2020版高考化学二轮复习 题型层级练10 化学反应原理综合应用题（含解析）

题型层级练10化学反应原理综合应用题(A级)1．铜是与人类关系密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多数＋1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为________，某同学实验时却发现有黑色物质出现，这种黑色物质的化学式为______________。(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：a．2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是________(填字母)。A．SO2B．苯C．NaOH溶液D．乙醇(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式：________________________________________________________________________。②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的反应的离子方程式：________________________________________________________________________。③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成以下化学方程式：________CuH＋________HNO3===________Cu(NO3)2＋________H2↑＋________＋________。(4)常温下，向0.20mol·L－1的硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的pH＝6时，c(Cu2＋)＝______________________________________________。[已知：Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20]。解析：(1)葡萄糖是一个多羟基醛，能与新制Cu(OH)2悬浊液加热反应生成砖红色沉淀Cu2O，如果加热温度过高，氢氧化铜受热分解成黑色的氧化铜和水。(2)碘水是棕褐色的，会影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，由于酒精与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂。(3)①NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子的最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，说明NH5是由NH＋4和H－组成的离子化合物，电子式为。②CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H失电子，盐酸中的H＋得电子，产生的气体为氢气，酸性溶液中2Cu＋===Cu2＋＋Cu，故离子方程式为2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑。③Cu＋在酸性条件下发生反应2Cu＋===Cu2＋＋Cu，稀硝酸具有强氧化性，能把铜氧化为硝酸铜，CuH具有还原性，因此二者反应生成氢气、一氧化氮气体、铜离子、H2O，其化学方程式为6CuH＋16HNO3===6Cu(NO3)2＋3H2↑＋4NO↑＋8H2O。(4)pH＝6时，c(OH－)＝10－8mol·L－1，由Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20可知，c(Cu2＋)＝2.2×10－2010－82＝2.2×10－4mol·L－1。答案：(1)砖红色CuO(2)B(3)①②2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑③616634NO↑8H2O(4)2.2×10－4mol·L－12．过二硫酸(结构如图)是一种白色晶体，其酸及盐均为强氧化剂。(1)(NH4)2S2O8在水溶液中的电离方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在Ag＋及加热的条件下，S2O2－8可将溶液中的Mn2＋氧化为MnO－4，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，观察到的现象是________________________________________________________________________。(3)由氯磺酸(ClSO3H)与过氧化氢作用可得固态的过二硫酸，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)工业上制备过二硫酸溶液的流程之一如下：电解时阳极的电极反应式为________________________________________________________________________，阳极材料能否用铜丝代替铂丝？________(填“能”或“不能”)，说明理由：________________________________________________________________________。解析：(2)由过二硫酸结构可知，分子中S元素处于最高价＋6价，其中的－1价O具有强氧化性，则离子方程式：5S2O2－8＋2Mn2＋＋8H2OAg＋2MnO－4＋10SO2－4＋16H＋，由于生成MnO－4，溶液会变为紫色。(4)电解产物中的H2一定在阴极生成，则阳极产物为S2O2－8，电极反应式为2SO2－4－2e－===S2O2－8，阳极用铜时，铜失电子，不能生成S2O2－8。答案：(1)(NH4)2S2O8===2NH＋4＋S2O2－8(2)2Mn2＋＋5S2O2－8＋8H2OAg＋2MnO－4＋10SO2－4＋16H＋溶液颜色变为紫色(3)2ClSO3H＋H2O2===H2S2O8↓＋2HCl(4)2SO2－4－2e－===S2O2－8不能铜是活性电极，铜作阳极时本身会失去电子3．苯乙烯是重要的化工原料。以乙苯(C6H5—CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CH===CH2)，反应的化学方程式为：C6H5—CH2CH36H5—CH===CH2(g)＋H2(g)ΔH＝＋117.6kJ·mol－1。回答下列问题：(1)已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；C6H5—CH2CH3(g)＋212O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－4607.1kJ·mol－1。则C6H5—CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝________。(2)工业上，在恒压设备中进行上述反应制取苯乙烯，常在乙苯蒸气中通入大量水蒸气。请用化学平衡理论解释通入大量水蒸气的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知T℃下，将amol乙苯蒸气通入到体积为VL的密闭容器中进行上述反应，反应时间与容器内的总压强数据如表：时间t/min010203040总压强p/1000kPa1.01.31.451.51.5①由表中数据计算0～10min内v(C6H5—CH2CH3)＝________________。(用含a、V的式子表示)②该反应平衡时乙苯的转化率为________。(4)苯乙烯与溴化氢发生的加成反应产物有两种，其反应的化学方程式如下：ⅰ.C6H5—CH===CH2(g)＋6H5—CH2CH2Br(g)ⅱ.C6H5—CH===CH2(g)＋6H5—CHBrCH3(g)600℃时，向3L恒容密闭容器中充入1.2molC6H5—CH===CH2(g)和1.2molHBr(g)发生反应，达到平衡时C6H5—CH2CH2Br(g)和C6H5—CHBrCH3(g)的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示。①600℃，反应ⅱ的化学平衡常数Kⅱ＝________。②反应平衡后，若保持其他条件不变，向该容器中再充入1molC6H5—CH2CH2Br(g)，则反应ⅱ将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。③在恒温恒容的密闭容器中，苯乙烯与溴化氢发生ⅰ、ⅱ两个加成反应，可以判断反应已达到平衡状态的是________。A．容器内混合气体的密度不再改变B．C6H5—CH2CH2Br(g)的生成速率与C6H5—CHBrCH3(g)的分解速率相等C．反应器中压强不再随时间变化而变化D．混合气体的平均相对分子质量保持不变解析：(1)将题中已知热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律；④＝③－②－①，故ΔH＝－4607.1kJ·mol－1－(－285.8kJ·mol－1)－(117.6kJ·mol－1)＝－4438.9kJ·mol－1。(2)该反应是气体分子数增大的可逆反应，恒压条件下通入水蒸气，总压不变，容器体积增大，平衡向正反应方向移动，苯乙烯产量提高。(3)①根据C6H5—CH2CH36H5—CH===CH2(g)＋H2(g)，设0～10min内乙苯转化xmol，则10min末乙苯为(a－x)mol，苯乙烯、H2均为xmol，根据起始时和10min时的压强，有a:(a＋x)＝1.0:1.3，解得x＝0.3a，故v(乙苯)＝0.3amolVL×10min＝0.03aVmol·L－1·min－1。②根据表格中数据，反应在30min时处于平衡状态，设平衡建立过程中乙苯转化ymol，则平衡时乙苯为(a－y)mol，苯乙烯、H2均为ymol，根据起始时和平衡时的压强，有a:(a＋y)＝1.0:1.5，解得y＝0.5a，故乙苯的平衡转化率为0.5aa×100＝50%。(4)①根据图示，600℃两反应达平衡时，n(C6H5—CHBrCH3)＝0.6mol，n(C6H5—CH===CH2)＝(1.2－0.3－0.6)mol＝0.3mol，n(HBr)＝0.3mol，则反应ⅱ的平衡常数Kⅱ＝0.6mol3L/0.3mol3L×0.3mol3L＝20L·mol－1。②反应平衡后，向该容器中再充入1molC6H5—CH2CH2Br(g)，反应ⅰ向逆反应方向移动，苯乙烯、HBr的浓度增大。苯乙烯、HBr的浓度增大，反应ⅱ向正反应方向移动。③该反应体系全为气体，气体质量不变，又容器恒容，因此气体密度始终不变，A项不能说明反应达平衡，A项错误；C6H5—CH2CH2Br(g)的生成速率与C6H5—CH2CH2Br(g)的分解速率相等，表明反应ⅰ的正反应速率和反应ⅱ的逆反应速率相等，不是同一反应的正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，B项错误；两个反应在反应前后气体分子数均不相等，因此气体的压强为变量，压强不变时可以说明反应达平衡，C项正确；反应体系全为气体，气体质量不变，两个反应前后气体分子数均不相等，因此气体的平均相对分子质量为变量，故混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达平衡，D项正确。答案：(1)－4438.9kJ·mol－1(2)该反应是气体分子数增大的可逆反应，恒压条件下通入水蒸气，总压不变，容器体积增大，反应体系分压减小，平衡正移，苯乙烯产量提高(3)①(0.03a/V)mol·L－1·min－1②50%(4)①20(或20L·mol－1)②正向③CD4．氢能是理想的清洁能源，资源丰富。以太阳能为热源分解Fe3O4，经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图1：(1)过程Ⅰ：2Fe3O4＋O2(g)ΔH＝＋313.2k