2018届高三化学二轮复习逐题对点特训12 含解析 精品

1．(2016·黑龙江大庆质检)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的性质有重要意义。

(1)已知25℃时：

xSO2(g)＋2xCO(g)===2xCO2(g)＋Sx(s) ΔH＝ax kJ/mol

2xCOS(g)＋xSO2(g)===2xCO2(g)＋3Sx(s) ΔH＝bx kJ/mol

则25℃时COS(g)反应生成CO(g)、Sx(s)的热化学方程式是xCOS(g)===xCO(g)＋Sx (s) ΔH＝0.5(bx－ax) kJ/mol。

(2)一定条件下，合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。图1表示该反应过程中的能量变化；图2表示在2 L的密闭容器中，反应过程中N2的物质的量随时间的变化曲线；图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92_kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为Kc2NH3＝。 cN2·c3H2

②由图2信息，计算0～10 min内该反应的平均化学反应速率v(NH3)＝0.03_mol/(L·min)，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d(填“a”、“b”、“c”或“d”)。

③由图3信息，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是c点，温度T1(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈酸性，所得溶液中c(H)

2－c(OH)＝c(HSO3_)＋2c(SO2H2O)－c(H2SO3)(填写粒子浓度3)－c(NH4)或c(SO3)＋c(NH3·－

－

－

＋

－

＋

表达式)

(已知H2SO3∶K1＝1.7×102，K2＝6.0×108，NH3·H2O∶K＝1.8×105)。

－

－

－

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＝508 kJ/mol－600kJ/mol＝－92 kJ/mol。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数c2NH3表达式为K＝。②根据图2可知，0～10 min内氮气的物质的量减少了0.6 mol

cN2·c3H20.3 mol

2 L

－0.3 mol＝0.3 mol,0～10 min 内v(NH3)＝2v( N2 )＝2×＝0.03 mol/(L·min)。从11 min

10 min起其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，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(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 ＝1.7×10

－2

，K2＝6.0×10

－8

，NH3·H2O：K＝1.8×10

－5

可知，电离程度

＋

＋

H2SO3>NH3·H2O>HSO3，故NH4HSO3溶液显酸性。根据电荷守恒可知c(H)＋c (NH4)＝

2

c(OH )＋c(HSO3)＋2c(SO23 )，所以c(H )－c(OH)＝c(HSO3)＋2c(SO3 )－c(NH4)。根

－

－

－

＋

－

－

－

＋

－

据物料守恒可知c(HSO3)＋c(SO2H2O)＋c(NH4)，结合电荷守恒式可得3)＋c(H2SO3)＝c(NH3·

－

－

＋

c(H)－c(OH)＝c(SO2H2O)－c(H2SO3)。 3)＋c(NH3·

＋

－

－

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＝－134 kJ/mol。

(2)已知反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ·mol1。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/℃ K 500 1.00 700 1.47 900 2.40 ①该反应的化学平衡常数表达式K＝

cCO

，a>(填“＞”“＜”或“＝”)0。在500℃ cCO2

2 L密闭容器中进行反应，Fe和CO2的起始量均为4 mol，则5 min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·L1·min1。

－

－

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 C．升高温度到900℃

B．增加Fe的物质的量 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(SO23)：n(HSO3)＝1∶1时，pH＝7.2]

－

－

A．c(Na＋)＝2c(SO23)＋c(HSO3)

－

－

B．c(Na)>c(HSO3)>c(SO23)>c(H)＝c(OH)

＋

－

－

＋

－

C．c(Na)＋c(H)＝c(SO23)＋c(HSO3)＋c(OH)

＋

＋

－

－

－

解析：(1)根据图示可写出①2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOON2H4 (s)ΔH＝－272 kJ/mol 和②H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝＋138 kJ/mol，由盖斯定律①＋②可知 2NH3 (g)＋CO2 (g)===CO(NH2 )2 (s)＋H2O(l) ΔH＝－134 kJ/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、xCO的物质的量分别为(4－x) mol 和x mol，根据K＝＝1，解得x＝2，即CO2的转化率

4－x为50%，生成CO的速率为

2 mol－－

＝0.2 mol·L1·min1。②A项，反应前后气体总体积

2 L×5 min

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(SO2n(HSO3)＝1 : 1时pH＝7.2可知，当溶液呈中性时c( HSO3)>c(SC2即B项正确。 3)：3)，

－

－

－

－

＋

－

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 CH3COOH NH3·H2O

难溶物 BaSO4 溶度积常数(Ksp) 1.1×10－10电离平衡常数(K) 1.8×105 －1.8×105 － BaCO3 2.6×109 －(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

C．加少量的CH3COONa固体

B．加水稀释 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(SO2则溶液中c(CO24)达到0.01 mol/L以上，3)

－

－

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＝a kJ/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 1.5 2.0 3.0 根据表中数据分析： ①上述反应中的a<0(填“＞”或“＜”)。

nH2

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

nCO2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===2CO23＋11H2O。

－

－

－

500 45% 60% 83% 600 33% 43% 62% 700 20% 28% 37% 800 12% 15% 22% 解析：Ⅰ.(1)醋酸的电离平衡为CH3COOHCH3COO＋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，NH4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NH4，在相同浓度时的水解程度相同，故CH3COONH4溶液显中性。

－

＋

－

＋

－

－＋

(3)当

－

c(SO24)≥0.01

KspBaSO41.1×10

mol/L时，c(Ba)≤≤－

0.01cSO24

2＋

－10

mol/L＝1.1×108

－

mol/L，则溶液中

－9

KspBaCO32.6×102－

c(CO3)≥≥－8 2＋

cBa1.1×10

mol/L≈0.24 mol/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===2CO23＋11H2O。

－

－

－

4．Ⅰ.(1)已知11 g丙烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气放热511 kJ，1 mol液态水变成水蒸气吸热44 kJ，写出丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(1) ΔH＝－2 220 kJ·mol1。

－

(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＋10CO23===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(FeO24)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===FeO24＋4H2O。

－

－

－

－

(5)若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL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2FeO24＋6e＋5H2O===Fe2O3＋－

－

10OH。

解析：(1)11g丙烷的物质的量为0.25 mol，故1 mol C3H8燃烧生成CO2与液体水时放出

－

热量为511 kJ×4＋44 kJ×4＝2 220 kJ。

(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CO23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FeO24的离子反应。

－

－

0.672 L

(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×－＝

22.4 L·mol10.168 LmFe

4×－1＋6×－，解得m(Fe)＝0.28 g。 22.4 L·mol56 g ·mol1(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2FeO24＋6e＋5H2O===Fe2O3＋10OH。

－

－

－

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＝－566 kJ·mol1

－

S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296 kJ·mol

－1

则反应热ΔH＝－270kJ·mol1。

－

(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1.0 mol·L1Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO2L3)降至0.2 mol·

－

－

－1

时，吸

收能力显著下降，应更换吸收剂。

①此时溶液中c(HSO3)约为1.6mol·L1。

－

－

6

②此时溶液pH＝6。(已知该温度下SO2计算3＋HHSO3的平衡常数K＝8.0×10，

－

＋

－

时SO2、H2SO3浓度忽略不计)

解析：(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＝－270 kJ·mol1。

－

催化剂

(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(SO2L3)降至0.2 mol·

－

－

－1

－1

时，参加反应的c(SO2L1，则反应生3)为0.8 mol·

－

－

－

cHSO31.6＋－66

成的c(HSO3)约为1.6 mol·L②K＝ ＝ ＋＝8.0×10，则 c(H)＝102－

cSO3·c0.2×cHmol·L1，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：

(1)已知：①SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g) ΔH1＝－a kJ·mal1

－

②SO2Cl2(g)＋SCl2(g)2SOCl2(g) ΔH2＝－b kJ·mol1

－

③a＞b＞0

则ΔH＝－(a－b) kJ·mol1(用含a、b的代数式表示)。

－

(2)若在催化剂作用下，将n mol SO2与n mol Cl2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10 L，t min时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8 L。

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0.4n－

示。则v(SO2)＝mol·min1。

t

80

②此温度下，该反应的K＝。

9n

③相同条件下，若将0.5 n mol SO2与0.5 n mol Cl2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)＝1.4×105。

－

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。

解析：(1)根据盖斯定律，由①式一②式，得SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g) △H＝－(a－b) kJ·mol1。

－

(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x mol，根据“三段式”得

SO2 ＋ Cl2 SO2Cl2 开始(mol) n n 0 反应(mol) x x x t min时(mol) n－x n－x x

2n100.4n mol0.4n－

则有＝，解得x＝0.4 n则v(SO2)＝＝mol·min1。②K

t mintn－x＋n－x＋x80.4n

880＝＝。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0.6n0.6n9n

×881

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0.2n mol。

2

(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(SO2L1，则c(Cl)＝2x mol·L1，根据溶度积的定义可知Cl沉淀4)＝x mol·

－

－

－

－

－

KspAgCl1.8×10时c(Ag)≥＝－

2xcCl

＋

－－10

mol· L

－1

，SO24沉淀时，c(Ag)≥

－

＋

KspAg2SO4

＝－

cSO24

1.4×105－

mol·L1，故最先产生的沉淀是AgCl。 x