专题7_图像、数据分析及归纳_原理表述(增城中学).doc

专题7 图像、数据分析；原理表述（两课时）第一课时 图像、数据分析【学习目标】学会分析、描述、应用图像和数据。一、图像、数据例题1.2014广东高考31（2）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g) H1=-47.3kJmol-1 CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) H2=+210.5kJmol-1 CO(g) 1/2C(s)+1/2CO2(g) H3=-86.2kJmol-1 （2）反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的H，归纳lgK-T曲线变化规律：a)_ ；b)_ 。答案：a）放热反应的lgK随温度升高而下降（或吸热反应的lgK随温度升高而升高）b）放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度的影响越大 解题思路：1.分析每条线对应的反应，明确自变量是温度，因变量是lgK，K值越大，lgK也越大，反应进行的程度越大。2.找曲线规律：两条曲线单调向下的与H1、H3的符号关系；曲线II单调向上与H2的符号关系；三条曲线的斜率与对应的三个反应焓变的绝对值的关系。例题2.大气中的部分碘源于O3对海水中I的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。(1)O3将氧化成2的过程由3步反应组成：I(aq) + O3(g) = IO(aq) + O2(g) H1IO(aq) + H+(aq) HOI(aq) H2HOI(aq) + I(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) H3总反应为2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(ag)+O2(g)+H2O(g) (3)为探究Fe2+对氧化I反应的影响（反应体如图13），某研究小组测定两组实验中I3浓度和体系pH，结果见图14和下表。编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3 + I 5.211.0第2组O3 + I+Fe2+5.24.1组实验中，导致反应后pH升高的原因是 .图13中的A为 .由Fe3+生成A的过程能显著提高I的转化率，原因是 _.第2组实验进行18s后，I3下降。导致下降的直接原因有(双选) .A.C(H+)减小 B.c(I)减小 C. I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加答案（3）O3氧化I生成I2的反应消耗H+，使H+浓度减少Fe(OH)3 由于Fe3+的水解，体系中H+浓度增加，使O3氧化I的两个分步反应和的平衡向右移动，I的转化率提高BC解题思路：第I组实验为设问（1）中的三个分部反应及总反应，因此pH升高应从总反应的角度答题，第II组实验增加了Fe2+，从表格中看出反应后pH降低，原因是从图13中分析，O3氧化了Fe2+为Fe3+，Fe3+水解程度比Fe2+强，得到的增大，使平衡和向正方向移动。该图涉及的反应较多，设问（3）从总反应方向回答，就应该认真分析图中的分步反应。（详细解释见题型训练P167）方法归纳：用文字描述图形变化规律，如果涉及到化学平衡，答题思路一般是：“什么因素使什么平衡向什么方向移动，结果是什么。”【自我检测】1. 2010广东高考31硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛.（2）在其他条件相同时，反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中，H3BO3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是_。该反应的H_0（填“”、“”或“”）。答案（2） 升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动。 2. 2014广州一模31硝酸铈铵(NH4)2Ce(NO3)6广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：六水合硝酸铈Ce(NO3)36H20氢氧化铈Ce(OH)4硝酸高铈溶液H2Ce(NO3)6硝酸铈铵晶体(NH4)2Ce(NO3)6（4）为了研究步骤的工艺条件，科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如右图。从图中可得出三条主要规律： (NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大； _； _。答案：（4）其它条件相同时，S随c(HNO3)减小而增大 c(HNO3)越小，温度对S的影响越大或c(HNO3)越大，温度对S的影响越小 3. 2014广州二模31苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯（C6 H5- CH2 CH3）为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯（C6 H5- CH= CH2）的反应方程式为：C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) H1(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图所示：由图可知：在600时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则： 氢气的物质的量分数为 ；乙苯的物质的量分数为 ； 乙苯的平衡转化率为 ； 计算此温度下该反应的平衡常数（请写出计算过程）。（2） 分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：H1 0（填“、=或” )。答案（1）25% ； 50% 33% （共4分） C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) + H2(g)起始浓度/( molL-1) ： a/V 0 0变化浓度/( molL-1) ： a/3V a/3V a/3V平衡浓度/( molL-1) ： 2a/3V a/3V a/3V（2分）K =（ a/3V a/3V）/ （2a/3V） = a/6V （2分）（2） 4. 2013中山一模31（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为： CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）H1116 kJmol1已知：H2283 kJmol1H3242 kJmol1则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ；在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230、250 270三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答:）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是 ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）的平衡常数K= 。 在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(molL-1)变化如下表所示：0min5min10minCO0.10.05H20.20.2CH3OH00.040.05 若5min10min只改变了某一条件，所改变的条件是 ； 且该条件所改变的量是 。答案：（2）CH3OH（g）+3/2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g） H651kJmol-1）270（2分） ） 4 L2 /mol2（2分，没单位不扣分）增大H2的浓度（2分）；增大了0.1 molL-1（2分5（2015广州一模）已知N2O4(g) 2NO2(g);H= +57.0 kJmol-1，100时，在1L恒温恒容的密闭容器中通入0.1 mol N2O4，反应过程的NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示，（1）根据甲图中有关数据，计算100时该反应的平衡常数K1= =0.36mol.L-1.S-1若其他条件不变，升高温度至120，达到新平衡的常数是k2 ，则k1 k2 （填“”、“”或“”）。（2）在060s内，以NO2表示的平均反应速率为 molL-1s-1 。 （3）反应进行到100s时，若有一项条件发生变化，变化的条件可能是_。 A通入氦气使其压强增大 B降低温度 C又往容器中充入N2O4 D增加容器体积（4）乙图中, 交点A表示该反应的所处的状态为 。 A平衡状态 B朝逆反应方向移动 C朝正反应方向移动 D无法判断5.（16分）（1） c2 NO2/ c N2O4（或0.122/0.04）（2分）， （2分）（2） 510-4 （3分）； （3） B （2分） （4） C（2分）6. 乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或。乙烯气相直接水合反应CH2= CH2 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的 = -45.5 KJmol-1回答下列问题：(1)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）（建议打印后标出A点位置）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K（结果保留2位有效数字）图中压强（、）的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290，压强6.9MPa，=0.6:1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，在恒容条件下，除了可以适当改变反应温度外，还可以采取的措施有_ _、_ _。（2）在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。回答：该反应 (吸热、放热)反应；该反应进行到M点放出的热量 （大于、等于、小于）进行到W点放出的热量；M点的正反应速率V正 （大于、等于、小于）N点的逆反应速率V逆 ；6. (1) 0.31L/mol P4P3P2P1；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。增大n(H2O)n(C2H4)的比值，及时把生成的乙醇液化分离(2) . 放热 小于 大于7.2014肇庆一模31工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：T/T1300T2K1.001072.451051.88103（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H”、“c(H+),使溶液显碱性。8、在燃料电池中，常在电极表面镀上铂粉的原因规范解答：增大电极单位面积吸收气体的分子数，加快电极反应速率。9、工业接触法制硫酸时，将二氧化硫催化氧化为三氧化硫时采用常压的原因规范解答：在常压下二氧化硫的转化率已经很高，再增大压强，二氧化硫的转化率提高不大，但是生产成本增加，得不偿失。二、真题回炉：1.（2014广东高考33）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_（填“深”或“浅”），其原因是_。2. （2013广东高考31)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成： I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g） H1 IO-（aq）+H+(aq) HOI(aq) H2(3) 为探究Fe2+对氧化I-反应的影响（反应体系如图13），某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH，结果见图14和下表。组实验中，导致反应后pH升高的原因是 图13中的A为 ；由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率，原因是 3.（2012广东高考32）难溶性杂卤石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡： K2SO4MgSO42CaSO42H2O（s） 2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42 + 2H2O 为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH) 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 三、课堂练习4（2014肇庆二模32）（2）工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如右下图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式是2H+2e-=H2。Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是 ，上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度解释其原因 。5已知Ksp Mg(OH)2 KspFe(OH)3。如何除去Fe(OH)3中混有的Mg(OH)2： ；写出有关反应的离子方程式 6.（2014珠海二模32）硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：已知：（）PbCl2（s）+2Cl(aq)PbCl4-(aq) H0 （）Ksp(PbSO4)=1.0810-8, Ksp(PbCl2)=1.610-5 （）Fe3、Pb2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH值分别为3.2、7.04（1）步骤中生成PbCl2和S的离子方程式 ，加入盐酸的另一个目的是 。（2）用化学平衡移动的原理解释步骤中使用冰水浴的原因 。7.（2014广州一模）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl36H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_。三、课后练习8.（2012广州一模）绿矾（FeSO47H2O）的一种综合利用工艺如下：绿矾NH4HCO3FeCO3固体母液焙烧煤粉还原铁粉(NH4)2SO4粗产品除杂转化分离（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因_。9.（2014全国I卷26）在容积为100L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4g) 2NO2 (g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。（2）100时达平衡后，改变反应温度为，以以0.0020 molLs的平均速率降低，经10s又达到平衡。 100（填“大于”或“小于”），判断理由是 。 (3)温度时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。10（2014上海）室温下，0.1 mol/L的硫化氢溶液和0.1 mol/L的碳酸钠溶液，碱性更强的是_，其原因是_。已知：H2S：Ki11.310-7 Ki2=7.110-15 H2CO3：Ki14.310-7 Ki2=5.610-1111（2014上海）向 ZnSO4溶液中滴加饱和H2S溶液，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成ZnS沉淀，用电离平衡原理解释上述现象。 _。12将黑色的Fe2S3固体加入足量盐酸中，溶液中有浅黄色固体生成，产物有_、 _。过滤，微热滤液，然后加入过量氢氧化钠溶液，可观察到的现象是_ _。一、知识回顾：1、明矾溶于水电离出的Al3+发生水解反应：Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铝胶体具有较强的吸附能力，能够吸附水中悬浮的杂质使水澄清。2、Na2FeO4中的铁元素呈+6价，具有很强的氧化性能对水进行杀菌、消毒，其还原产物Fe3+发生水解反应：Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铁胶体具有较强的吸附能力，能够吸附水中悬浮的杂质使水澄清。3、在FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，在蒸发过程中，由于氯化氢大量挥发导致水解平衡向右移动，蒸干溶液得到Fe(OH)3，灼烧时发生反应2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O，最后得到Fe2O3。4、阳极产生的氯气与水发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，增大溶液中盐酸的浓度能够使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出。练习答案：1. 深。原因是2NO2 (红棕色) N2O4 (无色)， H0是放热反应，且双氧水的分解反应也是放热反应。当右边双氧水分解时放出的热量会使B瓶升温，使瓶中反应朝逆反应方向移动，即向生成NO移动，故B瓶颜色更深。2.由2I-（aq）+ O3（g）+2H+(aq) I2(aq) +O2（g）+ H2O(l) 可知消耗H+，pH升高。Fe(OH)3； 由于Fe3+的水解，体系中H+ 浓度增加，使O3氧化I-的两个分布反应和的平衡向右移动，I-的转化率提高3.（2）加入Ca(OH)2溶液，OH与