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高考化学新增内容特别题解答
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1.反应热、燃烧热和中和热
(1)例题:
①在一定条件下,当64g SO2气体被氧化成SO3气体时,共放出热量98.3KJ,据此,下列方程式正确的是
A.SO2(g)+O2(g) SO3(g);∆H=-98.3KJ•mol-1
B.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(l);∆H=-196.6KJ•mol-1
C.SO2(g)+ O2(g) SO3(g);∆H=-98.3KJ•mol-1
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);∆H=+196.6KJ•mol-1
②下列说法正确的是
A.在101kPa时,1mol 物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
B.酸和碱发生中和反应生成1 mol H2O,这时的反应热叫中和热。
C.燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D.在稀溶液中,1 mol CH3COOH和1 mol NaOH完全中和时放出的热量
答案:①C;②C
(2)方法精要
A.热化学方程式书写
①要注明反应物和生成物的聚集状态。因为反应的物质相同,状态不同,∆H也不同。
②热化学方程式中的化学计量数只表示各物质的物质的量。故化学计量数可以是整数,也可以是分数。
③在热化学方程式中∆H的“+”与“-”一定要标明。“+”表示吸热,“-”表示放热。
④要注意反应热的单位:单位是KJ•mol-1,mol的基本单元不是某一反应物或生成物的分子,而是按反应方程式所示的那些粒子的特定组合。
⑤涉及反应热计算时,可把热量视为一种特殊的物质,同样可列比例计算。
B.燃烧热和中和热
①燃烧热:在101kPa时,1mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
②中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O时的反应热。
③易混知识点如下:
燃烧热:反应物的量是1mol(氧气的量不限),生成物的量不限量,而中和热反应物的量不限量,生成物中的H2O是1mol。
燃烧热中生成物必须是稳定的氧化物;中和热是在稀溶液中进行的。
2.精炼铜和氯碱工业
(1)例题:
①下列关于电解法精炼铜的叙述中不正确的是
A.粗铜板作阳极
B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生反应为:Cu2++2e-=Cu
C.粗铜中含Ni、Fe、Zn等金属杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极泥
D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%
②NaOH是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得NaOH,我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。
A.写出电解饱和NaCl溶液的电极反应式和总的离子反应方程式:
阳极:;阴极:;总反应式:。
B.离子交换膜电解槽一般采用金属钛做阳极,其原因是。阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是。
C.为使电解NaCl的速度加快,下列措施可行的是:
a. 增大阴极碳钢网面积
b. 提高饱和NaCl溶液的温度
c. 加大阴极与阳极间的距离
d.提高电解时的电源电压
答案:①C②A:2d--2e-=Cl2↑;2H++2e-=H2↑;2d-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。
B.阳极产生的Cl2不易腐蚀金属钛,既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
C.a. b. d.
(2)方法精要
①电镀时,镀件连在电源的负极作阴极,镀层金属阳离子在镀件上获得电子还原成金属,覆盖在镀件表面。镀层金属连在电源的正极作为阳极,发生氧化反应成为阳离子进入溶液,电镀液则由含镀层金属阳离子的盐和其它成分混合而成的溶液。
②NaOH制法
电解原理:阳极:2d--2e-=Cl2↑;阴极:2H++2e-=H2↑
由于H+放电,水的电离平衡被破坏,致使OH-的浓度大于H+浓度。故阴极区有碱生成。
立式隔膜电解槽的构造:阳极(C)、阴极(Fe)、隔膜。
隔膜的作用:水分子和离子可以通过,阻止气体分子通过。
电解饱和食盐水时,电解质和水都被电解。
3.氢键
(1)例题:下列事实与氢键有关的是
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰体积膨胀,密度变小
C.CH4、SiH4、GH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
答案:B
(2)方法精要
①氢键是一种分子间的相互作用,不属于化学键
②能形成氢键的物质主要有NH3、H2O、HF
③特征:比化学键弱,比分子间作用力强。
④表示方法:•••4.臭氧、过氧化氢
(1)例题:①臭氧是一种有点腥气味的淡蓝色气体,它具有比O2更强的氧化性。已知臭氧能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,反应中有O2生成,则反应的化学方程式是;反应中氧化产物是,还原产物是。
②有关H2O2的说法正确的是
①与H2O互为同系物②酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,③利用H2O2的氧化性,可用于杀菌消毒④能被 还原
A.①②
B.②③
C.①②③
D.全部
答案:①O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH,I2,KOH②B
(2)方法精要
①臭氧
在常温常压下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,有极强的氧化性,臭氧不稳定,可分解生成O2,温度升高分解速率加快。臭氧通常作脱色剂和消毒剂。
②过氧化氢的性质
过氧化氢的化学式为H2O2,其中氧元素为-1价,H2O2既表现氧化性又有还原性,并以氧化性为主,H2O2溶液俗称双氧水,呈弱酸性。
当还原剂遇到H2O2时,H2O2表现氧化性:
如:SO2+H2O2=H2SO4,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
H2O2作氧化剂时,其还原产物为H2O,不会引入新杂质。
当H2O2遇到较强氧化剂时,表现出还原性:
如: H2O2作还原剂时,其氧化产物为O2。
H2O2的不稳定性:2H2O2 2H2O+O2↑。
5.有效碰撞理论与活化分子
(1)例题:下列叙述是改变某种条件,反应速率增大的主要原因,其中正确的是
A.增大浓度,活化分子百分数增多,单位时间内有效碰撞次数增多
B.增大气体物质的压强,活化分子百分数增加,单位时间内有效碰撞次数增加
C.升高温度,分子运动速率增大,单位时间内碰撞次和增多
D.使用适宜催化剂,活化分子百分数增多,单位时间内有效碰撞次数增多
答案:D
(2)方法精要
①有效碰撞
化学反应的过程是反应物中的原子重新结合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键的断裂,生成物分子中化学键的形成过程。
旧键的断裂和新键的形成是分子或离子的相互碰撞来实现的。因此,反应物分子的碰撞是发生反应的先决条件。
分子的每一次碰撞不一定都能发生化学反应。只有那些达到一定能量的分子(活化分子)按照一定取向进行碰撞时才会发生化学反应,这样的碰撞叫有效碰撞。
②活化分子数和活化分子百分数
增大浓度、升高温度、正催化剂使活化分子数增加,增大压强活化分子数不变;增大浓度、增大压强使活化分子百分数不变,但升高温度、正催化剂使活化分子百分数增加;增加浓度、增大压强、升高温度、正催化剂使单位体积活化分子数增加。
6.关于硫酸工业综合经济效益的讨论
(1)例题:
有A、B、C、D四个中等城市,它们水源、能源充足、交通便利。它们的相对地理位置如图,各城市各有特点:A城是风光秀丽、人口稠密、土地供应紧张的旅游城市,环保要求高,近郊有丰富的FeS2资源。B城是一个新兴工业城,已建有大型磷肥厂,土地供应充足。C城近郊有丰富的磷灰石资源,工业发达,但使用H2SO4的工业不多,土地供应充足。D城是一个古老城市,它的周围是重要的农业区,是大量肥料的集散地。现拟建年产10万吨的黄铁矿制硫酸的工厂,工厂厂址应选在
A.A城近郊
B.B城近郊
C.C城近郊
D.D城近郊
答案:B
(2)方法精要
①环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境,严格治理“三废”,并尽可能把“三废”变为有用的副产品,实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”经处理后,不仅消除了污染,而且也使SO2和黄铁矿矿渣得到合理利用。
②能量的充分利用。许多化学反应是放热反应。化工生产中应充分利用反应热,这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热得到充分利用后,不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量,而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量。
③生产规模和厂址的选择。现代化工生产要求有较大的生产规模;厂址选择涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素,应对这些因素综合考虑,作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体,不便贮存和运输,因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区,厂址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模的大小,主要由硫酸用量的多少来决定。
此外,还有极性分子非极性分子,无机非金属材料、合成材料、金属冶炼、卤代烃、化学实验设计等等,这里不再一一例举。
掌握热化学方程式的含义
(一)热化学方程式与普通化学方程式的区别:1.热化学方程式必须标出能量变化。2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态,因为反应热除跟物质的量有关外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。3.热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量,因此可以用分数,但要注意反应热也发生相应变化。
(二)热化学方程式的书写:
1.△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边,并用“;”隔开。放热反应,△ H为“-”,吸热反应△H为“+”,△H的单位一般为KJ•mol-1。
2.反应热△H的测定与条件有关。绝大多数△H是在25℃、101KPa下测定的。书写时可不注明温度和压强。
3.热化学方程式中的热量数据,是与各化学计量数为物质的量时相对应的,不是几分子反应的热效应。因此式中的计量数可是整数,也可以是分数。一般出现分数时是以某反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的,不能随便都写分数。
4.必须注明聚集状态,用s、l、g分别表示固体、液体、气体。并且热化学方程式中不用 、 。
5.无论热化学方程式中化学计量数为多少,△H的单位总是KJ•mol-1,但△H的数值与反应式中的系数有关。
(三)燃烧热、中和热
1.燃烧热
(1)概念:在101KPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用KJ•mol-1。
(2)完全燃烧是指下列元素完全转变成对应的物质:C CO2、H H2O(l)、
S SO2等。
(3)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5KJ•mol-1,表示在101KPa时,1mol炭完全燃烧放出393.5KJ热量。
(4)书写燃烧热的方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
(5)燃烧热的计算:可燃烧完全燃烧放出的热量的计算方法为:
Q放=n(可燃物)×△Hc式中:Q放为可燃物反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;
△Hc为可燃物的燃烧热。
2.中和热
(1)概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol水,这时的反应热叫中和热。
(2)理解时应注意:①稀溶液是指溶于大量水的离子。②中和热不包括离子在水溶液中的生成热。物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。③中和反应按着质是H+与OH-化合生成水,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
(3)中和热的表示:H+(aa)+OH-(aa)=H2O(l);△H=-57.3KJ•mol-1
二、了解概念“新能源的开发”
1.重要的化石燃料:煤、石油、天然气
2.操作燃料的利弊问题:
①煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应综合利用。
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。
③煤为固体燃料,燃烧反应速率小,利用率低,且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境的污染,提高燃烧的热利用率。
3.新能源的开发
①调整和优化能源结构,降低化石燃料在能源结构中的比率。
②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。
三、初步了解氟氯烃,含磷洗涤剂及二氧化硅粉尘对环境及人类健康的影响
1.氟氯烃:氟氯烃化合物主要是指氟利昂,常用的一种化学式为CCl2F2,名称是一氟二氯代甲烷。作为致冷剂、灭火剂、消洗剂等,广泛运用于化工制冷设备,如我们使用的空调、冰箱、发胶、喷雾剂等商品里面都含有氟氯烃。氟氯烃进入高空之后,在紫外线的照射下激化,就会分解出氯原子,氯原子对臭氧分子有很强的破坏作用,把臭氧分子变成普通氧分子,在此过程中,氟氯烃间接起到催化剂的作用。臭氧层受破坏后使紫外线辐射增强,使皮肤癌发病率特别高,还会导致白内障,甚至还会影响农作物,影响海洋生物的生长。
2.含磷洗涤剂:传统的合成洗涤剂都含三聚磷酸盐(如Na5P3O10)的成分,三聚磷酸盐是助洗剂,去污能力强,而且成本低廉。磷的大量排放使水生植物爆发性繁殖,最后导致水质因缺氧而变黑变臭。人不能饮用,鱼类大量死亡。赤潮是水体中某些浮游植物、原生动物和细菌,在一定的环境条件下突发性的增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。海域中的富营养化是形成赤潮的主要原因。高磷洗涤剂对皮肤有直接刺激作用,成为接触性皮炎、掌跖角皮症等常见病的刺激源。总之,使用含磷的洗涤剂不但有损人体的健康,而且污染地表的水质,破坏环境,造成水生动物死亡,特别使渔业养殖受到严重影响。
3.SiO2粉尘:SiO2在日常生活中、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害。如果人长期吸入含有SiO2的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称矽,因此硅肺旧称矽肺)。硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中SiO2的含量,以及与人的接触时间的长短等。长期在SiO2粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此,在这些粉尘较多的工作场所,应采取严格的保护措施,以保证工作人员的身体健康。
四、了解实验室一般事故的预防和处理
1.遵循实验操作规程:
(1)防爆炸; (2)防暴沸; (3)防失火; (4)防中毒; (5)防倒吸
2.意外事故的处理:
(1)创伤急救。用药棉或纱布把伤口清理干净,若有碎玻璃片要小心除去,用双氧水擦洗或涂红汞水,也可涂碘酒(红汞和碘酒不可同时使用),再用创可贴外敷。
(2)烫伤和烧伤的急救。可用药棉浸90%~95%的酒精轻涂伤处,也可用3%~5%KMnO4溶液轻擦伤处皮肤变棕色,再涂烫伤膏。
(3)眼睛的化学灼伤。应立即用大量流水冲洗,边洗边眨眼睛。如为碱灼伤,再用20%硼酸溶流淋洗;若为酸灼伤,则用3%NaHCO3溶液淋洗。
(4)浓酸和浓碱等强腐蚀性药品。使用时应特别小心,防止皮肤或衣物被腐蚀,如果酸(或碱)流到实验台上,立即用小苏打溶液(或稀醋酸)中和,然后用水冲洗,再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱滴到实验台上,立即用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布。
如果不慎将酸沾到皮肤上,立即用较多水冲洗(如果是浓H2SO4,必须先用抹布擦拭,然后用水冲洗,以防扩大损伤面积),再用3%~5%的小苏打溶液冲洗,如果是碱溶液沾到皮肤上,要用较多水冲洗,