2020-2021备战高考化学专题复习分类练习 化学反应原理综合考查综合解答题

2020-2021备战高考化学专题复习分类练习 化学反应原理综合考查综合解答题

一、化学反应原理综合考查

1．铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如FeCl 3是重要的金属蚀刻剂、水处理剂；影视作品拍摄中常用Fe (SCN )3溶液模拟血液；FeS 可用于消除水中重金属污染等。

（1）已知：①3Cl 2(g )+2Fe (s )=2FeCl 3(s ) ΔH 1=akJ ·mol -1

②2FeCl 2(s )+Cl 2(g )=2FeCl 3(s ) ΔH 2=bkJ ·mol -1 则2FeCl 3(s )+Fe (s )=3FeCl 2(s ) ΔH 3=____。

（2）将c (FeCl 3)=0.2mol ·L -1的溶液与c (KSCN )=0.5mol ·L -1的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应：FeCl 3+3KSCN

Fe (SCN )3+3KCl ，测得常温下溶液中c (Fe 3+)的浓度随着

时间的变化如图1所示；测得不同温度下t 1时刻时溶液中c [Fe (SCN )3]如图2所示。

①研究表明，上述反应达到平衡后，向体系中加入适量KCl 固体后，溶液颜色无变化，其

原因是___，根据图1分析，在t 1、t 2时刻，生成Fe 3+

的速率较大的是____时刻。

②常温下Fe 3++3SCN -

Fe (SCN )3的平衡常数的值约为___，其它条件不变时，若向容器

中加适量蒸馏水，则新平衡建立过程中v (正)___v (逆)（填“＞”“＜”或“=”）。 ③根据图2判断，该反应的ΔH ___0（填“＞”或“＜”），图中五个点对应的状态中，一定处于非平衡态的是___（填对应字母）。

（3）利用FeS 可除去废水中的重金属离子，如用FeS 将Pb 2+转化为PbS 可消除Pb 2+

造成的

污染，当转化达到平衡状态时，废水中c (Fe 2+)=___c (Pb 2+)[填具体数据，已知K sp (PbS )=8×10-28，K sp (FeS )=6×10-18]。

【答案】(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1 反应的本质是Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3，KCl 的加入对可

逆反应状态不造成影响 t 2 1000 ＜ ＜ a 、b 7.5×109 【解析】 【分析】

（1）根据盖斯定律12

⨯(①-②3)，可得热化学方程式； （2）①判断KCl 固体对可逆反应()3+

-

3Fe +3SCN Fe SCN ƒ

的影响，t 2时生成物浓度比

t 1时大，逆反应速率较大，故生成Fe 3+速率较大；

②()3+-3Fe +3SCN Fe SCN ƒ平衡常数33+3-c[Fe(SCN)]

K=

c(Fe )c (SCN )

以此计算；溶液稀释后Q >K 平衡向左移动，v (正)

③随着温度的升高反应速率加快，故a 、b 、c c [Fe (SCN )3]增大，随着温度升高t 1时已达

到平衡点，温度升高c [Fe (SCN )3]减小，则平衡逆移；

（3）由2+

2+

FeS+Pb PbS+Fe ƒ知，2+2+2-2+2+2-c(Fe )c(Fe )c(S )Ksp(FeS)

K===c(Pb )c(Pb )c(S )Ksp(PbS)

，以此分析。 【详解】

（1）已知：①3Cl 2(g )+2Fe (s )=2FeCl 3(s ) ΔH 1=akJ ·mol -1 ②2FeCl 2(s )+Cl 2(g )=2FeCl 3(s ) ΔH 2=bkJ ·mol -1

根据盖斯定律1

2

⨯(①-②3)可得()()()322FeCl s +Fe s =3FeCl s ΔH 3=(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1

，故答案为：(0.5a -1.5b )kJ ·mol -1；

（2）①由于反应的本质是()3+

-

3Fe +3SCN Fe SCN ƒ

，因此KCl 的加入对可逆反应状态

不造成影响；t 2时生成物浓度比t 1时大，逆反应速率较大，故生成Fe 3+速率较大，故答案为：反应的本质是Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3，KCl 的加入对可逆反应状态不造成影响；

t 2；

②由图Ⅰ知，达到平衡时c (Fe 3+)=0.05 mol ·L -1，故反应中消耗Fe 3+的浓度为0.1 mol ·L -1

-0.05 mol ·L -1=0.05 mol ·L -1，平衡时c [Fe (SCN )3]=0.05 mol ·L -1，c (SCN -

)=0.25

mol ·L -1-0.15 mol ·L -1=0.1 mol ·L -1，则平衡常数

33+3-3c[Fe(SCN)]0.05

K=

==1000c(Fe )c (SCN )0.050.1⨯；溶液稀释后33+3-c[Fe(SCN)]Q=c(Fe )c (SCN )

＞K 平衡向

左移动，v (正)＜v (逆)，故答案为：1000；＜；

③随着温度的升高反应速率加快，故a 、b 、c 三点c [Fe (SCN )3]增大，随着温度升高c 时已达到平衡点，温度升高c [Fe (SCN )3]减小，则平衡逆移，则反应ΔH ＜0，图中五个点对应的状态中，处于非平衡态的是a 、b ，故答案为：＜；a 、b ； （3）由2+2+FeS+Pb PbS+Fe ƒ

可知，

2+2+2-1892+2+2-28

c(Fe )c(Fe )c(S )Ksp(FeS)610K===7.510c(Pb )c(Pb )c(S )Ksp(PbS)810--⨯==⨯⨯，故()()2+92+c Fe =7.510c Pb ⨯，故答案为：7.5×109。

2．Cr 、S 等元素的化合物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）还原沉淀法是处理含铬（Cr 2O 72−和CrO 42−）工业废水的常用方法，过程如下：

①已知：常温下，初始浓度为1.0 mol·L −1的Na 2CrO 4溶液中c(Cr 2O 72−)随c(H +)的变化如图所示。则上述流程中CrO 42-转化为Cr 2O 72-的离子方程式为______________________。