2019高考化學(xué)三輪沖刺 大題提分 大題精做9 以元素性質(zhì)為主線串聯(lián)反應(yīng)原理.docx

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大題精做九 以元素性質(zhì)為主線串聯(lián)反應(yīng)原理1.隨著國家環(huán)保部系列環(huán)保新規(guī)的出臺，各地環(huán)保部門整治環(huán)保的工作也在緊鑼密鼓地進(jìn)行，其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的重要原因之一，因此治理汽車尾氣和燃煤尾氣污染成為重中之重。回答下列問題：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867.0kJmol1；N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.8kJmol1；適量的N2和O2完全反應(yīng)，每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L NO時，則吸收22.5kJ的熱量。則CH4催化還原NO的熱化學(xué)方程式為_。(2)在汽車排氣系統(tǒng)中安裝三元催化轉(zhuǎn)化器，可發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)。在某密閉容器中通入等量的CO和NO，發(fā)生上述反應(yīng)時，c(CO)隨溫度(T)和時間(t)的變化曲線如圖所示。據(jù)此判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。溫度為T2時，19s反應(yīng)達(dá)到平衡，則019s內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率v(N2)_molL1s1。溫度為T1時，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(3)SNCRSCR脫硝技術(shù)是一種新型的除去煙氣中氮氧化物的脫硝技術(shù)，一般采用氨氣或尿素作還原劑，其基本流程如圖：SNCRSCR脫硝技術(shù)中用NH3作還原劑還原NO的主要反應(yīng)為4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)HT2，而T1平衡時CO濃度較高，說明溫度升高，平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。v(N2)v(CO)molL1s10.05 molL1s1。溫度為T1時，根據(jù)三段式法，則有：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)起始(molL1) 2.0 2.0 0 0轉(zhuǎn)化(molL1) 1.6 1.6 1.6 0.8平衡(molL1) 0.4 0.4 1.6 0.8故T1時，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K80。CO(NH2)2作還原劑，還原NO2生成N2、CO2、H2O，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CO(NH2)26NO24CO27N28H2O。由題圖可知925左右時脫硝效率最高。SCR技術(shù)中使用了催化劑，若溫度太高，則催化劑活性降低或喪失。脫硝反應(yīng)的主反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故溫度過高時，脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動，導(dǎo)致脫硝效率降低?！敬鸢浮?1)CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1159.2kJmol1(2) 放熱0.0580(3) 4CO(NH2)26NO24CO27N28H2O925左右溫度太高，會降低催化劑活性溫度過高，脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動1氯化鈷用作吸濕劑和空氣濕度指示劑，其原理如下：回答下列問題：(1)已知CoCl2xH2OCoCl2xH2O，現(xiàn)有65g無水CoCl2，吸水后變成CoCl2xH2O 119 g。水合物中x_；該變化過程屬于_(填“物理變化”或“化學(xué)變化”)。(2)德國科學(xué)家發(fā)明了添加氯化鈷的變色水泥，據(jù)此推測雨天變色水泥呈粉紅色的原因是_。(3)為了防止粉紅色的CoCl26H2O脫水，“干燥”時宜采用的方法是_。(任寫兩種)(4)CoCl2溶于濃鹽酸中能形成CoCl42，該溶液中存在平衡：Co(H2O)62(粉紅色)4ClCoCl42 (藍(lán)色)6H2O。T1時，將0.025mol CoCl26H2O溶于50mL 12 molL1濃鹽酸中，再加水稀釋至100mL。溶液中c(Cl)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。T1時，取10 mL上述溶液稀釋至100 mL，稀釋后的溶液中c(Cl)_(填“”“”或“”“”或“0.6 molL1。由題圖可知，升高溫度Cl濃度降低，則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，所以該反應(yīng)的H0。根據(jù)三段式法，A點(diǎn)平衡時有：Co(H2O)624ClCoCl426H2O起始/(molL1) 0.25 6.5 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 0.125 0.5 0.125平衡/(molL1) 0.125 6 0.125因此T1時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為7.72104。(5)原電池中陽離子向正極(乙池)移動；甲池中Cd失電子生成Cd2，乙池中Co2得電子生成Co，所以甲池中盛放的是CdCl2溶液，乙池中盛放的是CoCl2溶液?！敬鸢浮?1)6化學(xué)變化(2) 雨天時溫度相對較低，濕度大，平衡向左移動，主要為CoCl26H2O，故呈粉紅色(3) 減壓烘干、常溫下晾干、常溫下鼓風(fēng)吹干等(任寫兩種，合理即可)(4) 7.72104(5) 正極(乙池)CdCl22鋅元素是重要的金屬元素，鋅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：(1)ZnO和Al2O3的化學(xué)性質(zhì)相似，寫出ZnO和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：_。(2)閃鋅礦(主要成分為ZnS)、軟錳礦(主要成分為MnO2)與硫酸共熱時可以析出單質(zhì)硫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)火法煉鋅時在鼓風(fēng)爐中加熱到11001300，發(fā)生反應(yīng)：ZnO(s)CO(g)Zn(g)CO2(g) H198kJmol1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_。溫度為T1時，反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1，則同溫下反應(yīng)：ZnO(s)CO(g)Zn(g)CO2(g)的平衡常數(shù)K2_(用K1表示)。某溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.0，起始時在容積固定的密閉鼓風(fēng)爐中通入0.11molL1 CO(ZnO足量)，達(dá)到平衡時，CO的濃度為_。(4)粗銅電解精煉的廢電解液中常含有Zn2、Pb2，向廢電解液中加入Na2S溶液，當(dāng)有PbS和ZnS沉淀時，_。已知：Ksp(PbS)3.41028，Ksp(ZnS)1.61024(5)利用電化學(xué)還原CO2制取ZnC2O4的示意圖如圖所示，電解液不參與反應(yīng)。則Pb電極的電極反應(yīng)為_，當(dāng)通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L CO2時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_?！窘馕觥?1)由Al2O3與NaOH溶液的反應(yīng)可以類推ZnO與NaOH溶液的反應(yīng)，離子方程式為ZnO2OH=ZnOH2O。題給反應(yīng)中析出單質(zhì)硫，說明ZnS被氧化為S，則MnO2被還原為Mn2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒配平化學(xué)方程式。反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K。反應(yīng)的平衡常數(shù)K2。設(shè)平衡建立過程中CO的轉(zhuǎn)化濃度為x molL1，則平衡時CO的濃度為(0.11x)molL1，Zn(g)、CO2的濃度均為x molL1，則1.0，解得x0.1，則平衡時CO的濃度為(0.110.1)molL10.01 molL1。104。(5)電解法制備ZnC2O4，CO2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C2O，電極反應(yīng)式為2CO22e=C2O。根據(jù)2CO22e=C2O可知通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L CO2時，轉(zhuǎn)移0.5mol電子。【答案】(1)ZnO2OH=ZnOH2O(2) MnO2ZnS2H2SO4MnSO4ZnSO4S2H2O(3) 0.01molL1(4) 104(5) 2CO22e=C2O 0.5NA(或3.011023)3C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對環(huán)境的影響。（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO和H2在230，催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。圖一表示恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80時的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。（2）“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下，將煙氣通入（NH4)2SO3溶液中，測得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖二所示。請寫出a點(diǎn)時n(HSO)n(H2SO3)=_，b點(diǎn)時溶液pH=7，則n(NH)n(HSO)=_。（3）催化氧化法去除NO，一定條件下，用NH3消除NO污染，其反應(yīng)原理為4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同溫度條件下，n(NH3)n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4l、3l、13時，得到NO脫除率曲線如圖三所示：請寫出N2的電子式_。曲線c對應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是_。曲線a中NO的起始濃度為6104mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率為_mg/(m3s)。（4）間接電化學(xué)法可除NO。其原理如圖四所示，寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式（陰極室溶液呈酸性，加入HSO，出來S2O）:_?！窘馕觥浚?）根據(jù)圖一，恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80時的能量變化，23kJ-3.4kJ=19.6kJ，H=19.680%2=-49kJ/mol，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJ/mol，因此，本題正確答案是：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJ/mol；（2）(NH4)2SO3SO2H2O=2NH4HSO3，由圖二可知：a點(diǎn)時HSO和H2SO3物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等，所以n(HSO)：n(H2SO3)=1：1，b點(diǎn)時溶液的pH=7，根據(jù)電荷守恒可知n(NH)= n(HSO)+2n(SO)，又根據(jù)圖象曲線可知：n(SO)= n(HSO)，則n(NH)=3n(HSO)，所以n(NH)n(HSO)=31；因此，本題正確答案是：11；31；（3）N2的電子式：；n(NH3)n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4l、3l、13時，NO的含量越來越大，去除率越來越低，曲線c對應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是13，其NO的去除率最低；曲線a中NO的起始濃度為610-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率為610-4mg/m3(0.75-0.55)0.8s=1.510-4mg/(m3s)。因此，本題正確答案是：；13；1.510-4；（4）電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，硫元素化合價降低，由于陰極室溶液呈酸性，所以電極反應(yīng)式為：2HSO+2e+2H+=S2O+2H2O。因此，本題正確答案是：2HSO+2e+2H+=S2O+2H2O?！敬鸢浮浚?）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJ/mol（2）1131（3） 13 1.5104 （4）2HSO+2e+2H+=S2O+2H2O4A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A、E同主族，A元素的原子半徑最小，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，C元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物X與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽Y，A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，E2D2可用于呼吸面具或潛水艇中氧氣的來源。請根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)BD2的電子式為_。(2)EAB2D4水溶液顯酸性的原因是_。(3)將等濃度等體積的EABD3溶液和E2BD3溶液混合，所得混合溶液中各離子的離子濃度由大到小的順序?yàn)開。(4)A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物，受熱易分解。寫出該化合物的溶液與足量的Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式_。(5)常溫下，測得X和Y的水溶液的pH均為5，則兩種水溶液中由水電離出的H+濃度之比是_。(6)在一個裝有可移動活塞的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：C2(g)+3A2(g)2CA3(g)H=92.4 kJ/mol。反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為C2：0.5mol、A2：0.2mol、CA3：0.2mol，此時容器體積為1.0 L。如果保持溫度和壓強(qiáng)不變，向上述平衡體系中加入0.18molC2，平衡將_移動（填“正向”、“逆向”或“不”）。【解析】根據(jù)以上分析可知A為H，B為C，C為N，D為O，E為Na，X為硝酸、Y為硝酸銨，則。（1）二氧化碳是含有共價鍵的共價化合物，則CO2的電子式為。（2）EAB2D4是NaHC2O4，H2C2O4是二元弱酸，HC2O既能電離又能水解，由于HC2O的電離程度大于其水解程度，溶液中c(H+)c(OH)，所以溶液顯酸性。（3）EABD3和E2BD3分別是碳酸氫鈉和碳酸鈉，等濃度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，由于CO的水解程度大于HCO的水解程度，溶液顯堿性，所以溶液中各離子的離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)c(HCO)c(CO)c(OH)c(H+)。（4）H、C、O、Na四種元素組成的某無機(jī)化合物，受熱易分解，則該物質(zhì)為碳酸氫鈉。碳酸氫鈉溶液與足量的Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為Ba2+HCO+OH=BaCO3+H2O。（5）常溫下，測得硝酸和硝酸銨的水溶液的pH均為5，硝酸抑制水的電離而硝酸銨水解促進(jìn)水的電離，則硝酸中水電離的H+濃度等于c(OH)109mol/L，硝酸銨中水電離的H+濃度等于c(H+)105mol/L，所以兩種水溶液中由水電離出的H+濃度之比是1041或1104。（6）在一個裝有可移動活塞的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmo11。反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為N2是0.5mol、H2是0.2mol、NH3是0.2 mol，氣體的總物質(zhì)的量為0.9mol，此時容器體積為1.0 L，則平衡常數(shù)K0.220.50.23=10。如果保持溫度和壓強(qiáng)不變，向上述平衡體系中加入0.18mol N2，若平衡不移動，則氣體的總物質(zhì)的量變?yōu)椋?.9mol+0.18mol）1.08mol，容器的體積變?yōu)?.08mol0.9mol1.0L=1.2L，此時濃度熵Qc(0.21.2)20.681.2(0.21.2)310.5910，所以平衡將逆向移動。【答案】（1）（2） HC2O的電離程度大于其水解程度，溶液中c(H+)c(OH)，溶液顯酸性（3） c(Na+)c(HCO)c(CO)c(OH)c(H+) （4） Ba2+HCO+OH=BaCO3+H2O（5） 1041或1104 （6） 逆向5羰基硫（COS）廣泛存在于以煤為原料的各種化工原料氣中，能引起催化劑中毒、化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量下降和大氣污染。（1）羰基硫的結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，電子式為_，硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖_。（2）羰基硫的氫解和水解反應(yīng)是兩種常用的脫硫方法：氫解反應(yīng)：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H1+7kJ/mol水解反應(yīng)：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) H2=34kJ/mol已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=484kJ/mol表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。（3）氫解反應(yīng)平衡后保持溫度和壓強(qiáng)不變通入適量的He，則正反應(yīng)速率_，COS的轉(zhuǎn)化率_（填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）若在絕熱、恒容的密閉體系中，投入一定量COS(g)和H2(g)，發(fā)生氫解反應(yīng)，下列示意圖能說明t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_（填字母序號）。（下圖中正、K、n、m分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)量）（5）某溫度下，在體積為2L密閉的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)發(fā)生上述水解反應(yīng)，5min后達(dá)到平衡，測得COS(g)的轉(zhuǎn)化率是75%，回答下列問題：v(H2S)_mol/(Lmin)該溫度下平衡常數(shù)K_【解析】(1)羰基硫的結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，二氧化碳的電子式為：，所以羰基硫的電子式為：，硫是16號元素，硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；(2)已知：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H1+7kJ/mol， COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) H2=34kJ/mol，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=484kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，+2得：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283kJ/mol，故答案為：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283kJ/mol；(3)氫解反應(yīng)COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，平衡后保持溫度和壓強(qiáng)不變通入適量的He，容器體積增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，則正反應(yīng)速率減小，因平衡不移動，所以COS的轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：減??；不變；(4)a. t1時刻正反應(yīng)速率仍然在變化，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b. 在絕熱、恒容的密閉體系中發(fā)生氫解反應(yīng)，t1時刻平衡常數(shù)不再變化，說明反應(yīng)體系的溫度不再變化，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故b正確；c. t1時刻氫氣和硫化氫的物質(zhì)的量相等，t1時刻之后二者的物質(zhì)的量還在變化，說明反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯誤；d. t1時刻COS的質(zhì)量不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故d正確；答案選：bd；(5)某溫度下，在體積為2L密閉的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)發(fā)生上述水解反應(yīng)，5min后達(dá)到平衡，測得COS(g)的轉(zhuǎn)化率是75%，由反應(yīng)方程式COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)可知，達(dá)到平衡時生成H2S的物質(zhì)的量為：n(H2S)=2mol75%=1.5mol，則用H2S表示的反應(yīng)速率為：v(H2S)1.5mol2L5min=0.15mol(Lmin)1，故答案為：0.15；根據(jù)平衡三段式法有：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)起始濃度(mol/L)： 1 2 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)：0.75 0.75 0.75 0.75平衡濃度(mol/L)：0.25 1.25 0.75 0.75則該溫度下平衡常數(shù)K0.750.750.251.25=1.8，故答案為：1.8。【答案】（1）（2） CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283kJ/mol（3） 減小不變（4） bd（5） 0.15 1.8