高考化学一轮复习第章化学反应与能量专项突破盖斯定律及其应用计算学案

(十一)盖斯定律及其应用计算
[考纲知识整合]
1．盖斯定律的内容和意义
(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

体现了能量守恒定律。

(2)意义：间接计算某些反应的反应热。

2．应用计算
方程式 反应热间的关系 a A ――→ΔH 1B 、A ――→ΔH 21
a
B
ΔH 1＝a ΔH 2
A
ΔH 1ΔH 2
B
ΔH 1＝－ΔH 2
ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2 ＝ΔH 3＋ΔH 4＋ΔH 5
[ (2017·全国Ⅰ卷，节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、________________，制得等量H 2所需能量较少的是________。

[审题指导] (1)找出待求热化学方程式 系统(Ⅰ)：H 2O(l)===H 2(g)＋1
2O 2(g)
系统(Ⅱ)：H 2S(g)===H 2(g)＋S(s) (2)调整涉及的已知热化学方程式
系统(Ⅰ)⎩⎪⎨⎪⎧
①H 2SO 4aq ===SO 2
g ＋H 2O l ＋1
2
O
2
g
ΔH 1
＝327 kJ·mol
－1
②SO 2
g ＋I 2
s ＋2H 2O
l ===2HI aq ＋ H 2SO 4aq
ΔH 2
＝－151 kJ·mol －1
③2HI aq ===H 2
g ＋I 2
s
ΔH 3
＝110 kJ·mol
－1
系统(Ⅱ)⎩⎪⎨⎪⎧
②SO 2g ＋I 2s ＋2H 2O l ===2HI aq
＋H 2
SO 4
aq ΔH 2
＝－151 kJ·mol －1
③2HI aq ===H 2
g ＋I 2s
ΔH 3
＝110 kJ·mol
－1
④H 2
S g ＋H 2
SO 4
aq ＝S s ＋SO 2
g ＋
2H 2
O l ΔH 4
＝61 kJ·mol
－1
(3)加和调整好的热化学方程式 (4)求焓变ΔH (5)检查
系统(Ⅰ)：①＋②＋③可得出H 2O(l)===H 2(g)＋1
2O 2(g) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3
系统(Ⅱ)：②＋③＋④可得出H 2S(g)===S(s)＋H 2(g) ΔH ＝ΔH 2＋ΔH 3＋ΔH 4
【答案】 H 2O(l)===H 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝286 kJ·mol －1
H 2S(g)===H 2(g)＋S(s) ΔH
＝20 kJ·mol －1
系统(Ⅱ)
(1)根据系统(Ⅰ)可知H 2的燃烧热ΔH 为________，并写出表示H 2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________
_______________________________________________________________。

(2)两系统均要生成0.5 mol H 2，系统(Ⅰ)与系统(Ⅱ)所需能量比为________。

(3)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)的ΔH ＝________。

【答案】 (1)－286 kJ·mol －1 H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－286 kJ·mol －1
(2)14.3∶1 (3)－572 kJ·mol －1
[思维建模] “五步”分析确定热化学方程式
[高考命题点突破]
命题点1 利用盖斯定律确定焓变ΔH 或热化学方程式
1．(1)(2017·全国Ⅱ卷，节选)正丁烷(C 4H 10)脱氢制1­丁烯(C 4H 8)的热化学方程式如下： ①C 4H 10(g)===C 4H 8(g)＋H 2(g) ΔH 1 已知：②C 4H 10(g)＋1
2O 2(g)===C 4H 8(g)＋H 2O(g)
ΔH 2＝－119 kJ·mol －1
③H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(g)
ΔH 3＝－242 kJ·mol －1
反应①的ΔH 1为________kJ·mol －1。

(2)(2017·全国Ⅲ卷，节选)已知： As(s)＋3
2H 2(g)＋2O 2(g)===H 3AsO 4(s) ΔH 1
H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2
2As(s)＋5
2
O 2(g)===As 2O 5(s) ΔH 3
则反应As 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s)的ΔH ＝________。

(3)(2016·全国Ⅱ卷，节选)①2O 2(g)＋N 2(g)===N 2O 4(l) ΔH 1 ②N 2(g)＋2H 2(g)===N 2H 4(l) ΔH 2 ③O 2(g)＋2H 2(g)===2H 2O(g) ΔH 3
④2N 2H 4(l)＋N 2O 4(l)===3N 2(g)＋4H 2O(g) ΔH 4＝－1 048.9 kJ·mol －1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH 4＝________。

(4)(2016·全国Ⅲ卷，节选)已知下列反应： SO 2(g)＋2OH －
(aq)===SO 2－
3(aq)＋H 2O(l) ΔH 1 ClO －
(aq)＋SO 2－
3(aq)===SO 2－
4(aq)＋Cl －
(aq) ΔH 2 CaSO 4(s)===Ca 2＋
(aq)＋SO 2－
4(aq) ΔH 3
则反应SO 2(g)＋Ca 2＋
(aq)＋ClO －
(aq)＋2OH －
(aq)===CaSO 4(s)＋H 2O(l)＋Cl －
(aq)的ΔH ＝_________________________________________________________。

(5)(2014·全国Ⅰ卷，节选)已知： 甲醇脱水反应
2CH 3OH(g)===CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)ΔH 1＝－23.9 kJ·mol －1
甲醇制烯烃反应
2CH 3OH(g)===C 2H 4(g)＋2H 2O(g)ΔH 2＝－29.1 kJ·mol －1
乙醇异构化反应
C 2H 5OH(g)===CH 3OCH 3(g)ΔH 3＝＋50.7 kJ·mol －1
则乙烯气相直接水合反应C 2H 4(g)＋H 2O(g)===C 2H 5OH(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。

【解析】 (1)由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH 1＝ΔH 2－ΔH 3＝－119 kJ/mol －(－242 kJ/mol)＝123 kJ/mol 。

(2)令：①As(s)＋3
2H 2(g)＋2O 2(g)===H 3AsO 4(s) ΔH 1
②H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2
③2As(s)＋5
2
O 2(g)===As 2O 5(s) ΔH 3
根据盖斯定律，将反应①×2－②×3－③可得：As 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s) ΔH ＝2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3。

(3)根据盖斯定律得④＝2×③－2×②－①，即ΔH 4＝2ΔH 3－2ΔH 2－ΔH 1。

(4)将题给三个热化学方程式分别标号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②－③得目标反应的ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3。

(5)将已知的三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①－②－③即得所求的热化学方程式，由此可得到ΔH ＝－45.5 kJ·mol －1。

【答案】 (1)＋123(或123) (2)2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3 (3)2ΔH 3－2ΔH 2－ΔH 1 (4)ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3 (5)－45.5
2．(1)已知25℃，101 kPa 时：4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH ＝ －1 648 kJ·mol －1
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393 kJ·mol －1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O 2(g)===2FeCO 3(s) ΔH ＝－1 480 kJ·mol －1
FeCO 3在空气中加热反应生成Fe 2O 3的热化学方程式是
______________________________________________________________。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是： ①CH 3OH(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋49.0 kJ·mol －1
②CH 3OH(g)＋12O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－192.9 kJ·mol －1
又知③H 2O(g)===H 2O(l) ΔH ＝－44 kJ·mol －1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为___________________________ _______________________________________________________________。

【解析】 (1)将所给热化学方程式标号：
4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH ＝－1 648 kJ·mol －1
① C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393 kJ·mol －1
② 2Fe(s)＋2C(s)＋3O 2(g)===2FeCO 3(s) ΔH ＝－1 480 kJ·mol －1
③
根据盖斯定律：③×(－2)＋①＋②×4可得： 4FeCO 3(s)＋O 2(g)===2Fe 2O 3(s)＋4CO 2(g) ΔH ＝－260 kJ·mol －1。

(2)根据盖斯定律，由②×3－①×2＋③×2得：CH 3OH(g)＋3
2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)
ΔH ＝3×(－192.9 kJ·mol －1
)－2×49.0 kJ·mol －1
＋ (－44 kJ·mol －1
)×2＝－764.7 kJ·mo l －1。

【答案】 (1)4FeCO 3(s)＋O 2(g)===2Fe 2O 3(s)＋4CO 2(g) ΔH ＝－260 kJ·mol －1
(2)CH 3OH(g)＋32O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－764.7 kJ·mol －1
命题点2 利用盖斯定律比较ΔH 的大小
3．(2014·全国Ⅱ卷)室温下，将1 mol 的CuSO 4·5H 2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH 1，将1 mol 的CuSO 4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH 2；CuSO 4·5H 2O 受热分解的化学方程式为：CuSO 4·5H 2O(s)=====△
CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。

则下列判断正确的是( )
A．ΔH2>ΔH3B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
B[“虚拟”路径法。

根据盖斯定律：ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，
由于ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0，
所以ΔH1<ΔH3。

]
4．已知：①2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4
⑤CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1>0，ΔH2<0
B．ΔH3>ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5
D．2ΔH5＋ΔH1<0
D[因①②③④反应均为燃烧反应，故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4均小于0，根据盖斯定律，2ΔH5＋ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3<0。

]
[方法技巧]利用物质状态迅速比较反应热大小的方法
1若反应为放热反应，当反应物状态相同、生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。

2若反应为放热反应，当反应物状态不同、生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。

3在比较反应热ΔH的大小时，应带符号比较。

对于放热反应，放出的热量越多，ΔH 反而越小。

4同一物质，状态不同，反应热也不同。

如。

5对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。

2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）1．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号X Y Z W
原子半径/pm 160 143 75 74
主要化合价＋2 ＋3 ＋5、－3 －2
下列叙述正确的是()
A．Y的最高价氧化物对应的水化物显两性
B．放电条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C．X、Y元素的金属性：X<Y
D．X2＋的离子半径大于W2－的离子半径
2．下列属于非电解质的是（）
A．FeB．CH4C．H2SO4D．NaNO3
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()
A．能使酚酞变红的溶液：Na＋、Al3＋、SO42-、NO3-
B．0.1 mol/LNaClO溶液：K＋、Fe2＋、Cl－、SO42-
C．0.1mol/L氨水：K＋、Ag(NH3)2+、NO3-、OH－
D．由水电离产生的c(H＋)=1×10－13 mol/L的溶液：Na＋、NH4+、Cl-、HCO3-
4．将镁铝合金溶于100 mL 稀硝酸中，产生1.12 L NO气体（标准状况），向反应后的溶液中加入NaOH 溶液，产生沉淀情况如图所示。

下列说法不正确的是
A．可以求出合金中镁铝的物质的量比为1∶1 B．可以求出硝酸的物质的量浓度
C．可以求出沉淀的最大质量为3.21 克D．氢氧化钠溶液浓度为3 mol / L
5．由下列实验及现象推出的相应结论正确的是（）
实验现象结论
A
．某溶液中滴加溶液产生蓝色沉淀原溶液中有，无
B．①某溶液中加入溶液②再加足量盐酸①产生白色沉淀
②仍有白色沉淀
原溶液中有
C．向含有和的悬浊液中滴加
溶液
生成黑色沉淀
D．向溶液中通入溶液变浑浊酸性：
A．A B．B C．C D．D
6．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处生成Pb。

下列有关说法正确的是
A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极
B．放电时电解质LiCl－KCl中的Li＋向钙电极区迁移
C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiCl Pb＋Li2SO4＋CaCl2
D．每转移0.2 mol电子，理论上消耗42.5 g LiCl
7．下列有关实验操作的说法正确的是
A．向饱和氯化钠溶液中先通入过量二氧化碳再通入氨气，可制得大量碳酸氢钠固体B．为了减小实验误差，烧杯、锥形瓶和容量瓶等仪器应洗涤干净，必须烘干后使用C．将含有少量乙烯的甲烷气体依次通过足量酸性高锰酸钾溶液、足量碱石灰，可除去甲烷中的乙烯杂质
D．中和滴定实验中滴定管中液体流速宜先快后慢，滴定时眼睛注视着滴定管中液体刻度的变化
8．废弃锂离子电池的资源化处理日益重要。

从废旧磷酸铁锂电池的正极材料（含LiFePO4、石墨粉和铝箔等）中综合回收锂、铁和磷等的工艺流程如图所示：
有关数据：25℃时，K sp(FePO4)=1.3×10-22、K sp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。

回答下列问题：
（1）“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为___。

（2）完成“溶浸2”反应的离子方程式___：
LiFePO4+H2O2+=Li+++H2PO4-+H2O
（3）“滤渣2”的主要成分是___。

（4）“滤液2”循环两次的目的是___。

（5）“沉铁、磷”时，析出FePO4沉淀，反应的离子方程式为__。

实验中，铁、磷的沉淀率结果如图所示。

碳酸钠浓度大于30%后，铁沉淀率仍然升高，磷沉淀率明显降低，其可能原因是___。

（6）“沉淀转化”反应：FePO4+3OH-⇌Fe(OH)3+PO43-。

用此反应的化学平衡常数说明转化能否完全___？
（7）为了充分沉淀，“沉锂”时所用的X和适宜温度是___（填标号）。

A．NaOH20-40℃ B．NaOH80-100℃
C．Na2CO320-40℃ D．Na2CO360-80℃
9．下列有关物质性质的比较，不正确
．．．的是
A．金属性：Al ＞ Mg B．稳定性：HF ＞ HCl C．碱性：NaOH ＞ Mg(OH)2D．酸性：HClO4 ＞ H2SO4 10．下列中国制造的产品主体用料不是
．．金属材料的是
世界最大射电望远镜中国第一艘国产航母中国大飞机C919 世界最长的港珠澳大桥A．钢索B．钢材C．铝合金D．硅酸盐
A．A B．B C．C D．D
11．事实上，许多非金属氧化物在一定条件下能与Na2O2反应，且反应极有规律。

如：Na2O2
＋SO2→ Na2SO4、Na2O2＋SO3→Na2SO4+ O2，据此，你认为下列方程式中不正确的是
A．2Na2O2＋2Mn2O7→4NaMnO4＋O2↑
B．2Na2O2＋P2O3→Na4P2O7
C．2Na2O2＋2 N2O3→NaNO2＋O2↑
D．2 Na2O2＋2 N2O5 →4NaNO3＋O2↑
12．已知常温下，K sp(NiS)≈1.0×10-21，K sp(ZnS)≈1.0×10-25，pM=-lgc(M2+)。

向
20mL0.1mol·L-1NiCl2溶液中滴加0.1mol·L-1Na2S溶液，溶液中pM与Na2S溶液体积的关
系如图所示，下列说法正确的是（）
A．图像中，V0=40，b=10.5
B．若NiCl2(aq)变为0.2mol·L-1，则b点向a点迁移
C．若用同浓度ZnCl2溶液替代NiCl2溶液，则d点向f点迁移
D．Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
13．化合物(X)、(Y)、(Z)的分子式均为C5H6。

下列说法正确的是（）A．X、Y、Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．Z的同分异构体只有X和Y两种
C．Z的二氯代物只有两种(不考虑立体异构)
D．Y分子中所有碳原子均处于同一平面
14．下列我国科技成果不涉及
．．．化学变化的是
A．厨余污油裂化
为航空燃油
B．“深海勇士”号潜水
艇用锂电池供能
C．以“煤”代“油”生
产低碳烯烃
D．用“天眼”接收宇
宙中的射电信号
A．A B．B C．C D．D
15．下列不符合安全规范的是（）
A．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
B．NH3泄露时向空中喷洒水雾
C．含Cl2的尾气用碱溶液处理后再排放
D．面粉生产车间应严禁烟火
二、实验题（本题包括1个小题，共10分）
16．过氧化钙是一种白色固体，微溶于冷水，不溶于乙醇，化学性质与过氧化钠类似。

某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O，装置如图所示：
回答下列问题：
（1）小组同学查阅文献得知：该实验用质量分数为20%的H2O2溶液最为适宜。

市售H2O2溶液的质量分数为30%。

该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%的H2O2溶液的过程中，使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有___。

（2）仪器X的主要作用除导气外，还具有的作用是___。

（3）在冰水浴中进行的原因是___。

（4）实验时，在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体，总反应的离子方程式为___。

（5）反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干获得CaO2·8H2O。

下列试剂中，洗涤CaO2·8H2O 的最佳选择是____。

A．无水乙醇B．浓盐酸C．Na2SO3溶液D．CaCl2溶液
（6）若CaCl2原料中含有Fe3+杂质，Fe3+催化分解H2O2，会使H2O2的利用率明显降低。

反应的机理为：
①Fe3+ +H2O2=Fe2++H++HOO·
②H2O2+X=Y +Z+W（已配平）
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H+ +OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为___。

（7）过氧化钙可用于长途运输鱼苗，这体现了过氧化钙具有____的性质。

A．与水缓慢反应供氧B．能吸收鱼苗呼出的CO2气体
C．能是水体酸性增强D．具有强氧化性，可杀菌灭藻
（8）将所得CaO2·8H2O晶体加热到150~160℃，完全脱水后得到过氧化钙样品。

该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是：准确称取0.4000g过氧化钙样品，400℃以上加热至完全分解成CaO和O2(设杂质不产生气体)，得到33.60mL(已换算为标准状况)气体。

则：所得过氧化钙样品中CaO2的纯度为_____。

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．盐酸氨溴索(又称溴环己胺醇)，可用于急、慢性支气管炎及支气管扩张、肺气肿、肺结核等疾病的治疗。

某研究小组拟用以下流程合成盐酸氨溴索和糖精的中间体X(部分反应条件及产物已略)。

已知信息：
(Ⅰ)R1CHO+R2NH2一定条件
−−−−−−→R1CH＝N﹣R2
(Ⅱ)
Fe
HCl
−−→(易被氧化)
请回答：
(1)流程中A名称为_____；D中含氧官能团的名称是_____。

(2)G的分子式为_____；化合物E的结构简式是_____。

(3)A→B、F→G的反应类型分别为：_____、_____。

(4)写出B+C一定条件
−−−−−−→D 的化学方程式_____。

(5)化合物X同时符合下列条件的同分异构体H有_____种；其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为_____。

①苯环上有两个取代基，其中之一是氨基；②官能团与X相同，苯环上的一氯代物有两种。

(6)以甲苯和甲醇为有机原料，参照盐酸氨溴索的合成路线图，设计X的合成路线______(无机试剂任选，标明试剂、条件及对应物质结构简式)。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池总反应为
MnO2+1
2
Zn+(1+
x
6
)H2O+
1
6
ZnSO4MnOOH+
1
6
ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O。

其电池结构如图
甲所示，图乙是有机高聚物的结构片段。

（1）Mn2+的核外电子排布式为_____；有机高聚物中C的杂化方式为_____。

（2）已知CN-与N2互为等电子体，推算拟卤（CN)2分子中σ键与π键数目之比为_____。

（3）NO2-的空间构型为_____。

（4）MnO是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到。

Mn的第一电离能是_____，O2的键能是_____，MnO的晶格能是_____。

（5）R(晶胞结构如图）由Zn、S组成，其化学式为_____（用元素符号表示）。

已知其晶胞边长为acm，则该晶胞的密度为_____g·cm3(阿伏加德罗常数用N A表示）。

19．（6分）CO和H2是工业上最常用的合成气，该合成气的制备方法很多，它们也能合成许多重要的有机物。

回答下列问题：
(1)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料，有关反应的能量变化如图所示。

CH4 (g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2 (g)的热化学方程式为____。

(2)工业乙醇也可用CO和H2合成，常含一定量甲醇，各国严禁使用成本低廉的工业酒精勾
兑食用酒，但一般定性的方法很难检测出食用酒中的甲醇。

有人就用硫酸酸化的橙色
K2Cr2O7溶液定量测定混合物中甲醇的含量，甲醇与酸性K2Cr2O7溶液反应生成CO2、
Cr2(SO4)3等物质，写出其化学方程式___________。

(3)为了检验由CO和H2合成气合成的某有机物M的组成，进行了如下测定：将1.84gM在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量的碱石灰，碱石灰增重4. 08 g，又知生成CO2和H2O的物质的量之比为3:4。

则M中碳、氢、氧原子个数之比为____。

(4) CO2和H2合成甲醇涉及以下反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.58kJ/mol。

在反应过程中可以在恒压的密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，测得不同温度下，体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示：
①反应过程中，表明反应达到平衡状态的标志是______;
A．生成3mol O-H键，同时断裂3mol H-H键B．容器中气体的压强不再变化
C．容器中气体的平均摩尔质量不变D．CH3OH的浓度不再改变
②比较T1与T2的大小关系：T1 ___T2 (填“<”、“=”或“>”)。

③在T1和P2的条件下，向密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的容积为2.4 L，则该反应在此温度下的平衡常数为____，保持T1和此时容器的容积不变，再充入1mol CO2和3mol H2，设达到平衡时CO2的总转化率为a，写出一个能够解出a的方程或式子___(不必化简，可以不带单位)。

参考答案
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）1．A
【解析】
【分析】
W化合价为-2价，没有最高正化合价+6价，故W为O元素；
Z元素化合价为+5、-3，Z处于ⅤA族，原子半径与氧元素相差不大，则Z与氧元素处于同一周期，故Z为N元素；
X化合价为+2价，应为ⅡA族元素，Y的化合价为+3价，处于ⅢA族，二者原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X、Y的原子半径与W、Z原子半径相差很大，则X、Y应在第三周期，所以X为Mg元素，Y为Al元素，结合元素周期律与元素化合物性质解答。

【详解】
根据上述分析可知，X、Y、Z、W分别是Mg、Al、N、O元素，则
A. Y的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，即可以与强酸反应，也可以与强碱反应，显两性，故A正确；
B. 放电条件下，氮气与氧气会生成NO，而不能直接生成NO2，故B错误；
C. 同一周期中，从左到右元素的金属性依次减弱，则金属性：Mg>Al，即X>Y，故C错误；
D. 电子层数相同时，元素原子的核电荷数越小，离子半径越大，则Mg2＋的离子半径小于
O2－的离子半径，故D错误；
答案选A。

2．B
【解析】A．金属铁为单质，不是化合物，所以铁既不是电解质，也不是非电解质，故A错误；B．CH4是在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物，属于非电解质，故B正确；C．硫酸的水溶液能够导电，硫酸是电解质，故C错误；D．NaNO3属于离子化合物，其水溶液或在熔融状态下能够导电，属于电解质，故D错误；故选B。

点睛：抓住非电解质的特征水溶液中和熔融状态下都不能够导电的原因是自身不能电离是解题的关键，非电解质是水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物；电解质为水溶液中或熔融状态导电的化合物，无论电解质还是非电解质，都一定是化合物，单质、混合物一定不是电解质和非电解质，据此进行判断。

3．C
【解析】
【详解】
A.能使酚酞变红的溶液呈碱性，Al3+与OH-会发生反应，在碱性溶液中不能大量共存，A错
误；
B.NaClO 、Fe 2+之间发生氧化还原反应，在溶液中不能大量共存，故B 错误；
C.K +、[Ag(NH 3)2]+、NO 3-、OH -之间不反应，都不与氨水反应，在氨水中能够大量共存，C 正确；
D.由水电离产生的c(H +)=1×10-13 mol/L 的溶液呈酸性或碱性，HCO 3-与氢离子、氢氧根离子反应，在溶液中不能大量共存，D 错误；
故合理选项是C 。

4．C
【解析】
【详解】
由图可知60 ml 到70 ml 是氢氧化铝溶解消耗10ml 氢氧化钠溶液，则铝离子沉淀需要30 ml 氢氧化钠溶液，镁离子离子沉淀需要20 ml 氢氧化钠溶液，所以镁铝的物质的量比为1：1，再由镁铝与100mL 稀硝酸反应，产生1.12L NO 气体（标准状况）得失守恒可以得 2x + 3x ＝0.05×3 ，则x ＝0.03 mol ，
沉淀的最大质量110.03580.0378 4.08m mol g mol mol g mol g --=⨯⋅+⨯⋅=，
沉淀达到最大值时溶液为硝酸钠，硝酸的物质的量为0.03mol×
2+0.03mol×3+0.05mol =0.2mol ，-1aq 0.2mol ==2mol 0.1n
c L V L
=⋅（） 氢氧化钠溶液浓度 1()n
0.15c=
30.05aq mol mol L V L -==⋅， 故C 错误；
综上所述，答案为C 。

5．D
【解析】
【详解】
A ．K 3[Fe(CN)6]与亚铁离子反应生成蓝色沉淀，不能检验铁离子，由现象可知原溶液中有Fe 2+，不能确定是否含Fe 3+，故A 错误；
B ．Ba(NO 3)2的酸性溶液具有强氧化性，能够将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而生成硫酸钡沉淀，则原溶液中可能有SO 32-或SO 42-，或二者均存在，故B 错误；
C．溶液中含有Na2S，不一定发生沉淀的转化，不能比较K sp(CuS)与K sp(ZnS)的大小，故C 错误；
D．C6H5ONa溶液中通入CO2，溶液变浑浊，说明反应生成了苯酚，发生强酸制弱酸的反应，则酸性：H2CO3＞C6H5OH，故D正确；
答案选D。

6．C
【解析】
【分析】
由题目可知硫酸铅电极处生成Pb，则硫酸铅电极的反应为：PbSO4+2e-+2Li+=Pb+Li2SO4，则硫酸铅电极为电池的正极，钙电极为电池的负极，由此分析解答。

【详解】
A. 输出电能时，电子由负极经过外电路流向正极，即从钙电极经外电路流向硫酸铅电极，A项错误；
B. Li+带正电，放电时向正极移动，即向硫酸铅电极迁移，B项错误；
C. 负极反应方程式为Ca+2Cl−−2e−=CaCl2，正极电极反应方程式为：
PbSO4+2e−+2Li+=Pb+Li2SO4，则总反应方程式为：PbSO4+Ca+2LiCl=Pb+CaCl2+Li2SO4，C
项正确；
D.钙电极为负极，电极反应方程式为Ca+2Cl−−2e−=CaCl2，根据正负极电极反应方程式可知2e−∼2LiCl，每转移0.2 mol电子，消耗0.2 mol LiCl，即消耗85g的LiCl，D项错误；
答案选C。

【点睛】
硫酸铅电极处生成Pb是解题的关键，掌握原电池的工作原理是基础，D项有关电化学的计算明确物质与电子转移数之间的关系，问题便可迎刃而解。

7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．CO2在水中的溶解度不大，氨气在水中的溶解度很大，应该先通入氨气，使溶液呈碱性，以利于吸收更多的CO2，产生更多的NaHCO3，故A错误；
B．锥形瓶、容量瓶中有少量的蒸馏水，不影响滴定结果或配制溶液的浓度，并且加热烘干
时可能会影响刻度，造成误差，所以不需要烘干锥形瓶或容量瓶，故B错误；
C．酸性高锰酸钾溶液可以将乙烯氧化为二氧化碳，足量碱石灰可吸收二氧化碳和水蒸气，即可得纯净的甲烷，故C正确；
D．中和滴定实验中滴定管中液体流速可以先快速滴加，接近终点时再缓慢滴加，滴定时眼睛注视锥形瓶中液体颜色的变化，不用注视着滴定管中液体刻度的变化，故D错误；
答案选C。

【点睛】
酸性高锰酸钾溶液可以将乙烯氧化为二氧化碳，随后加入足量碱石灰可吸收二氧化碳和水蒸气，可以达到除杂的目的，也是学生的易错点。

8．2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑2LiFePO4+H2O2+6H+=2Li++2Fe3++2H2PO4-+2H2O 石墨提高浸出液的浓度(或提高双氧水和硫酸的利用率等其他合理答案)
Fe3++2H2PO4-+CO32-= FePO4↓+ CO2↑+ H2O Na2CO3水解产生的c(OH-)增大，与Fe3+结合生成Fe (OH)3沉淀，而使留在溶液中的PO43-增大
K=
()
()()
322
sp
sp
44
339
3
c PO FePO 1.310
2.610
Fe
K()
OH
c OH K
--
-
-
==
⎡⎤
⎣⎦
⨯
⨯=5.0×10
16，K很大，说明反应完全进行 D
【解析】
【分析】
废旧磷酸铁锂电池的正极材料（含LiFePO4、石墨粉和铝箔等）加入氢氧化钠进行减溶，铝箔与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，过滤后得到滤液1，滤液1为偏铝酸钠溶液，过滤后的滤渣再加入过量浓硫酸进行酸溶，同时加入双氧水，将亚铁离子氧化为三价铁，并进行多次循环，确保亚铁离子全部转化，在进行过滤得到滤渣2和滤液2，滤渣2为石墨粉，滤液2主要含有Fe3+、Li+、H2PO4-和SO42-溶液，向滤液2加入碳酸钠，Fe3+、H2PO4-与碳酸钠反应，转化为磷酸铁沉淀和二氧化碳，生成的二氧化碳气体通入滤液1中反应生成氢氧化铝，磷酸铁中加入氢氧化钠溶液转化为氢氧化铁和磷酸钠晶体，向沉铁、磷后的溶液加入碳酸钠得到碳酸锂沉淀，再对碳酸锂进行一系列处理最后得到高纯锂化合物，据此分析解答。

【详解】
(1)根据分析，“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑；
(2)完成“溶浸2”为LiFePO4与过量浓硫酸进行酸溶，同时加入双氧水，将亚铁离子氧化为三价铁，离子方程式：2LiFePO4+H2O2+6H+=2Li++2Fe3++2H2PO4-+2H2O；
(3)根据分析，“滤渣2”的主要成分是石墨；
(4)“滤液2”循环两次的目的是提高浸出液的浓度(或提高双氧水和硫酸的利用率等其他合理答案)
(5)“沉铁、磷”时，析出FePO4沉淀，反应的离子方程式为Fe3++2H2PO4-+CO32-= FePO4↓+ CO2↑+ H2O；实验中，铁、磷的沉淀率结果如图所示。

碳酸钠浓度大于30%后，铁沉淀率仍然升高，磷沉淀率明显降低，其可能原因是Na2CO3水解产生的c(OH-)增大，与Fe3+结合生成Fe (OH)3沉淀，而使留在溶液中的PO43-增大；
（6）“沉淀转化”反应：FePO4+3OH-⇌Fe(OH)3+PO43-。

K=
()
()()
322
sp
sp
44
339
3
c PO FePO 1.310
2.610
Fe
K()
OH
c OH K
--
-
-
==
⎡⎤
⎣⎦
⨯
⨯=5.0×10
16，K很大，说明反应完全进行。

（7）结合表格数据，碳酸锂的溶解度远小于氢氧化锂，为了充分沉淀，“沉锂”时所用的X 应为碳酸钠，60-80℃左右溶解度较小，答案选D。

9．A
【解析】分析：根据元素周期律分析。

详解：A. 同周期自左向右金属性逐渐减弱，则金属性：Al＜Mg，A错误；
B. 同主族从上到下非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性逐渐减弱，则稳定性：HF＞HCl，B 正确；
C. 同周期自左向右金属性逐渐减弱，最高价氧化物水化物的碱性逐渐减弱，则碱性：NaOH ＞Mg(OH)2，C正确；
D. 同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价含氧酸的酸性逐渐增强，则酸性：HClO4＞H2SO4，D正确。

答案选A。

10．D
【解析】
【详解】
A．世界最大射电望远镜主体用料：钢索是金属合金材料，故A不符合；
B．中国第一艘国产航母主体用料：钢材属于合金为金属材料，故B不符合；
C．中国大飞机C919主体用料：铝合金属于金属材料，故C不符合；
D．世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料：硅酸盐不是金属材料，故D符合；
故答案为D。

11．C
【解析】
【分析】
Na2O2可与某些元素的最高价氧化物反应，生成对应的盐(或碱)和O2，Na2O2具有强氧化性，与所含元素不是最高价态的氧化物反应时，只生成相对应的盐，不生成O2。

据此分析。

【详解】
A．Mn2O7是最高价态的锰的氧化物，NaMnO4中的锰为+7价，符合上述规律，A正确；B．P2O3不是最高正价，生成Na4P2O7，符合上述规律，B正确；
C．N2O3不是最高价态的氮的氧化物，不符合上述规律，C错误；
D．N2O5是最高价态的氮的氧化物，因此过氧化钠与五氧化二氮反应生成硝酸钠和氧气，D 正确；
答案选C。

【点睛】
Na2O2具有氧化性、还原性，所以与强氧化剂反应体现还原性，与还原剂反应体现氧化性，同时也既可以作氧化剂，也作还原剂，再依据得失电子守恒判断书写是否正确。

12．C
【解析】
【分析】
向20mL0.1mol·L-1NiCl2溶液中滴加0.1mol·L-1Na2S溶液，反应的方程式为：NiCl2+Na2S= NiS↓+2NaCl；pM=-lgc(M2+)，则c(M2+)越大，pM越小，结合溶度积常数分析判断。

【详解】
A．根据图像，V0点表示达到滴定终点，向20mL0.1mol·L-1NiCl2溶液中滴加0.1mol·L-1Na2S 溶液，滴加20mL Na2S溶液时恰好完全反应，根据反应关系可知，V0=20mL，故A错误；B．根据图像，V0点表示达到滴定终点，溶液中存在NiS的溶解平衡，温度不变，溶度积常数不变，c(M2+)不变，则pM=-lgc(M2+)不变，因此b点不移动，故B错误；
C．K sp(NiS)≈1.0×10-21，K sp(ZnS)≈1.0×10-25，ZnS溶解度更小，滴定终点时，c(Zn2+)小于c(Ni2+)，则pZn2+=-lgc(Zn2+)＞pNi2+，因此若用同浓度ZnCl2溶液替代NiCl2溶液，则d点向f点迁移，故C正确；
D．Na2S溶液中存在质子守恒，c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)，故D错误；
故选C。

【点睛】
本题的易错点为B，要注意在NiS的饱和溶液中存在溶解平衡，平衡时，c(Ni2+)不受NiCl2
起始浓度的影响，只有改变溶解平衡时的体积，c(Ni2+)才可能变化。

13．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．z不含碳碳双键，与高锰酸钾不反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；
B．C5H6的不饱和度为5226
2
⨯+-
=3，可知若为直链结构，可含1个双键、1个三键，则
x的同分异构体不止X和Y 两种，故B错误；
C．z含有1种H，则一氯代物有1种，对应的二氯代物，两个氯原子可在同一个碳原子上，也可在不同的碳原子上，共2种，故C正确；
D．y中含3个sp3杂化的碳原子，这3个碳原子位于四面体结构的中心，则所有碳原子不可能共平面，故D错误；
故答案为C。

14．D
【解析】
【详解】
A、航空燃油是厨余污油通过热裂解等技术得到一种长链脂肪酸的单烷基酯，该过程属于化学变化，故不选A；
B、电池放电时把化学能转化为电能，属于化学变化，故不选B；
C、煤制烯烃，属于化学变化，故不选C；
D、用“天眼”接收宇宙中的射电信号，没有生成新物质，不属于化学变化，故选D。

15．A
【解析】
【详解】
A．钠的燃烧产物为Na2O2，能与CO2反应生成O2，且钠与水反应生成氢气，氢气易燃烧，所以钠着火不能用泡沫灭火器灭火，可用沙土灭火，故A错误；
B．氨气极易溶于水，NH3泄露时向空中喷洒水雾可吸收氨气，故B正确；
C．氯气有毒，直接排放会引起环境污染，含Cl2的尾气用碱溶液处理后再排放，故C正确；D．面粉厂有可燃性的粉尘，遇到烟火容易发生爆炸，所以生产车间应严禁烟火，故D正确；。