高三化学二轮复习 第1部分 专题2 化学基本理论 突破点11 化学基本理论综合应用

突破点11化学基本理论综合应用题型分析基本概念、基本理论综合类试题通常以组合题的形式呈现，题目往往围绕一个主题，由多个小题组成，各小题有一定的独立性，分别考查不同的知识点，其内容涉及基本概念、基本理论、元素及其化合物等知识，具有一定的综合性。这类试题一般篇幅较长，文字较多，且题目中穿插图形、图表等，有一定的难度，要求考生有一定的阅读能力和分析归纳能力。典型例题1许多含碳、含氢物质都是重要的化工原料。(1)某新型储氢合金(化学式为Mg17Al12)的储氢原理为Mg17Al1217H2=17MgH212Al，该反应的氧化产物是a_。(2)C2O3是一种无色无味的气体，可溶于水生成草酸(H2C2O4)b，写出它与足量NaOH溶液反应的化学方程式：_。(3)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1198 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3846.3 kJmol1化学键COO=OC=O键能/(kJmol1)958.5497745CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的Hc_。(4)向容积为2 L的某恒容密闭容器中充入3 mol CH4(g)、4 mol H2O(g)，测出t 时，容器内H2的物质的量浓度随时间的变化如图中曲线所示。图中曲线、分别表示相对于曲线改变反应条件后c(H2)随时间的变化。若曲线代表的是仅改变一种条件后的情况，则改变的条件可能d是_，a、b两点用CO浓度变化值表示的反应速率e关系为_。曲线对应反应的平衡常数等于_；该温度下，若将等物质的量浓度的CH4、H2O、CO、H2混合在该容器中，则开始 时H2的生成速率_H2的消耗速率(填“”、“”、“”或“”)。曲线c表示的物质为_。为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_。解析(1)按顺序把热化学方程式标为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1根据盖斯定律，224得2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)H71.4 kJmol1。(2)由反应前后的压强关系可知2 h时，体系中气体的总的物质的量为3.4 mol，减少了0.6 mol。CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)n(减少)2始： 1 mol 3 mol00变： 0.3 mol 0.9 mol 0.3 mol 0.3 mol 0.6 mol末： 0.7 mol 2.1 mol 0.3 mol 0.3 molv(H2)0.225 molL1h1。该反应是一个反应前后气体分子数减小的反应，压强不变时，说明反应达到平衡。5 h时反应达到平衡，根据反应前后压强的比值可求得CO2的平衡转化率为100%40%。(3)设开始时投入CO2和H2的物质的量分别为1 mol和3 mol。 CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g) H2O(g)始： 1 mol3 mol00变： 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0.5 mol末： 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 0.5 mol则平衡时p(CO2)8 MPa4/3 MPa，p(H2)8 MPa4 MPa，p(CH3OH)8 MPa4/3 MPa，p(H2O)8 MPa4/3 MPa，Kp0.020 8(MPa2)。(4)由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，H0。随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线a代表CO2，由计量数关系可知曲线b代表水蒸气，曲线c代表C2H4。为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强或不断分离出水蒸气。答案(1)71.4 kJmol1(2)0.225 molL1h140%(3)1/48 MPa2或0.020 8 MPa2或0.021 MPa2(4)C2H4加压(或不断分离出水蒸气)2碘单质能与许多金属化合，一般能与氯单质反应的金属(除了贵金属)同样也能与碘反应，只是I2的反应活性不如Cl2的强，如碘与钨在一定温度下，可发生可逆反应：W(s)I2(g)WI2(g)。 【导学号：14942047】请回答下列问题：(1)某化学兴趣小组做了名为“滴水生烟”的表演，将镁粉与碘粉均匀混合，滴加几滴水，发生剧烈反应，并产生大量紫色烟。此实验说明水起了_作用，试解释产生紫色烟的原因_。(2)有人设想将碘与镁的反应设计成原电池，用它作电源电解碘化钾溶液制KIO3，装置如图1所示，则甲池中碳电极上的电极反应式为_，乙池中A电极上的电极反应式为_。图1(3)准确称取0.508 g碘、0.736 g金属钨放置于50.0 mL密闭容器中，并加热使其发生反应W(s)I2(g)WI2(g)。图2是混合气体中WI2蒸气的物质的量随时间变化的图像n(WI2)t，其中曲线(0t2时间段)的反应温度为450 ，曲线(从t2时刻开始)的反应温度为530 。据图分析：该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应，反应从开始到t1(t13 min)时间内的平均速率v(I2)_，在450 时，该反应的平衡常数K_。图2(4)能够说明反应W(s)I2(g)WI2(g)在恒温恒容条件下已经达到化学平衡状态的有_(选填字母)。AI2与WI2的浓度相等Bv(W)正v(I2)逆C容器内混合气体的密度不再变化D容器内气体压强不再变化解析(1)由题干中的信息碘单质能和许多金属化合，本实验中将镁粉与碘粉均匀混合后并没剧烈反应，而滴加几滴水之后才发生剧烈反应，并产生大量紫色烟，这说明滴入的水对该反应起了催化作用。(2)根据装置图可以看出甲池是原电池，乙池是电解池。甲池中的镁为负极，C为正极，则乙池中A电极为阳极，B电极为阴极，再结合甲池是利用反应MgI2=MgI2设计的原电池，则不难写出负极的电极反应式为：Mg2e=Mg2，正极的电极反应式为：I22e=2I，而对乙池中的电极反应式，则要根据题目中所提到的电解KI制KIO3这一信息来写，阳极的电极反应式：I6OH6e=IO3H2O。(3)升高温度，WI2的物质的量减少，所以平衡向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，正反应是放热反应。v(WI2)1.20102 molL1min1；由于反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(I2)1.20102 molL1min1。反应开始时，碘的物质的量为n0.002 mol，反应达到平衡时生成WI2的物质的量为1.80103 mol，根据化学方程式可知，需要1.80103 mol碘参加反应，剩余碘的物质的量为0000 2 mol，所以平衡时，c(WI2)3.60102 molL1，c(I2)0.004 molL1，因为W是固体，所以K9。(4)根据反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化进行分析：反应达到平衡时，I2与WI2的浓度可能相等也可能不等，故A错误；因为钨是固体，不能用钨来表示该反应的速率，故B错误；平衡时各种物质的物质的量即质量不变，容器的体积不变，所以密度不再变化，故C正确；该反应是反应前后气体体积不变的反应，无论反应是否达到平衡状态，压强始终不变，故D错误。答案(1)催化镁和碘化合是一个放热反应，放出的热使碘单质升华，升华的碘蒸气在空气中又凝华为细小的固体碘颗粒，分散在空气中形成紫色的烟(2)I22e=2II6OH6e=IO3H2O(3)放热1.20102 molL1min19(4)C