2020高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課堂學(xué)案課件-大題題型突破 化學(xué)反應(yīng)原理綜合

化學(xué)反應(yīng)原理綜合專題七大題題型突破(二)1.(2019無錫高三期末)二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。(1)CH4CO2催化重整對溫室氣體的減排具有重要意義。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H175 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H2394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H3111 kJmol1催化重整反應(yīng)CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)的H_kJmol1。12345解析依據(jù)蓋斯定律知，按“2”得所求反應(yīng)的焓變。247反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：12345 積碳反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷，催化劑X_(填“優(yōu)于”或“劣于”)Y，理由是_。劣于相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大解析活化能越小，越容易進(jìn)行。對于積碳反應(yīng)，催化劑X更易進(jìn)行，而消碳時(shí)，催化劑X不易進(jìn)行，所以催化劑X沒有催化劑Y好。12345(2)利用強(qiáng)氧化劑過硫酸鈉(Na2S2O8)氧化脫除NO，可以消除污染。已知：解析對于“反應(yīng)1”，箭頭指入的物質(zhì)為NO和Na2S2O8、NaOH，這三者為反應(yīng)物，箭頭指出來的是NaNO2和Na2SO4，即這兩者為產(chǎn)物。根據(jù)N和S得失電子守恒配平反應(yīng)。反應(yīng)1的離子方程式為_。12345K(a)K(c)K(b)1234512345(3)間接電化學(xué)法可對大氣污染物NO進(jìn)行無害化處理，其工作原理如圖2所示，質(zhì)子膜允許H和H2O通過。電極的電極反應(yīng)式為_，每處理1 mol NO，可同時(shí)得到_g O2。1612345123452.(2019常州高三期末)煙氣(主要污染物SO2、NOx)是大氣主要污染物，有效去除大氣中的SO2、NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。(1)用天然堿生產(chǎn)小蘇打的母液(主要溶質(zhì)為碳酸鈉)吸收煙氣中SO2的相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：2Na2CO3(aq)SO2(g)H2O(l)=Na2SO3(aq)2NaHCO3(aq)Ha kJmol12NaHCO3(aq)SO2(g)=Na2SO3(aq)2CO2(g)H2O(l)Hb kJmol1Na2SO3(aq)SO2(g)H2O(l)=2NaHSO3(aq)Hc kJmol1則反應(yīng)Na2CO3(aq)SO2(g)=Na2SO3(aq)CO2(g)的H_ kJmol1。12345(2)用碳酸鈉溶液吸收NO2的過程會(huì)產(chǎn)生NaNO2和NaNO3，寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方程式：_。Na2CO32NO2=NaNO2NaNO3CO2解析NO2與Na2CO3發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaNO2和NaNO3，根據(jù)N原子得失電子守恒配平反應(yīng)。12345(3)工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對水體的污染，模擬工藝如圖1所示，寫出電解時(shí)鐵電極發(fā)生的電極反應(yīng)式：_。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_。Fe2e=Fe2解析從圖示看，陽離子應(yīng)移向陰極，所以鐵作陽極，鐵失去電子生成Fe2。A處酸性條件下，亞硝酸根可以氧化Fe2生成Fe3，生成的無色氣體應(yīng)為N2，根據(jù)Fe和N得失電子守恒可以配平反應(yīng)。12345(4)工業(yè)上以鈦基氧化物涂層材料為陽極、碳納米管修飾的石墨為陰極，電解硝酸鈉和硫酸鈉混合溶液，可使 變?yōu)?。電極(電催化劑)所處的環(huán)境對其催化活性和選擇性均起到重要作用。其他條件不變，向其中一份電解液中投加一定量NaCl，去除 的效果明顯提高，溶液中氮元素含量顯著降低。可能原因是_。溶液中的氯離子在陽極上被氧化成氯氣(或游離氯)，與銨根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2，從而使銨根離子從溶液中去除解析加入NaCl，氯離子失去電子生成Cl2，會(huì)氧化 生成N2，溶液中氮元素含量降低。其他條件不變，只改變?nèi)芤旱膒H，去除率如圖2所示，pH升高時(shí)，去除率_，可能原因是_。降低 隨著pH的升高，催化劑的催化活性明顯下降(催化劑表面吸附的物質(zhì)種類不同，酸堿度影響催化劑的活性)12345解析從圖中看，pH越大，去除率越小，由題中信息知，催化劑會(huì)受環(huán)境影響，由此推知可能原因是堿性越強(qiáng)，導(dǎo)致催化劑的催化活性明顯下降。3.(2019蘇錫常鎮(zhèn)四市高三二調(diào))鋁的利用成為人們研究的熱點(diǎn)，是新型電池研發(fā)中重要的材料。(1)通過以下反應(yīng)制備金屬鋁。反應(yīng)1：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)H1a kJmol1反應(yīng)2：Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H2b kJmol1反應(yīng)3：3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)H3 反應(yīng)3的H3_kJmol1。12345解析根據(jù)蓋斯定律知，用反應(yīng)2減去反應(yīng)1得所求反應(yīng)，即H3(ba)kJmol1；(ba)950 時(shí)，鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。12345解析Al2O3與C、Cl2反應(yīng)生成AlCl3以及CO，由于C過量，即使生成CO2，也會(huì)發(fā)生CCO2=2CO，由C和Cl得失電子守恒配平反應(yīng)。(2)在高溫條件下進(jìn)行反應(yīng)：2Al(l)AlCl3(g)3AlCl(g)。向圖1所示的等容積A、B密閉容器中加入足量的Al粉，再分別充入1 mol AlCl3(g)，在相同的高溫下進(jìn)行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlCl3(g)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化圖，在圖2中畫出B容器內(nèi)AlCl3(g)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線。12345答案解析容器B為恒溫恒壓，反應(yīng)活塞會(huì)向外移動(dòng)，相當(dāng)于減壓，反應(yīng)變慢，減壓導(dǎo)致平衡正向移動(dòng)，AlCl3的體積分?jǐn)?shù)減小，則圖像相對于容器A而言，容器B的平衡時(shí)間長，且平衡時(shí)AlCl3的體積分?jǐn)?shù)小。123451 100 時(shí)，向2 L密閉容器中通入3 mol AlCl(g)，發(fā)生反應(yīng)：3AlCl(g)2Al(l)AlCl3(g)。已知該溫度下AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。12345解析 3AlCl(g)2Al(l)AlCl3(g)起始/mol 3 0 0轉(zhuǎn)化/mol 2.4 1.6 0.8平衡/mol 0.6 1.6 0.8加入3 mol AlCl(g)，在不同壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)，溫度對產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)選擇溫度為900 的原因是_。12345 900 時(shí)，產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低解析由圖像知，在900 時(shí)，產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度，產(chǎn)率會(huì)略增高，但是會(huì)增大能耗，經(jīng)濟(jì)效益降低。(3)用鋁制作的快速放電鋁離子二次電池的原理如圖4所示。該電池充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_。1234512345增強(qiáng)導(dǎo)電性解析在通電過程中，加入NaCl目的是為了增強(qiáng)導(dǎo)電性，NaCl本身并不參加反應(yīng)。123454.(2019南京、鹽城高三一模)高鐵酸鹽等具有強(qiáng)氧化性，溶液pH越小氧化性越強(qiáng)，可用于除去廢水中的氨氮、重金屬等。(1)用Na2O2與FeSO4干法制備Na2FeO4的反應(yīng)歷程中包含的熱化學(xué)方程式有：2FeSO4(s)Na2O2(s)=Fe2O3(s)Na2SO4(s)SO3(g)H1a kJmol12Fe2O3(s)2Na2O2(s)=4NaFeO2(s)O2(g)H2b kJmol12SO3(g)2Na2O2(s)=2Na2SO4(s)O2(g)H3c kJmol12NaFeO23Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)2Na2O(s)H4d kJmol1則反應(yīng)2FeSO4(s)6Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)2Na2O(s)2Na2SO4(s)O2(g)的H_kJmol1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)；該反應(yīng)中，每生成1 mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_mol。512345解析根據(jù)蓋斯定律，將給出的反應(yīng)進(jìn)行變形疊加，消去Fe2O3、SO3和NaFeO2，可得到所對應(yīng)反應(yīng)的焓變。2FeSO4(s)6Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)2Na2O(s)2Na2SO4(s)O2(g)中，F(xiàn)e的化合價(jià)由2價(jià)升至6價(jià)，6 mol Na2O2中有2 mol O原子由1價(jià)升至0價(jià)，生成2 mol Na2FeO4時(shí)，失去的電子共有：(2421)mol10 mol，則每生成1 mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5 mol。12345(2)J.C.Poggendor早在1841年利用純鐵作電極插入濃的NaOH溶液中電解制得Na2FeO4，陽極生成 的電極反應(yīng)式為_；Deinimger等對其進(jìn)行改進(jìn)，在陰、陽電極間設(shè)置陽離子交換膜，有效提高了產(chǎn)率，陽離子交換膜的作用是_。12345(3)K2FeO4的穩(wěn)定性與pH關(guān)系如圖1所示，用K2FeO4處理某氨氮(NH3N)廢水，氨氮去除率與pH關(guān)系如圖2；用K2FeO4處理Zn2濃度為0.12 mgL1的含鋅廢水KspZn(OH)21.21017，鋅殘留量與pH關(guān)系如圖3所示(已知：K2FeO4與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)3的過程中，可以捕集某些難溶金屬的氫氧化物形成共沉淀)。12345 K2F e O4與 H2O 反 應(yīng) 生 成 F e(O H)3和 O2等 物 質(zhì) 的 離 子 方 程 式 為_。12345圖2中：pH越大氨氮的去除率也越大，其原因可能是_。解析給合圖1知，pH越高，K2FeO4的濃度越大，越容易氧化氨氮。高鐵酸鹽在酸性較強(qiáng)時(shí)不穩(wěn)定，容易分解，與污染物作用的時(shí)間短(以及在酸性條件下，氨氮主要以 的形式存在，具有較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，還原性比NH3弱)12345 圖 3 中：p H 1 0 時(shí) 鋅 的 去 除 率 比 p H 5 時(shí) 大 得 多，其 原 因 是_(從鋅的存在形態(tài)的角度說明)。解析在堿性條件下，Zn2以Zn(OH)2沉淀出現(xiàn)，K2FeO4與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)3，可以吸附Zn(OH)2形成共沉淀。在pH為5時(shí)，鋅以Zn2存在；在pH10時(shí)，鋅幾乎都以Zn(OH)2存在，并被高鐵酸鹽與水反應(yīng)的產(chǎn)物Fe(OH)3捕集5.(2019南京高三三模)廢水中氨氮(NH3、)的處理技術(shù)有生物脫氮法、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)加氯法和電催化氧化法等。(1)氨氮污水直接排放入河流、湖泊導(dǎo)致的環(huán)境問題是_。12345解析含氮廢水排入河流中，會(huì)使得藻類及其他浮游生物瘋長，造成水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化(2)生物脫氮法：利用微生物脫氮，原理如下：12345反應(yīng)的離子方程式為_。12345MgNH4PO46H2O2OH(4)折點(diǎn)加氯法：向廢水中加入NaClO溶液，使氨氮氧化成N2，相關(guān)反應(yīng)如下：12345NaClOH2O=HClONaOH()NH3HClO=NH2ClH2O()NH2ClHClO=NHCl2H2O()NHCl2H2O=NOH2HCl()NHCl2NOH=N2HClOHCl()探究NaClO的投加量以m(Cl2)表示對氨氮去除率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。當(dāng)m(Cl2)m(NH3)7.7時(shí)，污水中總氮去除率緩慢下降，其原因是_。12345 當(dāng)m(Cl2)m(NH3)7.7時(shí)，隨著m(Cl2)m(NH3)的減小，污水中余氯(除Cl外的氯元素存在形式)濃度升高，其原因是_。12345加入次氯酸鈉量不足，部分氨氮以NH2Cl解析當(dāng)Cl2不足時(shí)，生成的HClO減少，由反應(yīng)知，生成的NH2Cl還要需要通過反應(yīng)的HClO來氧化，所以部分氯以NH2Cl形式存在。形式存在(5)電催化氧化法：原理如下圖所示(MOx表示催化劑)。反應(yīng)的離子方程式可表示為 6MOx(OH)=6MOxN26H2O2H。12345解析由圖示知，陽極為MOx轉(zhuǎn)化為MOx(OH)，陽極失電子，生成的羥基(OH)由OH失電子得到，OH來自于H2O，相當(dāng)于H2O電離出OH和H，OH失去電子生成羥基，羥基與MOx結(jié)合。陽極電極反應(yīng)式為_。MOxH2Oe=MOx(OH)H 電催化氧化法除氨氮時(shí)，若其他條件相同時(shí)，含Cl的污水比不含Cl的污水氨氮去除率要高，其原因是_。12345解析含Cl的廢水中Cl放電生成Cl2，Cl2會(huì)將氨氮氧化為N2，氨氮去除率升高。Cl在陽極放電生成Cl2，Cl2將氨氮氧化為N2而除去本課結(jié)束更多精彩內(nèi)容請登錄：