高考化学二轮复习 大题专题(三)

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(三)化学原理综合应用

1.次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:

(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:____________________。

(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银单质,从而可用于化学镀银。

①H3PO2中,磷元素的化合价为__________。

②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为________________________(填化学式)。

③NaH2PO2是________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显________(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。

(3)H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:________________________。

解析:(1)由于H 3PO2是一元中强酸,所以其电离方程式为H3PO2H++H2PO-2。(2)①根据化合物中正负化合价的代数和为0,H是+1价,O是-2价,所以在H3PO2中P元素的化合价为+1价;②根据题意结合电子守恒,原子守恒可知,氧化产物为H3PO4,还原产物是Ag;③根据元素的化合价及电离情况可知H3PO2的结构是,所以NaH2PO2是

正盐;由于该盐是强碱弱酸盐,所以该溶液显弱碱性。(3)根据题意可得白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式是2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑。

答案:(1)H 3PO2H++H2PO-2

(2)①+1②H3PO4③正盐弱碱性

(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑

2.研究发现,NO x和SO2是雾霾的主要成分。

(一)NO x主要来源于汽车尾气。

(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.50 kJ·mol-1

已知:N

(g)2CO2(g)ΔH=-566.00 kJ·mol-1

2CO(g)+O

(1)为了减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式______________________。

(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。

①T℃时该化学反应的平衡常数K=________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,平衡将________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

②图中a、b分别表示在一定温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是________。(填“a”或“b”)

③15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是______________________。

(二)SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

(3)用纯碱溶液吸收SO 2可将其转化为HSO -

3。该反应的离子方程式是____________________。

(4)如图电解装置可将雾霾中的NO 、SO 2分别转化为NH +4和SO 2-4。

①写出物质A 的化学式__________________,阳极的电极反应式是______________________。

②该电解反应的化学方程式为______________。

解析:本题考查盖斯定律、化学平衡移动原理和化学平衡常数的计算、电解原理等。(1)将题给热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由②-①可得2NO(g)+

2CO(g)=====催化剂2CO 2(g)+N 2(g) ΔH =-746.50 kJ·mol -1。(2)①根据“三段式”法进行计算:

2NO(g)+2CO(g)=====催化剂2CO 2(g)+N 2(g)

开始(mol·L -1):0.2 0.2 0 0

转化(mol·L -1):0.1 0.1 0.1 0.05

平衡(mol·L -1):0.1 0.1 0.1 0.05

平衡常数K =0.05×(0.1)2

(0.1)2×(0.1)2L·mol -1=5 L·mol -1。平衡时再向容器中充入CO 和N 2各0.8 mol ,则此时c (CO)=0.5 mol·L -1,c (N 2)=0.45 mol·L -1,浓度商Q c =(0.1)2×0.45(0.1)2×(0.5)2

=1.8

电子,发生氧化反应:SO 2+2H 2O -2e -===SO 2-4+4H +;NO 在阴极得电子,发生还原反应:

6H ++NO +5e -===NH +4+H 2O ,根据得失电子守恒,将阴、阳电极反应式相叠加即可得到反

应的总的离子方程式:5SO 2+2NO +8H 2O===2NH +4+5SO 2-4+8H +,因此物质A 为硫酸。

答案:(1)2NO(g)+2CO(g)=====催化剂2CO 2(g)+N 2(g) ΔH =-746.50 kJ·mol -1

(2)①5 L·mol -1 向右 ②b ③增大CO 的物质的量浓度或增大压强或降低温度

(3)H 2O +2SO 2+CO 2-3===2HSO -3+CO 2↑

(4)①H 2SO 4 SO 2+2H 2O -2e -===SO 2-4+4H +

②5SO 2+2NO +8H 2O=====通电(NH 4)2SO 4+4H 2SO 4

3.氮的固定意义重大,氮肥的使用大幅度提高了粮食产量。

(1)目前人工固氮最有效的方法是____________________(用一个化学方程式表示)。

(2)自然界发生的一个固氮反应是N 2(g)+O 2(g)=====放电2NO(g),已知N 2、O 2、NO 三种分

子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ·mol -1、498 kJ·mol -1、632 kJ·mol -1,则该反应

的ΔH =________kJ·mol -1。该反应在放电或极高温度下才能发生,原因是

________________________________________________________________。

(3)100 kPa 时,反应2NO(g)+O 2(g) 2NO 2(g)中NO 的平衡转化率与温度的关系曲线如图1,反应2NO

2(g) N 2O 4(g)中NO 2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。

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