高考化学二轮复习 大题专题（一）化学反应原理综合应用1.doc

（一）化学反应原理综合应用1醋酸是一种常见的弱酸。(1)假如某醋酸溶液中c(CH3COOH)0.10 molL1，c(H)1.3103molL1，则此时c(CH3COO)约为_molL1；计算此时醋酸的电离平衡常数，写出计算过程：_。注：c平衡(CH3COOH)0.10 molL1，水的电离可忽略不计(2)为了探究镁条与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率(观察镁条消失的时间)的影响，准备了以下化学用品：0.20 molL1与0.40 molL1的HCl溶液、0.20 molL1与0.40 molL1的CH3COOH溶液、4条镁条(形状、大小、质量相同)、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表：实验编号温度/ K盐酸浓度/(molL1)醋酸浓度/(molL1)实验目的a2980.20.实验a和b是探究_对镁与盐酸反应速率的影响；.实验a和c是探究_对镁与盐酸反应速率的影响；.实验a和d是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别b3080.20c2980.40d_若中实验a镁条消失的时间是20 s，则镁条剩余质量与时间关系如图所示。假设：该反应温度每升高10，反应速率是原来的2倍；温度相同时，醋酸的平均反应速率是相同浓度盐酸平均速率的，请在此图中大致画出“实验b”、“实验d”的镁条剩余质量与时间关系曲线，请注意必要的标注。(3)镁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用，依据镁的性质、用途等回答下列问题：已知：Mg(s)2H2O(g)=Mg(OH)2(s)H2(g) H1441 kJmol1H2O(g)=H2(g)O2(g)H2242 kJmol1Mg(s)O2(g)=MgO(s)H3602 kJmol1则氢氧化镁分解的热化学方程式是_。(4)电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为MgClOH2O=ClMg(OH)2，图乙是含Cr2O的工业废水的处理。下列说法正确的是_(填字母)。A图乙中Cr2O向惰性电极移动，与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3除去B图乙的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有336 mL的气体产生C图甲中发生的还原反应是Mg2ClOH2O2e=ClMg(OH)2D若图甲中3.6 g镁溶解产生的电量用以图乙废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀解析：(1)KmolL11.69105molL1。(2)实验a和b的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对镁与盐酸反应速率的影响；实验a和c的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对镁与盐酸反应速率的影响；实验a和d是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别，所以实验d的温度是298K。该反应温度每升高10 ，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速率是盐酸的，与a比较，b温度升高10 ，反应速率是原来的2倍，所以b反应时间缩短到10 min，d的反应速率是a的，则反应时间是a的2倍，即40 min。(3)Mg(OH)2(s)=MgO(s)H2O(g)H，根据盖斯定律，反应，HH2H3H181 kJmol1。(4)在电解池中，阴离子应该移向阳极，根据装置乙可知，惰性电极作阴极，A错误；未标明标准状况，故无法计算产生气体的体积，B错误；根据装置甲可知，镁作负极，发生电极反应是Mg2e=Mg2，C正确；图甲中溶解3.6 g镁时，失去的电子是0.3 mol，在图乙中阳极反应是Fe2e=Fe2，根据电子守恒可得此时生成0.15 mol Fe2，所以最后生成的氢氧化铁也是0.15 mol，即16.05 g，D错误。答案：(1)1.3103KmolL11.69105molL1(2).温度.浓度d2980.20见下图(3)Mg(OH)2(s)=MgO(s)H2O(g)H81 kJmol1(4)C2二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以水煤气(CO、H2)为原料生产二甲醚(CH3OCH3)的新工艺主要发生三个反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H90.0 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H24.5kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.1 kJmol1回答下列问题：(1)新工艺的总反应3H23COCH3OCH3CO2的热化学方程式为_。(2)已知一些共价键的键能如下：化学键HHCHCOOH键能/kJmol1436414326464运用反应计算一氧化碳中碳氧共价键的键能为_kJmol1。(3)在250的恒容密闭容器中，下列事实可以作为反应已达平衡依据的是_(填选项字母)。A容器内气体密度保持不变BCO与CO2的物质的量之比保持不变CH2O与CO2的生成速率之比为11D该反应的平衡常数保持不变(4)对于反应某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10 min后，达到平衡时测得c(CO)0.2 molL1，计算此温度下的平衡常数K_。(5)绿色电源“二甲醚氧气燃料电池”的工作原理如图所示。氧气应从c处通入，电极Y为_极，发生的电极反应式为_；二甲醚(CH3)2O应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为_；电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)根据盖斯定律，由2可得：3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO2(g)，H2(90.0)(24.5)(41.1)kJmol1245.6 kJmol1。(2)反应中断裂2 moI HH键、1 mol键，形成3 mol CH键、1 mol CO键、1 mol OH键，该反应为放热反应，则3414 kJmol1326 kJmol1464 kJmol12436 kJmol1E()90.0 kJmol1，解得E()1 070 kJmol1。(3)该反应中物质全为气体，恒容密闭容器中气体密度始终不变，因此密度不变不能说明达到平衡状态，A错误；CO与CO2的物质的量之比保持不变，说明反应物和生成物的浓度保持不变，反应达到平衡，故B正确；H2O、CO2的生成速率之比为11，正、逆反应速率相等，因此可以说明达到平衡状态，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变时，改变其他条件，即使平衡发生移动，平衡常数仍不变，不能说明达到平衡状态，D错误。(4)根据提供数据，可以计算出达到平衡时c(CO)0.2 molL1，c(H2)1.4 molL1，c(CH3OH)0.8 molL1，则K2.04。(5)c处通入的气体是氧气，根据d处生成物知，正极上发生的反应为O24e4H=2H2O；b处通入的物质是二甲醚，X电极反应式为(CH3)2O12e3H2O=2CO212H；电池在放电过程中，电极X发生的反应为(CH3)2O12e3H2O=2CO212H，X电极周围溶液的pH减小。答案：(1)3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO2(g)H245.6 kJmol1(2)107 0(3)B、C(4)2.04(5)正O24e4H=2H2O(CH3)2O12e3H2O=2CO212H减小3(2016全国卷)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题：(1)Cr3与Al3的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_。(2)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl，利用Ag与CrO生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好沉淀完全(浓度等于1.0105molL1)时，溶液中c(Ag)为_molL1，此时溶液中c(CrO)等于_molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)。(4)6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3，该反应的离子方程式为_。解析：本题以铬及其化合物为载体，考查化学反应原理，涉及化学反应与现象、化学平衡原理、反应热、溶度积计算以及陌生离子方程式的书写，意在考查考生的综合运用能力、知识迁移和新信息处理能力以及识图能力。(1)根据题意可知，在硫酸铬溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液时，首先发生反应：Cr33OH=Cr(OH)3，蓝紫色溶液逐渐变浅，同时产生灰蓝色沉淀，当氢氧化钠溶液过量时，灰蓝色沉淀逐渐溶解，发生反应：Cr(OH)3OH=Cr(OH)，最终得到绿色溶液。(2)从图象看出，铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子，离子方程式为2CrO2HCr2OH2O。从图象看出，酸性越强，c(Cr2O)越大，说明CrO的平衡转化率越大。A点对应的离子浓度：c(Cr2O)0.25 molL1，c(H)1.0107molL1。c(CrO)1.0 molL10.25 molL120.5 molL1。平衡常数K1.01014。升高温度，CrO的平衡转化率减小，说明平衡向左移动，根据平衡移动原理，正反应是放热反应，H0。(3)根据溶度积计算：c(Ag)molL12.0105molL1，故c(CrO)molL15.0103molL1。(4)根据题意，氧化剂是Cr2O，还原剂是HSO，氧化产物是SO，还原产物是Cr3。根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O。答案：(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液(2)2CrO2HCr2OH2O增大1.01014小于(3)2.01055.0103(4)Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O4(2016全国卷)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g) H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460。低于460时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低B平衡常数变大C副反应增多D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析：本题主要考查化学反应速率和化学平衡知识，意在考查考生对相关知识的综合应用能力。(1)由于反应和均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应为放热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降低温度和降低压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于460时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，AC项正确；该反应为放热反应，升高温度，平