广东省高考化学二轮复习 专题7 图像、数据分析及归纳,原理表述导学案

图像、数据分析；原理表述
第一课时图像、数据分析
【学习目标】学会分析、描述、应用图像和数据。

一、图像、数据
例题1.[2014广东高考31（2）]用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g) ∆H1=-47.3kJ∙mol-1
② CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ∆H2=+210.5kJ∙mol-1
③ CO(g) 1/2C(s)+1/2CO2(g) ∆H3=-86.2kJ∙mol-1
（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的∆H，归纳lgK-T曲线变化规律：
a)________________
；
b)________。

答案：a）放热反应的lgK随温度升高而下降（或
吸热反应的lgK随温度升高而升高）
b）放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度的
影响越大
解题思路：1.分析每条线对应的反应，明确自变
量是温度，因变量是lgK，K值越大，lgK也越大，
反应进行的程度越大。

2.找曲线规律：两条曲线单调向下的与∆H1、∆H3的符号关系；曲线II单调向上与∆H2的符号关系；三条曲线的斜率与对应的三个反应焓变的绝对值的关系。

例题2.大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。

将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

(1)O3将Ⅰ－氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成：
①I－(aq) + O3(g) = IO－(aq) + O2(g) △H1
②IO－(aq) + H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I－(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
总反应为2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)=I2(ag)+O2(g)+H2O(g)
(3)为探究Fe2+对氧化I－反应的影响（反应体如图13），某研究
小组测定两组实验中I3－浓度和体系pH，结果见图14和下表。

编号反应物反应前pH 反应后pH
第1组O3 + I－ 5.2 11.0
第2组O3 + I－+Fe2+ 5.2 4.1
①Ⅰ组实验中，导致反应后pH 升高的原因是 .
②图13中的A 为 .由Fe 3+生成A 的过程能显著提高I －
的转化率，原因是 ____________________________________________________________________________.
③第2组实验进行18s 后，I 3－
下降。

导致下降的直接原因有(双选) .
A.C(H +)减小
B.c(I －)减小
C. I 2(g)不断生成
D.c(Fe 3+
)增加
答案（3）①O 3氧化I －生成I 2的反应消耗H +，使H +
浓度减少
②Fe(OH)3 由于Fe 3+的水解，体系中H +浓度增加，使O 3氧化I －
的两个分步反应②和③的平
衡向右移动，I －
的转化率提高 ③BC
解题思路：第I 组实验为设问（1）中的三个分部反应及总反应，因此pH 升高应从总反应的
角度答题，第II 组实验增加了Fe 2+
，从表格中看出反应后pH 降低，原因是从图13中分析，
O 3氧化了Fe 2+为Fe 3+，Fe 3+水解程度比Fe 2+
强，得到的增大，使平衡②和③向正方向移动。

该图涉及的反应较多，设问（3）①从总反应方向回答，②就应该认真分析图中的分步反应。

（详细解释见《题型训练》P167）
方法归纳：用文字描述图形变化规律，如果涉及到化学平衡，答题思路一般是：“什么因素使什么平衡向什么方向移动，结果是什么。

”
【自我检测】
1. [2010广东高考31]硼酸（H 3BO 3）在食品、医药领域应用广泛. （2）在其他条件相同时，反应H 3BO 3+3CH 3OH
B(OCH 3)3+3H 2O 中，H 3BO 3的转化率（α）在
不同温度下随反应时间（t ）的变化见图12，由此图可得出：
①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是____________________________________________。

②该反应的△H_________0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

答案（2）① 升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动。

② ＞
2. [2014广州一模31]硝酸铈铵[(NH 4)2Ce(NO 3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：
（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了(NH 4)2Ce(NO 3)6在不同温度、不同浓度硝
六水合硝酸铈 Ce(NO 3)3·6H 20
氢氧化铈
Ce(OH)4
硝酸高铈溶液
H 2Ce(NO 3)6
硝酸铈铵晶体 (NH 4)2Ce(NO 3)6
ⅠⅡⅢ
酸中的溶解度，结果如右图。

从图中可得出三条主要规律：
① (NH 4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；
② _____________________________________________；
③ _____________________________________________。

答案：（4）②其它条件相同时，S随c(HNO3)减小而增大
③c(HNO3)越小，温度对S的影响越大或c(HNO3)越
大，温度对S的影响越小
3. [2014广州二模31]苯乙烯是重要的基础有机原料。

工
业中用乙苯（C6 H5- CH2 CH3）为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯（C6 H5- CH= CH2）的反应方程式为：
C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图所示：
由图可知：在600℃时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则：
①氢气的物质的量分数为；乙苯的物质的量分数为；
②乙苯的平衡转化率为；
③计算此温度下该反应的平衡常数（请写出计算过程）。

（2）分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：△H1 0（填“＞、=或＜” )。

答案（1）①25% ； 50% ②33%
③（共4分） C 6 H 5- CH 2 CH 3 (g)
C 6 H 5- CH=CH 2 (g) + H 2(g)
起始浓度/( mol •L -1
) ： a/V 0 0 变化浓度/( mol •L -1
) ： a/3V a/3V a/3V 平衡浓度/( mol •L -1) ： 2a/3V a/3V a/3V （2分）
K =（ a/3V • a/3V ）/ （2a/3V ） = a/6V （2分）
（2）>
4. [2013中山一模31]（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化
生产。

工业上一般以CO 和H 2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为： CO （g ）+ 2H 2（g ） CH 3OH （g ）
△H 1＝－116 kJ·mol －1
①已知：221
CO(g)+O (g)=CO (g)2
△H 2＝－283 kJ·mol －1 2221
H (g)+O (g)=H O(g)2
△H 3＝－242 kJ·mol
－1 则表示1mol 气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ；
②在容积为1L 的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃ 270℃三种温度下合成甲醇的规律。

右图是上述三种温度下不同的H 2和CO 的起始组成比（起始时CO 的物质的量均为1mol ）与CO 平衡转化率的关系。

请回答:
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z 对应的温度是 ⅱ）利用图中a 点对应的数据，计算出曲线Z 在对应
温度下CO （g ）+ 2H 2（g ）
CH 3OH （g ）的
平衡常数K= 。

③在某温度下，将一定量的CO 和H 2投入10L 的密闭容器中，5min 时达到平衡，各物
质的物质的浓度(mol•L -1
)变化如下表所示：
0min 5min 10min CO 0.1 0.05 H 2 0.2 0.2 CH 3OH
0.04
0.05
若5min ～10min 只改变了某一条件，所改变的条件是 ； 且该条件所改变的量是 。

答案：（2）①CH 3OH （g ）+3/2O 2（g ）= CO 2（g ）+ 2H 2O （g ） △H＝－651kJ·mol -1
②ⅰ）270℃（2分） ⅱ） 4 L 2
/mol 2
（2分，没单位不扣分） ③增大H 2的浓度（2分）；增大了0.1 mol•L -1
（2分
5．（2015广州一模）已知N 2O 4(g) 2NO 2(g);△H= +57.0 kJ ·mol -1
，100℃时，在1L 恒温
恒容的密闭容器中通入0.1 mol N 2O 4，反应过程的NO 2和N 2O 4的浓度如图甲所示。

NO 2和N 2O 4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示，
（1）根据甲图中有关数据，计算100℃时该反应的平衡常数
K 1== =0.36mol.L -1.S -1
若其他条件不变，升高温度至120℃，达到新平衡的常数是k2 ，则k1 k2 （填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）在0～60s 内，以NO 2表示的平均反应速率为 mol ·L -1·s -1。

（3）反应进行到100s 时，若有一项条件发生变化，变化的条件可能是__________。

A ．通入氦气使其压强增大
B ．降低温度
C ．又往容器中充入N 2O 4
D ．增加容器体积
（4）乙图中, 交点A 表示该反应的所处的状态为 。

A ．平衡状态 B ．朝逆反应方向移动 C ．朝正反应方向移动 D ．无法判断
5.（16分）（1） c 2 NO 2/ c N 2O 4（或0.122
/0.04）（2分）， ＜（2分）
（2） 5×10-4
（3分）； （3） B （2分） （4） C （2分）
6. 乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或。

乙烯气相直接水合反应CH 2= CH 2 (g)+H 2O(g)==C 2H 5OH(g)的 ΔΗ= -45.5 KJ ﹒mol -1
回答下列问题：
(1)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中
224(H O)(C H )
:n n =1:1）（建议打印后标出A 点位置）
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A 点的平衡常数K （结果保留2位有效数字）
②图中压强（
1
p 、
2
p 、
3
p 、
4
p ）的大小顺序为_________，理由是_________。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃，压强6.9MPa ，
224(H O)(C H )
:n n =0.6:1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，在恒容条件
下，除了可以适当改变反应温度外，还可以采取的措施有_____ ____、_____ ____。

（2）在恒容密闭容器中通入X 并发生反应
:2X(g)Y(g),温度T 1、T 2下X 的物质的量
浓度c(X)随时间t 变化的曲线如图所示。

回答：
6. (1)① 0.31L/mol
②P4＞P3＞P2＞P1；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。

③增大n(H 2O)︰n(C 2H 4)的比值，及时把生成的乙醇液化分离 (2) . ①放热 ②小于 ③大于
7.[2014肇庆一模31]工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
（2）合成塔中发生反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) △H<0。

下表为不同温度下该反应的平衡常数。

由此可推知，表中T 1____300℃（填“>”、“<”或“=”）。

（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中
的NO x 会污染空气。

目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH 4(g)+4NO 2(g)＝4NO(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) △H= －574kJ·mol
－1
CH 4(g)+4NO(g)＝2N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) △H= －1160kJ·mol －1
T/℃ T 1 300
T 2 K 1.00×107
2.45×10
5
1.88×10
3
①该反应 (吸热、放热)反应； ②该反应进行到M 点放出的热量
（大于、等于、小于）进行到W 点放出的热量； ③M 点的正反应速率V 正 （大于、等于、小于）N 点的逆反应速率V 逆 ；
则甲烷直接将NO 2还原为N 2的热化学方程式 为 。

（5）某研究小组在实验室以“Ag -ZSM-5”为 催化剂，测得将NO 转化为N 2的转化率随温度变 化情况如右图。

据图分析，若不使用CO ，温度超 过775℃，发现NO 的转化率降低，其可能的原因 为 ； 在n (NO)/n (CO)=1的条件下，应控制的最佳温度 在_______左右。

7.（2）＜
（4）CH 4(g)+2NO 2(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(g)+N 2(g) △H＝－867kJ/mol （5）（5分）该反应是放热反应，当在775K 反应达到平衡后继续升高温度，平衡向逆（左）
方向移动，NO 转化率降低 870K （写860-875K 之间任意数值均给分）
反应温度/K
NO 转 化 率 (%)
▲ CO 剩余百分率
○ 无CO 时NO 转化为N 2的产率
□ n(NO)/n((CO)=1条件下NO 转化为N 2的转化率
第二课时化学反应原理简述题解法
【学习目标】掌握综合题中有关化学反应原理的一般步骤与方法
一、知识回顾：
1、明矾净水的原理
规范解答：
2、高铁酸钠既能用作净水剂又能对水进行消毒、杀菌的原理
规范解答：
3、蒸干灼烧FeCl3溶液得到Fe2O3的原理
规范解答：
4、在氯碱工业中，电解饱和食盐水时常用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~~3的原因
规范解答：
注意：用平衡移动原理解释相关问题的四个步骤是：（1）列平衡（2）写改变的条件（3）说平衡移向（4）说平衡移动的结果。

其他：
5、用酸性过氧化氢溶液溶解铜片，铜片溶解的速率随着温度的升高先加快后减慢的原因
规范解答：温度升高能够加快反应Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O的反应速率，故铜的溶解速率加快，当温度升高到一定程度后，H2O2的分解速率加快，此时H2O2的浓度的下降对反应速率的影响超过了温度对反应速率的影响，故铜的溶解速率减慢。

6、适当升温氮气和氢气合成氨的速率加快，但是温度过高反应速率反而下降的原因
规范解答：温度升高能够加快合成氨反应的反应速率，但温度过高会使催化剂失去活性，反应速率反而降低。

7、用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极附近溶液呈碱性的原因
规范解答：在阴极发生电极反应：2H++2e- =H2↑,由于氢离子不断放电，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，导致溶液中的c(OH-)>c(H+),使溶液显碱性。

8、在燃料电池中，常在电极表面镀上铂粉的原因
规范解答：增大电极单位面积吸收气体的分子数，加快电极反应速率。

9、工业接触法制硫酸时，将二氧化硫催化氧化为三氧化硫时采用常压的原因
规范解答：在常压下二氧化硫的转化率已经很高，再增大压强，二氧化硫的转化率提高不大，但是生产成本增加，得不偿失。

二、真题回炉：
1.（2014广东高考·33）H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

（2）利用图21（a）和21（b）中的信息，按图21（c）装置（连能的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。

可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是______________________________________________________。

2. （2013广东高考·31)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。

将O3持续通入NaI溶
液中进行模拟研究.
（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成：
① I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g）△H1
② IO-（aq）+H+(aq) HOI(aq) △H2
(3) 为探究Fe2+对氧化I-反应的影响（反应体系如图13），某研究小组测定两组实验中
I3-浓度和体系pH，结果见图14和下表。

Ⅰ组实验中，导致反应后pH升高的原因是
①图13中的A为；由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率，原
因是
3.（2012广东高考·32）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在
水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s） 2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42— + 2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH) 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：
（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：
三、课堂练习
4．（2014肇庆二模·32）（2）工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。

实验室利用
如右下图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-=Fe2+，
阴极反应式是2H++2e-=H2↑。

①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是，
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度
解释其原因。

5．已知K sp Mg(OH)2< K sp Fe(OH)3。

如何除去Fe(OH)3中混有的
Mg(OH)2：；写出有关反应的离子
方程式
Fe Fe
的废水
-
2
7
O
2
r
C
含
稀H2SO4
6.（2014珠海二模·32）硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。

利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：
已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0
（ⅱ）K sp(PbSO4)=1.08×10-8, K sp(PbCl2)=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式，加入盐酸的另一个目的是。

（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因。

7.（2014广州一模）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________________________________________________。

三、课后练习
8.（2012广州一模）绿矾（FeSO4·7H2O）的一种综合利用工艺如下：
（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、____________。

浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因________________________________________________________________________。

9.（2014全国I卷26）在容积为100L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4g) 2NO2
(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，以
24
(N O)
c以0.0020 mol·L1-·s1-的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T100℃（填“大于”或“小于”），判断理由是。

(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。

平衡向（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是。

10．（2014上海）室温下，0.1 mol/L的硫化氢溶液和0.1 mol/L的碳酸钠溶液，碱性更强的是______________________________________________________________________，其原因是____________________________________________________________。

已知：H2S：K i1＝1.3×10-7 K i2=7.1×10-15
H2CO3：K i1＝4.3×10-7 K i2=5.6×10-11
11．（2014上海）向ZnSO4溶液中滴加饱和H2S溶液，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成ZnS沉淀，用电离平衡原理解释上述现象。

______________________________________________________________________________。

12．将黑色的Fe2S3固体加入足量盐酸中，溶液中有浅黄色固体生成，产物有___________、 ______________。

过滤，微热滤液，然后加入过量氢氧化钠溶液，可观察到的现象是_____ 绿矾
NH4HCO3
FeCO3固体
母液
焙烧还原铁粉
(NH4)2SO4粗产品
除杂
转化分离
……
_________________________________________________________________________。

一、知识回顾：
1、明矾溶于水电离出的Al3+发生水解反应：Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铝胶体具有较强的吸附能力，能够吸附水中悬浮的杂质使水澄清。

2、Na2FeO4中的铁元素呈+6价，具有很强的氧化性能对水进行杀菌、消毒，其还原产物Fe3+发生水解反应：Fe3++3H 2O Fe(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铁胶体具有较强的吸附能力，能够吸附水中悬浮的杂质使水澄清。

3、在FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl，在蒸发过程中，由于氯化氢大量挥发导致水解平衡向右移动，蒸干溶液得到Fe(OH)3，灼烧时发生反应2Fe(OH)3△
Fe2O3+3H2O，最后得到Fe2O3。

4、阳极产生的氯气与水发生反应：Cl2+H2O HCl+HClO，增大溶液中盐酸的浓度能够使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出。

练习答案：
1. 深。

原因是2NO2 (红棕色) N2O4 (无色)，△ H<0是放热反应，且双氧水的分解反应也是放热反应。

当右边双氧水分解时放出的热量会使B瓶升温，使瓶中反应朝逆反应方向移动，即向生成NO移动，故B瓶颜色更深。

2.⑶由2I-（aq）+ O3（g）+2H+(aq) I2(aq) +O2（g）+ H2O(l) 可知消耗H+，pH升高。

Fe(OH)3；由于Fe3+的水解，体系中H+ 浓度增加，使O3氧化I-的两个分布反应②和③的平衡向右移动，I-的转化率提高
3.（2）加入Ca(OH)2溶液，OH—与Mg2+结合成Mg(OH)2、Ca2+与SO42—结合成CaSO4而析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出K+（留在滤液中）。

4．（2）①Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O ②水中的H+在阴极区放电（1分），H+浓度减小促使水的电离平衡H2O H++OH-向右移动（1分），阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全（1分）
5．向混合物中加足量FeCl3溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯Fe(OH)3；反应的离子方程式为： 3Mg(OH)2(s) + 2FeCl3(aq) == 2Fe (OH)3(s) +3MgCl2(aq)
6.（1）PbS+2Fe3＋+2Cl－= PbCl2+2Fe2＋+S（3分），抑制Fe3＋、Pb2＋的水解（2分）
（2）用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4－(aq)逆向移动，使PbCl4－不断转化为PbCl2晶体而析出。

（3分）
7.（5）AlCl 3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s)Al3+(aq) +3Cl—(aq) +6H2O(l)，通入HCl气体使溶液中c(Cl—)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体。

（2分）
8.过滤 NH4+＋H2O NH3·H2O＋H+，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4。

（3分）
9.（2）大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高
（3）逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆方向移动
10．硫化钠溶液；硫化氢的K i2小于碳酸的K i2，硫化钠更易水解。

11．饱和H2S溶液中电离产生的S2—很少，因此没有沉淀。

加入氨水后，促进H2S的电离，S2—离子浓度增大，有沉淀产生。

12．FeCl2、H2S；先有白色沉淀生成，然后沉淀转化为灰绿色，最终转化为红褐色。