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第三讲学科内综合题题型综述学科内综合题常出现在理综化学试题中，近年来在单科考试模式省份的化学试题中也有所涉及。由于高考《考试大纲》中涉及的知识点很多，高考命题要求覆盖《考试大纲》中的大多数知识点，而一套试卷的题量是有限的，为了解决题量小与需要考查的知识点多的矛盾，命题者就设置了这种学科内综合题。一、学科内综合题的特点为提高对主干知识的覆盖，高考中会联系生产与生活，围绕某一物质或某一知识展开，并以之为素材，考查与之相关的知识、能力。同时涉及多个知识点及实验内容，加强了学科内综合。二、学科内综合题的类型根据学科内综合题背景材料和各小题的关联线索，可把学科内综合题分为四类：第一类，以元素化合物为中心与理论、实验的综合；第二类，以化学理论为中心的综合；第三类，以化工工艺流程为背景结合实验的综合；第四类，以化学实验为中心的综合。不论哪种类型的综合，各小题之间都有一条线贯穿，给人以“形散而神不散”的感觉。三、学科内综合题的解题方法与思路该类题型涉及的知识面广，单个知识点的难度并不大，但由于多个知识点在一起，客观上增加了难度。解题时要采用逐个分析、各个击破的方法，认真分析每个小题考查的知识点，迅速转变思路，防止在一个知识点、一个思路上走到底。分类例析题型一以元素化合物为中心与理论、实验的综合例1(2010·山东理综，29)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为。取少量废电解液加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是。(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为。解析(1)①铝与碱反应产生H2，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，通CO2气体，可以让溶液中的AlO－2全部转化为Al(OH)3沉淀。②阳极材料是铝，属于活泼金属电极，电极本身参与反应，反应过程中失去电子而生成Al2O3。电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属铝提供了氧元素，所以电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，电解后的溶液中含有大量H＋和少量Al3＋，加入NaHCO3溶液消耗H＋产生CO2气体，Al3＋的水解平衡向右移动，产生Al(OH)3沉淀。(2)电镀时，镀件做阴极，镀层金属做阳极，镀层金属的盐溶液做电解液。(3)X为碳棒时，接M时，Fe做负极，被腐蚀；接N时，Fe做阴极，被保护。X为Zn时，接M时，形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，属牺牲阳极的阴极保护法。答案（1）①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(或2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑b②2Al＋3H3O－6e－===Al2O3＋6H＋HCO－3与H＋反应使H＋浓度减小，使Al3＋的水解平衡向右移动，产生Al(OH)3白色沉淀(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋的浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法应试对策元素化合物知识点多，在备考过程中要注意类似知识的归纳整合，建立知识点之间的联系，这种联系既是命题的着眼点，又是解题的关键，忽视这些联系会导致错误的判断。以元素化合物为中心的综合题，往往以某一种元素为素材，涉及化学实验和化学反应原理等知识，除了吃透各知识间的交融结合点外，答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。因此在答题时必须注意：①答名称还是答符号、化学式;②答离子方程式还是化学方程式;③答现象还是答结论；④答规律还是答具体物质或具体内容。即时巩固1已知由短周期元素组成的A、B、C、D4种常见化合物分子中所含原子数目依次为2、3、4、5，其中A、B含有18个电子，C、D含有10个电子。请回答：(1)D中含有的化学键类型为________，已知8gD与足量O2完全燃烧，生成稳定化合物时放出445kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________。(2)室温下，若向一定量C的稀溶液中逐滴加入物质的量浓度相同的A溶液，直至A溶液过量，生成化合物XY4Z(X、Y、Z表示元素符号)。讨论上述实验过程中离子浓度的大小顺序、对应溶质的化学式和溶液的pH。试填写表中空白(要求填写有关粒子的化学式)：离子浓度由大到小的顺序溶质的化学式溶液的pHⅠc(XY＋4)c(Z－)c(OH－)c(H＋)pH7Ⅱc(XY＋4)＝c(Z－)XY4Z、XY3·H2OⅢXY4ZpH7Ⅳc(Z－)c(H＋)c(XY＋4)≫c(OH－)pH7(3)B在空气中完全燃烧生成E，在一定条件下E与O2发生反应生成F。①将0.05molE和0.03molO2放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c(F)＝0.04mol/L。写出该条件下反应的平衡常数K的表达式：__________，其值为______，E的平衡转化率为________。②已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，下列措施中有利于提高E的平衡转化率的有________(填字母)。A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．减小压强E．加入催化剂F．移出氧气答案(1)共价键CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ/mol（2）(3)①K＝c2(SO3)c2(SO2)·c(O2)1.6×10380%②BC题型二以化学理论为中心的综合例2(2010·天津理综，10)二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：(1)煤的气化的主要化学反应方程式为：。(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：。(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：①2H2(g)＋3OH(g)ΔH＝－90.8kJ/mol②2CH33OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ/mol③CO(g)＋H22(g)＋H2(g)ΔH＝－41.3kJ/mol总反应3H2(g)＋3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是(填字母代号)。a．高温高压b．加入催化剂c．减少CO2的浓度d．增加CO的浓度e．分离出二甲醚(4)已知反应②2CH3CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/(mol/L)0.440.60.6①比较此时正、逆反应速率的大小：v正v逆(填“”、“”或“＝”)。②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c(CH3OH)＝；该时间内反应速率v(CH3OH)＝。解析(1)H2S与Na2CO3反应生成两种酸式盐，只能是NaHS和NaHCO3，因此两者反应的化学方程式为：H2S＋Na2CO3===NaHS＋NaHCO3。(2)利用水煤气合成二甲醚的反应可以看成是①×2＋②＋③所得，所以总反应的ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(－90.8×2－23.5－41.3)kJ/mol＝－246.4kJ/mol，对于反应3H2(g)＋3CO(g)3OCH3(g)＋CO2(g)ΔH＝－246.4kJ/mol，升高温度，平衡逆向移动，增大压强，平衡正向移动；催化剂对平衡无影响，对CO的转化率无影响；减少CO2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大；增加CO的浓度，平衡正向移动，CO的转化率降低；分离出二甲醚，平衡正向移动，CO的转化率增大，因此c、e符合。(3)加入CH3OH后，各物质的浓度已知，则浓度商为Qc＝0.6mol/L×0.6mol/L(0.44mol/L)2≈1.86400，因此平衡向正反应方向移动，v正v逆。设达到平衡时CH3OH参加反应的浓度为x，则CH3OCH3和H2O增加的浓度为x2，根据平衡常数的定义K＝0.6mol/L＋x22(0.44mol/L－x)2＝400，解得x＝0.4mol/L，所以c(CH3OH)＝0.44mol/L－0.4mol/L＝0.04mol/L；由生成二甲醚或水的浓度可知，从加入甲醇至平衡的过程中，甲醇减小的浓度为生成二甲醚浓度的两倍，即：2×(0.6mol/L＋0.4mol/L2)＝1.6mol/L，所以该时间内甲醇的反应速率为1.6mol/L10min＝0.16mol/(L·min)。答案(1)C＋H2O(g)CO＋H2(2)H2S＋Na2CO3===NaHS＋NaHCO3(3)③－246.4kJ/molce(4)①②0.04mol/L0.16mol/(L·min)应试对策高考要求考生要有分析综合能力，而体现分析综合能力水平高低就是看考生是否具有把一个复杂问题分解为若干个较简单的问题，并找出它们之间的联系的能力，即考生要善于大题化小题，把综合性问题分解为简单化学问题。即时巩固2科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。(1)目前合成氨技术原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol。①673K、30MPa下，上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如上图所示。下列叙述正确的是______。A．点a的正反应速率比点b的大B．点c处反应达到平衡C．点d和点e处的n(N2)相同D．773K、30MPa下，反应至t2时刻达到平衡，则n(NH3)比图中e点的值大②在容积为2.0L恒容的密闭容器中充入0.80molN2(g)和1.60molH2(g)，反应在673K、30MPa下达到平衡时，NH3的体积分数为20%。该条件下反应N2(g)＋3H23(g)的平衡常数K＝________。K值越大，表明反应达到平衡时________(填标号)。A．H2的转化率一定越高B．NH3的产量一定越大C．正反应进行得越完全D．化学反应速率越大(2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阴极的电极反应式为：__________________。(3)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应：N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋32O2(g)ΔH＝akJ/mol进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：T/K303313323NH3生成量/(10－6mol)4.85.96.0①此合成反应的ΔH______0，a______0(填“”、“”或“＝”)。②已知：N2(g)＋3H22NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol2H2(g)＋O2(g)2O(l)ΔH＝－571.6kJ/mol则N2(g)＋3H23(g)＋32O2(g)ΔH＝________kJ/mol。解析(1)①由题图知，从开始到平衡，H2浓度减小，反应速率减小，所以点a的正反应速率比点b的大，A对；a、b、c时反应未达平衡，d、e是平衡点，所以，点d和点e处的n(N2)相同，B错、C对；又因为N2(g)＋3H23(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，所以773K、30MPa下，反应至t2时已达到平衡，则n(NH3)比图中e点的值小，D错。②在容积为2.0L恒容的密闭容器中充入0.80molN2(g)和1.60molH2(g)，反应在673K、30MPa下达到平衡时，NH3的