2020-2021高考化学压轴题专题复习—氧化还原反应的综合附详细答案 下载本文

(4)A.由二者的电离常数分析,即便混合液pH>7,也有可能出现V<10,A不正确; B.若混合液pH<7,则反应生成C6H5ONH4后,剩余的C6H5OH又发生电离,从而使溶液显

-+-

酸性,由此可得出c(C6H5O)>c(NH4+)> c(H)>c(OH),B不正确;

C.V=10时,二者刚好完全反应,混合液中发生C6H5O-、NH4+的水解反应,水的电离程L度大于10mL0.01mol·

-1

苯酚溶液中水的电离程度,C错误;

D.V=5时,n(C6H5OH)=2n(NH3·H2O),依据守恒原则,2c(NH3·H2O)+2c(NH4+)=c(C6H5O-)+c(C6H5OH),D正确。答案为:D; (5)Na2CO3第一步水解反应为CO32-+H2O

HCO3-+OH-,水解常数的表达式为

c(HCO3-)?c(OH-)c(HCO3-)?c(OH-)Kb?。答案为:Kb?。

c(CO32-)c(CO32-)

13.(Ⅰ)工业尾气SO2、NO2是污染大气、形成酸雨的罪魁祸首。请回答下列问题:异氰酸(化学式:HNCO,C为+4价)可用于消除尾气中的NO2。其反应原理为:HNCO+NO2→N2+CO2+

(未配平)。

①上述反应的氧化剂是____________。 ②配平后方框内应填写____________。

③每处理33.6LNO2(标准状况),反应中转移电子的数目为____________。

(Ⅱ)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2.已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=﹣566.0kJ? mol﹣1;2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ? mol﹣1;2H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44.0kJ? mol﹣1。 (1)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:____________。 (2)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△H=﹣92.4kJ?moL﹣1。

①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示.图中t3时引起平衡移动的条件可能是______,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______。

②温度为T℃时,将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中,充分反应后测得N2的平衡转化率为50%.则反应在T℃时的平衡常数为______mol﹣2?L2。

垐垐垐③目前工业合成氨的原理是:N2+3H2噲垐垐垎垐2NH3如图表示随条件改变,平衡体系500。C、铁触媒中氨气体积分数的变化趋势,当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(填序号,下同)___,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是___。

20-50MPa

(3)常温下氨气和HCl均极易溶于水,现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合,所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为____>____>____>____。

【答案】NO2 4H2O 6NA CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ/mol 升高温度 t2﹣t3 4 c a c(Cl﹣) c(NH4+) c(H+) c(OH﹣) 【解析】 【分析】

(Ⅰ)HNCO中C为+4价,则氮元素是-3价,根据方程式可知,反应后NO2中氮元素由+4价降低到0价,得到4个电子,NO2是氧化剂,HNCO中氮元素由-3价升高到0价,失去3个电子,HNCO是还原剂; (Ⅱ)(1)由盖斯定律计算可得;

(2)①合成氨反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,正逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动,达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量增大,升高温度,正逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量减小,使用催化剂,正逆反应速率均增大,平衡不移动,平衡混合物中NH3的含量不变; ②建立三段式,依据三段式数据计算化学平衡常数;

③合成氨反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,升高温度,平衡向逆反应方向移动;

(3)相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性。 【详解】

(Ⅰ)HNCO中C为+4价,则氮元素是-3价,根据方程式可知,反应后NO2中氮元素由+4价降低到0价,得到4个电子,NO2是氧化剂,HNCO中氮元素由-3价升高到0价,失去3个电子,HNCO是还原剂,根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是3:4,根据原子守恒可知反应还有水生成,则反应的化学方程式为8HNCO+6NO2=7N2+CO2+4H2O,标

33.6L准状况33.6LNO2的物质的量为22.4L/mol=1.5mol,则反应转移的电子数目为1.5mol×4NA

mol—1=6NA,故答案为:NO2;4H2O;6NA;

(Ⅱ)(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ?moL-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ?moL-1,根据盖斯定律,①-②得2CO(g)+2H2O(g)=2H2(g)+2CO2(g),则△H=-566kJ?moL-1-(-483.6kJ?moL-1)=-82.4kJ?moL-1,反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2kJ?moL-1,故答案为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2kJ?moL-1;

(2)①合成氨反应为气体体积减小的放热反应,由图可知,t1时增大压强,正逆反应速率

均增大,正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量增大,t3时升高温度,正逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡向逆反应方向移动,达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量减小,t5时使用催化剂,正逆反应速率均增大,正反应速率等于逆反应速率,说明平衡不移动,平衡混合物中NH3的含量不变,则t3时引起平衡移动的条件是升高温度,平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2﹣t3,故答案为:升高温度;t2﹣t3; ②已知N2的平衡转化率为50%,由题给数据建立如下三段式: N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

起(mol/L) 2 4 0 变(mol/L) 1 3 2 平(mol/L) 1 1 2 由三段式所得数据可得化学平衡常数K=c(Nc2(NH3)c2)3(H2==4,故答案为:4; )1mol/L?(1mol/L)3(2mol/L)2③合成氨反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氨气体积分数增大,c符合;升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气体积分数减小,a符合,故答案为:c;a;

(3)相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性,则溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为c

﹣﹣﹣

(Cl)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH),故答案为:c(Cl);c(NH4+);c(H+);c

(OH﹣)。 【点睛】

依据合成氨反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,正逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动,升高温度,正逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,使用催化剂,正逆反应速率均增大,平衡不移动分析解答是解答关键。

14.(1)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______

a.NH3 b.HI c.SO2d.CO2

(2)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:__________ (3)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = -571.6kJ/mol; 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -566.0kJ/mol

计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H =________。 (4)某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

CH3OH(g) △H = —90.8kJ/mol。

①该电池工作时,负极是_______极(填“a”或 “b”);

②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为_________________。

(5)电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如下: 已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)

2MgCl2(aq)+SiO2(s)+ 2H2O(l) △H =-49.04 kJ·mol-1

①某橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为_____________。 ②在上图虚框内补充一步工业生产流程______________。

③经分析,所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3。为提纯,可采取的措施依次为:对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理。判断产品洗净的操作是__________。 【答案】b 4KClO39MgO·FeO·5SiO2

KCl+3KClO4 -1527.6kJ /mol b CH3OH+8OH-—6e-=CO32-+6H2O

取少量最

后一次的洗涤液,加硝酸酸化的硝酸银溶液,如无沉淀产生,则已洗净 【解析】 【分析】

(1)根据四种气体的酸碱性以及氧化还原性分析。 (2)根据原子守恒和电子守恒分析生成物,然后配平。 (3)根据盖斯定律计算△H。

(4)燃料电池的负极是通燃料的一极,在碱性环境下写负极的电极反应式。

(5)硅酸盐写成氧化物的形式,按照先活泼金属氧化物后不活泼氧化物,后二氧化硅顺序写;固定二氧化碳可以用碱,工业上制取NaOH的方法是电解法;判断产品洗净的原理是检验固体上可能附着的离子。 【详解】