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Mg 17Al 12)的储氢原理为Mg 17Al 12＋17H 2===17MgH 2＋12Al ，该反应的氧化产物是a________。

(2)C 2O 3是一种无色无味的气体，可溶于水生成草酸(H 2C 2O 4)b ，写出它与足量NaOH溶液反应的化学方程式：____________________________。

(3)已知：①H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1＝－198 kJ·mol －1 ②CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2 ③CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 3＝－846.3 kJ·mol －1化学键C O O===O C===O 键能/(kJ·mol －1)958.5 497 745 CH 4(g)＋H 22(4)向容积为2 L 的某恒容密闭容器中充入3 mol CH 4(g)、4 mol H 2O(g)，测出t ℃时，容器内H 2的物质的量浓度随时间的变化如图中曲线Ⅱ所示。

图中曲线Ⅰ、Ⅲ分别表示相对于曲线Ⅱ改变反应条件后c (H 2)随时间的变化。

①若曲线Ⅰ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________。

②曲线Ⅱ对应反应的平衡常数⑥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“无法确定”)。

③曲线Ⅲ相对于曲线Ⅱ改变的条件是________(填字母)。

a．降低温度b．使用催化剂、降低温度c．加压【解题指导】1．审题“三读”泛读——明确有几个条件及求解的问题↓细读——把握关键字、词和数量关系等↓精读——要深入思考，注意挖掘隐含信息等注意：“向细心要分、向整洁规范要分”。

2．审题指导a．明确“合金”、“氧化产物”的含义，从化合价入手分析。

b．分步写，先写C2O3与水反应，再写H2C2O4与NaOH溶液反应。

c．先根据键能计算ΔH2，再用盖斯定律计算，调方向，变系数，相加减。

d．影响化学反应速率和化学平衡的影响因素。

e．明确“平衡常数”的含义，观图像，找平衡浓度。

[解析](1)Mg17Al12合金中各金属均为0价，故氧化产物是MgH2。

(2)由C2O3溶于水生成草酸知，C2O3与NaOH溶液反应生成草酸钠与水。

(3)ΔH2＝反应物总键能－生成物总键能＝(958.5＋0.5×497) kJ·mol－1－2×745 kJ·mol－1＝－283 kJ·mol－1，由盖斯定律知：ΔH ＝ΔH 3－(ΔH 2＋3ΔH 1)＝＋30.7 kJ·mol －1。

(4)曲线Ⅰ相对于曲线Ⅱ而言，达到平衡所需要的时间较少，平衡时c (H 2)较大，说明条件改变后反应速率较快，更有利于平衡向右进行，故改变的条件是升高温度。

a 、b 两点反应均处于平衡状态，故平均反应速率均为0。

由题给数据并结合反应的化学方程式易求出平衡时c (CH 4)＝0.5 mol·L －1、c (H 2O)＝1 mol·L －1、c (CO)＝1 mol·L －1，故平衡常数为54。

当几种物质等物质的量浓度(设为c )混合时，Q c ＝c 2，因c 值不确定，故无法确定Q c 与K 的相对大小，所以反应进行的方向也无法确定。

曲线Ⅲ对应的反应速率快于曲线Ⅱ对应的反应速率，但平衡向右进行的程度低于曲线Ⅱ对应的反应程度，故答案为b 。

[答案] (1)MgH 2 (2)C 2O 3＋2NaOH===NaOOCCOONa ＋H 2O(3)＋30.7 kJ·mol －1 (4)①升高温度 相等或均为0 ②54 无法确定 ③b[典型例题2] 碳、氮、硫的氧化物对空气污染严重，回答下列问题。

(1)消除汽车排放的尾气中含的NO 、CO ，有利于减少PM2.5的排放。

――→2×－630 kJ·mol －12NO(g)O 2(g)――→498 kJ·mol －12O(g)Ⅱ.N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 12CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 2＝－565 kJ·mol －1①ΔH 1＝a________________。

②在催化剂作用下NO 和CO 转化为无毒气体，该反应的热化学方程式b 为______________________________________________________________。

(2)25 ℃时，在体积为2 L 的密闭容器中，发生反应2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 2＝－565 kJ·mol －1，O 2、CO 、CO 2的物质的量浓度随时间t 的变化用A 、B 、C 曲线如图。

在5～7 min 内，若K 值改变，则此处曲线变化的原因c 是____________________________。

若在第5～7 min 内，将体积2 L 变为1 L ，反应重新达到平衡时，化学平衡常数d K ＝______________。

(3)测定汽车尾气常用的方法有两种。

①方法1：电化学气敏传感器法。

其中CO传感器的工作原理如图所示，则工作电极的反应式e为_______________________。

②方法2：滴定法。

用H2O2溶液吸收尾气，将NO转化为强酸，用中和滴定法测强酸浓度。

则NO与H2O2溶液反应的离子方程式f为________________。

(4)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。

相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO2－3)较小的g是________，用文字和化学用语解释原因___________。

【解题指导】a．根据“键能”计算ΔH。

b．书写热化学方程式，利用“盖斯定律”计算ΔH。

c．外界条件对化学平衡的影响。

d．明确“K”的含义，K只受温度影响。

e．新型化学电源电极反应式的书写，O2是正极，CO失电子是负极。

f．氧化还原反应方程式的书写，信息“将NO转化为强酸”。

g．NH＋4水解使溶液中c(H＋)增加。

[解析](1)①根据Ⅰ的数据分析ΔH1＝(945＋498－2×630) kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol －1。

②将Ⅱ 中的两个热化学方程式相减，即得2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－748 kJ·mol－1。

(2)在5～7 min内，K值改变，说明平衡移动是由温度变化引起的，根据变化曲线可以得出A～O2，B～CO，C～CO2，在5～7 min平衡向正反应方向移动，说明曲线变化是降低温度引起的。

在第5～7 min内，将体积2 L变为1 L，增大压强，平衡向正反应方向移动，但化学平衡常数不变，K＝c2CO2c2CO·c O2＝0.620.42×0.7≈3.2。

(3)①反应原理是2CO＋O2===2CO2，在酸性条件下正极电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，将总反应式减去正极反应式即得CO－2e－＋H2O===CO2＋2H＋。

②H2O2溶液吸收NO，将氮氧化物转化为强酸(硝酸)，离子方程式是2NO＋3H2O2===2NO－3＋2H2O＋2H＋。

(4)同浓度的NaHSO3、NH4HSO3的水溶液中c(SO2－3)较小的是NH4HSO3，因为HSO－3H＋＋SO2－3，NH＋4水解使c(H＋)增大，电离平衡逆向移动，c(SO2－3)浓度减小。

[答案](1)①＋183 kJ·mol－1②2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－748 kJ·mol－1(2)降低温度 3.2(3)①CO－2e－＋H2O===CO2＋2H＋②2NO＋3H2O2===2NO－3＋2H2O＋2H＋(4)NH4HSO3HSO－3H＋＋SO2－3，NH＋4水解使c(H＋)增大，电离平衡逆向移动，c(SO2－3)浓度减小[针对训练]1．科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示(部分条件及物质未标出)。

(1)已知：CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol －1，则上述流程中第一步反应2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH＝________。

(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇，其反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的2 L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下：时间/h123456p后/p前0.900.850.830.810.800.80①用H22②该温度下CO2的平衡转化率为________________。

(3)在300 ℃、8 MPa下，将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1∶3通入一密闭容器中发生(2)中反应，达到平衡时，测得二氧化碳的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数K p＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。

在0.1 MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系：①该反应的ΔH________0(填“>”、“＝”或“<”)。

②曲线c表示的物质为________。

③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是______________________________________________________________。