2019高考化学二轮复习 微专题教案【共5套44页】

100.00 mL分馏

溶液出现蓝色 且30 s内不褪色 (已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI) 按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离

-1

SO2计算)为 g·L。

解析:(1)令100 mL葡萄酒中二氧化硫的质量为m g,则: SO2 + I2+2H2OH2SO4+2HI 64 g 1 mol

m g 0.025 L×0.010 00 mol·L

-1

-1

64 g∶m g=1 mol∶(0.025 L×0.010 00 mol·L) 解得m=0.016,

则样品中抗氧化剂的残留量为0.16 g·L。

答案:0.16

【教师用书备用】 如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

-1

(1)腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”“b”或“c”)。

(2)环境中的Cl扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为 ;

(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。

解析:(1)根据图示,在青铜合金的腐蚀过程中是金属Cu失电子被氧化,所以负极是Cu。(2)

2+--根据图示负极产物是Cu,正极上是O2得电子生成OH,两者与扩散到孔口的Cl反应生成

2+--Cu2(OH)3Cl,则离子方程式为2Cu+3OH+ClCu2(OH)3Cl↓。(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质

-

的量为=0.02 mol,则负极上发生反应的Cu为0.04 mol,失去电子为0.08 mol,

则正极上O2得到电子也为0.08 mol,反应的O2为0.02 mol,则理论上耗氧体积为0.02

mol×22.4 L/mol=0.448 L(标准状况)。

2+--答案:(1)c (2)2Cu+3OH+ClCu2(OH)3Cl↓ (3)0.448

类型三 有关平衡常数、转化率、产率的计算 (对应学生用书第59~61页)

1.理解并掌握转化率、产率的意义

(1)转化率=×100%=×100%。

(2)生成物的产率:产率=×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。

(3)混合物中某组分的百分含量=×100%。可以是物质的量、物质的量浓度、

气体体积等。

2.K、Ka、Kb、KW、Kh、Ksp的相似性

(1)K、Ka、Kb、KW、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸电离平衡常数、弱碱电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶物的沉淀溶解平衡常数。表达该平衡过程进行的程度。

(2)其表达式的意义相同:K=,其中Ksp中难溶物无浓度,只有

分子项。

(3)Kp仅适用于气相发生的反应。当把化学平衡常数K表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时,就得到该反应的平衡常数Kp。

(4)Kp也同K相似可以利用“三段式法”进行计算,往往可以使得问题简化。

3.用好“三段式法”解答平衡题 依据方程式列出反应物、生成物各物质的初始量、变化量、平衡量,结合问题代入公式运算。

-1-1

如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L、b mol·L,

-1

达到平衡后A的物质的量浓度变化为mx mol·L。 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

-1

起始浓度/(mol·L) a b 0 0

变化浓度/(mol·L) mx nx px qx

-1

平衡浓度/(mol·L) a-mx b-nx px qx

-1

K=

4.平衡常数的相关计算,通常需要通过图像、表格找出平衡体系中相关成分的浓度,或利用“三段式法”求出相关成分的浓度。然后通过平衡常数的定义式计算出结果。相对而言,Ksp的相关计算比较单一,通常是根据给出的Ksp数据计算离子的浓度,或者根据给出的离子浓度判断沉淀是否生成。

【例1】 (2018·全国Ⅰ卷,28节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解): t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 (1)研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10×中

=2.9 kPa,则此时的

-3

(kPa·min)。t=62 min时,测得体系

-1

-1

= kPa,v= kPa·min。

(2)25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,

计算结果保留1位小数)。

思路点拨:(1)气体的分压之比等于各物质的物质的量之比。

(2)气体的分压如同气体的物质的量、物质的量浓度一样可以用“三段式法”进行计算。 解析:(1)由方程式2N2O5(g)5.8 kPa,此时

-1

-2

4NO2(g)+O2(g)可知,62 min时,=2.9 kPa,则减小的N2O5为

v(N2O5)=2×10×30.0

-3

=35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,则

-1

kPa·min=6.0×10 kPa·min。

(2)时间无限长时N2O5完全分解,故由2N2O5(g)=2×35.8 kPa=71.6 kPa,

4NO2(g)+O2(g)知,此时生成的

=2

=0.5×35.8 kPa=17.9 kPa。由题意知,平衡时体系的总压强为

63.1 kPa,则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa-17.9 kPa=45.2 kPa,设N2O4的压强为x kPa,则

N2O4(g) 2NO2(g) 初始压强/kPa 0 71.6 转化压强/kPa 平衡压强/kPa

x 2x

x 71.6-2x

则x+(71.6-2x)=45.2,解得x=26.4,71.6 kPa-26.4 kPa×2=18.8 kPa,Kp==

≈13.4 kPa。

-2

答案:(1)30.0 6.0×10 (2)13.4

【例2】 (2018·全国Ⅲ卷,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

(1)343 K时反应的平衡转化率α= %。平衡常数K343 K= (保留2位小数)。 (2)比较a、b处反应速率大小:va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正

-k逆

,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量

分数,计算a处的= (保留1位小数)。

解析:温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,曲线a达到平衡的时间短,则曲线a代表343 K时 SiHCl3的转化率变化曲线,曲线b代表323 K时SiHCl3的转化率变化曲线。

-1

(1)由题图可知,343 K时反应的平衡转化率α=22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L,则有

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

-1

起始浓度/(mol·L) 1 0 0 转化浓度/(mol·L) 0.22 0.11

-1-1

0.11

平衡浓度/(mol·L) 0.78 0.11 0.11

2

则343 K时该反应的平衡常数K343 K=[c(SiH2Cl2)·c(SiCl4)]/c(SiHCl3)=(0.11

-12-12

mol·L)/(0.78 mol·L)≈0.02。

(2)温度越高,反应速率越快,a点温度为343 K,b点温度为323 K,故反应速率:va大于vb。反应速率v=v正-v逆=k正

-k 逆

正

,则有v正=k正

=k

逆

,v逆=k逆,343 K

下反应达到平衡状态时v正=v逆,即k,此时SiHCl3的平衡转化率

α=22%,经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11,则有

2222

k正×0.78=k逆×0.11,k正/k逆=0.11/0.78≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α=20%,此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,则有v正/v逆=(k正

)/(k

逆

)=·=0.02×≈1.3。

答案:(1)22 0.02 (2)大于 1.3

1.(2017·全国Ⅰ卷,27节选)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:

若“滤液②”中c(Mg)=0.02 mol·L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe恰

3+-5-1

好沉淀完全即溶液中c(Fe)=1.0×10mol·L,此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成?

(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10、1.0×10。

-22

-24

2+

-1

3+

解析:加入双氧水和磷酸后,溶液体积增加1倍,c(Mg)变为原来的,即c(Mg)=0.01

2+2+