南方凤凰台2017版高考化学江苏专版二轮复习微专题六化学反应原理综合题型研究

微专题六化学反应原理综合题型研究【知识网络】本专题对应学生用书第50页第59页【高考回眸】高考回眸12016江苏高考第20题铁炭混合物铁屑和活性炭的混合物、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。1铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有CR27O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上CR27O转化为CR3，其电极反应式为。2在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中CU2和PB2的去除率，结果如下图所示。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的CU2和PB2，其原因是。当铁炭混合物中铁的质量分数大于50时，随着铁的质量分数的增加，CU2和PB2的去除率不升反降，其主要原因是。3纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下，向FESO4溶液中滴加碱性NABH4溶液，溶液中B4HB元素的化合价为3与FE2反应生成纳米铁粉、H2和BOH，其离子方程式为。纳米铁粉与水中N3O反应的离子方程式如下4FEN310H4FE2N4H3H2O研究发现，若PH偏低将会导致N的去除率下降，其原因是。相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中N3O的速率有较大差异见下图，产生该差异的可能原因是。含50MGL1N3O的水样含50MGL1N50MGL1CU2的水样【答案】1CR27O6E14H2CR37H2O2活性炭对CU2和PB2有吸附作用铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小32FE2B4H4OH2FEBOH42H2纳米铁粉与H反应生成H2CU或CU2催化纳米铁粉去除N3O的反应或形成FECU原电池，增大纳米铁粉去除N3O的反应速率【解析】1在正极上CR27得电子生成CR3的同时与H反应生成H2O，电极反应式为CR276E14H2CR37H2O。2铁的质量分数为0时，只有活性炭，由于活性炭具有吸附性，能将溶液中的CU2、PB2吸附而除去。铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小，从而使得去除率降低。3在FESO4溶液中加入NABH4溶液后，FE2被还原为FE，NABH4中的1价H被氧化为H2，反应的离子方程式为2FE2B4H4OH2FEBOH2H2。当PH偏低时，溶液酸性增强，还原铁粉与H反应而损耗。由图示可看出，曲线比曲线的条件就是多了CU2，且曲线表示的N3O的去除速率快得多，故在该反应中CU2作催化剂；加入CU2后，还原铁粉能与CU2反应生成CU，从而形成FECU原电池而加快反应的速率。22015江苏高考第20题节选烟气主要污染物SO2、NOX经O3预处理后用CASO3悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOX的含量；O3氧化烟气中SO2、NOX的主要反应的热化学方程式如下NOGO3GNO2GO2GH2009KJMOL1NOG1O2GNO2GH582KJMOL1SO2GO3GSO3GO2GH2416KJMOL11反应3NOGO3G3NO2G的HKJMOL1。2室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中NNO、NNO2和NSO2随反应前NO3NNO的变化如下图所示。当NO3NNO1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是。增加NO3，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是。3CASO3悬浮液中加入NA2SO4溶液，达到平衡后溶液中CS23O用CS24、KSPCASO3和KSPCASO4表示；CASO3悬浮液中加入NA2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是。【答案】131732O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物其反应速率较慢3SP4CASKCS24CASO3转化为CASO4使溶液中S23O的浓度增大，加快S23与NO2的反应速率【解析】1NOGO3GNO2GO2GH2009KJMOL1NOG12O2GNO2GH582KJMOL1将2即可得到目标反应3NOGO3G3NO2G，H2582KJMOL12009KJMOL13173KJMOL1。2当NO3NNO1时，臭氧过量，臭氧具有强氧化性，能将反应后的NO2氧化为更高价氮氧化物，导致二氧化氮减少。增加NO3，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，说明浓度对反应速率影响较小，可能是其反应速率较慢。3CASO3悬浮液中加入NA2SO4溶液，发生反应CASO3S24CASO4S23，溶液中CCA2SP3CASOKCSP42AC，所以CS23OSP4CASKCS24O；根据CASO3S24OCASO4S3知，加入硫酸钠导致CS增大，所以加快S3与NO2的反应速率。32014江苏高考1第20题节选硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应S22ESN1SS22SN写出电解时阴极的电极反应式。图1图2H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图2所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为。2第21题B改编称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤。反应加热的目的是，加入稍过量稀硫酸的目的是、。【答案】12H2O2EH22OH2H2S2H2S22加快铁与稀硫酸的反应速率使铁粉充分反应抑制FE2的水解【解析】1发生还原反应，结合电解质溶液显碱性可写出电极反应式。根据图示可知，分解达到平衡过程中，一种产物的体积分数由5变化到20，变化量为15，另一种产物由10变化到40，变化量为30，故一种产物的物质的量是另一种产物的2倍，再结合原子守恒，可知另一种产物为S2。2铁屑与稀硫酸反应中，加入稍过量的稀硫酸，一方面是保证铁屑充分反应，另一方面过量的稀硫酸可以抑制硫酸亚铁的水解。42013江苏高考第20题节选磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如CA3PO42等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。白磷P4可由CA3PO42、焦炭和SIO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下2CA3PO42S10CS6CAOSP4S10COGH1335926KJMOL1CAOSSIO2SCASIO3SH28961KJMOL1则2CA3PO42S6SIO2S10CS6CASIO3SP4S10COG的H3KJMOL1。【答案】28216【解析】应用盖斯定律，把热化学方程式和反应热进行一定加减就可以得到目标热化学方程式2CA3PO42S6SIO2S10CS6CASIO3SP4S10COGH328216KJMOL1。52012江苏高考1第16题节选一定条件下，NO与NO2存在下列反应NOGNO2GN2O3G，其平衡常数表达式为K。2第20题节选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。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AL2O3SALCL3G3CS3ALCLG3COGHAKJMOL13ALCLG2ALLALCL3GHBKJMOL1反应AL2O3S3CS2ALL3COG的HKJMOL1用含A、B的代数式表示。铝电池性能优越，ALAGO电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为。【答案】123NOC2AB2AL3AGO2NAOH2NAALO23AGH2O【解析】1根据化学方程式中化学计量数、反应物和生成物状态来书写平衡常数表达式。2应用盖斯定律，把热化学方程式和反应热进行一定加减就可以得到目标热化学方程式AL2O3S3CS2ALL3COGHABKJMOL1。根据反应物为AL和AGO，生成物是NAALO2和AG，结合电解质溶液为NAOH溶液和电子得失相等写出并配平电池总反应式。【考题分析】年份试题知识点分值反应热计算2平衡常数表达式书写2201214、20原电池方程式书写22013201反应热计算2电解池电极反应式书写2201420、21B平衡计算2反应热计算2平衡计算3201520平衡原理应用2201620原电池电极反应式书写3【备考策略】近几年高考这部分内容的热门考点有1原电池、电解池电极反应式或者化学方程式的书写。2热化学方程式书写或者反应热的计算。3平衡原理的应用。4平衡常数表达式的书写。我们在复习中还需要关注的考点有1化学反应速率的计算以及影响因素分析。2化学平衡状态的特征。3浓度、温度、压强等对化学平衡的影响。4平衡常数的计算及其运用。5平衡图像的分析。【高考前沿】高考前沿12016南京、盐城一模电石主要成分为CAC2，杂质为CA3P2及CAS等是重要的基本化工原料，主要用于生产乙炔。1为探究碳化钙合成机理，有学者认为可能存在以下5种反应状态已省略CAO3CCAC2CO平衡常数K1CAOCCACO平衡常数K2CA2CCAC2平衡常数K32CAOCAC23CA2CO平衡常数K4CAC2CA2C平衡常数K5相应图像如下其中属于放热反应的是填序号；从平衡常数看，2700以上反应趋势最小的是填序号。已知2000时，CAOSCSCAGCOGH1AKJMOL1CAG2CSCAC2SH2BKJMOL12CAOSCAC2S3CAG2COGH3则H3KJMOL1用含A、B的代数式表示。2目前工业上合成电石主要采用氧热法。已知CAOS3CSCAC2SCOGH4641KJMOL1CS12O2GCOGH1105KJMOL1若不考虑热量耗散，物料转化率均为100，最终炉中出来的气体只有CO。则为了维持热平衡，每生产1MOLCAC2，投料的量为1MOLCAO、MOLC及MOLO2。3制乙炔后的固体废渣主要成分为CAOH2，可用于制取漂白粉，则制取漂白粉的化学方程式为；制乙炔的杂质气体之一PH3，经分离后与甲醛及盐酸在70、ALOH3催化的条件下可合成THPC阻燃剂PCH2OH4CL，该反应的化学方程式为。【答案】12AB2722132CAOH22CL2CACL2CACLO22H2OPH34HCHOHCLPCH2OH4CL【解析】1放热反应温度越高K值越小，所以是放热反应；2700以上反应的K值最小，故其反应趋势最小。根据盖斯定律，2可得反应，故H32ABKJMOL1。2每生产1MOLCAC2，投入碳的物质的量为3MOL146KJ105MOL72MOL，氧气的物质的量为146KJ105MOL221MOL。22016南京、盐城、连云港二模NH3可用于制造硝酸、纯碱等，还可用于烟气脱硝。1NH3催化氧化可制备硝酸。NH3氧化时发生如下反应4NH3G5O2G4NOG6H2OGH190728KJMOL14NH3G3O2G2N2G6H2OGH2126902KJMOL1则4NH3G6NOG5N2G6H2OGH3。NO被O2氧化为NO2。其他条件不变时，NO的氧化率NO与温度、压强的关系如图1所示。则P1填“”、“NO2几乎完全分解2CO2NH3H2ONACLNAHCO3NH4CL32NO28E4H2O8OHN201542NAHS4NAVO3H2ONA2V4O92S4NAOH【解析】1将给定的两个热化学方程式分别标为、，将两个热化学方程式按照52处理后得到目标热化学方程式，故H352H2H1181163KJMOL1。NO被O2氧化成NO2的化学方程式为2NOO22NO2，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NO的氧化率增大，故P1P2；图中的每条曲线随着温度的升高，NO的氧化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故在高温下，NO2能全部分解。2在“碳化”步骤中通入CO2之前，食盐水已经吸收了足量的NH3，在通入CO2后生成NAHCO3和NH4CL，反应的化学方程式为NACLCO2NH3H2ONAHCO3NH4CL。3NO2中N显4价，NH3中N显3价，由反应的转化关系可知，NO2在B极上得电子生成N2的同时得到OH，电极反应式为2NO28E4H2ON28OH；根据得失电子守恒可知，在反应中有关系式3NO24NH3，故当消耗02MOLNH3时，消除的NO2为015MOL。4NAVO3中V显5价，NA2V4O9中V显4价，故在与NAHS反应时，NAVO3能将NAHS中的硫元素氧化为淡黄色的S单质，根据元素守恒可知，在该反应中还有NAOH生成，由此可写出化学方程式。【典题演示】典题演示陌生图像的分析【典题演示1】燃料不充分燃烧会产生大量的CO，很多工业尾气中均含有CO，研究CO的检测、处理及利用方法具有重要意义。1为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如右图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为。2CO有毒，使用CUO/CEO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。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。图1加入填酸的化学式的CUO/CEO2催化剂催化性能最好。3采用一种新型的催化剂主要成分是CUMN的合金，利用CO和H2制备二甲醚，反应如下4H2G2COGCH3OCH3GH2OG，有研究者在压强为500MPA的条件下，将H2和CO反应直接制备二甲醚，结果如图2所示，其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是。图24以甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，反应原理如下CH3OHGCOGHCOOCH3GH291KJMOL1科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是。实际工业生产中采用的温度是80，其理由是。5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。14CASO4SCOG14CASSCO2GH1473KJMOL1CASO4SCOGCAOSCO2GSO2GH22105KJMOL1COGCS12CO2GH3862KJMOL1反应的平衡常数的对数LGK随反应温度T的变化曲线见下图，结合各反应的H，归纳LGKT曲线变化规律；。【答案】1CO2EH2OCO22H2HIO33反应放热，温度升高，平衡逆向移动43510640106PA高于80时，温度对反应速率影响较小；且反应放热，升高温度平衡逆向移动，转化率降低5放热反应，LGK随T升高而减小；吸热反应，LGK随T升高而增大焓变越大，LGK随T的变化程度越大【解析】1该电池为酸性电池，负极为CO失去电子生成CO2，根据电荷守恒可以写出电极反应式。2在图1中作垂直于横轴的一条直线如过120点交三条曲线于三点，根据三点的纵坐标可知加入HIO3时催化效果最好。3转化率问题一般考虑平衡移动，温度升高，转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应。4当压强大于40106PA时，尽管甲醇转化率有增大，但增大不多，生产成本增大；当压强小于35106PA时，甲醇转化率太低，因而选择的压强应为3510640106PA。从温度对反应速率的影响和平衡移动角度来答题高于80时，温度对反应速率影响较小，且反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低。5反应为放热反应，由图可看出，随着温度的升高，放热反应的平衡常数的对数在减小，故曲线表示反应，曲线表示反应。【变式训练1】在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。研究金属的性质和提炼技术有着重要的意义。1保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图1。“酸浸”的适宜温度与时间分别为填字母。图1A30、30MINB90、150MINC70、120MIND90、120MIN2图2为25水浴时每克不同配比的ALLIBH4复合材料与水反应产生H2的体积随时间变化关系图。由图2可知，下列说法正确的是填字母。图2A25时，纯铝与水不反应B25时，纯LIBH4与水反应产生氢气C25时，ALLIBH4复合材料中LIBH4含量越高，1000S内产生氢气的体积越大3工业上用ALSIFE合金在一定条件下还原白云石主要成分为CAMGCO32制取金属镁。实际生产中镁的还原率在不同条件下的变化曲线如图3、图4所示。图3图4实际生产中通过添加氟盐来提高镁的还原率，选择最佳的氟盐及添加量是。温度一般控制在1140，原因是。【答案】1C2AB3CAF2、3该温度时，镁的还原率已近90，温度低还原率低，温度太高能耗高【解析】1根据图中的数据，在30、30MIN时，镍的浸出率只有不到80，此浸出率太低；在90时，120MIN和150MIN时的浸出率接近；而在120MIN时，70和90时的浸出率相同。考虑效益还是选择低温合算，故选C。2由图2中的A线可知，25时纯铝与水不反应，A正确；根据F线可知LIBH4在25时能与水反应产生氢气，B正确；在图2中，垂直于1000S作一直线，发现生成H2由多到少的顺序为DEBCF，而LIBH4的含量由高到低的顺序为FEDCB，C错。3根据图3可知，添加CAF2时镁的还原率比添加MGF2时镁的还原率高，添加量在13镁的还原率增加较多，3以后，镁的还原率增大很少，所以选择3。1140时，镁的还原率已近90，温度低还原率低，温度再升高还原率增大不多，但能耗高。化学反应能量、速率、平衡综合【典题演示2】2016苏锡常镇三模NH3是一种重要的化工原料，可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。1N2和H2以物质的量之比为13在不同温度和压强下发生反应N23H22NH3，测得平衡体系中NH3的物质的量分数见下图。下列途径可提高氨气产率的是填字母。A采用常温条件B采用适当的催化剂C将原料气加压D将氨液化，不断移去液氨上图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0549和0478时，该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1填“”、“K时，反应逆向进行，此时V逆V正；QV逆。【化学平衡移动与转化率的关系】可逆反应改变条件平衡移动方向反应物转化率备注ABC增大A的浓度正向移动B增大，A减小ABC增大A的浓度正向移动A减小2ABC增大A的浓度正向移动A不变3ABC增大A的浓度正向移动A增大实际是考虑压强影响其他情况下，一般来说，平衡正向移动，反应物转化率增大。【等效平衡】1三种等效平衡模型等效模型实例起始投料平衡时等量备注恒温恒容系数不等N23H22NH3甲1MOLN23MOLH2乙2MOLNH3转化为同种物质完全等同两容器中各组分的N、C、W等同N2NH31恒温恒容系数相等I2H22HI甲1MOLI21MOLH2乙2MOLI22MOLH2或4MOLHI成比例两容器中各组分的W等同，N、C成倍数关系恒温恒N23H2甲1MOLN23MOLH2两容器中各组压2NH3乙2MOLN26MOLH2或4MOLNH3成比例分W、C等同，N成倍数关系2等效平衡的应用1同一反应，向两容器中充入不同反应物或生成物时，首先转化为同种物质，再结合等效平衡的模型解题。例如T1，向2L的恒容密闭容器中充入76MOLNO和38MOLO2，发生如下反应2NOGO2G2NO2G、2NO2GN2O4G，达到平衡时，测得CNO215MOLL1、CN2O409MOLL1。若起始时向该容器中充入36MOLNO2和20MOLN2O4，T1达到平衡时，N2O4的转化率为。【分析】若将36MOLNO2和20MOLN2O4转化为NO和O2，则相当于76MOLNO和38MOLO2，所以两个平衡是等效的，因而达到平衡时容器中CN2O409MOLL1，因而转化率为10。2不符合等效平衡的，先建立等效平衡，再回归题意。两个体积均为1L的恒温恒容密闭容器甲和乙，向甲中充入1MOLN2和3MOLH2，向乙中充入2MOLN2和6MOLH2，在相同温度下均达到平衡。试比较两平衡体系中各组分的物质的量、物质的量浓度、百分含量的大小。【分析】对于乙容器，可以先将其体积扩大2倍，得到与甲等效的平衡丙建立等效模型，再将丙的体积缩小为12回归题意。如下图所示达到平衡时，甲和丙中各组分的百分含量相等，丙中各组分的物质的量是甲中的两倍，甲和丙中各组分的浓度相等。丙乙，体积变为原来的12，即增大压强，平衡正向移动。所以达到平衡时甲和乙的平衡混合物中乙中NH3的百分含量大于甲，乙中N2的百分含量小于甲。NNH3乙2NNH3甲NN2乙2CNH3甲现有两个体积相同的恒温密闭容器、按如下图所示投料，并在400条件下开始反应2SO3G2SO2GO2G，一段时间后两容器中均达到平衡，比较两平衡体系中反应物的转化率、百分含量等。【分析】先让和一样恒温恒压，则和中达到的平衡完全等同建立等效模型；恒