黄冈中学化学奥赛培训教程上册Word格式文档下载.docx
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第四章化学反应速率及化学平衡
第一节化学反应速率
第二节影响化学反应速率的因素
第三节化学平衡
第一章化学反应中的物质变化和能量变化
1、根据下列三个反应,排出氧化剂氧化性的强弱顺序:
A.4HCl+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C.4HCl+O22Cl2↑+2H2O
解析:
这三个反应中还原剂都是盐酸。
不同的氧化剂与同一还原剂反应时,若反应越易发生,则氧化剂的氧化性越强,反之就弱,故其氧化性顺序由强到弱:
KMnO4>
MnO2>
O2。
2、配平氧化还原方程式:
P4O+Cl2FY=POCl3+P2Cl5
本题中P4O中的P元素对应有两种产物,故设P4O的化学计量数为“1”。
用待定系数法配平的关键是选准一种物质的化学计量数为1。
令P4O+aCl2=bPOCl3+cP2Cl5,由原子守恒得:
代入整理得:
4P4O+21Cl2=4POCl5+6P2Cl5
3、配平下列方程式:
Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O
复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定Fe和C的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价为零价,再根据化合价升降法配平。
再用观察法,不难确定各物质的化学计量数为:
1、22、3、13、1、11,故为Fe3C+22HNO3=3Fe(NO3)3+13NO2↑+CO2↑+11H2O
4、配平NH4NO3FY=N2+HNO3+H2O
NH4NO3中N的平均化合价为+1价,则元素化合价升降关系为:
2N2(+1→0)降2×
1
N+1→+5升4×
用观察法调整确定各物质的化学计量数,故:
5NH4NO3=4N2↑+9H2O+2HNO3
注:
若配平时不用此平均标价法,则要分析同种元素化合价升降关系。
决不会出现化合价交叉现象,即不会出现的情况。
5、问四氧化三铁中铁的氧化数为多少?
已知氧的氧化数为-2,设铁的氧化数为+x,
则3x+4×
(-2)=0
所以Fe3O4中Fe的氧化数为。
氧化数可以为分数。
6、用离子-电子法配平下列方程:
KMnO4+FeSO4+H2SO4
FY=MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
①写出反应的离子表达式:
+Fe2++H+FY=Mn2++Fe3++H2O
②分别写出氧化和还原半反应:
Fe2+-e-→Fe3+×
5
+8H++5e-→Mn2++4H2O×
③根据反应过程中得失电子相等原则,配平氧化剂和还原剂系数:
+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
④H2SO4作介质时,化学方程式可写为:
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O
离子-电子法配平的关键是把氧化还原反应方程式拆为两个半反应式,再利用电子得失守恒即可消去电子,得方程式。
7、计算由标准氢电极和标准镉电极组成的电池的自由能。
代数值较小的电极应作原电池的负极,代数值较大的电极为正极,因此电池的符号可表示为:
(-)Cd|Cd2+(1mol/L)//H+(1mol/L)|H2(Pt)(+)
2×
96500×
0.4026=-77701.8J/mol
1、在pH=1的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是()
A.Al3+、Ag+、Cl-
B.Mg2+、Cl-
C.Ba2+、K+、CH3COO-、Fe3+
D.Zn2+、Na+、
A组由于Ag++Cl-=AgCl↓而不能共存;
C组因生成弱电解质(H++CH3COO-=CH3COOH)而不能共存,且Fe3+是棕黄色的,故答案为A、C。
解答此类题的关键是掌握离子能否共存的判断规则。
2、重金属离子有毒性。
实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。
经化验甲废液呈碱性,主要有毒离子为Ba2+离子,如将甲、乙废液按一定比例混合,毒性明显降低。
乙废液中不可能含有的离子是()
A.Cu2+和B.Cu2+和Cl-
C.K+和D.Ag+和
沉淀Ba2+必须用,而在A、C两选项中均含有,但C项中K+无毒性,A项中Cu2+可与甲废液中OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,从而降低毒性。
本题答案为A。
设法使重金属离子转化为沉淀,使其毒性明显降低。
若仅考虑将Ba2+沉淀为BaSO4,即选C。
3、下列反应的离子方程式错误的是()
A.等物质的量的Ba(OH)2与NH4HSO4在溶液中反应:
Ba2++2OH-+=BaSO4↓+NH3·
H2O+H2O
B.氢氧化铁与足量的氢溴酸溶液反应:
Fe(OH)3+3H+=Fe2++3H2↓+H2O
C.足量的CO2通入饱和碳酸钠溶液中:
CO2++H2O=
D.向碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水:
Ca2+++2OH-=CaCO3↓++2H2O
对于A:
在水溶液中进一步电离成H+和,且Ba(OH)2与NH4HSO4等物质的量反应,故NH4+与H+分别与OH-反应,故A正确。
对于B,氢溴酸是强酸,Fe(OH)3为难溶物,故也正确。
对于C,由于NaHCO3溶解度小于Na2CO3,且Na2CO3为饱和溶液,故析出的是NaHCO3晶体,故C错误。
对于D,Ca(OH)2少量,故溶液中还有存在,若Ca(OH)2过量,则不能有存在。
故D正确。
本题答案为C。
本题结合元素化合物的知识,从多个侧面考查对离子方程式正误的判断。
有的同学对D选项产生怀疑:
产物中的阴离子是还是OH-?
仔细分析可发现,加入的石灰水是少量,n(OH-)<
因此OH-与的反应将全部消耗,故D选项不符合题意。
4、下列反应的离子方程式书写正确的是()
A.向氢氧化钠溶液中通入少量CO2:
OH-+CO2=
B.用氨水吸收少量SO2:
2NH3·
H2O+SO2=
C.向硝酸铝溶液中加入过量氨水:
Al3++4NH3·
H2O=+2H2O
D.向Fe2(SO4)3的酸性溶液中通入足量H2S:
Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+
A选项因为CO2量少,只能生成,错误;
C选项中生成的Al(OH)3沉淀不与弱碱氨水反应生成,错误;
D选项中的离子方程式电荷不守恒,故B选项正确。
要掌握离子方程式的书写规则,且电荷守恒原理是判断离子方程式的一条重要原理,务必熟悉其应用。
5、
(1)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式:
_________________________________。
(2)在以上中性溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液,请写出此步反应的离子方程式:
_______________________。
因NaHSO4是二元强酸的酸式盐,可以理解成全部电离。
当反应后溶液是中性时其反应式为2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,离子方程式是2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
此时中性溶液中只有Na2SO4溶液,加入Ba(OH)2的离子方程式应为:
Ba2++=BaSO4↓。
酸式盐与碱的反应,情况比较复杂。
因为由加入碱的量不同,其产物有所不同,所以建议先写成化学式方程式再改写成离子方程式。
6、某待测液中可能含有Fe2+、Fe3+、Ag+、Al3+、Ba2+、Ca2+、等离子,进行了下述实验(加入的酸、碱、氨水、溴水都过量):
根据实验结果:
(1)判定待测液中有无Ba2+、Ca2+离子,并写出理由。
_____________________。
(2)写出沉淀D的化学式:
__________________________________。
(3)写出从溶液D生成沉淀E离子反应方程式:
____________________。
溴水能将Fe2+氧化成Fe3+,因而无论原待测液含Fe2+、Fe3+中的一种或二种,最终沉淀D均为Fe(OH)3,而沉淀E则一定为Al(OH)3,沉淀C中有Fe(OH)3、Al(OH)3两种沉淀。
在此Fe3+、Al3+与强、弱碱反应的相似性和差异性得到了很好的体现。
答案为:
(1)至少含Ba2+、Ca2+中一种,因为CaSO4微溶,BaSO4难溶;
(2)Fe(OH)3
(3)2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+
1、由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量,从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol,H-H键的键能是436.kJ/mol,试N-H键的键能是多少?
该反应热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);
△H=-46.2kJ/mol。
这说明形成6个N-H键放出的热量,比破坏一个N≡N键和三个H-H键吸收的能量多92.4kJ。
根据已知的N≡N键、H-H键的键能数据和能量守恒原理,就可算出N-H键的键能。
设N-H键的键能为X,应有如下关系:
6X-(948.9+436.0×
3)=46.2×
2
X=391.5(kJ/mol)
本题利用键能计算反应热的大小,要求掌握
Q=∑E生成物-∑E反应物计算关系式。
2、强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示:
H+(溶液)+OH-(溶液)=H2O(溶液)+55.9kJ
已知:
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O+Q1kJ
1/2H2SO4(浓)+NaOH=1/2Na2SO4+H2O+Q2kJ
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O+Q3kJ
上述反应均是在溶液中进行的反应,Q1、Q2、Q3的关系正确的是()
A.Q1=Q2=Q3B.Q2>
Q1>
Q3
C.Q2>
Q3>
Q1D.Q2=Q3>
Q1
酸在水中电离成H+和酸根是一个吸热过程,所以,酸越弱,电离热就越大;
反之越小。
因此,CH3COOH的电离热最大;
按理H2SO4(第一级)与HNO3同是强酸,特别在水中,由于水的拉平效应,使它们都显强酸性,似乎中和热应相同,实际上并不相同,HNO3有一个分子内氢键(如图),所以它比H2SO4(第一级)酸性要弱,在电离成时要破坏氢键而消耗能量。
其次,H2SO4分子间虽然也有氢键,但在溶解过程中首先形成水合硫酸放出大量热量,破坏氢键并促使离解,所以硫酸的中和热要大于硝酸的中和热。
应选C。
3、已知273K时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q(Q>
0),在相同温度条件下,向一密闭容器中通入1molN2和3molH2,达到平衡时,放出能量为Q1,向另一体积相同的密闭容器中通入0.5molN2和1.5molH2,达到平衡时,放出能量为Q2。
则Q1和Q2应满足的关系是()
A.Q2<
Q1<
Q
B.Q2<
Q1/2
C.Q2=Q1/2
D.Q>
Q2>
热化学反应方程式中Q是指1molN2和3molH2完全反应,生成2molNH3时放出的热量,而实际反应平衡时,并没有完全反应,即没有生成2molNH3,比2molNH3少,所以Q>
Q1。
当在相同体积的密闭容器通入物质