高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析.docx
- 文档编号:26810330
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:243.85KB
高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析.docx
《高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析
2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点附答案解析
一、化学反应速率与化学平衡
1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I:
Na2S2O3的制备。
工业上可用反应:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:
(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。
b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。
c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______(写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______
实验Ⅱ:
探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:
Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置
试剂X
实验现象
Fe2(SO4)3溶液
混合后溶液先变成紫黑色,30s后几乎变为无色
(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。
从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:
_______
实验Ⅲ:
标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:
用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。
平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:
6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1
【答案】分液漏斗蒸馏烧瓶
硫化钠和碳酸钠的混合液调节酸的滴加速度若SO2过量,溶液显酸性.产物会发生分解加入铁氰化钾溶液.产生蓝色沉淀开始生成Fe(S2O3)33-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,但Fe3+与S2O32-氧化还原反应的程度大,导致Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动,最终溶液几乎变为无色0.1600
【解析】
【分析】
【详解】
(1)a的名称即为分液漏斗,b的名称即为蒸馏烧瓶;b中是通过浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2,所以方程式为:
;c中是制备硫代硫酸钠的反应,SO2由装置b提供,所以c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液;
(2)从反应速率影响因素分析,控制SO2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度,或者改变反应温度;
(3)题干中指出,硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解,如果通过量的SO2,会使溶液酸性增强,对制备产物不利,所以原因是:
SO2过量,溶液显酸性,产物会发生分解;
(4)检验Fe2+常用试剂是铁氰化钾,所以加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成;解释原因时一定要注意题干要求,体现出反应速率和平衡两个角度,所以解释为:
开始阶段,生成
的反应速率快,氧化还原反应速率慢,所以有紫黑色出现,随着Fe3+的量逐渐增加,氧化还原反应的程度变大,导致平衡逆向移动,紫黑色逐渐消失,最终溶液几乎变为无色;
(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应:
①
;②
;反应①I-被氧化成I2,反应②中第一步所得的I2又被还原成I-,所以①与②电子转移数相同,那么滴定过程中消耗的
得电子总数就与消耗的
失电子总数相同;在做计算时,不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。
所以假设c(Na2S2O3)=amol/L,列电子得失守恒式:
,解得a=0.1600mol/L。
2.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。
实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。
已知:
LiCoO2难溶于水,易溶于酸。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中Co的化合价是__。
(2)LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。
(3)浸出剂除了H2O2外,也可以选择Na2S2O3,比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率:
还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。
(4)提高浸出效率的方法有__。
(5)利用Cyanex272萃取时,pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。
从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH是__。
(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR,则反萃取剂的最佳选择是__。
(7)常温下,若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1,则pH=__时,Ni2+开始沉淀。
[Ksp(Ni(OH)2=2×10-15]
(8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。
已知:
提供的无机试剂:
NaOH、Na2CO3、NaF。
【答案】+32LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O<适当升高温度,适当增加H2SO4浓度5.5H2SO47.5①NaOH②Ni(OH)2③NaF
【解析】
【分析】
(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的规律写出化学方程式;
(3)根据等物质的量H2O2和Na2S2O3作为还原剂转移电子的多少进行判断;
(4)提高浸出效率即提高化学反应速率;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时不能引入新杂质;
(7)根据Ksp(Ni(OH)2的表达式进行计算;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀。
【详解】
(1)LiCoO2中O元素为-2价,Li为+1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co的化合价为+3价;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,化学方程式为:
2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O;
(3)1molH2O2作为还原剂转移2mol电子,1molNa2S2O3作为还原剂转移8mol电子,则Na2S2O3的还原效率更高;
(4)提高浸出效率可以适当升高温度,适当增加H2SO4浓度等;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围,所以最佳pH是5.5;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时,为不引入新杂质,反萃取剂最好选择H2SO4;
(7)c(Ni2+)=
mol/L=0.02mol/L,则开始沉淀时,c(OH-)=
=
=10-6.5mol/L,则pH=14-6.5=7.5;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀,所以选用NaOH,则Ni(OH)2先沉淀,过滤后滤液中加入NaF生成LiF沉淀。
【点睛】
本题(5)选择合适的pH时,注意读懂图中信息,要根据实验的具体操作情况来分析。
3.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO
4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号
实验温度
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液
H2O
3mol/L稀H2SO4溶液
0.
05mol/LKMnO4溶液
①
25
3.0
V1
2.0
3.0
1.5
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
③
50
2.0
V2
2.0
3.0
1.0
(1)请完成此实验设计,其中:
V1=,V2=。
(2)实验①、②探究的是对化学反应速率的影响,根据上
表中的实验数据,可以得到的结论是_________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择________________(填实验编号)。
(4)利用实验1中的数据,计算用KMnO4表示的化学反应速率为____________________。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)
随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量
再向试管中加入某种固体
溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C
2O4溶液
H2O
3mol/L稀H2SO4溶液
0.05mol/LKMnO4溶液
④
25
2.0
3.0
2.0
3.0
MnSO4
t
①该小组同学提出的假设是________________________________________________。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到________________________________现象。
【答案】
(1)V1=2.0,V2=3.0(各1分)
(2)浓度(1分),其他条件不变时,增大(减小)反应物浓度,加快(减慢)化学反应速率(2分)。
(3)②③(1分)(4)1.0×10-2mol/(L·min)(2分)(5)①Mn2+对该反应有催化作用(2分);
②加入MnSO4固体后,KMnO4溶液比实验②更快褪色(2分)。
【解析】
试题分析:
(1)实验①、②探究浓度对反应速率的影响,则其他条件应该是相同的,则V1=2.0mL;实验②、③是探究温度对反应速率的影响,则其他条件应该是相同的,则V2=3.0mL;
(2)根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响,根据上
表中的实验数据,可以得到的结论是其他条件不变时,增大(减小)反应物浓度,加快(减慢)化学反应速率;
(3)根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响,应选择②③。
(4)草酸的物质的量为:
0.6mol/L×0.003L=0.0018mol,高锰酸钾的物质的量为:
0.05mol/L×0.003L=0.00015mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:
0.0018mol:
0.00015mol=12:
1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:
=0.015mol/L,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=0.015mol/L÷1.5min=0.01mol/(L•min)。
(5)①由图乙可知,反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂。
②若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,即加入MnSO4固体后,KMnO4溶液比实验②更快褪色。
【考点定位】本题主要是考查探究影响化学反应速率的因素
【名师点晴】该题的答题关键是注意利用控制变量法进行分析解答。
由于影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。
变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,因而在这几年高考试题中有所考查。
解答此类题时,要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。
然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。
然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。
但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。
4.(10分)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
混合液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计,其中:
V1=,V6=,V9=。
②反应一段时间后,实验E中的金属呈色。
③该同学最后得出的结论为:
当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。
但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,请分析氢气生成速率下降的主要原因。
【答案】
(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(2分)
(2)CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成微电池,加快了氢气产生的速度(2分)
(3)①V1=30;V6=10;V9=17.5②红色(紫红色)(每格1分,共4分)
③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面(2分)
【解析】
试题分析:
用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气原因:
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn、Cu、H2SO4形成原电池:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2加快反应;为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验,则该实验只是研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,故其他量浓度均不变,故溶液总体积相同,故V1=V2=V3=V4=V5=30;V6=10;V9=17.5;E中加入10mL饱和CuSO4溶液,会导致Zn表面附着一层红色金属铜;当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,请分析氢气生成速率下降的主要原因生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面,是反应速率减慢。
考点:
探究实验。
5.(10分)“碘钟”实验中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/mol·L-1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82-)/mol·L-1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是。
(2)显色时间t1=。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为(填字母)。
A.<22.0sB.22.0~44.0sC.>44.0sD.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是。
【答案】研究反应物I﹣与S2O82﹣的浓度对反应速率的影响29.3A反应速率与反应物起始浓度乘积成正比
【解析】
(1)观察表格数据:
进行了5组实验,随c(I-)、c(S2O82-)的不同,反应所需的时间不同,故该实验的目的是研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响;
(2)比较①、②、⑤三组实验数据:
c(S2O82-)相同,c(I-)增大两倍,反应所需的时间就减小两倍,则c(I-)增大三倍,反应所需的时间就减小三倍,故t1=88.0/3=29.3s;
(3)升温,反应速率加快,则反应所需的时间减少,故t2<22.0s;
(4)由①、②、⑤,得:
反应时间与c(I-)成反比、反应速率与c(I-)成正比,
由②、③,得:
反应时间与c(S2O82-)成反比、反应速率与c(S2O82-)成正比,
故得到的结论是化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比显色时间与反应物起始浓度乘积成反比;
6.某学习小组探究金属与不同酸反应的差异,以及影响反应速率的因素。
实验药品:
2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,相同大小的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g。
(1)帮助该组同学完成以上实验设计表。
实验目的
实验
编号
温度
金属铝
形态
酸及浓度
1.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响
2.实验②和③探究
3.实验②和④探究金属规格(铝片,铝粉)对该反应速率的影响;
4.①和⑤实验探究铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异
①
铝片
②
25˚C
铝片
2.0mol/L盐酸
③
35˚C
铝片
2.0mol/L盐酸
④
铝粉
⑤
25˚C
铝片
2.0mol/L硫酸
(2)该小组同学在对比①和⑤实验时发现①的反应速度都明显比⑤快,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出一种即可)?
【答案】
(1)
实验目的
实验
编号
温度
金属铝
形态
酸及浓度
1.
2.实验②和③探究温度对该反应速率的影响
3.
4.
①
25˚C
4.0mol/L盐酸
②
③
④
25˚C
2.0mol/L盐酸
⑤
(2)Cl-能够促进金属铝与H+反应,或SO42-对金属铝与H+的反应起阻碍作用等。
【解析】试题分析:
(1)根据实验目的可知:
实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响,则除盐酸浓度的浓度不同外,其它条件必须完全相同,所以①的温度为25℃,酸及浓度为:
4.0moL/L盐酸;根据实验②和③的数据可知,除温度不同外,其它条件完全相同,则实验②和③探究的是反应温度对反应速率的影响;实验②和④探究金属规格(铝片,铝粉)对该反应速率的影响,则除铝的规格不同以外,其它条件必须完全相同,所以④中温度25℃、酸及浓度为:
2.0moL/L盐酸;
(2)对比①和⑤实验可知,只有Cl-和SO42-不同,其它条件完全相同,①的反应速度都明显比⑤快,说明Cl-能够促进Al与H+的反应或SO42-对Al与H+的反应起阻碍作用。
考点:
考查影响化学反应速率的因素,熟练掌握温度、浓度、固体物质的表面积等因素对反应速率的影响为解答关键。
7.钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。
钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。
有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。
白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(FeWO4和MnWO4),钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水。
已知:
①CaWO4与碳酸钠共热发生复分解反应。
②钨在高温下可与焦炭(C)反应生成硬质合金碳化钨(WC)。
(1)74W在周期表的位置是第_______周期。
(2)写出黑钨矿中FeWO4与氢氧化钠,空气熔融时的化学反应方程式________________________________;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式_______________。
(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。
理论上,等物质的量的CO、H2、Al作还原剂,可得到W的质量之比为______。
用焦炭也能还原WO3,但用氢气更具有优点,其理由是_____________________________________。
(4)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。
下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线,则T1时Ksp(CaWO4)=_________(mol/L)2。
将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为_____________________________,T2时该反应的平衡常数为__________。
(5)工业上,可用电解法从碳化钨废料中回收钨。
碳化钨作阳极,不锈钢作阴极,盐酸为电解质溶液,阳极析出滤渣D并放出CO2。
写出阳极的电极反应式_______________。
【答案】六4FeWO4+8NaOH+O2
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2OCaWO4+Na2CO3
CaCO3+Na2WO42∶2∶3焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气1×10-10WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-1×103mol/LWC-10e-+6H2O=H2WO4+CO2+10H+
【解析】
(1)W为74号元素,第五周期最后一种元素为56号,第六周期最后一种元素为84号,因此74号在元素周期表的第六周期,故答案为:
六;
(2)FeWO4中的铁为+2价,与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化,反应的化学反应方程式为4FeWO4+8NaOH+O2
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为CaWO4+Na2CO3
CaCO3+Na2WO4,故答案为:
4FeWO4+8NaOH+O2
2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;CaWO4+Na2CO3
CaCO3+Na2WO4;
(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。
理论上,1mol的CO、H2、Al作还原剂时,转移的电子分别为2mol,2mol,3mol,根据得失电子守恒,得到W的质量之比为2∶2∶3。
用焦炭也能还原WO3,但用氢气更具有优点,因为焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气,故答案为:
2∶2∶3;焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气;
(4)根据图像,T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)•c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10,将钨酸钠溶液加入石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为:
WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-,T2时,C(OH-)=10-2mol/L,c(WO42-)=10-7mol/L,平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 化学反应 速率 化学平衡 综合 热点 考点 难点 答案 解析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)