高考化學大二輪復習 第二部分 試題強化突破 29 無機化學與化學反應原理綜合(第30題)課件

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1、第29講無機化學與化學反應原理綜合(第30題)-2-精選例題命題探究解題策略(20184浙江選考)(一)以四甲基氯化銨(CH3)4NCl水溶液為原料,通過電解法可以制備四甲基氫氧化銨(CH3)4NOH,裝置如圖1所示。(1)收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)寫出電池總反應:。-3-精選例題命題探究解題策略(二)乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)H=-2.7kJmol-1已知純物質和相關恒沸混合物的常壓沸點如下表:-4-精選例題命題探究解題策略請完成:(1)關于該反應,下列說法

2、不合理的是。A.反應體系中濃硫酸有催化作用B.因為化學方程式前后物質的化學計量數(shù)之和相等,所以反應的S等于零C.因為反應的H接近于零,所以溫度變化對平衡轉化率的影響大D.因為反應前后都是液態(tài)物質,所以壓強變化對化學平衡的影響可忽略不計-5-精選例題命題探究解題策略(2)一定溫度下該反應的平衡常數(shù)K=4.0。若按化學方程式中乙酸和乙醇的化學計量數(shù)比例投料,則乙酸乙酯的平衡產率y=;若乙酸和乙醇的物質的量之比為n 1,相應平衡體系中乙酸乙酯的物質的量分數(shù)為x,請在圖2中繪制x隨n變化的示意圖(計算時不計副反應)。(3)工業(yè)上多采用乙酸過量的方法,將合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加熱至110左右發(fā)生

3、酯化反應并回流,直到塔頂溫度達到7071,開始從塔頂出料?？刂埔宜徇^量的作用有。-6-精選例題命題探究解題策略(4)近年,科學家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:在常壓下反應,冷凝收集,測得常溫下液態(tài)收集物中主要產物的質量分數(shù)如圖3所示。關于該方法,下列推測合理的是。A.反應溫度不宜超過300B.增大體系壓強,有利于提高乙醇平衡轉化率C.在催化劑作用下,乙醛是反應歷程中的中間產物D.提高催化劑的活性和選擇性,減少乙醚、乙烯等副產物是工藝的關鍵-7-精選例題命題探究解題策略-8-精選例題命題探究解題策略-9-精選例題命題探究解題策略-10-精選例題命題探究解題策略(4)A項,根據(jù)乙醇催化合成乙

4、酸乙酯的新方法和圖像,可知反應溫度不宜超過300,合理;B項,增大體系壓強,平衡逆向移動,故不利于提高乙醇平衡轉化率,不合理;C項,由圖像可知,乙醛的質量分數(shù)在275之后逐漸減小,乙酸乙酯的質量分數(shù)逐漸增大,所以乙醛是反應歷程中的中間產物,合理;D項,有機反應中副反應較多,提高催化劑的活性和選擇性,減小乙醚、乙烯等副產物,提高催化劑的活性有利于反應的發(fā)生,合理。故選ACD。-11-精選例題命題探究解題策略30題是加試題的第1題,涉及元素化合物、化學反應原理知識,往往圍繞一個有實際背景的可逆反應進行,考查熱化學反應方程式、標準燃燒熱、蓋斯定律、化學反應速率、化學平衡移動、電化學、化學平衡及電解質

5、溶液的知識,涉及的基本能力有審題能力、計算能力、簡答能力及繪圖能力等。此題考查知識全面,題目綜合性較強,有一定難度。-12-精選例題命題探究解題策略-13-精選例題命題探究解題策略跟蹤訓練跟蹤訓練1.(201711浙江選考)(一)十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體,經歷“十氫萘(C10H18)四氫萘(C10H12)萘(C10H8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知:H1H20;C10H18C10H12的活化能為Ea1,C10H12C10H8的活化能為Ea2,十氫萘的常壓沸點為192;在192,液態(tài)十氫萘脫氫反應的平衡轉化率約為9%。-14-精選例題命題探究解題策略請回答:(1)有利于提高上述反應平衡轉化

6、率的條件是。A.高溫高壓B.低溫低壓C.高溫低壓D.低溫高壓(2)研究表明,將適量十氫萘置于恒容密閉反應器中,升高溫度帶來高壓,該條件下也可顯著釋氫,理由是。-15-精選例題命題探究解題策略(3)溫度335,在恒容密閉反應器中進行高壓液態(tài)十氫萘(1.00mol)催化脫氫實驗,測得C10H12和C10H8的產率x1和x2(以物質的量分數(shù)計)隨時間的變化關系如圖1所示。圖1在8h時,反應體系內氫氣的量為mol(忽略其他副反應)。x1顯著低于x2的原因是。-16-精選例題命題探究解題策略在圖2中繪制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反應過程”示意圖。圖2(二)科學家發(fā)現(xiàn),以H2O和N2為

7、原料,熔融NaOH-KOH為電解質,納米Fe2O3作催化劑,在250和常壓下可實現(xiàn)電化學合成氨。陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進行。請補充完整。-17-精選例題命題探究解題策略答案: (一)(1)C(2)溫度升高加快反應速率;溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強增大使平衡逆向移動的作用(3)1.95催化劑顯著降低了C10H12C10H8的活化能,反應生成的C10H12很快轉變?yōu)镃10H8,C10H12不能積累-18-精選例題命題探究解題策略解析: (一)(1)提高平衡轉化率即平衡正向移動,應該升溫,降壓。所以選擇高溫低壓,選C。(2)升高溫度帶來高壓,該條件下也可顯著釋氫,這種現(xiàn)象可從兩方面分析

8、,一方面溫度升高能加快反應速率;另一方面是由于溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強增大使平衡逆向移動的作用。(3)該反應可以直接看成十氫萘分別分解為四氫萘和萘,則生成氫氣的物質的量為:0.374mol5+0.027mol31.95mol。由題意可知,兩個反應均為吸熱反應,且H1H2。(二)根據(jù)陰極的另一個方程式以及題干信息可知,Fe2O3參與陰極反應,生成Fe。電解質為熔融NaOH-KOH,則電極反應式為-19-精選例題命題探究解題策略2.(20174浙江選考)以氧化鋁為原料,通過碳熱還原法可合成氮化鋁(AlN);通過電解法可制取鋁。電解鋁時陽極產生的CO2可通過二氧化碳甲烷化再利用。請回答:

9、碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學方程式是,該反應自發(fā)進行的條件。-20-精選例題命題探究解題策略(2)在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合氣體(體積比1 4,總物質的量amol)進行反應,測得CO2轉化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。-21-精選例題命題探究解題策略-22-精選例題命題探究解題策略-23-精選例題命題探究解題策略下列說法不正確的是。A.H4小于零B.溫度可影響產物的選擇性C.CO2平衡轉化率隨溫度升高先增大后減少D.其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)? 3,可提高CO2平衡轉

10、化率350時,反應在t1時刻達到平衡,平衡時容器體積為VL,該溫度下反應的平衡常數(shù)為(用a、V表示)。-24-精選例題命題探究解題策略350下CH4物質的量隨時間的變化曲線如圖3所示。畫出400下0t1時刻CH4物質的量隨時間的變化曲線。圖3(3)據(jù)文獻報道,CO2可以在堿性水溶液中電解生成甲烷,生成甲烷的電極反應式是。-25-精選例題命題探究解題策略-26-精選例題命題探究解題策略H=+1026kJmol-1,若使反應自發(fā),則G0,H0,則條件應為高溫。(2)結合圖1、圖2分析,400之前甲烷的選擇性為100%,CO2在350之前為未平衡之前的轉化率,之后為CO2的平衡轉化率,溫度升高轉化率

11、降低,說明反應為放熱反應,H40,A正確,C錯誤;從圖2可知當溫度小于400時,只發(fā)生反應I,當溫度大于400時,反應選擇性減小,反應的選擇性增大,B項正確;其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比改為1 3,相當于減小了H2的濃度,CO2平衡轉化率減小,D項錯誤。350,反應在t1時刻達到平衡,列三段式:-27-精選例題命題探究解題策略-28-精選例題命題探究解題策略3.(201610浙江選考)氯及其化合物在生活和生產中應用廣泛。該反應是放熱還是吸熱,判斷并說明理由。900K時,體積比為4 1的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應,HCl的平衡轉化率(HCl)隨壓強(p)變化曲線如圖,

12、保持其他條件不變,升溫到TK(假定反應歷程不變),請畫出壓強在1.51054.5105Pa范圍內,HCl的平衡轉化率(HCl)隨壓強(p)變化曲線示意圖。-29-精選例題命題探究解題策略-30-精選例題命題探究解題策略寫出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的熱化學方程式:。用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此時ClO-的濃度為c0molL-1;加熱時NaClO轉化為NaClO3,測得t時刻溶液中ClO-濃度為c1molL-1,寫出該時刻溶液中Cl-濃度的表達式:c(Cl-)=(用c0、c1表示)molL-1。有研究表明,生成NaClO3的反應分兩步進行

13、:常溫下,反應能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因:。-31-精選例題命題探究解題策略(3)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4。在電解過程中由于陰極上吸附氫氣,會使電解電壓升高,電解效率下降。為抑制氫氣的產生,可選擇合適的物質(不引入雜質),寫出該電解的總化學方程式:。-32-精選例題命題探究解題策略-33-精選例題命題探究解題策略-34-精選例題命題探究解題策略-35-精選例題命題探究解題策略-36-精選例題命題探究解題策略-37-精選例題命題探究解題策略4.(20164浙江選考)氨氣及其相關產品是基本化工原料,在化工領域中具有重要的作用。(

14、1)以鐵為催化劑,0.6mol氮氣和1.8mol氫氣在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應生成氨氣,20min后達到平衡,氮氣的物質的量為0.3mol。在第25min時,保持溫度不變,將容器體積迅速增大至2L并保持恒容,體系達到平衡時N2的總轉化率為38.2%,請畫出從第25min起H2的物質的量濃度隨時間變化的曲線。-38-精選例題命題探究解題策略該反應體系未達到平衡時,催化劑對逆反應速率的影響是(填“增大”“減少”或“不變”)。-39-精選例題命題探究解題策略(2)N2H4是一種高能燃料,有強還原性,可通過NH3和NaClO反應制得,寫出該制備反應的化學方程式。N2H4的水溶液呈弱堿性,室

15、溫下其電離常數(shù)K1=1.010-6,則0.01molL-1N2H4水溶液的pH等于(忽略N2H4的二級電離和H2O的電離)。已知298K和101kPa條件下:則表示N2H4(l)的標準燃燒熱的H=。-40-精選例題命題探究解題策略(3)科學家改進了NO2轉化為HNO3的工藝(如虛框所示),在較高的操作壓力下,提高N2O4/H2O的質量比和O2的用量,能制備出高濃度的硝酸。實際操作中,應控制N2O4/H2O質量比高于5.11,對此請給出合理解釋。-41-精選例題命題探究解題策略-42-精選例題命題探究解題策略-43-精選例題命題探究解題策略-44-精選例題命題探究解題策略-45-精選例題命題探究解題策略正確的圖像為催化劑能同等程度地增大化學反應速率,所以該反應體系未達到平衡時,催化劑對逆反應速率的影響也是增大的。-46-精選例題命題探究解題策略(2)題給信息N2H4“可通過NH3和NaClO反應制得”,則可以迅速找到“氧化劑NaClO”、“還原劑NH3”及對應的“氧化產物N2H4”,根據(jù)氧化還原反應原理(化合價的變化等)可以得出“還原產物NaCl”,再利用氧化還原反應方程式的配平方法,寫出方程式:-47-精選例題命題探究解題策略