高考化学易错题专题复习-化学反应原理综合考查练习题含答案解析

高考化学易错题专题复习-化学反应原理综合考查练习题含答案解析

一、化学反应原理综合考查

1．H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。 (1)“氧阴极还原法”制取H2O2的原理如题图所示：

阴极表面发生的电极反应有： Ⅰ.2H++O2+2e-=H2O2 Ⅱ. H2O2+2H++ 2e-=2H2O

+-Ⅲ. 2H +2e=H2↑

①写出阳极表面的电极反应式：___。

②其他条件相同时，不同初始pH(均小于2)条件下，H2O2浓度随电解时间的变化如图所

+

示，c(H)过大或过小均不利于H2O2制取，原因是_______。

(2)存碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：

H2O2(aq)+Mn2+(aq)=·OH(aq)+Mn3+(aq)+OH-(aq) ?H=akJ/mol

H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ?H=bkJ/mol ·OH(aq) +·O2-(aq)=O2(g) +OH-(aq) ?H=ckJ/mol

2H2O2(aq)= 2H2O(l)+O2(g) △H=_______ 。该反应的催化剂为 ____。

(3)H2O2、O3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH)，可有效去除废水中的次磷酸根离子(H2PO2-)。

①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，理论上l.7g·OH可处理含0.001mol/L H2PO2-的模拟废水的体积为______。

②为比较不同投料方式下含H2PO2模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量H2O2和O3，其中一份再加入FeSO4。反应相同时间，实验结果如图所示：

-

添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是______。 【答案】2H2O-4e=4H+O2? c（H+）过小时，反应Ⅰ的化学反应速率较慢，c（H+）

++

过大时，主要发生反应Ⅲ （a+b+c）kJ/mol Mn2 25L Fe2促进H2O2和O3产生·OH，

-+氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀 【解析】 【分析】

（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式； （2）由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式，中间产物Mn2+为催化剂；

--（3）①弱碱性条件下?OH将H2PO2氧化成PO43，反应为：

4gOH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O,以此计算废水的体积；

②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。 【详解】

（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为

2H2O-4e-=4H++O2?，

故答案为：2H2O-4e=4H+O2?；

++-（2）已知：①H2O2(aq)+Mn2(aq)=·OH(aq)+Mn3(aq)+OH(aq) ?H=akJ/mol

-+②H2O2(aq)+ Mn3+(aq) +2OH-(aq)= Mn2+(aq) +·O2-(aq) +2H2O(l) ?H=bkJ/mol

--H=ckJ/mol ③·OH(aq) +·O2(aq)=O2(g) +OH(aq) ?

由盖斯定律可得，①＋②+③可得所求热化学方程式2H2O2?aq?= 2H2O?l?+O2?g?，则

+

△H=（a+b+c）kJ/mol， Mn2为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，

故答案为：（a+b+c）kJ/mol；Mn2+；

（3）①弱碱性条件下·OH将H2PO2-氧化成PO43-，反应为：

4gOH+2OH-+H2PO2-=PO43-+4H2O, l.7g·OH物质的量n=与反应的H2PO2-物质的量为0.025mol，则废水的体积V=故答案为：25L；

1.7g=0.1mol，则参

17g/moln0.025mol==25L， c0.001mol/L②由图可知添加FeSO4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀，

故答案为：Fe2+促进H2O2和O3产生·OH，氧化产生的Fe3+将PO43-转化为FePO4沉淀。

2．过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂，不稳定、易分解，高浓度易爆炸。常用于空气、器材的消毒，可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得，热化学方程式为：CH3COOH(aq)+H2O2(aq)?CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7KJ/mol (1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%，原因是____ 。 (2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H，放出的热量为____kJ。

(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀，在一定量硫酸催化下进行如下实验。 实验1：在25 ℃下，测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。数据如图1所示。 实验2：在不同温度下反应，测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数，数据如图2所示。

①实验1中，若反应混合液的总质量为mg，依据图1数据计算，在0—6h间，v(CH3CO3H)=____ g／h（用含m的代数式表示）。

②综合图1、图2分析，与20 ℃相比，25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。（写出2条）。

(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒，粒径分别为40 nm和70 nm。病毒在水中可能会聚集成团簇。不同pH下，病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。

依据图3、图4分析，过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______ 【答案】高浓度易爆炸（或不稳定，或易分解） 137 0.1m/6 温度升高，过氧乙酸分解；温度升高，过氧化氢分解，过氧化氢浓度下降，反应速率下降 随着pH升高，SV-1的团簇粒径减小，与过氧化氢接触面积增大，反应速率加快 【解析】 【分析】

（1）过氧乙酸(CH3CO3H)不稳定、易分解，高浓度易爆炸，为了安全市售过氧乙酸的浓度