2014届二轮专题复习高考化学（广西专用）特训：压轴题一　基本概念、基本理论题

考前增分特训——压轴题专练
技巧模型
1． 细审快答：必须按照“一审二谋三落笔”的解题“三部曲”，仔细审题，周密谋解，慎重落笔。审题一定要仔细，有了这个“细”，才能谋求到完整的合理解题方法，才会有答题的“快”。
2． 先易后难：易题两、三分易得，难题一、两分难挣，宁可难题丢一问，莫让易题丢一分。因此，答题时应尽量做到先易后难。先做容易题，准确率高，用时短，能够增强信心，使思维趋向高潮，对临场发挥极为有利。关键时刻，要敢于放弃或猜测作答。
3． 胆大心细：高考没有足够的时间让你反复演算，更不容你一而再、再而三地变换解题方法，往往是看到一个题目，凭第一印象选定一种方法就动笔，这就要求你对每一步推理或运算不但要细心，而且对某些推断题要凭自己所学的知识大胆猜测，然后验证。一旦发现走进死胡同，必须立刻迷途知返，另辟蹊径。
4．注意规范：表达不清楚、书写不规范是考生失分的重要原因之一。
压轴题一　基本概念、基本理论综合题
题型模型
以组合题的形式出现，题目往往围绕一个主题，由多个小题组成，各小题有一定的独立性，往往分别考查不同的知识点，如热化学(如盖斯定律)、电化学、速率平衡、电解质溶液等，综合性很强，题目中往往给出图像、图表、数据等，增加了试题的难度。该类题目得满分不易，做题时要做到遇难而过，不易强攻拦路虎，把能得到的分，争取全得到。
1． 甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。
Ⅰ.工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)　ΔH＝－90.8 kJ·mol－1
在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是________；该温度下上述反应的化学平衡常数为________；若增大H2的用量，上述反应的热效应最大值为____________。
Ⅱ.下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
(1)甲中负极的电极反应式为________。
(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________________。
(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 mol·L－1 NaOH溶液。
答案　Ⅰ.270 ℃　4　90.8 kJ
Ⅱ.(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)2.24 L　(3)Fe2＋　280
解析　Ⅰ.该反应为放热反应，升温，平衡左移，CO的转化率减小，所以曲线Z对应的温度为270 ℃。
　　　　　　 CO＋2H2??CH3OH
起始(mol·L－1) 1 1.5 0
转化(mol·L－1) 0.5 1 0.5
平衡(mol·L－1) 0.5 0.5 0.5
K＝＝4
由于CO为1 mol，增大H2的浓度，平衡右移，当CO几乎完全转化时，热效应最大，即为90.8 kJ。
Ⅱ.(1)通CH3OH一极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)乙中电极反应式为
阴极：Cu2＋＋　2e－===Cu
0.1 mol 0.2 mol
2H＋＋2e－===H2↑
2a mol a mol
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4a mol a mol
则0.2 mol＋2a mol＝4a mol
解得a＝0.1
所以A极析出的气体在标准状况下的体积为2.24 L。
(3)①代表Fe3＋的变化，②代表Fe2＋的变化，③代表Cu2＋ 的变化，共转移0.4 mol电子，所以n(Cu2＋)＝0.2 mol，n(Fe2＋)＝0.5 mol，n(NaOH)＝1.4 mol，
V(NaOH)＝＝0.28 L，即280 mL。
2． 随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为C(s)＋2NO(g)??N2(g)＋CO2(g)　ΔH。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1 ℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
　　 　　　 浓度/mol·L－1时间/min NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T1 ℃时，该反应的平衡常数K＝________(保留两位小数)。
②30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是________________。
③若30 min后升高温度至T2 ℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3，则该反应的ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式________________________。
(3)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为______________________。
答案　(1)①0.56　②减小CO2的浓度　③＜
(2)CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝
－955 kJ·mol－1
(3)NO2＋NO－e－===N2O5
解析　(1)①20 min已达到平衡状态，
　　　　　　 C(s)＋2NO(g)??N2(g)＋CO2(g)
起始(mol·L－1) 0.100 0 0
平衡(mol·L－1) 0.040 0.030 0.030
K＝≈0.56。
②由于达到平衡时，c(NO)减小，c(N2)增加，c(CO2)减小，所以改变的条件为减小CO2的浓度。
③30 min时，c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)＝4∶3∶3，升温后，变为5∶3∶3，说明升温，平衡左移，所以ΔH＜0。
(2)根据盖斯定律书写
①＋②＋③×4得：
2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 910 kJ·mol－1
所以CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－955 kJ·mol－1。
(3)通O2一极为正极，通NO2一极为负极。
负极：2NO2－2e－＋2NO===2N2O5
正极：O2＋2e－＋N2O5===2NO
3． 工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤。
(1)某温度下，SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1。开始时在100 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g)，当反应达到平衡时共放出热量196 kJ，该温度下平衡常数K＝________(可用分数表示)。
(2)一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是________(填字母)。
A．保持温度和容器体积不变，充入2 mol SO3
B．保持温度和容器体积不变，充入2 mol N2
C．保持温度和容器体积不变，充入0.5 mol SO2和0.25 mol O2
D．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3
E．升高温度
F．移动活塞压缩气体
(3)某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：________________________。
(4)常温时，BaSO4的Ksp＝1.08×10－10。现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10－3 mol·L－1的Na2SO4溶液混合。若要生成BaSO4沉淀，BaCl2溶液的最小浓度为______________。
(5)下列关于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)反应的图像中，可能正确的是________(填序号)。
(6)①某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)________K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②将一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c(SO3)的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡(此时SO3的浓度为0.25 mol·L－1)。请在下图中画出此变化过程中SO3(G)浓度的变化曲线。
答案　(1)或3.33
(2)ACF
(3)SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
(4)2.16×10－7 mol·L－1
(5)ABD
(6)①＝　②如下图
解析　(1)根据热化学方程式每生成1 mol SO3放出98 kJ热量，当放出196 kJ热量时生成2 mol SO3。
根据：　　　　SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)
起始(mol): 4 10 0
变化(mol): 2 1 2
平衡(mol): 2 9 2
平衡常数K＝＝10/3或3.33
(2)本题主要考查平衡问题，题目的要求是SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大，其中A项保持容器体积不变SO3转化为SO2、O2，故通入SO2、O2、SO3浓度都增大；同理，C项也对；而B项N2不参与化学反应，故SO2、O2、SO3浓度都不变；D项保持容器压强不变，充入SO3相当于“等效平衡”，平衡时各组分的浓度保持不变；E项升高温度平衡逆向移动，故该项错误；F项压缩容器体积，故SO2、O2、SO3浓度都增大。
(3)根据题意用电化学原理生产硫酸，故通入SO2的电极肯定发生氧化反应，产物肯定是SO，考虑与电解质溶液反应，故电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋。
(4)c(BaCl2)＝2×＝2.16×10－7 mol·L－1
(5)升高温度平衡逆向移动，故v逆＞v正，A项正确；B项可以理解成不同温度、相同容器、反应相同时间，测SO3%的图像，故B项正确；温度升高，平衡逆向移动，SO3%应该减小，故C项错误；压强增大平衡正向移动，SO3%增大，D项正确。
(6)①平衡常数只与温度有关系，所以A、B两点的平衡常数相等。
4． (1)甲烷也是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低并会产生有毒气体造成污染。
已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率只是完全燃烧时的________倍(计算结果保留1位小数)。
(2)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L－1的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
①甲烷燃料电池负极反应式是________。
②当线路中有0.1 mol电子通过时，________(填“a”或“b”)极增重________ g。
答案　(1)0.7　(2)①CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　②b　3.2
解析　(1)CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋283 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
相加得：CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1
所以≈0.7。
(2)在酸性介质下，CH4失电子生成CO2
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
b电极为阴极，质量增加，质量为64 g·mol－1×0.05 mol＝3.2 g。
5． (1)某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0反应的影响，实验结果可表示成如下图所示的规律(图中T表示温度，n表示物质的量)：
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是________点。
②若容器容积为1 L，若只加入反应物，当n＝3 mol时，反应达到平衡时H2、N2的转化率均为60%，此条件下(T2)，反应的平衡常数K＝________(精确到0.01)。
③图像中T2________T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。
(2)氨气和氧气从145 ℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)：
①4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1
②4NH3(g)＋3O2(g)??2N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1
温度较低时以生成________为主，温度高于900 ℃时，NO产率下降的原因是_____________。写出汽车尾气产生NO的热化学方程式________________________。
(3)NO会继续快速被氧化为NO2，又已知：2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH＜0
①现取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)。反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是________。
②保持温度、体积不变，向上述平衡体系中再通入一定量的NO2，则达平衡时NO2的转化率________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)。
答案　(1)①c　②2.08　③低于　(2)N2　NH3氧化为NO的反应为放热反应，升温不利于平衡向生成NO的方向进行　N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋(b－a)/2 kJ·mol－1　(3)①BD　②增大
解析　(1)①增大H2的浓度，N2的转化率增大，所以c点N2的转化率最高。
②　　　　　　　N2　＋　3H2　??　2NH3
起始(mol· L－1) a 3 0
转化(mol· L－1) 0.6 1.8 1.2
＝0.6
a＝1
K＝≈2.08
③升温，平衡左移，NH3%减小，所以T1＞T2。
(2)根据图像，温度较低时，以生成N2为主；升温，反应①平衡左移，不利于NO的生成。
2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1
相加得：
2N2(g)＋2O2(g)===4NO(g)　ΔH＝＋(b－a) kJ·mol－1
所以N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋ kJ·mol－1
(3)①B项为达到平衡状态后升温的情况，D项为平衡之前、平衡之后升温的情况。
②2NO2??N2O4平衡后，再通入一定量的NO2，相当于压缩体积，平衡右移，NO2的转化率增大。