高考化学二轮复习 大题专题（三）化学原理综合应用1.doc

1( (三三) )化学原理综合应用化学原理综合应用1．次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强还原性回答下列问题： (1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：____________________ (2)H3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag＋还原为银单质，从而可用于化学镀银 ①H3PO2中，磷元素的化合价为__________ ②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4∶1，则氧化 产物为________________________(填化学式) ③NaH2PO2是________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________(填“弱酸性” 、 “中性”或“弱碱性”) (3)H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与 Ba(OH)2溶液反应生成 PH3气体和 Ba(H2PO2)2，后 者再与硫酸反应写出白磷与 Ba(OH)2溶液反应的化学方程式： ________________________ 解析：(1)由于 H3PO2是一元中强酸，所以其电离方程式为 H3PO2AH＋＋H2PO2)－ 2①根据化合物中正负化合价的代数和为 0，H 是＋1 价，O 是－2 价，所以在 H3PO2中 P 元素 的化合价为＋1 价；②根据题意结合电子守恒，原子守恒可知，氧化产物为 H3PO4，还原产物是 Ag；③根据元素的化合价及电离情况可知 H3PO2的结构是，所以 NaH2PO2是正 盐；由于该盐是强碱弱酸盐，所以该溶液显弱碱性。

3)根据题意可得白磷与氢氧化钡溶液 反应的化学方程式是 2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 答案：(1)H3PO2AH＋＋H2PO－ 2 (2)①＋1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性 (3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 2．研究发现，NOx和 SO2是雾霾的主要成分 (一)NOx主要来源于汽车尾气 已知：N2(g)＋O2(g) A2NO(g) ΔH＝＋180.50 kJ·mol－12CO(g)＋O2(g) A2CO2(g) ΔH＝－566.00 kJ·mol－1 (1)为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将 NO 和 CO 转化成无 污染气体参与大气循环写出该反应的热化学方程式______________________2)T℃时，将等物质的量的 NO 和 CO 充入容积为 2 L 的密闭容器中，保持温度和体积 不变，反应过程(0～15 min)中 NO 的物质的量随时间变化如图所示 ①T℃时该化学反应的平衡常数K＝________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充 入 CO、N2各 0.8 mol，平衡将________(填“向左” 、 “向右”或“不”)移动。

②图中 a、b 分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平 衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是________填“a”或 “b”) ③15 min 时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件 可能是______________________ (二)SO2主要来源于煤的燃烧燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关 键2(3)用纯碱溶液吸收 SO2可将其转化为 HSO该反应的离子方程式是－ 3 ____________________ (4)如图电解装置可将雾霾中的 NO、SO2分别转化为 NH和 SO＋ 42－4 ①写出物质 A 的化学式__________________，阳极的电极反应式是 ______________________ ②该电解反应的化学方程式为______________ 解析：本题考查盖斯定律、化学平衡移动原理和化学平衡常数的计算、电解原理等 (1)将题给热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由②－①可得 2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－746.50 kJ·mol－1。

2)①根据“三段式”法进=====催化剂行计算：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)=====催化剂开始(mol·L－1)：0.2 0.2 0 0 转化(mol·L－1)：0.1 0.1 0.1 0.05 平衡(mol·L－1)：0.1 0.1 0.1 0.05平衡常数K＝L·mol－1＝5 L·mol－1平衡时再向容器中充入0.05 × 0.12 0.12 × 0.12 CO 和 N2各 0.8 mol，则此时c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(N2)＝0.45 mol·L－1，浓度商Qc＝＝1.8

＋ 42－4答案：(1)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－746.50 =====催化剂kJ·mol－1 (2)①5 L·mol－1 向右 ②b ③增大 CO 的物质的量浓度或增大压强或降低温度 (3)H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2↑2－3－ 3 (4)①H2SO4 SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋2－4②5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4=====通电3．氮的固定意义重大，氮肥的使用大幅度提高了粮食产量 (1)目前人工固氮最有效的方法是____________________(用一个化学方程式表示)2)自然界发生的一个固氮反应是 N2(g)＋O2(g)2NO(g)，已知=====放电N2、O2、NO 三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为 946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1、632 kJ·mol－1，则该反应的 ΔH＝________kJ·mol－1该反应在放电或极高 温度下才能发生，原因是 ________________________________________________________________。

(3)100 kPa 时，反应 2NO(g)＋O2(g) A2NO2(g)中 NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图 1，反应 2NO2(g) AN2O4(g)中 NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图 23①图 1 中 A、B、C 三点表示不同温度、压强下 2NO(g)＋O2(g) A2NO2(g)达到平衡时 NO 的转化率，则________点对应的压强最大 ②100 kPa、25℃时，2NO2(g) AN2O4(g)平衡体系中 N2O4的物质的量分数为 ________，N2O4的分压p(N2O4)＝________kPa，列式计算平衡常数Kp＝________Kp用平 衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数) ③100 kPa、25℃时，V mL NO 与 0.5V mL O2混合后最终气体的体积为________mL4)室温下，用注射器吸入一定量 NO2气体，将针头插入胶塞密封(如图 3)，然后迅速 将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间 从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐________(填“变深”或“变浅”)，原因是 ______________________________。

[已知：2NO2(g) AN2O4(g)在几微秒内即可达到化学 平衡] 解析：(2)根据 ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，知该反应的 ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－632 kJ·mol－1×2＝＋180 kJ·mol－13)①图 1 中曲线为 等压线，A、C 在等压线下方，B 在等压线上方，A、C 点相对等压线，NO 的平衡转化率减小， 则平衡逆向移动，为减小压强所致，B 点相对等压线，NO 的平衡转化率增大，则平衡正向 移动，为增大压强所致，故压强最大的点为 B 点②100 kPa、25℃时，NO2的平衡转化率 为 80%，设起始时 NO2的浓度为a，则平衡时 NO2的浓度为 0.2a，N2O4的浓度为 0.4a，故N2O4的物质的量分数为×100%＝66.7%N2O4的分压p(N2O4)＝100 0.4a 0.2a＋0.4akPa×66.7%＝66.7 kPaKp＝＝＝0.06(kPa)pN2O4 p2NO2100 kPa × 66.7% [100 kPa × 1－66.7%]2－1③V mL NO 与 0.5V mL O2生成V mL NO2，根据 100 kPa、25℃时，2NO2(g) AN2O4(g) 平衡体系中 NO2的转化率为 80%，知平衡时气体的体积为V mL×(1－80%)＋V mL×80%× ＝0.6V mL。

4)根据题图 2，知 2NO2(g) AN2O4(g)为放热反应，将气体体积压1 2缩为原来的一半并使活塞固定，相当于增大压强，会使平衡正向移动，反应放出热量，直 至达到平衡，继续放置时气体温度降低，促使平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低，气体 颜色逐渐变浅答案：(1)N2＋3H22NH3 (2)＋180 N2分子中化学键很稳定，反应需要很高的活化能(3)①B ②66.7% 66.7 ＝＝0.06(kPa)－1pN2O4 p2NO2100 kPa × 66.7% [100 kPa × 1－66.7%]2 ③0.6V (4)变浅 活塞固定时 2NO2(g) AN2O4(g)已达平衡状态，因反应是放热反应，放置时 气体温度下降，平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低 4．以高纯 H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料4中若混有 CO 将显著缩短电池寿命以甲醇为原料制取高纯 H2是重要研究方向 (1)甲醇在催化剂作用下裂解可得到 H2，氢元素利用率达 100%，反应的化学方程式为 ______________，该方法的缺点是______________。

(2)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应： 主反应：CH3OH(g)＋H2O(g) ACO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49 kJ·mol－1副反应：H2(g)＋CO2(g) ACO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·mol－1 ①既能加快反应速率又能提高 CH3OH 平衡转化率的一种措施是__________________ ②分析适当增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处 ______________ ③某温度下，将nH2O∶nCH3OH＝1∶1 的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1， 反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为____________忽略副反应) ④工业生产中，单位时间内，单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为 m3/(m3催化剂·h)，简化为 h－1]一定条件下，甲醇的转化率与温度、空速的关系如图 空速越大，甲醇的转化率受温度影响越________________其他条件相同，比较 230℃时 1 200 h－1和 300 h－1两种空速下相同时间内。