届高考化学二轮专题复习特色专项训练 第十题 化学基本理论综合题Word文件下载.docx
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测得体系中各气体组分的体积分数φ随时间t的变化如图2所示。
则此反应用气体分压表示的平衡常数Kp=__________(已知:
气体分压=气体总压×
体积分数)。
(2)已知铅盐中,Pb(NO3)2、(CH3COO)2Pb易溶于水,PbSO4、PbS难溶于水,室温下其溶度积常数为Ksp(PbSO4)=1.06×
10-8;
Ksp(PbS)=3.40×
10-28。
①将一定量的PbSO4加入足量饱和CH3COONH4溶液中,微热,并不断搅拌,因发生复分解反应,PbSO4缓慢溶解。
能发生此复分解反应的原因是________________________________________________________________________
②某溶液中主要含有S2-、SO
等阴离子,向其中滴加Pb(NO3)2溶液,当PbSO4开始析出时,溶液中
=________。
(3)钛基二氧化铅(Ti/PbO2)是重要的电极材料,工业上用电解法制作,主要流程如下:
―→
―→……―→
―→Ti/PbO2
其中“电解沉积表层”是制作的关键,方法是电解可溶性铅盐溶液,使生成的PbO2沉积在阳极金属钛(Ti)上。
主反应为2Pb2++2H2O
Pb+PbO2+4H+。
①必须预先将阳极金属钛进行“热钝化处理”,原因是________________________________________________________________________
②电解槽中,阳极主要的反应式为________________________________________________________________________
__________________;
该法的缺点是阳极、阴极均会发生副反应。
其中阴极上产生的气体副产物是________。
③电解法制得的PbO2晶体中含有少量的+2价铅,从而导致氧原子所在位置出现少量“空穴”(即化学式为PbOx,但x<
2)。
若电解时每生成1molPbOx转移1.94NA个e-(NA为阿伏加德罗常数的值),则铅元素中+2价铅所占的质量分数为______。
3.工业制硝酸的主要反应为
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH
(1)已知:
氢气的燃烧热为285.8kJ·
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·
N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH=+180.6kJ·
则上述工业制硝酸的主要反应的ΔH=________________________________________________________________________。
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
浓度
c(NH3)
(mol·
L-1)
c(O2)
c(NO)
起始
0.8
1.6
第2min
0.6
a
0.2
第4min
0.3
0.975
0.5
第6min
第8min
0.7
1.475
0.1
①反应在第2min到第4min内,O2的平均反应速率为____________________。
②反应在第6min时改变了条件,改变的条件可能是________________(填序号)。
A.使用催化剂 B.升高温度
C.减小压强D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)达到平衡状态的是________(填序号)。
A.单位时间内生成nmolNO的同时,生成nmolNH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
E.若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化
(3)某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图1所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为__________。
②该电池正极的电极反应式为________________________________________________________________________。
③以此电池作电源,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图2所示)的过程中,发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用相关的离子方程式表示)。
4.磷的氯化物在有机合成中有着广泛的应用。
(1)白磷具有强还原性,如白磷可与硫酸铜溶液发生反应置换出铜,完成下面的方程式:
________P4+________CuSO4+________H2O===________+________H3PO4+________。
(2)单质磷、磷的氯化物间相互转化的能量关系如图所示,则PCl5分解为Cl2、PCl3的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
研究表明PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)在一定条件下具有自发性,其原因是________________________________________________________________________。
(3)TK时,将2molPCl5(g)充入2L的恒容密闭容器中,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)在第10min时达到平衡,测得平衡时c(PCl3)=0.6mol·
L-1。
①第5min时c(PCl3)________(填“>
”“<
”或“=”)0.3mol·
②反应的平衡常数K=________。
③若维持温度不变,第11min时再向容器中加入1.2molCl2、1.2molPCl3和amolPCl5,若要使此时Cl2的生成速率小于其消耗速率,则a的取值范围为____________。
(4)将PCl3、Cl2混合气体充入一个密闭容器中进行反应。
①控制其他条件不变,改变起始物中PCl3、Cl2的物质的量之比(用n表示),测得平衡时PCl5的百分含量如图(a)所示,则n0=__________。
②若该容器是绝热容器,则图(b)中能表明反应从开始到达到平衡状态的是__________。
5.(2017·
衡水压轴试卷)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染,利用电化学原理吸收SO2和NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。
请回答下列问题。
(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO
的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO
和SO
)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数w与溶液pH的关系如图所示。
①下列说法正确的是________(填标号)。
A.pH=7时,溶液中c(Na+)<
c(HSO
)+c(SO
)
B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈10-7
C.为获得尽可能纯的NaHSO3,应将溶液的pH控制在4~5为宜
D.pH=9时的溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HSO
)+c(H2SO3)
②若1L1.0mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L(标况下)SO2,则反应的离子方程式为________________________________________________________________________
__________。
③取装置Ⅰ中的吸收液VmL,用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。
酸性高锰酸钾溶液应装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,判断滴定终点的方法是________________________________________________________________________
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如图所示。
图中A为电源的________(填“正”或“负”)极,右侧反应室中发生的主要电极反应式为________________________________________________________________________。
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO
的浓度为0.4mol/L,要使1m3该溶液中的NO
完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为________L。
1.解析:
(1)①由CO、H2、CH3OH的燃烧热可得到对应的热化学方程式:
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·
mol-1 Ⅰ;
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·
mol-1 Ⅱ;
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.8kJ·
mol-1 Ⅲ;
根据盖斯定律,由Ⅰ+Ⅱ×
2-Ⅲ得CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.8kJ·
②由题图1可知,甲烷在阳极上失去电子,转化为甲醇,故阳极反应式为CH4+H2O-2e-===CH3OH+2H+。
(2)①由题图2可知,反应至10min时达到平衡,平衡时n(H2)=0.8mol,则v(H2)=
=0.06mol·
L-1·
min-1。
平衡时,c(CO)=0.2mol·
L-1,c(CH3OH)=0.3mol·
L-1,c(H2)=0.4mol·
L-1,平衡常数K=
=
=9.375。
②5min后各物质的反应速率增大较大且反应正向进行,可能的原因是使用了催化剂。
(3)由题意知,反应釜中CH3OH和CO的配料比(质量比)为1∶1,设加入甲醇的物质的量为1mol,则加入CO的物质的量为
mol,又甲醇生成乙酸的选择率为90.0%,则该反应消耗甲醇0.9mol,消耗CO的物质的量也为0.9mol,则此反应中CO的转化率为
×
100%=78.75%。
(4)溶液中始终存在K=
=1.8×
10-5,当溶液pH=7时,c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=1∶180,则n(CH3COOH)∶n(CH3COONa)=1∶180。
答案:
(1)①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.8kJ·
mol-1 ②CH4+H2O-2e-===CH3OH+2H+
(2)①0.06mol·
min-1
(或9.375) ②使用了催化剂 (3)78.75% (4)1∶180
2.解析:
(1)①反应Ⅱ的热化学方程式为I2(s)+5H2O(g)I2O5(s)+5H2(g) ΔH=5bkJ·
mol-1,结合反应Ⅰ得到总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=(0.2a+b)kJ·
②设气体的总压强为p,则平衡时,p(CO)=p×
25%,p(CO2)=p×
75%。
Kp=
=35=243。
(2)①硫酸铅在水溶液里存在溶解平衡,加入醋酸铵时,醋酸根离子和铅离子生成弱电解质醋酸铅,促进硫酸铅溶解。
②由于Ksp(PbS)远小于Ksp(PbSO4),所以当PbSO4开始沉淀时,可认为S2-已沉淀完全,得到的是两种物质的饱和溶液,
==
=3.21×
10-20。
(3)①钛为活性电极,若不进行“热钝化处理”,阳极金属钛会放电溶解。
②阳极上Pb2+失电子被氧化为PbO2,电极反应式为Pb2+-2e-+2H2O===PbO2+4H+;
阴极上除Pb2+能得电子外,溶液中的H+也会得电子放出H2。
③每生成1molPbO2转移2mol电子,若转移1.94mol电子,则生成0.97molPbO2,所以1molPbOx中有0.03molPb2+,其在铅元素中的质量分数为3%。
(1)①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=(0.2a+b)kJ·
②243(或35)
(2)①生成的醋酸铅难电离
②3.21×
10-20
(3)①电解时,阳极材料钛可被氧化,需表面钝化防护
②Pb2+-2e-+2H2O===PbO2+4H+ H2
③3%(或0.03)
3.[导学号:
53144250] 解析:
(1)已知氢气的燃烧热为285.8kJ·
mol-1,则①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8×
2kJ·
mol-1=-571.6kJ·
mol-1,又知②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1,③N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.6kJ·
mol-1,利用盖斯定律,将①×
3-②×
2+③×
2可得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-1168.8kJ·
(2)①2~4min内,氨气的平均反应速率为v=
=0.15mol·
min-1,同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,所以氧气的平均反应速率为0.1875mol·
②通过表中数据知,第6min后,反应物浓度增大,生成物浓度减小,所以平衡向逆反应方向移动,即向左移动。
使用催化剂,平衡不移动,A错误;
升高温度,平衡逆向移动,反应物浓度增大,生成物浓度减小,B正确;
减小压强,反应物浓度减小,生成物浓度减小,C错误;
增加O2的浓度,平衡正向移动,D错误。
③单位时间内生成nmolNO的同时,生成nmolNH3,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A正确;
条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明混合气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,B正确;
百分含量w(NH3)=w(NO),不能说明反应达到平衡状态,C错误;
只要反应发生,反应速率就符合v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,所以不能说明反应达到平衡状态,D错误;
若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化,说明气体的体积不再变化,反应达到平衡状态,E正确。
(3)①根据H+的移动方向可知,左侧电极为负极,则b口通入的物质为CH3OH。
②c口通入氧气,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O。
③在电解池中,金属铝为阳极,发生电极反应:
Al-3e-===Al3+,铝离子会和碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,即Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑,故溶液会逐渐变浑浊并有气泡产生。
(1)-1168.8kJ·
(2)①0.1875mol·
min-1 ②B ③ABE
(3)①CH3OH ②O2+4e-+4H+===2H2O
③Al-3e-===Al3+、Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑
4.[导学号:
53144251] 解析:
(1)由题意知反应中有Cu生成,SO
与H+结合转化为硫酸,由此可得到P4+10CuSO4+16H2O===10Cu+4H3PO4+10H2SO4。
(2)由图可得①1.5Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306kJ·
mol-1,②PCl5(g)===P(s)+2.5Cl2(g) ΔH=+399kJ·
mol-1,由①+②得:
PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·
因PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是一个焓减、熵减的反应,故它在一定条件下具有自发性。
(3)①v(PCl3)=Δc(PCl3)÷
Δt=0.06mol·
min-1,因前5min内平均速率要大于0.06mol·
min-1,故第5min时c(PCl3)>
0.3mol·
②平衡时c(PCl3)=c(Cl2)=0.6mol·
L-1,c(PCl5)=0.4mol·
L-1,该反应的平衡常数K=
=0.9。
③当氯气的生成速率小于其消耗速率时,表明反应向生成PCl5的方向进行,则
>
0.9,a<
2.4。
(4)①由图知,当n(PCl3)∶n(Cl2)=n0时,平衡时PCl5的百分含量最大,假设n(PCl3)∶n(Cl2)=1∶1且全部反应完,则此时混合体系中PCl5的百分含量应该是最高的,故n0=1。
②随着反应的进行,Cl2的百分含量减小,A错误;
因正反应放热、容器绝热,故反应开始后容器温度升高,达到平衡时,容器温度不再发生变化,B正确;
ΔH是一个定值,不能用于判断可逆反应是否达到平衡,C错误。
(1)1 10 16 10Cu 4 10H2SO4
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·
mol-1 该反应是一个焓减、熵减的反应
(3)①>
②0.9 ③a<
2.4 (4)①1 ②B
5.解析:
的离子方程式为NO+H2O+Ce4+===Ce3++NO
+2H+。
(2)①pH=7时,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(HSO
)+2c(SO
)+c(OH-)可得,c(Na+)=c(HSO
),故A选项错误;
pH=7时,c(HSO
)≈c(SO
),由K2的表达式可知,H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈c(H+)=10-7,故B选项正确;
溶液的pH控制在4~5时,c(HSO
)最大,c(H2SO3)、c(SO
)均为0,故C选项正确;
由质子守恒可得c(OH-)=c(H+)+c(HSO
)+2c(H2SO3),故D选项错误。
②1L1.0mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为1L×
1.0mol/L=1.0mol,13.44L(标况下)SO2的物质的量为
=0.6mol。
设反应生成亚硫酸钠的物质的量为x,生成亚硫酸氢钠的物质的量为y。
由钠原子守恒可得2x+y=1.0mol,由硫原子守恒可得x+y=0.6mol,解得x=0.4mol,y=0.2mol,n(SO
)∶n(HSO
)=2∶1,则反应的离子方程式为3SO2+5OH-===2SO
+HSO
+2H2O。
③酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,应盛放在酸式滴定管中;
原溶液无色,而KMnO4溶液为紫色,所以当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时,溶液呈浅紫色且半分钟内颜色不变,则达到滴定终点。
(3)左侧反应室中,Ce3+转化为Ce4+,发生氧化反应,应为阳极区,所以A为电源的正极;
阴极上HSO
被还原成S2O
,电极反应式为2HSO
+2H++2e-===S2O
(4)由得失电子守恒可得,
4=1000L×
0.4mol/L×
(5-3),解得V(O2)=4480L。
(1)NO+H2O+Ce4+===Ce3++NO
+2H+
(2)①BC
②3SO2+5OH-===2SO
+2H2O
③酸式 滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅紫色且半分钟内颜色不变
(3)正 2HSO
(4)4480
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