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1、备战高考化学备考之化学反应原理综合考查压轴突破训练培优易错 难题篇附答案 (1)一、化学反应原理综合考查1 铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如FeCl3 是重要的金属蚀刻剂、水处理剂；影视作品拍摄中常用Fe( SCN) 3 溶液模拟血液；FeS可用于消除水中重金属污染等。（1）已知： 3Cl2g)+2Fe s2FeCl3sH1=akJmol - 1( )=( )2FeCl2232- 1( s)+ Cl ( g)= 2FeCl ( s)H =bkJmol则 2FeCl3( s)+ Fe( s)= 3FeCl2( s)H3=_ 。（ 2）将 c( FeCl3)= 0. 2mol L-
2、1 的溶液与 c( KSCN)= 0. 5mol L- 1 的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应：FeCl3+3KSCNFe( SCN) 3+3KCl，测得常温下溶液中c( Fe3 +) 的浓度随着时间的变化如图1 所示；测得不同温度下 t 1c Fe SCN32时刻时溶液中 如图所示。 ()研究表明，上述反应达到平衡后，向体系中加入适量KCl 固体后，溶液颜色无变化，其原因是 _，根据图1 分析，在 t 1、 t2 时刻，生成 Fe3+的速率较大的是 _时刻。3+-3常温下 Fe+3SCNFe SCN的平衡常数的值约为_，其它条件不变时，若向容器()中加适量蒸馏水，则新平衡建立过程中v(
3、正 ) _v( 逆 ) （填“”“”或“ =”）。根据图2 判断，该反应的H_0（填“”或“”），图中五个点对应的状态中，一定处于非平衡态的是_（填对应字母）。（3）利用 FeS可除去废水中的重金属离子，如用FeS将 Pb2+转化为 PbS 可消除 Pb2+ 造成的污染，当转化达到平衡状态时，废水中2+2+)填具体数据，已知c( Fe )= _c( PbKspPbS810- 28， KspFeS610- 18 。()=()= 【答案】 ( 0 . 5a- 1.5b) kJ mol - 1反应的本质是 Fe3+ +3SCN-Fe( SCN) 3， KCl 的加入对可逆反应状态不造成影响t2100
4、0 a、 b7. 5 109【解析】【分析】（1）根据盖斯定律1( - 3) ，可得热化学方程式；2（2）判断 KCl 固体对可逆反应 Fe3+ +3SCN- ?Fe SCN 3 的影响， t2 时生成物浓度比t 1 时大，逆反应速率较大，故生成Fe3+速率较大；3+-?Fe SCN 3 平衡常数 K=cFe(SCN)3 以此计算；溶液稀释后 QK Fe +3SCN3+3-c(Fe)c(SCN)平衡向左移动，v( 正 )或”“”“或 BD 75% 27 加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率【解析】【分析】【详解】（ 1） WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) ?
5、H1 3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) ?H2由盖斯定律：-4，则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为3Fe3O4(s) 4W(s)=9Fe(s)4WO 3(s) H3=H2-4H1(反应热写为 ?H3 并用含 H1、 AH2 的代数式表示 )；在反应中若有 0.1molFe3O4参加反应，则转移电子8 3 0.1mol=0.8mol。故答案为： 3Fe3O4(s)34W(s)=9Fe(s) 4WO3(s) H3=H2-4H1； 0.8；（ 2）由图可知， 3H2 (g)+WO3(s) ? W(s)+3H2O(g) 随温度升高，氢气的体积分数减小，平衡正向进行，
6、正向为吸热反应，该反应的?H0； a 点要达平衡状态，氢的体积分数要减小，反应正向进行，a 点处的 v 正 v 逆 。故答案为：； ；如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，A氢气消耗的速率与水消耗的速率相等，v 正 (H2)=v 逆 (H2O)，故 A 正确；B WO3 是固体，加入WO3，则 H2 的转化率不变，故B 错误；C反应前后气体的质量不同，容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态，故C 正确；D反应前后气体的体积不变，容器内压强不变时，不一定达到平衡状态，故D 错误；故答案为：BD；由图可知900K， M点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为3mol ，转化率为x，氢气
7、的变化量为3xmol，列出三段式：3H 2 gWO3 s ? W s3H 2O g开始30转化3x3x平衡3 3x3x则有3 3x，氢气的平衡转化率为；100% 25% ，3x=0.7575%平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压 物质的量分数。水蒸汽的30.75分压为 p 总0.75，氢气的分压为p 总 0.25， Kp (900K)=3 =33 =27。故答案为： 75%；27；在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。故答案为：加快氢气的流速可
8、以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。【点睛】本题考查化学平衡的计算，把握盖斯定律计算焓变、化学平衡三段法、转化率及Kp 的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，难点（2）列出三段式，利用 Kp 的定义进行计算。3Cr、 S 等元素的化合物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。（1）还原沉淀法是处理含铬（Cr2O72- 和 CrO42- ）工业废水的常用方法，过程如下： 已知：常温下，初始浓度为-1 的 Na溶液中 c(Cr2O72-+1.0 mol L2CrO4)随 c(H )的变化如图所示。则上述流程中CrO42- 转化为 Cr2
9、O72-的离子方程式为 _ 。 还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。 Cr 3+与 Al3+的化学性质相似，对CrCl3 溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为_。 常温下， KspCr(OH)3=1.010-32，欲使处理后废水中的3+)降至 1.0 10-5-1（即c(Crmol L沉淀完全），应调节至溶液的pH=_。（2） “亚硫酸盐法 ”吸收烟中的SO2 将烟气通入1.0mol/L 的 Na2SO3 溶液，当时，溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为Na2SO3 恰好完全反应时，溶液_（用离子浓度符号和pH 约为 3，此“ ”号表示）。 室温下，将烟道气通入 (NH4)2SO3
10、溶液中，测得溶液 pH 与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。已知部分弱电解质的电离常数（25）如下：电解质电离常数H2SO3Ka1=1.54 10-2Ka2=1.02 10-732b10-5OK =1.74NH H（i ） (NH4 2 3溶液呈 _（填 “酸 ”、 “碱 ”或“中”）性，其原因是 _ 。) SO（ ii ）图中 b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+):n(HSO3- )=_。【答案】2-+2- H2O1:6Cr2O3+-+2-)CrO4 2HCr2O75 c(Na )c(HSO3) c(H ) c(SO3-23的第二电离常数a2-7小于 NH3 2O 的电离常数b3
11、2-的c(OH )碱 H SOK =1.02 10HK，故 SO水解程度比 NH4+的水解程度大，溶液呈碱性3:1【解析】【详解】(1) 从图中可以看出，2-+-7mol/L时，c(Cr2O7) 随 c(H )的增大而不断增大，当c(H )=6.010272-)=0.4mol/L，此时反应达平衡状态，所以此反应为可逆反应。由此可得4 2-转化c(Cr OCrO为 Cr2O72- 的离子方程式为CrO42- 2H+Cr2O72- H2O 答案为 CrO42- 2H+Cr2O72- H2O 依据电子守恒，氧化剂Cr2O72- 与还原剂 Fe2+的关系为： Cr2O72- 6Fe2+从而得出还原过程
12、中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1: 6。答案为 1: 6； Cr 3+与 Al3+的化学性质相似，说明Cr3+在水溶液中易发生水解反应，最终生成Al(OH)3，灼烧时再分解为铬的氧化物。所以对CrCl3溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为Cr2O3。答案为 Cr2O3 KspCr(OH)3= c(Cr 3) c3 (OH)1.010 5c3 (OH )1.0 10-32c(OH) 10 9 mol / L ， pH=5。答案为 5；(2) 将烟气通入1.0mol/L 的 Na2SO3溶液，当 Na2SO3 恰好完全反应时，全部生成NaHSO3，此时溶液pH 约为 3，则表明HSO3-以电
13、离为主。发生的电离、水解反应方程式为：HSO3-H+SO32-、 HSO3-+H2OH2SO3 +OH-、H2OH+OH- 且前面反应进行的程度大于后面反应，从而得出溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+) c(HSO3-) c(H+) c(SO32-) c(OH-)。答案为 c(Na+) c(HSO3-)c(H+)c(SO32-) c(OH- )+2-都将发生水解，从表中数据K=1.02 10-7、 （i）在 (NH4)2SO3 溶液中， NH4 、 SO3a2Kb=1.74 10-5 可以看出， HSO3-的电离常数小， SO32-的水解常数大，所以溶液呈碱性。答案为碱；溶液呈碱性的
14、原因是：溶液H2 3a2 10-7 小于 NH32SO 的第二电离常数K =1.02H O 的电离常数b3 2-的水解程度比NH4+的水解程度大，溶液呈碱性。K ，故SO答案为： H2 3a2-7 小于 NH3 2b32-的水解SO 的第二电离常数 K =1.02 10H O 的电离常数K，故 SO程度比 NH4+的水解程度大，溶液呈碱性。（ ii ）图中 b 点时溶液 pH=7，此时 c(HSO3-)=c(SO3 2-)，则 c(NH4HSO3)=c(NH4)2SO3 ，从而得出 n(NH4+) ： n(HSO3- )= 3：1 答案为 3： 1。4H2O2 的制取及其在污水处理方面的应用是
15、当前科学研究的热点。( 1) “氧阴极还原法”制取H2O2 的原理如题图所示：阴极表面发生的电极反应有：.2H+O2+2e- =H2O2.H2O2+2H+ 2e- =2H2 O.2H+ + 2e- =H2写出阳极表面的电极反应式：_。其他条件相同时，不同初始pH( 均小于 2) 条件下， H2O2 浓度随电解时间的变化如图所示， c( H+) 过大或过小均不利于H2 2制取，原因是 _。O( 2) 存碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：2 2Mn2+(aq)= OH aq)+Mn 3+aq)+OH-(aq)H akJ molH O ( aq)+(? = /2 2Mn3+( aq) +
16、2OH- ( aq)= Mn 2+( aq) + O2- ( aq) + 2H2O( l)?H=bkJ/ molH O ( aq)+-?H=ckJ/ molOH( aq) + O2 ( aq)= O2( g) + OH ( aq)2H2O2( aq)=2H2O( l)+ O2( g)H=_ 。该反应的催化剂为_。( 3) H2O2 O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基OH、( ) ，可有效去除废水中的次磷酸根离子 ( H2PO2- ) 。弱碱性条件下OH将H-氧化成PO 3-，理论上l7g OH可处理含0 001mol/L224. .POH2PO2- 的模拟废水的体积为 _。为比较不同
17、投料方式下含H2PO2- 模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量 H2O2 和 O3，其中一份再加入FeSO4。反应相同时间，实验结果如图所示：添加 FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是_。【答案】 2H 2O-4e- =4H + +O 2c（ H+）过小时，反应的化学反应速率较慢，c（ H+）过大时，主要发生反应（ a+b+c） kJ/ mol Mn 2+2+促进 H产生 OH，25LFe2O2 和 O3氧化产生的3+3-转化为 FePO4沉淀Fe将 PO4【解析】【分析】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；（2）由盖斯定律
18、可得， +可得所求热化学方程式，中间产物Mn 2+为催化剂；3OHH2 2-3-）弱碱性条件下将氧化成PO4，反应为：（?PO4gOH+2OH - +HPO2- =PO3- +4H O , 以此计算废水的体积；242由图可知添加 FeSO后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是2+促进4FeH2O2 和 O3 产生 OH，氧化产生的3+将 PO 3- 转化为 FePO4沉淀。Fe4【详解】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为2H 2 O-4e- =4H + +O 2，故答案为： 2H 2O-4e- =4H + +O 2；（2）已知：H2O2( aq)+ OH
19、( aq) +H22aq)+ Mn2+(aq)=OH aq)+Mn3 +aqOH-(aqH akJ molO()+)? = /Mn3+( aq) + 2OH-( aq)=Mn 2+( aq) + O2- ( aq) + 2H2?H=bkJ/ molO( l)O2-(aq)=O2-(aq?H ckJ mol(gOH)=/) +由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式2H 2O2 aq = 2H 2 O l +O2 g ，则 H=（ a+b+c） kJ/ mol ， Mn 2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，故答案为：（ a+b+c） kJ/ mol ；Mn 2+ ；（3）弱碱性条件下 OH
20、将 H2PO2- 氧化成 PO43 - ，反应为：4gOH+2OH - +H PO- =PO 3-+4H O , l. 7g OH 物质的量 n=1.7g=0.1mol ，则参224217g/molH2-0 025moln0.025mol与反应的2，则废水的体积V= =25L ，PO 物质的量为 .0.001mol/Lc故答案为： 25L；由图可知添加 FeSO后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是2+促进4Fe3+将 PO 3- 转化为 FePO4沉淀，H2O2 和 O3 产生 OH，氧化产生的 Fe4故答案为： Fe2 +促进 H2O2 和 O3产生OH，氧化产生的Fe3+将
21、PO43- 转化为 FePO4沉淀。5 利用工业废气CO2 或 CO 和 H2 在一定条件下可制备燃料甲醇。利用工业废气CO合成甲醇，其能量变化示意图如下：(1)图中曲线 a 到曲线 b 的措施是 _。该反应 S_0( 填“或”“ ”“或，” “，” “=”)。若此反应在a 点时已达平衡状态，a 点的转化率比c 点时该反应的平衡常数K _。II ”， “反应 III ”)。c 点高的原因是 _。【答案】加入催化剂 ab b处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大abc 反应 I 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向16移动3【解析】【分析】【详解】(1)反应路径发生了变化，活化能下降，应为加入催化剂；反应发生后，气体物质的量减小，熵值减小，所以S0；(2)2molH 2 完全反应释放的热量是91kJ，现在反应达平衡后只释放了45.5kJ 的热量，所以H 消耗