2019版高考化學(xué)大一輪優(yōu)選(備、考、練)全國(guó)通用版教學(xué)案:第5講 化學(xué)反應(yīng)原理題的解題策略_第1頁
2019版高考化學(xué)大一輪優(yōu)選(備、考、練)全國(guó)通用版教學(xué)案:第5講 化學(xué)反應(yīng)原理題的解題策略_第2頁
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1、學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精第35講高考必考題突破講座化學(xué)反應(yīng)原理題的解題策略(見學(xué)用講義p175)題型特點(diǎn)考情分析命題趨勢(shì)化學(xué)反應(yīng)原理題通常以元素化合物知識(shí)為載體,以工業(yè)生產(chǎn)為背景,綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及其影響因素、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、原電池及電解池,電解質(zhì)溶液等知識(shí),有時(shí)還融合考查氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等,題目綜合性強(qiáng),化學(xué)信息多,設(shè)問角度靈活多變,側(cè)重考查考生接受、整合信息的能力,應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。2016,全國(guó)卷甲,27t2016,全國(guó)卷乙,27t2016,全國(guó)卷丙,27t2016,浙江卷,28t2016,江蘇卷,16t化學(xué)反應(yīng)原理是高考“主考”和“必考”的內(nèi)容

2、,預(yù)測(cè)2019年高考會(huì)繼續(xù)加大考查力度,特別是結(jié)合圖像分析、平衡常數(shù)的計(jì)算以及平衡移動(dòng)原理在溶液中的應(yīng)用。分值:1520分根據(jù)考查知識(shí)點(diǎn)的覆蓋情況,可將反應(yīng)原理主觀題型分為兩種類型:一類是單一的反應(yīng)原理考查,此類試題考查內(nèi)容單一,注重試題深度;另一類是綜合的反應(yīng)原理考查,此類試題往往綜合考查不同原理的知識(shí)點(diǎn),注重試題的廣度。綜合原理考查是新課標(biāo)高考試題的特點(diǎn),理綜試題的主觀題型較少,要顧全知識(shí)的覆蓋面,必然要走綜合原理考查的路線,這應(yīng)引起我們的重視.該類試題因綜合程度大,考查點(diǎn)常是原理知識(shí)的重難點(diǎn),因而試題難度不言而喻.解答該類試題應(yīng)采用各個(gè)擊破法,即認(rèn)真審讀題干,找出已知信息要點(diǎn);細(xì)讀問題,

3、弄清考查點(diǎn),聯(lián)想所學(xué)相關(guān)知識(shí),找到該類問題的通法通解(如熱化學(xué)方程式的疊加法,平衡計(jì)算的三段法、等效法、極限法、守恒法、圖示分析法等),有時(shí)也可另辟蹊徑,巧思妙解。若問題是并列式提問時(shí),可以先依據(jù)你的強(qiáng)項(xiàng),做自己認(rèn)為簡(jiǎn)單的問題,這樣可以使解答更高效一些。1化學(xué)反應(yīng)與能量:判斷h的正、負(fù)與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系,運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算,熱化學(xué)方程式的書寫等。2化學(xué)反應(yīng)速率:根據(jù)已知條件進(jìn)行反應(yīng)速率的計(jì)算,判斷濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、固體表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響等.3化學(xué)平衡:根據(jù)化學(xué)方程式寫出化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,計(jì)算平衡常數(shù),判斷影響平衡常數(shù)的因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,判斷濃度、壓強(qiáng)、

4、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響等。4電化學(xué)基礎(chǔ):原電池和電解池的電極名稱的判斷,電極反應(yīng)式的書寫,電子轉(zhuǎn)移方向的判斷等.5水溶液中的離子平衡:鹽類水解后溶液酸堿性的判斷,鹽類水解離子方程式的書寫,粒子濃度大小的比較,沉淀溶解平衡的判斷及應(yīng)用等.例1(2016上海卷)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高,co2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。完成下列填空:(1)目前國(guó)際空間站處理co2的一個(gè)重要方法是將co2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為:co2(g)4h2(g)ch4(g)2h2o(g)已知h2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300 升至400 ,重新達(dá)到平衡,判斷下列表格中各物理量的變化。(填“增大

5、”“減小”或“不變”)v正v逆平衡常數(shù)k轉(zhuǎn)化率_增大_增大_減小_減小_(2)相同溫度時(shí),上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡,各物質(zhì)的平衡濃度如下表:平衡平衡co2/(moll1)amh2/(moll1)bnch4/(moll1)cxh2o/(moll1)dya、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為.(3)已知:h2co3,ki14。3107,ki25。61011;h2c2o4,ki15.9102,ki26.4105。01 mol/l na2co3溶液的ph_大于_0.1 mol/l na2c2o4溶液的ph(選填“大于”“小于”或“等于).等濃度的草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的

6、是_草酸_.若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是_ac_(填字母)。ahhc2ohcocobhcohc2oc2ocochhc2oc2ocodh2co3hcohc2oco(4)人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡:hhcoh2co3。當(dāng)有少量酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中時(shí),血液的ph變化不大,用平衡移動(dòng)原理解釋上述現(xiàn)象。_當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向右移動(dòng),使h濃度變化較小,血液中的ph基本不變;當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向左移動(dòng)使h濃度變化較小,血液的ph基本不變_。解析 (1)h2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,即

7、正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度正逆反應(yīng)速率均增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。(2)相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變,則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為.(3)根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則碳酸鈉的水解程度大于草酸鈉,所以0.1 mol/l na2co3溶液的ph大于0.1 mol/l na2c2o4溶液的ph。草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是草酸。草酸的二級(jí)電離常數(shù)大于碳酸,所以草酸的電離程度大,因此溶液中:hhc2oc2ohcoco。1(2016天津卷)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?;卮?/p>

8、下列問題:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是_污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中兩個(gè))_(至少答出兩點(diǎn)).但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:_h22oh2e=2h2o_。(2)氫氣可用于制備h2o2。已知:h2(g)a(l)=b(l)h1o2(g)b(l)=a(l)h2o2(l)h2其中a、b為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則h2(g)o2(g)=h2o2(l)的h_“或“”)。(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲(chǔ)氫反應(yīng):mhx(s)yh2(g)mhx2y(s)h0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是_ac_(填字母)。a容器內(nèi)氣體

9、壓強(qiáng)保持不變b吸收y mol h2只需1 mol mhxc若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為_光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能_。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的na2feo4,同時(shí)獲得氫氣:fe2h2o2ohfeo3h2,工作原理如圖所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色feo,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。已知:na2feo4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被h2還原。電解一段時(shí)間后,c(oh)降低的區(qū)域在_陽極室_(填“陰極室”或“陽極室)。電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其

10、原因?yàn)開防止na2feo4與h2反應(yīng)使產(chǎn)率降低_.解析 (1)氫氣的來源廣且可再生,燃燒生成水,無污染,且單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量比汽油多。堿性氫氧燃料電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下氫氣放電生成h2o。(2)題中的兩個(gè)反應(yīng)都是熵減的反應(yīng),由于兩個(gè)反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行,所以兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng),即h10、h20.根據(jù)蓋斯定律,將題中兩個(gè)熱化學(xué)方程式疊加得h2(g)o2(g)=h2o2(l)hh1h20。(3)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),氣體的物質(zhì)的量不變,所以容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變,a項(xiàng)正確;由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng),所以吸收y mol h2所需的mhx的物質(zhì)的量大于1 mol,b項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的平衡常數(shù)

11、表達(dá)式為k,由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(h2)減小,故k值增大,c項(xiàng)正確;向容器內(nèi)通入少量氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v正v逆,即v(吸氫)v(放氫),d項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)太陽能分解水制氫,是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。課時(shí)達(dá)標(biāo)第32講(見課時(shí)達(dá)標(biāo)p51)1已知:25 時(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù):ka(ch3cooh)1。8105,ka(hscn)0。13;25 時(shí),2.0103 moll1氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液的ph(忽略體積變化),得到c(hf)、c(f)與溶液ph的變化關(guān)系如圖所示(兩條線交點(diǎn)處的ph3.45)。請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題:(1)25 時(shí),將20 m

12、l 0。10 moll1 ch3cooh溶液和20 ml 0.10 moll1 hscn溶液分別與20 ml 0。10 moll1 nahco3溶液混合,實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積(v)隨時(shí)間(t)變化的示意圖如圖所示:反應(yīng)初始階段,兩種溶液產(chǎn)生co2氣體的速率存在明顯差異的原因是_hscn的酸性比ch3cooh強(qiáng),其溶液中c(h)較大,故hscn溶液較nahco3溶液的反應(yīng)速率快_,反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中,c(ch3coo)_c(scn)(填“”“或“”)。(2)25 時(shí),hf電離平衡常數(shù)的數(shù)值ka_103。45(或3.5104)_,列式并說明得出該常數(shù)的理由:ka,當(dāng)c(f)c(hf)時(shí),ka

13、c(h),查圖中的交點(diǎn)處為c(f)c(hf),故所對(duì)應(yīng)的ph即為ka的負(fù)對(duì)數(shù),為3。45。解析 (1)兩種酸的電離程度不同導(dǎo)致溶液中起始反應(yīng)時(shí)h的濃度不同,引起反應(yīng)速率的不同。反應(yīng)結(jié)束后,溶質(zhì)為ch3coona和nascn,因ch3cooh酸性弱于hscn,故ch3coona的水解程度大,c(ch3coo)c(h)c(oh)_。解析 (1)“浸出”過程中mno2與so2發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為mno2so2=somn2。(2)第1步除雜中加入h2o2的目的是將溶液中的fe2氧化為fe3,以便于形成fe(oh)3沉淀,過濾將沉淀除去。(3)第1步除雜時(shí)調(diào)整溶液的ph在56,可以使溶液中的a

14、l3、fe3分別形成al(oh)3、fe(oh)3沉淀,所以形成濾渣1的主要成分為al(oh)3、fe(oh)3;在調(diào)ph至56時(shí),為了不引入新的雜質(zhì)離子,所加的試劑應(yīng)該可以與酸發(fā)生反應(yīng),可選擇含有ca2、mg2的化合物cao、mgo,a、b項(xiàng)正確。(4)第2步除雜,主要是將ca2、mg2轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氟化物沉淀除去,mnf2除去mg2的離子反應(yīng)方程式是mnf2mg2mn2mgf2;該反應(yīng)的平衡常數(shù)k7。2107。(5)由已知溫度高于27 時(shí),mnso4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低,故采用“趁熱過濾”操作可以減少mnso4h2o在水中的溶解,得到更多的產(chǎn)品.(6)mnso4是強(qiáng)酸弱堿鹽,m

15、n2發(fā)生水解反應(yīng):mn22h2omn(oh)22h,消耗水電離產(chǎn)生的oh,破壞了水的電離平衡,最終達(dá)到平衡時(shí),c(h)c(oh)。根據(jù)物料守恒可得c(so)c(mn2)cmn(oh)2,所以c(so)c(mn2),mn2水解使溶液顯酸性,所以c(h)c(oh)。鹽水解的程度是微弱的,溶液中主要以鹽電離產(chǎn)生的離子形式存在,所以c(mn2)c(h),故該溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(so)c(mn2)c(h)c(oh)。4水是最常用的溶劑,許多化學(xué)反應(yīng)都需要在水溶液中進(jìn)行。請(qǐng)仔細(xì)分析并回答下列各題。(1)用0.1 mol/l naoh溶液滴定體積均為20。00 ml、濃度均為0.1 mo

16、l/l的鹽酸和醋酸溶液,得到如圖所示的滴定曲線圖如下:用naoh溶液滴定醋酸溶液通常所選擇的指示劑為_酚酞_,符合其滴定曲線的是_(填“”或“”)。滴定前的上述三種溶液中,由水電離出的c(h)最大的是_ch3cooh_溶液(填化學(xué)式).圖中v1和v2大小的比較:v1_v2(填“或“”)。曲線中m點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中,各離子的濃度由大到小的順序是_c(ch3coo)c(na)c(h)c(oh)_。(2)某同學(xué)為了研究難溶電解質(zhì)的溶解平衡,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)(相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定溫度及實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度均為25 ):操作步驟現(xiàn)象步驟1:向20 ml 0。05 mol/l agno3溶液中加入20 ml 0。05 mol/

17、l kscn溶液,充分反應(yīng)后過濾出現(xiàn)白色沉淀步驟2:向?yàn)V液中加入少量2 mol/l fe(no3)3溶液溶液變紅色步驟3:向步驟2所得溶液中,加入少量3 mol/l agno3溶液現(xiàn)象a步驟4:取步驟1所得少量濾渣加入到適量的3 mol/l ki溶液中出現(xiàn)黃色沉淀查閱資料:agscn是白色沉淀;ksp(agscn)1.01012;ksp(agi)8.51017.請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語和必要的文字解釋步驟2現(xiàn)象出現(xiàn)的原因:_由于存在沉淀溶解平衡:agscn(s)ag(aq)scn(sq),故溶液中仍有少量scn,fe3與scn結(jié)合生成fe(scn)3,從而溶液顯紅色_.該同學(xué)根據(jù)步驟3中現(xiàn)象a推知,加入

18、的agno3與步驟2所得溶液發(fā)生了反應(yīng),則現(xiàn)象a為_出現(xiàn)白色沉淀(或溶液紅色變淺)_(任寫一點(diǎn)即可)。寫出步驟4中沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式:k。解析 (1)用naoh溶液滴定醋酸溶液,由于恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液顯堿性,因此通常選擇在堿性范圍變色的指示劑酚酞;醋酸是弱酸,其電離產(chǎn)生的氫離子的濃度小于0.1 mol/l,即ph1,由圖中未加naoh時(shí)的ph可知,圖中酸的ph大于1,圖中酸的ph1,說明曲線為naoh溶液滴定醋酸溶液過程,曲線為naoh溶液滴定鹽酸溶液過程。0。1 mol/l naoh溶液、0.1 mol/l hcl都是強(qiáng)電解質(zhì),電離產(chǎn)生的氫氧根、氫離子的濃度等于電解質(zhì)的濃度,而醋酸

19、是弱酸,0。1 mol/l醋酸溶液中氫離子的濃度小于0.1 mol/l,氫離子或氫氧根離子的濃度越大,對(duì)水的電離平衡的抑制作用就越強(qiáng),水的電離程度就越小,所以0。1 mol/l的醋酸對(duì)水的電離抑制程度較小,則由水電離出的c(h)最大。醋酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí),得到的醋酸鈉溶液顯堿性,要使得溶液顯中性即ph7,需要醋酸稍過量,則需加入的naoh的量比溶液中醋酸的量少;鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時(shí),兩者的物質(zhì)的量相同,得到的氯化鈉溶液顯中性,所以v1v2。用10 ml 0。1 mol/l的naoh溶液和20.00 ml 0。1 mol/l的醋酸溶液反應(yīng),得到的是等物質(zhì)的量的醋酸和醋酸鈉的混合溶

20、液,由于醋酸的電離程度大于醋酸根離子的水解程度,所以該混合溶液顯酸性,此時(shí)溶液中離子濃度大小:c(ch3coo)c(na)c(h)c(oh)。(2)向20 ml 0。05 mol/l agno3溶液中加入20 ml 0.05mol/l kscn溶液,充分反應(yīng),產(chǎn)生白色沉淀,發(fā)生反應(yīng):ag(aq)scn(aq)agscn(s),該物質(zhì)在溶液中存在沉淀溶解平衡:agscn(s) ag(aq)scn(aq),溶液中仍有少量的scn,向該溶液中加入fe3,溶液中的scn與fe3發(fā)生顯色反應(yīng),使溶液變?yōu)榧t色.向步驟2所得溶液中加入硝酸銀,ag和scn發(fā)生反應(yīng)得到agscn白色沉淀,使fe(scn)3的溶

21、解平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致溶液紅色變淺。步驟1所得的濾渣中含agscn固體,將其加入到ki溶液中,由于溶解度:agiagscn,所以兩者會(huì)發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化,即ag與i反應(yīng)生成agi黃色沉淀,使agscn的沉淀溶解平衡正向移動(dòng),反應(yīng)可表示為agscn(s)i(aq)=agi(s)scn(aq),則k。5(2018湖北黃岡調(diào)研)氮的化合物豐富多彩。(1)kcn溶液可與難溶的agi形成配合物,生成穩(wěn)定的ag(cn),該轉(zhuǎn)化的離子方程式為_agi(s)2cn(aq)ag(cn)(aq)i(aq)_,平衡常數(shù)k_1。5107_。已知:ksp(agi)1.51014,k穩(wěn)ag(cn)1。01021,k穩(wěn)與電離常數(shù)k

22、互為倒數(shù),k穩(wěn)越大越穩(wěn)定(2)no具有強(qiáng)還原性,實(shí)驗(yàn)室可用酸性k2cr2o7溶液將尾氣no氧化為no,溶液由橙色(cr2o)變?yōu)榫G色(cr3),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_2nocr2o6h=2no2cr33h2o_。(3)hno2是比醋酸略強(qiáng)的酸,下列事實(shí)一定能證明hno2是弱酸的是_acde_(填字母,下同)。a0。1 mol/l的hno2溶液的ph2.1b用hno2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡很暗c常溫下,nano2溶液的ph大于7d常溫下,nano2和h3po4反應(yīng),生成hno2eph3的hno2溶液稀釋至100倍后,ph小于5(4)硫酸肼(n2h6so4)是一種重要的化工原料,屬于離子化合物,易

23、溶于水,溶液呈酸性,水解原理與(nh4)2so4類似。寫出硫酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式:_n2hh2on2h5h2oh_。硫酸肼水溶液中離子濃度的排列順序正確的是_a_.ac(so)c(n2h)c(h)c(oh)bc(so)c(n2h5h2o)c(h)c(oh)c2c(n2h)c(n2h5h2o)c(h)c(oh)dc(n2h)c(so)c(h)c(oh)解析 (1)依題意,碘化銀難溶,結(jié)合cn可生成更穩(wěn)定的ag(cn),故離子方程式為agi(s)2cn(aq)ag(cn)(aq)i(aq);根據(jù)平衡常數(shù)定義:kksp(agi)k穩(wěn)ag(cn)1。5107。(4)硫酸肼溶液中,n2h水解使

24、溶液呈酸性,而水解的程度很小,故c(so)c(n2h)c(h)c(n2h5h2o)c(oh),根據(jù)電荷守恒可知:c(h)2c(n2h)c(n2h5h2o)2c(so)c(oh)。6工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有ca2、mg2、fe3、cl和so等雜質(zhì),提純工藝線路如圖所示:。碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示:。有關(guān)物質(zhì)的溶度積如表所示:物質(zhì)caco3mgco3ca(oh)2mg(oh)2fe(oh)3ksp4。961096.821064.681065.6110122。641039回答下列問題:(1)寫出加入naoh溶液時(shí)反應(yīng)的離子方程式:_mgco32oh=mg(oh)2co

25、_。向含有mg2、fe3的溶液中滴加naoh溶液,當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的ph8時(shí),c(mg2)(fe3)_2。1251021_.(2)“母液”中除了含有na、co外,還含有_cl、so_等離子。(3)有人從“綠色化學(xué)角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線進(jìn)行循環(huán)使用。請(qǐng)你分析在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行?_不可行_(填“可行”或“不可行”),并說明理由:_若將“母液”循環(huán)使用,則溶液中c(cl)和c(so)增大,最后所得產(chǎn)物na2co3混有雜質(zhì)_。解析 由溶度積表知,mgco3的ksp最大,在溶液中溶解的最多,其他物質(zhì)與mgco3相差的數(shù)量級(jí)較大,在溶液里可以忽略。(1)主要是mgco3與naoh反應(yīng)生成

26、ksp更小的沉淀mg(oh)2;ph8,c(oh)106 moll1,則kspc(mg2)c2(oh)c(mg2)10125.611012,得c(mg2)5.61 moll1;kspc(fe3)c3(oh)c(fe3)10182。641039,得c(fe3)2。641021 moll1,所以c(mg2)c(fe3)5.612.6410212。1251021。課時(shí)達(dá)標(biāo)第33講(見課時(shí)達(dá)標(biāo)p53)1二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。(1)在太陽能的作用下,以co2為原料制取炭黑的流程如圖所示。其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_co2co2_.(2)co2經(jīng)過催化加氫合成低碳烯烴。其合成乙烯的反應(yīng)為

27、2co2(g)6h2(g)ch2=ch2(g)4h2o(g)h幾種物質(zhì)的能量(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,規(guī)定單質(zhì)的能量為0,測(cè)得其他物質(zhì)生成時(shí)所放出或吸收的熱量)如表所示:物質(zhì)h2(g)co2(g)ch2=ch2(g)h2o(g)能量/(kjmol1)039452242則h_128 kjmol1_。(3)在2 l恒容密閉容器中充入2 mol co2和n mol h2,在一定條件下發(fā)生(2)中的反應(yīng),co2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比x的關(guān)系如圖所示.x1_x2(填“”“_kb。若b點(diǎn)的投料比為3,且從反應(yīng)開始到b點(diǎn)需要10 min,則v(h2)_0。225 mol(lmin)1_.(4)以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,利

28、用太陽能將co2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴,工作原理如圖:b電極的名稱是_正極_。產(chǎn)生丙烯的電極反應(yīng)式為_3co218h18e= ch3ch=ch26h2o_。解析 (1)由圖示可知co2在feo的催化下分解生成c和o2.(2)h52 kj/mol4(242 kj/mol)2(394 kj/mol)128 kj/mol。(3)其他條件相同時(shí),投料比越大,h2的轉(zhuǎn)化率越低、co2的轉(zhuǎn)化率越高,所以x1x2;由(2)可知,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),且tatb,所以kakb;v(h2)3v(co2)30。225 mol/(lmin).(4)與a電極相連的電極上co2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、丙烯等,所以該電極是電解

29、池的陰極,與電源的負(fù)極相連,即a極是負(fù)極,b極是正極;丙烯是由co2在酸性條件下得電子發(fā)生還原反應(yīng)得到的。2氮的氧化物(如no2、n2o4、n2o5等)應(yīng)用很廣,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.(1)n2o5可通過電解或臭氧氧化n2o4的方法制備.電解裝置如圖甲所示(隔膜用于阻止水分子通過),其陽極反應(yīng)式為_n2o42hno32e=2n2o52h_。已知:2no(g)o2(g)=2no2(g)h1no(g)o3(g)=no2(g)o2(g)h22no2(g)n2o4(g)h32n2o5(g)=4no2(g)o2(g)h4則反應(yīng)n2o4(g)o3(g)=n2o5(g)o2(g)的hh1h2h3h4。(

30、2)n2o5在一定條件下發(fā)生分解:2n2o5(g)=4no2(g)o2(g).某溫度下測(cè)得恒容密閉容器中n2o5濃度隨時(shí)間的變化如下表:t/min012345c(n2o5)/(moll1)1.000。710.500.350.250.17設(shè)反應(yīng)開始時(shí)體系壓強(qiáng)為p0,第2 min時(shí)體系壓強(qiáng)為p,則pp0_1。75_;13 min內(nèi),o2的平均反應(yīng)速率為_0。09 moll1 min1_。(3)n2o4與no2之間存在反應(yīng)為n2o4(g)2no2(g)。將一定量的n2o4放入恒容密閉容器中,測(cè)得其平衡轉(zhuǎn)化率(n2o4) 隨溫度變化如圖乙所示.圖乙中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,已知n2o4的起始?jí)簭?qiáng)p0為108

31、kpa,列式計(jì)算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)kpp0108 kpa115 kpa(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。由圖乙推測(cè)n2o4(g)2no2(g)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),并說明理由:_吸熱反應(yīng),溫度升高,(n2o4)增加,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)_。若要提高(n2o4),除改變反應(yīng)溫度外,其他措施有_減小體系壓強(qiáng),移出no2_(要求寫出兩條).對(duì)于可逆反應(yīng)n2o4(g)2no2(g),在一定條件下n2o4與no2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系:v(n2o4)k1p(n2o4),v(no2)k2p(no2)2,其中,k1、k2是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)。相應(yīng)的速率壓強(qiáng)關(guān)系如圖丙

32、所示:一定溫度下,k1、k2與平衡常數(shù)kp間的關(guān)系是k1k2kp;在圖丙標(biāo)出的點(diǎn)中,指出能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)并說明理由:_b點(diǎn)與d點(diǎn),滿足平衡條件v(no2)2v(n2o4)_。解析 (1)根據(jù)圖示,陽極上n2o4失電子發(fā)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為n2o5。由可得目標(biāo)反應(yīng),根據(jù)蓋斯定律,hh1h2h3h4。(2)起始時(shí)c(n2o5)1 mol/l,第2 min時(shí)c(n2o5)0。5 mol/l,根據(jù)化學(xué)方程式可知,第2 min時(shí)c(no2)(10.5)21 mol/l,c(o2)(10。5)0。25 mol/l,則pp0(0。510。25)11。75;13 min內(nèi),v(o2)v(n2o5)0。

33、09 moll1min1。(3)設(shè)起始時(shí)n2o4為1 mol,則平衡時(shí)n2o4為1(n2o4) mol,no2為2(n2o4) mol,則平衡時(shí)壓強(qiáng)為1(n2o4)p0,平衡時(shí)n2o4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,no2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,故平衡常數(shù)kp21(n2o4)p0p0108 kpa115 kpa.由圖可知,升高溫度,n2o4的轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);減小壓強(qiáng)、移出no2均可以使平衡正向移動(dòng),n2o4的轉(zhuǎn)化率提高。達(dá)到平衡2v(n2o4)v(no2),即2k1p(n2o4)k2p(no2)2,故kp,k1k2kp;根據(jù)圖示,b點(diǎn)與d點(diǎn),v(no2)2v(n2o4),

34、反應(yīng)達(dá)到平衡。3消除氮氧化物污染對(duì)優(yōu)化空氣質(zhì)量至關(guān)重要。(1)用ch4催化還原nox消除氮氧化物污染發(fā)生的反應(yīng)有:ch4(g)4no2(g)=4no(g)co2(g)2h2o(g)h574 kjmol1ch4(g)4no(g)=2n2(g)co2(g)2h2o(g)h1 160 kjmol1若用0.2 mol ch4將no2還原為n2,則整個(gè)過程中放出的熱量為_173.4_kj(假設(shè)水全部以氣態(tài)形式存在).(2)用活性炭可處理大氣污染物no。在2 l密閉容器中加入no和活性炭(無雜質(zhì)),生成氣體e和f。當(dāng)溫度分別為t1 和t2 時(shí),測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表所示:物質(zhì)n/molt/

35、活性炭noef初始2。0300。10000t12.0000。0400.0300。030t22.0050.0500.0250.025請(qǐng)結(jié)合表中數(shù)據(jù),寫出no與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式:_c2non2co2_。t1 時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為_0.562 5_.如果已知t2t1,則該反應(yīng)正反應(yīng)的h_0。01_.(4)某課題組利用如圖所示裝置,探究no2和o2化合生成n2o5形成原電池的過程。物質(zhì)y的名稱為_五氧化二氮_,該電池正極的電極反應(yīng)式為_o22n2o54e=4no_.解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,將題給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加得2ch4(g)4no2(g)=2co2(g)2n2(g)4h2o(g

36、)h1 734 kjmol1,則用0。2 mol ch4將no2還原為n2,放出熱量173.4 kj。(2)根據(jù)各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比等于系數(shù)之比及質(zhì)量守恒,可知發(fā)生的反應(yīng)為c2non2co2.t1 達(dá)到平衡時(shí),c(no)0.020 moll1,c(n2)c(co2)0。015 moll1,故平衡常數(shù)k0。562 5;根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可知,溫度由t1 升高到t2 時(shí),平衡逆向移動(dòng),所以h0。該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動(dòng),no的轉(zhuǎn)化率增大;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),故no的轉(zhuǎn)化率不變;增大no濃度,no的轉(zhuǎn)化率不變;移去部分生成物,生成物濃度減小,平衡正向移動(dòng),no的轉(zhuǎn)化率增大,故選bc項(xiàng).(3)v(no)0。016 mol(ls)1。該溫度下平衡常數(shù)k1 600,若使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則1 600,解得a0.01。(4)由題意和裝置圖可知,物質(zhì)y為n2o5,正極發(fā)生還原反應(yīng),故通入o2的一極為正極,正極的電極反應(yīng)式為o22n2o54e=4no。4目前,燃煤脫硫是科研工作者研究的重要課題之一,

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