47kJ/mol (氨基甲酸铵)H2NCOONH4（aq）CO(NH2)2（aq）+ H2O（l） H = + 28.49kJ/mol在生产条件下，单位时间内获得尿素的产量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如右图所示。生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳配比为 ，而实际实际生产条件下，往往使n(NH3):n(CO2)3，这是因为 、 。在得到的尿素溶液中会含有少量的氨基甲酸铵，除去这种杂质最简便的方法是 。（5）将氨分为两部分，一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸，另一部分又与HNO3反应生成NH4NO3。若HNO3与NH3的反应是完全的，有标准状况下50LNH3经上述反应过程生成84g NH4NO3。则NH3逐级转化为HNO3的转化率为_。【参考答案】（1）2CH4(g) + O2(g) = 2CO(g) + 4H2(g) H = -70.8 kJ/mol（2）c，因为CO2的熔沸点比H2高，且在常温条件下经加压，CO2可液化，此法较为节约资源，有利于环境保护。（解释：在不存在氢键的条件下，分子的相对分子质量与相应物质的熔沸点有相关性，可以推测CO2的熔沸点较高，且常温下CO2可以干冰的形式存在，说明常温下CO2经加压可以直接液化，从而很简便地实现与H2的分离）（3）2NH3 + 6OH- -6e- = N2 + 6H2O（4）2:1。有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水，便于分离、回收利用。加热（解释：因为生成氨基甲酸铵的反应是强烈放热反应，而第二步生成尿素的反应是一个温和的吸热反应，因此加热将有利于氨基甲酸铵的分解，但是不会显著影响氨基甲酸铵的稳定性）。（5）88.8%10氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。（1）直接热分解法制氢。某温度下，H2O(g) H2(g)+1/2O2(g)。该反应的平衡常数表达式为K= 。（2）热化学循环制氢。制备H2的反应步骤如下：Br2(g) + CaO(s) = CaBr2(s) + 1/2O2(g) H=73 kJmol-1 3FeBr2(s) + 4H2O(g) = Fe3O4(s) + 6HBr(g) + H2(g) H=+384 kJmol-1CaBr2(s) + H2O (g) = CaO(s) + 2HBr(g) H=+212 kJmol-1 Fe3O4(s)+8 HBr(g) = Br2(g) + 3FeBr2(s) + 4H2O(g) H=274 kJmol-1则 H2O(g) H2(g)+1/2O2(g) H = kJmol1。（3）光电化学分解制氢，其原理如右图。钛酸锶光电极的电极反应为：4OH-4e- O2+2H2O，则铂电极的电极反应为 。（4）水煤气法制氢。CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g) H 0，在850时，K=1。 若升高温度到950时，达到平衡时K 1（填“”、“”或 “”）。 850时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2 和x mol H2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 。（5）甲烷制氢。将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O (g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应：CH4(g) + H2O (g)CO (g) + 3H2(g)。测得达到平衡所需的时间为5 min，CH4的平衡转化率为50%，则用H2表示该反应的平均反应速率为 。（6）LiBH4具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种非金属单质。该反应的化学方程式为 。【答案】（1）K= （2）249（3）2H2O + 2e = H2+ 2OH(或2H+2e=H2) （4） x 3 （5）0.003 molL1 min1 （6）2LiBH42 LiH2B3H2 （每空2分）11.二甲醚（CH30CH3，沸点为-24.9）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的C02在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：（1）已知：CH3OCH3(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为：H= -145