高考化学大一轮复习 专题9 溶液中的离子反应 专题讲座四 加试第30题——基本概念、基本理论综合课件.ppt

专题讲座四加试第30题 基本概念 基本理论综合 专题9溶液中的离子反应 1 2017 浙江4月选考 30 2 3 以氧化铝为原料 通过碳热还原法可合成氮化铝 aln 通过电解法可制取铝 电解铝时阳极产生的co2可通过二氧化碳甲烷化再利用 请回答 探究选考真题 1 2 3 4 2 在常压 ru tio2催化下 co2和h2混合气体 体积比1 4 总物质的量amol 进行反应 测得co2转化率 ch4和co选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示 选择性 转化的co2中生成ch4或co的百分比 图1 图2 1 2 3 4 下列说法不正确的是 a h4小于零b 温度可影响产物的选择性c co2平衡转化率随温度升高先增大后减少d 其他条件不变 将co2和h2的初始体积比改变为1 3 可提高co2平衡转化率 答案 解析 cd 1 2 3 4 解析由图1转化率随温度变化看出 350 之前为未平衡之前的转化率 之后为co2的平衡转化率 温度升高转化率降低 说明反应 为放热反应 a正确 c错误 从图2可以看出温度对生成产物 产物的选择性 有影响 b正确 相同条件下co2和h2的初始体积比从1 4改变为1 3 前者co2的转化率高 d错误 1 2 3 4 350 时 反应 在t1时刻达到平衡 平衡时容器体积为vl 该温度下反应 的平衡常数为 用a v表示 答案 解析 1 2 3 4 解析根据图1知350 时co2的平衡转化率为0 8 根据三段式进行计算 1 2 3 4 1 2 3 4 350 下 ch4的物质的量随时间的变化曲线如图3所示 画出400 下o t1时刻ch4物质的量随时间的变化曲线 答案 解析 图3 答案 1 2 3 4 解析由图3看出时350 时 反应在t1时达到平衡 又反应为放热反应 400 反应速率加快 平衡逆向移动 生成甲烷的量减少 1 2 3 4 3 据文献报道 co2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷 生成甲烷的电极反应式是 答案 co2 6h2o 8e ch4 8oh 1 2 3 4 2 2016 浙江10月选考 30 氯及其化合物在生活和生产中应用广泛 1 已知 900k时 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g 反应自发 该反应是放热还是吸热 判断并说明理由 答案 解析 放热反应 s 0且反应自发 解析该反应自发进行 即 g h t s 0 又因 s 0 所以 h 0 为放热反应 1 2 3 4 900k时 体积比为4 1的hcl和o2在恒温恒容的密闭容器中发生反应 hcl的平衡转化率 hcl 随压强 p 变化曲线如图 保持其他条件不变 升温到t 假定反应历程不变 请画出压强在1 5 105 4 5 105pa范围内 hcl的平衡转化率 hcl 随压强 p 变化曲线示意图 答案 答案 1 2 3 4 2 已知 cl2 g 2naoh aq nacl aq naclo aq h2o l h1 102kj mol 13cl2 g 6naoh aq 5nacl aq naclo3 aq 3h2o l h2 422kj mol 1 写出在溶液中naclo分解生成naclo3的热化学方程式 答案 解析 3naclo aq 2nacl aq naclo3 aq h 116kj mol 1 1 2 3 4 解析3naclo aq 3nacl aq 3h2o l 3cl2 g 6naoh aq h 306kj mol 13cl2 g 6naoh aq 5nacl aq naclo3 aq 3h2o l h2 422kj mol 1上述两式相加得3naclo aq 2nacl aq naclo3 aq h 116kj mol 1 1 2 3 4 用过量的冷naoh溶液吸收氯气 制得naclo溶液 不含naclo3 此时clo 的浓度为c0mol l 1 加热时naclo转化为naclo3 测得t时刻溶液中clo 浓度为ctmol l 1 写出该时刻溶液中cl 浓度的表达式 c cl 用c0 ct表示 mol l 1 答案 解析 1 2 3 4 解析cl2 2naoh nacl naclo h2oc0c03naclo 2nacl naclo3 1 2 3 4 有研究表明 生成naclo3的反应分两步进行 答案 常温下 反应 能快速进行 但氯气与naoh溶液反应很难得到naclo3 试用碰撞理论解释其原因 1 2 3 4 3 电解naclo3水溶液可制备naclo4 在电解过程中由于阴极上吸附氢气 会使电解电压升高 电解效率下降 为抑制氢气的产生 可选择合适的物质 不引入杂质 写出该电解的总化学方程式 答案 解析 解析电极反应式为 阴极 2h 2e h2利用o2把生成的h2除去 2h2 o2 2h2o 1 2 3 4 3 2016 浙江4月选考 30 氨气及其相关产品是基本化工原料 在化工领域中具有重要的作用 1 以铁为催化剂 0 6mol氮气和1 8mol氢气在恒温 容积恒定为1l的密闭容器中反应生成氨气 20min后达到平衡 氮气的物质的量为0 3mol 在第25min时 保持温度不变 将容器体积迅速增大至2l并保持恒容 体系达到平衡时n2的总转化率为38 2 请画出从第25min起h2的物质的量浓度随时间变化的曲线 答案 1 2 3 4 答案 1 2 3 4 该反应体系未达到平衡时 催化剂对逆反应速率的影响是 填 增大 减少 或 不变 2 n2h4是一种高能燃料 有强还原性 可通过nh3和naclo反应制得 写出该制备反应的化学方程式 n2h4的水溶液呈弱碱性 室温下其电离常数k1 1 0 10 6 则0 01mol l 1n2h4水溶液的ph等于 忽略n2h4的二级电离和h2o的电离 答案 增大 2nh3 naclo n2h4 nacl h2o 10 1 2 3 4 已知298k和101kpa条件下 n2 g 3h2 g 2nh3 g h12h2 g o2 g 2h2o l h22h2 g o2 g 2h2o g h34nh3 g o2 g 2n2h4 l 2h2o l h4则n2h4 l 的标准燃烧热 h 答案 1 2 3 4 3 科学家改进了no2转化为hno3的工艺 如虚线框所示 在较高的操作压力下 提高n2o4 h2o的质量比和o2的用量 能制备出高浓度的硝酸 答案 实际操作中 应控制n2o4 h2o质量比高于5 11 对此请给出合理解释 2n2o4 2h2o o2 4hno3 n2o4 h2o质量比等于5 11时恰好反应 高于5 11是为了提高n2o4的浓度 有利于平衡正向移动 得到高浓度的硝酸 1 2 3 4 4 2015 浙江10月选考 30 由某精矿石 mco3 zco3 可以制备单质m 制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇 取该矿石样品1 84g 高温灼烧至恒重 得到0 96g仅含两种金属氧化物的固体 其中m m m z 3 5 请回答 1 该矿石的化学式为 2 以该矿石灼烧后的固体产物为原料 真空高温条件下用单质硅还原 仅得到单质m和一种含氧酸盐 只含z si和o元素 且z和si的物质的量之比为2 1 写出该反应的化学方程式 mgco3 caco3 答案 1 2 3 4 单质m还可以通过电解熔融mcl2得到 不能用电解mcl2溶液的方法制备m的理由是 电解mgcl2溶液时 阴极上h 比mg2 容易得电子 电极反应式2h2o 2e h2 2oh 所以不能得到mg单质 答案 1 2 3 4 3 一定条件下 由co2和h2制备甲醇的过程中含有下列反应 反应1 co2 g h2 g co g h2o g h1反应2 co g 2h2 g ch3oh g h2反应3 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h3其对应的平衡常数分别为k1 k2 k3 它们随温度变化的曲线如图1所示 1 2 3 4 则 h2 填 大于 小于 或 等于 h3 理由是 答案 小于 由图1可知 随着温度升高 k1增大 则 h1 0 根据盖斯定律又得 h3 h1 h2 所以 h2 h3 1 2 3 4 4 在温度t1时 使体积比为3 1的h2和co2在体积恒定的密闭容器内进行反应 t1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示 不改变其他条件 假定t时刻迅速降温到t2 一段时间后体系重新达到平衡 试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线 答案 答案 体会命题特点 1 2 3 4 加试题第30题是基本概念 基本理论组合题 主要是结合无机推断 化学工艺 考查了热化学 电化学 化学平衡及电解质溶液的知识 涉及的基本能力有审题能力 计算能力 简答能力及绘图能力等 由于考查知识全面 题目综合性较强 但每空分值较少 最多2分 这就要求学生审题要仔细 计算要准确 绘图要规范 简答要精炼 争取在有限的时间内得高分 1 2 3 4 一 信息型方程式的书写 专练模块选题 1 某科研小组在实验室用较浓的koh溶液直接吸收氯气 研究发现反应进行一段时间后开始出现kclo3并逐渐增多 产生kclo3的离子方程式是 2 mno2与kclo3 koh溶液共热 可得到k2mno4 此反应的化学方程式是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 向1l1mol l 1的k2feo4中加入足量稀h2so4酸化 可以产生o2和fe3 该反应的离子方程式为 4 naocn与naclo反应 生成na2co3 co2 nacl和n2 已知hcn hocn中n元素的化合价相同 则反应的离子方程式 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 在催化剂作用下 尿素 co nh2 2 也可以将nox反应生成n2和h2o 写出co nh2 2与no2反应的化学方程式 6 氨基甲酸铵 nh2coonh4 极易水解 产物是碳酸氢铵和一种弱碱 请写出其水解反应方程式 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 煤燃烧排放的烟气含有so2和nox 形成酸雨 污染大气 采用naclo2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫 脱硝 写出naclo2溶液脱硝 使no转化为 过程中主要反应的离子方程式 8 在碱性条件下 写出o2将mn2 氧化成mno oh 2的离子方程式 答案 o2 2mn2 4oh 2mno oh 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 6价铬的化合物毒性较大 常用nahso3将废液中的还原成cr3 该反应的离子方程式为 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 盖斯定律应用强化练 答案 1 目前我国已对许多大型燃煤发电厂进行 脱硝 使nox转化为n2 工艺改造 这有利于氮元素在自然界中实现良性循环 脱硝 涉及到的部分反应如下 4nh3 g 6no g 5n2 g 6h2o g h1 1776kj mol 1 8nh3 g 6no2 g 7n2 g 12h2o g h2 n2 g o2 g 2no g h3 180kj mol 1 2no g o2 g 2no2 g h4 114kj mol 1则 h2 kj mol 1 解析 2670 1 2 3 4 5 6 7 8 解析根据盖斯定律 将 2 3 3得 8nh3 g 6no2 g 7n2 g 12h2o g h2 1776kj mol 1 2 180kj mol 1 3 114kj mol 1 3 2670kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 2 已知下列反应的热化学方程式 6c s 5h2 g 3n2 g 9o2 g 2c3h5 ono2 3 l h1 2h2 g o2 g 2h2o g h2 c s o2 g co2 g h3则反应4c3h5 ono2 3 l 12co2 g 10h2o g o2 g 6n2 g 的 h为 解析 12 h3 5 h2 2 h1 解析根据盖斯定律可知 12 5 2即得到反应4c3h5 ono2 3 l 12co2 g 10h2o g o2 g 6n2 g 的 h 12 h3 5 h2 2 h1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 3 以co2与nh3为原料可合成化肥尿素 化学式为co nh2 2 已知 2nh3 g co2 g nh2co2nh4 s h 159 5kj mol 1 nh2co2nh4 s co nh2 2 s h2o g h 116 5kj mol 1 h2o l h2o g h 44 0kj mol 1写出co2与nh3合成尿素和液态水的热化学方程式 解析 2nh3 g co2 g 解析根据盖斯定律可知 即得到co2与nh3合成尿素和液态水的热化学方程式 2nh3 g co2 g co nh2 2 s h2o l h 87 0kj mol 1 co nh2 2 s h2o l h 87 0kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 4 已知 h2o g h2o l h1 q1kj mol 1 c2h5oh g c2h5oh l h2 q2kj mol 1 c2h5oh g 3o2 g 2co2 g 3h2o g h3 q3kj mol 1若使46g液态无水酒精完全燃烧 并恢复到室温 则整个过程中放出的热量为 kj 解析 3q1 q2 q3 解析根据盖斯定律可知 3 即得到c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h3 3q1 q2 q3 kj mol 1 46g液态无水酒精是1mol 因此完全燃烧 并恢复到室温 整个过程中放出的热量为 3q1 q2 q3 kj 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 5 工业制氢的一个重要反应是利用co还原h2o g 已知 c 石墨 s o2 g co2 g h 394kj mol 1 2c 石墨 s o2 g 2co g h 222kj mol 1 解析 则co还原h2o g 的热化学方程式为 co g h2o g co2 g h2 g h 41kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 6 瓦纽科夫法熔炼铅 其相关反应的热化学方程式如下 2pbs s 3o2 g 2pbo s 2so2 g h1 akj mol 1 pbs s 2pbo s 3pb s so2 g h2 bkj mol 1 pbs s pbso4 s 2pb s 2so2 g h3 ckj mol 1反应3pbs s 6o2 g 3pbso4 s h kj mol 1 用含a b c的代数式表示 解析 2a 2b 3c 解析根据盖斯定律 2 2 3得到3pbs s 6o2 g 3pbso4 s h 2 h1 2 h2 3 h3 2a 2b 3c kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 7 fes2焙烧产生的so2可用于制硫酸 已知25 101kpa时 2so2 g o2 g 2so3 g h1 197kj mol 1 h2o g h2o l h2 44kj mol 1 2so2 g o2 g 2h2o g 2h2so4 l h3 545kj mol 1则so3 g 与h2o l 反应的热化学方程式是 解析 so3 g h2o l h2so4 l 解析根据盖斯定律可知 2 2即得到so3 g 与h2o l 反应的热化学方程式 so3 g h2o l h2so4 l h 130kj mol 1 h 130kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 8 甲醇既是重要的化工原料 又可作为燃料 利用合成气 主要成分为co co2和h2 在催化剂作用下合成甲醇 发生的主要反应如下 co g 2h2 g ch3oh g h1 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h2 co2 g h2 g co g h2o g h3回答下列问题 已知反应 中相关的化学键键能数据如下 解析 由此计算 h1 kj mol 1 已知 h2 58kj mol 1 则 h3 kj mol 1 99 41 1 2 3 4 5 6 7 8 解析反应热 反应物总键能 生成物总键能 故 h1 1076kj mol 1 2 436kj mol 1 3 413 343 465 kj mol 1 99kj mol 1 根据盖斯定律 反应 反应 反应 故 h3 h2 h1 58kj mol 1 99kj mol 1 41kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 三 电化学知识应用集训 解析 1 消除so2污染的方法之一是利用电化学法可直接将其转化为硫酸 转化原理如图所示 则负极上的电极反应式为 质子的移动方向为 填 自左向右 或 自右向左 自左向右 1 2 3 4 5 6 7 解析负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子 电极反应式为so2 2h2o 2e 4h 质子带正电荷 移动方向与电子相反 移动方向为自左向右 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 2 1 一种新型锂离子二次电池 磷酸铁锂 lifepo4 电池 作为正极材料的磷酸铁锂在充 放电时的局部放大示意图如下图 写出该电池充电时的阳极电极反应式 lifepo4 xe li 1 x fepo4 xli 解析充电时发生氧化反应的为阳极 电极反应式为lifepo4 xe li 1 x fepo4 xli 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 2 as2s3和hno3反应如下 as2s3 10h 2h3aso4 3s 10no2 2h2o 将该反应设计成原电池 则no2应该在 填 正极 或 负极 附近逸出 该极的电极反应式为 解析原电池中正极发生还原反应 则某元素的化合价降低 由反应可知n元素的化合价由 5降低到 4 则no2属于还原产物 在正极生成 即 e 2h no2 h2o 正极 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 3 lioh是制备锂离子电池正极材料的重要原料 其电解法制备装置如下图 气体a通入ki 淀粉溶液中 发现溶液变蓝 持续一段时间后 蓝色逐渐褪去 则m极为电源的 填 正 或 负 极 b极区电解液为 填化学式 溶液 该离子交换膜是 填 阳 或 阴 离子交换膜 解释蓝色褪去的原因 负 licl 阳 氯气将生成的i2继续氧化为更高价态的碘的化合物 1 2 3 4 5 6 7 解析电解制备lioh 两电极区电解液分别为lioh和licl溶液 由图可知 左侧生成氢气 则a极区中氢离子放电 可知a为阴极 m是负极 在a极区制备lioh li 由b极区经过阳离子交换膜向a极区移动 离子交换膜是阳离子交换膜 b中为licl溶液 氯离子放电生成氯气 cl2将i2氧化成更高价态的碘的化合物 导致蓝色褪去 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 3 氨气是一种富氢燃料 可以直接用于燃料电池 下图是供氨水式燃料电池工作原理 1 氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 填 酸性 碱性 或 中性 溶液 碱性 解析氨气是碱性气体 所以电解液最好选择碱性的 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 2 空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 3 氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水 该电池的电极总反应是 正极的电极反应式是 co2 解析空气中的co2能和氨水反应 所以滤去的气体是co2 4nh3 3o2 2n2 6h2o 3o2 12e 6h2o 12oh 或o2 4e 2h2o 4oh 解析正极发生还原反应 氧气在正极反应 注意是碱性环境 所以 正极的电极反应式为o2 4e 2h2o 4oh 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 4 so2在一定条件下可与氧气构成原电池 下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图 该电池的负极反应 当甲中消耗2 24lo2 标准状况 时 乙中a极增重 g 12 8 1 2 3 4 5 6 7 解析甲池为燃料电池 so2作为负极材料 失去电子 电极反应式为so2 2e 2h2o 4h 正极为o2 燃料电池中正极反应为o2 4h 4e 2h2o 乙池是电解池 a极接燃料电池的负极 故a极为电解池阴极 cu2 放电 电极反应式 cu2 2e cu 根据o2 4h 4e 2h2o cu2 2e cu 可得o2 4e 2cu 得甲中消耗2 24lo2 标准状况 即0 1mol时 转移电子数为0 4mol 乙中a极析出cu 增重12 8g 1 2 3 4 5 6 7 答案 解析 5 在强酸性的电解质水溶液中 惰性材料作电极 电解co2可得到多种燃料 其原理如图所示 该工艺中能量转化方式主要有 电解时 生成乙烯的电极反应式是 太阳能转化为电能 电能转化为化学能 2co2 12h 12e c2h4 4h2o 1 2 3 4 5 6 7 解析太阳能电池为电源 电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯 可知能量转化形式有太阳能转化为电能 电能转化为化学能 部分电能转化为热能 电解时 生成乙烯的电极反应式为2co2 12h 12e c2h4 4h2o 1 2 3 4 5 6 7 6 过二硫酸的结构为 其中氧元素的化合价为 电解法是制备过二硫酸钾的方法之一 其装置示意图如下 2价和 1价 则 b为电源的 极 阳极反应式为 导线中流过1mol电子时 理论上通过阳离子交换膜的k 的数目为 负 na或6 02 1023 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 解析过二硫酸的结构为 其中过氧键中氧元素的化合价为 1价 其余氧元素的化合价是 2价 硫酸根在阳极失去电子转化为过二硫酸根 阴极是溶液中的氢离子得到电子转化为氢气 即a是氢气 所以b为电源的负极 阳极反应式为 导线中流过1mol电子时 根据电荷守恒可知理论上通过阳离子交换膜的k 的数目为na或6 02 1023 1 2 3 4 5 6 7 7 利用人工光合作用可将co2转化为甲酸 反应原理为2co2 2h2o 2hcooh o2 装置如图所示 电极2的电极反应式是 在标准状况下 当电极2室有11 2lco2反应 理论上电极1室液体质量 填 增加 或 减少 g 减少 答案 解析 co2 2h 2e hcooh 9 1 2 3 4 5 6 7 解析离子交换膜为质子膜 则电解质溶液呈酸性 根据总的电池反应为2h2o 2co2 2hcooh o2可知 该反应中c元素化合价由 4价变为 2价 o元素化合价由 2价变为0价 所以1是负极 2是正极 也可根据装置图中电子的流向判断 负极上水失电子生成氢离子和氧气 电极1电极反应 2h2o 4e o2 4h 酸性增强 h 通过质子膜进入到电极2区域 电极2通入二氧化碳 酸性条件下生成hcooh 电极反应 co2 2h 2e hcooh 酸性减弱 从总反应看 每消耗1molco2 就会消耗1molh2o 现有标准状况下11 2l即0 5molco2反应 则消耗0 5molh2o 即9g 1 2 3 4 5 6 7 四 电解质溶液 0 1mol l 1 1 将6gch3cooh溶于水制成1l溶液 此溶液的物质的量浓度为 经测定溶液中ch3coo 的浓度为1 4 10 3mol l 1 此温度下醋酸的电离常数 ka 温度升高ka将 填 变大 不变 或 变小 1 99 10 5 变大 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 次磷酸 h3po2 是一种一元弱酸 具有较强的还原性 试回答下列问题 nah2po2为 填 正盐 或 酸式盐 溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为 正盐 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 已知25 时 hcn的电离常数ka 4 9 10 10 则25 时0 1mol l 1的hcn溶液中c h mol l 1 nacn溶液中加入盐酸至怡好完全反应 溶液中所有离子浓度的关系为 7 10 6 答案 c na c cl c h c cn c oh 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 已知室温下 碳酸的电离常数k1 4 4 10 7 k2 4 7 10 11 nahco3水溶液显碱性 原因 用k定量解释 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 往亚硫酸氢铵中加入一定量的氢氧化钡溶液 可能发生反应的离子方程式是 填编号 答案 cd 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 工业上用氨水吸收废气中的so2 已知nh3 h2o的电离平衡常数k 1 8 10 5 h2so3的电离平衡常数k1 1 2 10 2 k2 1 3 10 8 在通入废气的过程中 当恰好形成正盐时 溶液中离子浓度的大小关系为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 捕捉co2可以利用na2co3溶液 用100ml0 1mol l 1na2co3溶液完全捕捉224ml 已换算为标准状况 溶液体积变化忽略不计 co2气体 所得溶液中 答案 解析 0 2 c na c h c oh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 用na2so3溶液作为吸收液来吸收so2 尾气通入1mol l 1的na2so3溶液中 当溶液的ph约为6时 na2so3溶液吸收so2的能力显著下降 此时溶液中c 的浓度是0 2mol l 1 则此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 已知碳酸h2co3 ka1 4 3 10 7 ka2 5 6 10 11 草酸h2c2o4 ka1 5 9 10 2 ka2 6 4 10 5 0 1mol l 1na2co3溶液的ph 填 大于 小于 或 等于 0 1mol l 1na2c2o4溶液的ph 等浓度草酸溶液和碳酸溶液中 氢离子浓度较大的是 若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合 溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是 填字母 答案 解析 大于 草酸溶液 ac 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 与化学平衡类似 电离平衡的平衡常数叫做电离常数 用k表示 下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 回答下列问题 答案 解析 h3po4 解析同一温度下 酸的电离常数越大其酸性越强 根据酸的电离常数知酸性最强的是h3po4 最弱的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 室温下向naclo溶液中通入少量的二氧化碳 发生的离子方程式为 1 2mol l 1的naclo溶液ph 已知 lg2 0 3 答案 解析 co2 clo h2o hclo 10 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 求该温度下 0 10mol l 1的ch3cooh溶液中的c h mol l 1 答案 解析 1 4 10 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 五 有关化学反应速率 化学平衡的简答与绘图 1 2no g o2 g 2no2 g 是制造硝酸的重要反应之一 在800 时 向容积为1l的密闭容器中充入0 010molno和0 005molo2 反应过程中no的浓度随时间变化如右图所示 1 2min内 v o2 mol l 1 min 1 答案 解析 1 25 10 3 解析v no 0 010mol l 1 0 005mol l 1 2min 2 5 10 3mol l 1 min 1 根据物质的速率之比等于化学计量数之比可得到v o2 1 25 10 3mol l 1 min 1 1 2 3 4 5 6 2 800 时 该反应的化学平衡常数数值为 答案 解析 400 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 3 已知 答案 解析 2no2 g h 115kj mol 1 温度升高 平衡向逆反应方向移动 no转化为no2的平衡转化率降低 2no g o2 g 1 2 3 4 5 6 解析根据 可写出n2与o2生成no的热化学方程式 n2 g o2 g 2no g h 945kj mol 1 498kj mol 1 2 630kj mol 1 183kj mol 1 又根据 n2 g 2o2 g 2no2 g h 68kj mol 1 后一个方程式减去前一个方程式得 2no g o2 g 2no2 g h 115kj mol 1 正反应为放热反应 升高温度 平衡逆向移动 no生成no2的平衡转化率降低 1 2 3 4 5 6 2 1 以co2为原料可制备甲醇 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 49 0kj mol 1 向1l的恒容密闭容器中充入1molco2 g 和3molh2 g 测得co2 g 和ch3oh g 浓度随时间的变化如图1所示 答案 解析 0 8min内 以氢气表示的平均反应速率v h2 mol l 1 min 1 0 28 或0 28125 1 2 3 4 5 6 解析结合化学平衡三段式计算 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g 起始量 mol 1300变化量 mol 0 752 250 750 75平衡量 mol 0 250 750 750 75 1 2 3 4 5 6 在一定条件下 体系中co2的平衡转化率 与l和x的关系如图2所示 l和x分别表示温度或压强 x表示的物理量是 填 温度 或 压强 l1 填 或 l2 答案 解析 压强 1 2 3 4 5 6 解析该反应为气体体积减小的放热反应 利用平衡影响原理分析 升温平衡向吸热反应方向移动 增大压强平衡向气体体积减小的方向移动 由图像可知 x增大co2的平衡转化率 增大 说明平衡正向移动 则x为压强 l为温度变化 温度升高平衡逆向移动 二氧化碳转化率越大 温度越低 则l1 l2 1 2 3 4 5 6 2 向一体积为20l的恒容密闭容器中通入1molco2发生反应 2co2 g 2co g o2 g 在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示 答案 解析 图3 1600 时反应达到平衡 则此时反应的平衡常数k 0 0125 1 2 3 4 5 6 解析图像中减少的为二氧化碳 平衡体积分数为40 1600 时反应达到平衡 设二氧化碳消耗浓度为x 2co2 g 2co g o2 g 起始量 mol l 1 0 0500变化量 mol l 1 xx0 5x平衡量 mol l 1 0 05 xx0 5x 1 2 3 4 5 6 3 右图表示起始投料量h2 co2 4时 反应 co2 g h2 g co g h2o l h1反应 2co2 g 6h2 g ch3och3 g 3h2o l h2 122 54kj mol 1中co2的平衡转化率随反应温度的变化关系如图1所示 根据图示回答下列问题 答案 解析 1 h1 填 或 0 图1 解析根据图像可知 升高温度后 反应 中二氧化碳的转化率增大 说明升高温度平衡正向移动 则正反应为吸热反应 所以 h1 0 1 2 3 4 5 6 2 填 高温 或 低温 有利于提高反应 中二甲醚的产率 请简述理由 答案 解析 低温 解析由于反应 为吸热反应 反应 为放热反应 所以在较低温度下 反应 的平衡转化率较小而反应 较大 故低温对反应 有利 二甲醚的产率较高 较低温度下 反应 的平衡转化率较小而反应 的较大 所以低温对反应 有利 二甲醚的产率较高 1 2 3 4 5 6 3 若起始投料量h2 co2 4 起始温度为298k 反应 在503k时达到平衡 请在图2中画出co2转化率随温度升高的变化曲线 答案 解析 答案 1 2 3 4 5 6 解析反应 在503k时达到平衡 则从298k开始 二氧化碳的转化率逐渐增大 当温度达到503k时 二氧化碳的转化率达到最大 当温度大于503k后 二氧化碳的转化率会减小 则co2转化率随温度升高的变化曲线为 1 2 3 4 5 6 4 利用反应4nh3 g 6no g 5n2 g 6h2o g h 1811 63kj mol 1消除氮氧化物的污染 相同条件下 在2l恒容密闭容器中 选用不同的催化剂 反应产生n2的物质的量随时间变化如图1所示 1 2 3 4 5 6 答案 解析 1 在催化剂a作用下 经过相同时间 测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示 据图可知 在相同的时间内 温度对脱氮率的影响 其可能的原因是 已知a b催化剂在此温度范围内不失效 300 之前 温度升高 脱氮率逐渐增大 300 之后温度升高 脱氮率逐渐减小 300 前反应未平衡 脱氮率决定于反应速率 温度越高反应速率越快 所以脱氮率增大 300 之后反应达平衡 脱氮率决定于化学平衡的移动 该反应正反应是放热反应 升高温度平衡逆向移动 脱氮率减小 图2 1 2 3 4 5 6 解析由图可知300 以前温度越高脱氮率越高 300 后温度越高脱氮率越低 原因可能是300 前是平衡建立的过程 而300 后是平衡移动的过程 1 2 3 4 5 6 2 其他条件相同时 请在图2中补充在催化剂b作用下脱氮率随温度变化的曲线 答案 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析b催化剂的效率低 所以达平衡的时间长 但最终的脱氮率不变 所以图像为 1 2 3 4 5 6 5 已知co2催化加氢合成乙醇的反应原理 2co2 g 6h2 g c2h5oh g 3h2o g h 173 6kj mol 1 图1 图2 图3 1 2 3 4 5 6 1 图1 图2分别是co2的平衡转化率随压强及温度的变化关系 已知m为起始时的投料比 即m 图1中投料比相同 温度从高到低的顺序为 t3 t2 t1 解析升温 平衡左移 co2转化率降低 图1中投料比相同 温度从高到低的顺序为t3 t2 t1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 图2中m1 m2 m3投料比从大到小的顺序为 理由是 m1 m2 m3 解析图2中m1 m2 m3投料比从大到小的顺序为m1 m2 m3 理由是相同温度下 增大氢气的量 平衡正向移动 二氧化碳的转化率增大 答案 解析 相同温度下 增大氢气的量 平衡正向移动 二氧化碳的转化率增大 1 2 3 4 5 6 2 图3表示在总压为5mpa的恒压条件下 且m 3时 不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系 曲线b代表的物质为 填化学式 解析升温 平衡左移 co2 h2增多 co2增多的程度较小 所以曲线b代表的物质为co2 答案 解析 co2 图3中p点时co2的转化率为 66 7 解析图3中p点时 h2与h2o的物质的量分数相等 co2的转化率等于h2的 100 66 7 1 2 3 4 5 6 t4温度时 该反应的平衡常数kp 提示 用平衡分压代替平衡浓度来计算 某组分平衡分压 总压 该组分的物质的量分数 结果保留小数点后三位 解析t4温度时 co2 h2 c2h5oh h2o的分压p分别是10 5mpa 40 5mpa 10 5mpa 40 5mpa 该反应的平衡常数kp 0 250 答案 解析 0 250 1 2 3 4 5 6 6 在常温 常压 光照条件下 n2在催化剂tio2表面与h2o发生反应 2n2 g 6h2o l 4nh3 g 3o2 g h 1530 4kj mol 1进一步研究相同条件下nh3生成量与温度的关系 部分实验数据见下表 1 2 3 4 5 6 1 请在图中画出上述反应在 有催化剂 与 无催化剂 两种情况下反应过程中体系能量随反应过程的变化趋势示意图 图中标明必要的文字说明 答案 解析 答案 1 2 3 4 5 6 解析催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的 使用催化剂后 活化能降低 图像需要符合 两条线的起点 终点分别相同 有催化剂曲线最高处能量要低于无催化剂的最高处能量 反应物的总能量要低于生成物的总能量 图像为 1 2 3 4 5 6 2 根据表中数据 在303k时 在3h内用氮气表示其平均反应速率为 mol l 1 h 1 判断组别4中反应是否达到平衡状态 填 是 或 否 并说明理由 4 10 7 否 该反应正反应为吸热反应 升高温度平衡正向移动 则n nh3 应大于6 0 10 6mol 答案 解析 1 2 3 4 5 6 六 模拟综合训练 1 2017 温州9月高三选考适应性考试 co2回收资源化利用是环保领域研究的热点课题 1 在feo催化下 以co2为原料制取炭黑 c 的太阳能工艺如图1所示 图1 1 2 己知 过程1生成1molc s 的反应热为 h1 答案 解析 上述以co2为原料制取炭黑总反应的热化学方程式为 若该反应的 s 0 请判断该反应是否为自发反应并说明理由 h h1 2 h2 co2 g c s o2 g 该反应为非自发反应 因为该反应的 h 0 s0 1 2 1 2 2 以co2为原料可以催化加氢合成低碳烯烃 利用co2合成乙烯的反应方程式为2co2 g 6h2 g c2h4 g 4h2o g h3 在常压下 以fecomnk beo作催化剂 按n co2 n h2 1 3 总物质的量为4amol 的投料比充入密闭容器中发生反应 测得温度对co2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图2所示 图2 1 2 下列说法不正确的是 a h3knb 增加原催化剂的表面积 对平衡转化率无影响c 生成乙烯的速率 v m 有可能小于v n d 若投料比改为n co2 n h2 1 2 可以提高co2的平衡转化率e 若投料比不变 温度越低 反应一定时间后co2的转化率越高 答案 解析 de 1 2 解析温度升高 co2的平衡转化率降低 则 h3kn a正确 催化剂不改变平衡转化率 b正确 n点对应的温度高于m点 生成乙烯的速率 v m 有可能小于v n c正确 若投料比改为n co2 n h2 1 2 降低了h2在混合气体中的含量 会降低co2的平衡转化率 d错误 温度低 催化剂的催化效果降低 反应一定时间后co2的转化率越低 e错误 1 2 250 下 上述反应达平衡时容器体积为vl 则此温度下该反应的平衡常数为 用含a v的代数式表示 答案 解析 解析2co2 g 6h2 g c2h4 g 4h2o g 起始 mol a3a00转化 mol 0 5a1 5a0 25aa平衡 mol 0 5a1 5a0 25aa 1 2 某温度下 n c2h4