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1、备战高考化学易错题专题复习- 化学反应与能量练习题含答案解析 一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析) 1阅读下列材料,并完成相应填空 钯( Pd)是一种不活泼金属,性质与铂相似。在科研和工业生产中,含钯催化剂不仅用途 广泛,且用量大,因此从废催化剂中回收钯具有巨大的经济效益。已知废催化剂的主要成 分是钯和活性炭,还含有少量铁、锌。工业上采用如下流程从废催化剂中提取钯。 (1)气体 I 的化学式为 _,酸溶 I 的目的是 _。 (2)王水指是浓硝酸和浓盐酸组成的混合物,其体积比为_。残渣与王水发生的 反应有: a. Pd + HCl + HNO3 b. _(写出化学方程式并配平)。 (3)若
2、用足量的烧碱吸收气体II,请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式:NaOH、 _、_、_。 (4)写出用NaHCO3调节 pH 值时发生反应的离子方程式: _。使用甲醛还原钯的 化合物时,溶液须保持碱性,否则会造成甲醛的额外损耗,原因是_。 (5)操作 I 的名称是 _,溶液 I 可能含有的有机离子为_。 (6)有人提出,在进行酸溶前最好先将废催化剂在700下进行灼烧,同时不断通入空 气,其目的是 _。 【答案】 H2 除去铁、锌等杂质 1: 3 C+4HNO3 CO2+ 4NO2+ 2H2O NaNO3 NaNO2 Na2CO3 HCO3 - + H +=H 2O + CO2酸性条件下,甲醛会
3、被硝酸氧化过滤 HCOO -(甲酸 根离子)除去废催化剂中的活性炭,减少王水的消耗(必须涉及炭的除去) 【解析】 【分析】 酸溶时铁和锌能与盐酸反应产生氢气,过滤出的残渣用王水溶解,然后通过碳酸氢钠调节 pH,最后通过甲醛还原得到金属钯,据此解答。 【详解】 ( 1) 铁和锌能与盐酸反应产生氢气;废催化剂的主要成分是钯和活性炭,还含有少量铁、 锌,而实验的目的是从废催化剂中提取钯,所以酸溶I 的目的是除去铁、锌等杂质; ( 2) 王水是浓硝酸与盐酸按体积比1:3 的混合物,浓硝酸具有氧化性,能将碳氧化生成二 氧化碳,本身被还原成一氧化氮,反应的方程式为:C+4HNO3CO2+ 4NO2+ 2H
4、2O; ( 3) 氢氧化钠与二氧化氮、二氧化碳反应的方程式:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2 +H 2 O, 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,同时氢氧化钠过量,所以吸收后溶液中含有的溶质的化学式: NaOH、NaNO3、 NaNO2、Na2CO3; ( 4) NaHCO3能和盐酸发生反应,离子方程式为: HCO3 - +H +H 2O+CO2,甲醛具有还原性, 酸性条件下,甲醛会被硝酸氧化; ( 5) 金属钯不溶于水,利用过滤的方法分离,甲醛会被硝酸氧化生成甲酸,所以溶液I 可能 含有的有机离子为HCOO -; ( 6) 由于废催化剂中的含有活性炭,不断通入空气,能除去活性
5、炭,同时减少王水的消耗。 2氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业,随着工 业的飞速发展,我国对氧化锌的需求量日益增加,成为国民经济建设中不可缺少的重要基 础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO,还含有铁、铝、铜的氧化 物, 2 Mn 、 2 Pb 、 2 Cd 等)制取氧化锌的工艺流程如图所示: 已知:相关金属离子 n c M0.1mol /Ln生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示: 回答下列问题: 1为调节溶液的pH,则试剂X为 _(填化学式 ), 2 除杂时加入高锰酸钾的作用是_,发生反应的离子方程式为_。 3“ 过滤 ” 所得滤渣的主要成分是
6、_(填化学式 )。 4写出 “ 碳化合成 ” 的化学方程式:_;“ 碳化合成 ” 过程需纯碱稍过量,请设计实验 方案证明纯碱过量:_。 【答案】 ZnO或 2 Zn(OH)或 3 ZnCO 除去 2 Mn 2 422 2MnO3Mn2H O5MnO4H 3 Fe(OH) 、3 Al(OH) 、2 MnO 3223232223 3Zn(NO )3Na CO3H OZnCO ? 2Zn(OH)? H O2CO6NaNO 或 3223232233 3Zn(NO)5Na CO5H OZnCO ? 2Zn OH) ? H O4NaHCO6NaNO 静置,取少许上层清液继续滴加纯碱溶液,若无沉淀产生,则证
7、明纯碱过量 (或静置,取 少许上层清液滴加 2 CaCl溶液,若有白色沉淀产生,则证明纯碱过量) 【解析】 【分析】 1根据除杂的同时不要掺入新的杂质考虑; 2加入高锰酸钾的作用是将 2 Mn 转化为 2 MnO沉淀,除去 2 Mn ; 3由1、2知, “ 过滤 ” 所得滤渣; 4“ 碳化合成 ” 时加入 23 Na CO ,产物为322 2() ?ZnCOZn OHH O ,写出化学方程式。 【详解】 1加入试剂X 的目的是调节溶液的pH,使 3 Fe 、 3 Al 生成沉淀除去,为不引入新的杂 质离子,可加入ZnO、 2 ()Zn OH、 3 ZnCO等; 2加入高锰酸钾的作用是将 2 M
8、n 转化为 2 MnO沉淀,除去 2 Mn ,反应的离子方程式为 2 422 23254MnOMnH OMnOH ; 3 由 1 、 2 知, “ 过滤 ” 所得滤渣的主要成分是3 ()Fe OH 、3 ()Al OH 、2 MnO ; 4“ 碳化合成 ” 时加入 23 Na CO ,产物为322 2() ?ZnCOZn OHH O,反应的化学方程式为 32232322233()33? 2() ?26Zn NONa COH OZnCOZn OHH OCONaNO或 322323223323 3()55? 2() ?46(Zn NONa COH OZnCOZn OHH ONaHCONaNONa
9、CO 过量时);若 23 Na CO不足时,溶液中还有 32 ()Zn NO,继续滴加 23 Na CO溶液有沉淀产 生,或 23 Na CO 过量时,可检验溶液中的 2 3 CO,具体方法为:静置,取少许上层清液继 续滴加纯碱溶液,若无沉淀产生,则证明纯碱过量(或静置,取少许上层清液滴加 2 CaCl 溶液,若有白色沉淀产生,则证明纯碱过量)。 31以 2CO和3NH为原料合成尿素是利用2CO的成功范例。在尿素合成塔中的主要反 应可表示如下: 反应: 3224 2NHgCOgNH COONHs? 1 HV 反应: 24222 NH COONHsCO(NH )sH O g? 2 H72.49k
10、J / molVn 总反应: 32222 2NHgCOgCO(NH )sH O g? 3 H86.98kJ / molVn 请回答下列问题: 反应的 1 HV_。 在_(填“高温”或“低温”)情况下有利于反应的自发进行。 2 氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、 镉、砷元素分别以 2 34 Zn(NH)、 2 34 Cu(NH)、 2 3 4 Cd(NH)、 2 5 AsCl的形式存在。 “ 溶浸 ” 中 ZnO发生反应的离子方程式为 _。 锌浸出率与温度的关系如图所示,分析30n时锌浸出率最高的原因为 _。 “ 滤渣 3” 的主要成分为_。 【答案】15
11、9.47 kJ / moln高温 2 324342 ZnO2NH ? H O2NHZn(NH)3H O 低于30时,溶浸反应速率随温度升高而增大;超过30,氨气逸出导致溶浸反应速率 下降Cu、Cd 【解析】 【分析】 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算分析; 依据反应自发进行的判断依据是 H-TS0 分析; 2 依据流程图可知, “ 溶浸”中ZnO发生反应生成 2 34 Zn(NH); 低于30时,浸出反应速率随温度的升高而增大;超过 30时,氨气逸出导致浸出反 应速率下降; 依据流程图可知,“ 滤渣 3” 的主要成分为锌发生置换反应的产物。 【详解】 反应 :2NH 32 gCOg ?NH
12、 2COONH4s ?H1; 反应 :NH 2COONH4s ?222CO NHsH O g?H2=+72.49KJ/mol ; 总反应: 2NH3(g)+CO2(g) 222CO NHsH O g?H3=-86.98KJ/mol ;根据盖 斯定律,总反应 - 反应 II,得到反应I,则 ?H1=-86.98KJ/mol -(+72.49KJ/mol)=-159.47 KJ/mol ; 故答案为: -159.47 KJ/mol ; 反应 : NH 2COONH4 s ? 222 CO NHsH O g ?H2=+72.49KJ/mol ,反应 ?H 0,?S 0,满足反应自发进行的判断依据是?
13、H-T?S、 (II)研究 I-、S2O82-浓度对反应速率的影响 22 反应 速率与反应物浓度乘积成正比 【解析】 【分析】 (1)K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积; (2)由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,使用催化剂不改变焓变, 降低反应所需的活化能; (3)由表格中的数据可知,只有浓度为变量,且反应速率与浓度的乘积成正比,以此来解 答。 【详解】 (1)由 3I-(aq)+S2O82-( aq)I3-(aq)+2SO42-(aq)可知 K= 2 43 32 28 c SOc I cIc S O ()() ()() ; 故答案为: 2 43 32 28 c SOc
14、I cIc S O ()() ()() ; (2)由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,则Q0,使用催化剂不 改变焓变,降低反应所需的活化能,则使用催化剂的是(II)曲线; 故答案为:;(II); (3)由表格中的数据可知,只有浓度为变量,该实验的目的为研究I-、S2O82-浓度对反应速 率的影响;且反应速率与浓度的乘积成正比,可知中浓度乘积相同,则t1=22s,实验 结论为反应速率与反应物浓度乘积成正比; 故答案为:研究I-、S2O82-浓度对反应速率的影响;22;反应速率与反应物浓度乘积成正 比。 8为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和 H2O 反应转化为绿
15、色能源 H2。 已知: CO(g)+1 2 O2(g) = CO2 (g) H=-283kJ mol-1 H2(g)+ 1 2 O2(g) = H2O (g) H=-241.8kJmol -1 H 2O (l)=H2O (g) H=+44.0kJ mol -1 (1)H2的燃烧热 H=_。 (2)写出 CO(g)和 H2O (g)作用生成 CO2 (g)和 H2(g)的热化学方程式:_。 (3)相关物质的化学键键能数据如下: 化学键O=O(O2) HHHO E/(kJ mol -1) x436463 计算 x=_kJ mol-1。 (4)某反应 2X(g)+Y(g)? 2Z(g) H= -Q kJmol -1,反应过程中能量变化如图所示,其中虚线表 示加入催化剂M 时的情况。 加入催化剂M 后, H_ (填“ 改变 ” 或 “ 不变 ”)。 在使用催化剂的两部反应中,_ (填“ 第一步 ” 或“ 第二步 ”)决定反应速率。 【答案】 -285.8kJ mol -1 CO(g) + H 2O (g) = H2(g) + CO2 (g) H=-41.2kJmol -1 496.4 不变 第 一步 【解析】 【分析】 (1)在 25 摄氏度 ,