【创新设计】（江苏专用）高考化学二轮题型专攻 微题型18 化学反应原理综合题（含新题含解析）.doc

【创新设计】（江苏专用）2015高考化学二轮题型专攻 微题型18 化学反应原理综合题（含新题，含解析）题型专练1硫、硫化物和硫酸盐在自然界中都存在。(1)硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：4fes2(s)11 o2(g)2fe2o3(s)8so2(g)h3 412 kjmol12so2(g)o2(g)2so3(g)h196.6 kjmol1so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130.3 kjmol1理论上，用fes2为原料生产2 mol h2so4(l)所释放的热量为_kjmol1。(2)硫酸生产过程中会产生硫酸渣，其成分主要为fe(约55%)、cao和cas(约16%)、sio2(约11%)、mgo(约6%)、al2o3(约10%)。一种利用硫酸渣制备绿矾(feso47h2o)的工艺流程如下：几种离子沉淀的ph开始沉淀的ph沉淀完全的phal33.24.4fe26.38.4ca211.8mg28.810.8回答下列问题：上述流程中加入铁屑时反应的离子方程式为_。上述制备过程中加入cao调节ph4.5时，产生沉淀的主要成分为_。精制feso47h2o前，需向滤液中加入h2so4调节ph，其目的是_。研究发现，其他条件相同，结晶温度在70 左右时硫酸亚铁纯度最高。分析温度大于70 时，硫酸亚铁纯度降低的主要原因可能为_。(3)h2s是一种无色、有毒且有恶臭味的气体。煤的低温焦化，含硫石油开采、提炼，橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有h2s产生。某研究小组设计了一种硫化氢空气燃料电池，总反应为2h2so2=2s2h2o，简易结构如图所示。硫化氢应通入到电极_(填“a”或“b”)b极发生的电极反应式为_。解析(1)根据盖斯定律可得，以fes2为原料生产h2so4(l)总的热化学方程式是2fes2(s)o2(g)4h2o(l)=fe2o3(s)4h2so4(l)h2 620.4 kjmol1，生产2 mol h2so4(l)所释放的热量为1 310.2 kjmol1。(2)硫酸渣酸溶后的溶液中含ca2、fe2、fe3、al3、mg2、h，加入铁屑，与fe3、h反应。ph4.5时al3生成沉淀，同时也有caso4沉淀生成。(3)由电子流动方向可知b电极为负极，再根据总方程式，h2s是还原剂，是负极反应物，发生氧化反应。答案(1)1 310.2(2)fe2h=fe2h2，fe2fe3=3fe2caso4、al(oh)3抑制fe2水解fe2被氧化成fe3的量增多(3)bh2so22e=sh2o2研究和深度开发co、co2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。(1)co可用于炼铁，已知：fe2o3(s)3c(s)=2fe(s)3co(g)h1489.0 kjmol1，c(s)co2(g)=2co(g)h2172.5 kjmol1。则co还原fe2o3(s)的热化学方程式为_。(2)分离高炉煤气得到的co与空气可设计成燃料电池(以koh溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式：_。(3)co2和h2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)。测得ch3oh的物质的量随时间的变化如图所示。曲线、对应的平衡常数大小关系为ki_k。(填“”、“”或“k。甲容器中， co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)起始/mol1300变化/molx3xxx平衡/mol1x33xxx1x33xxx40.8x0.4 mol乙容器中， co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)起始/molabcc相当/molca3cb00由等效平衡可知：ca13cb3由反应逆向进行可知，c0.4又由极限法可知0.4c，故速率。(5)由图乙小于300 时，催化剂活性和乙酸的生成速率相同的变化趋势，大于300 ，乙酸乙酸的生成速率增大，催化剂活性下降，故乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是大于300 。cu2al2o4中cu为1价，可被hno3氧化。答案(1)fe2o3(s)3co(g)=2fe(s)3co2(g)h28.5 kjmol1(2)co4oh2e=co2h2o(3)0.4(5)300 400 3cu2al2o432h2no=6cu26al32no16h2o3一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：4co(g)fe3o4(s)=4co2(g)3fe(s)ha kjmolco(g)3fe2o3(s)=co2(g)2fe3o4(s)hb kjmol1反应3co(g)fe2o3(s)=3co2(g)2fe(s)的h_kjmol1(用含a、b的代数式表示)。(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。第一步：2ch3oh(g)hcooch3(g)2h2(g)h0第二步：hcooch3(g)ch3oh(g)co(g)h0第一步反应的机理可以用图1表示，中间产物x的结构简式为_。图1在工业生产中，为提高co的产率可采取的合理措施有_。(3)为进行相关研究，用co还原高铝铁矿石，反应后固体物质的x射线衍射谱图如图2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)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为_。图2图3(4)某催化剂样品(含ni2o340%，其余为sio2)通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用co将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的ni与co结合成ni(co)4(沸点43 )，并在180 时使ni(co)4重新分解产生镍单质。上述两步中消耗co的物质的量之比为_。(5)为安全起见，工业生产中需对空气中的co进行监测。粉红色的pdcl2溶液可以检验空气中少量的co。若空气中含co，则溶液中会产生黑色的pd沉淀。每生成5.3 g pd沉淀，反应转移的电子数为_。使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中co含量，其结构如图3所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为_。解析(1)由目标反应中没有fe3o4，故根据盖斯定律可知，(2)/3即得目标反应，故h(2ab)/3 kjmol1。(2)由图示的过程可以看出，先是甲醇分解生成了h2和x，然后x与甲醇反应生成了h2和hcooch3，由此可以根据原子守恒得到中间产物x为甲醛，即hcho。由甲醇为反应原料生成co的两步反应都是气体物质的量增大的反应，同时又都是吸热反应，所以为了提高co的产率应使反应向右进行，应采用的方法是升高温度，降低压强。(3)由衍射图可以看出生成的产物比较多，但是其中能与盐酸反应生成两种盐的只能是feal2o4。(4)由题目描述，首先是由co还原三氧化二镍生成了粗镍，其反应方程式式为ni2o33co,2ni3co2，然后再使ni与co反应生成ni(co)4，反应方程式为ni4co=ni(co)4由两个反应式可知在镍相同的情况下co的物质的量之比为38。(5)生成5.3 g pd，也就是0.05 mol pd，从化合价变化看，pd是从2价转化成了0价，即转移了两个电子，所以生成0.05 mol pb 转移的电子物质的量为0.1 mol，即电子数为0.1 na。答案(1)(2ab)/3(2)hcho升高温度，降低压强(3)feal2o48h=fe22al34h2o(4)38(5)6.021022个或0.1nacoh2o2e=co22h4质子交换膜燃料电池广受关注。(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的h2通常来自水煤气。已知：c(s)1/2o2(g)=co(g)h1110.35 kjmol12h2o(l)=2h2(g)o2(g)h2571.6 kjmol1h2o(l)=h2o(g)h344.0 kjmol1则c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h4_。(2)燃料气(流速为1 800 mlh1；体积分数为：50%h2,0.98%co,1.64%o2,47.38%n2)中的co会使电极催化剂中毒，使用cuo/ceo2催化剂可使co优先氧化而脱除。160 、cuo/ceo2作催化剂时，co优先氧化反应的化学方程式为_。灼烧草酸铈ce2(c2o4)3制得ceo2的化学方程式为_。在cuo/ceo2催化剂中加入不同的酸(hio3或h3po4)，测得燃料气中co优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。加入_(填酸的化学式)的cuo/ceo2催化剂催化性能最好。催化剂为cuo/ceo2hio3,120 时，反应1小时后co的体积为_ml。(3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。该装置中_(填“a”或“b”)为电池的负极，负极的电极反应式为_。解析(1)由盖斯定律可知，h4h1h3h2131.45 kjmol1。(2)草酸盐分解成co、co2气体。由图1可以看出，加入hio3时cuo/ceo2催化活性量好。反应前，v(co)1 800 ml0.98%17.64 ml，反应1小 时后剩余的v(co)17.64 ml(180%)3.528 ml。(3)从装置图看，h由a极区进入b极区，电子由a极流出，故a是负极。甲酸是可燃物，作负极材料，发生氧化反应，其负极反应式hcooh2e=co22h。答案(1)131.45 kjmol1(2)2coo22co2ce2(c2o4)3高温,2ceo24co2co2hio33.528(3)ahcooh2e=co22h5铅及其化合物在工业生产及日常生活中都具有非常广泛的用途。(1)瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：2pbs(s)3o2(g)=2pbo(s)2so2(g)ha kjmol1；pbs(s)2pbo(s)=3pb(s)so2(g)hb kjmol1；pbs(s)pbso4(s)=2pb(s)2so2(g)hc kjmol1。反应3pbs(s)6o2(g)=3pbso4(s)h_kjmol1(用含a、b、c的代数式表示)。,(2)还原法炼铅，包含反应pbo(s)co(g)pb(s)co2(g)h，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表。温度/3007271 227lg k6.172.871.24该还原反应的h_0(填“”、“”或“”)；当lg k1且起始时只通入co(pbo足量)，达平衡时，混合气体中co的体积分数为_。(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常是ca/pbso4热电池，其装置如图甲所示，该电池正极的电极反应式为_。(4)pbi2可用于人工降雨。取一定量的pbi2固体，用蒸馏水配制成t 饱和溶液，准确移取25.00 ml pbi2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂rh(发生：2rhpbi2=r2pb22h2i，用250 ml洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图乙)。加入酚酞指示剂，用0.002 5 moll1 naoh溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00 ml。可计算出t 时 pbi2的ksp为_。(5)铅易造成环境污染，水溶液中铅的存在形态主要有6种，它们与ph关系如图丙所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与ph关系如图丁所示。常温下，ph67时，铅形态间转化的离子方程式为_。用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于_(填铅的形态的化学式)形态。解析(1)依据盖斯定律，将223，即可得所求反应的h。(2)lgk与k为增函数关系，从表中数据知，温度越高，k越小，说明正反应放热。lgk1，得k10。设开始时通入co为a moll1，达平衡时转化了x moll1，则平衡时，co为(ax)moll1，co2为x moll1，由k10，解得9.09%。(3)由电池的装置图分析知，ca作为负极，失去电子，则另一极为正极，得电子，化合价降低，即由pbso4转化为pb。(4)滴定过程中消耗的oh，即阳离子交换出来的h，n(h)0.002 5 moll120103l5105mol，c(h)2103moll1，而c(h)c(i)，由pbi2的化学式知，c(pb2)103moll1，ksp(pbi2)c(pb2)c2(i)103(2103)24109。(5)从图丙分析，当ph由6变到7时，是pb2向pb(oh)转化，即为pb2水解，结合水电离出的一个oh，同时释放出一个h。从图丁可知，铅的去除率最高时，ph大约为6.5左右，对比图丙知，在ph6.5时，铅主要以pb2存在。答案(1)2a2b3c(2)9.09%(3)pbso42e=sopb(或pbso4ca22e=caso4pb)(4)4109(5)pb2h2opb(oh)hpb26金属镁可用于制造合金、储氢材料、镁电池等。已知：c(s)o2(g)=co(g)h110.5 kjmol1；mg(g)o2(g)=mgo(s)h732.7 kjmol1。(1)一种制备镁的反应为mgo(s)c(s)=mg(g)co(g)，该反应的h_。(2)一种用水氯镁石(主要成分为mgcl26h2o)制各金属镁工艺的关键流程如下：为探究mgcl26h2o“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将mgcl26h2o在不同温度下分解，测得残留固体物质的x射线衍射谱图如下图所示(x射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。测得e中mg元素质量分数为60.0%，则e的化学式为_。“一段脱水”的目的是制备mgcl22h2o，温度不高于180 的原因是_。若电解时电解槽中有水分，则生成的mgohcl与阴极产生的mg反应，使阴极表面产生mgo钝化膜，降低电解效率。生成mgo的化学方程式为_。该工艺中，可以循环使用的物质有_。(3)mg2ni是一种储氢材料。2.14 g mg2ni在一定条件下能吸收0.896 l h2(标准状况下)生成x，x的化学式为_。(4)“镁次氯酸盐”燃料电池的装置如图所示，该电池反应的总反应方程式为_。解析(1)根据盖斯定律，待求反应的h732.7 kjmol1(110.5)kjmol1622.2 kjmol1。(2)根据图可知，随着温度的升高，mgcl26h2o逐步脱水并开始发生水解，生成mgohcl，可联想mg2水解生成mg(oh)2，然后再分解为mgo，从而推测e为mgo，然后计算mgo中mg元素的质量分数正好为60.0%；根据信息可写出：mgohclmgmgo，根据化合价升降规律知，还有h2生成，cl元素只能转化为mgcl2，最终配平即可；由流程图知，h2与cl2燃烧生成hcl，二段脱水时，hcl抑制mg2的水解，二段脱水出来的气体经处理，可得到hcl，循环使用；电解是生成的cl2也可与h2燃烧，继续循环使用。(3)2.14 g mg2ni的物质的量为0.02 mol,0.896 l h2的物质的量为0.04 mol，故mg2ni与h2的物质的量之比为12，不难推测x的化学式为mg2nih4。(4)由图可知，mg为负极，产物为mg(oh)2，催化剂为正极，产物有cl，整个反应的氧化剂为clo，故可写出mgcloh2o=mg(oh)2cl。答案(1)622.2 kjmol1(2)mgo若温度太高，mgcl2转化为mgohcl或mgo2mgohclmg=2mgomgcl2h2hcl、cl2(3)mg2nih4(4)m