高考化学复习第28题

1、第28题化学基本理论综合题【典例剖析】赫.碳与人类生活密切相关，对篦，碳及其化合物的册究具有重要就义U (|)用腓中/.)为燃料，四鬼化二骸做氧化制.两身反也生成阻气和苗莅水 已知：N4*件2pt(s)=N4便AH,长摩)=地4)+2用(X炉6 Ht 小期:JN出由)+N由函=区地+4m0(韵3=(用3用.3也表示，该反应的杷学平衡常段并用&表示J, 里)汽车尾气转化反应:NO+O)NVH未配平将N。和E转化为和N工和C外 实现除网.每生成I iiwl N?除原剂为去电于敢为”汴大气污郎物融轻化沏可以用帮性炭还用出处理某战究小娟向某2 I.的密闭症器中加入 一定量的活性炭和NCL发+反应。*计

2、士恒01限=可式和记口式取.在七时.反应进行 利不同时间测群捍物质的鞠后的寸如下:思路引导总反应方程五。巴知方程式的 美幕,注富不能简单类比烽去 的计耳方法棋樵屯于守也.建原刎托电子 蜿与史施I mnJ %博电子融和 用.注京是计算敦口 心应用逢率的计算公式，注意他枳2 I；物质的嬴r、Cl1-020:扑40印NO2.J1.16。刖QJBDoa%n,9bN*nMS龟而0.600.720.72门上00.420l就山训0；2I IJ-Hlinin内.ND的干均反应速率口|融仁； 口七时,该反应葩当簿Mh 1a如mim后一只改空某一条件.反应由新达到平衡.他秘匕表中的教据灯晰也变的条件可能是壤字卑瑞

3、号3判席平衙状叁.药出界断荻送 犬帚人救物计算注意了工工炉 不考入手衢表达式12体掘T L”表格怙息:“4卜SUinin时.反应制、更显幼的量如增加”事要求啷个比蚊，审“介 战”就腻怪工加入一定鼠的活性炭h.通入一1定址的N门注雀两科溶质量的美系：利斯 Coj 和HCOi 格解程度的夬小；注意题片要求“由大到小”C-包容时.克入一定量的氮”d.加入合造的催化剂11虞簿料电池使用的电解册飙是2刖。| L1的KOHiSi比电池反应为4NH1+；tf)iiNhElsO放噌时，谖电池上板的电触反俄式为.1用支驶室中用NnDH静懒喔收CO,爱生度应为2C ：()H=XC( JNaHCt +町)所用混合液

4、中所有离子修度由大判小的低序为.答案(1)2AH2AH1K2/K1(2)4MA 或 4X 6.02 X 1023 (3)0.042 mol L 1 min 1 0.56(或 916) b (4)02+2H2O+4e =4OH+-2十(5)c(Na )c(HCO3)c(CO3 )c(OH )c(H )思维建模解答化学基本理论综合题的一般步骤步骤1:浏览全题，明题已知和所求，挖掘解题切入点。步骤2: (1)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题：明确纵横坐标的含义一理解起点、 点、拐点的意义一分析曲线的变化趋势。(2)对于图表数据类试题：分析数据一研究数据间的内在联系一找出数据的变化规律一挖掘 数据

5、的隐含意义。(3)对于电化学类试题：判断是原电池还是电解池一分析电极类别，书写电极反应式一按电极反应式进行相关计算。(4)对于电解质溶液类试题：明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解 答。步骤3:针对题目中所设计的问题，联系相关理论逐个进行作答。挑战满分(一)(限时25分钟).氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH 4(g) + H 2O(g)CO(g) + 3H2(g)一1AH = 206.2 kJ molCH 4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)1AH = 247.4 kJ mol 2H2s(g)2H2(g) + S2

6、(g)一1AH = 169.8 kJ mol(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成 CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。(2)在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应。如图为H2s气体的平衡转化率与温度、压强的关系。出 与MPa图中压强(Pi、P2、P3)的大小顺序为 ,理由是。该反应平衡常数大小：K(Ti)K(T2)(填“”、“c(S2 )c(HS )c(OH ) c(H+)c(Na+)+ c(H +) = c(OH ) + c(HS ) + 2c(S2 )_+_ 2c(Na )= c(H2S)+c(HS )+c(S )_ 一 一 一一2一一

7、 十一 一 一2c(OH )+c(S ) = 2c(H ) + c(HS )+3c(H2S)2. (2014北京理综，26)NH3经一系列反应可以得到 HNO3和NH4NO3,如下图所示。NH,NH*NQ.(1) I中，NH3和。2在催化剂作用下反应，其化学方程式是(2)11中，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时， 分别测得NO的平衡转化率在不同压强(Pi、P2)下随温度变化的曲线(如图)。血 4讣20n 2IN)型即X)州犯 温度代比较p1、p2的大小关系： 随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是(3)出中，降低温度，将 NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。

8、已知：2NO2(g)N2O4(g) AH12NO2(g)N2O4。)AH2下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)曹 | 2N四g)反应过程反应过程费用。.出N3% ?2NOg)| |AHl反应过程 CN2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 (4)IV中，电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示， 为使电解产物全部转化为 NH4NO3,需补充物质A, A是,说明理由：物质lF*NH*N0水蒸气的浓度(mol L 1)随时间t(min)变化如下表所示。序号温度0 min10 min20 min30 min40 min50 minTi0.0500.049 20.048 60.048 20.

9、048 00.048 0Ti0.0500.048 80.048 40.048 00.048 00.048 0T20.100.0940.0900.0900.0900.090下列叙述正确的是(填字母代号)。A.实验的温度：T2TiB.实验前 20 min的平均反应速率 v(O2) = 7X 10 5 mol L 1 min 1C.实验比实验所用的催化剂催化效率高挑战满分(二)(限时35分钟)1.氮氧化物是造成酸雨、光化学烟雾、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除 其污染是保护环境的重要举措。(1)研究发现利用 NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为1 ： 3

10、、3 ： 1、4 ： 1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图 1所示:温度化 图I图2用化学反应方程式表示利用NH3消除NO污染的反应原理： (不用注明反应条件)。曲线b对应NH 3与NO的物质的量之比是 。曲线a中，NO的起始浓度为6.0X 10 4 mcj m 3,从A点到B点经过0.8 s,该时间段内NO的脱除速率为 mg m 3 s 1。(2)NO2、。2和熔融NaNO3可制作燃料电池而消除 NO2污染，其原理如图2所示。该电池在 使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y , Y可用于生产硝酸。该电池工作时，电子从石墨 电极流向石墨 电极。(填写“I”或n” ) 石墨I电极的电极反应式为 。用

11、Y生产硝酸的化学反应方程式为 (3)含氮化合物在工业上具有重要用途，如三氯化氮(该分子中N元素显负价)常用作漂白剂，工业上用过量氨与氯气反应制备三氯化氮。写出三氯化氮的电子式： 。工业上制备三氯化氮的化学反应方程式为 ,该反应另一 产物的溶液中离子浓度大小关系为 。加热条件下，三氯化氮与NaClO 2溶液反应可制备二氧化氯气体，同时生成NH3和只含有一种钠盐和强碱的溶液，该反应的离子方程式为 ，若制备6.75 kg二氧化氯，则消耗还原剂的物质的量为 mol。2. 一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：催化剂2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(l)AH已知： .,

12、12CO(g) + O2(g)=2CO2(g) AHi = - 566 kJ mol_I - 1S(l) + O2(g)=SO2(g) AH2= - 296 kJ mol则反应热AH =kJ mol 。(2)其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。260 C时(填“Fe2O3、“NiO”或“ C2O3”)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是2W)4用3甲J加0 42反应温度,七MIHO即 钠20dAel部芋懈选nsm V 作国C6科研小组在380 C、F及O3作催化剂时，研究了不同

13、投料比 n(CO) ： n(SO2)对SO2转化率 的影响，结果如图b所示。请在图b中画出n(CO) : n(SO2)= 2： 1时，SO2的转化率的预期 变化曲线。(4)工业上还可用 Na2SO3溶液吸收烟气中的 SO2： Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度 下用1.0 mol L 1 Na2SO3溶液吸收纯净的 SO2,当溶液中c(SO3)降至0.2 mol L1时，吸收 能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO3)约为 mol L-1o此时溶液pH =。(已知该温度下 SO3 + H +HSO3的平衡常数 K = 8.0X106,计算时SO2、H2SO3的浓度忽

14、略不计)3.党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路，工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施，下图是几种工业生产的联合生产工 艺:也和 NaC 溶,液请回答下列问题:(1)装置甲为电解池，根据图示转化关系可知：A为(填化学式)，阴极反应式为(2)装置丙的反应物为 Ti,而装置戊的生成物为Ti,这两个装置在该联合生产中并不矛盾，原因是。装置戊进行反应 时需要的环境为 (填字母序号)。A. HCl气体氛围中B .空气氛围中C.僦气氛围中D ,水中(3)装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应：CO(g)+2H2(g)CH30H(g) AHTl)、其他条件相同时

15、，下列图像不正确的是反应时间 甲co 体积 分数(填代号)。N5 转化率反应时间 乙压强 丙(2)汽车尾气中 CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g) + H2OCO2(g)+H2(g)AH”、或“ ”)。丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度(填“升高”或“降 低”)。. (2015湖州调研)“84”消毒液是一种以次氯酸钠 (NaClO)为主的高效消毒剂和漂白剂，被广泛用于医院、宾馆、家庭等的卫生消毒。回答有关问题。(1) “84”消毒液显碱性，原因是发生水解反应:ClO +H2OHClO + OH 。该反应的平衡常数表达式K= ;25 C时某“ 84”消毒液p

16、H为10,35 C时pH为11,则温度升高，K(填“增大”、 “不变”或“减小”)。测定“ 84”消毒液的pH,应该选用 。A .干燥的pH试纸B.用蒸储水湿润的 pH试纸C. pH计(或酸度计)(2)在烧杯中盛放25 mL某浓度的“ 84”消毒液，在光照下对其消毒效果的变化进行探究， 实验结果如图所示。消毒范果力）f/minab段导致消毒效果增强的主要反应是bc段导致消毒效果减弱的主要反应是 (3)有一则报道称：有人在清洗卫生间时，因为把“ 84”消毒液和某清洁剂(含盐酸)混合使用, 发生了中毒事故。原因是 。(4)利用如图所示装置和试剂可以制得少量“84”消毒液。a电极的名称是。y电极的反

17、应式为。在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行反应 2A(g)+B(g)2c(g) + D(s) AH0 ,按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：物质ABCD起始投料/mol2120答案精析第28题化学基本理论综合题挑战满分(一)(1)CH 4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+ 4H2(g) AH = 165.0 kJ mol 1 (2)Pip2p3 该反应的 正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减压使平衡正向移动，H2s的平衡转化率增大 该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡常数增大及时分离出产物 (3)1 ： 2 (4

18、)BD解析 (1)由X得化学方程式：CH4(g) + 2H2O(g)=CO2(g) + 4H2(g),根据盖斯定律 计算该反应的反应热：AH = 206.2 kJ mol 1X2247.4 kJ mol 1=165.0 kJ mol 1。(2)硫化氢分解反应是气体分子数增大的反应，相同温度下，增大压强，H2s的平衡转化率降低。从图像看，相同温度下，P1条件下H 2s的平衡转化率最大，P3条件下H2s的平衡转化率最小。所以，压强大小关系有：P1c(s2 2),错误；B项，溶液中含有 Na +、H +、OH、Hs s ,电荷守恒式为 c(Na + ) + c(H+) =c(OH ) + c(Hs

19、) + 2c(s2 ),正确；C 项,由物料守恒知， 2c(Na + )=3c(Hs ) + 3c(H2s) + 3c(s2 ),错误；D项，电荷守恒式和物料守恒式联立可得质子守恒式：2c(OH -)+c(s2-)=2c(H+)+c(HS )+3c(H2S),正确；故选 B、D。催化剂(1)4NH 3+502=4NO +6H2O(2)pip2减小(3) A 2N2O4+。2+ 2H2O=4HNO 3 一通电一 一，.(4)NH 3 根据反应：8NO + 7H2O=3NH 4NO3+ 2HNO 3,电解广生的 HNO3 多解析(1)反应I中，NH3与O2在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成 NO

20、和H2O,根据 催化剂质量守恒及得失电子守恒，写出反应的化学方程式：4NH 3+ 5O2= =4NO + 6H2O0(2)反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应为气体总分子数减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，结合 NO的平衡转化率与压强的变化曲线可知，PiP2。由图可知，压强一定时，温度升高，NO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向AHTi, 错误；B项，实验前20 min的平均反应速率 v(H2O) = 7X 10-5 mol L1 min -1,所以v( O2) = 3.5X10 mol L 1 min 错误；C项，实验与实验

21、相比，达到的平衡状态相同，但 实验所用时间短，反应速率快，所以实验比实验所用的催化剂催化效率高，正确。挑战满分(二)41. (1)4NH 3+ 6NO=5N 2+ 6H2O 3 ： 1 1.5X10 ：1：* * (2) I n NO2+ NO3 e =N2O5 N2O5+ H2O=2HNO3 (3)：9：=咚!： 3cl2 + 4NH3=NCl3 + 3NH4Cl c(Cl )c(NH 4 )c(H + )c(OH ) 6ClO 2 + NCl3 + 3H2OA,3Cl+6ClO2T + NH3T + 3OH 100解析 (1)NH3与NO在一定条件下发生氧化还原反应生成 N2和H2O: 4

22、NH3 + 6NO=5N2 + 6H2O0NH3与NO的物质的量之比越大， NO脱除率越大，故其物质的量之比为 1 : 3、 3 ： 1、4 ： 1时，对应的曲线分别为 c、b、a,故曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是 3 ： 1。 曲线a中，NO的起始浓度为6X 10 4 mg m 3, A点NO的脱除率为0.55, B点NO的脱 除率为0.75 ,从A点到B点经过0.8 s ,该时间段内NO的脱除速率= 6X 10 4 mg m 3* (0.75-0.55 143 1co=1.5X10 mg m s 。0.8 s(2)根据该燃料电池工作原理示意图可知，石墨I电极为电池负极，石墨 n电极

23、为电池正极，电池工作时，电子应从负极流向正极，NO2在负极失去电子，被氧化，由于 NO2中氮元素化合价为+ 4,其氧化产物中氮元素化合价只能为+5,故Y为N2O5。NO2在石墨I电极上失去电子生成 N2O5,则有：NO2-e -N2O5,电池在熔融 NaNO3中工作，用NO3使其电何守恒则有：NO2 + NO3 e =N2O5。N2O5与H2O反应生成 HNO 3: N2O5 +H2O=2HNO3。：CI：* * R.NC13为共价化合物，3个Cl原子分别与N原子形成3个共价键，其电子式为F!：工：W!：。C12与NH3反应生成NC13和NH4CI: 3C12 + 4NH3=NC13+3NH4

24、C1。根据盐类水解规律可得NH4C1溶液中离子浓度大小关系为c(C1 )c(NH4)c(H + )c(OH )。NC13-NH3, N元素化合价没有发生变化，NaC1O2- C1O2, C1元素化合价升高，该钠盐必为NaC1,强碱为NaOH ,则有：NaC1O2 + NC13+ 3H2ONaC1 + C10 2T +NH3T + NaOH ,配平该反应并注明反应条件可得其化学方程式为6NaC1O2+NC13 + 3HzO4 ,3NaC1 + 6C102 T +NH 3 T +3NaOH ,再改写为离子方程式即可。 该反应中NaC1O2是还原剂，NC%为氧化剂，消耗NaC1O2的物质的量等于生成C1O2的物质的量，则制备 6.75 kg C1O2时消耗NaC1O2的物质的量=6.75 X 102 3 g_ 167.5 g mol100 mol。甲-蚤3非宅d5(4) 1.6 6解析 (1)根据盖斯定律，由已知中第一个反应减去第二个反应可得2CO(g) +SO2(g)