江苏省2014届高考化学二轮复习简易通下篇专题2-2专练5化学反应原理综合题

1专练五化学反应原理综合题命题角度①根据已知热化学方程式，利用盖斯定律进行热化学方程式的书写、ΔH的计算；②判断原电池或电解池的电极名称，电子、离子移动方向，书写电极反应式；③影响化学反应速率和化学平衡移动的因素、化学平衡常数和转化率的计算；④溶液中的离子反应及离子浓度大小比较等。解题策略在解题时要注意以下几个方面：首先快速浏览全题，整体把握题目，明确知识考查背景，以及考查了哪方面的化学反应原理，产生总体印象；其次逐字逐句认真审题，深入思考，准确把握题目提供的条件及求解问题，充分探究题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题，联系化学原理，分析推理解决问题；第三各个问题逐个突破，切不可因一个问题没有解决而放弃其他问题；第四认真作答，规范书写，把握答题要点切不可似是而非；最后认真检查再次突破搁置难点。题型狂练1．(2013·江苏，20)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的作用。(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3则ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO460molCuSO4能氧化白磷的物质的量是________。(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。2①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在____________________________；pH＝8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为________。②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液则显酸性，其原因是_________________________________________(用离子方程式表示)。(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇()以物质的量之比2∶1反应时，可获得一种新型阻燃剂中间体X，并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。①酸性气体是________(填化学式)。②X的结构简式为________。解析(1)由盖斯定律，目标反应可由反应①＋反应②×6，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝＋2821.6kJ·mol－1。(2)Cu3P中Cu显＋1价，所以60molCuSO4参加反应得到60mol电子，P4被氧化到H3PO4，每有1molP4被氧化失去电子20mol，所以60molCuSO4能氧化3mol白磷。(3)①由图可知pH介于4和5.5时溶液中只有H2PO－4。当pH＝8时，c(HPO2－4)＞c(H2PO－4)。②Na2HPO4溶液显碱性是因为HPO2－4的水解大于其电离。由题干可知Ca3(PO4)2难溶于水，加入CaCl2溶液，生成Ca3(PO4)2沉淀，促进电离平衡正向移动生成H＋，则溶液呈酸性。(4)①由两种反应物中含有的元素可知酸性气体是HCl。②由于有HCl生成，该反应可以看作三氯氧磷中的Cl与季戊四醇中的羟基H结合，即发生3取代反应，由二者物质的量之比为2∶1，可知每份三氯氧磷中2个氯原子与季戊四醇中2个羟基氢原子结合成HCl，P原子与两个羟基氧原子结合成环，由此可写出X的结构简式。答案(1)2821.6(2)3mol(3)①4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)c(HPO2－4)c(H2PO－4)②3Ca2＋＋2HPO2－4===Ca3(PO4)2↓＋2H＋(4)①HCl②2．天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。Ⅰ.在制备合成氨原料气(H2)中的应用(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2kJ/molCH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.0kJ/mol上述反应所得原料气中的CO会使氨合成催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在条件下CO与水蒸汽反应生成易除去的CO2，同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是________________________________________________________。(2)CO变换反应的汽气比(水蒸汽与原料气中的CO的物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳的量与转化前一氧化碳的量之比)的关系如下图所示：析图可知：①相同温度时，CO平衡变换率与汽气比的关系是________________。4②汽气比相同时，CO平衡变换率与温度的关系是________________。(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp)，则CO变换反应的平衡常数表示式为：Kp＝________。随温度的降低，该平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下图所示。(1)外电路电子流动方向：由____流向____(填字母)。(2)空气极的电极反应式是__________________________________________。(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜，当电路中有0.6mole－转移时，有________g精铜析出。解析Ⅰ.(1)根据盖斯定律，用第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式，即可得出所求反应的热化学方程式。Ⅱ.(3)Cu2＋＋2e－===Cu2mol1mol0.6molnn＝0.3molm＝0.3mol×64g/mol＝19.2g。答案Ⅰ.(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ/mol(2)①汽气比越大，CO平衡变换率越大②温度越高，CO平衡变换率越小(3)pCO2·pH2pCO·pH2O增大Ⅱ.(1)AB(2)O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3(3)19.23．(2013·吉林长春市一模，517)以甲烷(CH4)、合成气(CO和H2)、CO2、甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)等为初始反应物可以合成一系列重要的化工原料和燃料。其中作为初始反应物的甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。②如表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。温度250℃300℃350℃K2.0410.2700.012由表中数据判断ΔH1________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。③某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2mol/L，则CO的转化率为________，此时的温度为________℃(从上表中选择)。(2)已知在常温常压下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1＝－1277.0kJ/mol②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ/mol③H2O(g)===H2O(l)ΔH3＝－44.0kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：______________。(3)2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电池。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。①该电池工作时，c口通入的物质为________；该电池负极的电极反应式为________________。②工作一段时间后，当6.46g甲醇完全反应生成CO2时，有________NA个电子转移。③若该电池通入O2的量为1L(标准状况)，且反应完全，则用此电池来电解NaCl溶液(惰性电极)，最多能产生Cl2的体积为________L(标准状况)。解析(1)①化合反应的原子利用率最高，为100%。②温度升高，化学平衡常数减小，反应向逆反应方向移动，正反应放热，故ΔH1＜0。③达到平衡时，反应的CO的物质的量为2mol－2L×0.2mol/L＝1.6mol，转化率为1.6mol2mol×100%＝80%，平衡常数K＝cCH3OHcCO·c2H2＝0.80.2×1.42＝2.041，所以此时的温度为250℃。(2)根据盖斯定律，由12×①－12×②＋2×③可得所求的热化学方程式。(3)①根据装置图可知，d处生成大量的水，所以c口是通入氧气；负极的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋。②当6.4g(0.2mol)甲醇完全反应生成CO2时，转移1.2mol电子。③电解NaCl溶液生成Cl2的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，根据电荷守恒可知生成Cl2的体积为2L(标准状况)。答案(1)①Ⅰ②＜③80%250(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5kJ/mol(3)①O2CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋②1.2③2