届高考化学二轮复习 化学原理简答题 专题卷全国通用.docx

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届高考化学二轮复习化学原理简答题专题卷全国通用

原理型简答题

A组

1．已知H2S高温热分解制H2的反应如下：

2H2S（g）

2H2（g）＋S2（g）。

在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验。

以H2S的起始浓度均为cmol·L－1测定H2S的转化率，结果如图所示。

图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。

请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：

___________________。

答案　温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲线b向曲线a靠近

解析　弄清两根曲线表示的含义，温度低时，H2S转化率相差较大，温度高时，H2S转化率几乎相等，说明温度高时，在该段时间里已经达到平衡。

2．取少量待检水样（含有少量Cu2＋）于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na2S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少。

请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因_____________。

答案　待检水样中含有Cu2＋，加碱发生Cu2＋＋2OH－===Cu（OH）2↓，再加入Na2S溶液，CuS比Cu（OH）2更难溶，则发生Cu（OH）2（s）＋S2－（aq）

CuS（s）＋2OH－（aq）

解析　因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀，CuS比Cu（OH）2更难溶，则加入Na2S溶液能发生沉淀的转化。

3．不同的金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。

难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线如图所示。

（1）pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。

（2）若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________（填字母）。

A．＞1B．4左右C．＜6

（3）在Ni（NO3）2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______（填“能”或“不能”）通过调节溶液pH的方法将其除去，理由是_____________________________________________________。

答案　

（1）Cu2＋

（2）B

（3）不能　Co2＋、Ni2＋沉淀的pH范围相差太小

解析　由图像可知Fe3＋沉淀pH范围大约为1.8～2.7，Cu2＋沉淀pH范围约为4.5～5.9，Ni2＋、Co2＋沉淀pH范围都约是7～7.9，相差很小。

4．汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质，已成为某些大城市空气的主要污染源。

（1）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为（可逆反应，用化学方程式表示）___________________________________________________________________________，且汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因___________________。

（2）治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理：

2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）　ΔH＜0

某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中，分别充入0.4molNO和0.4molCO，在三种不同实验条件下进行上述反应（体系各自保持温度不变），反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v（NO）＝________________。

②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v（NO）由大到小的顺序为_______（填序号）。

③与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由：

实验Ⅰ________________________________________________________________________；

实验Ⅲ________________________________________________________________________。

④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ（CO）、αⅡ（CO）、αⅢ（CO）的大小关系为_______________。

答案　

（1）N2＋O2

2NO　温度升高，反应速率加快

（2）①1.75×10－3mol·L－1·min－1　②Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ　③升高温度；达到平衡时的时间比Ⅱ缩短，起始压强增大加催化剂；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，平衡没有移动　④αⅡ（CO）＝αⅢ（CO）＞αⅠ（CO）

解析　

（1）汽车尾气中含有NO，原因是空气中的氮气和氧气在高温或放电的条件下生成NO，该反应温度越高，反应速率越快，故汽车启动后，汽缸的温度越高，单位时间内NO的排放量越大。

（2）①实验Ⅱ从开始到平衡时压强从320kPa降低至250kPa，总物质的量浓度由0.16mol·L－1变为0.125mol·L－1，根据化学方程式2NO＋2CO===N2＋2CO2，总浓度减少0.035mol·L－1，反应的NO的浓度为0.07mol·L－1，则v（NO）＝

＝1.75×10－3mol·L－1·min－1。

②根据图像可知，三种条件下反应速率由大到小的顺序为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ。

③与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ改变的条件是升高温度，因为达到平衡的时间比Ⅱ缩短，起始压强增大。

与实验Ⅱ相比，实验Ⅲ改变的条件是加催化剂，因为达到平衡的时间比Ⅱ缩短，平衡没有移动。

④三组实验中CO的转化率：

Ⅲ、Ⅱ的转化率相等，反应Ⅰ的压强改变量由400到350，反应Ⅲ、Ⅱ的压强改变量由320到250，故Ⅰ转化率最小，故αⅡ（CO）＝αⅢ（CO）＞αⅠ（CO）。

5．增强环保意识，爱护环境是每个公民的职责。

利用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义。

请回答下列问题：

（1）溶于海水的CO2有4种存在形式，除CO2外还有H2CO3、____________________、_____________________________________________________________________________，

解释产生另外两种的原因：

____________________________________________________。

（2）一定条件下，甲醇可同时发生：

A．2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）

B．2CH3OH（g）===C2H4（g）＋2H2O（g）

上述反应过程中能量变化如图所示：

①写出反应速率较大的序号并说明原因：

_______________________________________

____________________________________________________________________________。

②若容器中加入催化剂，则E2－E1将________（填“变大”“不变”或“变小”）。

答案　

（1）HCO

　CO

　CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和HCO

，HCO

继续发生微弱的电离生成H＋和CO

（2）①A，反应A活化能低，在相同条件下反应速率较大

②不变

解析　

（2）①反应的活化能越小，反应速率越快；②加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，所以E1和E2均减小，催化剂不能改变反应热大小，ΔH＝E1－E2，ΔH不变，则E2－E1不变。

B组

1．简要回答下列问题：

（1）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO

等杂质。

某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。

经检测发现滤液中仍含有一定量的SO

，其原因是_____________________________________________________________________________

[已知：

Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10、Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9]。

（2）氯碱工业中电解饱和食盐水时，用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：

__________________________________________________________。

（3）已知Ba2＋有很强的毒性，医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。

胃酸酸性很强（pH约为1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是__________________________________________________（用沉淀溶解平衡原理解释）。

答案　

（1）BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO

时，BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s）（或其他合理答案）

（2）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应：

Cl2＋H2O

HCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出

（3）对于平衡BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO

（aq），H＋不能减小SO

的浓度，故平衡不能向溶解方向移动，Ba2＋浓度很小，因而对人身无害

解析　

（1）根据后面加入的物质为Na2CO3和NaOH，可知前面缺少除去SO

的试剂BaCl2。

BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO

时，BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s）。

2．等浓度的H2SO3和NaHSO3混合液，加入少量的强酸或强碱溶液，pH值都没有明显变化，请解释其原因：

_______________________________________________________________

__________________________________________________________（用离子方程式表示）。

答案　加碱时发生反应：

H2SO3＋OH－===HSO

＋H2O；加酸时发生反应：

HSO

＋H＋===H2SO3

解析　当加碱时，H2SO3与OH－反应，使c（OH－）增大不明显；当加酸时，HSO

与H＋反应，消耗H＋，使c（H＋）增大不明显。

3．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。

利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。

（1）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO

）∶n（HSO

）变化关系如下表：

n（SO

）∶n（HSO

）

91∶9

1∶1

9∶91

pH

8.2

7.2

6.2

由上表判断，NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：

_____________________

______________________________________________________________________________。

（2）当吸收液的pH降至约为6时，需送到电解槽再生。

再生示意图如下：

当阴极室中溶液pH升到8以上时，吸收液再生并循环利用。

简述再生原理：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）酸　NaHSO3溶液中的HSO

存在两个平衡：

HSO

H＋＋SO

和HSO

＋H2O

H2SO3＋OH－，HSO

的电离程度大于其水解程度

（2）H＋在阴极得电子生成H2，溶液中的c（H＋）降低，促使HSO

电离生成SO

，且Na＋进入阴极室，吸收液得以再生

4．NaClO2的漂白能力是漂白粉的4～5倍。

NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。

工业上生产NaClO2的工艺流程如下：

（1）ClO2发生器中的反应为2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。

实际工业生产中可用硫黄、浓硫酸代替反应原料中的SO2，其原因是________________________________

__________________________________________________________________________

（用化学方程式表示）。

（2）反应结束后，向ClO2发生器中通入一定量空气的目的是____________________。

（3）吸收器中生成NaClO2的离子方程式为______________________________________

________________________________________________________________________，

其中反应温度不能高于5℃可能的原因为_____________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）S＋2H2SO4（浓）

3SO2↑＋2H2O

（2）驱赶出ClO2，确保其被充分吸收

（3）2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO

＋O2＋2H2O提高ClO2的利用率（或防止H2O2分解）

解析　

（1）因为浓硫酸和硫黄反应产生SO2，反应的化学方程式为S＋2H2SO4（浓）

3SO2↑＋2H2O。

（2）通入一定量的空气后，能将生成的ClO2全部吹出后被吸收。

（3）在吸收器中通入了ClO2气体，加入了双氧水和NaOH溶液，故发生反应的离子方程式为2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO

＋O2＋2H2O；温度过高时，参加反应的H2O2易分解，易造成ClO2的利用率降低。

5．难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：

K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s）

2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO

＋2H2O

为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。

（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：

___________

________________________________________________________________________。

（3）“除杂”环节中，先加入______________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入______________溶液调滤液pH至中性。

答案　

（1）Mg（OH）2　CaSO4　

（2）加入Ca（OH）2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀，Mg2＋浓度减小，平衡正向移动，K＋增多　（3）K2CO3　H2SO4

解析　解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。

（1）杂卤石中加入Ca（OH）2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg（OH）2、CaSO4及未溶解的杂卤石。

（2）加入Ca（OH）2溶液，Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀，使c（Mg2＋）减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c（Ca2＋）与c（SO

）均增大，从而析出CaSO4沉淀，K＋留在滤液中。

（3）滤液中含有Ca2＋、OH－，可先加入过量K2CO3溶液除去Ca2＋，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。

6．煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：

（1）②中NH3参与反应的化学方程式为________________________________________。

（2）③中加入的物质可以是________（填字母）。

a．空气b．COc．KNO3d．NH3

（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（

），其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更______（填“强”或“弱”），从原子结构角度解释原因：

__________。

（4）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，写出阴极的电极反应式：

____________。

用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：

____________________________________。

答案　

（1）4NH3＋5O2

4NO＋6H2O　

（2）bd　（3）强　C和N原子在同一周期（或电子层数相同），N原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强

（4）2HSO

＋2e－＋2H＋===S2O

＋2H2O　2NO＋2S2O

＋2H2O===N2＋4HSO

C组

1．化工生产的副产氢也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：

Fe＋2H2O＋2OH－

FeO

＋3H2↑，工作原理如图甲所示。

装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO

，镍电极有气泡产生。

若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

（1）电解一段时间后，c（OH－）降低的区域在__________（填“阴极室”或“阳极室”）。

（2）电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是__________________________

____________________________________________________________________________。

（3）c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图乙，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：

____________________________________________________________。

答案　

（1）阳极室　

（2）防止Na2FeO4与H2反应使产率降低　（3）M点：

c（OH－）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：

c（OH－）过高，铁电极上有Fe（OH）3（或Fe2O3）生成，使Na2FeO4产率降低]

解析　

（1）由电解装置图可知，阳极为Fe电极，阴极为Ni电极，电解总反应为Fe＋2H2O＋2OH－

FeO

＋3H2↑；装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO

，镍电极有气泡产生，则阳极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO

＋4H2O，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，由于阳极反应中消耗OH－，故电解一段时间后，阳极室c（OH－）降低。

（2）Na2FeO4易被H2还原，电解过程中，将阴极产生的气体（H2）及时排出，可防止Na2FeO4被H2还原，使其产率降低。

（3）由c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化图可知，当c（NaOH）＝14mol·L－1时，c（Na2FeO4）达到最大值。

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，M点在最高值之前，溶液中c（OH－）较低，Na2FeO4的稳定性差，且反应速度慢。

由题中信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”，即有Fe（OH）3生成；N点在最高值之后，溶液中c（OH－）过大，铁电极上有Fe（OH）3生成，使Na2FeO4的产率降低。

2．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。

实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为____________________________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为________________（填化学式）。

（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3转化为Al2（SO4）x（OH）6－2x。

滤渣Ⅱ的主要成分为__________________（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是________________（用离子方程式表示）。

答案　

（1）Al2O3＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2O　SiO2

（2）CaSO4　3CaCO3＋2Al3＋＋3SO

＋3H2O===2Al（OH）3＋3CaSO4＋3CO2↑

解析　

（1）酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。

（2）CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al（OH）3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO

＋3H2O===2Al（OH）3＋3CaSO4＋3CO2↑。

3．氯化亚铜（CuCl）广泛用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl－浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下：

（1）溶解步骤的温度应该控制在60～70℃，原因是___________________________________

____________________________________________________。

该步骤Cu与NH4NO3反应的离子方程式为（N元素被还原到最低价）________________________________________。

（2）还原步骤发生反应的离子方程式为__________________________________________。

（3）滤液的主要成分为__________（填化学式），洗净过滤所得固体应选用________（填字母）。

A．盐酸B．硫酸C．硝酸

（4）（NH4）2SO3的用量与Cu2＋沉淀率的关系如上图所示，工业上

采用0.6最为适宜，此时（NH4）2SO3略过量，其原因是_____________________________________________。

答案　

（1）温度过低，溶解速率慢，温度过高，NH4NO3会分解　4Cu＋NO

＋10H＋===4Cu2＋＋NH

＋3H2O

（2）2Cu2＋＋SO

＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO

＋2H＋

（3）（NH4）2SO4，H2SO4　B

（4）SO

易被氧化，确保Cu2＋完全被还原为CuCl

4．乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）　ΔH＝－45.5kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n（H2O）∶n（C2H4）＝1∶1]。

（1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp：

___________________________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（2）图中压强（p1、p2、p3、p4）的大小顺序为__________，理由是____________________。

（3）气相直接水合法常采用的工艺条件：

磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃、压强6.9MP