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第一阶段 专题二 特色专题 大题冲关(二) 基本理论综合考查题


题型特点

特色 专题

题型一

技法指导

第 一 阶 段

落实体验

专 题 二

大 题 冲 关 (二)

题型特点

题型二

技法指导 落实体验

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[题型特点] 能量变化对化学反应有较大的影响,是高考考查的热

点,在Ⅱ卷中以组合题的形式出现,题目往往围绕一个主
题,由多个小问题组成,各小问题又有一定的独立性,往 往考查不同的知识点,题目的前半部分是利用盖斯定律进 行热化学方程式的书写或ΔH的求算,后半部分往往会结 合图象、图表数据进行反应速率、化学平衡常数的计算以

及判断平衡移动的方向。

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[示例]

(2012· 课标全国卷)光气(COCl2)在塑料、制革、

制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活 性炭催化下合成。 (1)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温 重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为- 890.3 kJ· -1、-285.8 kJ· -1和-283.0 kJ· -1,则生 mol mol mol 成1 m3(标准状况)CO所需热量为________; 返回

(2)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g)

ΔH=+108 kJ· -1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度 mol
在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的 COCl2浓度变化曲线未示出):

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①计算反应在第8 min时的平衡常数K=________; ②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高 低:T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“=”); ③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时 c(COCl2)=________ mol· -1; L ④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平 均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)

表示]的大小________________________; ⑤比较反应物COCl2在5~6 min和15~16 min时平均反应 速率的大小: v(5~6)________v(15~16)(填“<”、>或“=”),原因是____ ____________________________。
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[解析]

(1)根据题意得:

CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ· -1 mol 1 CO(g)+ O2(g)===CO2(g) 2 ΔH=-283.0 kJ· -1 mol 1 H2(g)+ O2(g)===H2O(l) 2 ΔH=-285.8 kJ· -1 mol ③ ② ①

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由①-(②+③)×2 得: CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ· -1 mol 1 000 L 3 据此可知生成标准状况下 1 m CO 所需热量为 22.4 L/mol 247.3 kJ × =5.52×103 kJ。 2 mol c?Cl2?· c?CO? 0.11×0.085 (2)①第 8 min 时的平衡常数 K= = 0.04 c?COCl2?
=0.234。 ②从三种物质的浓度变化趋势可知,从第 4 min 开始,平 衡正向移动。由于该反应是吸热反应,所以改变的条件是升高 温度。因此有:T(2)<T(8)。

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③由于第 12 min 与第 8 min 温度相同,故其平衡常数相 等,则有: 0.11×0.085 0.12×0.06 = ,解得 0.04 c?COCl2? c(COCl2)=0.031 mol· -1。 L ④根据化学反应速率的定义, 可知反应在 2~3 min 和 12~ 13 min 处于平衡状态,平均反应速率为 0,故 v(5~6)>v(2~ 3)=v(12~13)。 ⑤在 5~6 min 和 15~16 min 时反应温度相同, 15~16 但 min 时各组分的浓度都小,因此反应速率小。

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[答案]

(1)5.52×103 kJ

(2)①0.234 ②<

③0.031

④v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)

⑤>

在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,

反应速率越大

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[技法指导] 两种计算ΔH的方法 一种是代数运算法(线性组合),一种是图解法(元素原子守 恒和能量守恒)。 (1)代数运算法: ①根据反应物、生成物和中间产物,确定已知反应热的反 应方程式要不要倒转。 ②以消去中间产物为目的,确定反应方程式所乘的计量数。 对于n个反应方程式,则所求反应热的反应方程式=a1×①式(或 倒转)+a2×②式(或倒转)+……+an×n式(或倒转),计算时各式 相加即可。 注意:反应的ΔH随方程式计量数扩大倍数同等加倍;式子 倒转后ΔH变为-ΔH。

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(2)图解法: 以反应物为起点,根据某种元素在各反应中的守恒,可 经过中间产物, 变为最终产物, 在过程中作出反应图象。 如: ①A→2B A→3D ΔH1 ;②3C→B ΔH=? ΔH2 ;③D→2C ΔH3 。计算

① -②×2 -③×3 A――→2B―――→6C―――→3D 可以看出所求的反应热 ΔH=ΔH1-2ΔH2-3ΔH3。
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[落实体验] 1.(2012· 潍坊模拟)氨是氮循环中的重要物质,在生产、生活
和科研中有着广泛的应用。 (1)工业上利用氨来制备生产硝酸所需要的一氧化氮,该 反应的化学方程式为________________________。 (2)已知:Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)?? 2CO2NH4(s) NH -159.47 kJ· -1 mol Ⅱ.2NH3(g)+CO2(g)?? CO(NH2)2(s)+H2O(g) 42.98 kJ· -1 mol ①反应 NH2CO2NH4(s)?? CO(NH2)2(s)+H2O(g)的 ΔH= ________________。 ΔH=- ΔH=

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②一定条件下在密闭容器中发生反应Ⅰ,平衡后只改变一

个条件,导致化学平衡常数变小。下列说法正确的是
____(填序号)。 a.改变的条件一定是减小压强

b.改变的条件一定是升高温度
c.反应速率减小,平衡一定向正反应方向移动 d.反应速率增大,平衡一定向逆反应方向移动

③一定条件下,将2 mol NH3和1 mol CO2充入容积为2 L的
密闭容器中发生反应Ⅱ。反应进行2 min时,产生热量21. 49 kJ,则2 min内该反应的反应速率v(NH3)=________, 此条件下该反应的化学平衡常数K=________。 返回

(3)图一为实验室制备NH3的能量变化图,图二中的曲线表示产

生氨气的体积随温度的变化趋势,其中正确的是_______(填写
代号)。

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解析:(1)氨的催化氧化反应方程式为: 催化剂 4NH3+5O2 ===== 4NO+6H2O △ (2)①根据盖斯定律由Ⅱ或Ⅰ可得: NH2CO2NH4(s)?? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=-42.98 kJ· -1-(-159.47 kJ· -1)=+116.49 kJ· -1 mol mol mol ②平衡常数 K 只与温度有关,故采用的是升高温度,平衡逆向移 动,v 增大,K 值减小。 ③2NH3(g)+CO2(g)?? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=-42.98 kJ· -1 mol

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2 mol 1 mol

42.98 kJ ?24.49 kJ

1 mol 2L 故 v(NH3)= =0.25 mol/(L· min); 2 min 2NH3(g)+CO2(g)?? CO(NH2)2(s)+H2O(g) 起始浓度:1 mol/L 0.5 mol/L 0 0.25 mol/L 0.25 mol/L

变化浓度:0.5 mol/L0.25 mol/L 平衡浓度:0.5 mol/L0.25 mol/L c?H2O? 0.25 K= 2 = =4。 c ?NH3?· c?CO2? 0.52×0.25

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(3)由图一可知,实验室制备NH3的反应为吸热反应,升高温 度,平衡正向移动,生成NH3的量增多,Ⅲ符合题意。
催化剂 答案:(1)4NH3+5O2 ===== 4NO+6H2O △ (2)①+116.49 kJ/mol ②bd ③0.25 mol/(L· min) 4 (3)Ⅲ

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[题型特点]
以沉淀溶解为载体,通过实验来说明沉淀溶解平衡移 动的特征,或结合图象来分析变化的可能性。同时原电池和 电解池也是溶液中发生离子反应的载体,一般考查电极反应 式的书写,离子移动方向及相关计算。各组合小题之间有一 定的独立性。沉淀溶解平衡与电化学综合考查题主要结合沉 淀的生成与溶解以及Ksp的应用设置问题,这类试题受到命

题者的青睐,属于学科内基本理论板块内容的综合。

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[示例]

已知:①Cu2O溶于硫酸,立即发生反应:

Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O。②部分难溶物的颜色和 常温下的Ksp如下表所示: Cu(OH)2 颜色 蓝色 CuOH 黄色 CuCl 白色 Cu2O 红色

Ksp(25℃)

1.6× -19 10

1.0× -14 1.2× -6 10 10

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某研究性学习小组对电解饱和食盐水进行了 如下探究: 实验Ⅰ 装置如图所示,接通电源后,发现a、 b电极上均有大量气泡产生。 (1)电解过程中的总离子反应方程式为 ________________________________________。 (2)为了确定电源的正负极,下列操作一定行之 有效的是________(填序号)。 A.观察两极产生气体的颜色 B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液 C.用燃着的木条靠近U形管口 D.在U形管口置一张湿润的淀粉—KI试纸 返回

实验Ⅱ

把上述电解装置的石墨棒换成

铜棒,用直流电源进行电解,装置如图

所示。观察到的现象如下所示:
①开始无明显现象,随后液面以下的 铜棒表面逐渐变暗; ②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多, 且向a极扩散;

③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;
④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后 逐渐变成橙黄色; 返回

⑤a极一直有大量气泡产生; ⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液

呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显红色。
(3)a极发生的电极反应方程式为______________________。 (4)电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为_________。 (5)12 min后,b极附近出现橙黄色沉淀的成分是________, 原因是___________________。

(6)最后沉淀的成分是________,请设计一实验验证此成分:
_______________________。 返回

[解析]

(1)用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为

电解 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑,故离子方程式为 电解 2Cl +2H2O=====2OH-+H2↑+Cl2↑。 (2)由于电解生成的气


体量较小,不一定能观察到气体颜色,A 项错误;由于电解过 程中阴极附近 OH 浓度增大,滴加酚酞试液后溶液变红,B 项 正确; 点燃可燃性气体前一定要检验纯度, 项错误; C 由于 2KI +Cl2===2KCl+I2,生成的碘单质遇淀粉变蓝,D 项正确。即 选 BD。(3)a 极为阴极,溶液中的 H 放电,而它是由水电离产 生的,故电极反应为 2H2O+2e-===2OH-+H2↑。(4) 根据观
+ -

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察到的现象可知,铜不可能失去 2e ,而是失去一个 e 生成 Cu+,然后与 Cl-反应生成 CuCl 白色沉淀,电极反应式为 Cu +Cl -e ===CuCl↓。(5)b 极生成的 CuCl 沉淀向 a 极扩散, 而 a 极 OH-向 b 移动,遇到 CuCl 后,根据 Ksp(CuOH)< Ksp(CuCl),故 CuCl+OH ===CuOH↓+Cl ,而黄色 CuOH 沉淀不稳定,发生分解 2CuOH===Cu2O+H2O,所以橙黄色 沉淀的成分为 CuOH 和 Cu2O 的混合物。(6)依据颜色推知最 后沉淀为 Cu2O;结合已知信息①,可让生成的沉淀与稀硫酸 反应即可得以验证。
- - - -





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[答案] (2)BD

电解 (1)2Cl-+2H2O=====2OH-+H2↑+Cl2↑

(3)2H2O+2e-===2OH-+H2↑ (4)Cu+Cl -e ===CuCl↓ (5)CuOH 和 Cu2O Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl), CuCl 转化为
- -

黄色的 CuOH 沉淀,CuOH 不稳定分解生成 Cu2O,所以橙黄 色沉淀的成分为 CuOH 和 Cu2O 的混合物 (6)Cu2O 取少量样品放入试管, 滴加少量稀硫酸, 观察到

沉淀部分溶解且溶液呈蓝色,说明沉淀成分为 Cu2O

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[技法指导]

解决溶液中平衡移动问题的“三步曲”
(1)理清溶液中存在的平衡(弱电解质的电离平衡、盐类 的水解平衡和沉淀溶解平衡),弄清发生水解或电离的离子。 (2)明白外界条件的干扰,即改变了什么条件,是温度、 某离子的浓度还是其他条件。

(3)依据勒夏特列原理分析平衡向什么方向移动,是正向
移动还是逆向移动,从而得到所需要的结论。

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[落实体验] 2.已知在常温下Cu2+和Fe3+在溶液中 随pH变化时水解的曲线如图所示。某 同学欲提纯含有少量Fe2(SO4)3和稀 H2SO4的CuSO4溶液,并利用电解纯 净的CuSO4溶液得到的数据,计算Cu的相对原子质量。 (1)对图中a点的说法正确的是________(填序号)。 ①加适量NH4Cl固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu2 +曲线上 ②溶液中a点和水平线在Fe3+和Cu2+曲线上任意截点的 c(H+)与c(OH-)乘积相等 ③Fe(OH)3、Cu(OH)2在a点代表的溶液中均达到饱和 返回

(2)向含有少量Fe2(SO4)3和稀H2SO4的CuSO4溶液中,加入稍过量 的黑色粉末A搅拌、过滤,得到较纯净的CuSO4溶液。 ①A的化学式为________,加入A的作用是_________________。 ②将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解,石墨 电极上的电极反应式为____________________,电解反应的离子 方程式为______________________________。

③实验完成后,产生标准状况下的气体V mL,铜电极质量变 化a g,则Cu的相对原子质量(用带有a、V的计算式表示)为 ________________________________________________。 返回

解析:(1)由 a 点沿水平方向变到 Cu2 曲线上,pH 增大,而 NH4Cl 在溶液中水解显酸性,故①不正确;常温下水的 KW= c(H+)· c(OH-)是定值,②正确;在 a 点,Fe3+基本沉淀完全, Fe(OH)3 在溶液中为饱和状态,而 Cu2+在此点不会产生沉淀, 故 Cu(OH)2 在溶液中未达到饱和,③不正确。 (2)①当溶液的 pH 为 4.4 时 Fe3+已经沉淀完全, Cu2+不会产 而 生沉淀,故调节溶液 pH 即可,加入 CuO 或 Cu2(OH)2CO3 等 能与酸反应且难溶于水的含铜物质即可,其中只有 CuO 为黑 色物质。②石墨接电源正极,是阳极,溶液中阴离子在阳极上 放电,SO2-不放电,故水电离出的 OH-放电:4OH--4e-=== 4



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O2↑+2H2O; 而阴极是阳离子 Cu2 放电, 故电解反应的离子方 通电 + 程式为 2Cu +2H2O=====2Cu+O2↑+4H 。③由总反应可知
2+



2V×10-3 m?Cu? a n(Cu)=2n(O2)= mol,故 M(Cu)= = 22.4 n?Cu? 2V×10-3 22.4 11 200a = V 。 答案:(1)② (2)① CuO 调节溶液 pH 使其增大至 4.4,

除去 Fe3 (或降低溶液酸度,除去 Fe3 ) ②4OH -4e ===O2↑+2H2O O2↑+4H
+ - -





通电 + 2Cu2 +2H2O=====2Cu+

11 200a ③ V

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