1、1综合题解题方法与策略1甲醚(DME)被誉为“21 世纪的清洁燃料” 。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H190.7 kJmol 12CH 3OH(g) CH3OCH3(g)H 2O(g) H223.5 kJmol 1CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H341.2 kJmol 1回答下列问题：(1)则反应 3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO 2(g)的 H_ kJmol 1 。(2)反应达平衡后采取下列措施，能提高 CH3OCH3产率的有_(填字母，下同)。A加入 CH3OH B升高温度C增大压强 D移出 H2OE
2、使用催化剂(3)以下说法能说明反应 3H2(g)3CO(g) CH3OCH3(g)CO 2(g)达到平衡状态的有_。AH 2和 CO2的浓度之比为 31B单位时间内断裂 3 个 HH 同时断裂 1 个 C=OC恒温恒容条件下，气体的密度保持不变D恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变E绝热体系中，体系的温度保持不变(4)一定量的 CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO 2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知：气体分压( p 分 )气体总压( p 总 )体积分数。该反应 H_(填“” “ 正移25% 0.52银及其化合物在制造钱币、
3、电子电器等方面用途广泛。(1)已知 Ksp(AgCl)1.810 10 ，AgCl 溶于氨水：AgCl2NH 3 Ag(NH3)2 Cl ，平衡常数为 K1。室温时，AgCl(s)的溶解度与氨水的起始浓度关系如图 1 所示。若氨水起始浓度 c(NH3)2.0 molL 1 ，AgCl 在氨水中达到溶解平衡时， c 平衡 (NH3)_。反应 Ag 2NH 3 Ag(NH3)2 的平衡常数 K2_(只需列出计算式，不要求得出计算结果)。(2)Ag 和 Fe2 在溶液中可发生反应。室温时，向初始浓度为 0.1 molL1 的 Fe(NO3)2溶液中加入 AgNO3固体，溶液中 Fe3 的平衡浓度随
4、c(Ag )的变化关系如图 2 所示。由图 2 可知，溶液中 c(Ag )增大，Fe 2 的平衡转化率_(填“增大” “减小”或“不变”)。根据3A 点数据，计算出该反应的平衡常数 K_(保留三位有效数字)。如图 3 所示装置中，闭合开关 K，立即能观察到的实验现象是_，石墨为电池的_极，理由是_。(2)随着 Ag 浓度增大，Fe 3 浓度增大，即 Ag 把 Fe2 氧化为 Fe3 ，Ag 浓度增大，反应 Fe2 (aq)Ag (aq) Fe3 (aq)Ag(s)的平衡向正反应方向移动，Fe 2 的平衡转化率增大。A 点对应的c(Ag )1.0 molL1 、 c(Fe3 )0.076 mol
5、L1 ，据此可推出： c(Fe2 )0.1 molL1 0.076 molL1 0.024 molL1 ，该反应的平衡常数 K 3.17。该c（ Fe3 ）c（ Fe2 ） c（ Ag ） 0.0760.0241.0题考查考生在新情境中能够利用 Qc与 K 的关系判断反应进行的方向。 Qc c（ Fe3 ）c（ Fe2 ） c（ Ag ）3.17，故反应 Fe2 (aq)Ag (aq) Fe3 (aq)Ag(s)的平衡向逆反应方向移动，0.1000.1000.064此时 Fe3 作氧化剂，石墨电极为正极，银被氧化，银电极为负极；闭合开关 K 立即能观察到的实验现象是4电流表指针发生偏转。 4氨
6、和二氧化碳都是重要的化工原料。.氨在农业、化工和国防上意义重大。(1)利用 NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：N 2(g)O 2(g)=2NO(g) H1 a kJmol14NH 3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) H2 b kJmol1a、 b 均大于 0，则反应 4NH3(g)6NO(g)= =5N2(g)6H 2O(g)的 H3_ kJmol 1 (用 a、 b 表示)。(2)工业上用氨催化氧化法制硝酸的主要反应是 4NH3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) Hc(HPO ) 1.010 6.8 4 246氨为重要的化工原料，有广
7、泛用途。(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：6aCH 4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g) H216.4 kJmol 1bCO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H41.2 kJmol 1则反应 CH4(g)2H 2O(g) CO2(g)4H 2(g) H_。(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为 1 mol、3 mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_(填序号)。AN 2和 H2的转化率相等B反应体系密度保持不变C. 保持不变c（ H2）c（ NH3）D. 2c（ NH3）c（ N2）
8、p1_(填“” 、 “c(N2H4)，同时 c(N2H )c(N2H )，应控制溶液 pH 5 5 26的范围为_(用含 a、 b 的式子表示)。7答案 (1)175.2 kJmol 1(2)BC 66.7%(或 ) ”或“”或“p2)的关系曲线。(3)在制备 C2H4时，通常存在副反应：2CH 4(g)=C2H6(g)H 2(g)。在常温下，向体积为 1 L 的恒容反应器中充入 1 mol CH4，然后不断升高温度，得到上图。在 200 时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是_。在 600 后，乙烯的体积分数减少的主要原因是_。(4)工业上常采用除杂效率高的吸收电解联合法，除去天然气中杂质气体
9、 H2S，并将其转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。通电前，先通入一段时间含 H2S 的甲烷气，使部分 NaOH 吸收 H2S 转化为 Na2S，再接通电源，继续通入含H2S 杂质的甲烷气，并控制好通气速率。则装置中右端碳棒为_极，左端碳棒上的电极反应为_，右池中的 c(NaOH) c(Na2S)_(填“增大” 、 “基本不变”或“减小”)。17则 100%20.0%，解得 x0.25，则平衡时 CH4、C 2H4、H 2的物质的量浓度分别为 0.50 x1 2x x 2xmolL1 、0.25 molL1 和 0.50 molL1 ，则 K 0.25。该反应为吸热反应，升高温0.25
10、0.5020.502度，CH 4的平衡转化率增大；该反应为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH 4的平衡转化率降低，据此画出图像。(3)题图中 200 时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。在 600 后，乙烯的体积分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。(4)结合题图可知右侧通入含有 H2S 杂质的甲烷气，得到除杂后的甲烷气，结合题意，则右端碳棒为电解池的阳极，左端碳棒为阴极。阴极上水电离出的 H 得电子被还原为 H2，电极反应式为 2H2O2e =2OH H 2或2H 2e =H2。右池中相当于 H2S 发生氧化反应而被除去，则溶液中 c(NaOH) c(
11、Na2S)基本保持不变。 答案 (1)N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H92 kJmol 1 (2)ACE(3)T2T3 其他条件相同时，因为该反应是吸热反应，升高温度平衡右移，所以 T1T2T3(4)b H 2O2e =H2O 215.NO2与 SO2能发生反应：NO 2SO 2 SO3NO，某研究小组对此进行相关实验探究。(1)硝酸厂向大气中排放 NO2造成的环境问题是_。(2)为了减少 SO2的排放，将含 SO2的烟气通过洗涤剂 X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收 SO2，同时又可得到化肥。上述洗涤剂 X 可以是_(填序号)。aCa(OH) 2 bK 2C
12、O3cNa 2SO3 dNH 3H2O20(3)实验中，尾气可以用碱溶液吸收。NaOH 溶液吸收 NO2时，发生的反应为2NO22OH =NO NO H 2O，反应中形成的化学键是_(填化学键的类型)。用 NaOH 溶液吸收少 2 3量 SO2的离子方程式为_。(4)已知：2NO(g)O 2(g) 2NO2(g) H113.0 kJmol 12SO2(g)O 2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol 1则 NO2(g)SO 2(g) SO3(g)NO(g) H_。(5)在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定 NO
13、2的平衡转化率。部分实验结果如图所示：如果要将图中 C 点的平衡状态改变为 B 点的平衡状态，应采取的措施是_；若 A 点对应实验中，SO 2(g)的起始浓度为 c0 molL1 ，经过 t min 达到平衡状态，该时段化学反应速率v(NO2)_ molL 1 min1 ；图中 C、 D 两点对应的实验温度分别为 TC和 TD，通过计算判断 TC_TD(填“” “”或“”)。反应中生成亚硝酸根、硝酸根和水，形成的化学键是共价键；用 NaOH 溶液吸收少量 SO2反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为 SO22OH =SO H 2O。(4)2NO(g)O 2(g) 2NO2(g) 23 H11
14、3.0 kJmol1 ，2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol1 ，利用盖斯定律由()1/2 得到 NO2(g)SO 2(g) SO3(g)NO(g) H41.8 kJmol1 。(5)NO 2(g)SO 2(g) SO3(g)NO(g) H41.8 kJmol1 ，反应为气体体积不变的放热反应，则如果将图中 C 点的平衡状态改变为 B 点的平衡状态，平衡转化率增大，平衡正向进行，正反应为放热反应，降低温度平衡正向进行。 A 点平衡转化率为 50%， n0(NO2) n0(SO2)0.4，SO 2(g)的起始浓度为 c0 molL1 ，NO 2起始浓度为 0.4
15、c0 molL1 ，反应的二氧化氮浓度为 0.4c0 molL1 50%0.2 c0 21molL1 ，该时段化学反应速率 v(NO2) molL1 min1 。NO 2(g)SO 2(g)0.2c0 molL 1t min c05tSO3(g)NO(g) H41.8 kJmol 1 ，反应为放热反应， C 点 n0(NO2) n0(SO2)1.0，SO 2(g)的起始浓度为 c0 molL1 ，NO 2起始浓度 c(NO2) c0 molL1 ，图中 C、 D 两点对应的实验温度分别为 TC和 TD， C 点二氧化氮转化率为 50%，平衡常数 KC1， F 锥形瓶直接与空气相通，产品在空气中
16、易水解 除去多余 PCl3，提高 CH3COCl 的产率(5)70%17某小组在验证反应“Fe2Ag =Fe2 2Ag”的实验中检测到 Fe3 ，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的 0.05 molL1 硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。(1)检验产物取少量黑色固体，洗涤后，_(填操作和现象)，证明黑色固体中含有 Ag。取上层清液，滴加 K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_。(2)针对“溶液呈黄色” ，甲认为溶液中有 Fe3 ，乙认为铁粉过量时不可能有 Fe3 ，乙依据的原理是_(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：取上层清液
17、，滴加 KSCN 溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号 取样时间/min 现象22 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 30 产生白色沉淀；较 3 min 时量少；溶液红色较 3 min 时加深 120 产生白色沉淀；较 30 min 时量少；溶液红色较 30 min 时变浅(资料：Ag 与 SCN 生成白色沉淀 AgSCN)对 Fe3 产生的原因作出如下假设：假设 a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生 Fe3 ；假设 b：空气中存在 O2，由于_(用离子方程式表示)，可能产生 Fe3 ；假设 c：酸性溶液中 NO
18、 具有氧化性，可产生 Fe3 ； 3假设 d：根据_现象，判断溶液中存在 Ag ，可产生 Fe3 。下列实验可证实假设 a、b、c 不是产生 Fe3 的主要原因。实验可证实假设 d 成立。实验：向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN 溶液，3 min 时溶液呈浅红色，30 min 后溶液几乎无色。实验：装置如图，其中甲溶液是_，操作及现象是_。(3)根据实验现象，结合方程式推测实验中 Fe3 浓度变化的原因：_。23(3)中溶液呈红色，且烧杯中有黑色固体，说明发生反应Ag Fe 2 Fe3 Ag、Fe 3 3SCN Fe(SCN)3；中反应正向进
19、行， c(Fe3 )增大，c(Ag )减小，平衡正向移动，红色加深；中由于铁粉过量，2Fe 3 Fe= =3Fe2 ，120 min 后 c(Fe3 )减小，平衡逆向移动，溶液红色变浅。 的作用是除去过量的 O2，防止 O2将 SO2的水溶液氧化。同时 O2也有可能将 I 氧化成 I2，I 2继续氧化 SO2，故去掉 c 消耗碘溶液会小于 20.00 mL，使测定结果偏低。(4)空气能将反应生成的 SO2全部赶入 d 中，使测定结果准确。 (5)从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复 23次97.5%20PCl 3是磷的常见氯化物，可用于半导体生产的
20、外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：熔点/ 沸点/密度/ gmL1其他黄磷 44.1 280.5 1.822P3Cl 2(少量)2PCl3；2P5Cl 2(= = = = = 过量) 2PCl5= = = = = PCl3 112 75.5 1.574遇水生成 H3PO3和 HCl，遇 O2生成POCl3(一)制备24如图是实验室制备 PCl3的装置(部分仪器已省略)。(1)仪器乙的名称是_；其中，与自来水进水管连接的接口编号是_。(填“a”或“b”)(2)实验室制备 Cl2的离子方程式_。实验过程中，为减少 PCl5的生成，应控制_。(3)碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使 P
21、Cl3水解，影响产品的纯度；二是_。(4)向仪器甲中通入干燥 Cl2之前，应先通入一段时间 CO2排尽装置中的空气，其目的是_。(二)分析测定产品中 PCl3纯度的方法如下：迅速称取 4.100 g 产品，水解完全后配成 500 mL 溶液，取出 25.00 mL加入过量的 0.100 0 molL1 20.00 mL 碘溶液，充分反应后再用 0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗 12.00 mL Na2S2O3溶液。已知：H 3PO3H 2OI 2=H3PO42HI；I 22Na 2S2O3=2NaINa 2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。(5)根据上
22、述数据，该产品中 PCl3(相对分子质量为 137.5)的质量分数为_。若滴定终点时俯视读数，则 PCl3的质量分数_(填“偏大” “偏小”或“无影响”)。(三)探究(6)设计实验证明 PCl3具有还原性：_。(限选试剂有：蒸馏水、稀盐酸、碘水、淀粉)(3)氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度，故答案为：碱石灰吸收多余氯气，防止污染空气；25(4)由于 PCl3遇 O2会生成 POCl3，遇水生成 H3PO3和 HCl，通入一段时间的 CO2可以排尽装置中的空气，防止生成的 PCl3与空气中的 O2和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与
23、三氯化磷发生反应，故答案为：排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与 PCl3反应；(5)0.100 0 molL1 碘溶液 20.00 mL 中含有碘单质的物质的量为：0.100 0 molL1 0.020 L0.002 mol，根据反应 I22Na 2S2O3=2NaINa 2S4O6可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为：0.002 mol0.100 0 molL1 0.012 L1/20.001 4 mol，再由 H3PO3H 2OI 2=H3PO42HI 可知，25 mL三氯化磷水解后的溶液中含有的 H3PO3的物质的量为： n(H3PO3) n(I2)0.001 4 mol，5
24、00 mL 该溶液中含有 H3PO3的物质的量为：0.001 4 mol500 mL/25 mL 0.028 mol，所以 4.100 g 产品中含有的三氯化磷的物质的量为 0.028 mol，该产品中 PCl3的质量分数为： 100%93.9%；若137.5 g/mol0.028 mol4.100 g滴定终点时俯视读数，读出的标准液硫代硫酸钠溶液体积偏小，计算出的 H3PO3消耗的碘单质的物质的量偏大，三氯化磷的物质的量偏大，三氯化磷的质量分数偏大，故答案为：93.9%；偏大； 答案 (1)产生无色气体 (2)无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 D 中 使分解产生的气体全部进入
25、装置 C 和 D 中 2CuCO 3Cu(OH)2(3)2CuSO42Na 2CO3H 2O=CuCO3Cu(OH)2CO 22Na 2SO4 (4)Ba(OH) 2的溶解度大于 Ca(OH)2，相同体积的饱和 Ba(OH)2溶液吸收 CO2的量更多(答案合理即可) (5)AB25某同学用 Na2SO3粉末与浓 H2SO4反应制备并收集 SO2，用盛有 NaOH 溶液的烧杯吸收多余的 SO2，实验结束后烧杯中溶液无明显现象，现对其成分进行探究。(1)仪器 A 的名称是_，选择合适的仪器按气流方向连接组成的顺序是_。(2)假设溶液中同时存在 Na2SO3和 NaOH，设计实验方案，进行成分检验。
26、在下列空白处写出实验步骤、预期现象和结论。仪器任选。限选试剂：稀盐酸、稀硝酸、铁丝、铜丝、CaCl 2溶液、品红溶液、酚酞试液、甲基橙实验步骤 预期现象和结论步骤 1：_ 焰呈黄色，证明原溶液中存在 Na步骤 2：_ _，证明原溶液中存在大量的 OH26步骤 3：另取少量原溶液于试管中，_ _，证明原溶液中存在 SO23(3)若溶液中同时存在 Na2SO3和 NaHSO3，为了准确测定溶液的浓度，进行如下实验：原理：SO I 2H 2O=SO 2I 2H 23 24HSO I 2H 2O=SO 2I 3H 3 24步骤：准确量取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中，滴加_作指示剂，用 0.100
27、 0 molL1 标准碘溶液滴定至终点时的现象是_，读出此时消耗碘溶液的体积；再用 0.200 0 molL1 NaOH 溶液滴定生成的酸，读出消耗 NaOH 溶液的体积再进行计算。答案 (1)分液漏斗 (2)实验步骤 预期现象和结论步骤 1：用洁净的铁丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧火焰呈黄色，证明原溶液中存在 Na步骤 2：取少量原溶液于试管中，加入过量 CaCl2溶液，充分反应后静置，取少量上层清液于试管中，向试管中滴加几滴酚酞试液，振荡溶液变为红色，证明原溶液中存在大量的 OH步骤 3：另取少量原溶液于试管中，滴入几滴品红溶液，再加入过量稀盐酸，振荡品红溶液褪色，证明原溶液中存在 SO2
28、3(3)几滴淀粉溶液 溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色26碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料，陶瓷工业着色剂，电子、磁性材料的添加剂。利用以下装置测定碱式碳酸钴Co x(OH)y(CO3)zH2O的化学组成。27已知：碱式碳酸钴中钴为2 价，受热时可分解生成三种氧化物。请回答下列问题：(1)选用以上装置测定碱式碳酸钴Co x(OH)y(CO3)zH2O的化学组成，其正确的连接顺序为ab_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)样品分解完，打开活塞 K，缓缓通入氮气数分钟，通入氮气的目的是_。(3)取碱式碳 酸钴样品 34.9 g，通过实验测得分解生成的 水和二氧化碳的质量分别为 3.6 g、8
29、.8 g，则该碱式碳酸钴的化学式为_。(4)某兴趣小组以含钴废料(含少量 Fe、Al 等杂质)制取 CoCl26H2O 的一种实验设计流程如下：已知：25 时，部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时，溶液的 pH 见下表：沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3开始沉淀(pH) 1.9 7.0 7.6 3.4完全沉淀(pH) 3.2 9.0 9.2 4.7操作用到的玻璃仪器主要有_；加盐酸调整 pH 为 23 的目的为_；操作的过程为_、洗涤、干燥。28答案 (1)jkcd(或 dc)e(2)将装置中生成的 CO2和 H2O(g)全部排入乙、戊装置中(3)Co3(OH)2(CO3)2H2O(4)烧杯、漏斗、玻璃棒 抑制 CoCl2的水解 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
