高考化学培优(含解析)之化学反应原理综合考查含答案解析

1、高考化学培优 ( 含解析 ) 之化学反应原理综合考查含答案解析一、化学反应原理综合考查1 中国是世界上最大的钨储藏国，超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。（ 1）工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金，已知：wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s) ?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s)+4al2o3(s) ?h2则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为_(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式表示)；在反应中若有0.1molfe3o4 参加反应，则转移电子_mol 。（2）自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐)，从中制备出黄钨(wo3)

2、后再用 h2 逐级还原： wo3 wo2.90 wo2.72 wo2w，总反应为3h2(g)+wo3(s)?w(s)+3h2o(g) ?h，实验测得一定条件下平衡时h2 的体积分数曲线如图所示：由图可知，该反应的?h_(填 “或”“”“或 bd 75% 27 加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率【解析】【分析】【详解】（ 1） wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s) ?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s)+4al2o3(s) ?h2由盖斯定律：-4，则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为3fe3o4(s) 4w(s)=9fe(s)4wo 3(s) h

3、3=h2-4h1(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式表示 )；在反应中若有 0.1molfe3 4参加反应，则转移电子83 4o 3 0.1mol=0.8mol。故答案为： 3fe o (s)34w(s)=9fe(s) 4wo3(s) h3=h2-4h1； 0.8；（ 2）由图可知， 3h2 (g)+wo3(s) ? w(s)+3h2o(g) 随温度升高，氢气的体积分数减小，平衡正向进行，正向为吸热反应，该反应的?h0； a 点要达平衡状态，氢的体积分数要减小，反应正向进行，a 点处的 v 正 v 逆 。故答案为：； ；如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，a氢气消耗的

4、速率与水消耗的速率相等， v 正 (h2)=v 逆 (h2o)，故 a 正确；b wo3 是固体，加入 wo3，则 h2 的转化率不变，故 b 错误；c反应前后气体的质量不同，容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态，故c 正确；d反应前后气体的体积不变，容器内压强不变时，不一定达到平衡状态，故d 错误；故答案为：bd；由图可知900k， m点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为3mol ，转化率为x，氢气的变化量为3xmol，列出三段式：3h 2 gwo3 s ? w s3h 2o g开始30转化3x3x平衡3 3x3x则有 3 3x 100% 25% ， x=0.75，氢气的平衡转化

5、率为75%；3平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压 物质的量分数。水蒸汽的分压为 p 总0.75，氢气的分压为 p 总 0.25， kp (900k)=0.753=33=27。故答案为： 75%；30.2527；在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物wo2(oh)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。故答案为：加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。【点睛】本题考查化学平衡的计算，把握盖斯定律计算焓变、化学平衡三段法、转化率及kp 的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性

6、较强，难点（2）列出三段式，利用 kp 的定义进行计算。2cr、 s 等元素的化合物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。（1）还原沉淀法是处理含铬（cr2o72- 和 cro42- ）工业废水的常用方法，过程如下： 已知：常温下，初始浓度为-1 的 na2 42 72-+1.0 mol lcro溶液中 c(cr o)随 c(h )的变化如图所示。则上述流程中cro42- 转化为 cr2o72-的离子方程式为_ 。 还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。 cr 3+与 al3+的化学性质相似，对crcl3溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为

7、_。310-32，欲使处理后废水中的 c(cr3+)降至 1.0 10-5-1 （即 常温下， kspcr(oh) =1.0mol l沉淀完全），应调节至溶液的ph=_。（2） “亚硫酸盐法 ”吸收烟中的 so2 将烟气通入 1.0mol/l 的 na so 溶液，当 na so 恰好完全反应时，溶液ph 约为 3，此2323时，溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_（用离子浓度符号和“ ”号表示）。 室温下，将烟道气通入 (nh4)2so3 溶液中，测得溶液 ph 与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。已知部分弱电解质的电离常数（25）如下：电解质电离常数ka1=1.54 10-2h2so

8、3ka2=1.02 10-7nh3h2okb=1.74 10-5（i ） (nh4 2 3溶液呈 _（填 “酸 ”、 “碱 ”或“中”）性，其原因是 _ 。) so（ ii ）图中 b 点时溶液 ph=7，则 n(nh4+):n(hso3- )=_。【答案】 cro42- 2h+2 72- h22 3+3-+32-)cr oo 1:6cr o5 c(na )c(hso) c(h ) c(so-23a2 10-7小于 nh3 2o 的电离常数b32-的c(oh ) 碱h so 的第二电离常数k =1.02hk，故 so水解程度比 nh4+的水解程度大，溶液呈碱性3:1【解析】【详解】(1) 从图

9、中可以看出，c(cr2o72- ) 随 c(h+)的增大而不断增大，当c(h+)=6.010-7mol/l 时，c(cr2o72- )=0.4mol/l ，此时反应达平衡状态，所以此反应为可逆反应。由此可得cro42-转化为 cr2o72- 的离子方程式为cro42- 2h+cr2o72- h2o 答案为 cro42- 2h+cr2o72- h2o 依据电子守恒，氧化剂2-2+2-2+cr2o7与还原剂 fe 的关系为： cr2o76fe从而得出还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1: 6。答案为 1: 6； cr 3+与 al3+的化学性质相似，说明cr3+在水溶液中易发生水解反应，最终

10、生成al(oh)3，灼烧时再分解为铬的氧化物。所以对crcl3 溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为cr2o3。答案为 cr2o3 kspcr(oh)3 = c(cr 3) c3 (oh)1.010 5c3 (oh ) 1.0 10-32c(oh) 10 9 mol / l ， ph=5。答案为 5；(2) 将烟气通入 1.0mol/l 的 na2so3 溶液，当 na2so3 恰好完全反应时，全部生成nahso3，此时溶液ph 约为 3，则表明hso3-以电离为主。发生的电离、水解反应方程式为：hso3-h+so32-、 hso3-+h2oh2so3 +oh-、h2oh+oh- 且前面反

11、应进行的程度大于后面反应，从而得出溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(na+) c(hso3-) c(h+) c(so32-) c(oh-)。答案为 c(na+) c(hso3-)c(h+)c(so3 2-) c(oh- )4234+32-都将发生水解，从表中数据ka2=1.02 10-7、 （i）在 (nh) so溶液中， nh、 sokb=1.74 10-5 可以看出， hso3-的电离常数小，so32-的水解常数大，所以溶液呈碱性。答案为碱；溶液呈碱性的原因是：溶液h2so3 的第二电离常数 ka2=1.02 10-7 小于 nh3h2 o 的电离常数kb，故 so32-的水解程度比n

12、h4+的水解程度大，溶液呈碱性。答案为： h2 3a2-7 小于 nh3 2b32-的水解so 的第二电离常数 k =1.02 10h o 的电离常数k，故 so程度比 nh4+的水解程度大，溶液呈碱性。（ ii ）图中 b 点时溶液 ph=7，此时 c(hso3-)=c(so3 2-)，则 c(nh4hso3)=c(nh4)2so3 ，从而得出 n(nh4+) ： n(hso3- )= 3：1 答案为 3： 1。3(1)so2 的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的so2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：so23h2431(g)+nho(aq)=nh hso (

13、aq)=ahkj/mol ；nh3 2434 2322h o(aq)+ nh hso (aq)=(nh ) so(ag)+h o(l)=bhkj/mol ； 2(nh4)2so3(aq)+o2(g)=2(nh4)2so4(aq)3=chkj/mol。则反应 2so2(g)+4nh3 h2 o(aq)+o2(g)=2(nh4)2so4(aq)+2h2o(l)的h=_kj/mol 。(2)so2 是形成酸雨的主要污染物，燃煤脱硫原理为2cao(s)+2so(g)+o2(g)? 2caso4(s)。向10l 恒温恒容密闭容器中加入3mol cao，并通入 2mol so2 和 lmol o 2 发生

14、上述反应，2min时达平衡，此时 caso为 1.8mol 。 0? 2min内，用 so2 表示的该反应的速率 v(so2)=_，4其他条件保持不变，若上述反应在恒压条件下进行，达到平衡时so2 的转化率 _(填 “增” “ ” “ ”)大 、 减小 或 不变 。(3)no 的排放主要来自于汽车尾气，净化原理为：2no(g)+2co(g)? n(g)+2co (g)222222正 、 k 逆为速率常h=-746.8kj/mol。实验测得， v正 =k 正 c(no) c(co)， v逆 =k 逆 c(n2) c(co )(k数，只与温度有关 )。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 _(填

15、 “”“或”“或“”=，”下同 )；m 、 n 两点容器内的压强 2p(m)_p(n)，平衡常数 k(m)_k(n)。【答案】 572kjmol 1s250%p pa【解析】【分析】(1)利用盖斯定律进行反应2h2o(l) = 2h2(g)+o2(g)h 的计算；(2) .由反应方程式2h2 s(g)s2(g)+2h2 (g)可知，若起始时容器中只有h2s，平衡时 s2的物质的量为 h21，则曲线 l 表示的物质是 s2，曲线 m 表示的物质是2的h s，曲线 n 表示的2物质是 h2，据此分析解答；.反应 2h s(g)s (g)+2h (g)中， h s的物质的量增加，其平衡转化率反而减小

16、，即m2222点和 o 点分别所在的曲线代表h2s 的起始量为0.1mol 和0.2mol ，据此解答；【详解】(1)根据盖斯定律，反应(+ + ) 2可得到反应2h o(l) = 2h(g)+o (g)，其222123)=2 (172+327-213)=+572kjmol-1 ，故答案为： +572kjmol -1 ；h=2( h +h + h(2) .由反应方程式 2h s(g)s (g)+2h (g)可知，若起始时容器中只有h2s，平衡时 s2222的物质的量为h2 的1 ，则曲线 l 表示的物质是s2，故答案为： s2；2根据图像， a 点时，硫化氢和氢气的物质的量相等，根据2h2s(

17、g)s2(g)+2h2(g)，说明反应的硫化氢与剩余的硫化氢相等，h2s 的转化率为 50%，故答案为：50%；根据 a 点可知，起始时硫化氢为20mol ，b 点时，硫化氢与s2 的物质的量相等，设分解的硫化氢为 x，则 20-x= x ，解得 x=40220220mol ，2mol ，容器中含有h smol， s3332401 ， 1 ， 1 ，平衡常数hmol ，物质的量分数分别为4423( 1 p pa)2( 1 p pa)kp= 24=p pa，故答案为： p pa；( 1 p pa)24.反应 2h2s(g)222s (g)+2h (g)中， h s 的物质的量增加，其平衡转化率反

18、而减小，即m 点和 o 点分别所在的曲线代表h2s 的起始量为0.1mol 和 0.2mol ，恒容容器中， m 点的浓度小于 o 点，则逆反应速率v(m) v(o) ，故答案为： ；由图像可知， h2s 的转化率均为45%，可列三段式有：2h2s g垐 ?s2 g +2h 2 g噲?起始 mol200转化 mol0.90.450.9平衡 mol1.10.450.9n(总 )n=1.1+0.45+0.9=2.45mol2h2s g垐 ?s2 g +2h2 g噲 ?起始 mol100转化 mol0.450.2250.45平衡 mol0.550.2250.45n(总 )m=0.55+0.45+0.

19、225=1.225mol2n(总)m =n(总 )m ，又图像可知tm tn，由 pv=nrt可得， 2p(m)p(n)，0.4520.920.2250.45k m =vv0.151， k n =vv0.3010.552v1.12vvv，则 k(m)k(n)，故答案为： ； ”“ =”或“ ”)。(5)在某温度下，向1l密闭容器中充入co与n2o，发生反应：n2o(g)+co(g)垐 ?co2(g)十噲?n (g)，随着反应的进行，容器内co的物质的量分数变化如下表所示：2时间 /min0246810物质的量40.25%32.0%26.2%24.0%24.0%50.0%分数则该温度下反应的平衡

20、常数k=_。【答案】2nh3+2o2催化剂+垐 ?+放热反应 n2o+3h2o-163kj/mol feo +co噲 ? co2+fe降低温度= 1.17【解析】【分析】(2)利用盖斯定律求反应热；(3)根据总反应减去反应得到反应；根据反应物和生成物的相对能量判断反应热；根据活化能的相对大小判断化学反应速率大小，从而确定决速步；(4)根据不同温度下的平衡常数的大小，判断温度的变化；(5)根据三等式求算平衡常数。【详解】(1)nh3和 o2 反应得到 n2o，根据化合价升降守恒配平，nh3 中 n 的化合价从 3 升高到n2o 中的 1，共升高 4 价； o2 中 o 的化合价从 0 降低到2，

21、共降低4 价，化合价升降守恒，则 nh3 和 o2的系数比为 1： 1，根据原子守恒配平，可得2nh32催化剂22+2on o+3h o；(2) 已知 2nh 3(g)+3n2o(g)=4n2 (g)+3h2o(l) h1=-1010kj/mol， 4nh3(g)+3o2(g)=2n2(g)+6h2o(l) h2=-1531kj/mol ；反应 2-反应 1 可得目标反应，则33h= h12121=-163kj/mol ；3- h2 =-1010kj/mol -(-1531kj/mol) 333(3)总反应为n2 o(g)+co(g)垐 ?co2(g)n2 (g)2步进行，因此反应和反噲?十，

22、实际过程是分应相加得到总反应，则反应等于总反应减去反应，可得反应为+垐 ?+；噲?co2+fefeo +co根据反应历程图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该两步反应均为放热反应；根据反应的历程图可知，由fe 和 n2 o 经过过渡态得到产物feo 和 n2，过渡态和反应物fe 和 n2o 的能量差为反应的活化能，同理，可知反应的活化能，可知，反应的活化能大于反应的活化能，活化能越大，化学反应速率越慢，而化学反应速率慢的步骤为决速步，决定反应达到平衡所用时间，即反应决定反应达到平衡所用时间；(4)根据图像， c 点和 b 点，反应物的投料比相同，但是b 点表示的平衡状态，n2o 的转化

23、率高于 c 点， c 点的平衡状态改变为 b 点的平衡状态，平衡正向移动， n2o 的转化率增加； b 和 c 点的反应物投料比相同，因此不是改变反应物的浓度；反应前后的气体体积不变，因此压强不影响平衡移动，只能是温度，该反应为放热反应，平衡正向移动，因此采取的措施是降低温度；利用三等式求出c 和 d 点平衡状态的平衡常数，从而比较温度大小；设定容器体积的体积为vl。c 点的平衡状态其反应物的投标比为1，则设 n2o 和 co的物质的量均为1mol ，其 n2o 的转化率为 0.50，则根据三等式有n 2o(g) +co(g)垐 ?噲 ? co2 (g) + n 2 (g)开始的物质的量1100开始的物质的量0.50.50.5，则在平衡常数0.5平衡的物质的量0.50.50.50.5c(n 2 )c(co2 )0.50.5vv1；k =0.50.5c(n 2o)c(co)vvd 点的平衡状态其反应物的投标比为1.5，则设 n2o 和 co的物质的量为1.5mol 和 1mol ，其 n2o 的转化率为0.40， n2o 反应了 1.5mol 0.4