
[知識(shí)必備]
化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用是高考全國(guó)卷必考題型之一,該類題目的一般特點(diǎn)是信息量大、綜合性強(qiáng),往往結(jié)合圖形、圖表信息進(jìn)行命題,充分考查學(xué)生接受信息的能力、知識(shí)遷移運(yùn)用解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
化學(xué)反應(yīng)原理綜合類試題,一般以工業(yè)合成或某些元素及其化合物性質(zhì)為背景,內(nèi)容主要涉及蓋斯定律、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響、速率、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計(jì)算,以及電解原理等,出題風(fēng)格穩(wěn)定,但是具有??汲P碌奶攸c(diǎn)。
解決該類試題的方法:①根據(jù)題目所提供的信息,先對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)題進(jìn)行解答;②然后提取圖像圖表中的重要數(shù)字信息并結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)章節(jié)的基本原理,進(jìn)行歸納整合、規(guī)范解答。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過(guò)量,可觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H+)的變化如圖所示。
①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)________________________。
②由圖可知,溶液酸性增大,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______。
③升高溫度,溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl-,利用Ag+與CrO生成磚紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl-恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時(shí),溶液中c(Ag+)為_(kāi)_______mol·L-1,此時(shí)溶液中c(CrO)等于________mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和2.0×10-10)。
(4)+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,可知Cr(OH)3是兩性氫氧化物,能溶解在強(qiáng)堿NaOH溶液中。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過(guò)量,首先發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cr(OH)3灰藍(lán)色固體,當(dāng)堿過(guò)量時(shí),可觀察到沉淀消失。故觀察到的現(xiàn)象是開(kāi)始有灰藍(lán)色固體生成,隨后沉淀消失。
(2)①隨著H+濃度的增大,CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O的離子反應(yīng)式為2CrO+2H+Cr2O+H2O。
②溶液酸性增大,平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O正向進(jìn)行,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率增大;A點(diǎn)Cr2O的濃度為0.25 mol·L-1,根據(jù)Cr元素守恒可知CrO的濃度為0.5 mol·L-1;H+濃度為1×10-7mol·L-1;此時(shí)該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為==1014;③升高溫度,溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明正方向放熱,則該反應(yīng)的ΔH<0;
(3)當(dāng)溶液中Cl-完全沉淀時(shí),即c(Cl-)=1.0×10-5mol·L-1,根據(jù)Ksp(AgCl)=2.0×10-10,此時(shí)c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=2.0×10-10÷(1.0×10-5mol·L-1)=2.0×10-5mol·L-1此時(shí)溶液中c(CrO)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×10-12÷(2.0×10-5=5×10-3mol·L-1;
(4)利用NaHSO3的還原性將廢液中的Cr2O還原成Cr3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:5H++Cr2O+3HSO===2Cr3++3SO+4H2O
答案:(1)藍(lán)紫色溶液變淺,同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液
(2)①2CrO+2H+Cr2O+H2O?、谠龃蟆?.0×1014 ?、坌∮?br />
(3) 2.0×10-5 5×10-3 (4) 5H++Cr2O+3HSO===2Cr3++3SO+4H2O
2.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí), 反應(yīng)產(chǎn)生的NO尾氣是主要污染物之一, NO的脫除方法和轉(zhuǎn)化機(jī)理是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知:2NO(g)+O2(g)===2NO2(g) ΔH1=-113 kJ·mol-1
6NO2(g)+O3(g)===3N2O5(g) ΔH2=-227 kJ·mol-1
4NO2(g)+O2(g)===2N2O5(g) ΔH3=-57 kJ·mol-1
則2O3(g)===3O2(g)是________反應(yīng) (填“放熱”或“吸熱”),以上O3氧化脫除氮氧化物的總反應(yīng)是NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g) ΔH4=________kJ·mol-1, 最后將NO2與________劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氣體而脫除。
(2)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
步驟
反應(yīng)
活化能
正反應(yīng)速率方程
逆反應(yīng)速率方程
Ⅰ
2NO(g)N2O2(g)(快)
Ea1
v1正=k1·c2(NO)
v1逆=k2·c(N2O2)
Ⅱ
N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢)
Ea2
v2正=k3·c(N2O2)·c(O2)
v2逆=k4·c2(NO2)
①表中k1、k2、k3、k4是只隨溫度變化的常數(shù), 溫度升高將使其數(shù)值________(填“增大”或“減小”)。
②反應(yīng)Ⅰ瞬間建立平衡, 因此決定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)Ⅱ,則反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅱ的活化能的大小關(guān)系為Ea1________Ea2(填“>”“”“
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