2022年2022年金版新学案届高考化学大二轮复习增分练第题化学反应原理综合题 .pdf

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1、1 第 28 题化学反应原理综合题1已知： CH3OH(l) 、H2(g) 的燃烧热 ( H) 分别为727 kJ mol1、285.8 kJ mol 1。H2O(l)=H2O(g) H44 kJ mol 1。几种化学键的键能如下。化学键C=O HO CO HH O=O CH 键能/(kJ mol1) 803 463 351 436 497 413.4 (1) 写出表示氢气燃烧热的热化学方程式_ _ 。(2) 根据燃烧热计算CO2(g) 3H2(g)=CH3OH(l) H2O(g) H_。(3) 根据键能计算CO2(g) 3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H_。(4) 在图 1中画出

2、表示液态甲醇燃烧热的能量变化：(5) 甲醇空气在KOH 溶液中构成燃料电池，放电一段时间后， 测得电解质溶液中离子浓度大小关系为c(K)c(HCO3)c(OH)c(CO23)c(H) ，装置如图2 所示。放电过程中，OH向_( 填“石墨”或“铂” ) 极迁移；负极的电极反应式为_ _ 。解析：(1) 根据题中已知信息可写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：H2(g) 12O2(g)=H2O(l)H 285.8 kJmol 1。 (2) 根 据 题 中 已 知 信 息 可 得 ： CO2(g) 3H2(g)=CH3OH(l) H2O(g) H1，CH3OH(l) 32O2(g)=CO2(g) 2H2

3、O(l) H2 727 kJmol1，H2(g) 12O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJmol1， H2O(l)=H2O(g) H4 44 kJ mol1。根据盖斯定律， 3，即H1( 285.83 72744)kJ mol186.4 kJmol1。(3) 反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能。H(80324363413.433514633)kJ mol166.2 kJmol 1。(4) 画图要点：化学计量数、物质状态、反应热要对应。(5) 放电过程中，OH向负极迁移。由图可知燃料电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

4、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2 池中石墨作负极，铂作正极。由离子浓度关系知，KOH最终生成了KHCO3，结合产物KHCO3书写负极反应式。答案：(1)H2(g) 12O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ mol1(2) 86.4 kJ mol1(3) 66.2 kJ mol1(4) 如图所示(5) 石墨CH3OH 6e7OH=HCO35H2O 2草酸 (H2C2O4)是一种还原性二元酸，存在于菠菜等植物中。已知：常温下，草酸的电离常数K15.4 102，K25.4 105；溶度积常数Ksp(

5、CaC2O4)2.34 109，Ksp(CaSO4)9.10106。请回答下列问题：(1) 生活中， 长期将豆腐与菠菜混合食用，容易损失钙元素且易患胆结石疾病。简述理由_ _ 。(2) 写出草酸在水中的电离方程式_ _ 。(3) 已知 KHC2O4溶液呈酸性，则溶液中c(H2C2O4)_c(C2O24) 。若 0.1 mol L1 H2C2O4溶液中第二步电离的c(H) amolL1，则 0.1 mol L1 KHC2O4溶液中HC2O4电离出来的c(H)_amolL1。( 填“”“”或“”)(4) 常温下，将某浓度的1 mL H2C2O4溶液加蒸馏水稀释，其溶液pH与加水稀释后溶液体积的关系

6、如图所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 3 能代表 H2C2O4溶液稀释情况的是曲线 _( 填“”或“” ) 。在稀释该溶液过程中，下列物理量始终增大的是_( 填代号 ) 。A.cHcHC2O4cH2C2O4Bc(H) c(C2O24) C.c2O24c2C2O4D.cc(5) 草酸亚铁样品纯度测定：准确称取m g 草酸亚铁 (FeC2O4) 样品研成粉末溶于适量的稀硫酸中 ( 假设杂质不反应) 配成 250

7、mL溶液。准确量取20 mL该溶液于锥形瓶中，用cmolL1 K2Cr2O7酸性溶液 ( 用稀硫酸酸化 ) 滴定至终点，消耗滴定液V mL( 还原产物为Cr3，氧化产物为 Fe3和 CO2) 。盛装滴定液的滴定管宜选择_( 填代号 ) 。A碱式滴定管 B酸式滴定管根据上述数据计算，该草酸亚铁样品的纯度为_。解析：(1) 由硫酸钙、 草酸钙的溶度积知，硫酸钙在一定条件下易转化成更难溶的草酸钙，故长期将豆腐与菠菜混合食用，容易损失钙元素且易患胆结石疾病。(2) 由电离常数知，草酸是二元弱酸，分两步电离。(3)KHC2O4溶液呈酸性，说明HC2O4的电离程度大于其水解程度，故该溶液中c(H2C2O4

8、)c(C2O24) 。H2C2O4的第二步电离受到第一步电离出来的H的抑制作用，所以对于相同浓度的H2C2O4溶液和 KHC2O4溶液， KHC2O4溶液中HC2O4电离出来的c(H) 较大。 (4) 草酸是二元弱酸，在稀释过程中，未电离的草酸分子继续电离，pH2 的 H2C2O4溶液稀释 1 000 倍后溶液的pH5，故曲线符合题意。A项，cc2O4c2C2O4K1，其只与温度有关，稀释过程中K1不变； B项，稀释过程中，溶液中c(H) 和c(C2O24) 均减小，故c(H) c(C2O24) 减 小 ； C项 ，K1K2cc2O4c2C2O4c2O24cc2O4c2O24c2C2O4c2(

9、H) ，稀释过程中c(H) 减小，K1和K2不变，故c2O24c2C2O4增大； D 项，温度不变，水的离子积不变，弱酸溶液在稀释过程中c(H) 减小，c(OH) 增大，故cc增大，故选 C 、D。(5) 滴定管中盛装K2Cr2O7酸性溶液，故应选用酸式滴定管。根据题目提示的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4 产物，可知滴定反应的离子方程式为2FeC2O4Cr2O2714H=2Fe34CO2 2Cr37H2O 。

10、参与反应的n(K2Cr2O7) cV1 000 mol ，n(FeC2O4) 2cV1 000 mol ，草酸亚铁样品的纯度为：w(FeC2O4) 2cV1 000mol144 gmol1250 mL20 mLm g100% 3.6cVm100% 。答案：(1) 豆腐中的硫酸钙易转化成更难溶的草酸钙(2)H2C2O4HHC2O4、HC2O4HC2O24(3) (4) CD (5) B3.6cVm100%3C1化学是研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH及 HCHO) 为原料合成工业产品的有机化学及工艺。请回答下列问题：(1) 已知温度为T时：(a)CH4(g) 2H2O(

11、g)=CO2(g) 4H2(g) H165 kJ mol 1(b)CO(g) H2O(g)=CO2(g) H2(g) H41 kJ mol1贮氢合金ThNi5可催化由 CO 、H2合成 CH4的反应， 温度为T时，该反应的热化学方程式为_ _ 。天然气与二氧化碳在一定条件下也能制备合成气。利用上述热化学方程式，能否计算CH4(g) CO2(g)=2CO(g) 2H2(g) 的 H？答： _( 填“能”或“否” ) 。(2) 在一定温度下，向2 L 恒容密闭容器中充入amol CO和 2amol H2，发生反应：CO(g)2H23OH(g) H。达到平衡时CO的转化率为 且升高温度CO的平衡转化

12、率降低。H_0( 填“”“”或“” ) 。平衡体系中，CH3OH的体积分数为 _( 用代数式表示，下同)。上述条件下，该反应的平衡常数K为_。(3) 合成气 (CO 、H2) 与空气构成碱性燃料电池，装置如图所示。已知：电流由铂极经导线流向石墨电极。若 U 形管中盛装500 mL 2 mol L1 KOH溶液，恰好消耗(H2与 CO体积之比为1：1)合成气 11.2 L(标准状况 ) ，则此时电解质溶液中离子浓度大小顺序为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9

13、 页 - - - - - - - - - 5 _ 。石墨极的电极反应式为_ _ 。(4) 在密闭容器中投入CO2、H2，在一定条件下发生反应： CO2(g) 3H23OH(g)H2O(g) H”“”或“” ) 。解析：(1) 根据盖斯定律，(b) 式 (a) 式得： CO(g)3H2(g)=CH4(g) H2O(g) H206 kJmol 1。 根据盖斯定律， (a) 式2(b) 式得： CH4(g) CO22H2(g) H 247 kJ mol 1，故能求反应热。 (2) 升高温度，CO的平衡转化率降低，说明正反应是放热反应， 即 Hc(OH)c(CO23)c(HCO3)c(H) 。(4)

14、该可逆反应的特点：正反应是气体分子数减小的放热反应。图甲中X由小到大变化时，CO2的转化率减小，说明X可以表示温度 ( 或投料比 ) ，对应的L表示投料比 ( 或温度 ) ，且L1小于L2。增大压强，CO2的转化率增大，G为压强，M1、M2表示投料比，且M1小于M2。答案：(1) CO(g) 3H2(g)=CH4(g) H2O(g) H 206 kJ mol1能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 6 (2) c(OH

15、)c(CO23)c(HCO3)c(H) CO 2e4OH=CO232H2O、H22e2OH=2H2O (4) 温度 (或投料比 ) O2B酸性： H2SH2O C还原性： H2SH2O D热稳定性： H2OH2S (3) 稀 硫 酸 作 铅 蓄 电 池 的 电 解 质 溶 液 ， 铅 蓄 电 池 放 电 时 ， 负 极 反 应 式 为_ 。若开始时两电极质量相等，则转移1 mol 电子时两电极质量之差为_g。(4) 已知下列反应的能量变化如图所示：2SO3(g)=2SO2(g) O2(g) H_kJmol1。根据图1、图 2 写出 NO2和 SO2反应的热化学方程式_ _ 。(5) 某人设想以

16、图3 所示装置，用电化学原理生产硫酸。写出负极产生SO2、SO3的电极反应式_ _ 。若电路上有6 mol 电子转移，生成H2SO4的质量为 63.7 g ，则电流效率等于_。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 7 ( 电流效率生成目标产物消耗的电子数转移的电子总数100%)(6) 某溶液含 0.020 mol L1 Mn2，向该溶液中逐滴加入0.10 mol L 1的 H2S溶液，当Mn2开始沉淀时，溶液中c(S2

17、) _。 已知：Ksp(MnS)2.8 1013 解析：(1)S2核内有 16 个质子，核外有18 个电子。 (2) 根据简单氢化物热稳定性、还原 性 可 以 比 较 元 素 非 金 属 性 的 强 弱 。 (3) 铅 蓄 电 池 放 电 时 总 反 应 式 为Pb PbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 负极反应式为PbSO242e=PbSO4； 正极反应式为PbO24HSO242e=PbSO42H2O 。若转移2 mol 电子，则负极净增质量相当于1 mol “SO4”的质量，正极净增质量相当于1 mol “SO2”的质量，两电极质量之差为32 g 。故转移 1 mol 电子时，两电

18、极质量之差为16 g 。(4) 由图2 知， 2SO3(g)=2SO2(g) O2(g) H98.7 kJ mol 12 197.4 kJmol1。由图 1 得 NO(g)12O2(g)=NO2(g) H56.5 kJmol1，由图 2 得 SO2(g)12O2(g)=SO3(g) H98.7 kJ mol1，根据盖斯定律，第二个式子第一个式子得NO2(g) SO2(g)=NO(g) SO3(g) H98.7 kJ mol1( 56.5 kJ mol1) 42.2 kJmol1。(5) 负极上硫失去电子生成SO2、SO3，O2参与反应。n(H2SO4) 63.7 g98 gmol10.65 m

19、ol。S 6e3O2=SO3，SO3H2O=H2SO4，生成0.65 mol H2SO4时，消耗电子总物质的量为 0.656 mol ，故电流效率0.656 mol6 mol100% 65% 。(6)Mn2开始沉淀时，溶液中c(S2) Kspc22.8 10130.0201.4 1011(molL1)。答案：(1) 16 2 8 8 (2)CD (3)Pb SO242e=PbSO416 (4) 197.4 NO2(g) SO2(g)=NO(g) SO3(g) H42.2 kJ mol1(5)S 4e2O2=SO2S 6e3O2=SO365% (6)1.4 10 11molL15碳及其氧化物的转

20、化和回收利用是科学家研究的热点。已知：C(s) O2(g)=CO2(g) H1393 kJ mol12CO(g) O2(g)=2CO2(g) H2 566 kJ mol12H2(g) O2(g)=2H2O(g) H3484 kJ mol1请回答下列问题：(1) 氢气的燃烧热H_242 kJ mol 1。( 填“”“”或“”)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 8 (2)C(s)12O2(g)=CO(g) H_。(3)

21、 在 2 L 恒容密闭容器中进行反应：C(s) H2H2(g) ，假定温度保持不变，则下列情况表明可逆反应达到平衡状态的是_。ACO和 H2的生成速率相等BC的浓度不变C.cc2c2不变D气体压强恒定(4) 将一定量CO(g)和 H2O(g) 分别通入容积为1 L 的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)H22(g) H2(g) ，得到如下数据：实验序号温度/ 起始量 /mol 平衡量 /mol 达到平衡所需时间 /min H2O CO CO21 500 4 8 3.2 4 2 750 2 4 0.8 3 3 750 2 4 0.8 1 该反应的平衡常数表达式为_。实验 1 中，04 min 内

22、，以v(H2O)表示的反应速率为_。实验 2 达到平衡时CO的转化率为 _。实验 3 与实验 2 相比，改变的条件是_；请在下图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2) 随时间变化的曲线，并作必要的标注。解析：(1) 表示氢气燃烧热的热化学方程式中对应生成的水呈液态，反应生成气态水，气态水变成液态水时放出热量。(2) 根据盖斯定律，由12得： C(s) 12O2(g)=CO(g) H(39356612)kJ mol1110 kJ mol 1。(3)CO、H2都是产物，故CO和 H2的生成速率相等不能表明可逆反应达到平衡状态，A项错误； C呈固态， 浓度始终不变， 故 C的浓名师资料总结

23、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 9 度不变不能表明可逆反应达到平衡状态，B 项错误；cc2c2是该可逆反应的平衡常数表达式，温度保持不变的前提下，平衡建立过程中cc2c2( 即浓度商 ) 的值一直变化，达到平衡状态时其值( 即平衡常数 ) 不变，故cc2c2不变表明可逆反应达到平衡状态，C 项正确；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，恒温、恒容条件下，气体压强不变表明可逆反应达到平衡状态，D项正确。 (4) 该可逆反应的反应

24、物和产物都呈气态， 故平衡常数表达式为Kc2c2cc2。 由反应式知，v(H2O)v(CO2) 3.2 mol1 L 4 min0.8 mol L1min1。4 mol CO 在实验 2 中转化了0.8 mol ，故达到平衡时CO的转化率为 20% 。比较实验2 和实验 3 知，起始投入反应物的量相同，产物的量相同，即反应物的转化率相等，实验3 所用时间较短，说明实验3 加入了催化剂。催化剂能缩短反应达到平衡的时间，但平衡不移动。答案：(1) (2) 110 kJ mol1(3)CD (4) Kc2c2cc20.8 mol L1min120%加催化剂如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -