全国卷高考化学二轮通用版复习逐题对点特训12 Word版含答案Word文档下载推荐.docx
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10-5)。
解析:
(1)将已知两个热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由(②一①)÷
2得xCOS(g)===xCO(g)+Sx(s)ΔH=0.5(bx—ax)kJ/mol。
(2)①ΔH=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式为K=
②根据图2可知,0~10min内氮气的物质的量减少了0.6mol-0.3mol=0.3mol,0~10min内v(NH3)=2v(N2)=2×
=0.03mol/(L·
min)。
从11min起其他条件不变,压缩容器的体积为1L,则压强增大的瞬间n(N2)不变,随后平衡向正反应方向移动,氮气的物质的量减少,因此n(N2)的变化曲线为d。
③图3表示平衡时氨气的百分含量与氢气起始物质的量的关系,达平衡后,增大氢气用量,氮气的转化率增大,故a、b、c三点中,c点氮气的转化率最高。
由图3可知,氢气的起始物质的量相同时,T1温度下平衡后,氨气的百分含量较高,该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,氨气的百分含量增加,故温度T1<
T2。
(3)将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,二者恰好反应生成NH4HSO3。
根据H2SO3∶K1=1.7×
H2O:
K=1.8×
10-5可知,电离程度H2SO3>
NH3·
H2O>
HSO
,故NH4HSO3溶液显酸性。
根据电荷守恒可知c(H+)+c(NH
)=c(OH-)+c(HSO
)+2c(SO
),所以c(H+)-c(OH-)=c(HSO
)-c(NH
)。
根据物料守恒可知c(HSO
)+c(SO
)+c(H2SO3)=c(NH3·
H2O)+c(NH
),结合电荷守恒式可得c(H+)-c(OH-)=c(SO
H2O)-c(H2SO3)。
2.化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-134kJ/mol。
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH=akJ·
mol-1。
测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
①该反应的化学平衡常数表达式K=
,a>
(填“>”“<”或“=”)0。
在500℃2L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4mol,则5min后达到平衡时CO2的转化率为50%,生成CO的平衡速率v(CO)为0.2_mol·
L-1·
min-1。
②700℃反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有C(填字母)。
A.缩小反应器容积B.增加Fe的物质的量
C.升高温度到900℃D.使用合适的催化剂
(3)硫酸厂常用NaOH溶液吸收SO2废气。
当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是AB。
已知n(SO
):
n(HSO
)=1∶1时,pH=7.2]
A.c(Na+)=2c(SO
)+c(HSO
)
B.c(Na+)>
c(HSO
)>
c(SO
c(H+)=c(OH-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(SO
)+c(OH-)
(1)根据图示可写出①2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOON2H4(s)ΔH=-272kJ/mol和②H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=+138kJ/mol,由盖斯定律①+②可知2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-134kJ/mol。
(2)①由于Fe和FeO均为固体,故该反应平衡常数与二者无关;
K随着温度升高而增大,说明正反应为吸热反应,即a>
0;
设平衡时反应生成的CO物质的量为x,则平衡时CO2、CO的物质的量分别为(4-x)mol和xmol,根据K=
=1,解得x=2,即CO2的转化率为50%,生成CO的速率为
=0.2mol·
②A项,反应前后气体总体积相同,缩小反应器容积对平衡无影响;
B项,增加固体的量,对浓度无影响,故平衡不移动;
C项,升温平衡向正反应方向移动;
D项,使用催化剂对化学平衡无影响。
(3)混合液呈中性,即c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可确定A项正确,C项错误;
根据n(SO
)=1:
1时pH=7.2可知,当溶液呈中性时c(HSO
c(SC
),即B项正确。
3.(2016·
湖南衡阳联考)Ⅰ.请根据表中数据回答下列问题:
弱电解质
电离平衡常数(K)
CH3COOH
1.8×
10-5
H2O
难溶物
溶度积常数(Ksp)
BaSO4
1.1×
10-10
BaCO3
2.6×
10-9
(1)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是B(填字母代号)。
A.加热B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4溶液呈中性(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(3)工业中用BaSO4制取可溶性钡盐的方法是先用饱和纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断搅拌和补充纯碱,使BaSO4转化为BaCO3,然后将BaCO3与相应的酸反应。
现在足量的BaSO4悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使c(SO
)达到0.01mol/L以上,则溶液中c(CO
)应不低于0.24mol/L(保留两位小数)。
Ⅱ.
(1)乙醇是重要化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g)===CH3CH2OH(g)+3H2O(g)ΔH=akJ/mol
在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表:
温度/K
CO2转化率
n(H2)/CO2
600
800
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
根据表中数据分析:
①上述反应中的a<
0(填“>”或“<”)。
②在一定压强下,增大
的值,上述反应的平衡常数K值不变(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。
该电池中负极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-===2CO
+11H2O。
Ⅰ.
(1)醋酸的电离平衡为CH3COOHCH3COO-+H+,加热,电离程度增大,电离平衡常数增大,A项不符合题意;
加水稀释,电离程度增大,而电离平衡常数不变,B项符合题意;
加少量的CH3COONa固体,CH3COONa电离出的CH3COO-对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,而电离平衡常数不变,C项不符合题意;
加少量冰醋酸,醋酸浓度增大,根据“越稀越电离”的规律可知,电离程度减小,而平衡常数不变,D项不符合题意。
(2)醋酸铵溶液中,CH3COO-水解使溶液显碱性,NH
水解使溶液显酸性,而CH3COOH与NH3·
H2O的电离平衡常数相等,故CH3COO-和NH
,在相同浓度时的水解程度相同,故CH3COONH4溶液显中性。
(3)当c(SO
)≥0.01mol/L时,c(Ba2+)≤
≤
mol/L=1.1×
10-8mol/L,则溶液中c(CO
)≥
≥
mol/L≈0.24mol/L。
Ⅱ.
(1)①由表中数据可以看出:
当控制其他条件不变,升高温度时,CO2的转化率降低,说明平衡左移,故正反应为放热反应,△H<
0,即a<
0。
②平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变。
(2)该燃料电池中,二甲醚失电子发生氧化反应,所以通入二甲醚的电极是负极,电极反应式为CH3OCH3+16OH--12e-===2CO
4.Ⅰ.
(1)已知11g丙烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气放热511kJ,1mol液态水变成水蒸气吸热44kJ,写出丙烷燃烧热的热化学方程式:
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O
(1) ΔH=-2220kJ·
(2)某燃料电池以熔融K2CO3为电解质,以丙烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
电池的总反应式为C3H8+5O2===3CO2+4H2O,则通入丙烷的电极为电池的负极,电池的负极反应式为C3H8-20e-+10CO
===13CO2+4H2O,为了使燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,必须在通入的空气中加入一种物质,这种物质为CO2。
Ⅱ.某课外小组用如图所示装置进行实验。
实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;
停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。
查阅资料发现,高铁酸根(FeO
)在溶液中呈紫红色。
(3)电解过程中,X极区溶液的pH增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH--4e===2H2O+O2↑和Fe-6e-+8OH-===FeO
+4H2O。
(5)若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少0.28g。
(6)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为2K2FeO4+3Zn===Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为2FeO
+6e-+5H2O===Fe2O3+10OH-。
(1)11g丙烷的物质的量为0.25mol,故1molC3H8燃烧生成CO2与液体水时放出热量为511kJ×
4+44kJ×
4=2220kJ。
(2)由电池总反应可知丙烷被氧化,因此通入丙烷的一极为电池的负极,负极上的电极反应式为丙烷失电子,与移向负极的CO
作用被氧化为CO2和H2O;
结合负极反应式可知为保持电解质组成稳定,应在正极上通入的空气中加入CO2。
(3)电解过程中X电极(阴极)放出氢气,电极附近产生OH-,使电极附近溶液碱性增强,pH增大。
(4)由题中信息可知电解过程中Y极(Fe电极)上除产生氧气外,还有Fe失电子被氧化为FeO
的离子反应。
(5)结合(4)中Fe失电子被氧化的离子方程式,利用得失电子守恒可知2×
=4×
+6×
,解得m(Fe)=0.28g。
(6)正极发生还原反应,利用电池总反应,结合电解质为碱性可知电池正极反应式为2FeO
5.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
2CO(g)+SO2(g)催化剂,2CO2(g)+S(l) ΔH。
(1)已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH1=-566kJ·
mol-1
S(l)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296kJ·
mol-1则反应热ΔH=-270kJ·
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。
260℃时Cr2O3(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂反应速度最快。
Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度时可获得较高的SO2的转化率,从而节约大量能源。
图a 图b
(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b所示。
请在图b中画出n(CO)∶n(SO2)=2∶1时,SO2的转化率的预期变化曲线。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2∶Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
某温度下用1.0mol·
L-1Na2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO
)降至0.2mol·
L-1时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO
)约为1.6mol·
L-1。
②此时溶液pH=6。
(已知该温度下SO
+H+HSO
的平衡常数K=8.0×
106,计算时SO2、H2SO3浓度忽略不计)
(1)根据盖斯定律,由已知中第一个反应减去第二个反应可得2CO(g)+SO2(g)
2CO2(g)+S
(1),则ΔH=ΔH1-ΔH2=-270kJ·
(2)根据图a,260℃时Cr2O3曲线对应的SO2的转化率最高。
Fe2O3作催化剂的优点是在相对较低的温度时获得的SO2的转化率较高,可以节约能源。
(3)n(CO):
n(SO2)=2∶1时,SO2的平衡转化率接近100%,但比n(CO)∶n(SO2)=3∶1时达平衡要慢。
(4)①溶液中c(SO
L-1时,参加反应的c(SO
)为0.8mol·
L-1,则反应生成的c(HSO
)约为1.6mol·
L-1②K=
=
=8.0×
106,则c(H+)=10-6mol·
L-1,pH=6。
6.硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂,可由如下反应制取:
SO2(g)+Cl2(g)===SO2Cl2(g) ΔH
针对该反应回答下列问题:
①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)ΔH1=-akJ·
mal-1
②SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)ΔH2=-bkJ·
③a>b>0
则ΔH=-(a-b)kJ·
mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)若在催化剂作用下,将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,并始终保持温度为T,压强为p。
起始时气体总体积为10L,tmin时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L。
①在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。
则v(SO2)=
mol·
②此温度下,该反应的K=
③相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,达到平衡状态时,混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n_mol。
(3)该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸,写出其化学方程式:
SO2Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4;
已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.4×
10-5。
则向SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时,最先产生的沉淀是AgCl。
(1)根据盖斯定律,由①式一②式,得SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=-(a-b)kJ·
(2)①根据阿伏加德罗定律的推论可知,同温同压下,气体的物质的量之比等于体积之比,设反应的SO2为xmol,根据“三段式”得
SO2+ Cl2 SO2Cl2
开始(mol) n n 0
反应(mol) x x x
tmin时(mol) n-x n-x x
则有
,解得x=0.4n则v(SO2)=
②K=
③该平衡与①中的平衡是等温等压条件下的等效平衡,③中起始时各物质的物质的量是①中的
,则平衡后混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2nmol。
(3)根据题意可知SO2Cl2与水发生反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4。
设所得溶液中c(SO
)=xmol·
L-1,则c(Cl-)=2xmol·
L-1,根据溶度积的定义可知Cl-沉淀时c(Ag+)≥
L-1,SO
沉淀时,c(Ag+)≥
L-1,故最先产生的沉淀是AgCl。