高考化学大二轮复习增分练第28题化学反应原理综合题

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1、第28题化学反应原理综合题1已知：CH3OH(l)、H2(g)的燃烧热(H)分别为727 kJmol1、285.8 kJmol1。H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1。几种化学键的键能如下。化学键C=OHOCOHHO=OCH键能/(kJmol1)803463351436497413.4(1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式_。(2)根据燃烧热计算CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(g)H_。(3)根据键能计算CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H_。(4)在图1中画出表示液态甲醇燃烧热的能量变化：(5)甲醇空气在KOH溶液中构成燃料电池，放电一段时间后

2、，测得电解质溶液中离子浓度大小关系为c(K)c(HCO)c(OH)c(CO)c(H)，装置如图2所示。放电过程中，OH向_(填“石墨”或“铂”)极迁移；负极的电极反应式为_。解析：(1)根据题中已知信息可写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1。(2)根据题中已知信息可得：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(g)H1，CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2727 kJmol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H444 kJmol1。根据盖斯定律，3，

3、即H1(285.8372744)kJmol186.4 kJmol1。(3)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能。H(80324363413.433514633)kJmol166.2 kJmol1。(4)画图要点：化学计量数、物质状态、反应热要对应。(5)放电过程中，OH向负极迁移。由图可知燃料电池中石墨作负极，铂作正极。由离子浓度关系知，KOH最终生成了KHCO3，结合产物KHCO3书写负极反应式。答案：(1)H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1(2)86.4 kJmol1(3)66.2 kJmol1(4)如图所示(5)石墨CH3OH6e7OH=HCO5H2O2草

4、酸(H2C2O4)是一种还原性二元酸，存在于菠菜等植物中。已知：常温下，草酸的电离常数K15.4102，K25.4105；溶度积常数Ksp(CaC2O4)2.34 109，Ksp(CaSO4)9.10106。请回答下列问题：(1)生活中，长期将豆腐与菠菜混合食用，容易损失钙元素且易患胆结石疾病。简述理由_。(2)写出草酸在水中的电离方程式_。(3)已知KHC2O4溶液呈酸性，则溶液中c(H2C2O4)_c(C2O)。若0.1 molL1 H2C2O4溶液中第二步电离的c(H)a molL1，则0.1 molL1 KHC2O4溶液中HC2O电离出来的c(H)_a molL1。(填“”“”或“”)

5、(4)常温下，将某浓度的1 mL H2C2O4溶液加蒸馏水稀释，其溶液pH与加水稀释后溶液体积的关系如图所示。能代表H2C2O4溶液稀释情况的是曲线 _(填“”或“”)。在稀释该溶液过程中，下列物理量始终增大的是_(填代号)。A.Bc(H)c(C2O)C.D.(5)草酸亚铁样品纯度测定：准确称取m g草酸亚铁(FeC2O4)样品研成粉末溶于适量的稀硫酸中(假设杂质不反应)配成250 mL溶液。准确量取20 mL该溶液于锥形瓶中，用c molL1 K2Cr2O7酸性溶液(用稀硫酸酸化)滴定至终点，消耗滴定液V mL(还原产物为Cr3，氧化产物为Fe3和CO2)。盛装滴定液的滴定管宜选择_(填代号

6、)。A碱式滴定管 B酸式滴定管根据上述数据计算，该草酸亚铁样品的纯度为_。解析：(1)由硫酸钙、草酸钙的溶度积知，硫酸钙在一定条件下易转化成更难溶的草酸钙，故长期将豆腐与菠菜混合食用，容易损失钙元素且易患胆结石疾病。(2)由电离常数知，草酸是二元弱酸，分两步电离。(3)KHC2O4溶液呈酸性，说明HC2O的电离程度大于其水解程度，故该溶液中c(H2C2O4)c(C2O)。H2C2O4的第二步电离受到第一步电离出来的H的抑制作用，所以对于相同浓度的H2C2O4溶液和KHC2O4溶液，KHC2O4溶液中HC2O电离出来的c(H)较大。(4)草酸是二元弱酸，在稀释过程中，未电离的草酸分子继续电离，p

7、H2的H2C2O4溶液稀释1 000倍后溶液的pH5，故曲线符合题意。A项，K1，其只与温度有关，稀释过程中K1不变；B项，稀释过程中，溶液中c(H)和c(C2O)均减小，故c(H)c(C2O)减小；C项，K1K2c2(H)，稀释过程中c(H)减小，K1和K2不变，故增大；D项，温度不变，水的离子积不变，弱酸溶液在稀释过程中c(H)减小，c(OH)增大，故增大，故选C、D。(5)滴定管中盛装K2Cr2O7酸性溶液，故应选用酸式滴定管。根据题目提示的产物，可知滴定反应的离子方程式为2FeC2O4Cr2O14H=2Fe34CO22Cr37H2O。参与反应的n(K2Cr2O7) mol，n(FeC2

8、O4)2 mol，草酸亚铁样品的纯度为：w(FeC2O4)100%100%。答案：(1)豆腐中的硫酸钙易转化成更难溶的草酸钙(2)H2C2O4HHC2O、HC2OHC2O(3)(4)CD(5)B100%3C1化学是研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH及HCHO)为原料合成工业产品的有机化学及工艺。请回答下列问题：(1)已知温度为T时：(a)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1(b)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为

9、_。天然气与二氧化碳在一定条件下也能制备合成气。利用上述热化学方程式，能否计算CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)的H？答：_(填“能”或“否”)。(2)在一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H。达到平衡时CO的转化率为且升高温度CO的平衡转化率降低。H_0(填“”“”或“”)。平衡体系中，CH3OH的体积分数为_(用代数式表示，下同)。上述条件下，该反应的平衡常数K为_。(3)合成气(CO、H2)与空气构成碱性燃料电池，装置如图所示。已知：电流由铂极经导线流向石墨电极。若U形管中盛装500

10、mL 2 molL1 KOH溶液，恰好消耗(H2与CO体积之比为1：1)合成气11.2 L(标准状况)，则此时电解质溶液中离子浓度大小顺序为_。石墨极的电极反应式为_。(4)在密闭容器中投入CO2、H2，在一定条件下发生反应： CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H”“”或“”)。 解析：(1)根据盖斯定律，(b)式(a)式得：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1。根据盖斯定律，(a)式2(b)式得：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1，故能求反应热。(2)升高温度，CO的平衡转化率降低，说明正反应是放热反应，

11、即Hc(OH)c(CO)c(HCO)c(H)。(4)该可逆反应的特点：正反应是气体分子数减小的放热反应。图甲中X由小到大变化时，CO2的转化率减小，说明X可以表示温度(或投料比)，对应的L表示投料比(或温度)，且L1小于L2。增大压强，CO2的转化率增大，G为压强，M1、M2表示投料比，且M1小于M2。答案：(1)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1能(2)c(OH)c(CO)c(HCO)c(H)CO2e4OH=CO2H2O、H22e2OH=2H2O(4)温度(或投料比)O2B酸性：H2SH2OC还原性：H2SH2O D热稳定性：H2OH2S(3)稀硫酸作铅蓄

12、电池的电解质溶液，铅蓄电池放电时，负极反应式为 _。若开始时两电极质量相等，则转移1 mol电子时两电极质量之差为_g。(4)已知下列反应的能量变化如图所示：2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H_kJmol1。根据图1、图2写出NO2和SO2反应的热化学方程式_。(5)某人设想以图3所示装置，用电化学原理生产硫酸。 写出负极产生SO2、SO3的电极反应式_。若电路上有6 mol电子转移，生成H2SO4的质量为63.7 g，则电流效率等于_。(电流效率100%)(6)某溶液含0.020 molL1 Mn2，向该溶液中逐滴加入0.10 molL1的H2S溶液，当Mn2开始沉淀时，溶液中c(S

13、2)_。已知：Ksp(MnS)2.81013解析：(1)S2核内有16个质子，核外有18个电子。(2)根据简单氢化物热稳定性、还原性可以比较元素非金属性的强弱。(3)铅蓄电池放电时总反应式为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。负极反应式为PbSO2e=PbSO4；正极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O。若转移2 mol 电子，则负极净增质量相当于1 mol “SO4”的质量，正极净增质量相当于1 mol“SO2”的质量，两电极质量之差为32 g。故转移1 mol电子时，两电极质量之差为16 g。(4)由图2知，2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H98.7 kJm

14、ol12197.4 kJmol1。由图1得NO(g)O2(g)=NO2(g)H56.5 kJmol1，由图2得SO2(g)O2(g)=SO3(g)H98.7 kJmol1，根据盖斯定律，第二个式子第一个式子得NO2(g)SO2(g)=NO(g)SO3(g)H98.7 kJmol1(56.5 kJmol1)42.2 kJmol1。(5)负极上硫失去电子生成SO2、SO3，O2参与反应。n(H2SO4)0.65 mol。S6e3O2=SO3，SO3H2O=H2SO4，生成0.65 mol H2SO4时，消耗电子总物质的量为0.656 mol，故电流效率100%65%。(6)Mn2开始沉淀时，溶液中

15、c(S2)1.41011 (molL1)。答案：(1)16 (2)CD(3)PbSO2e=PbSO416(4)197.4NO2(g)SO2(g)=NO(g)SO3(g)H42.2 kJmol1(5)S4e2O2=SO2S6e3O2=SO365%(6)1.41011 molL15碳及其氧化物的转化和回收利用是科学家研究的热点。已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3484 kJmol1请回答下列问题：(1)氢气的燃烧热H_242 kJmol1。(填“”“”或“”)(2)C

16、(s)O2(g)=CO(g)H_。(3)在2 L恒容密闭容器中进行反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，假定温度保持不变，则下列情况表明可逆反应达到平衡状态的是_。ACO和H2的生成速率相等BC的浓度不变C.不变D气体压强恒定(4)将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，得到如下数据：实验序号温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCO21500483.242750240.833750240.81该反应的平衡常数表达式为_。实验1中，04 min内，以v(H2O)表示的反

17、应速率为_。实验2达到平衡时CO的转化率为_。实验3与实验2相比，改变的条件是_；请在下图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线，并作必要的标注。解析：(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式中对应生成的水呈液态，反应生成气态水，气态水变成液态水时放出热量。(2)根据盖斯定律，由得：C(s)O2(g)=CO(g)H(393566)kJmol1110 kJmol1。(3)CO、H2都是产物，故CO和H2的生成速率相等不能表明可逆反应达到平衡状态，A项错误；C呈固态，浓度始终不变，故C的浓度不变不能表明可逆反应达到平衡状态，B项错误；是该可逆反应的平衡常数表达式，温度保持不变的前

18、提下，平衡建立过程中(即浓度商)的值一直变化，达到平衡状态时其值(即平衡常数)不变，故不变表明可逆反应达到平衡状态，C项正确；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，恒温、恒容条件下，气体压强不变表明可逆反应达到平衡状态，D项正确。(4)该可逆反应的反应物和产物都呈气态，故平衡常数表达式为K。由反应式知，v(H2O)v(CO2)0.8 molL1min1。4 mol CO在实验2中转化了0.8 mol，故达到平衡时CO的转化率为20%。比较实验2和实验3知，起始投入反应物的量相同，产物的量相同，即反应物的转化率相等，实验3所用时间较短，说明实验3加入了催化剂。催化剂能缩短反应达到平衡的时间，但平衡不移动。答案：(1)(2)110 kJmol1(3)CD(4)K0.8 molL1min120%加催化剂如图所示内容总结（1）第28题化学反应原理综合题1已知：CH3OH(l)、H2(g)的燃烧热(H)分别为727 kJmol1、285.8 kJmol1