新編高考化學二輪復習 專項訓練：大題專題一 含解析

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1、新編高考化學備考資料 化學反應原理綜合應用 1．醋酸是一種常見的弱酸。 (1)假如某醋酸溶液中c(CH3COOH)＝0.10 mol·L－1，c(H＋)＝1.3×10－3mol·L－1，則此時c(CH3COO－)約為________mol·L－1；計算此時醋酸的電離平衡常數(shù)，寫出計算過程：________。[注：c平衡(CH3COOH)≈0.10 mol·L－1，水的電離可忽略不計] (2)為了探究鎂條與鹽酸、醋酸反應時，濃度或溫度對反應速率(觀察鎂條消失的時間)的影響，準備了以下化學用品：0.20 mol·L－1與0.40 mol·L－1的HCl溶液、0.20 mol·L－1與0.4

2、0 mol·L－1的CH3COOH溶液、4條鎂條(形狀、大小、質(zhì)量相同)、幾支試管和膠頭滴管，酸液溫度控制為298 K和308 K。 ①酸液都取足量、相同體積，請你幫助完成以下實驗設計表： 實驗編號 溫度/ K 鹽酸濃度/(mol·L－1) 醋酸濃度/(mol·L－1) 實驗目的 a 298 0.20 Ⅰ.實驗a和b是探究________對鎂與鹽酸反應速率的影響；Ⅱ.實驗a和c是探究________對鎂與鹽酸反應速率的影響；Ⅲ.實驗a和d是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應速率的區(qū)別 b 308 0.20 c 298 0.40 d __

3、__ ______ ②若①中實驗a鎂條消失的時間是20 s，則鎂條剩余質(zhì)量與時間關系如圖所示。 假設：該反應溫度每升高10℃，反應速率是原來的2倍；溫度相同時，醋酸的平均反應速率是相同濃度鹽酸平均速率的，請在此圖中大致畫出“實驗b”、“實驗d”的鎂條剩余質(zhì)量與時間關系曲線，請注意必要的標注。 (3)鎂及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，依據(jù)鎂的性質(zhì)、用途等回答下列問題： 已知：①Mg(s)＋2H2O(g)===Mg(OH)2(s)＋H2(g) ΔH1＝－441 kJ·mol－1 ②H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝＋242 kJ·mol－1 ③Mg

4、(s)＋O2(g)===MgO(s)　ΔH3＝－602 kJ·mol－1 則氫氧化鎂分解的熱化學方程式是____________________________。 (4)電化學在日常生活中用途廣泛，圖甲是鎂-次氯酸鈉燃料電池，電池總反應為Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，圖乙是含Cr2O的工業(yè)廢水的處理。下列說法正確的是________(填字母)。 A．圖乙中Cr2O向惰性電極移動，與該極附近的OH－結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3除去 B．圖乙的電解池中，有0.084 g陽極材料參與反應，陰極會有336 mL的氣體產(chǎn)生 C．圖甲中發(fā)生的還原反應是Mg2＋＋ClO－＋

5、H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2↓ D．若圖甲中3.6 g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖乙廢水處理，理論可產(chǎn)生10.7 g氫氧化鐵沉淀 解析：(1)K＝＝mol·L－1＝1.69×10－5mol·L－1。(2)實驗a和b的不同點是鹽酸的溫度，所以是探究不同溫度對鎂與鹽酸反應速率的影響；實驗a和c的不同點是鹽酸的濃度，所以是探究不同濃度對鎂與鹽酸反應速率的影響；實驗a和d是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鎂反應速率的區(qū)別，所以實驗d的溫度是298K。該反應溫度每升高10 ℃，反應速率是原來的2倍，溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應速率是鹽酸的，與a比較，b溫度升高10 ℃，反應速率

6、是原來的2倍，所以b反應時間縮短到10 min，d的反應速率是a的，則反應時間是a的2倍，即40 min。(3)④Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H2O(g)　ΔH，根據(jù)蓋斯定律，反應④＝②＋③－①，ΔH＝ΔH2＋ΔH3－ΔH1＝＋81 kJ·mol－1。(4)在電解池中，陰離子應該移向陽極，根據(jù)裝置乙可知，惰性電極作陰極，A錯誤；未標明標準狀況，故無法計算產(chǎn)生氣體的體積，B錯誤；根據(jù)裝置甲可知，鎂作負極，發(fā)生電極反應是Mg－2e－===Mg2＋，C正確；圖甲中溶解3.6 g鎂時，失去的電子是0.3 mol，在圖乙中陽極反應是Fe－2e－===Fe2＋，根據(jù)電子守恒可得此時生成0.15

7、 mol Fe2＋，所以最后生成的氫氧化鐵也是0.15 mol，即16.05 g，D錯誤。 答案：(1)1.3×10－3 K＝＝mol·L－1＝1.69×10－5mol·L－1 (2)①Ⅰ.溫度?、?濃度　d．298　0.20　②見下圖 (3)Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H2O(g) ΔH＝＋81 kJ·mol－1 (4)C 2．二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上以水煤氣(CO、H2)為原料生產(chǎn)二甲醚(CH3OCH3)的新工藝主要發(fā)生三個反應： 2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)　ΔH＝－90

8、.0 kJ·mol－1?、? 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－24.5kJ·mol－1?、? CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.1 kJ·mol－1　③ 回答下列問題： (1)新工藝的總反應3H2＋3COCH3OCH3＋CO2的熱化學方程式為________________________________________________。 (2)已知一些共價鍵的鍵能如下： 化學鍵 H—H C—H C—O O—H 鍵能/kJ·mol－1 436 414 326 464 運用反應①計算一氧化碳中碳氧共價鍵的鍵

9、能為________kJ·mol－1。 (3)在250℃的恒容密閉容器中，下列事實可以作為反應③已達平衡依據(jù)的是________(填選項字母)。 A．容器內(nèi)氣體密度保持不變 B．CO與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變 C．H2O與CO2的生成速率之比為1∶1 D．該反應的平衡常數(shù)保持不變 (4)對于反應①某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應10 min后，達到平衡時測得c(CO)＝0.2 mol·L－1，計算此溫度下的平衡常數(shù)K＝________。 (5)綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”的工作原理如圖所示。 ①氧氣應從c處通入，電極Y為

10、________極，發(fā)生的電極反應式為________________________________________________； ②二甲醚[(CH3)2O]應從b處加入，電極X上發(fā)生的電極反應式為______________________________________________； ③電池在放電過程中，電極X周圍溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由2×①＋②＋③可得：3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)，ΔH＝＋[2×(－90.0)＋(－24.5)＋(－41.1)]kJ·mol－1＝－245.

11、6 kJ·mol－1。(2)反應①中斷裂2 moI H—H鍵、1 mol鍵，形成3 mol C—H鍵、1 mol C—O鍵、1 mol O—H鍵，該反應為放熱反應，則3×414 kJ·mol－1＋326 kJ·mol－1＋464 kJ·mol－1－[2×436 kJ·mol－1＋E()]＝90.0 kJ·mol－1，解得E()＝1 070 kJ·mol－1。(3)該反應中物質(zhì)全為氣體，恒容密閉容器中氣體密度始終不變，因此密度不變不能說明達到平衡狀態(tài)，A錯誤；CO與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變，說明反應物和生成物的濃度保持不變，反應達到平衡，故B正確；H2O、CO2的生成速率之比為1∶1，正、逆

12、反應速率相等，因此可以說明達到平衡狀態(tài)，C正確；平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變時，改變其他條件，即使平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)仍不變，不能說明達到平衡狀態(tài)，D錯誤。(4)根據(jù)提供數(shù)據(jù)，可以計算出達到平衡時c(CO)＝0.2 mol·L－1，c(H2)＝1.4 mol·L－1，c(CH3OH)＝0.8 mol·L－1，則K＝≈2.04。(5)①c處通入的氣體是氧氣，根據(jù)d處生成物知，正極上發(fā)生的反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O；②b處通入的物質(zhì)是二甲醚，X電極反應式為(CH3)2O－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋；③電池在放電過程中，電極X發(fā)生的反應為(CH3)2O－12e－＋3

13、H2O===2CO2＋12H＋，X電極周圍溶液的pH減小。 答案：(1)3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－245.6 kJ·mol－1 (2)107 0　(3)B、C　(4)2.04 (5)①正　O2＋4e－＋4H＋===2H2O ②(CH3)2O－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋ ③減小 3．(2016·全國卷Ⅰ)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍紫色)、Cr(OH)(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體?；卮鹣铝袉栴}： (1)Cr3＋與Al3＋的化學性質(zhì)相似。在Cr2

14、(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是________________________。 (2)CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H＋)的變化如圖所示。 ①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應________________________________________________________________________。 ②由圖可知，溶液酸性增大，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應的平衡

15、常數(shù)為________。 ③升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)在化學分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標準溶液滴定溶液中Cl－，利用Ag＋與CrO生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當溶液中Cl－恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10－5mol·L－1)時，溶液中c(Ag＋)為________mol·L－1，此時溶液中c(CrO)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10－12和2.0×10－10)。 (4)＋6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液

16、中的Cr2O還原成Cr3＋，該反應的離子方程式為____________________。 解析：本題以鉻及其化合物為載體，考查化學反應原理，涉及化學反應與現(xiàn)象、化學平衡原理、反應熱、溶度積計算以及陌生離子方程式的書寫，意在考查考生的綜合運用能力、知識遷移和新信息處理能力以及識圖能力。(1)根據(jù)題意可知，在硫酸鉻溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液時，首先發(fā)生反應：Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓，藍紫色溶液逐漸變淺，同時產(chǎn)生灰藍色沉淀，當氫氧化鈉溶液過量時，灰藍色沉淀逐漸溶解，發(fā)生反應：Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)，最終得到綠色溶液。(2)①從圖象看出，鉻酸根離子在酸性條件下逐漸

17、轉(zhuǎn)化成重鉻酸根離子，離子方程式為2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。②從圖象看出，酸性越強，c(Cr2O)越大，說明CrO的平衡轉(zhuǎn)化率越大。A點對應的離子濃度：c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1，c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1。c(CrO)＝1.0 mol·L－1－0.25 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1。平衡常數(shù)K＝＝＝1.0×1014。③升高溫度，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡向左移動，根據(jù)平衡移動原理，正反應是放熱反應，ΔH<0。(3)根據(jù)溶度積計算：c(Ag＋)＝＝mol·L－1＝2.0×10－5mol·L－1，故c(CrO)＝＝mol·L－1＝5.0

18、×10－3mol·L－1。(4)根據(jù)題意，氧化劑是Cr2O，還原劑是HSO，氧化產(chǎn)物是SO，還原產(chǎn)物是Cr3＋。根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式：Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。 答案：(1)藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液 (2)①2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O?、谠龃蟆?.0×1014?、坌∮? (3)2.0×10－5　5.0×10－3 (4)Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O 4．(2016·全國卷Ⅱ)丙烯腈(CH2＝＝CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯

19、氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2＝＝CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}： (1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下： ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJ·mol－1 ②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ·mol－1 兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應條件是________；提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是________。

20、 (2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應溫度的關系曲線，最高產(chǎn)率對應的溫度為460℃。低于460℃時，丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是__________________________；高于460℃時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選，填標號)。 A．催化劑活性降低　　　 B．平衡常數(shù)變大 C．副反應增多 D．反應活化能增大 (3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為________，理由是______________。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為

21、________。 解析：本題主要考查化學反應速率和化學平衡知識，意在考查考生對相關知識的綜合應用能力。(1)由于反應①和②均為放出熱量較多的反應，產(chǎn)物的能量較低，故兩個反應在熱力學上趨勢很大；由于反應①為放熱反應，且該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，故降低溫度和降低壓強均有利于反應正向進行，從而提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是使用合適的催化劑。(2)反應①為放熱反應，升高溫度，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應降低，故低于460℃時，丙烯腈的產(chǎn)率不是對應溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460℃時，催化劑的活性降低、副反應增多均可能導致丙烯腈的產(chǎn)率降低，AC項正確；該反應為放熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)減小，B項錯誤；升高溫度可以提高活化分子的百分數(shù)，但不能改變反應所需的活化能，D項錯誤。(3)從題圖(b)中可看出當n(氨)/n(丙烯)≈1時，丙烯腈的產(chǎn)率最高，此時幾乎沒有丙烯醛；只發(fā)生反應①時NH3、O2、C3H6的物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1，結(jié)合空氣中O2的體積分數(shù)約為20%，可確定進料氣NH3、空氣、C3H6的理論體積之比約為1∶7.5∶1。 答案：(1)兩個反應均為放熱量大的反應　降低溫度、降低壓強　催化劑 (2)不是　該反應為放熱反應，平衡產(chǎn)率應隨溫度升高而降低　AC (3)1　該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低　1∶7.5∶1