高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量(大題培優(yōu))及答案

1、高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量(大題培優(yōu))及答案一、化學(xué)反應(yīng)與能量練習(xí)題(含詳細(xì)答案解析)1.高鎰酸鉀(KMnO,)是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟鎰礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高鎰酸鉀的工藝路線如下:電耦法卜;(1)原料軟鎰礦與氫氧化鉀按1 ： 1的比例在 烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟鎰礦粉碎,其作用是。(2)平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。(3)平爐”中需要加壓，其目的是 。(4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在 K2MnO4溶液中通入CQ氣體，使體系呈中性或弱堿 性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成K2MnO4, MnO

2、2和 (寫化學(xué)式)。電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解 K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ,陰極逸出的氣體是。電解法”和CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為 。(5)高鎰酸鉀純度的測定：稱取 1.0800 g樣品，溶解后定容于 100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000 mol L-1的H2c2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化，用 KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48 mL,該樣品的純度為 (列出計算式即可，已知 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CQT+8H2O)。【答案】擴大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率2MnO2+O2

3、+4KOH A 2K2MnO4+2H2O增大反應(yīng)物的濃度，可使化學(xué)反應(yīng)速率加快，同時使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大K2CC3 MnO42-e-=MnO4- H2 3:2 95.62%【解析】【分析】【詳解】(1) MnC2的狀態(tài)是固體，對于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)，可通過增大其反應(yīng)接觸面積的方法提高反應(yīng)速率，故要將其粉碎成細(xì)小的顆粒；(2)根據(jù)流程圖可知，在 平爐”中MnC2、KOK C2在加熱時反應(yīng)產(chǎn)生 K2MnC4,結(jié)合質(zhì) 量守恒定律可知，另外一種物質(zhì)是H2C,則發(fā)生的化學(xué)方程式為2MnC2+C2+4KCIH_2K2MnC4+2H2C ；(3)由于上述反應(yīng)中氧氣是氣體，在 平爐”中加壓，就可以使反應(yīng)物氧

4、氣的濃度增大，根 據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，增大反應(yīng)物的濃度，可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快；任何反應(yīng)都具有一定的可逆性，增大壓強，可以使化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動，故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率；(4)在&MnO4溶液中通入CQ氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成 KMnO4, MnO2,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是K2CO3,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒及反應(yīng)的原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3K2MnO4+2CC2= 2KMnO4+MnO2+K2CO3； 電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解 K2MnO4水溶液，在電解槽中 陽極，MnC42-失去電子，發(fā)

5、生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnC4-o電極反應(yīng)式是：MnC42-e-=MnC4-;在陰極，水電離產(chǎn)生的 H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩?，電極反應(yīng)式是：2H2O+2e-=H2 T +2OH。所以陰極逸出的氣體是 H2；總反應(yīng)方程式是：2K2MnC4+2H2O通電2KMnC4+2H2 T +2KCH 根據(jù) 電解法”方程式2K2MnO4+ 2H2C亶號2KMnC4+2H2T +2KCH可矢口 K2MnC4的理論利用 率是 100%；而在“CM化法 32MnC4+2CC2 = 2KMnC4+MnC2+K2CC3 中，K2MnC4 的理論利 用率是2/3,所以二者的理論利用率之比為3:2;(5)根據(jù)離子方程式 2MnO

6、4-+5H2QO4+6H+=2Mn2+10CC2T +8H2O 可知 KMnO4與草酸反應(yīng)2 k q ? x 20的關(guān)系式是：2 KMnO45H2c2。4。配制的溶液的濃度為：c=* *加口/上。5x24.481.0800g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為：100 2x Q 2x 20n= 777 H三一二二; 切加二 0.006536rno/ KMnO4 的質(zhì)量為：m= 0.006536mol x10005x22.45158g/mol =1.03269g 。故其純度為:_ L。支邸豆l.OSOOX 100%=95.62%2. NiCl2是化工合成中最重要的饃源，在實驗室中模擬工業(yè)上以金屬饃廢料

7、(含F(xiàn)e、Al等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)NiCl2的工藝流程如下：起峨 HQ Na.CCXN鼻匚0,就瞌，一、41：小也。注灌世漉ACO：卜表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Ni(OH)2開始沉淀的pH2.16.53.77.1沉淀完全的pH3.39.74.79.2(1)為了提高饃元素的浸出率，在酸浸”時可采取的措施有 (寫一條即可)。(2)加入H2O2時發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為 。調(diào)pH”時，控制溶液pH的范圍為 。(4)沉饃”過程中，若濾液 A中c(Ni2+)=1.0mol/L,欲使100mL該濾液中的Ni沉淀完全即 溶液中c(Ni2+)

8、1.0火10則需用托盤天平稱取 Na2CQ固體的質(zhì)量至少為 go (已知 Ksp(NiCO3)=6.5 X彳0忽略溶液體積的變化)(5)流程中由溶液得到 NiC12 6H20的實驗操作步驟依次為 、過濾、洗滌、干燥?！敬鸢浮繉x廢料磨成粉末(或攪拌，或適當(dāng)升高溫度，或提高酸的濃度)H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O 4.7 w pH7或4.7, 7.1) 17.5 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶【解析】【分析】根據(jù)流程：金屬饃廢料(含F(xiàn)e Al等雜質(zhì))，加鹽酸酸浸后的酸性溶液中主要含有H+、Ni2+、Fe2+、Al3+,加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)為：H2O2+2Fe2+2H+=2F

9、e3+2H2O,加入 Na2CO3溶液調(diào)節(jié)溶液的 pH 范圍 4.7 w pH7,1 使 Fe3+、 Al3+全部沉淀，濾渣為 Fe(OH)3、Al(OH)3,濾液主要含有 Ni2+,加入Na2CO3溶液沉淀Ni2+, 將得到的NiCO3沉淀用鹽酸溶解得到二氧化碳和NiCl2溶液，將NiCl2溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NiCl2?6H2O,據(jù)此分析作答。【詳解】為了提高饃元素的浸出率，在 酸浸”時可采取的措施有將饃廢料磨成粉末、攪拌、適當(dāng) 升高溫度方法、提高溶液中酸的濃度，都可以提高饃元素的浸出率；(2)H2O2具有氧化性，加入 H2O2氧化Fe2+為Fe3+,離子方程式為：

10、H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O；(3)調(diào)pH”的目的是沉淀Fe3+、Al3+,但不沉淀Ni2+,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，應(yīng)該控制溶液 pH 的范圍為 4.7 AC【解析】【分析】已知金屬活動性：Zn Fe Sn,則A發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕，C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護，以此解 答?！驹斀狻?1)鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+=Fe2+H2 T ；(2)Fe比Sn活潑，則B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，負(fù)極發(fā)生 Fe- 2e = Fe2+； Zn比Fe活 潑，則C中Fe為正極，Zn為負(fù)極，正極反應(yīng)式為 2H+

11、2e =H2?,電子從負(fù)極即 Zn極流(3)A發(fā)生化學(xué)腐蝕；B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕；C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極， Fe被保護，Zn被腐蝕，則A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是 BA C,。10.某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影 響”。(實驗原理)2KMnO4+5H2c2O4+3H2SQ =K2SO4 +2MnSO4 +10CQ T +8H2O(實驗內(nèi)容及記錄)實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定 褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計了如下的方案。編RH2c2O4溶液酸fKMn

12、O4溶液溫度/C溶液顏色褪 至無色所需 時間/s濃度/ mol L1體積/mL濃度/ mol L1體積/mL0.102.00.0104.025t10.202.00.0104.025t20.202.00.0104.050t3已知反應(yīng)后 H2QO4轉(zhuǎn)化為CQ逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4 ,每消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移mol電子，為了觀察到紫色褪去，H2c2。4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為：n(H2c2。4): n(KMnO 4)。(2)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是 (填編號，下同)，可探究反 應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是 。(3)實驗測彳導(dǎo)KMnO4溶液的

13、褪色時間ti為40s,忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率 v (KMnO4)=mol L-1 mini【答案】2 2.5和 和0.010或1.0 X123【解析】【分析】(1)根據(jù)題中信息及化合價升降法配平反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)電子守恒計算出 imol草酸完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；根據(jù)觀察到紫色褪去”必須滿足高鎰酸鉀的物質(zhì)的量小于草酸的物質(zhì)的量解得二者濃度關(guān)系；(2)根據(jù)探究溫度對反應(yīng)速率影響時除了溫度外其它條件必須相同判斷；根據(jù)體積濃度對反應(yīng)速率影響時除了濃度不同，其他條件必須完全相同分析；(3)先根據(jù)醋酸和高鎰酸鉀的物質(zhì)的量判斷過量，然后根據(jù)不足量及反應(yīng)速率表達(dá)式計算

14、出反應(yīng)速率?！驹斀狻?1)根據(jù)反應(yīng)后 H2c2。4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4,利用化合價升降相等寫 出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4+5H2c2O4+3H2SO4=K2SQ+2MnSO4+8H2O+10CQT ； H2G2O4中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2X (4-3)價，所以每消耗 1mol H2c2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高鎰酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即 c(H2c2O4) : c (KMnO4) |=2.5；故答案為：2； 2.5；(2)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿 足此條件的實

15、驗編號是：和；探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，除了濃度不同， 其他條件完全相同的實驗編號是和；故答案為：和；和；(3)草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol?L-1x 0.002L=0.0002mo)高鎰酸鉀的物質(zhì)的量為： 0.010mol?L-1x 0.004L=0.00004moJ草酸和高鎰酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol ：0.010mol/L 0.004L0.002L+0.004L0.00004mol=5： 1,顯然草酸過量，高鎰酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高鎰酸鉀的濃度為：v (KMnO4)2二一 x 0.010mol/L這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率 32 0.010mol/L 60s/

16、min=x340s=0.010mol?L-1?min-1;故答案為：0.010或1.0 xi-2o11. 一定溫度下10L密閉容器中發(fā)生某可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)表達(dá)為:k=*。H 2O根據(jù)題意完成下列填空：(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 或“放熱”)。;若溫度升高，K增大，該反應(yīng)是反應(yīng)(填“吸熱”(2)能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是(選填編號)。a, v 正(H2O)=v 逆(H2)b容器中氣體的相對分子質(zhì)量不隨時間改變c.消耗nmol H 2同時消耗nmolCO d.容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時間改變(3)該反應(yīng)的v正隨時間變化的關(guān)系如圖。t2時改變了某種條件，改變的條件可能是。(填寫2項)(

17、4)實驗測得t2時刻容器內(nèi)有1molH2。，5min后H2O的物質(zhì)的量是0.8mol,這5min內(nèi)H2O的平均反應(yīng)速率為【答案】C (s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)吸熱 a b升高溫度增大水蒸汽的濃度0.004mol/ ( L . min )【解析】【分析】C,所以該反應(yīng)方程式為C (s)(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及元素守恒知，反應(yīng)物還有+H2O (g) ?CO (g) +H2 (g)；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；(2)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變；(3)改變條件時反應(yīng)

18、速率增大，改變的條件可能是溫度、壓強、反應(yīng)物濃度；(4)反應(yīng)速率=v= t【詳解】C,所以該反應(yīng)方程式為C:(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及元素守恒知，反應(yīng)物還有K增大說明平(s)+H2O (g) ?CO (g) +H2 (g)；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,C (s) +H2O (g) ?CO (g) +H2衡正向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為: (g);吸熱；(2) a.當(dāng)v正(H2O) =v逆(H2) =v逆(H2。)時，正逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)達(dá)到平衡 狀態(tài)，故正確；b.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相同，氣體質(zhì)量變化，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨 時間變化即達(dá)到平衡，故正確；

19、c.無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在消耗n molH2同時消耗nmolCO,所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；d.無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量都不隨時間改變，所以不能據(jù)此判 斷平衡狀態(tài)，故錯誤；故選a b;(3)改變條件時反應(yīng)速率增大，改變的條件可能是升高溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物濃度，故答案為：升高溫度；增大水蒸汽的濃度；一一 c 1-0.8 一(4)反應(yīng)速率 v= =/5=0.004mol/ Lgmin ,故答案為 0.004mol/ (L. min)。t 1012.按要求回答下列問題：(1)甲烷燃料電池是常見的燃料電池之一，該電池在正極通入氧氣，在負(fù)極通入甲烷，電 解質(zhì)溶

20、液通常是 KOH溶液，請寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式。(2)常溫下，將等濃度的 Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，2min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁，請 寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：；若將此混合溶液置于 50 c的水浴中，則出現(xiàn)渾濁的時間將(填增加、微少或不變”)【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O Na2&O3+H2SO4=Na2SQ+Sj +SQJ +H2O 減少 【解析】【分析】(1)甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為 CH4+2O2=CO2+2H2O, CO2+2KOH=K2CQ+H2O,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K

21、CO3+H2O,該電池的負(fù)極反應(yīng)為：CH4失電子，轉(zhuǎn)化為 CO32-和出。(2)將等濃度的Na2*O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)為：Na2s2O3+H2SC4一 NS2SC4+SJ +SQT +HO;若將此混合溶液置于 50 c的水浴中，則溫度升 高，出現(xiàn)渾濁的時間將減少?！驹斀狻?1)甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為 CH4+2O2=CO2+2H2O, CQ+2KOH=ECO3+H2O,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=KCC3+H2O,該電池的負(fù)極反應(yīng)式為 CH4-8e-+10OH- =CO32-+7H2O o 答案為：CH4-8

22、e-+10OH-=CO32-+7H2O;(2)將等濃度的Na2&O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2s2O3+H2SC4=Na2SQ+SJ +S。J +H2O；若將此混合溶液置于 50c的水浴中，則溫度升高，出現(xiàn)渾濁的時間將減少。答案為：Na2s2O3+H2SQ=Na2SQ+Sj +SO4+H2O;減少?！军c睛】燃料電池中，兩電極通入的物質(zhì)相同，電解質(zhì)不同時，電極反應(yīng)式可能不同。在書寫電極CH4的反應(yīng)產(chǎn)物不是CO2和水，而是K2CO3和反應(yīng)式時需注意，在堿性電解質(zhì)中，負(fù)極 水，這是我們解題時的易錯點。13.(1)如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動，甲中充入 2

23、mol A和1 mol B ,乙中充入2mol C和1 mol He ,此時k停在。處。在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2A(g) B(g) ? 2c(g)；反應(yīng)達(dá)到平衡后，再恢復(fù)至原溫度。654321 01234567S-I 1 -I-TI_I_II-I I-1 I甲二乙卜K 活塞F回答下列問題：可根據(jù) 現(xiàn)象來判斷甲、乙中反應(yīng)都已達(dá)到平衡。達(dá)到平衡時，隔板 K最終停留在?？潭茸髠?cè)a處，則a的取值范圍是 。(2)若一開始就將 K、F固定，其它條件均同(1),則達(dá)到平衡時：甲、乙中C的物質(zhì)的量的關(guān)系是甲 乙(填“”、v”或)。如果測得甲中 A的轉(zhuǎn)化率為b,則乙中C的轉(zhuǎn)化率為 ?！敬鸢浮縆、F不再移動

24、0 a 2 = 1 b【解析】【分析】(1)當(dāng)物質(zhì)的量不發(fā)生變化時達(dá)到平衡狀態(tài)，此時隔板K和活塞F不再移動；根據(jù)可逆反應(yīng)的特征進(jìn)行分析；(2)體積固定，恒溫、恒壓容器中，兩邊達(dá)到的平衡狀態(tài)相同，乙中的 He對平衡無影響；根據(jù)轉(zhuǎn)化率的概念進(jìn)行計算?！驹斀狻?1)當(dāng)物質(zhì)的量不發(fā)生變化時達(dá)到平衡狀態(tài)，此時隔板K和活塞F不再移動，因此當(dāng)隔板K和活塞F不再移動時，可判斷甲、乙中反應(yīng)都已達(dá)到平衡；甲中氣體若不轉(zhuǎn)化，則氣體的物質(zhì)的量最大為3mol ,即停留在“0刻度處，若甲中的A、B氣體全部轉(zhuǎn)化為 C,則氣體物質(zhì)的量變?yōu)?2 mol,則隔板K應(yīng)停留在“洞位置，所以0 a 2 ；(2)假設(shè)甲中投入 2 mol

25、 A和1mol B ,乙中投入2 mol C達(dá)平衡時兩容器內(nèi)是等效的，即平衡時C的物質(zhì)的量相等，然后再向乙容器中投入1 mol He ,由于是恒容容器，且He不參與反應(yīng)，故乙平衡不移動，則甲、乙兩容器中的若甲中A的轉(zhuǎn)化率為b,則平衡時生成 C的物質(zhì)的量為2 2b容器中C的物質(zhì)的量也為2b,即C的轉(zhuǎn)化率 2C的物質(zhì)的量仍相等；2b,由于甲、乙完全等效，則乙1 bo14.如右圖所示，常溫，U形管內(nèi)盛有100mL的某種溶液，請按要求回答下列問題。(1)若所盛溶液為 CuSQ溶液，打開K2,合并K1,則:A為 極，B極的電極反應(yīng)式為。反應(yīng)過程中，溶液中 SQ=和OH離子向極(A或B)移動。(2)若所盛溶液為滴有酚配的NaCl溶液，打開Ki,合并K2,則:A電極可觀察到的現(xiàn)象是 。電解過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式是 反應(yīng)一段時間后打開 K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2mL,將溶液充分混合，溶液的 pH為。向電解后的電解質(zhì)溶液中加入或通入 (填試劑名稱)，能使溶液復(fù)原?！敬鸢浮控?fù) Ci2+2e-=Cu A產(chǎn)生氣泡,電解電極附近溶液變紅2NaCl+2H2O =2NaOH+H2f +C2T 12 氯化氫【解析】【詳解】(1)該裝置是原電池，鋅作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅發(fā)生氧化反應(yīng)， 電極反應(yīng)式為Cu2