高考化学备考浙江选考专用版课件专题9溶液中的离子反应溶液中的离子反应专题讲座四（129张）

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1234(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21234①下列说法不正确的是____。A.ΔH4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CD1234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Ⅰ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。1234②350℃时，反应Ⅰ在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应Ⅰ的平衡常数为_______(用a、V表示)。答案解析1234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12341234③350℃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1234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。1234(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－12342.(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。①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，ΔS＜0且反应自发解析

该反应自发进行，即ΔG＝ΔH－TΔS＜0，又因ΔS＜0，所以ΔH＜0，为放热反应。1234②900K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α(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α(HCl)随压强(p)变化曲线示意图。答案答案1234(2)已知：Cl2(g)＋2NaOH(aq)===NaCl(aq)＋NaClO(aq)＋H2O(l)

ΔH1＝－102kJ·mol－13Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)

ΔH2＝－422kJ·mol－1①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)ΔH＝－116kJ·mol－11234解析

3NaClO(aq)＋3NaCl(aq)＋3H2O(l)===3Cl2(g)＋6NaOH(aq)

ΔH＝306kJ·mol－13Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)

ΔH2＝－422kJ·mol－1上述两式相加得3NaClO(aq)===2NaCl(aq)＋NaClO3(aq)

ΔH＝－116kJ·mol－1。1234②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1234解析

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

c0

c03NaClO===2NaCl＋NaClO31234③有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：答案常温下，反应Ⅱ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：_______________________________________________________________。1234(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，12343.(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。①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1234答案1234②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)①N2H4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：__________________________________。②N2H4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＋H2O101234③已知298K和101kPa条件下：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH22H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH34NH3(g)＋O2(g)===2N2H4(l)＋2H2O(l)

ΔH4则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH＝___________________。答案1234(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12344.(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)①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1234②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1234(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)

ΔH1反应2：CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH2反应3：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH3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。1234则ΔH2____(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3，理由是________________________________________________________________________________________。答案小于

由图1可知，随着温度升高，K1增大，则ΔH1>0，根据盖斯定律又得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，所以ΔH2<ΔH31234(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1234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。体会命题特点1234(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123456789103.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123456789105.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123456789107.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↓

1234567891010.＋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12345678910(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：①4NH3(g)＋6NO(g)

5N2(g)＋6H2O(g)

ΔH1＝－1776kJ·mol－1；②8NH3(g)＋6NO2(g)

7N2(g)＋12H2O(g)

ΔH2；③N2(g)＋O2(g)

2NO(g)

ΔH3＝180kJ·mol－1；④2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)

ΔH4＝－114kJ·mol－1则ΔH2＝________kJ·mol－1。解析－267012345678解析

根据盖斯定律，将①×2＋③×3－④×3得：8NH3(g)＋6NO2(g)

7N2(g)＋12H2O(g)

ΔH2＝(－1776kJ·mol－1)×2＋180kJ·mol－1×3－(－114kJ·mol－1)×3＝－2670kJ·mol－1。12345678答案2.已知下列反应的热化学方程式：①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)

ΔH1②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH2③C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH3则反应4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为_____________________。解析12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1解析

根据盖斯定律可知③×12＋②×5－①×2即得到反应4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。12345678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：①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)

ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)

ΔH＝116.5kJ·mol－1③H2O(l)===H2O(g)

ΔH＝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①＋②－③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)

ΔH＝－87.0kJ·mol－1。CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－112345678答案4.已知：①H2O(g)===H2O(l)

ΔH1＝－Q1kJ·mol－1②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)

ΔH2＝－Q2kJ·mol－1③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH3＝－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①×3－②＋③即得到C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH3＝－(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。12345678答案5.工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－394kJ·mol－1②2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－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)ΔH＝－41kJ·mol－11234567812345678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：①2PbS(s)＋3O2(g)===2PbO(s)＋2SO2(g)

ΔH1＝akJ·mol－1②PbS(s)＋2PbO(s)===3Pb(s)＋SO2(g)

ΔH2＝bkJ·mol－1③PbS(s)＋PbSO4(s)===2Pb(s)＋2SO2(g)

ΔH3＝ckJ·mol－1反应3PbS(s)＋6O2(g)===3PbSO4(s)

ΔH＝____________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①×2＋②×2－③×3得到3PbS(s)＋6O2(g)===3PbSO4(s)

ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－3ΔH3＝(2a＋2b－3c)kJ·mol－1。12345678答案7.FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：①2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)ΔH1＝－197kJ·mol－1②H2O(g)===H2O(l)

ΔH2＝－44kJ·mol－1③2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)ΔH3＝－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(③－①－②×2)/2即得到SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)

ΔH＝－130kJ·mol－1。ΔH＝－130kJ·mol－112345678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：①CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH2③CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH3回答下列问题：已知反应①中相关的化学键键能数据如下：解析化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/kJ·mol－14363431076465413由此计算ΔH1＝____kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝____kJ·mol－1。－994112345678解析

反应热＝反应物总键能－生成物总键能，故ΔH1＝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②－反应①＝反应③，故ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－58kJ·mol－1－(－99kJ·mol－1)＝41kJ·mol－1。12345678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1234567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。1234567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＋。1234567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1234567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1234567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。1234567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。1234567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

＋6H2O3O2＋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－。1234567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。12.81234567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。1234567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＋4H2O1234567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。12345676.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1234567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。12345677.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－===HCOOH91234567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。1234567(四)电解质溶液0.1mol·L－11.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123456789102.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123456789103.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12345678910123456789104.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12345678910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1234567891012345678910123456789106.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123456789107.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0.2c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)123456789108.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123456789109.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AC123456789101234567891010.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：酸电离方程式电离平衡常数KCH3COOH1.96×10－5HClO3.0×10－8H2CO3K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－11H3PO4K1＝7.1×10－3K2＝6.3×10－8K3＝4.2×10－1312345678910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

。12345678910(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＋10.81234567891012345678910(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1.4×10－312345678910(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。123456(2)800℃时，该反应的化学平衡常数数值为____。答案解析400123456123456(3)已知：答案解析

2NO2(g)

ΔH＝－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)123456解析

根据①可写出N2与O2生成NO的热化学方程式：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)

ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝183kJ·mol－1，又根据②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝68kJ·mol－1，后一个方程式减去前一个方程式得：2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)

ΔH＝－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。1234562.(1)以CO2为原料可制备甲醇：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH

＝－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①0～8min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)123456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)0.250.750.750.75123456②在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率(α)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<123456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(α)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。123456(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31600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K＝________。0.0125123456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)

0.05

0

0变化量(mol·L－1)x

x0.5x平衡量(mol·L－1)0.05－x

x0.5x1234563.右图表示起始投料量H2/CO2＝4时，反应①CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(l)

ΔH1反应②2CO2(g)＋6H2(g)

CH3OCH3(g)＋3H2O(l)ΔH2＝－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)ΔH1____(填“>””<”或“＝”)0。＞图1解析

根据图像可知，升高温度后，反应①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ΔH1＞0。123456(2)_____(填“高温”或“低温”)有利于提高反应②中二甲醚的产率，请简述理由：__________________________________________________________________________________________。答案解析低温解析

由于反应①为吸热反应，反应②为放热反应，所以在较低温度下，反应①的平衡转化率较小而反应②较大，故低温对反应②有利，二甲醚的产率较高。

较低温度下，反应①的平衡转化率较小而反应②的较大，所以低温对反应②有利，二甲醚的产率较高123456(3)若起始投料量H2/CO2＝4，起始温度为298K，反应②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123456解析

反应②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。1234564.利用反应4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－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。123456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2123456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。123456(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123456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。1234565.已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理：2CO2(g)＋6H2(g)

C2H5OH(g)＋3H2O(g)

ΔH

＝－173.6kJ·mol－1图1图2图3123456(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＝

。①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123456②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123456(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。①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CO2②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%。123456③T4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0.2501234566.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)

ΔH＝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：实验组别1234T/K303313323353NH3生成量/(10－6mol)4.85.96.02.0O2生成量/(10－6mol)3.64.44.51.5反应时间/h3333容器体积/L2222123456(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123456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：①两条线的起点、终点分别相同；②有催化剂曲线最高处能量要低于无催化剂的最高处能量；③反应物的总能量要低于生成物的总能量。图像为。123456(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123456(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112己知：①过程1生成1molC(s)的反应热为ΔH1。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ΔS<0，请判断该反应是否为自发反应并说明理由：______________________________________________________。ΔH＝ΔH1＋2ΔH2CO2(g)===C(s)＋O2(g)

该反应为非自发反应，因为该反应的ΔH>0，ΔS<0，则ΔG>01212(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)

ΔH3。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212①下列说法不正确的是____。A.ΔH3<0；平衡常数：KM>KNB.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DE12解析

温度升高，CO2的平衡转化率降低，则ΔH3<0，平衡常数：KM>KN，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。12②250℃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)0.5a