2018届高考二轮复习苏教版第29讲无机化学与化学反应原理综合（第30题）课件（38张） 38页

第29讲　无机化学与化学反应原理 综合(第30题) -2- 精选例题 命题探究 解题策略 (2017·11·浙江选考)【加试题】 (一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘 (C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知 : ΔH1>ΔH2>0;C10H18→C10H12的活化能为Ea1,C10H12→C10H8的活化 能为Ea2,十氢萘的常压沸点为192 ℃;在192 ℃,液态十氢萘脱氢反 应的平衡转化率约为9%。 -3- 精选例题 命题探究 解题策略 请回答: (1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是　　　　。  A.高温高压　　　　B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压 (2)研究表明,将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中,升高温度带 来高压,该条件下也可显著释氢,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  -4- 精选例题 命题探究 解题策略 (3)温度335 ℃,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00  mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分 数计)随时间的变化关系如图1所示。 图1 ①在8 h时,反应体系内氢气的量为　　mol(忽略其他副反应)。  ②x1显著低于x2的原因是　　　　　　　　　　。  -5- 精选例题 命题探究 解题策略 ③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量—反应过程”示 意图。 图2 (二)科学家发现,以H2O和N2为原料,熔融NaOH-KOH为电解质,纳 米Fe2O3作催化剂,在250 ℃和常压下可实现电化学合成氨。阴极区 发生的变化可视为按两步进行。 请补充完整。 -6- 精选例题 命题探究 解题策略 【答案】(一)(1)C　(2)温度升高加快反应速率;温度升高使平衡 正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用　(3)①1.95　 ②催化剂显著降低了C10H12→C10H8的活化能,反应生成的C10H12很 快转变为C10H8,C10H12不能积累 ③ -7- 精选例题 命题探究 解题策略 【解析】(一)(1)提高平衡转化率即平衡正向移动,应该升温,降压。 所以选择高温低压,选C。 (2)升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,这种现象可从两 方面分析,一方面温度升高能加快反应速率;另一方面是由于温度 升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用。 (3)①该反应可以直接看成十氢萘分别分解为四氢萘和萘,则生成 氢气的物质的量为:0.374 mol×5+0.027 mol×3≈1.95 mol。 ③由题意可知,两个反应均为吸热反应,且ΔH1>ΔH2。 (二)根据阴极的另一个方程式以及题干信息可知,Fe2O3参与阴极反 应,生成Fe。电解质为熔融NaOH-KOH,则电极反应式为 -8- 精选例题 命题探究 解题策略 30题是加试题的第1题,涉及元素化合物、化学反应原理知识,往 往围绕一个有实际背景的可逆反应进行,考查热化学反应方程式、 标准燃烧热、盖斯定律、化学反应速率、化学平衡移动、电化学、 化学平衡及电解质溶液的知识,涉及的基本能力有审题能力、计算 能力、简答能力及绘图能力等。此题考查知识全面,题目综合性较 强,有一定难度。 -9- 精选例题 命题探究 解题策略 -10- 精选例题 命题探究 解题策略 跟踪训练 1.(2017·4·浙江选考)以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮 化铝(AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过 二氧化碳甲烷化再利用。 请回答: 碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　 ,该反应自发进行的条件　　　　　　　　　　　　。  -11- 精选例题 命题探究 解题策略 (2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和气体(体积比1∶4,总物 质的量a mol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度 变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO 的百分比)。 -12- 精选例题 命题探究 解题策略 -13- 精选例题 命题探究 解题策略 -14- 精选例题 命题探究 解题策略 ①下列说法不正确的是　　　　。  A.ΔH4小于零 B.温度可影响产物的选择性 C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少 D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2 平衡转化率 ②350 ℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,该 温度下反应Ⅰ的平衡常数为　　　　(用a、V表示)。  -15- 精选例题 命题探究 解题策略 ③350 ℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400  ℃下0~t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。 图3 (3)据文献报道,CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷,生成甲烷 的电极反应式是　　　　　　　。  -16- 精选例题 命题探究 解题策略 -17- 精选例题 命题探究 解题策略 ΔH=+1 026 kJ·mol-1,若使反应自发,则ΔG<0,ΔG=ΔH- TΔS,ΔS>0,ΔH>0,则条件应为高温。(2)①结合图1、图2分析,400℃ 之前甲烷的选择性为100%,CO2在350 ℃之前为未平衡之前的转化 率,之后为CO2的平衡转化率,温度升高转化率降低,说明反应Ⅰ为 放热反应,ΔH4<0,A正确,C错误;从图2可知当温度小于400 ℃时,只 发生反应I,当温度大于400 ℃时,反应Ⅰ选择性减小,反应Ⅱ的选择 性增大,B项正确;其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改为1∶3, 相当于减小了H2的浓度,CO2平衡转化率减小,D项错误。②350 ℃, 反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,列三段式: -18- 精选例题 命题探究 解题策略 -19- 精选例题 命题探究 解题策略 2.(2016·10·浙江选考)氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。 ①该反应是放热还是吸热,判断并说明理由　　　　　　　　　　　 。  ②900K时,体积比为4∶1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生 反应,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线如图,保持其他条 件不变,升温到TK(假定反应历程不变),请画出压强在 1.5×105~4.5×105 Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化 曲线示意图。 -20- 精选例题 命题探究 解题策略 -21- 精选例题 命题探究 解题策略 ①写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  ②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气,制得NaClO溶液(不含 NaClO3),此时ClO-的浓度为c0mol·L-1;加热时NaClO转化为NaClO3, 测得t时刻溶液中ClO-浓度为c1mol·L-1,写出该时刻溶液中Cl-浓度的 表达式:c(Cl-)=　　　　　　　　　(用c0、c1表示)mol·L-1。  ③有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行: 常温下,反应Ⅱ能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到 NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:　　　　　。  -22- 精选例题 命题探究 解题策略 (3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上 吸附氢气,会使电解电压升高,电解效率下降。为抑制氢气的产生, 可选择合适的物质(不引入杂质),写出该电解的总化学方程式:　　　　　　　　　　　　 。  -23- 精选例题 命题探究 解题策略 -24- 精选例题 命题探究 解题策略 -25- 精选例题 命题探究 解题策略 -26- 精选例题 命题探究 解题策略 -27- 精选例题 命题探究 解题策略 -28- 精选例题 命题探究 解题策略 3.(2016·4·浙江选考)氨气及其相关产品是基本化工原料,在化工 领域中具有重要的作用。 (1)以铁为催化剂,0.6 mol氮气和1.8 mol氢气在恒温、容积恒定 为1 L的密闭容器中反应生成氨气,20 min后达到平衡,氮气的物质 的量为0.3 mol。 ①在第25 min时,保持温度不变,将容器体积迅速增大至2 L并保 持恒容,体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%,请画出从第25 min 起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。 -29- 精选例题 命题探究 解题策略 ②该反应体系未达到平衡时,催化剂对逆反应速率的影响是　　　　 (填“增大”“减少”或“不变”)。  -30- 精选例题 命题探究 解题策略 (2)①N2H4是一种高能燃料,有强还原性,可通过NH3和NaClO反应 制得,写出该制备反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  ②N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1=1.0×10-6,则 0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH等于　　　(忽略N2H4的二级电离和 H2O的电离)。  ③已知298 K和101 kPa条件下: 则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH=　　　　。  -31- 精选例题 命题探究 解题策略 (3)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚框所示),在较高的 操作压力下,提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量,能制备出高浓度 的硝酸。 实际操作中,应控制N2O4/H2O质量比高于5.11,对此请给出合理解 释  　。  -32- 精选例题 命题探究 解题策略 -33- 精选例题 命题探究 解题策略 -34- 精选例题 命题探究 解题策略 -35- 精选例题 命题探究 解题策略 -36- 精选例题 命题探究 解题策略 正确的图像为 ②催化剂能同等程度地增大化学反应速率,所以该反应体系未达到 平衡时,催化剂对逆反应速率的影响也是增大的。 -37- 精选例题 命题探究 解题策略 (2)①题给信息N2H4“可通过NH3和NaClO反应制得”,则可以迅速找 到“氧化剂NaClO”、“还原剂NH3”及对应的“氧化产物N2H4”,根据 氧化还原反应原理(化合价的变化等)可以得出“还原产物NaCl”,再 利用氧化还原反应方程式的配平方法,写出方程式:  -38- 精选例题 命题探究 解题策略