2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题17综合题解题方法与策略热点难点突破含解析.pdf
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1、1 综合题解题方法与策略1甲醚(DME)被誉为“21 世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7 kJ mol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJ mol 1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H3 41.2 kJ mol1回答下列问题:(1)则反应 3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)的 H_ kJmo l1。(2)反应达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有 _(填字母,下同)。A加入 CH3OH B升高温度C增大压强D移出 H2O E使用催化剂(3)以下说法
2、能说明反应3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)达到平衡状态的有_。AH2和 CO2的浓度之比为31B单位时间内断裂3 个 H H同时断裂1 个 C=O C恒温恒容条件下,气体的密度保持不变D恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变E绝热体系中,体系的温度保持不变(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知:气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。该反应H_(填“”“正移25%0.52银及其化合物在制造钱币、电子电器等方面用途广泛。(1)已知Ksp(AgCl)1.8 1
3、010,AgCl 溶于氨水:AgCl 2NH3 Ag(NH3)2 Cl,平衡常数为K1。室温时,AgCl(s)的溶解度与氨水的起始浓度关系如图1 所示。若氨水起始浓度c(NH3)2.0 mol L1,AgCl 在氨水中达到溶解平衡时,c平衡(NH3)_。反应 Ag2NH3 Ag(NH3)2的平衡常数K2_(只需列出计算式,不要求得出计算结果)。(2)Ag和 Fe2在溶液中可发生反应。室温时,向初始浓度为0.1 molL1的 Fe(NO3)2溶液中加入AgNO3固体,溶液中 Fe3的平衡浓度随c(Ag)的变化关系如图2 所示。由图 2 可知,溶液中c(Ag)增大,Fe2的平衡转化率_(填“增大”
4、“减小”或“不变”)。根据 A点数据,计算出该反应的平衡常数K_(保留三位有效数字)。3 如图3所示装置中,闭合开关K,立即能观察到的实验现象是_,石墨为电池的_极,理由是 _。(2)随着Ag浓度增大,Fe3浓度增大,即Ag把 Fe2氧化为Fe3,Ag浓度增大,反应Fe2(aq)Ag(aq)Fe3(aq)Ag(s)的平衡向正反应方向移动,Fe2的平衡转化率增大。A点对应的c(Ag)1.0 molL1、c(Fe3)0.076 molL1,据此可推出:c(Fe2)0.1 molL10.076 molL 10.024 molL 1,该反应的平衡常数Kc(Fe3)c(Fe2)c(Ag)0.0760.0
5、241.03.17。该题考查考生在新情境中能够利用Qc与K的关系判断反应进行的方向。Qcc(Fe3)c(Fe2)c(Ag)0.1000.1000.0643.17,故反应Fe2(aq)Ag(aq)Fe3(aq)Ag(s)的平衡向逆反应方向移动,此时 Fe3作氧化剂,石墨电极为正极,银被氧化,银电极为负极;闭合开关K立即能观察到的实验现象是电流表指针发生偏转。4氨和二氧化碳都是重要的化工原料。4.氨在农业、化工和国防上意义重大。(1)利用 NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:N2(g)O2(g)=2NO(g)H1akJmol14NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g
6、)H2bkJmol1a、b均大于 0,则反应4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)的 H3_ kJmol1(用a、b表示)。(2)工业上用氨催化氧化法制硝酸的主要反应是4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0。若其他条件不变,下列关系图错误的是_(填标号)。.以 CO2和 NH3为原料合成尿素的化学方程式为2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)Hc(HPO24)1.0 10 6.86氨为重要的化工原料,有广泛用途。(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:aCH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H 216.4 kJ mol1bCO(g)
7、H2O(g)CO2(g)H2(g)6 H 41.2 kJ mol1则反应 CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)H_。(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、3 mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是_(填序号)。AN2和 H2的转化率相等B反应体系密度保持不变C.c(H2)c(NH3)保持不变D.c(NH3)c(N2)2 p1_(填“”、“c(N2H4),同时c(N2H5)c(N2H26),应控制溶液pH的范围为_(用含a、b的式子表示)。7 答案(1)175.2 kJ mol 1(2)BC
8、 66.7%(或23)(3)2NH3NaClO=一定条件N2H4NaClH2O 14bpH14a7二氧化碳是用途非常广泛的基础化工原料,回答下列问题:(1)工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。8 已知:CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)H131.0 kJ mol 1;H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ mol1CH3OH(l)的燃烧热H_。(2)在催化剂作用下,CO2和 CH4可以直接转化为乙酸:CO2(g)CH4(g)=CH3COOH(g)H36.0 kJ mol1。在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。当温 度 在250 300 范 围 时,乙 酸
9、的 生 成速 率 减 慢 的 主 要 原因 是_,当温度在300 400 范围时,影响乙酸生成速率的主要因素是_。欲使乙酸的平衡产率提高,应采取的措施是_(填标号)。A升高温度B降低温度C增大压强D降低压强(3)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)CO2(g)2CO(g)。向容积为1 L 的恒容容器中加入0.2 mol CO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应,某温度下,若向该平衡体系中再通入 0.2 mol CO2,平衡 _(填“正向”“逆向”或“不”)移动,达到新平衡后,体系中CO的百分含
10、量 _(填“变大”“变小”或“不变”)。9 向压强为p、体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650 时反应达到平衡,CO的体积分数为40.0%,则 CO2的转化率为 _。气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp _(用含p的代数式表示),若向平衡体系中再充入V(CO2)V(CO)54 的混合气体,平衡 _(填“正向”“逆向”或“不”)移动。答案(1)726.4 kJ mol 110(2)催化剂活性降低温度AC(3)吸热正向变小25%4p15(或 0.267p)逆向8要实现人类的可持续发展
11、,必须重视环境保护问题。.硫和氮的氧化物直接排放会引起严重的环境问题,请回答下列问题:(1)下列环境问题主要由硫和氮的氧化物的排放引起的是_(填标号)。a全球变暖b酸雨c水体富营养化d白色污染(2)SO2的排放主要来自于煤的燃烧。常用石灰石进行脱硫,其产物可以作建筑材料。已知:CaCO3(s)=CO2(g)CaO(s)H178.2 kJ mol1SO2(g)CaO(s)=CaSO3(s)H 402.0 kJ mol12CaSO3(s)O2(g)=2CaSO4(s)H234.2 kJ mol1写出石灰石脱硫反应的热化学方程式:_。.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和 NO,有人提出用活
12、性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:反应 a:C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)H 34.0 kJ mol1反应 b:2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H 64.2 kJ mol 1(3)对于反应a,在T1时,借助传感器测得反应在不同时刻各物质的浓度如表所示:时间/min 浓度/(mol L 1)0 10 20 30 40 50 NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N20 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 0 10 min 内,NO的平均反应速率v(NO)_,升高反应温度,该反应的平衡常数K_(填“增大”“减小”或“不变”)。
13、30 min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据表中的数据判断改变的条件可能是_(填标号)。a加入一定量的活性炭b通入一定量的NO c适当缩小容器的体积d加入合适的催化剂11(4)某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO2,维持温度为T2,不同压强下反应 b 经过相同时间NO2的转化率随压强变化曲线如图所示:1 050 kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因是_ _。在 1 100 kPa时,NO2的体积分数为_。(5)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(Kp);在T2、1.1 106 Pa 时,反应 b 的化学平衡常数Kp
14、_;已知气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数,保留3 位有效数字。答案(1)b(2)2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)H681.8 kJ mol 1(3)0.042 mol L 1min1减小bc12(4)1 050 kPa 前反应未达平衡状态,随着压强增大,物质的浓度增大,反应速率加快,NO2转化率增大50%(5)8.15 1049航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。Sabatier反应:CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)电解水反应:2H2O(l)=通电2H2(g)O2(g)(1)将原料气按n(CO
15、2)n(H2)14 置于 5 L 恒容密闭容器中发生Sabatier反应(整个过程不再充入任何物质),其他条件相同时,测得(H2O)与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。400 以上,上述体系中反应的平衡常数K随(H2O)降低而 _(填“增大”、“减小”或“不变”)。温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是_。Sabatier反应产生的CH4可用于消除空间站中NOx(NO和 NO2的混合气体)的污染,实验测得相同状况下25 mL CH4可反应掉80 mL NOx,则氮氧化物中NO和 NO2的体积比为 _。(2)Sabatier反应在空间站进行时,下列措施能提高CO2平衡转化率的是_(填标
16、号)。a增大催化剂的比表面积b反应器前段加热,后段冷却c提高原料气中CO2所占比例(3)500 时,在恒压容器中充入1 mol CO2、4 mol H2,初始体积为5 L,经过5 min达到平衡,(CO2)75%,则该温度下,Sabatier反应的平衡常数K_。(保留三位有效数字)(4)一种新的循环利用方案是用Bosch 反应代替Sabatier反应。经测定:Bosch 反应平衡体系中,除生成了碳单质且(CH4)0 外,其他所含物质及其聚集状态与Sabatier反应体系中相同。已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为 394 kJmol1、242 kJmol 1(生成焓指一定条件 下 由
17、对 应 单 质 生 成1 mol化 合 物 时 的 焓 变)。写 出Bosch反 应 的 热 化 学 方 程 式:_。13 一定条件下Bosch 反应必须在高温下才能启动,原因是_;若使用催化剂,在较低温度下反应就能启动。NO为xmol,NO2为ymol,则有:xy80,2x4y200,解得x60,y20,故 NO和 NO2的体积比为31。(2)催化剂只能增大反应速率,不能提高CO2的平衡转化率,a 项错误;反应器前段加热,后段冷却,降温平衡正向移动,有利于提高CO2的平衡转化率,b 项正确;提高原料气中CO2所占比例,能提高氢气的平衡转化率,CO2的平衡转化率降低,c 项错误。(3)根据三段
18、式法,则有:设平衡时容器的体积为V L,由(1 4)/5(0.25 1 0.75 1.5)/V,得V3.5。则平衡时c(CO2)0.5/7 molL1,c(H2)2/7 molL1,c(CH4)1.5/7 molL1,c(H2O)3/7 molL1,Kc(CH4)c2(H2O)c(CO2)c4(H2)82.7。(4)C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJ mol1(a),H2(g)12O2(g)=H2O(g)H242 kJ mol1(b),根据盖斯定律,由 2ba 得:CO2(g)2H2(g)C(s)2H2O(g)H90 kJmol1。Bosch反应的活化能较高,反应必须在高温下才能启
19、动。答案(1)H32H2(2)”或“”或“p2)的关系曲线。(3)在制备 C2H4时,通常存在副反应:2CH4(g)=C2H6(g)H2(g)。在常温下,向体积为1 L 的恒容反应器中充入 1 mol CH4,然后不断升高温度,得到上图。在 200 时,测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是_ _。在 600 后,乙烯的体积分数减少的主要原因是_ _。(4)工业上常采用除杂效率高的吸收电解联合法,除去天然气中杂质气体H2S,并将其转化为可回收利用的单质硫,其装置如下图所示。通电前,先通入一段时间含H2S的甲烷气,使部分NaOH 吸收 H2S转化为 Na2S,再接通电源,继续通入含H2S杂质的甲烷气,
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