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2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題專練 圖像表格中數(shù)據(jù)和結(jié)果的分析 策略模型 縱觀近幾年的高考化學(xué)試題，每年都有試題以圖表方式呈現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及化學(xué)信息，要求學(xué)生在獲取信息后對相關(guān)化學(xué)現(xiàn)象、事實(shí)作出合理解釋，在推理基礎(chǔ)上作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。試題的新穎度、難度和區(qū)分度在一定程度上都借助于圖表的創(chuàng)新得以體現(xiàn)，這也是新課程高考的重要特點(diǎn)之一。所以，圖文轉(zhuǎn)化能力是學(xué)生適應(yīng)高考的必備能力。 (1)圖形題——坐標(biāo)曲線圖。坐標(biāo)曲線題解題時可以拆分為識圖、析圖、用圖三個步驟。其中識圖是基礎(chǔ)，析圖是關(guān)鍵，用圖是目的。①識圖。識圖的關(guān)鍵是三看：一看軸即橫、縱坐標(biāo)所表示的化學(xué)含義(自變量X軸和函數(shù)Y軸表示的意義)，尋找X、Y軸之間的關(guān)系，因?yàn)檫@是理解題意和進(jìn)行正確思維的前提；二看點(diǎn)即曲線中的特殊點(diǎn)(頂點(diǎn)、始點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn))；三看線即曲線的走勢(變化趨勢是上升、下降、波動、正態(tài)、偏態(tài)等變化)。②析圖。分析：圖中為什么會出現(xiàn)這些特殊點(diǎn)，曲線為什么有這樣的變化趨勢和走向，分析曲線變化的因果關(guān)系；聯(lián)想：通過聯(lián)想，把課本內(nèi)的有關(guān)化學(xué)概念、原理、規(guī)律等與圖像曲線中的圖形與相關(guān)點(diǎn)建立聯(lián)系。③用圖。遷移：將相關(guān)的化學(xué)知識與圖像曲線緊密結(jié)合，在頭腦中構(gòu)建新的曲線——知識體系，然后運(yùn)用新的曲線——知識體系揭示問題的實(shí)質(zhì)，解決實(shí)際問題。 (2)表格題——數(shù)據(jù)表格分析題。該題常常以列表形式傳遞有關(guān)化學(xué)的概念、原理等基礎(chǔ)知識的信息，主要考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度，獲取并處理信息，綜合分析問題等能力。題目信息一般比較隱蔽，它要求學(xué)生作答時首先要能夠從題目中獲取相關(guān)的信息，并能夠?qū)⒋诵畔⑴c教材相關(guān)的理論緊密結(jié)合，從而尋找解答題目的切入點(diǎn)。解題步驟：①審題。要明確行標(biāo)題、列標(biāo)題和數(shù)據(jù)標(biāo)題的含義；分析各行各列的數(shù)據(jù)變化，最大值、最小值和平衡點(diǎn)。②找答案。把表格轉(zhuǎn)變成文字，經(jīng)聯(lián)想找出所要考的知識；分析各行各列的數(shù)據(jù)變化，最大值、最小值和平衡點(diǎn)的原因。③定答案。結(jié)合概念和原理答題，把表格轉(zhuǎn)變成文字，要表達(dá)準(zhǔn)確，盡量用課本上的術(shù)語表述；書寫要工整、條理要清楚。 1．金屬單質(zhì)及其化合物與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活有密切的聯(lián)系。請回答下列問題： (1)已知下列熱化學(xué)方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJmol－1 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47 kJmol－1 Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋19 kJmol－1 寫出FeO(s)被CO(g)還原生成Fe(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式____________________ ____________________________________________________。 (2)從礦物學(xué)資料查得一定條件下自然界存在如下反應(yīng)：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4。則5 mol FeS2發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________________ _____________________________________________________。 (3)通過控制溶液的pH對工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離。圖3是某些金屬氫氧化物在不同濃度和pH時的沉淀—溶解圖像，圖中直線上的點(diǎn)表示平衡狀態(tài)。當(dāng)溶液中的離子濃度小于110－5 molL－1時，認(rèn)為該離子沉淀完全。 ①Fe(OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三種物質(zhì)的溶度積常數(shù)最大的是________，圖中A、B、C三點(diǎn)中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是________ ②由圖可得Fe(OH)2的溶度積的值為________。 (4)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為FePO4＋LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時電池正極反應(yīng)為________。 答案　(1)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJmol－1 (2)21 mol (3)①Cr(OH)3　C?、?10－15 (4)FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 解析　(1)漏寫物質(zhì)狀態(tài)，數(shù)值、ΔH符號均錯誤。 (2)氧化還原反應(yīng)的計算錯誤。 (3)不知道溶解平衡曲線上的點(diǎn)所對應(yīng)的沉淀速率等于溶解速率、曲線上方的點(diǎn)所對應(yīng)的沉淀速率大于溶解速率、曲線下方的點(diǎn)所對應(yīng)的沉淀速率小于溶解速率；計算Fe(OH)2的溶度積時，錯誤地認(rèn)為完全沉淀時c(OH－)＝10－9 molL－1。 講評　本題以常見金屬的工業(yè)應(yīng)用為命題背景，著重考查化學(xué)平衡原理、運(yùn)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱、沉淀溶解平衡的綜合應(yīng)用以及原電池電極反應(yīng)式的書寫?？疾橹R點(diǎn)多，跨度大、綜合性強(qiáng)，思維能力要求高。 第(1)問，講評時側(cè)重于應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱。要講清熱化學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng)(如物質(zhì)狀態(tài)、化學(xué)計量數(shù)的含義)、反應(yīng)熱的基本計算方法。 第(2)問，氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式書寫和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算，關(guān)鍵是根據(jù)化合價升降正確判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，再運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行分析，特別要關(guān)注歧化、歸中等復(fù)雜反應(yīng)。守恒法解題的思維流程。 ①找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 ②找準(zhǔn)一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù)) ③根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值＝n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值 第(3)問，講評時幫助學(xué)生梳理沉淀溶解平衡圖像中各點(diǎn)的關(guān)系，能正確分析各點(diǎn)溶液中沉淀速率與溶解速率的關(guān)系，能正確進(jìn)行溶度積的計算。 第(4)問，書寫電極反應(yīng)式的關(guān)鍵是根據(jù)元素化合價變化確定電極反應(yīng)的產(chǎn)物、再根據(jù)電荷守恒、元素守恒、酸堿性等，通過分析、推理、判斷，層層推進(jìn)，進(jìn)一步書寫和配平。對于可充電電池的反應(yīng)，需要注意“充電、放電”的方向，放電的過程應(yīng)用原電池原理，充電的過程應(yīng)用電解池原理。 2．霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多種方法。 (1)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖1所示： ①由圖1可知SCR技術(shù)中的氧化劑為_______________________________________。 ②圖2是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率，由圖可知最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為__________、____________。 ③用Fe作催化劑時，在氨氣足量的情況下，不同c(NO2)/c(NO)對應(yīng)的脫氮率如下圖所示，脫氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)＝__________。已知生成1 mol N2反應(yīng)放出的熱量為Q kJ，此時對應(yīng)的脫氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________。 (2)為了減少空氣中SO2的排放，常采取的措施有： ①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。 已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝－241.8 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110.5 kJmol－1 則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為______________________________________ _________________________________。 ②用SO2和O2制備硫酸，裝置如圖所示，電極為多孔材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸，B極的電極反應(yīng)式為________________________________________ ________________________________。 答案　(1)①NO、NO2 ②Mn　200～250 ℃(或范圍內(nèi)間任意溫度) ③1∶1　2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2Q kJmol－1 (2)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJmol－1 ②SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ 解析　(1)①NH3作還原劑，氮的氧化物(NO、NO2)作氧化劑。②Cr的最佳催化溫度太高，所需能量多，成本高，應(yīng)選Mn?？煽販囟仍?00～250 ℃范圍內(nèi)。 ③根據(jù)圖示c(NO2)/c(NO)為1∶1時，脫氮效果最佳；2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2Q kJmol－1。 (2)①H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋241.8 kJmol－1 C(s)＋O2(g)CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1 上述兩式相加 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJmol－1。 ②根據(jù)H2SO4的出口，B電極為負(fù)極，A電極為正極，電極反應(yīng)式為負(fù)極：2SO2－4e－＋4H2O===2SO＋8H＋ 正極：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 3．氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。 (1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (2)CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)原理為[Cu(NH3)2CH3COO](l)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COOCO(l)　ΔH<0 吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是________。(填字母) A．高溫、高壓 B．高溫、低壓 C．低溫、低壓 D．低溫、高壓 (3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)　ΔH<0 某溫度下，向容積為100 L的密閉容器中通入4 mol NH3和2 mol CO2，該反應(yīng)進(jìn)行到40 s時達(dá)到平衡，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70 s，保持其他條件不變情況下，請?jiān)趫D中用實(shí)線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進(jìn)程曲線。 (4)將尿素施入土壤后，大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25 ℃)如下表： 弱電解質(zhì)　　H2CO3　　　　　　　NH3H2O 電離平衡 Ka1＝4.3010－7 1.7710－5 常數(shù) Ka2＝5.6110－11 現(xiàn)有常溫下0.1 molL－1的(NH4)2CO3溶液， ①你認(rèn)為該溶液呈________(填“酸”、“中”或“堿”性)，原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 ②就該溶液中粒子之間有下列關(guān)系式，你認(rèn)為其中不正確的是___________________________ ______________________________________。 A．c(NH)>c(CO)>c(HCO)>c(NH3H3O) B．c(NH)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋c(CO) C．c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 molL－1 D．c(NH)＋c(NH3H2O)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3) 答案　(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJmol－1 (2)B　(3)2 500 (說明：曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在橫坐標(biāo)40之前，縱坐標(biāo)必需在20的線上) (4)①堿　由于NH3H2O的電離平衡常數(shù)大于HCO的電離平衡常數(shù)，因此CO水解程度大于NH水解程度，溶液中c(OH－)>c(H＋)，溶液呈堿性 ②B 解析　(1)由圖示得： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－846.3 kJmol－1 CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋282 kJmol－1 3H2O(g)===O2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋725.4 kJmol－1 上述三式相加。 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJmol－1。 (2)根據(jù)已知條件，平衡應(yīng)向左移動，應(yīng)采取高溫低壓。 (3) 2NH3(g)＋ CO2(g) CO(NH2)2(l)＋ H2O(g) 起始(mol) 4 2 0 0 平衡(mol) 4－2x 2－x x x 100%＝50% x＝1 K＝＝2 500 畫圖時，原平衡40 s達(dá)到平衡，c(NH3)＝210－2 molL－1，若使用催化劑，在40 s之前達(dá)到平衡，但c(NH3)不變。 (4)①因?yàn)镵a2>1.7710－5，所以(NH4)2CO3溶液呈堿性。②B項(xiàng)不符合電荷守恒。 4．xx年初霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。 (1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面(S)和時間(t)的變化曲線如圖所示。據(jù)此判斷： ①該反應(yīng)在________能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫下”、“低溫下”或“任何溫度下”)。 ②在T2溫度下，0～2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)＝________。 ③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2，在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。 ④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________________________________________。 (2)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中有含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。 ①已知甲烷的燃燒熱為890 kJmol－1；1 mol水蒸氣變成液態(tài)水放熱44 kJ；N2與O2生成NO的過程如下， CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝________。 ②在恒壓下，將CH4(g)和NO2(g)置于密閉容器中，也可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH<0，提高NO2轉(zhuǎn)化率的措施有________。 A．增加原催化劑的表面積 B．降低溫度 C．減小投料比[n(NO2)/n(CH4)] D．增大壓強(qiáng) (3)在容積相同的兩個密閉容器內(nèi)(裝有等量的某種催化劑)先各通入等量的CH4，然后再分別充入等量的NO和NO2。在不同溫度下，同時分別發(fā)生上述的兩個反應(yīng)：并在t秒時測定其中NOx轉(zhuǎn)化率，繪得圖像如下圖所示： ①從圖中可以得出的結(jié)論是 結(jié)論：在250～450 ℃時，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，450～600 ℃時NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小 推測原因是______________________________________________________________。 結(jié)論二：________________________________________________________________________。 ②收集某汽車尾氣經(jīng)測量NOx的含量為1.12%(體積分?jǐn)?shù))，若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體(假設(shè)CH4與NO、NO2的反應(yīng)進(jìn)行完全)，處理1104 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)該尾氣需要甲烷30 g，則尾氣中V(NO)∶V(NO2)＝________。 答案　(1)①低溫下 ②0.025 molL－1s－1 ③如圖 ④BD (2)①－1 168 kJmol－1 ②BC (3)①在250～450 ℃時，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，反應(yīng)未建立平衡，溫度升高反應(yīng)一定正向進(jìn)行；450～600 ℃(溫度較高)時，反應(yīng)已達(dá)平衡，所以，溫度升高平衡逆向移動，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高反而減小 結(jié)論二：相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率比NO2的低 ②1∶2 解析　(1)①T1>T2，T1時c(CO2)小，升溫，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。此反應(yīng)為熵減反應(yīng)。根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，ΔH<0，ΔS<0，所以要使該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，應(yīng)在低溫下。 ②v(N2)＝v(CO2)＝＝ 0．025 molL－1s－1。 ④該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中，K減小，然后保持不變，因?yàn)閺恼磻?yīng)進(jìn)行，w(NO)應(yīng)逐漸減小，然后保持不變。 (2)①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJmol－1 2H2O(l)===2H2O(g) ΔH＝＋88 kJmol－1 4NO(g)===2N2(g)＋2O2(g)　ΔH＝－366 kJmol－1 上述三式相加 CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 168 kJmol－1。 ②應(yīng)采取降溫，增大CH4濃度的方法。 (3)①在450 ℃之前，未建立平衡狀態(tài)，在450 ℃之后，溫度對平衡狀態(tài)的影響大。根據(jù)圖示，在相同溫度下，NO的轉(zhuǎn)化率比NO2低。 ②CH4＋4NO===2N2＋CO2＋2H2O x 4x CH4＋2NO2===N2＋CO2＋2H2O y 2y 則 ＝。