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题型三化学反应原理,化学反应原理类试题是近几年高考的必考题型。该题型通常以元素化合物知识为载体,以工业生产为背景,综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素,化学反应中的能量转化,盖斯定律及其应用,热化学方程式的书写,原电池和电解池的原理及其电极反应式的书写,水溶液中的离子平衡等知识,甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应等,涉及的知识点较多,各个小题之间相互独立。,解答此类题目的分析思路: (1)浏览全题,明确已知和所求,挖掘解题切入点。(2)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题,应明确图像中纵、横坐标的含义,理解起点、终点、拐点的意义,分析曲线的变化趋势。对于图表数据类试题,分析数据,研究数据间的内在联系,找出数据的变化规律,挖掘数据的隐含意义。对于电化学类试题,首先判断是原电池还是电解池,然后分析电极类别,书写电极反应式,按电极反应式进行相关计算。对于电解质溶液类试题,首先要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型,然后再进行解答。(3)针对题目中所设计的问题,联系相关理论逐个作答。,解答化学反应原理类题目可按照以下步骤进行: 1.将题目按知识模块分类,如电化学、热化学、化学反应速率与化学平衡等。 2.运用本模块内相关原理,如化学反应速率和化学平衡常数计算公式等,分模块解决本专题问题。 3.复查,整体检查全题,调整答案。,一,二,一、归纳型化学反应原理题 例1氮氧化物是造成酸雨、光化学烟雾、雾霾等环境污染的罪魁祸首,采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要举措。 (1)研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为13、31、41时,NO脱除率随温度变化的曲线如图1所示:,图1,一,二,用化学反应方程式表示利用NH3消除NO污染的反应原理: (不用注明反应条件)。 曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是。 曲线a中,NO的起始浓度为6.010-4 mg/m3,从A点到B点经过0.8 s,该时间段内NO的脱除速率为mg/(m3s)。,一,二,(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池而消除NO2污染,其原理如图2所示。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y,Y可用于生产硝酸。 该电池工作时,电子从石墨电极流向石墨电极。(填写“”或“”) 石墨电极的电极反应式为。 用Y生产硝酸的化学反应方程式为。,图2,一,二,(3)含氮化合物在工业上具有重要用途,如三氯化氮(该分子中氮元素显负价)常用作漂白剂,工业上用过量氨与氯气反应制备三氯化氮。 写出三氯化氮的电子式:。 工业上制备三氯化氮的化学反应方程式为, 该反应另一产物的溶液中离子浓度大小关系为。 加热条件下,三氯化氮与NaClO2溶液反应可制备二氧化氯气体,同时生成NH3和只含有一种钠盐和强碱的溶液,该反应的离子方程式为,若制备6.75 kg二氧化氯,则消耗还原剂的物质的量为mol。,一,二,解答本题的关键:一是根据图1分析出NH3与NO反应时,在NO不变的情况下,增加NH3的量必定提高NO的脱除率,从而得出a、b、c曲线相应的 ;二是根据NO的脱除速率的单位来理解数据关系;三是根据题目信息,从元素化合价变化结合氧化还原反应概念和规律准确写出制备ClO2的化学反应方程式。,一,二,一,二,一,二,一,二,一,二,规范答题要求解答化学反应原理类题目特别要重视化学用语,规范答题。 化学用语是化学科目中最重要的考查项目之一,如果不会则无法书写化学方程式、离子反应方程式、电离方程式、热化学方程式等。但如何在化学用语方面减少失误,尽可能得高分,还需要关注细节,关注题目中给出的各种信息。 1.教材中化学方程式,关注反应条件。 高考是分层选拔人才的考试,也决定了在考试中一定会考查教材中的化学方程式。在中学阶段,化学思想方法渗透在化学知识的学习中,而“物质变化是有条件的”这一思想普遍存在于化学方程式中。,一,二,2.热化学方程式,关注细节问题。 (1)先根据守恒原则配平化学方程式,再根据盖斯定律计算H。 (2)必须标注反应物和生成物的状态,气体、液体、固体及溶液分别用g、l、s和aq表示。 (3)若题目明确指出反应条件不是25 、1.01105 Pa,需标明题目所给的反应条件。 (4)计算的H数值必须和化学方程式的化学计量数对应。 (5)注意H使用的单位为kJmol-1。,一,二,3.氧化还原方程式,整合题给信息。 综观近几年的高考题,卷中常常会出现书写陌生氧化还原反应的化学方程式的题目。因为氧化还原反应是化学的重要知识点之一,其中渗透重要的守恒思想:原子守恒、得失电子守恒以及电荷守恒,利用守恒原理可以配平化学方程式。考生在考试过程中极容易出现的错误是不会正确判断产物,这就需要学生充分发挥获取信息、整合信息的能力。 有时氧化还原反应的氧化剂、还原剂给出的较隐蔽,需要考生反复读题,尽可能多地挖掘信息才能解决。,一,二,对点训练1煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示: (1)中NH3参与反应的化学方程式为。 (2)中加入的物质可能是(填字母序号)。 A.空气B.CO C.KNO3D.NH3,一,二,一,二,(5)用间接电化学法除去NO的过程,如右图所示: 已知电解池的阴极室中溶液的pH在47之间,写出阴极的电极反应式:。 用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。,一,二,一,二,解析 (1)根据图中所示转化关系可知,中氨气和氧气反应生成一氧化氮,即氨气的催化氧化。 (2)一氧化氮转化为氮气,氮元素化合价降低。即发生还原反应,需要加入还原剂,选项中可以做还原剂的是B和D。转化关系中已经给出提示,一氧化氮可以和氨气反应生成氮气。 (3)C、N为第二周期相邻元素,由元素周期律可知,同周期元素从左到右,电子层数相同,核电荷数增大,原子半径减小,原子核对最外层电子的吸引力增强。 (4)氨气和一氧化氮反应生成氮气,根据原子守恒,同时还生成水;这是同一元素不同价态之间进行氧化还原反应,生成中间价态产物,由电子守恒可以进行配平;书写热化学方程式时,由盖斯定律计算焓变。,一,二,一,二,(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。 (2)在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应。如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。,一,二,图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为,理由是。 该反应平衡常数大小:K(T1)(填“”“”或“=”)K(T2),理由是。 如果要进一步提高H2S的平衡转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有。 (3)燃料电池能大幅度提高能量转化率。相同条件下,甲烷、氢气燃料电池的能量密度之比为(单位质量的可燃物输出的电能叫能量密度,能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比)。,一,二,(4)硫化氢是剧毒气体,尾气中硫化氢有多种处理方法: 碱溶液吸收。用150 mL 2.0 molL-1 NaOH溶液吸收4 480 mL(标准状况)H2S得到吸收液X(显碱性)。X溶液中粒子浓度大小关系正确的是(填字母)。 A.c(Na+)c(S2-)c(HS-)c(OH-)c(H+) B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-) C.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-) D.2c(OH-)+c(S2-)=2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S) 硫酸铜溶液吸收。200 mL 0.05 molL-1 CuSO4溶液吸收H2S恰好使反应后溶液中Cu2+和S2-浓度相等。 已知常温下,Ksp(CuS)1.010-36。上述吸收H2S后的溶液中c(Cu2+)约为。,一,二,答案 (1)CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJmol-1 (2)p1p2p3该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变时,减压使平衡正向移动,H2S的平衡转化率增大该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大及时分离出产物 (3)12(4)BD1.010-18 molL-1,一,二,解析 (1)由2-得化学方程式:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g),根据盖斯定律计算该反应的反应热:H=(+206.2 kJmol-1)2-(+247.4 kJmol-1)=+165.0 kJmol-1。 (2)硫化氢分解反应是气体分子数增大的反应,相同温度下,增大压强,H2S的平衡转化率降低。从图像看,相同温度下,p1条件下H2S的平衡转化率最大,p3条件下H2S的平衡转化率最小。所以,压强大小关系有:p1p2p3。由硫化氢分解的热化学方程式知,硫化氢分解反应是吸热反应,升高温度,H2S的平衡转化率增大,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大。及时分离出产物,平衡向正反应方向移动,H2S的平衡转化率提高。 (3)16 g甲烷完全反应转移8 mol电子,2 g氢气完全反应转移2 mol电子。等质量的甲烷、氢气完全反应,对应燃料电池的能量密度(即甲烷、氢气失去电子总数)之比为12。,一,二,一,二,解题指导本题将热化学方程式、电解质溶液理论、溶度积、电化学和化学平衡理论等进行整合考查,在题量受限条件下这类题是高考中的重要题型。 (1)运用盖斯定律正确书写相关的热化学方程式,关键是找准已知热化学方程式与目标热化学方程式之间的定量关系;(2)处理电解质溶液问题,抓住“三个守恒关系”(物料守恒、电荷守恒和质子守恒);(3)解决难溶电解质问题,灵活运用溶度积常数。,一,二,规范答题要求 化学反应原理类试题,一般含有用语言叙述回答的题目。 这类题目学生一看到就“发怵”,因为总是感觉“答不全”或“答不到点”,得分也不高,导致考试时“弃答”。在解决这类问题时,如果有一定的解题思路和方法,就能做到“答到点”、“答全”,从而“得高分”。 解答这类题目一般会有问题情境,无论是工业流程还是基本理论应用,都是联系生产生活实际问题,因此解题模式可以如下图:,此类题目作答时要注意,从“已知”到“未知”之间的逻辑关系必须叙述准确,且环环相扣,才能保证不丢分。回答问题要直接,不要转弯抹角;表达尽可能用准确的语言;不要多写无用的话,无用的话说错了就会扣分;作答要有明确的要点。,一,二,一,二,图2 以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.010.0),将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中, 当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为。,一,二,(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1 时,吸附剂X表面不带电荷;pH7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。,一,二,在pH 79之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是。 在pH 47之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是。,一,二,答案 (1)碱性溶液吸收了空气中的CO2,一,二,
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