新編高考化學二輪復習 專項訓練：大題專題三 含解析

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1、新編高考化學備考資料 (三)化學原理綜合應(yīng)用 1．次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產(chǎn)品，具有較強還原性?；卮鹣铝袉栴}： (1)H3PO2是一元中強酸，寫出其電離方程式：____________________。 (2)H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag＋還原為銀單質(zhì)，從而可用于化學鍍銀。 ①H3PO2中，磷元素的化合價為__________。 ②利用(H3PO2)進行化學鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1，則氧化產(chǎn)物為________________________(填化學式)。 ③NaH2PO2是________(填“正鹽”或“酸式鹽”)，其溶液顯__

2、______(填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”)。 (3)H3PO2的工業(yè)制法是將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與硫酸反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學方程式：________________________。 解析：(1)由于H3PO2是一元中強酸，所以其電離方程式為H3PO2H＋＋H2PO。(2)①根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，H是＋1價，O是－2價，所以在H3PO2中P元素的化合價為＋1價；②根據(jù)題意結(jié)合電子守恒，原子守恒可知，氧化產(chǎn)物為H3PO4，還原產(chǎn)物是Ag；③根據(jù)元素的化合價及電離情況可知H3PO2的結(jié)構(gòu)是，

3、所以NaH2PO2是正鹽；由于該鹽是強堿弱酸鹽，所以該溶液顯弱堿性。(3)根據(jù)題意可得白磷與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的化學方程式是2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑。 答案：(1)H3PO2H＋＋H2PO (2)①＋1?、贖3PO4?、壅}　弱堿性 (3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 2．研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。 (一)NOx主要來源于汽車尾氣。 已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH＝＋180.50 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)　ΔH＝－566

4、.00 kJ·mol－1 (1)為了減輕大氣污染，人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學方程式______________________。 (2)T℃時，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2 L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過程(0～15 min)中NO的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。 ①T℃時該化學反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，平衡將________(填“向左”、“向右”或“不”)移動。 ②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同

5、的催化劑時，達到平衡過程中n(NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是________。(填“a”或“b”) ③15 min時，若改變外界反應(yīng)條件，導致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是______________________。 (二)SO2主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。 (3)用純堿溶液吸收SO2可將其轉(zhuǎn)化為HSO。該反應(yīng)的離子方程式是____________________。 (4)如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO。 ①寫出物質(zhì)A的化學式__________________，陽極的電

6、極反應(yīng)式是______________________。 ②該電解反應(yīng)的化學方程式為______________。 解析：本題考查蓋斯定律、化學平衡移動原理和化學平衡常數(shù)的計算、電解原理等。(1)將題給熱化學方程式依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由②－①可得2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.50 kJ·mol－1。(2)①根據(jù)“三段式”法進行計算： 　　　　　　　2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) 開始(mol·L－1)：0.2　　0.2　　　 　　0　　　　0 轉(zhuǎn)化(mol·L－1)：0.1　　0.1　　 　　0.1　　　0.

7、05 平衡(mol·L－1)：0.1　　0.1　　 　 　0.1　　　0.05 平衡常數(shù)K＝L·mol－1＝5 L·mol－1。平衡時再向容器中充入CO和N2各0.8 mol，則此時c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(N2)＝0.45 mol·L－1，濃度商Qc＝＝1.8

8、＋；NO在陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)：6H＋＋NO＋5e－===NH＋H2O，根據(jù)得失電子守恒，將陰、陽電極反應(yīng)式相疊加即可得到反應(yīng)的總的離子方程式：5SO2＋2NO＋8H2O===2NH＋5SO＋8H＋，因此物質(zhì)A為硫酸。 答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.50 kJ·mol－1 (2)①5 L·mol－1　向右?、赽?、墼龃驝O的物質(zhì)的量濃度或增大壓強或降低溫度 (3)H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2↑ (4)①H2SO4　SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ ②5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2S

9、O4 3．氮的固定意義重大，氮肥的使用大幅度提高了糧食產(chǎn)量。 (1)目前人工固氮最有效的方法是____________________(用一個化學方程式表示)。 (2)自然界發(fā)生的一個固氮反應(yīng)是N2(g)＋O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1、632 kJ·mol－1，則該反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。該反應(yīng)在放電或極高溫度下才能發(fā)生，原因是________________________________________________________________。 (3

10、)100 kPa時，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1，反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。 ①圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率，則________點對應(yīng)的壓強最大。 ②100 kPa、25℃時，2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分數(shù)為________，N2O4的分壓p(N2O4)＝________kPa，列式計算平衡常數(shù)Kp＝________。(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)

11、) ③100 kPa、25℃時，V mL NO與0.5V mL O2混合后最終氣體的體積為________mL。 (4)室溫下，用注射器吸入一定量NO2氣體，將針頭插入膠塞密封(如圖3)，然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，此時手握針筒有熱感，繼續(xù)放置一段時間。從活塞固定時開始觀察，氣體顏色逐漸________(填“變深”或“變淺”)，原因是______________________________。[已知：2NO2(g) N2O4(g)在幾微秒內(nèi)即可達到化學平衡] 解析：(2)根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，知該反應(yīng)的ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ

12、·mol－1－632 kJ·mol－1×2＝＋180 kJ·mol－1。(3)①圖1中曲線為等壓線，A、C在等壓線下方，B在等壓線上方，A、C點相對等壓線，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則平衡逆向移動，為減小壓強所致，B點相對等壓線，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動，為增大壓強所致，故壓強最大的點為B點。②100 kPa、25℃時，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，設(shè)起始時NO2的濃度為a，則平衡時NO2的濃度為0.2a，N2O4的濃度為0.4a，故N2O4的物質(zhì)的量分數(shù)為×100%＝66.7%。N2O4的分壓p(N2O4)＝100 kPa×66.7%＝66.7 kPa。Kp＝＝＝0.06(kPa)－1

13、。③V mL NO與0.5V mL O2生成V mL NO2，根據(jù)100 kPa、25℃時，2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%，知平衡時氣體的體積為V mL×(1－80%)＋V mL×80%×＝0.6V mL。(4)根據(jù)題圖2，知2NO2(g) N2O4(g)為放熱反應(yīng)，將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，相當于增大壓強，會使平衡正向移動，反應(yīng)放出熱量，直至達到平衡，繼續(xù)放置時氣體溫度降低，促使平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2濃度降低，氣體顏色逐漸變淺。 答案：(1)N2＋3H22NH3 (2)＋180 　N2分子中化學鍵很穩(wěn)定，反應(yīng)需要很高的活化能 (3)①

14、B?、?6.7%　66.7?。剑?.06(kPa)－1 ③0.6V (4)變淺　活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài)，因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放置時氣體溫度下降，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2濃度降低 4．以高純H2為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池具有能量效率高、無污染等優(yōu)點，但燃料中若混有CO將顯著縮短電池壽命。以甲醇為原料制取高純H2是重要研究方向。 (1)甲醇在催化劑作用下裂解可得到H2，氫元素利用率達100%，反應(yīng)的化學方程式為______________，該方法的缺點是______________。 (2)甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個反應(yīng)： 主反應(yīng)：CH3OH(g

15、)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49 kJ·mol－1 副反應(yīng)：H2(g)＋CO2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1 ①既能加快反應(yīng)速率又能提高CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是__________________。 ②分析適當增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)對甲醇水蒸氣重整制氫的好處______________。 ③某溫度下，將nH2O∶nCH3OH＝1∶1的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為p1，反應(yīng)達到平衡時總壓強為p2，則平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為____________。(忽略副反應(yīng)) ④工業(yè)生產(chǎn)中，單位時間內(nèi)，單位體積的催

16、化劑所處理的氣體體積叫做空速[單位為m3/(m3催化劑·h)，簡化為h－1]。一定條件下，甲醇的轉(zhuǎn)化率與溫度、空速的關(guān)系如圖?？账僭酱?，甲醇的轉(zhuǎn)化率受溫度影響越________________。其他條件相同，比較230℃時1 200 h－1和300 h－1兩種空速下相同時間內(nèi)H2的產(chǎn)量，前者約為后者的________倍。(忽略副反應(yīng)，保留2位有效數(shù)字) (3)甲醇水蒸氣重整制氫消耗大量熱能，科學家提出在原料氣中摻入一定量氧氣，理論上可實現(xiàn)甲醇水蒸氣自熱重整制氫。 已知：CH3OH(g)＋O2(g) CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－193 kJ·mol－1 則5CH3OH(g)＋4

17、H2O(g)＋O2(g) 5CO2(g)＋14H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 解析：本題考查化學反應(yīng)原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。(1)抓住“氫元素利用率達100%”這一信息可寫出其反應(yīng)的化學方程式。(2)①兩個反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，故升高溫度可使甲醇平衡轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)速率加快；此外水蒸氣為主反應(yīng)的反應(yīng)物，副反應(yīng)的生成物，故增大水蒸氣的濃度也可達到加快反應(yīng)速率和提高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的效果。②增大水醇比，既可使甲醇轉(zhuǎn)化率增大，又可使副反應(yīng)逆向移動，抑制CO的生成。③恒溫恒容時，物質(zhì)的量之比等于壓強之比，根據(jù)差量法計算：CH3OH(g)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　

18、Δn＝2，反應(yīng)前甲醇的分壓為p1，參加反應(yīng)的甲醇的分壓為，則甲醇的轉(zhuǎn)化率為×100%。④由題圖看出，空速越大，甲醇的轉(zhuǎn)化率受溫度影響的曲線的斜率越大，說明受溫度影響越大。230℃時1 200 h－1和300 h－1兩種空速下相同時間內(nèi)H2的產(chǎn)量之比等于甲醇的轉(zhuǎn)化率之比，為＝3.2。(3)根據(jù)蓋斯定律，由主反應(yīng)的熱化學方程式乘以4，再加上CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－193 kJ·mol－1，可得5CH3OH(g)＋4H2O(g)＋O2(g) 5CO2(g)＋14H2(g)　ΔH＝＋3 kJ·mol－1。 答案：(1)CH3OH2H2＋CO　產(chǎn)物H2中CO含量高 (2)①升高溫度[或增大H2O(g)的濃度] ②有利于提高甲醇的轉(zhuǎn)化率，有利于抑制CO的生成 ③×100%?、艽蟆?.2　(3)＋3