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文檔簡介
1、原理綜合題的應(yīng)試策略(提高)編稿:房鑫 審稿:曹玉婷【高考展望】考綱要求考生能將與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題分解,綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和科學(xué)方法,解決生產(chǎn)、生活實(shí)際和科學(xué)研究中的簡單化學(xué)問題的能力。在高考試題中,每年都有一道考查化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用的高考試題。該類題主要把熱化學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率及三大平衡知識(shí)融合在一起命題,有時(shí)有圖像或圖表形式,重點(diǎn)考查熱化學(xué)(或離子、電極)方程式的書寫、離子濃度大小比較、反應(yīng)速率大小、平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、電化學(xué)裝置、平衡曲線的識(shí)別與繪制等。試題設(shè)問較多,考查的內(nèi)容也就較多,導(dǎo)致思維轉(zhuǎn)換角度較大;試題的難度較大,對(duì)思維能力的要求較高。這類試題具有較大的綜合性,能很
2、好地考查同學(xué)們應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力?!痉椒c(diǎn)撥】一、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題常考知識(shí)點(diǎn)1、熱化學(xué)方程式的書寫或運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱2、電解池或原電池方程式的書寫或電極反應(yīng)式書寫、新情景下陌生氧化還原型的離子方程式書寫3、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素的實(shí)驗(yàn)探究4、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志以及化學(xué)平衡的影響因素5、化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算6、酸堿中和滴定的擴(kuò)展應(yīng)用(儀器使用、平行實(shí)驗(yàn)、空白試驗(yàn)、誤差討論)7、Ksp的計(jì)算和應(yīng)用8、綜合計(jì)算(混合物計(jì)算、化學(xué)式的確定、關(guān)系式法、守恒法在計(jì)算中的應(yīng)用)二、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題的答題策略這類試題考查的內(nèi)容很基礎(chǔ),陌生度也不大,所以復(fù)習(xí)時(shí)一定要重視蓋斯定律的
3、應(yīng)用與熱化學(xué)方程式的書寫技巧及注意事項(xiàng);有關(guān)各類平衡移動(dòng)的判斷、常數(shù)的表達(dá)式、影響因素及相關(guān)計(jì)算;影響速率的因素及有關(guān)計(jì)算的關(guān)系式;電化學(xué)中兩極的判斷、離子移動(dòng)方向、離子放電先后順序、電極反應(yīng)式的書寫及有關(guān)利用電子守恒的計(jì)算;電離程度、水解程度的強(qiáng)弱判斷及離子濃度大小比較技巧等基礎(chǔ)知識(shí),都是平時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)特別注意的重點(diǎn)。在理解這些原理或?qū)嵸|(zhì)時(shí),也可以借用圖表來直觀理解,同時(shí)也有利于提高自己分析圖表的能力與技巧。 該類題將許多化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)整合在一起,思維空間大,設(shè)問較多,考查內(nèi)容較多,但題目都是考試大綱要求的內(nèi)容,不會(huì)出現(xiàn)偏、怪、難的問題,因此要充滿信心,分析時(shí)要冷靜,不能急于求成??刹捎酶鱾€(gè)擊破
4、的方法,搞清楚各步知識(shí)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)原理,采取先分后合的方法,再根據(jù)題目要求,用簡潔、準(zhǔn)確、規(guī)范的化學(xué)用語答題即可。再者該類題的各個(gè)小問題一般是相對(duì)獨(dú)立設(shè)置、沒有遞進(jìn)性,故答題時(shí)可揚(yáng)長避短、跳躍式解答,千萬不能放棄。三、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題中應(yīng)注意的問題1、化學(xué)反應(yīng)速率題中應(yīng)注意的問題 (1)對(duì)于可逆反應(yīng),溫度變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率均產(chǎn)生影響,且影響趨勢相同,但影響值不同。升溫對(duì)吸熱反應(yīng)影響較大,對(duì)放熱反應(yīng)影響較??;反之,降溫對(duì)吸熱反應(yīng)影響較小,對(duì)放熱反應(yīng)影響較大。(2)計(jì)算反應(yīng)速率時(shí),要特別注意時(shí)間、體積、濃度單位的換算。2、化學(xué)反應(yīng)焓變題中應(yīng)注意的問題(1)正確理解H 正負(fù)號(hào)的意義及焓變與
5、能量變化的關(guān)系。H 為負(fù)值,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,反應(yīng)放熱;H為正值,反應(yīng)物總能量低于生成物總能量。(2)在原電池與電解池反應(yīng)中,H 值不等于電能值,化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化過程中還有熱能轉(zhuǎn)化。(3)運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算多步反應(yīng)的H 時(shí),要注意反應(yīng)分子式前面的系數(shù)與H 的對(duì)應(yīng)關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)加減法和移項(xiàng)原理進(jìn)行加減,在總反應(yīng)式中沒有的物質(zhì)要用消元法除去,出現(xiàn)的物質(zhì)要按照總反應(yīng)式中的分子數(shù)保留。3、化學(xué)平衡常數(shù)題中應(yīng)注意的問題(1)固體物質(zhì)、純液體、水溶液中進(jìn)行的反應(yīng),H2O 不列入平衡常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式中;氣體反應(yīng)、有機(jī)反應(yīng),H2O 的濃度要列入平衡常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式中。(2)平衡常數(shù)(K)式中的濃度
6、是平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量濃度,而濃度商(Q)式中的濃度是任意時(shí)刻的物質(zhì)的量濃度。4、原電池與電解池題中應(yīng)注意的問題(1)原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),常出現(xiàn)電極材料溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象;正極發(fā)生還原反應(yīng),常出現(xiàn)質(zhì)量不變或增重、有氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。電解池中與電源負(fù)極連接的陰極材料不反應(yīng),與電源正極連接的陽極(除惰性電極外)材料發(fā)生氧化反應(yīng),可能出現(xiàn)電極溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象。(2)Fe 在原電池與電解池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)失去 2 個(gè)電子生成 Fe2。(3)可充電電池的放電反應(yīng)是原電池反應(yīng),充電反應(yīng)是電解池反應(yīng)。放電過程中原池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),充電過程中電池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)。5、電離平衡、水解平衡和溶
7、解平衡題中應(yīng)注意的問題(1)書寫電離平衡、水解平衡、溶解平衡方程式時(shí)要用可逆號(hào)連接。(2)分析離子的存在形式時(shí)要考慮弱酸弱堿的電離和離子(3)分析離子濃度大小時(shí)要考慮酸堿鹽對(duì)水電離的影響。(4)利用溶度積常數(shù)分析沉淀是否能完成轉(zhuǎn)化時(shí),要考慮溶解平衡式中陰陽離子系數(shù)與溶度積常數(shù)關(guān)系,溶度積大的其溶解度不一定大。6、分析圖表與作圖時(shí)應(yīng)注意的問題(1)仔細(xì)分析和準(zhǔn)確畫出曲線的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、拐點(diǎn)和平衡點(diǎn)。(2)找準(zhǔn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。(3)描繪曲線時(shí)注意點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接關(guān)系。(4)分析表格數(shù)據(jù)時(shí),找出數(shù)據(jù)大小的變化規(guī)律?!镜湫屠}】類型一、電極反應(yīng)式書寫、新情景下陌生氧化還原型的離子方程式書寫
8、例1、電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為:【思路點(diǎn)撥】陽極電解產(chǎn)物為N2,所以放電的應(yīng)為CO(NH2)2?!敬鸢浮緾O(NH2)2+8OH6e=CO32+N2+6H2O?!窘馕觥扛鶕?jù)題意知道,陰極室含有的陽離子有H+、K+,陽極室含有OH-、H2O以及尿素CO(NH2)2分子,陽極電解產(chǎn)物為N2,所以放電的應(yīng)為CO(NH2)2,寫出CO(NH2)2- N2,經(jīng)分析知道N元素化合價(jià)共升高6價(jià),即一個(gè)CO(NH2)2失去6個(gè)電子,可寫出CO(NH2)2-6e- N2,碳元素化合價(jià)不變(+4),在堿性
9、溶液中轉(zhuǎn)化為CO32,然后根據(jù)電荷守恒在左邊添加8OH-,最后根據(jù)質(zhì)量守恒在右邊添加6H2O,得出完整的電極反應(yīng)式:CO(NH2)2+8OH6e=CO32+N2+6H2O?!究偨Y(jié)升華】讀懂題意尤其是相關(guān)示意圖,分析電解池的陰極室和陽極室存在的陽離子、陰離子及其放電順序,必要時(shí)根據(jù)題目要求還要考慮分子是否會(huì)放電。首先寫出陰(陽)極室發(fā)生還原(氧化)反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物離子(分子),分析其化合價(jià)變化,標(biāo)出其得失電子的情況,然后根據(jù)電荷守恒在左邊或右邊配上其他離子,左后根據(jù)質(zhì)量守恒配上其它物質(zhì)。注意:并非放電的一定是離子,應(yīng)根據(jù)題目要求及時(shí)調(diào)整。用來配平電極反應(yīng)式的離子(物質(zhì))應(yīng)是電解池中含有的,而且
10、前后不能矛盾。舉一反三:【變式1】氨氣在純氧中燃燒,生成一種單質(zhì)和水,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_,科學(xué)家利用此原理,設(shè)計(jì)成氨氣-氧氣燃料電池,則通入氨氣的電極是_(填“正極”或“負(fù)極”);堿性條件下,該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。【答案】4NH3+3O2 2N2+6H2O;負(fù)極; 2NH3 6e- + 6OH- = N2 +6H2O【變式2】反應(yīng)(電解硫酸銨溶液)常被用于電解生產(chǎn)(NH4)2S2O8 (過二硫酸銨)并得到H2。電解時(shí)均用惰性電極,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為 ?!敬鸢浮?SO42- -2e-=S2O82-【解析】因?yàn)樵诹蛩徜@溶液中銨根離子發(fā)生水解,溶液顯酸性,氫氧根離子濃度很低
11、,而硫酸根離子濃度大,造成陽極發(fā)生反應(yīng)為:2SO42- -2e-=S2O82-,即生成過硫酸根離子,這也是工業(yè)生成過硫酸鹽的方法;陰極生成氫氣:2H+ +2e-=H2?!咀兪?】在提純后的CuSO4溶液中加入一定量的和NaCl溶液,加熱,生成CuCl沉淀。制備CuCl的離子方程式是:【答案】2Cu2+ +SO3 2- +2Cl-+H2O2CuCl+2H+ +SO4 2-【解析】還原劑是SO32-,氧化劑是Cu2+,按照得失電子守恒配平:1個(gè)SO3 2-失去兩個(gè)電子,2個(gè)Cu2+變成Cu+得到兩個(gè)電子,有:2Cu2+ +SO3 2- 2CuCl+SO4 2-,按電荷守恒及原子守恒進(jìn)一步配平得到:
12、2Cu2+ +SO3 2- +2Cl-+H2O2CuCl+2H+ +SO4 2-。類型二、反應(yīng)速率與化學(xué)平衡有關(guān)綜合題例2、已知 CO2可以生產(chǎn)綠色燃料甲醇:CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H187.4 kJ/mol。300 時(shí),在一定容積的密閉容器中,c(CO2)1.00 mol/L,c(H2)1.60 mol/L開始反應(yīng),結(jié)果如下圖所示,回答下列問題:(1)使用催化劑 I 時(shí),反應(yīng)在10小時(shí)內(nèi)的平均反應(yīng)速率:v(H2)_mol/(L·h)。(2)下列敘述正確的是_。A當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再改變時(shí),反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)B充入氬氣增大壓強(qiáng)有利于提高 CO2的
13、轉(zhuǎn)化率CCO2平衡轉(zhuǎn)化率,在上述反應(yīng)條件下,催化劑比催化劑高D催化效率:在上述反應(yīng)條件下,催化劑比催化劑高(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計(jì)算此反應(yīng)在 300 時(shí)的平衡常數(shù)(寫出計(jì)算過程)。(4) 將 上 述 平 衡 體 系升溫至 400 ,平衡常數(shù) : K(400)_K(300 )(填“<”、“”或“>”)。(5)已知:2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H242.8 kJ/mol,則 反 應(yīng) 2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g) H _ kJ/mol?!舅悸伏c(diǎn)撥】(1)從先由速率公式v(CO2)c(CO2)/t求出v(CO2),再根據(jù)速率比等于系數(shù)比得v(H2)
14、3v (CO2),求出v(H2)?!敬鸢浮?1)0.054 (2)AD(3) CO23H2 = CH3OHH2O起始濃度/mol·L11.001.6000變化濃度/mol·L10.200.60 0.20 0.20平衡濃度/mol·L10.801.00.20 0.200.050 (mol·L1)2 (4)< (5)353.6【解析】 (1)從圖讀數(shù)知10 小時(shí)內(nèi) CO2消耗量為1.00 mol/L×18%0.18 mol/L ,反 應(yīng) 速 率 計(jì) 算 式 v(CO2)c(CO2)/t0.18mol/L÷10h0.018 mol/(
15、L·h),v(H2)3v (CO2) 3 × 0.018mol/(L·h)0.054 mol/(L·h)。(2)A 項(xiàng)正確,該密閉容器的容積一定,無固體和液體參加反應(yīng),無論反應(yīng)達(dá)到平衡與否,其氣體密度均不變化;B 項(xiàng)錯(cuò)誤,氬氣不參加反應(yīng),容器的容積一定,充入氬氣不改變反應(yīng)物、生成物的濃度,對(duì)平衡不產(chǎn)生影響;C 項(xiàng)錯(cuò)誤,催化劑的使用同等程度改變正、逆反應(yīng)速率,不影響平衡移動(dòng);D 項(xiàng)正確,據(jù)圖知,使用催化劑使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)間比使用催化劑短,故催化效率更高?!究偨Y(jié)升華】本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立、圖像分析、化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)用與計(jì)算等。舉一反三:【變
16、式1】尿素CO(NH2)2 是首個(gè)由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物。 (1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為:_。 (2)當(dāng)氨碳比n(NH3)/n(CO2)4時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖所示。 A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)_B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為_。【答案】 【解析】(1)利用CO(NH2)2中CN12,用觀察法寫出化學(xué)方程式:CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O,同時(shí)圖像中t60 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),即該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 (2)A點(diǎn)未達(dá)平衡,B點(diǎn)達(dá)到平衡,從圖像得v逆(CO2)<v正
17、 (CO2)。平衡時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率為60%,令n(NH3)4 mol,n(CO2)1 mol,則有n (CO2) 消耗0.6 mol,n消耗(NH3)1.2 mol,NH3的轉(zhuǎn)化率(1.2 mol/4 mol)×100%30%。【變式2】工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H41 kJ/mol某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡的時(shí)間/min達(dá)平衡時(shí)體系
18、能量的變化/kJCOH2OCO2H21400t1放出熱量:32.8 kJ2800t2放出熱量:Q(1)該反應(yīng)過程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量。(2)容器中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為 %。(3)計(jì)算容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。(4)下列敘述正確的是 (填字母序號(hào))。 a平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等b容器中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q > 65.6 kJc反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等d容器中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為:(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) H484 kJ
19、/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式: 。(6)容器中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示) ?!敬鸢浮浚?)小于(答“<”不扣分)(2)80(3)1 (4)a (5)2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H = -566 kJ/mol (6)3CO2 + 5OH- = 2CO32- + HCO3- + 2H2O 類型三、電解質(zhì)電離平衡與水解平衡綜合題例3、(1)元素M的離子與NH4+所含電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均相同,則M的原子結(jié)構(gòu)示意
20、圖為(2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應(yīng)的離子方程式為 。(3)能證明Na2SO3溶液中存在SO32+H2OHSO3+OH水解平衡的事實(shí)是 (填序號(hào))。A 滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液紅色褪去B 滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色褪去C 滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色褪去(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(其中D是纖維素水解的最終產(chǎn)物):非金屬X Y(填“”或“”)Cu2Y與過量濃硝酸反應(yīng)有紅棕色氣體生成,化學(xué)方程式為 。(5)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應(yīng),按下表數(shù)據(jù)
21、投料,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),測得體系壓強(qiáng)升高,簡述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系: 。物 質(zhì)ABCD起始投料/mol2120【思路點(diǎn)撥】(1) 銨根離子含有10個(gè)電子、11個(gè)質(zhì)子。 (2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應(yīng)生成的氫氧化鋁不能溶于過量的氨水中。 (3)此題關(guān)鍵是亞硫酸離子水解生成的OH使得酚酞溶液變紅。 (4)懸濁液與D溶液(葡萄糖溶液)生成磚紅色沉淀氧化亞銅,則Y為O,X、Y同主族,則X為S。(5)測得反應(yīng)后,體系壓強(qiáng)增大,則達(dá)到平衡前,反應(yīng)逆向進(jìn)行。如果正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度,反應(yīng)逆向進(jìn)行,因此平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小。【答案】(1) (2)3NH 3 ·H2OAl3=
22、Al(OH)33 NH 4+(3)C(4)<Cu2O6HNO3(濃)=2Cu(NO3)22NO23H2O(5)平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小【解析】(1)銨根離子中含有10個(gè)電子,11個(gè)質(zhì)子,與之相同的單核離子為鈉離子。(2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應(yīng)的離子方程式為:Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+(3)選C,ABC三個(gè)選項(xiàng)描述都是正確的,但要說明亞硫酸鈉顯堿性是亞硫酸離子水解造成的,存在水解平衡這一事實(shí)。比如說向氫氧化鈉這樣的堿溶液中加入酚酞后變紅,用AB兩項(xiàng)中的試劑都可褪色,但用C中的試劑就不行。選擇試劑最好是中性,并與亞硫酸根離子反應(yīng),使水解平衡移動(dòng),這樣一
23、比較C可以充分說明亞硫酸鈉顯堿性是亞硫酸離子水解造成的。(4)先推斷元素,懸濁液與D的溶液(葡萄糖溶液)生成磚紅色沉淀是氧化亞銅,則Y為O元素,X,Y同主族,則X為S元素。問題就很好回答,非金屬性XY,Cu2O與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色的氣體NO2,利用氧化還原反應(yīng)原理并配平可寫出方程式:Cu2O+6HNO3(濃)=2Cu(NO3)2+2NO2+3H2O(5)在恒容絕熱的情況下,反應(yīng)達(dá)到平衡后,體系壓強(qiáng)升高,可推知?dú)怏w體積變大,說明反應(yīng)是向左移(注意D為固態(tài))。另外壓強(qiáng)與溫度成正比,壓強(qiáng)升高,溫度升高,如果正反應(yīng)是放熱的情況下,則是升高溫度,平衡向左移,符合題目情況。因此推出正反應(yīng)是放熱反應(yīng),那平
24、衡常數(shù)與溫度成反比?!究偨Y(jié)升華】本題考查得都是主干知識(shí),只是覺得拼盤得太明顯,5個(gè)小問各不相干,獨(dú)立成題,是否可用10電子,18電子微粒把它們串起來,比如Na+,Al3+,O2,S2。其中第4問涉及有機(jī)化學(xué)知識(shí),把知識(shí)很好的揉合在一起,第3問,第5問要求思維推理能力較高。舉一反三:【高清課堂:408781例5】【變式1】常溫下,濃度均為0.1 mol/L的6種溶液pH如下:溶質(zhì)Na2CO3NaHCO3Na2SiO3Na2SO3NaHSO3NaClOpH11.69.712.310.04.010.3請由上表數(shù)據(jù)回答: (1)非金屬性Si C(填“>”或“<”),用原子結(jié)構(gòu)解釋其原因:同
25、主族元素由上到下 。 (2)常溫下,相同物質(zhì)的量濃度的下列稀溶液,其酸性由強(qiáng)到弱的順序是(填序號(hào)) 。 aH2SiO3 bH2SO3 cH2CO3 (3)用離子方程式說明Na2CO3溶液pH7的原因 。 (4)6種溶液中,水的電離程度最小的是(填化學(xué)式) 。 (5)若增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質(zhì)是(填化學(xué)式) , 用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理解釋其原因: ?!敬鸢浮浚?) 原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱 (2)bca(3)CO32+H2OHCO3+OH(4)NaHSO3(5)NaHCO3(或NaClO) 因?yàn)镃l2 + H2OH+Cl+HClO, NaHCO3(或NaClO
26、)消耗H+,平衡正向移動(dòng),使溶液中次氯酸濃度增大?!咀兪?】直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成膠雨,危害環(huán)境,利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。用化學(xué)方程式表示SO2形成硫酸型膠雨的反應(yīng): (1) 在鈉堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式是 (2) 吸收液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO32): n(HSO3)變化關(guān)系如下表:n(SO2):n(HSO)91:91:11:91pH.7.26.2上表判斷NaHSO 溶液顯性,用化學(xué)平衡原理解釋當(dāng)吸收液呈中性時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母)(3) 當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí),滿送至電解槽再
27、生。再生示意圖如下:HSO3 在陽極放電的電極反應(yīng)式是。當(dāng)陰極室中溶液p升至8以上時(shí),吸收液再生并循環(huán)利用。簡述再生原理:【答案】SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O22H2SO4SO2+2OH=SO32+H2O酸性 HSO3中存在:HSO3H+SO32和HSO3+H2OH2SO3+OH,HSO3電離程度大于其水解程度a bHSO32e+H2O= SO42+3H+H+在陰極得電子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO3電離生成SO32,且Na+進(jìn)入陰極室,吸收液得以再生?!窘馕觥浚ǎ┧嵊晷纬傻脑蚴嵌趸蚺c水反應(yīng)生成亞硫酸,亞硫酸被空氣中的氧氣氧化為硫酸。()二氧化硫與過量的Na
28、OH溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉溶液。()由表給數(shù)據(jù)(SO32):n(HSO3)=9:91時(shí),溶液pH=6.2,所以亞硫酸鈉溶液顯酸性。亞硫酸氫鈉溶液中存在兩種趨勢:電離使溶液顯酸性,水解使溶液顯堿性,溶液顯酸性顯而易見是電離趨勢大于水解趨勢的結(jié)果;由表給數(shù)據(jù)(SO32):n(HSO3)=1:1時(shí),溶液pH=7.2,可知吸收液顯中性必然是亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合液,溶液中電荷守恒的關(guān)系為:c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32)+ c(HSO3)+ c(OH),由此可判斷a正確,c不正確。(4)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),所以HSO3 在陽極失去電子生成SO42和H+。陰極H+放電破壞水的電離平衡,云集
29、OH,使溶液pH增大顯堿性,HSO3與OH反應(yīng)重新生成SO32,吸收液得以再生并循環(huán)使用。類型四、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題例4、碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的新的生活方式。 (1)甲烷燃燒放出大量的熱,可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活。 已知:2CH4(g)3O2(g)=2CO(g)4H2O(l)H11214 kJ/mol; 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2-566 kJ/mol。 則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:_。 (2)將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入CH4和O2,構(gòu)成甲烷燃料電池。其
30、負(fù)極的電極反應(yīng)式:_。 某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示),通電后,溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長時(shí)間不變色。下列說法中正確的是_ (填序號(hào))。 A電源中的a一定為正極,b一定為負(fù)極 B可以用NaCl溶液作電解液 CA、B兩端都必須用鐵作電極 D陰極發(fā)生的反應(yīng)是:2H2e=H2(3)將不同量的 CO(g)和H2O(g) 分別通入體積為 2L 的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):CO(g)H2O(g) CO2 (g)H2 (g),得到如下三組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)組 溫度/ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min H2O CO CO2 1 650 2
31、4 1.6 5 2 900 1 2 0.4 3 3 900 1 2 0.4 1 該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。實(shí)驗(yàn) 1 中,以 v(H2)表示的平均反應(yīng)速率為_實(shí)驗(yàn) 2 中,達(dá)到平衡時(shí) CO 的轉(zhuǎn)化率為_ 。實(shí)驗(yàn) 3 跟實(shí)驗(yàn) 2 相比,改變的條件可能是_ (答一種情況即可)。(4) 將 2.4 g 碳在足量氧氣中燃燒,所得氣體通入 100 mL3.0 mol/L 的氫氧化鈉溶液中,完全吸收后,溶液中所含溶質(zhì)為 。 【答案】(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H-890 kJ·mol1 (2)CH48e10OH= CO 3 2-7H2OBD (3)
32、放0.16 mol/(L·min)20%使用了催化劑(4)NaHCO3、Na2CO3 【解析】(1)式式/2,得CH4燃燒的熱化學(xué)方程式,其中H-890 kJ·mol1。 (2)該電池是燃料電池,還原劑CH4在負(fù)極失去電子被氧化,在堿性環(huán)境中生成碳酸根和水。該裝置沒有說明是在A極附近,還是B極附近先產(chǎn)生白色沉淀,不能判斷A、B是如何連接電源的正、負(fù)極。當(dāng)用Fe作陽極時(shí),可用NaCl溶液作電解液。該裝置的陰極可以用其它不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的導(dǎo)電材料作陰極,陰極不一定用Fe。 (3)從表格中數(shù)據(jù)看,低溫時(shí)CO2的平衡量大于高溫時(shí)CO2的平衡量,故判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。v(H2)v
33、(CO2)1.6 mol/(2 L×5 min)0.16mol/(L·min)。達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率0.4 mol/2 mol×100%20%?!究偨Y(jié)升華】本題考查了熱化學(xué)方程式、電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率及平衡知識(shí)。舉一反三:【變式1】德國人哈伯在1909年發(fā)明的合成氨的反應(yīng)原理為:N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。 已知298 K時(shí),H92.4 kJ·mol1,試回答下列問題:(1)在298 K時(shí),將10 mol N2和30 molH2放入合成塔中,為何放出的熱量小于924 kJ?_。 (2)如右圖在一定條件下,將 1 mol N2與3 mol H2 混合于一個(gè)10 L密閉容器中
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