高考化学二轮复习大题三化学反应原理综合应用Word文档格式.docx
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Ⅰ.碱吸法。
利用纯碱溶液吸收NO、NO2,发生的反应有:
2NO2+Na2CO3===NaNO3+NaNO2+CO2,NO+NO2+Na2CO3===2NaNO2+CO2
用一定量纯碱溶液吸收NO、NO2恰好完全反应得到吸收溶液。
(1)向吸收溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,氧化产物为NO
,写出离子方程式__________________________。
Ⅱ.天然气还原法。
CH4催化还原NO、NO2的热化学方程式如下:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1160kJ/mol
(2)4NO(g)===N2(g)+2NO2(g) ΔH=________。
(3)上述物质NaNO2、NO、CO2中含有共同的化学键的类型是__________________。
Ⅲ.活性炭还原法。
在VL恒容密闭容器中加入足量的活性炭和一定量NO,恒温(T1)条件下发生反应生成Q、P(均为无污染物质)。
测得物质的量与时间关系如表所示:
n/mol
t/min
NO
Q
P
0.200
10
0.116
0.042
20
0.080
0.060
30
(4)在T1温度下,NO的平衡转化率为________;
平衡常数K为________(用分数表示)。
(5)30min后,将温度升高至T2达到平衡时,容器中NO、Q、P的浓度之比为3:
1:
1,则该反应的正反应ΔH________0(填“>
”“<
”或“=”)。
在T2温度达到平衡之后,再向容器中充入少量NO,则NO的平衡转化率将________(“变大”“不变”“变小”)。
3.[2018·
适应性练习]含磷化合物在生产生活中有着重要的应用。
(1)磷与氨是同主族元素,下列能说明二者非金属性强弱的是________(填字母)。
a.NH3比PH3稳定性强 b.常温下,氮气为气体,磷单质为固体
c.氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难d.HNO3的酸性比HPO3酸性强
(2)工业常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。
已知25℃,101kPa时:
CaO(s)+H2SO4(l)===CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ/mol
5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)===Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ/mol
则Ca5(PO4)F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)已知PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>
0。
温度为T时,把一定量的PCl5气体引入一真空瓶内,反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:
3(分压=总压×
物质的量分数)。
①PCl5的分解率a1=________%。
若达到平衡后体系总压为1.4MPa,用平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数Kp=________。
②温度为T2时,新的平衡体系中PCl5与Cl2分压相同,则PCl5的分解率a1________a2,温度T1________T2(填“>
③达到平衡后,下列情况使PCl5分解率增大的是________(填字母)。
a.温度、体积不变,充入氩气b.体积不变,对体系加热
c.温度、体积不变,充入氯气d.温度不变,增大容器体积
(4)氯化水解法生产三氯氧磷的废水中主要含有H3PO4、H3PO3等,可先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是________________________________________________________________________。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水需控制的工艺条件为________________________________________________________________________。
4.[2018·
第三次模拟]镁、硫、氮的化合物在工业上用途非常广泛。
(1)一种镁—锂双离子二次电池的装置如图1所示。
①放电时,Mg电极为________(填“正极”或“负极”)。
②充电时,Li+迁移至________(填“阳极区”或“阴极区”)。
(2)纳米MgH2和LiBH4组成的体系如图2所示,400℃以上受热放氢时发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)硝酸厂尾气中含有大量的NO,可用氢气催化还原法除去NO,发生的主要反应如下:
2NO(g)+4H2(g)+O2(g)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1143kJ·
mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484kJ·
则2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=________kJ·
(4)在一定条件下,反应:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡时CH4的转化率与温度和压强的关系如图3所示。
①图中p1、p2、p3、p4代表不同压强,压强最大的是________。
该反应的ΔH________(填“>
”“=”下同)0。
②压强为p4时,在Y点:
v(正)________v(逆)。
③图中W、X、Y、Z四点对应的反应的平衡常数K1、K2、K3、K4由大到小的顺序为________________________。
5.[2018·
市高三第二次模拟]钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。
(1)钼酸钠晶体(Na2MoO4·
2H2O)可用于制造阻燃剂和无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。
Na2MoO4中Mo的化合价为________。
在碱性条件下,将钼精矿(主要成分为MoS2)加入NaClO溶液中,也可以制备钼酸钠,该反应的离子方程式为__________________________________。
(2)已知:
①2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s) ΔH1
②2MoS2(s)+7O2(g)===2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH2
③MoS2(s)+2O2(g)===Mo(s)+2SO2(g) ΔH3
则ΔH3=________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
(3)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为:
MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)
Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。
实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。
①一定温度下,在体积固定的密闭容器中进行上述反应,下列能说明反应达到了平衡状态的是________(填序号)。
A.2v正(H2)=v逆(CO) B.CO体积分数保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化 D.ΔH不再变化
②图1中A点对应的平衡常数Kp=________(已知A点压强为0.1MPa,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×
③综合上述分析得到:
图2中,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的曲线是________(填“A”或“B”),T1对应的平衡常数为________。
6.[2018·
市模拟]“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为展示给世界的一张新“名片”。
汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1=+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH3=-221kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为:
K=[c(N2)·
c2(CO2)]/[c2(NO)·
c2(CO)],则此反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:
2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表:
t/min
1
2
3
4
5
c(N2O5)/(mol·
L-1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
①反应开始时体系压强为p0,第2min时体系压强为p1,则p1p0=________。
2~5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________。
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变b.容器中压强不再变化
c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)d.气体的密度保持不变
(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。
已知反应:
NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·
p(NO2)·
p(CO),逆反应速率v逆=k逆·
p(NO)·
p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为________(用k正、k逆表示)。
(4)如图是密闭反应器中按n(N2):
n(H2)=1:
3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线,已知该反应为放热反应。
①曲线a对应的温度是________。
②M点对应的H2的转化率是________。
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,可生成(NH4)2SO3。
判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据:
________________________________________________________________________。
(已知:
NH3·
H2O的Kb=1.8×
10-5;
H2SO3的Ka1=1.3×
10-2,Ka2=6.3×
10-8。
)
7.[2018·
市模拟]氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知:
CO(g)+NO2(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-akJ·
mol-1(a>
0)
2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-bkJ·
mol-1(b>
若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36LCO时,放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(2)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH=-57.0kJ·
mol-1。
测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
40
60
80
φ(NO2)
1.0
0.75
0.52
0.40
①0~20min内,v(N2O4)=________mol·
L-1·
min-1。
②上述反应中,v(NO2)=K1·
c2(NO2),v(N2O4)=K2·
c(N2O4),其中K1、K2为速率常数,则373K时,K1、K2的数学关系式为____________________。
改变温度至T1时k1=k2,则T1________373K(填“>
”、“<
(3)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸。
25℃时,向100mL0.1mol·
L-1H2N2O2溶液中加入VmL0.1mol·
L-1NaOH溶液。
(已知25℃时,连二次硝酸的Ka1=10-7,Ka2=10-12)
①若V=100,则所得溶液中c(H2N2O2)________c(N2O
)(填“>
”或“=”),通过计算解释原因________________________________________________________________________。
②若V=200,则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________。
8.[2018·
市×
区二模]甲酸(HCOOH)是一种可再生的储氢物质,其产生、储存和应用H2的循环示意图如下。
(1)HCOOH的结构式是________________。
(2)产生H2:
上图中光催化产生H2的化学方程式是________________。
(3)储存H2:
Ⅰ.CO2加氢法:
①已知:
2HCOOH(l)+O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-510kJ·
mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·
则CO2(g)+H2(g)=HCOOH(l) ΔH=________。
此反应的化学平衡常数表达式:
K=________。
②增大压强,CO2的平衡转化率升高,原因是________________________________________________________________________。
即使在高压和高温条件下,CO2的平衡转化率也不高,为实现CO2加氢向甲酸的高效转化还可以采取的措施是________________________________________________________________________
Ⅱ.电化学还原法:
在碳酸氢盐的水溶液中,CO2还原成甲酸的原理如图1所示。
③图1中,阴极的电极反应式是______________________。
④依据图1,在图2的方框中填出相应物质的化学式或离子符号。
大题三 化学反应原理综合应用
1.答案:
(1)①COS+4OH-===S2-+CO
+2H2O
②1073kJ/mol
(2)①8.0×
10-4mol/(L·
s)(或0.048mol/(L·
min) 3.69 ②BD
(3)①H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+
②t1时刻后,溶液中的Fe2+被空气氧化为Fe3+,Fe3+再与H2S发生氧化还原反应,因而溶液中的Fe3+的量基本不变
解析:
(1)①羰基硫与烧碱溶液反应生成两种正盐,由元素守恒可知,生成正盐为Na2S、Na2CO3,离子方程式为COS+4OH-=S2-+CO
+2H2O。
②反应焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放能量的差,则CO分子中碳氧键的键能=745+577+436-339×
2-7=1073kJ/mol。
(2)①设该反应平衡时H2S的物质的量为xmol,
COS(g)+H2O(g)=H2S(g)+CO2(g)
起始物质的量(mol) 0.3 0.5 00
转化物质的量(mol) x x xx
平衡时物质的量(mol) 0.3-x0.5-x xx
由于平衡时H2S物质的量分数为0.3=
=
,则x=0.24mol,0~30s内v(COS)=
=8×
s),K=
≈3.69。
②向反应容器(恒容)加入COS,则COS转化率减小,A项错误;
向反应加入H2O,COS转化率增大,B项正确;
加入H2S,平衡逆向移动,COS转化率减小,C项错误;
加入SO2消耗H2S,平衡正向进行,COS转化率增大,D项正确。
(3)①0~t1时发生,H2S与Fe3+发生反应,离子方程式为:
H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+。
②t1时刻后,溶液中n(Fe3+)保持微量减少至基本不变,是由于t1时刻后,溶液中的Fe2+被空气氧化为Fe3+,Fe3+再与H2S发生氧化还原反应,因而溶液中的Fe3+的量基本不变。
2.答案:
(1)2MnO
+5NO
+6H+===2Mn2++5NO
+3H2O
(2)-293kJ/mol (3)极性键(或共价键) (4)60% 9/16
(5)<
不变
,离子方程式2MnO
+3H2O。
(2)CH4催化还原NO、NO2的热化学方程式如下:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ/mol;
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1160kJ/mol,(②-①)/2得:
4NO(g)===N2(g)+2NO2(g) ΔH=-293kJ/mol。
(3)上述物质NaNO2、NO、CO2中含有共同的化学键的类型是N—O、C—O极性键(或共价键)。
(4)在T1温度下,NO的平衡转化率为
100%=60%;
反应方程式为C+2NO
N2+CO2的平衡常数K为
。
(5)原反应容器中NO、Q、P的浓度之比为4:
33,30min后,将温度升高至T2达到平衡时,容器中NO、Q、P的浓度之比为3:
1,即升高温度平衡逆向移动,则该反应的正反应ΔH<
加压后平衡不移动,在T2温度达到平衡之后,再向容器中充入少量NO,则NO的平衡转化率将不变。
3.答案:
(1)a
(2)Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)===5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) ΔH=-418kJ·
(3)①75 1.8MPa ②> > ③bd
(4)①将废水中的H3PO3氧化成H3PO4 ②溶液pH>
10,反应时间>
30min
(1)同主族元素从上到下原子序数逐渐增大,元素金属性逐渐增大,非金属性逐渐减小,单质与氢气的化合越来越难,气态氢化物稳定性逐渐减小,最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱,所以NH3比PH3稳定性强可以说明非金属性N>P,a正确;
常温下,氮气为气体,磷单质为固体是它们的物理性质,不能说明非金属性N>P,b错误;
氮气与氢气化合比磷与氢气化合更困难可以说明非金属性P>N,与元素周期律矛盾,c错误;
HPO3不是磷元素的最高价氧化物对应的水化物,所以HNO3与HPO3酸性强弱不能说明N与P非金属性强弱,d错误。
(2)根据盖斯定律:
将CaO(s)+H2SO4(l)===CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ/mol乘以5倍减去5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)===Ca5(PO4)F(s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ/mol得到:
Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)===5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) ΔH=-418kJ·
(3)假设一定量的PCl5为amol,压强是P0
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)
开始(mol)a00
转化(mol)xxx
平衡(mol)a-xxx
根据:
分压=总压×
物质的量分数,达平衡后p(总)=(a+x)p0/a,p(PCl5)=(a-x)p(总)/(a+x),p(Cl2)=p(PCl3)=xp(总)/(a+x),根据反应达平衡后PCl5与PCl3的分压之比为1:
3得出:
x=3a/4;
①PCl5的分解率a1=x/a=75%,平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数表达式是:
Kp=p(Cl2)p(pCl3)/p(PCl5),将p(总)=1.4MPa代入得:
Kp=1.8MPa;
②根据①的计算数据可知,在原平衡中,p(PCl5)<p(Cl2),新平衡中两者相同,说明平衡逆向移动,根据反应方程式:
PCl5(g)
0,该反应正反应是吸热反应,平衡逆向移动,说明温度降低,即T2<T1,新平衡与原平衡相比,PCl5分解率降低了;
③PCl5(g)
0达到平衡后,温度、体积不变,充入氩气,反应物、生成物的浓度都没有改变,平衡不移动,a不能使PCl5分解率增大,a选项错误;
体积不变,对体系加热,相当于升高温度,该反应的正反应是吸热反应,平衡正向移动,能使PCl5分解率增大,所以b选
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