畅游学海敢搏风浪誓教金榜题名。决战高考，改变命运。凌风破浪击长空，擎天揽日跃龙门（一）化学反应原理综合应用
1．醋酸是一种常见的弱酸。
－1＋－3－1
(1)假如某醋酸溶液中c(CH3COOH)＝0.10 mol·L，c(H)＝1.3×10mol·L，则此
－－1
时c(CH3COO)约为________mol·L；计算此时醋酸的电离平衡常数，写出计算过程：
－1
________。[注：c平衡(CH3COOH)≈0.10 mol·L，水的电离可忽略不计]
(2)为了探究镁条与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率(观察镁条消失的时间)
－1－1
的影响，准备了以下化学用品：0.20 mol·L与0.40 mol·L的HCl溶液、0.20 mol·L－1－1
与0.40 mol·L的CH3COOH溶液、4条镁条(形状、大小、质量相同)、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。
①酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表： 盐酸浓度醋酸浓度－－实验编号 温度/ K /(mol·L/(mol·L实验目的 11) ) a 298 0.20 Ⅰ.实验a和b是探究________对镁与盐酸反应速率的影响；Ⅱ.实验a和cb 308 0.20 是探究________对镁与盐酸反应速率c 298 0.40 的影响；Ⅲ.实验a和d是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应d ____ ______ 速率的区别
②若①中实验a镁条消失的时间是20 s，则镁条剩余质量与时间关系如图所示。 假设：该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度相同时，醋酸的平均反
1
应速率是相同浓度盐酸平均速率的，请在此图中大致画出“实验b”、“实验d”的镁条剩
2
余质量与时间关系曲线，请注意必要的标注。
(3)镁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用，依据镁的性质、用途等回答下列问题：
－1
已知：①Mg(s)＋2H2O(g)===Mg(OH)2(s)＋H2(g) ΔH1＝－441 kJ·mol
1－1
②H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH2＝＋242 kJ·mol
2
1－1
③Mg(s)＋O2(g)===MgO(s) ΔH3＝－602 kJ·mol
2
则氢氧化镁分解的热化学方程式是____________________________。
(4)电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg＋－－2－
ClO＋H2O===Cl＋Mg(OH)2↓，图乙是含Cr2O7的工业废水的处理。下列说法正确的是________(填字母)。
1
A．图乙中CrO向惰性电极移动，与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3除去
B．图乙的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有336 mL的气体产生
2＋－－－
C．图甲中发生的还原反应是Mg＋ClO＋H2O＋2e===Cl＋Mg(OH)2↓ D．若图甲中3.6 g镁溶解产生的电量用以图乙废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀
－－32
c＋c3COO－1－5－1
解析：(1)K＝＝mol·L＝1.69×10mol·L。
c0.103
(2)实验a和b的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对镁与盐酸反应速率的影响；实验a和c的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对镁与盐酸反应速率的影响；实验a和d是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别，所以实验d的温度是298K。该反应温度每升高10 ℃，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，醋酸
1
的平均反应速率是盐酸的，与a比较，b温度升高10 ℃，反应速率是原来的2倍，所以b
2
1
反应时间缩短到10 min，d的反应速率是a的，则反应时间是a的2倍，即40 min。
2
(3)④Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H2O(g) ΔH，根据盖斯定律，反应④＝②＋③－①，ΔH＝ΔH2
－1
＋ΔH3－ΔH1＝＋81 kJ·mol。(4)在电解池中，阴离子应该移向阳极，根据装置乙可知，惰性电极作阴极，A错误；未标明标准状况，故无法计算产生气体的体积，B错误；根据装
－2＋
置甲可知，镁作负极，发生电极反应是Mg－2e===Mg，C正确；图甲中溶解3.6 g镁时，
－2＋
失去的电子是0.3 mol，在图乙中阳极反应是Fe－2e===Fe，根据电子守恒可得此时生成
2＋
0.15 mol Fe，所以最后生成的氢氧化铁也是0.15 mol，即16.05 g，D错误。
－3
答案：(1)1.3×10
－－32
c＋c3COO－1－5－1K＝＝mol·L＝1.69×10mol·L
c0.103COO
(2)①Ⅰ.温度 Ⅱ.浓度 d．298 0.20 ②见下图
2－27
－
(3)Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H2O(g)
－1
ΔH＝＋81 kJ·mol (4)C
2．二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以水煤气(CO、H2)为原料生产二甲醚(CH3OCH3)的新工艺主要发生三个反应：
－1
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.0 kJ·mol ①
－1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24.5kJ·mol ②
－1
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.1 kJ·mol ③ 回答下列问题：
(1)新工艺的总反应3H2＋3COCH3OCH3＋CO2的热化学方程式为________________________________________________。
(2)已知一些共价键的键能如下：
2
化学键 H—H C—H C—O O—H －键能/kJ·mol436 414 326 464 1 －1运用反应①计算一氧化碳中碳氧共价键的键能为________kJ·mol。 (3)在250℃的恒容密闭容器中，下列事实可以作为反应③已达平衡依据的是________(填选项字母)。
A．容器内气体密度保持不变
B．CO与CO2的物质的量之比保持不变 C．H2O与CO2的生成速率之比为1∶1 D．该反应的平衡常数保持不变
(4)对于反应①某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应
－1
10 min后，达到平衡时测得c(CO)＝0.2 mol·L，计算此温度下的平衡常数K＝________。
(5)绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图所示。
①氧气应从c处通入，电极Y为________极，发生的电极反应式为________________________________________________；
②二甲醚[(CH3)2O]应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为______________________________________________；
③电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)根据盖斯定律，由2×①＋②＋③可得：3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋
－1－1
CO2(g)，ΔH＝＋[2×(－90.0)＋(－24.5)＋(－41.1)]kJ·mol＝－245.6 kJ·mol。(2)反应①中断裂2 moI H—H键、1 mol键，形成3 mol C—H键、1 mol C—O键、1 mol
－1－1－1
O—H键，该反应为放热反应，则3×414 kJ·mol＋326 kJ·mol＋464 kJ·mol－[2×436
－1－1－1
kJ·mol＋E()]＝90.0 kJ·mol，解得E()＝1 070 kJ·mol。(3)该反应中物质全为气体，恒容密闭容器中气体密度始终不变，因此密度不变不能说明达到平衡状态，A错误；CO与CO2的物质的量之比保持不变，说明反应物和生成物的浓度保持不变，反应达到平衡，故B正确；H2O、CO2的生成速率之比为1∶1，正、逆反应速率相等，因此可以说明达到平衡状态，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变时，改变其他条件，即使平衡发生移动，平衡常数仍不变，不能说明达到平衡状态，D错误。(4)根据提供数据，可以计算
－1－1－1
出达到平衡时c(CO)＝0.2 mol·L，c(H2)＝1.4 mol·L，c(CH3OH)＝0.8 mol·L，则K0.8＝2≈2.04。(5)①c处通入的气体是氧气，根据d处生成物知，正极上发生的反应0.2×1.4
－＋－
为O2＋4e＋4H===2H2O；②b处通入的物质是二甲醚，X电极反应式为(CH3)2O－12e＋
＋－
3H2O===2CO2＋12H；③电池在放电过程中，电极X发生的反应为(CH3)2O－12e＋3H2O===2CO2
＋
＋12H，X电极周围溶液的pH减小。
答案：(1)3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)
－1
ΔH＝－245.6 kJ·mol
(2)107 0 (3)B、C (4)2.04
－＋
(5)①正 O2＋4e＋4H===2H2O
－＋
②(CH3)2O－12e＋3H2O===2CO2＋12H ③减小
3＋－2－
3．(2016·全国卷Ⅰ)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O7
2－
(橙红色)、CrO4(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题：
3＋3＋
(1)Cr与Al的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观
3
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