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高中化学综合题简答与计算的解题方法
一、反应原理型简答题
1 速率、平衡移动类
【典例1】 在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应2H2S(g)⇌2H2(g)+
S2(g)ΔH=+169.8kJ·mol-1。下图为H2S 气体的平衡转化率与温度、压强的
关系。
(1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为________,理由是
__________________________________。
(2)该反应平衡常数大小:K(T1)________(填“>”“<”或“=”)K(T2),理由
是__________________________________。
(3)如果要进一步提高H2S 的平衡转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的
措施有________________________________。
[解题思路]
答案 (1)p1<p2<p3 该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变
时,减小压强使平衡正向移动,H2S 的平衡转化率增大,由图像上看,相同温
度,p1 条件下H2S 的平衡转化率最大,p3 条件下H2S 的平衡转化率最小
(2)< 该反应正向是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大
(3)及时分离出产物
[解决方案] 速率、平衡移动类简答题的答题模板
叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)
【对点训练1】(全国卷)煤燃烧排放的烟气含有SO2 和NO,形成酸雨、污染大
气,采用NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(1)在鼓泡反应器中通入含有SO2 和NO 的烟气,反应温度323K,NaClO2 溶液浓
度为5×10-3mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
由实验结果可知,脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小
于” ) 。原因是除了SO2 和NO 在烟气中的初始浓度不同,还可能是
_______________。
(2)在不同温度下,NaClO2 溶液脱硫、脱硝的反应中SO2 和NO 的平衡分压pc 如
图所示。
由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增
大”、“不变”或“减小”)。
(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2 替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2 相比NaClO2 具有的优点是_____________。
答案 (1)大于 NO 溶解度较低(或脱硝反应活化能较高)(2)减小 (3)形成硫
酸钙沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2 转化率提高
2 电解质溶液中离子平衡类
【典例2】Na2HPO4 是磷酸的酸式盐,但其水溶液呈碱性,从溶液中离子平衡角
度分析回答下列问题:
(1)解释Na2HPO4 溶液呈碱性原因________________________。
(2) 当加入足量饱和CaCl2 溶液时,溶液变为酸性,解释原因
_____________________。
[解题思路]
(1)
(2)
答案 (1)Na2HPO4 溶液中存在两个平衡,一是电离平衡,HPO42-⇌H++
PO43-,二是水解平衡,HPO42-+H2O⇌H2PO4-+OH-,其水解程度大于电离程
度,故溶液呈碱性
(2)Na2HPO4 溶液中存在电离平衡,HPO42⇌H++PO43-,加入CaCl2 溶液,Ca2
+与PO43-结合生成Ca3(PO4)2 沉淀,促使HPO 的电离平衡向右移动,H+浓度
增大,溶液显酸性
[解决方案] 溶液中离子平衡简答题思路
阅读题目情境的信息,找出核心问题的分析对象,即平衡体系;找出题目信息
中与平衡体系变化的有关因素;利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡
移动的影响,即平衡移动方向的判断;说明平衡移动后对实际问题体系产生的
影响。
一般用如下模式书写:“……存在……平衡,……(条件)使平衡向……(方向)
移动,……(结论)”。
【对点训练2】25 ℃,H3AsO4 电离常数为K1=5.6×10-3,K2=1.7×10-
7,K3=4.0×10-12。当溶液用生石灰调节pH 到8~9 时,沉淀主要成分为
Ca3(AsO4)2 。pH 调节到8 左右Ca3(AsO4)2 才开始沉淀的原因是
____________________。
答案H3AsO4 是弱酸,电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成
Ca3(AsO4)2 沉淀,当溶液中pH 调节到8 左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2
开始沉淀
3 能量变化类
【典例3】(全国卷)H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如
图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
问题1:分析产品室可得到H3PO2 的原因________________________。
问题2:早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室
的稀硫酸用H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并
了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的原因是
_________________。
[解题思路]
问题1
问题2
答案 问题1:阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO 穿过阴膜
扩散至产品室,二者反应生成H3PO2 问题2:H3PO4H2PO 或H3PO2 被氧化
【对点训练3】(北京卷)直接排放含SO2 的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠
碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)吸收液吸收SO2 的过程中,pH 随n(SO32-)∶n(HSO3-)变化关系如下表:
由上表判断,NaHSO3 溶液显________ 性,用化学平衡原理解释:
__________________________________。
(2)当吸收液的pH 降至约为6 时,需送到电解槽再生。再生示意图如下:
当阴极室中溶液pH 升到8 以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:
_______________________________。
答案 (1)酸 NaHSO3 溶液中的HSO 存在两个平衡:HSO3-⇌H++SO 和HSO3-+
H2O⇌H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于其水解程度
(2)H+在阴极得电子生成H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO 电离生成SO,且
Na+进入阴极室,吸收液得以再生
【对点训练4】(全国卷)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化
工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:
已知:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9 kJ·mol-1
问题:联氨和N2O4 可作为火箭推进剂的主要原因为______________________。
答案 反应放热量大,产生大量的气体
二、实验探究型简答题
1 具体操作描述型
【典例4】 已知SO2 可以用Fe(NO3)3 溶液吸收,某学习小组据此按如图装置
展开如下相关探究:取一定量的铜片于三颈烧瓶中,通入一段时间N2 后再加入
足量的浓硫酸,加热。装置A 中有白雾(硫酸酸雾)生成,装置B 中产生白色沉
淀。
回答下列问题:
装置A 中用于添加浓硫酸的仪器名称为________________________;
检查图中连通装置A、B 气密性的方法是________________________。
[解题思路]
(1)构建捂热法模型
(2)构建液差法模型
答案 分液漏斗
关闭弹簧夹1 和分液漏斗的活塞,打开弹簧夹2,用酒精灯微热烧瓶A,若B 中
导管口有气泡冒出,冷却后,导管中有一段液柱上升,则气密性良好,否则不
好;或关闭弹簧夹1 和弹簧夹2,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加水至水不流下,
停止加水;观察一段时间,若液面不下降,则气密性好;否则不好
[解决方案] 答题要领:用好动词,指明仪器名称或仪器的某个部位,操作连
贯,如身临其境。
【对点训练5】(山东卷)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可
用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
(1)仪器组装完成后,检查气密性的方法是_________________________。
(2)实验中,为使SO2 缓慢进入烧瓶C,采用的操作是
__________________________________________________。
(3)反应终止后,烧瓶C 中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可
能含有Na2SO3、Na2SO4 等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在
Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论___________________________。
已知Na2S2O3·5H2O 遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2 溶液、AgNO3 溶液
答案 (1)关闭装置两端活塞,向装置B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液
柱,停止加液体,观察一段时间,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良
好
(2)控制滴加硫酸的速度(合理即可)
(3)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤、取滤液),滴加
BaCl2 溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4 杂质(合理即可)
2 反应现象描述类
【典例5】(全国卷)将NH3 充入注射器X 中,硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂,
充入NO2(两端用夹子K1、K2 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
问题1 打开K1,推动注射器活塞,使X 中的气体缓慢充入Y 管中,Y 管中的实
验现象为______________________________。
问题2 将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温,打开K2,可以观
察到的现象是______________________________________,
原因是_________________________________。
答案 问题1 红棕色气体颜色变浅,最后褪为无色
问题2Z 中的氢氧化钠溶液倒吸入Y 管中 该反应是气体体积减小的反应,装置
Y 管内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸
[解决方案] 现象描述答题模板
(1)溶液中:
①颜色由×××变成×××。
②液面上升或下降(形成液面差)。
③溶液变浑浊,或生成(产生)×××色沉淀。
④溶液发生倒吸。
⑤产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。
(2)固体:
①固体表面产生大量气泡。
②固体逐渐溶解。
③固体体积逐渐变小(变细)。
④(固体)颜色由×××变成×××。
(3)气体:
①生成×××色(味)气体。
②气体由×××色变成×××色。
③先变×××后×××(加深、变浅、褪色)。
【对点训练6】 为验证SO2 能氧化CH4 并有CO2 生成,该同学设计如下装置
(夹持及加热仪器省略)进行实验。
(1)若SO2 贮存在G 中的广口瓶中,则分液漏斗内盛放的试剂是________。
(2)装置A 的作用有干燥气体、将气体充分混合及________,C 中可观察到的现
象是_______________________________。
(3)D 中试剂通常是________ ,表明B 中确实有CO2 生成的现象是
_________________________________。
答案 (1)饱和NaHSO3 溶液
(2)调节气流速率 U 形管内有黄色固体及无色液体出现
(3)酸性KMnO4 溶液 E 中溶液不褪色,F 中出现浑浊
3 操作目的分析型反应原理、操作目的、作用分析型
【典例6】 过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消
毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是___________________________。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于________。
(二)过氧化钙的制备
CaCO3 稀盐酸、煮沸、过滤②滤液氨水和双氧水冰浴③白色结晶
(2)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液
呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液
煮沸的作用是____________________________。
(3)步骤③中反应的化学方程式为__________________________,
该反应需要在冰浴下进行,原因是___________________。
(4)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是
________。
答案 (1)调节溶液pH 使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀 过滤分离
(2)酸 除去溶液中的CO2
(3)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+
2H2O(或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O===CaO2·8H2O↓+2NH4Cl) 温度过
高时双氧水易分解
(4)去除晶体表面水分
[解决方案] 答题要领:紧跟题干直述结论,然后再结合实验目的、基本原理
或题干信息简述作用或原因。
【对点训练7】 氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl
难溶于醇和水,在潮湿空气中易水解、氧化,且在氯离子浓度较大的体系中存
在CuCl+Cl-===[CuCl2]-。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO 等)制
备CuCl 的一种工艺流程如下:
回答下面问题:
(1)写出反应Ⅱ中发生反应的离子方程式:___________________________。
(2) 在进行反应Ⅱ时,通入的SO2 一般都要适当过量,目的是
________________________________________________。
(3)水洗时,检验是否洗涤干净的方法是_______________________________。
(4)滤饼进行醇洗的目的是_________________________________。
答案 (1)2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O===2CuCl↓+SO42-+4H+
(2)将Cu2+全部还原为CuCl,保护CuCl 不被氧化
(3)取最后一次洗涤液,滴加盐酸酸化的BaCl2 溶液,若不产生沉淀,证明已洗
涤干净,否则未洗涤干净
(4)加速干燥,防止CuCl 被氧化
【对点训练8】 亚硝酸钠(NaNO2)是肉制品生产中最常用的一种食品添加剂,
某化学兴趣小组利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠并进行一系列实验
探究(装置如图)。
已知:①2NO+Na2O2===2NaNO2,NO2 能与Na2O2 发生类似反应;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+;
③NO 不与碱反应,可被酸性高锰酸钾溶液氧化为硝酸。
回答下列问题:
(1)装置A 中仪器a 的支管的作用是_____________________________。
(2)实验开始前,先通一段时间N2,目的是______________。
(3)装置B 中水的作用是_______________________________________,
铜的作用是______________。
(4)装置E 的作用是____________(用离子方程式表示)。
答案 (1)平衡滴液漏斗内部与烧瓶内压强,便于浓硝酸流下
(2)排尽装置中的空气
(3)将NO2 转化为NO 与生成的稀硝酸反应生成NO
(4)5NO+3MnO4-+4H+===3Mn2++5NO3-+2H2O