（浙江选考）高考化学大一轮复习 专题9 溶液中的离子反应 专题讲座四 加试第30题——基本概念、基本理论综合学案.doc

专题讲座四加试第30题基本概念、基本理论综合12017浙江4月选考，30(2)(3)以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(aln)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的co2可通过二氧化碳甲烷化再利用。请回答：(2)在常压、ru/tio2催化下，co2和h2混合气体(体积比14，总物质的量a mol)进行反应，测得co2转化率、ch4和co选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性：转化的co2中生成ch4或co的百分比)。反应 co2(g)4h2(g)ch4(g)2h2o(g)h4反应 co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)h5图1图2下列说法不正确的是_。ah4小于零b温度可影响产物的选择性cco2平衡转化率随温度升高先增大后减少d其他条件不变，将co2和h2的初始体积比改变为13，可提高co2平衡转化率350 时，反应在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为v l，该温度下反应的平衡常数为_(用a、v表示)。350 下，ch4的物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400 下ot1时刻ch4物质的量随时间的变化曲线。图3(3)据文献报道，co2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是_。答案(2)cd(3)co26h2o8e=ch48oh解析 (2)由图1转化率随温度变化看出，350 之前为未平衡之前的转化率，之后为co2的平衡转化率，温度升高转化率降低，说明反应为放热反应，a正确、c错误；从图2可以看出温度对生成产物(产物的选择性)有影响，b正确；相同条件下co2和h2的初始体积比从14改变为13，前者co2的转化率高，d错误。根据图1知350 时co2的平衡转化率为0.8，根据三段式进行计算 co2(g)4h2(g) ch4(g)2h2o(g)初始/mol a a 0 0转化/mol a0.8 a0.84 a0.8 a0.82平衡/mol a0.2 a0.8 a0.8 a1.6代入求平衡常数k。由图3看出时350 时，反应在t1时达到平衡，又反应为放热反应，400 反应速率加快，平衡逆向移动，生成甲烷的量减少。2(2016浙江10月选考，30)氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。(1)已知：900 k时，4hcl(g)o2(g)2cl2(g)2h2o(g)，反应自发。该反应是放热还是吸热，判断并说明理由：_。900 k时，体积比为41的hcl和o2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，hcl的平衡转化率(hcl)随压强(p)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到t(假定反应历程不变)，请画出压强在1.51054.5105pa范围内，hcl的平衡转化率(hcl)随压强(p)变化曲线示意图。(2)已知：cl2(g)2naoh(aq)=nacl(aq)naclo(aq)h2o(l) h1102 kjmol13cl2(g)6naoh(aq)=5nacl(aq)naclo3(aq)3h2o(l)h2422 kjmol1写出在溶液中naclo分解生成naclo3的热化学方程式：_。用过量的冷naoh溶液吸收氯气，制得naclo溶液(不含naclo3)，此时clo的浓度为c0 moll1；加热时naclo转化为naclo3，测得t时刻溶液中clo浓度为ct moll1，写出该时刻溶液中cl浓度的表达式：c(cl)_(用c0、ct表示)moll1。有研究表明，生成naclo3的反应分两步进行：.2clo=clo cl.cloclo=clocl常温下，反应能快速进行，但氯气与naoh溶液反应很难得到naclo3，试用碰撞理论解释其原因：_。(3)电解naclo3水溶液可制备naclo4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质)，写出该电解的总化学方程式：_。答案(1)放热反应，s0且反应自发(2)3naclo(aq)=2nacl(aq)naclo3(aq) h116 kjmol1c0或反应的活化能高，活化分子百分数低，不利于clo向clo转化(3)2naclo3o22naclo4(其他合理答案均可)解析(1)该反应自发进行，即ghts0，又因s0，所以h0，为放热反应。(2)3naclo(aq)3nacl(aq)3h2o(l)=3cl2(g)6naoh(aq)h306 kjmol13cl2(g)6naoh(aq)=5nacl(aq)naclo3(aq)3h2o(l)h2422 kjmol1上述两式相加得3naclo(aq)=2nacl(aq)naclo3(aq) h116 kjmol1。cl22naoh=naclnacloh2o c0c03naclo=2naclnaclo3c0ct所以c(cl)c0。(3)电极反应式为阳极：clo2eh2o=clo2h阴极：2h2e=h2利用o2把生成的h2除去，2h2o2=2h2o，总反应式为2naclo3o22naclo4。3(2016浙江4月选考，30)氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。(1)以铁为催化剂，0.6 mol氮气和1.8 mol氢气在恒温、容积恒定为1 l的密闭容器中反应生成氨气，20 min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3 mol。在第25 min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2 l并保持恒容，体系达到平衡时n2的总转化率为38.2%，请画出从第25 min起h2的物质的量浓度随时间变化的曲线。该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是_(填“增大”“减少”或“不变”)。(2)n2h4是一种高能燃料，有强还原性，可通过nh3和naclo反应制得，写出该制备反应的化学方程式：_。n2h4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数k11.0106，则0.01 moll1 n2h4水溶液的ph等于_(忽略n2h4的二级电离和h2o的电离)。已知298 k和101 kpa条件下：n2(g)3h2(g)=2nh3(g) h1 2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h22h2(g)o2(g)=2h2o(g)h34nh3(g)o2(g)=2n2h4(l)2h2o(l)h4则n2h4(l)的标准燃烧热h_。(3)科学家改进了no2转化为hno3的工艺(如虚线框所示)，在较高的操作压力下，提高n2o4/h2o的质量比和o2的用量，能制备出高浓度的硝酸。实际操作中，应控制n2o4/h2o质量比高于5.11，对此请给出合理解释：_。答案(1)增大(2)2nh3naclo=n2h4naclh2o10 h2h1h4(3)2n2o42h2oo2=4hno3，n2o4/h2o质量比等于5.11时恰好反应，高于5.11是为了提高n2o4的浓度，有利于平衡正向移动，得到高浓度的硝酸4(2015浙江10月选考，30)由某精矿石(mco3zco3)可以制备单质m，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇，取该矿石样品1.84 g，高温灼烧至恒重，得到0.96 g仅含两种金属氧化物的固体，其中m(m)m(z)35，请回答：(1)该矿石的化学式为_。(2)以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质m和一种含氧酸盐(只含z、si和o元素，且z和si的物质的量之比为21)。写出该反应的化学方程式_。单质m还可以通过电解熔融mcl2得到，不能用电解mcl2溶液的方法制备m的理由是_。(3)一定条件下，由co2和h2制备甲醇的过程中含有下列反应：反应1：co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)h1反应2：co(g)2h2(g)ch3oh(g)h2反应3：co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h3其对应的平衡常数分别为k1、k2、k3，它们随温度变化的曲线如图1所示。则h2_(填“大于”“小于”或“等于”)h3，理由是_。(4)在温度t1时，使体积比为31的h2和co2在体积恒定的密闭容器内进行反应。t1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到t2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。答案(1)mgco3caco3(2)2mgo2caosi ca2sio42mg电解mgcl2溶液时，阴极上h比mg2容易得电子，电极反应式2h2o2e= h22oh，所以不能得到mg单质(3)小于由图1可知，随着温度升高，k1增大，则h10，根据盖斯定律又得h3h1h2，所以h2c(hc2o)c(hco)c(co)bc(hco)c(hc2o)c(c2o)c(co)cc(h)c(hc2o)c(c2o)c(co)dc(h2co3)c(hco)c(hc2o)c(co)答案大于草酸溶液ac解析草酸的第二步电离平衡常数大于碳酸的第二步电离平衡常数，电离平衡常数越小，其酸根离子的水解程度越大，所以碳酸根离子的水解程度大于草酸根离子，0.1 moll1 na2co3溶液的ph大于0.1 moll1 na2c2o4溶液的ph；草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸溶液；草酸的二级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的电离程度大于碳酸，且碳酸以第一步电离为主，因此溶液中c(h)c(hc2o)c(c2o)c(hco)c(co)，则a、c正确。10与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数叫做电离常数(用k表示)。下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数：酸电离方程式电离平衡常数kch3coohch3coohch3cooh1.96105hclohclocloh3.0108h2co3h2co3hhcohcohcok14.3107k25.61011h3po4h3po4hh2poh2pohhpohpohpok17.1103k26.3108k34.21013回答下列问题：(1)若把ch3cooh、hclo、h2co3、hco、h3po4、h2po、hpo都看作是酸，则它们酸性最强的是_(填化学式，下同)，最弱的是_。(2)室温下向naclo溶液中通入少量的二氧化碳，发生的离子方程式为_，1.2 moll1的naclo溶液ph_(已知：lg 20.3)。(3)求该温度下，0.10 moll1的ch3cooh溶液中的c(h)_moll1。答案(1)h3po4hpo(2)co2cloh2o =hclohco10.8(3)1.4103解析(1)同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的电离常数知酸性最强的是 h3po4，最弱的是hpo。(2)因为酸性：h2co3hclohco，所以向naclo溶液中通入少量的二氧化碳，发生的离子方程式为co2cloh2o=hclohco；1.2 moll1的naclo溶液中水解离子方程式为cloh2ohclooh，kh ，c2(oh)c(clo)1.2 moll1，c(oh)2103.5 moll1，c(h) 51011.5，phlg (51011.5)10.8。(3)该温度下，0.10 moll1的ch3cooh溶液中存在电离平衡，ch3coohch3cooh，平衡常数k 1.96105，c2(h)0.101.96105 ，c(h)1.4103 moll1。(五)有关化学反应速率、化学平衡的简答与绘图12no(g) o2(g)2no2(g) 是制造硝酸的重要反应之一。在800 时，向容积为1 l的密闭容器中充入0.010 mol no和0.005 mol o2，反应过程中no的浓度随时间变化如下图所示。(1)2 min内，v(o2) _moll1min1。(2)800 时，该反应的化学平衡常数数值为_。(3)已知：2no(g)，n2(g) 2o2(g)=2no2(g)h68 kjmol1。结合热化学方程式，说明温度对于no生成no2平衡转化率的影响：_。答案(1)1.25103(2)400(3)2no(g