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1、高考化学复习备考精品资料强攻专练(六)1氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而含氮化合物的用途广泛。(1)如图表示两个常见的固氮反应：N23H22NH3和N2O22NO的平衡常数(lgK)与温度的关系，根据图中的数据判断下列说法正确的是_(填字母)。a反应为放热反应b常温下，反应的反应速率很大，而反应的反应速率很小c升高温度，反应的反应速率增大，反应的反应速率减小d在常温下，利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大(2)工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3：2N26H2O4NH33O2，通入N2的一极是_(填“阴极”或“阳极”)，阳极的电极反应式是_。(3)根据最新“人工
2、固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应：N2(g)3H2O(l) 2NH3(g)O2(g)Ha kJmol1已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H192.4 kJmol1，2H2(g)O2(g) 2H2O(l)H2571.6 kJmol1，则a_。(4)已知：4NH3(g)3O2(g) 2N2(g)6H2O(g)H1 316 kJmol1, 氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。当温度不同(T2T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是_(填代号)。该燃料电池的负极反应式是_。(5)工业上合成氨时，温度过高，氨
3、气的产率降低，试从化学平衡移动原理的角度加以解释：_。解析：(1)由图可以看出温度升高，反应的平衡常数减小，则正反应放热；反应的平衡常数增大，则正反应为吸热反应，a错误。常温下，反应的平衡常数很大，但速率不一定大，b错误。温度升高，反应速率都增大，c错误，常温下，由于反应和平衡常数相差很大，故反应程度相差大，d正确。(2)N2在反应中得电子，应在阴极；H2O在阳极失去电子，生成氧气，电极反应为4OH4e=2H2OO2。(3)由盖斯定律可知，H765.0 kJmol1。(4)甲中正、逆反应速率都增大，但相对的v(正)在减小，v(逆)在增大，甲错误；升高温度，反应速率增加，达到平衡时间缩短，T2的
4、时间短，平衡向左移动，NH3的转化率减小，乙正确；温度升高，O2的转化率降低，增大压强，O2的转化率减小，丙错误。NH3失去电子作还原剂，电极反应为2NH36e6OH=N26H2O。(5)由工业合成氨反应的正反应为放热反应，温度过高时，导致平衡逆向移动，因而氨气的产率降低。答案：(1)d(2)阴极4OH4e=2H2OO2(3)765.0(4)乙2NH36e6OH=N26H2O(5)由工业合成氨反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1可知，该反应的正反应为放热反应，温度过高时，导致平衡逆向移动，因而氨气的产率降低2(2015广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益
5、，减少污染。(1)传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现。其中，反应为2HCl(g)CuO(s) H2O(g)CuCl2(g)H1。反应生成1 mol Cl2(g)的反应热为H2，则总反应的热化学方程式为_(反应热用H1和H2表示)。(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如图所示，则总反应的H_(填“”、“”或“”)0；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由：_。下列措施中有利于提高HCl的有_
6、(填字母)。A增大n(HCl)B增大n(O2)C使用更好的催化剂 D移去H2O(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/(103mol)01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。(4)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式：_。解析：根据图像信息，箭头指向的是生成物可写出反应的热化学方程式：CuCl2(s)O2(g) CuO(s)Cl2(g)H2，则反应可得总反应。(2)根据图示可知随着温度的升高，HCl减小，说明升高温度，平衡向逆向
7、移动，则可知逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故HK(B)。同时由于该总反应是反应前后气体体积减小的反应，所以，压缩体积使压强增大，一定温度下，平衡应正向移动。HCl应较题目实验状态下为大，所以可得曲线图，具体见参考答案。增大n(HCl)，平衡正向移动，但是平衡移动使HCl减少的趋势小于增加HCl使增大的趋势，所以HCl的转化率减小，A错误；增大n(O2)，反应物的浓度增大，平衡向正向移动，HCl转化率增大，B正确；使用更好的催化剂，不能使化学平衡发生移动，HCl的转化率不变，C错误；移去H2O，即减小了生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，HCl转化率增大，D正确。(3)题目中给出的是n
8、(Cl2)的数据，要求的是以HCl的物质的量变化表示的反应速率，则需要根据方程式进行计算，注意是2.06.0 min内的速率，单位是molmin1。(4)Cl2与石灰乳发生反应制取漂白粉，反应的化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。答案：(1)2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g)HH1H2(2)K(A)见下图增大压强，平衡右移，HCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前实验的大BD(3)设2.06.0 min时间内，HCl转化的物质的量为n，则：2HCl(g)O2(g)=H2O(g)Cl2(g)21n(5.41.8)103mol解得n7.
9、2103mol，所以v(HCl)1.8103molmin1(4)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O3(2015全国卷)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据如下表所示。溶解度/(g/100 g水)温度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171
10、039请回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5 min，理论上消耗Zn_g。(已知F96 500 Cmol1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是_，其原理是_。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1105molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱调节至p
11、H为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2，后果是_，原因是_。解析：(1)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是活泼的金属，锌是负极，电解质显酸性，则负极电极反应式为Zn2e=Zn2。中间是碳棒，碳棒是正极，其中二氧化锰得到电子转化为MnOOH，则正极电极反应式为MnO2eH=MnOOH，所以总离子反应式为Zn2MnO22H=Zn22MnOOH。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5 min，刚通过的电量0.5 A300 s150 C，因此通过电子的物质的量1.554103mol，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量65 gmol
12、10.05 g。(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大，因此两者可以通过结晶分离回收，即通过蒸发浓缩、冷却结晶实现分离。二氧化锰、碳粉、MnOOH均难溶于水，因此滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、MnOOH。由于碳燃烧生成CO2，MnOOH能被氧化为二氧化锰，所以欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是在空气中灼烧。(4)双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为Fe3，因此加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当Fe3完全沉淀时，溶液中Fe3浓度为105molL1，则溶液中c(OH)1012molL
13、1，所以pH2.7，因此加碱调节pH为2.7时铁刚好完全沉淀，Zn2浓度为0.1 molL1，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的c(OH)108molL1，pH6，即继续加碱调节pH6时锌开始沉淀，如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近，因此在沉淀Zn2的同时Fe2也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2和Fe2。答案：(1)MnO2eH=MnOOHZn2MnO22H=Zn22MnOOH(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH在空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH被氧化为MnO2(4)Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
