1、压轴题型五 化学反应原理综合应用题型解读 化学反应原理综合应用题是高考卷必考题型之一，问题设计上往往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，各小题具有一定的独立性，以考查不同的化学反应原理知识为主，有时还兼顾基本概念、元素化合物、简单计算和氧化还原等知识，题目往往还借助于图像、图表、数据等表达化学信息，试题综合性强，难度较大。题型剖析【样题】(2015江苏，20)(14 分)烟气(主要污染物 SO2、NOx)经 O3 预处理后用 CaSO3 水悬浮液吸收，可减少烟气中 SO2、NOx 的含量。O3氧化烟气中 SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为：NO(g)O3(g)=N
2、O2(g)O2(g)H200.9 kJmol1NO(g)12O2(g)=NO2(g)H58.2 kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g)H241.6 kJmol1(1)反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)n(NO)的变化见下图：当 n(O3)n(NO)1 时，反应后 NO2 的物质的量减少，其原因是_。增加 n(O3)，O3 氧化 SO2 的反应几乎不受影响，其可能原因是_。(3)当用 CaSO3
3、水悬浮液吸收经 O3 预处理的烟气时，清液(pH 约为8)中 SO23 将 NO2转化为 NO2，其离子方程式为_。(4)CaSO3 水悬浮液中加入 Na2SO4 溶液，达到平衡后溶液中 c(SO23)_用 c(SO24)、Ksp(CaSO3)和 Ksp(CaSO4)表示；CaSO3 水悬浮液中加入 Na2SO4 溶液能提高 NO2 的吸收速率，其主要原因是_。满分必备知识要点：氧化还原：电子守恒计算 化学平衡：平衡状态判断、平衡影响因素及图像分析、平衡常数的理解和应用 能量变化：利用盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式 电化学：电化学原理及由信息书写电极反应 电解质溶液：四大平衡常数的理解和
4、应用、滴定图像分析及溶液中的粒子观【规范答题】(1)317.3(2 分)(2)O3 将 NO2 氧化为更高价氮氧化物(或生成了 N2O5)(2 分)SO2 与 O3 的反应速率慢(2 分)(3)SO23 2NO22OH=SO24 2NO2 H2O(3 分)(4)Ksp（CaSO3）Ksp（CaSO4）c(SO24)(2 分)CaSO3 转化为 CaSO4 使溶液中SO23 的浓度增大，加快 SO23 与 NO2 的反应速率(3 分)评分细则(1)漏掉“”得0分(2)只要答出要点即可给分(3)化学方程式中化学式错或不配平不给分(4)文字描述合理即可给分 1.四大得分技能(1)盖斯定律的应用：书写
5、：写出目标化学方程式(题目中要书写的热化学方程式)，配平。变形：为了将化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的量不变，但符号要相反。这样就不用再做减法运算了，实践证明热化学方程式相减时往往容易出错。乘化学计量数：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式乘以某个数，反应热也要相应地乘。做加法：上面的三个方面做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加。解题技能(2)化学平衡常数：影响因素：化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关；表达式：Kcc（C）cd（D）ca（A）cb（B）。反应物或生成物中有固体或纯液体
6、存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式；关系：方程式 平衡常数为 K1方程式 平衡常数为 K2a.若方程式与方程式互为可逆反应，则 K3 1K1b.若方程式方程式2，则 K4K21c.若方程式方程式方程式，则 K5K1K2d.若方程式方程式方程式，则 K6K1K2(3)图像题解题方法：(4)电离平衡、水解平衡和溶解平衡题中应注意的问题：书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆号连接。分析离子的存在形式时要考虑弱酸、弱碱的电离和离子能否发生水解。分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。2.解题程序 首先快速浏览全题，整体把握题目，明确知识考查背景，以及考查了哪方面的化学反应原理
7、，产生总体印象；其次逐字逐句认真审题，深入思考，准确把握题目提供的条件及求解问题，充分探究题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题，联系化学原理，分析推理解决问题；第三各个问题逐个突破，切不可因一个问题没有解决而放弃其他问题；第四认真作答，规范书写，把握答题要点切不可似是而非；最后认真检查再次突破搁置难点。新题速递 1(2015南京盐城二调)硫、硫化物和硫酸盐在自然界中都存在。(1)硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：4FeS2(s)11 O2(g)=高温 2Fe2O3(s)8SO2(g)H3 412kJmol12SO2(g)O2(g)2SO3(g)H
8、196.6 kJmol1SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130.3 kJmol1理论上，用 FeS2 为原料生产 2 mol H2SO4(l)所释放的热量为_kJmol1。(2)硫酸生产过程中会产生硫酸渣，其成分主要为Fe(约55%)、CaO和CaS(约16%)、SiO2(约11%)、MgO(约6%)、Al2O3(约10%)。一种利用硫酸渣制备绿矾(FeSO47H2O)的工艺流程如下：几种离子沉淀的pH 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Al3 3.2 4.4 Fe2 6.3 8.4 Ca2 11.8 Mg2 8.8 108回答下列问题：上述流程中加入铁屑时反应的离子方程式为_。上述
9、制备过程中加入CaO调节pH4.5时，产生沉淀的主要成分为_。精制FeSO47H2O前，需向滤液中加入H2SO4调节pH，其目的是_。研究发现，其他条件相同，结晶温度在70 左右时硫酸亚铁纯度最高。分析温度大于70 时，硫酸亚铁纯度降低的主要原因可能为_。(3)H2S是一种无色、有毒且有恶臭味的气体。煤的低温焦化，含硫石油开采、提炼，橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有H2S产生。某研究小组设计了一种硫化氢空气燃料电池，总反应为2H2SO2=2S2H2O，简易结构如图所示。硫化氢应通入到电极_(填“a”或“b”)b极发生的电极反应式为_。解析(1)根据盖斯定律可得，以 FeS2 为原料生产 H2
10、SO4(l)总的热化 学 方 程 式 是 2FeS2(s)152 O2(g)4H2O(l)=Fe2O3(s)4H2SO4(l)H2 620.4 kJmol1，生产 2 mol H2SO4(l)所释放的热量为 1 310.2 kJmol1。(2)硫酸渣酸溶后的溶液中含 Ca2、Fe2、Fe3、Al3、Mg2、H，加入铁屑，与 Fe3、H反应。pH4.5 时 Al3生成沉淀，同时也有 CaSO4 沉淀生成。(3)由电子流动方向可知 b 电极为负极，再根据总方程式，H2S 是还原剂，是负极反应物，发生氧化反应。答案(1)1 310.2(2)Fe 2H =Fe2 H2，Fe 2Fe3 =3Fe2 Ca
11、SO4、Al(OH)3 抑制Fe2水解 Fe2被氧化成Fe3的量增多(3)b H2SO22e=SH2O 2(2015苏锡常镇二调)黄铁矿(主要成分FeS2)、黄铜矿(主要成分CuFeS2)均是自然界中的常见矿物资源。(1)Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如图甲所示。a 反 应 中 每 生 成 1 mol FeSO4 转 移 电 子 的 物 质 的 量 为_ mol。d反应的离子方程式为_。(2)用细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率，其原理如图乙所示。冶炼过程中，正极周围溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)；负极产生单质硫的电极反应式为_。(3)
12、煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应(见下表)，其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如图丙所示。相关反应 反应热 平衡常数K FeS2(s)H2(g)FeS(s)H2S(g)H1 K1 FeS2(s)H2(g)Fe(s)H2S(g)H2 K2 FeS(s)H2(g)Fe(s)H2S(g)H3 K3 1212上述反应中，H1_0(填“”或“”)。提高硫的脱除率可采取的措施有_(举1例)。1 000 K时，平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为_。解析(1)a 反应为 2FeS27O22H2O=2Fe24SO24 4H，反应中 S 元素化合价从 FeS
13、2 中的1 价变为 SO24 中的6 价，故每生成 1 mol FeSO4 转移 14 mol 电子。d 反应中 FeS2 与 Fe3反应 转 化 为 Fe2 和 SO 24，则 离 子 方 程 式 为 FeS2 14Fe3 8H2O=15Fe22SO24 16H。(2)由图乙可看出正极消耗 H，故 pH 增大。由图乙可看出负极 CuFeS2 转化为 Cu2、Fe2、S，则电极反应式为 CuFeS24e=Cu2Fe22S。(3)由图丙可知，随着温度的升高平衡常数 lg K 增大，则 K 增大，表明正反应是吸热反应，则 H10。由图丙可知，三个反应均为吸热反应，提高脱硫率可采用升高温度，或增大氢气浓度，或及时除去 H2S 等措施，使化学平衡向正反应方向移动，即增大脱硫率。将表格中的三个反应分别编号为，由表格中三个反应，可得出反应12()，则 K2 K1K3，则 lgK2lg K1K312lg(K1K3)12(lgK1lgK3)，即 2lgK2lgK1lgK3。答案(1)14 FeS214Fe38H2O=15Fe22SO24 16H(2)增大 CuFeS24e=Cu2Fe22S(3)升高温度(或提高氢气的浓度、及时除去生成的 H2S)2lgK2lgK1lgK3