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【创新设计】(江苏专用)2015高考化学二轮专题滚动加练2 化学基本理论综合应用(含新题,含解析)


滚动加练 2

化学基本理论综合应用

1.(2014·苏北三市一调)氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料。 (1)以 H2 为原料制取氨气进而合成 CO(NH2)2 的反应如下: N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H=-92.4 kJ·mol 2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) Δ H=-159.47 kJ·mol
-1 -1

NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(I) Δ H=+72.49 kJ·mol
-1

则 N2(g) 、 H2(g) 与 CO2(g) 反 应 生 成 CO(NH2)2(s) 和 H2O(l) 的 热 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________________________。 (2)已知叠氮酸(HN3)不稳定,同时也能与活泼金属反应,反应方程式为: 2HN3===3N2↑+H2↑ 2HN3+Zn===Zn(N3)2+H2↑ 2 mol HN3 与过量 Zn 完全反应,在标准状况下生成 67.2 L 气体,其中 N2 的物质的量为 __________________。 (3)用丙烷和水为原料在电催化下制氢气,同时得到一种含有三元环的环氧化合物 A,则该 反应的化学方程式为_______________________________。 该反应也可生成 A 的同分异构体——另一种环氧化合物 B,B 的核磁共振氢谱为下图(1)中 __________________(填“a”或“b”)。

图(1) (4)已知 H2S 高温热分解制 H2 的反应为 H2S(g)??H2(g)+1/2S2(g)。 在恒容密闭容器中, 控 制不同温度进行 H2S 的分解实验:

-1-

图(2) 以 H2S 的起始浓度均为 c mol·L 测定 H2S 的转化率,结果如上图(2)所示。图中 a 曲线为 H2S 的平衡转化率与温度的关系曲线, b 曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化 学平衡时 H2S 的转化率。 若 985 ℃时,反应经 t min 达到平衡,此时 H2S 的转化率为 40%,则反应速率 v(H2)= __________________(用含 c、t 的代数式表示)。请说明随温度的升高,曲线 b 向曲线 a 逼近的原因:_______________________________________。 (5)用惰性电极电解煤浆液的方法制 H2 的反应为: C(s)+2H2O(l)===CO2(g)+2H2(g) 现将一定量的 1 mol·L H2SO4 溶液和适量煤粉充分混合,制成含碳量为 0.02~0.12 g·mL
-1 -1 -1

的煤浆液, 置于下图(3)所示装置中进行电解(两电极均为惰性电极)。 则 A 极的电极反应

式为___________________________。

图(3) 解析 (1)三式相加,得到 N2(g)+3H2(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l) Δ H=-179.38 kJ·mol 。 (2)2HN3 === 3N2↑ + H2↑ 1.5x mol 0.5x mol
-1

x mol

2HN3 + Zn === Zn(N3)2 + H2↑

y mol

0.5y mol

? ?x+y=2 ? ?1.5x+0.5x+0.5y=67.2/22.4 ?

解得 x=4/3 y=2/3

n(N2)=1.5x=2 mol
-2-

(3)三元环的环氧化合物 A 是 CH3CHOCH2,方程式略,A 的同分异物体,而别一种环氧化合 物 B 为 CH2CH2CH2O,其核磁共振氢谱为 a。 (4)v(H2)=v(H2S)=c mol·L ×40%÷t min=0.4 c/t mol·L ·min 。 (5)A 极为阳极, 发生氧化反应 C(s)→CO2, 介质呈酸性, 电极反应式是 C+2H2O-4e ===CO2↑ +4H 。 答案 (1)N2(g)+3H2+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l) Δ H=-179.38 kJ·mol (2)2 mol (3)CH3CH2CH3+H2O― →CH3CHOCH2+2H2(反应条件可写也可不写) (4)0.4c/t mol·L ·min
-1 -1 -1 + - -1 -1 -1

a

温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(合理答案均可) (5)C+2H2O-4e ===CO2↑+4H
- +

2.工业制硝酸的主要反应为:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6 H2O(g) Δ H。 (1)已知氢气的标准燃烧热为 285.8 kJ·mol ; N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H=-92.4 kJ·mol ; H2O(l)===H2O(g) Δ H=+44.0 kJ·mol ; N2(g)+O2(g)===2NO(g) Δ H=+180.6 kJ·mol 。 则上述工业制硝酸的主要反应的 Δ H=__________________。 (2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表: 浓度 时间 起始 第 2 min 第 4 min 第 6 min 第 8 min
-1 -1 -1 -1

c(NH3)/mol·L-1
0.8 0.6 0.3 0.3 0.7

c(O2)/mol·L-1
1.6

c(NO)/mol·L-1
0 0.2 0.5 0.5 0.1

a
0.975 0.975 1.475

①反应在第 2 min 到第 4 min 时,O2 的平均反应速率为__________________。 ②反应在第 6 min 时改变了条件,改变的条件可能是__________________(填序号)。 A.使用催化剂 C.减小压强 B.升高温度 D.增加 O2 的浓度

③ 下 列 说 法 中 能 说 明 4NH3(g) + 5O2(g)??4NO(g) + 6H2 O(g) 达 到 平 衡 状 态 的 是 __________________(填序号)。 A.单位时间内生成 n mol NO 的同时,生成 n mol NH3 B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 C.百分含量 w(NH3)=w(NO)
-3-

D.反应速率 v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6 E.若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化 (3)某研究所组装的 CH3OH—O2 燃料电池的工作原理如图甲所示。

甲 ①该电池工作时,b 口通入的物质为__________________。



②该电池正极的电极反应式为:__________________________________。 ③以此电池作电源, 在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图乙所示)的过程中, 发 现 溶 液 逐 渐 变 浑 浊 并 有 气 泡 产 生 , 其 原 因 可 能 是 __________ ____________________________________(用相关的离子方程式表示)。 解析 H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) Δ H=-285.8 kJ·mol N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H=-92.4 kJ·mol H2O(l)===H2O(g) Δ H=+44.0 kJ·mol
-1 -1 -1

① ② ③

N2(g)+O2(g)===2NO(g) Δ H=+180.6 kJ·mol

-1



根据盖斯定律,由①×6-②×2+③×6+④×2 得工业制硝酸的主要反应为:4NH3(g)+ 5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) Δ H=-904.8 kJ·mol ; (2))①v(NH3)=(0.6 mol·L -0.3 mol·L )/2min=0.015 mol·L ·min ,则 v(O2)=v(NH3)×5/4=0.187 5 mol·L ·min
-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

;②比较表中起始到第 6 min、第 6 min 到第 8 min 浓度变化知,反应逆向移动,改变

的条件应是升高温度。③A 项,单位时间内生成 n mol NO 的同时,生成 n mol NH3,说明

v 正=v 逆,正确;B 项,条件一定时随着反应的进行,气体的物质的量逐渐变化,气体的质
量始终不变,所以混合气体的平均相对分子质量逐渐变化,当平均相对分子质量不变时, 说明达到平衡状态,正确;C 项,百分含量 w(NH3)=w(NO),但不能说明二者的百分含量不 变,故不能说明达到平衡状态,错误;D 项,反应速率 v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)= 4∶5∶4∶6,不能说明 v 正=v 逆,错误;E 项,随着反应的进行,气体质量不变,容器容 积可变,所以混合气体的密度可变,因此混合气体的密度是一个变量,当密度不变时说明 达到平衡状态,正确。(3)①由电解质溶液中的 H 移动方向知,左边为负极,甲醇作还原


-4-

剂从 b 口通入;右边为正极,氧气作氧化剂从 c 口通入;②该电池正极是氧气发生得电子 的还原反应,电极反应式为:O2+4e +4H ===2H2O;③该电解池中,金属铝为阳极,电极 反应: Al - 3e ===Al , Al 和 HCO 3 之间发生相互促进的完全水解反应 Al + 3HCO 3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑,溶液逐渐变浑浊。 答案 (1)-904.8 kJ·mol
-1 -1 - 3+ 3+ - 3+ - - +

(2)①0.187 5 mol·L ·min
- +

-1

②B ③ABE

(3)①CH3OH ②O2+4e +4H ===2H2O ③Al +3HCO3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑(或 Al-3e +3HCO3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑) 3.(2014·南京二调)氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。 (1)以 CO2 与 NH3 为原料合成化肥尿素的主要反应如下: ①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) Δ H=-159.47 kJ·mol ; ②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) Δ H=a kJ·mol ; ③2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) Δ H=-86.98 kJ·mol 。 则 a 为__________________。 (2)反应 2NH3(g)+CO2(g)??CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三 条曲线为合成塔中按不同氨碳比? 情况。
-1 -1 -1 3+ - - -

?n?NH3??和水碳化?n?H2O??投料时二氧化碳转化率的 ? ?n?CO2?? ?n?CO2?? ? ?

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为 A.0.6~0.7 C.1.5~1.61 生产中应选用水碳比的数值为__________________(填序号); ② 生 产 中 氨 碳 比 宜 控 制 在 4.0 左 右 , 而 不 是 4.5 的 原 因 可 能 是 _____________
-5-

B.1~1.1

_____________________________。 (3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为: NO+NO2+H2O===2HNO2 2HNO2+CO(NH2)2===2N2↑+CO2↑+3H2O。 ①当烟气中 NO、NO2 按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中 V(NO)∶V(NO2)=5∶1 时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=__________________(空气中氧 气的体积含量大约为 20%)。 ②图乙是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为 __________________%。 (4)如图丙表示使用新型电极材料,以 N2、H2 为电极反应物,以 HCl—NH4Cl 为电解质溶液 制造出既能提供能量, 同时又能实现氮固定的新型燃料电池。 请写出该电池的正极反应式: ______________________________。 生产中可分离出的物质 A 的化学式为______________________________。

丙 解析 (1)根据反应①②③可知:反应②=反应③-反应①,所以 a=-86.98 kJ·mol
-1 -1 -1

+159.47 kJ·mol =+72.49 kJ·mol 。(2)①根据图像,在相同的氨碳比时,曲线Ⅰ 所对应的 CO2 转化率最高,所以生产中应选用水碳比的数值为 0.6~0.7。②从图像曲线Ⅰ 中氨碳比为 4.0 和 4.5 时对应的 CO2 转化率可以看出, 氨碳比在 4.5 时, NH3 的量增大较多, 而 CO2 的转化率增加不大,提高了生产成本,所以生产中氨碳比宜控制在 4.0 左右,而不 是 4.5; 此问与教材中工业制硫酸 2SO2+O2??2SO3 条件选择问题类似——选择高温常压而 不是高温高压。 (3)①由于同温同压下, 气体体积与物质的量成正比, 设烟气中 V(NO)=5 L、

V(NO2)=1 L,通入空气的体积为 x L(空气中氧气的体积含量大约为 20%),则根据 2NO+
O2===2NO2,可知欲使脱氮效果最佳,V(NO)=V(NO2),即(5-0.4 x)=(1+0.4 x),x=5 L, 所以同温同压下,V(空气)∶V(NO)=1∶1。②根据尿素含量对脱氮效率的影响图,从经济 因素上考虑,尿素含量应与较高的脱氮效率相对应。所以选择 5%左右,超过 5%时,脱氮效 率提高不明显,增加了生产成本,低于 5%时,脱氮效率有明显偏低,所以一般选择尿素浓 度约为 5%。(4)根据电极两端通入气体性质可以判断,通入 N2 气的一极为正极,通入 H2 的
-6-

一极为负极,结合电解质溶液 HCl—NH4Cl,正极反应式为 N2+6e +8H ===2NH4 ,负极反应 式为 3H2-6e ===6H ,电池总反应为 N2+3H2+2H ===2NH4 ,因此该电池工作时不断地有 NH4Cl 生成,所以生产中可分离出的物质为 NH4Cl。 答案 (1)+72.49 (2)①A ②氨碳比在 4.5 时,NH3 的量增大较多,而 CO2 的转化率增加 不大,提高了生产成本 (3)①1∶1 ②5 (4)N2+6e +8H ===2NH4
- + + - + + +







NH4Cl

4.(2014·盐城调研)铅及其化合物在工业生产及日常生活中都具有非常广泛的用途。 (1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下: ①2PbS(s)+3O2(g)===2PbO(s)+SO2(g) Δ H=a kJ·mol ; ②PbS(s)+2PbO(s)===3Pb(s)+SO2(g) Δ H=b kJ·mol ; ③PbS(s)+PbSO4(s)===2Pb(s)+2SO2(g) Δ H=c kJ·mol 。 反应 3PbS(s)+6O2(g)===3PbSO4(s) Δ H=__________________ kJ·mol 。 (2)还原法炼铅,包含反应 PbO(s)+CO(g)??Pb(s)+CO2(g) Δ H,该反应的平衡常数的 对数值与温度的关系如下表。 温度/℃ lg K 300 6.17 727 2.87 1 227 1.24
-1 -1 -1 -1

①该还原反应的 Δ H__________________0(填“>”、“<”或“=”); ②当 lg K=1 且起始时只通入 CO(PbO 足量),达平衡时,混合气体中 CO 的体积分数为 __________________。 (3)引爆导弹、核武器的工作电源通常是 Ca/PbSO4 热电池,其装置如图甲所示,该电池正 极的电极反应式为_____________________________。

(4)PbI2 可用于人工降雨。取一定量的 PbI2 固体,用蒸馏水配制成 t ℃饱和溶液,准确移 取 25.00 mL PbI2 饱和溶液分次加入阳离子交换树脂 RH (发生:2RH +PbI2===R2Pb+2H
- + + +

+2I ),用 250 mL 洁净的锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,
-7-

将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图乙)。加入酚酞指示剂,用 0.002 5 mol·L NaOH 溶液 滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液 20.00 mL。可计算出 t ℃时 PbI2 的 Ksp 为 __________________。 (5)铅易造成环境污染,水溶液中铅的存在形态主要有 6 种,它们与 pH 关系如图丙所示, 含铅废水用活性炭进行处理,铅的去除率与 pH 关系如图丁所示。

-1

①常温下,pH=6~7 时,铅形态间转化的离子方程式为______________; ②用活性炭处理,铅的去除率较高时,铅主要应该处于__________________ (填铅的一种 形态的化学式)形态。 解析 (1)依据盖斯定律,将①×2+②×2-③×3,即可得所求反应的 Δ H。(2)①lgK 与

K 为增函数关系,从表中数据知,温度越高,K 越小,说明正反应放热。②lgK=1,得 K=
10。设开始时通入 CO 为 a mol·L ,达平衡时转化了 x mol·L ,则平衡时,CO 为(a-
-1 -1

c?CO2? x a-x x)mol·L-1,CO2 为 x mol·L-1,由 K= = =10,解得 =9.09%。(3)由电 c?CO? a-x a
池的装置图分析知,Ca 作为负极,失去电子,则另一极为正极,得电子,化合价降低,即 由 PbSO4 转化为 Pb。(4)滴定过程中消耗的 OH ,即阳离子交换出来的 H ,n(H )=0.002 5 5×10 mol -1 -3 -5 -3 -1 + mol·L ×20×10 L=5×10 mol, c(H+)= 而 c(H )=c(I -3 =2×10 mol·L , 25×10 L
- -5 - + +

),由 PbI2 的化学式知,c(Pb )=
-3 2 -9

2+

c?I-?
2

=10 mol·L ,Ksp(PbI2)=c(Pb )c (I )=10
2+ +

-3

-1

2+

2



-3

×(2×10 ) =4×10 。(5)从图丙分析,当 pH 由 6 变到 7 时,是 Pb 向 Pb(OH) 转化,
2+ - +

即为 Pb 水解,结合水电离出的一个 OH ,同时释放出一个 H 。从图丁可知,铅的去除率 最高时,pH 大约在 6.5 左右,对比图丙知,在 pH=6.5 时,铅主要以 Pb 存在。 答案 (1)2a+2b-3c
- 2- 2+

(2)①< ②9.09%
2+ - -9

(3)PbSO4+2e ===SO4 +Pb(或 PbSO4+Ca +2e ===CaSO4+Pb) (4)4×10 H2O??Pb(OH) +H
+ +

(5)①Pb +

2+

②Pb

2+

5.(2014·徐州三调)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。 (1)对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
-8-

CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) Δ H=a kJ·mol
-1

CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) Δ H=b kJ·mol
-1

则反应 CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的 Δ H=____________ kJ·mol (用含

-1

a、b 的代数式表示)。
(2)将燃煤废气中的 CO2 转化为二甲醚的反应原理为: 催化剂 2CO2(g)+6H2(g)????CH3OCH3(g)+3H2O(g) Δ H ①该反应的平衡常数表达式为 K=__________________。 ②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2 的转化率如图所示。该反应的 Δ H__________________( 填“>”、“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比 [n(H2)/n(CO2)],则 K 将__________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极 反应为__________________________________________。 (3)以 CO2 为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸 酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色, 下图为它的核磁共振氢谱图, 请写出 DPC 的结 构简式:__________________。

(4)某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为 Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结,可 制取 NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3 和 NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为: Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2↑ Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2↑
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SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑ 则用 1 mol Al6Si2O13 和 4 mol SiO2 通过以上反应制得 5 mol NaAlO2,共消耗 Na2CO3 为 ____________mol。 解析 (1)两式相加除以 2 即得,Δ H=(a+b)/2 kJ·mol 。(2)②分析图像,投料比相同 时,温度升高,CO 的转化率降低,即温度升高平衡逆向移动,正向反应放热,即 Δ H<0; 温度不变,仅改变投料比,平衡常数不变。(3)分析核磁共振氢谱图可知,该有机物含有 3 种氢原子,碳酸是二元酸 DPC,可以理解为 1 mol 碳酸与 2 mol 苯酚生成的酯,结构简式
-1



。(4)Al6Si2O13 和 NaAlO2 的物质的量之比是 1∶5,故总反应式

是 Al6Si2O13 + 4Na2CO3===1Na2SiO3 + 1NaAlSiO4 + 5NaAlO2 + 4CO2↑ , 还 有 SiO2 + Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑,消耗的 n(Na2CO3)=1 mol×4+4 mol×1=8 mol。 答案 (1)(a+b)/2 (2)①[c(CH3OCH3)×c (H2O)]/[c (CO2)×c (H2)] 3H2O===2CO2+12H
+ 3 2 6

②<

不变

③CH3OCH3 - 12e





(3)

(4)8

6.SNCR—SCR 是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的 NOx),其流程如下:

(1)反应 2NO+2CO??2CO2+N2 能够自发进行,则该反应的 Δ H _________ 0 (填“>”或 “<”)。 (2)SNCR—SCR 流程中发生的主要反应有: 4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)??4N2(g)+6H2O(g) Δ H=-1 627.2 kJ·mol
-1

① 6NO(g)+4NH3(g)??5N2(g)+6H2O(g) Δ H=-1 807.0 kJ·mol
-1



6NO2(g)+8NH3(g)??7N2(g)+12H2O(g) Δ H=-2 659.9 kJ·mol ③

- 10 -

反应 N2(g)+O2(g)??2NO(g)的 Δ H=__________________kJ·mol 。 (3)NO 和 NH3 在 Ag2O 催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见下图。

-1

①由上图可以看出,脱硝工艺流程应在__________________(填“有氧”或“无氧”)条件 下进行; ②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下 NO 的转化率明显下降的可能原因是 __________________________________________。

(4)NO2 也 可 用 尿 素 [CO(NH2)2] 还 原 , 写 出 尿 素 与 NO2 反 应 的 化 学 方 程 式 : __________________________________________________________。 (5)NO2、O2 和熔融 NaNO3 可制作燃料电池,其原理见右图。该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极 上生成氧化物 Y, 其电极反应为____________________ ________________。 若生成 1 mol Y, 则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为__________________L。 解析 (1)该反应 Δ S<0,依据反应自发进行的复合判据 Δ H-TΔ S<0 知 Δ H<0。(2)根 据盖斯定律,反应①-反应②即得。(3)①从图示可以看出,有氧条件下 NO2 的产率要比无 氧条件高。(4)分析产物除了氮气之外,还应该有 CO2 和 H2O。(5)石墨Ⅰ电极为负极,是 NO2 发生氧化反应,因为 Y 为氧化物,所以 NO2 只能被氧化成 N2O5,以此写出负极电极反应式, 该电池总反应为 4NO2+O2===2N2O5,则生成 1 mol N2O5,消耗 0.5 mol O2,则消耗标准状况 下 O2 的体积为 11.2 L。 答案 (1)< (2)+ 179.8 (3)①有氧 ②温度升高,发生了副反应: 4NH3+ 7O2===4NO2

+6H2O(若答温度升高,NOx 和 NH3 反应的化学平衡向逆反应方向移动也可)
- 11 -

(4)4CO(NH2)2+6NO2===7N2+4CO2+8H2O (5)NO2+NO3 -e ===N2O5 11.2 7.(2014·苏锡常镇二调)碳元素是形成物种最多的元素之一,其中许多物质对人类来说有着 极其重要的作用。
- -

图(1) (1)石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料, 它是世界上最薄却也是最坚硬的 纳米材料,同时也是导电性最好的材料 [ 结构如右图 (1)] 。下列物质可能与它反应的是 __________________(填字母)。 A.氧气 C.浓硝酸 (2)①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) Δ H=a kJ·mol
-1

B.单质氟 D.氢氧化钠溶液

②CH3OH(g)===CO(g)+2H2(g) Δ H=b kJ·mol 则 CH4(g) 与
-1

H2O(g) 反 应 生 成

CH3OH(g) 和

H2(g) 的 热 化 学 方 程 式 为

_____________________________________________________________。 (3)柠檬酸(H3Cit)是重要的三元有机酸,它的三种铵盐均易溶于水,它们可通过 H3Cit 与 氨水反应获得,含碳各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与 pH 的关系如图(2)。

图(2) ①为制取 NH4H2Cit,pH 应控制在__________________________。 ② 柠 檬 酸 和 一 定 量 氨 水 反 应 所 得 溶 液 的 pH 约 为 6.7 时 , 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __________________________________________________________。 (4)另一含碳化合物,其分子式为 C3H6S2O,它是一种重要医药中间体,它的核磁共振氢谱 见图(3)。则它的结构简式为__________________________。
- 12 -

图(3)

图(4) (5)某科研组设计如图(4)装置, 利用电解乙醇和氢氧化钠制取乙醇钠(阳离子交换膜只允许 Na 通过 ) 。电解时阳极生成的气体是 __________________ ,阴极发生的电极反应式为 _______________________________________。 解析 (1)石墨烯实质就是碳单质,它可以燃烧、可以被浓硝酸氧化,又因分子中存在碳碳 双键,所以也能与氟气发生加成反应。(2)由于目标反应中没有 CO,所以将①反应减去② 反应即可得到目标反应,物质变化决定了能量变化,所以所得反应的反应热就等于①的反 应热减去②的反应热,即 Δ H= (a- b) kJ·mol ,所以可得热化学方程式为 CH4(g) + H2O(g)===CH3OH(g)+H2(g) Δ H=(a-b)kJ·mol 。(3)①若要制取 NH4H2Cit,则应使溶液 中的阴离子主要是 H2Cit ,由图中可知在 pH=4 的时候 H2Cit 的浓度达到了最大,所以应 调节 pH 在 4 左右; 从图中可知 pH 约为 6.7 的时候溶液中存在的阴离子主要是 Cit 和 HCit
- 3- 2 - - -1 -1 +

,且两者是 1∶1,所以柠檬酸和一水合氨反应的物质的量之比应为 2∶5。(4)从该有机

物的核磁共振氢谱可以看出,分子中只有一种化学环境的氢,所以它应具有对称结构,且 从其组成可计算得到它的不饱和度为 1,即分子中含有一个双键,则可写出其结构简式为

。(5)由图示可以看出阳极的溶液是氢氧化钠溶液,所以应为 OH



放电生成了氧气,阴极附近为乙醇,所以在电解时是氢元素得电子而生成了氢气,同时生 成了乙醇根离子,所以其电极反应式为 2CH3CH2OH+2e ===2CH3CH2O +H2↑。 答案 (1)ABC (2)CH4(g)+H2O(g)===CH3OH(g)+H2(g) Δ H=(a-b)kJ·mol
-1 - -

- 13 -

(3)①3.8~4.2 均可 ②2H3Cit+5NH3·H2O===HCit +Cit +5NH4 +5H2O
2- 3- +

(4) (5)O2 2CH3CH2OH+2e ===2CH3CH2O +H2↑ 8.(2014·山西四校联考)最近雾霾天气又开始肆虐我国大部分地区。其中 SO2 是造成空气污 染的主要原因,利用钠碱循环法可除去 SO2。 (1) 钠 碱 循 环 法 中 , 吸 收 液 为 Na2SO3 溶 液 , 该 吸 收 反 应 的 离 子 方 程 式 是 __________________________________________。 (2)已知 H2SO3 的电离常数为 K1=1.54×10 ,K2=1.02×10 ,H2CO3 的电离常数为 K1= 4.30×10 ,K2=5.60×10 A.CO3 C.SO3
2- -7 -11 -2 -7 - -

,则下列微粒可以共存的是__________________。 B.HCO3


HSO3 HCO3



HSO3 HCO3



2-



D.H2SO3
2- -



(3)吸收液吸收 SO2 的过程中,pH 随 n(SO3 )∶n(HSO3 )变化关系如下表:
- - n(SO2 3 )∶n(HSO3 )

91∶9 8.2

1∶1 7.2

9∶91 6.2

pH

① 上 表 判 断 NaHSO3 溶 液 显 __________________ 性 , 从 原 理 的 角 度 解 释 原 因 __________________________________________。 ②在 NaHSO3 溶液中微粒浓度关系不正确的是__________________(选填字母)。 A.c(Na )=2c(SO3 )+c(HSO3 ) B.c(Na )>c(HSO3 )>c(H )>c(SO3 )>c(OH ) C.c(H2SO3)+c(H )=c(SO3 )+c(OH ) D.c(Na )+c(H )=2c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH ) (4)当吸收液的 pH 降至约为 6 时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
+ + 2- - - + 2- - + - + 2- - + 2- -

①吸收液再生过程中的总反应方程式是_____________________________。 ②当电极上有 1 mol 电子转移时阴极产物为__________________g。
- 14 -

解析 (1)SO2 能被 Na2SO3 溶液吸收, 反应的离子方程式是 SO3 +SO2+H2O===2HSO3 。 (2)CO3
- 2- - - -

2-



2-

+HSO3 ===SO3 +HCO3 ,A 项不能共存;H2SO3+HCO3 ===HSO3 +CO2↑+H2O,D 项不能共存。 (3)①HSO3 存在:HSO3 ??SO3 +H 和 HSO3 +H2O??H2SO3+OH ,根据表中的数据可知,随
- - n(HSO- 溶液 pH 减小,这说明 HSO3 的电离程度大于 HSO3 的水解程度,因此 NaHSO3 3 )的增大, - - 2- + - -

溶液显酸性。②根据电荷守恒可知,c(Na )+c(H )=2c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH ),D 正 确,A 错误;HSO3 的电离程度大于其水解程度,所以 c(Na )>c(HSO3 )>c(H )>c(SO3 )>c(OH
- - + - + 2-





2-





),B 正确;物料守恒式为 c(Na )=c(SO3 )+c(HSO3 )+c(H2SO3),由电荷守恒式和物料守
+ 2- -



2-



恒式可得出,c(H2SO3)+c(H )=c(SO3 )+c(OH ),C 正确。(4)①根据电解槽所示的变化, 可知 HSO3 在阳极放电的电极反应式是 HSO3 +H2O-2e ===3H +SO4 ;H 在阴极得电子生成 H2,溶液的 c(H )降低,促使 HSO3 电离生成 SO3 ,且 Na 进入阴极室,吸收液得以再生。 吸收液再生过程中的总反应方程式是 HSO3 +H2O===SO4 +H +H2↑。②当电极上有 1 mol 电子转移时,阴极生成 0.5 mol H2,其质量为 1 g。 答案 (1)SO3 +SO2+H2O===2HSO3 (3)①酸
- - 2- - - 2- + + - 2- + - - - + 2- +

(2)BC
+ - - -

HSO3 存在: HSO3 ??SO3 +H 和 HSO3 +H2O??H2SO3+OH , HSO3 的电离程度大于 (4)①HSO3 +H2O===SO4 +H +H2↑ ②1
- 2- +

2-

其水解程度 ②A

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