最新高考化学经典例题解析.docx
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最新高考化学经典例题解析
【例题1】合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。
合成氨反应的化学方程式为：
N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH=-92.2kJ/mol。
合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。
我国合成氨工业目前的生产条件为：
催化剂——铁触媒，温度——400～500℃，压强——30～50MPa。
回答下列问题：
（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是_______________________________。
从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是________________________________________________________________________。
（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入nmolN2、3nmolH2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x。
则K和x的关系满足K=________________。
（3）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。
请写出该电池的正极反应式___________________。
（4）已知H2（g）、CO（g）、CH4（g）三种物质的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1、-890.3kJ·mol-1,1molH2O（g）转变为1molH2O（l）时放出44.0kJ热量。
甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：
CH4（g）+H2O（g）===CO（g）+3H2（g）。
那么该反应的反应热ΔH________0（填“>”“=”或“<”）。
答案.
（1）加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率 增加反应速率，缩短达到平衡的时间
（2）
（3）N2+6e-+8H+===2NH4+
（4）>
解析：
（1）工业合成氨是化学平衡和化学反应速率的一个具体应用。
既要考虑理论知识，又要兼顾实际生产。
（2） N2 + 3H2 2NH3
起始n3n0
平衡n（1-x）3n（1-x）2nx
转化nx3nx2nx
由化学平衡常数表达式得K=将平衡时的数据代入，可得出K和x的关系：
;（3）正极为得电子反应，化合价降低，可分析为N2从0价转变为-3价的NH4+;（4）本题运用盖斯定律来解，由题给数据可写出其热化学方程式：
CH4（g）+2O2（g）===CO2（g）+2H2O（l） ΔH=-890.3kJ/mol ①
CO（g）+1/2O2（g）===CO2（g） ΔH=-283kJ/mol ②
H2（g）+1/2O2（g）===H2O（l） ΔH=-285.8kJ/mol ③
H2O（g）===H2O（l） ΔH=-44.0kJ/mol ④
将①-②-③×3+④可得ΔH>0。
【例2】选择使用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应
产生的气体中含有NO（N2和O2的用量可自由控制）
已知：
ⅠNO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O；Ⅱ气体液化温度NO2：
21℃，NO：
-152℃
（1）现有甲、乙、丙3位同学分别设计了以下3个实验方案（用仪器的连接顺序表示）。
甲：
A→C→F→D→B乙：
A→B→C→E丙：
A→F→D→B
请回答：
甲、乙、丙3位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应，产生的气体中含有NO（填“能”或“不能”）。
甲，乙，丙；
（2）反应前先通足量N2，其目的是；
（3）确认气体中含有NO的现象是。
答案：
（1）能；不能；不能；
（2）排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被空气中的O2氧化；（3）（D）装置中通入O2后有红棕色气体生成
解析：
考察实验方案优劣的判断
【例题3】尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物。
（1）工业上尿素CO2和NH3，在一定条件下合成，其反应方程式为_________。
（2）当氨碳比=4、CO2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
①A点的逆反应速率v逆（CO2）______B点的正反应速率为V正（CO2）（填“大于”、“小于”或“等于”）
②NH3的平衡转化率为______。
（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。
①电源的负极为______（填“A”或“B”）。
②阳极室中发生的反应依次为______、______。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将______;若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为______g（忽略气体的溶解）。
答案：
（1）2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O
（2）①小于 ②30%
（3）①B
②6Cl--6e-===3Cl2↑ CO（NH2）2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl
③不变 7.2
解析：
（1）根据所学知识不难写出CO2和NH3合成CO（NH2）2的化学方程式为2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O。
（2）①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍将继续正向进行，故v逆（CO2）小于B点平衡时的化学反应速率;
②设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为4a
2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O
起始/mol4aa
转化/mol1.2a0.6a
平衡/mol2.8a0.4a
平衡时NH3转化率为。
（3）根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物H2和Cl2可以判断出A为电源的正极，B为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：
6Cl--6e-===3Cl2↑ CO（NH2）2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl;
③阴极反应为6H2O+6e-==6OH-+3H2↑（或6H++6e-===3H2↑）
阳极反应为6Cl--6e-===3Cl2↑
CO（NH2）2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl
根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等，阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;由上述反应式可以看出，转移6mole-时，阴极产生3molH2，阳极产生1molN2和1molCO2，故电解收集到的13.44L气体中V（N2）=V（CO2）=13.44L/3=2.688L，即n（N2）=n（CO2）==0.12mol
根据方程式CO（NH2）2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO（NH2）2的物质的量也为0.12mol，其质量为：
m[CO（NH2）2]=0.12mol×60g·mol-1=7.2g。
【例题4】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），该反应的平衡常数表达式为K=________;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为_____________________。
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是____________、____________。
（3）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_______________;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为________（写化学式）。
答案.
（1）K= SO2+NaOH===NaHSO3
（2）提高铁元素的浸出率 抑制Fe3+水解
（3）Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ Cl2、HCl
解析：
（1）化学平衡常数为生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积，故该反应的K=;过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠：
NaOH+SO2===NaHSO3;
（2）酸溶时保持盐酸过量是为了使铁的化合物充分溶解，转化为离子，后续过程保持酸过量是为了抑制Fe3+水解;（3）氯气氧化亚铁离子生成三价铁离子和氯离子;（4）尾气中含未反应的氯气和挥发出的酸性氯化氢气体。
【例题5】在研究性学习中，用稀HNO3与Cu反应来制备NO气体。
有两位学生设计了如下图所示两个实验装置（a）和（b）。
回答有关问题：
（1）写出铜与稀硝酸反应的化学方程式：
_______________________。
（2）如果采用（a）装置，若加入20mL6mol/LHNO3和2g薄铜片，在反应开始时，可观察到水槽内的导管中水面先慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从导管口冒出。
试说明产生上述现象的原因：
____________________________。
（3）如果采用（b）装置，请将有关操作补充完全：
①将活塞打开，从U形管的长管口注入稀硝酸，一直注到________为止。
②关闭活塞，用酒精灯在________微热，当反应发生时，立即撤去酒精灯。
③反应在什么情况下可以自动停止?
可以在何处观察到无色的NO气体?
________________。
④如果再将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象?
__________________。
⑤如果需再获得NO与已生成的NO2鲜明对照的实验效果，应________（填操作）。
答案：
（1）3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
（2）由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2，NO2溶于水并与水反应使装置内气压减少，水倒吸入至一定高度后，生成的NO排出导管口。
（3）①U形管短管中充满液体 ②U形管底部
③当硝酸与铜丝脱离接触时反应自动停止，在U形管短管上部可以观察到无色NO
④U形管长管内液面下降，短管内液面上升，在分液漏斗中可观察到红棕色气体
⑤关闭分液漏斗活塞
【例6】1，2，3，4—四氢化萘的结构简式是
，分子式是C10H12。
常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点207℃，不溶于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：
C10H12+4Br2
C10H8Br4+4HBr。
生成的四溴化萘常温下为固态，不溶于水。
有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：
①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉。
②慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全。
③取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失。
过滤，将滤液倒入分液漏斗，静置。
④分液，得到的“水层”即氢溴酸溶液。
回答下面问题：
（1）下面示意图中的装置，适合步骤①和②操作的是；
（2）步骤②中如何判断“反应完全”；
（3）步骤③中补充少量四氢化萘的目的是；
（4）步骤③中过滤后得到的固体物质是；
（5）已知在实验条件下，饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%，如果溴化反应进行完全，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1：
（保留小数点后1位）。
答案：
（1）D
（2）加入的液溴颜色基本不褪（3）除去过量的溴（4）四氢化萘、铁粉（5）1.3
解析：
考察有机实验的判断。
[例7]以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO4·5H2O）。
制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。
（1）写出制取硫酸铜的总反应方程式。
（2）在上述生产过程中，被循环使用的物是。
（3）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。
将它们的编号填入方框。
答案：
（1）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；
（2）HNO3；（3）B、A
解析：
考察对实验装置的选择。
【例7】某同学通过下列装置进行实验，推断SO2与Na2O2反应的产物，已知SO2可由浓H2SO4与Na2SO3反应制取，Na2O2完全反应。
（1）怎样确定反应中是否有O2生成？
；
（2）装置B的作用是 ；装置D的作用是 ；
（3）该同学为了确定另一产物是Na2SO3还是Na2SO4，设计实验如下：
你认为该同学的实验是否合理 ，理由 。
（4）若你认为不合理，请你设计一个合理实验来确定产物（括号内填加入物质，方框内填现象）；若你认为合理，可不回答此问。
答案：
（1）用带火星的木条靠近干燥管口a，观察是否复燃。
（2）干燥SO2，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应；防止空气中水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成O2；同时吸收过量的SO2，防止干扰O2的检验和污染空气。
（3）不合理，固体中有Na2SO3时也具有此现象（4）盐酸，无明显现象BaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液，白色沉淀
解析：
考察检验实验的设计。
【例8】某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。
图中铁架台等装置已略去。
请你帮助他们完成下列实验报告。
实验过程
实验现象
有关化学方程式
在C中加入样品标本W克，D中装入药品后并称量为m1g。
连接好仪器后，检查气密性
/
/
打开A的活塞，慢慢滴加溶液。
对C进行加热。
当C中药品充分反应后。
关闭A的活塞。
停止加热：
冷却后，称量D的质量为m2克。
/
/
（1）实验目的：
。
（2）实验用品：
仪器：
天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等，药品：
红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等。
（3）实验内容（见表1）表1实验步骤、现象及化学方程式：
（4）计算：
样品中铜的质量分数＝______。
（用含W、m1、m2的代数式表示。
）
（5）问题和讨论：
实验完成后，老师评议说：
按上述实验设计，即使C中反应完全、D中吸收完全，也不会得出正确的结果。
经讨论，有学生提出在B与C之间加入一个装置，再次实验后，得到了较正确的结果。
那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是__________。
在B与C之间加入的装置可以是_____________，其中盛放的药品是____________。
答案：
（1）测定铜粉样品中铜的质量分数
（3）
B、E中有气泡产生
C中的红褐色粉末变成黑色
2Cu+O2
2CuO
C+O2
CO2
（4）
；（5）偏小：
水蒸汽通过C被D中碱石灰吸收；洗气瓶浓硫酸（或干燥管碱石灰）
解析：
考察对实验过程的判断和评价。
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