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1、微专题六 化学反应原理综合题型研究【知识网络】(本专题对应学生用书第50页第59页)【高考回眸】 高 考 回 眸 1. (2016江苏高考第20题)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2转化为Cr3+，其电极反应式为。(2)在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如下图所示。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是 。当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量
2、分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是 。(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中B(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH，其离子方程式为 。纳米铁粉与水中N反应的离子方程式如下：4Fe+ N+10H+4Fe2+N+3H2O研究发现，若pH偏低将会导致N的去除率下降，其原因是 。相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中N的速率有较大差异(见下图)，产生该差异的可能原因是。.含50 mgL-1 N的水样.含50 mgL-1 N+50 mgL-1 Cu2+的水样【答案】(1)Cr2+6e-+1
3、4H+2Cr3+7H2O (2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小(3)2Fe2+B+4OH-2Fe+B(OH+2H2纳米铁粉与H+反应生成H2Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除N的反应(或形成Fe-Cu原电池，增大纳米铁粉去除N的反应速率)【解析】(1)在正极上Cr2得电子生成Cr3+的同时与H+反应生成H2O，电极反应式为Cr2+6e-+14H+2Cr3+7H2O。(2)铁的质量分数为0时，只有活性炭，由于活性炭具有吸附性，能将溶液中的Cu2+、Pb2+吸附而除去。铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减小，从而使得去除率降低。(3)在FeSO4
4、溶液中加入NaBH4溶液后，Fe2+被还原为Fe，NaBH4中的-1价H被氧化为H2，反应的离子方程式为2Fe2+B+4OH-2Fe+B(OH+2H2。当pH偏低时，溶液酸性增强，还原铁粉与H+反应而损耗。由图示可看出，曲线比曲线的条件就是多了Cu2+，且曲线表示的N的去除速率快得多，故在该反应中Cu2+作催化剂；加入Cu2+后，还原铁粉能与Cu2+反应生成Cu，从而形成Fe-Cu原电池而加快反应的速率。2. (2015江苏高考第20题节选)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量；O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程
5、式如下：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)H=-200.9 kJmol-1NO(g)+O2(g)NO2(g)H=-58.2 kJmol-1SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)H=-241.6 kJmol-1(1)反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的H=kJmol-1。(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)n(NO)的变化如下图所示。当n(O3)n(NO)1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是。增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其
6、可能原因是 。(3)CaSO3悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(S)=用c(S)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示；CaSO3悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是。【答案】(1)-317.3(2)O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物其反应速率较慢(3)c(S)CaSO3转化为CaSO4使溶液中S的浓度增大，加快S与NO2的反应速率【解析】(1)NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)H=-200.9 kJmol-1NO(g)+O2(g)NO2(g)H=-58.2 kJmol-1将2+即可得到目标反应：3NO(g)+O3(g)3NO2
7、(g)，H=2(-58.2)kJmol-1+(-200.9)kJmol-1=-317.3 kJmol-1。(2)当n(O3)n(NO)1时，臭氧过量，臭氧具有强氧化性，能将反应后的NO2氧化为更高价氮氧化物，导致二氧化氮减少。增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，说明浓度对反应速率影响较小，可能是其反应速率较慢。(3)CaSO3悬浮液中加入Na2SO4溶液，发生反应：CaSO3+SCaSO4+S，溶液中c(Ca2+)=，所以 c(S)=c(S)；根据CaSO3+SCaSO4+S知，加入硫酸钠导致c(S)增大，所以加快S与NO2的反应速率。3. (2014江苏高考)(1)(第20题节
8、选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2-2e-S(n-1)S+S2-写出电解时阴极的电极反应式：。图1图2H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图2所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为。(2)(第21题B改编)称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤。反应加热的目的是，加入稍过量稀硫酸的目的是、 。【答案】(1)2H2O+2e-H2+2OH-2H2S2
9、H2+S2(2)加快铁与稀硫酸的反应速率使铁粉充分反应抑制 Fe2+的水解【解析】(1)发生还原反应，结合电解质溶液显碱性可写出电极反应式。根据图示可知，分解达到平衡过程中，一种产物的体积分数由5%变化到20%，变化量为15%，另一种产物由10%变化到40%，变化量为30%，故一种产物的物质的量是另一种产物的2倍，再结合原子守恒，可知另一种产物为S2。(2)铁屑与稀硫酸反应中，加入稍过量的稀硫酸，一方面是保证铁屑充分反应，另一方面过量的稀硫酸可以抑制硫酸亚铁的水解。4. (2013江苏高考第20题节选)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它
10、的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)H1=+3359.26 kJmol-1CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)H2=-89.61 kJmol-1则2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)的H3=kJmol-1。【答案】+2 821.6【解析】应用盖斯定律，把热化学方程式和反应热进行一定加减就可以得到目标热化学方程式：2Ca3(PO4)2
11、(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)H3=+2 821.6 kJmol-1。5. (2012江苏高考)(1)(第16题节选)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)+NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K=。(2)(第20题节选)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H=a kJmol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)H=b kJmol
12、-1反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的H=kJmol-1(用含a、b的代数式表示)。铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为 。【答案】(1)(2)a+b2Al+3AgO+2NaOH2NaAlO2+3Ag+H2O【解析】(1)根据化学方程式中化学计量数、反应物和生成物状态来书写平衡常数表达式。(2)应用盖斯定律，把热化学方程式和反应热进行一定加减就可以得到目标热化学方程式：Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)H=(a+b)kJmol-1。根据反应物为Al和AgO，生成物是NaAlO2和Ag，结合电
13、解质溶液为NaOH溶液和电子得失相等写出并配平电池总反应式。【考题分析】年份试题知识点分值201214、20反应热计算2平衡常数表达式书写2原电池方程式书写2201320(1)反应热计算2201420、21(B)电解池电极反应式书写2平衡计算2201520反应热计算2平衡计算3平衡原理应用2201620原电池电极反应式书写3【备考策略】近几年高考这部分内容的热门考点有：1. 原电池、电解池电极反应式或者化学方程式的书写。2. 热化学方程式书写或者反应热的计算。3. 平衡原理的应用。4. 平衡常数表达式的书写。我们在复习中还需要关注的考点有：1. 化学反应速率的计算以及影响因素分析。2. 化学平衡状态的特征。3. 浓度、温度、压强等对化学平衡的影响。4. 平衡常数的计算及其运用。5. 平衡图像的分析。【高考前沿】 高 考 前 沿 1. (2016南京、盐城一模)电石(主要成分为CaC2，杂质为Ca3P2及CaS等)是重要的基本化工原料，主要用于生产乙炔。(1)为探究碳化钙合成机理，有学者认为可能存在以下5种反应(状态已省略)：CaO+3CCaC2+
