新編高考化學二輪復習 專項訓練：大題專題三 含解析

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1、新編高考化學備考資料 (三)化學原理綜合應用 1．次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產品，具有較強還原性。回答下列問題： (1)H3PO2是一元中強酸，寫出其電離方程式：____________________。 (2)H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag＋還原為銀單質，從而可用于化學鍍銀。 ①H3PO2中，磷元素的化合價為__________。 ②利用(H3PO2)進行化學鍍銀反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1，則氧化產物為________________________(填化學式)。 ③NaH2PO2是________(填“正鹽”或“酸式鹽”)，其溶液顯__

2、______(填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”)。 (3)H3PO2的工業(yè)制法是將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與硫酸反應。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應的化學方程式：________________________。 解析：(1)由于H3PO2是一元中強酸，所以其電離方程式為H3PO2H＋＋H2PO。(2)①根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，H是＋1價，O是－2價，所以在H3PO2中P元素的化合價為＋1價；②根據(jù)題意結合電子守恒，原子守恒可知，氧化產物為H3PO4，還原產物是Ag；③根據(jù)元素的化合價及電離情況可知H3PO2的結構是，

3、所以NaH2PO2是正鹽；由于該鹽是強堿弱酸鹽，所以該溶液顯弱堿性。(3)根據(jù)題意可得白磷與氫氧化鋇溶液反應的化學方程式是2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑。 答案：(1)H3PO2H＋＋H2PO (2)①＋1　②H3PO4?、壅}　弱堿性 (3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 2．研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。 (一)NOx主要來源于汽車尾氣。 已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH＝＋180.50 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)　ΔH＝－566

4、.00 kJ·mol－1 (1)為了減輕大氣污染，人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應的熱化學方程式______________________。 (2)T℃時，將等物質的量的NO和CO充入容積為2 L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應過程(0～15 min)中NO的物質的量隨時間變化如圖所示。 ①T℃時該化學反應的平衡常數(shù)K＝________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，平衡將________(填“向左”、“向右”或“不”)移動。 ②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質量相同但表面積不同

5、的催化劑時，達到平衡過程中n(NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是________。(填“a”或“b”) ③15 min時，若改變外界反應條件，導致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是______________________。 (二)SO2主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關鍵。 (3)用純堿溶液吸收SO2可將其轉化為HSO。該反應的離子方程式是____________________。 (4)如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉化為NH和SO。 ①寫出物質A的化學式__________________，陽極的電

6、極反應式是______________________。 ②該電解反應的化學方程式為______________。 解析：本題考查蓋斯定律、化學平衡移動原理和化學平衡常數(shù)的計算、電解原理等。(1)將題給熱化學方程式依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由②－①可得2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.50 kJ·mol－1。(2)①根據(jù)“三段式”法進行計算： 　　　　　　　2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) 開始(mol·L－1)：0.2　　0.2　　　 　　0　　　　0 轉化(mol·L－1)：0.1　　0.1　　 　　0.1　　　0.

7、05 平衡(mol·L－1)：0.1　　0.1　　 　 　0.1　　　0.05 平衡常數(shù)K＝L·mol－1＝5 L·mol－1。平衡時再向容器中充入CO和N2各0.8 mol，則此時c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(N2)＝0.45 mol·L－1，濃度商Qc＝＝1.8

8、＋；NO在陰極得電子，發(fā)生還原反應：6H＋＋NO＋5e－===NH＋H2O，根據(jù)得失電子守恒，將陰、陽電極反應式相疊加即可得到反應的總的離子方程式：5SO2＋2NO＋8H2O===2NH＋5SO＋8H＋，因此物質A為硫酸。 答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.50 kJ·mol－1 (2)①5 L·mol－1　向右?、赽?、墼龃驝O的物質的量濃度或增大壓強或降低溫度 (3)H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2↑ (4)①H2SO4　SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ ②5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2S

9、O4 3．氮的固定意義重大，氮肥的使用大幅度提高了糧食產量。 (1)目前人工固氮最有效的方法是____________________(用一個化學方程式表示)。 (2)自然界發(fā)生的一個固氮反應是N2(g)＋O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三種分子中化學鍵斷裂所吸收的能量依次為946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1、632 kJ·mol－1，則該反應的ΔH＝________kJ·mol－1。該反應在放電或極高溫度下才能發(fā)生，原因是________________________________________________________________。 (3

10、)100 kPa時，反應2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖1，反應2NO2(g) N2O4(g)中NO2的平衡轉化率與溫度的關系曲線如圖2。 ①圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)達到平衡時NO的轉化率，則________點對應的壓強最大。 ②100 kPa、25℃時，2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質的量分數(shù)為________，N2O4的分壓p(N2O4)＝________kPa，列式計算平衡常數(shù)Kp＝________。(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數(shù)

11、) ③100 kPa、25℃時，V mL NO與0.5V mL O2混合后最終氣體的體積為________mL。 (4)室溫下，用注射器吸入一定量NO2氣體，將針頭插入膠塞密封(如圖3)，然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，此時手握針筒有熱感，繼續(xù)放置一段時間。從活塞固定時開始觀察，氣體顏色逐漸________(填“變深”或“變淺”)，原因是______________________________。[已知：2NO2(g) N2O4(g)在幾微秒內即可達到化學平衡] 解析：(2)根據(jù)ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能，知該反應的ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ

12、·mol－1－632 kJ·mol－1×2＝＋180 kJ·mol－1。(3)①圖1中曲線為等壓線，A、C在等壓線下方，B在等壓線上方，A、C點相對等壓線，NO的平衡轉化率減小，則平衡逆向移動，為減小壓強所致，B點相對等壓線，NO的平衡轉化率增大，則平衡正向移動，為增大壓強所致，故壓強最大的點為B點。②100 kPa、25℃時，NO2的平衡轉化率為80%，設起始時NO2的濃度為a，則平衡時NO2的濃度為0.2a，N2O4的濃度為0.4a，故N2O4的物質的量分數(shù)為×100%＝66.7%。N2O4的分壓p(N2O4)＝100 kPa×66.7%＝66.7 kPa。Kp＝＝＝0.06(kPa)－1

13、。③V mL NO與0.5V mL O2生成V mL NO2，根據(jù)100 kPa、25℃時，2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中NO2的轉化率為80%，知平衡時氣體的體積為V mL×(1－80%)＋V mL×80%×＝0.6V mL。(4)根據(jù)題圖2，知2NO2(g) N2O4(g)為放熱反應，將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，相當于增大壓強，會使平衡正向移動，反應放出熱量，直至達到平衡，繼續(xù)放置時氣體溫度降低，促使平衡向正反應方向移動，NO2濃度降低，氣體顏色逐漸變淺。 答案：(1)N2＋3H22NH3 (2)＋180 　N2分子中化學鍵很穩(wěn)定，反應需要很高的活化能 (3)①

14、B　②66.7%　66.7?。剑?.06(kPa)－1 ③0.6V (4)變淺　活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài)，因反應是放熱反應，放置時氣體溫度下降，平衡向正反應方向移動，NO2濃度降低 4．以高純H2為燃料的質子交換膜燃料電池具有能量效率高、無污染等優(yōu)點，但燃料中若混有CO將顯著縮短電池壽命。以甲醇為原料制取高純H2是重要研究方向。 (1)甲醇在催化劑作用下裂解可得到H2，氫元素利用率達100%，反應的化學方程式為______________，該方法的缺點是______________。 (2)甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個反應： 主反應：CH3OH(g

15、)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49 kJ·mol－1 副反應：H2(g)＋CO2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1 ①既能加快反應速率又能提高CH3OH平衡轉化率的一種措施是__________________。 ②分析適當增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)對甲醇水蒸氣重整制氫的好處______________。 ③某溫度下，將nH2O∶nCH3OH＝1∶1的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為p1，反應達到平衡時總壓強為p2，則平衡時甲醇的轉化率為____________。(忽略副反應) ④工業(yè)生產中，單位時間內，單位體積的催

16、化劑所處理的氣體體積叫做空速[單位為m3/(m3催化劑·h)，簡化為h－1]。一定條件下，甲醇的轉化率與溫度、空速的關系如圖?？账僭酱螅状嫉霓D化率受溫度影響越________________。其他條件相同，比較230℃時1 200 h－1和300 h－1兩種空速下相同時間內H2的產量，前者約為后者的________倍。(忽略副反應，保留2位有效數(shù)字) (3)甲醇水蒸氣重整制氫消耗大量熱能，科學家提出在原料氣中摻入一定量氧氣，理論上可實現(xiàn)甲醇水蒸氣自熱重整制氫。 已知：CH3OH(g)＋O2(g) CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－193 kJ·mol－1 則5CH3OH(g)＋4

17、H2O(g)＋O2(g) 5CO2(g)＋14H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 解析：本題考查化學反應原理及其在工業(yè)生產中的應用。(1)抓住“氫元素利用率達100%”這一信息可寫出其反應的化學方程式。(2)①兩個反應均為吸熱反應，故升高溫度可使甲醇平衡轉化率增大，反應速率加快；此外水蒸氣為主反應的反應物，副反應的生成物，故增大水蒸氣的濃度也可達到加快反應速率和提高甲醇平衡轉化率的效果。②增大水醇比，既可使甲醇轉化率增大，又可使副反應逆向移動，抑制CO的生成。③恒溫恒容時，物質的量之比等于壓強之比，根據(jù)差量法計算：CH3OH(g)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　

18、Δn＝2，反應前甲醇的分壓為p1，參加反應的甲醇的分壓為，則甲醇的轉化率為×100%。④由題圖看出，空速越大，甲醇的轉化率受溫度影響的曲線的斜率越大，說明受溫度影響越大。230℃時1 200 h－1和300 h－1兩種空速下相同時間內H2的產量之比等于甲醇的轉化率之比，為＝3.2。(3)根據(jù)蓋斯定律，由主反應的熱化學方程式乘以4，再加上CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－193 kJ·mol－1，可得5CH3OH(g)＋4H2O(g)＋O2(g) 5CO2(g)＋14H2(g)　ΔH＝＋3 kJ·mol－1。 答案：(1)CH3OH2H2＋CO　產物H2中CO含量高 (2)①升高溫度[或增大H2O(g)的濃度] ②有利于提高甲醇的轉化率，有利于抑制CO的生成 ③×100%?、艽蟆?.2　(3)＋3