高中化学高三专题复习资料共60页

专题复习资料的使用建议：

一、资料没有明确界定为学案还是教案，故在使用时请根据自己教学方式的需要重新整理再印发给学生，解题思路分析、有关的解释答案等是否印给学生请自行斟酌。一切以有利于调动学生的主动学习、主动反思为准，充分发挥资料的作用。

二、由于在专题复习阶段，要在审题能力、分析能力、表达能力上有所突破，故课堂上应给足学生审题、分析、表达的机会，且老师应指导到位。所以若认为配备的训练数量偏大仍可适当删减，确保学生把用到的试题理解透彻，每做一题都有收获。

三、专题的顺序不代表使用的顺序，学校应结合实际自行计划和调整。

四、资料仅供参考，复习计划由备课组结合学生实际讨论制定。

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专题一：无机综合应用一（生产工艺为背景）

【例题】2010年广东卷32．

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。

⑴步骤I前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________。

-，另含有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋等⑵步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li＋、SO2

4

杂质，需在搅拌下加入_____________（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6．0～6．5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

⑶步骤II中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有。

⑷步骤III中，生成沉淀的离子方程式为________________。

⑸从母液中可回收的主要物质是_____________________。

【分析】

本题是一个工艺生产背景，目的是用锂、铝硅酸盐制备Li2CO3。

大致浏览流程图知道第Ⅰ段是把锂元素转移到溶液中，第Ⅱ段是除去杂质，第Ⅲ段是反应生成产品。

第（1）小题，固体粉碎后接着进行酸浸，要发生化学反应，故其直接目的是增大固体与硫酸的接触面积，增大了反应速率，间接目的是使单位时间内锂元素的浸出率更高。

第（2）小题，要求用调节pH的方法使杂质离子沉淀除去，显然需要用到题干中几种阳离子的沉淀pH信息，调节前是酸浸得到的溶液，硫酸必然是过量的故酸性较强，调节的目的应该是使pH升高，故应加入可以中和酸的物质。

第（3）小题，隐含的信息更多了，这时需要把物质的转化流程梳理一下：调节pH到6.5只能除去H ＋、Al3＋、Fe3＋，而且还引入了Ca2＋，说明还存在的杂质离子是Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋，H

O2溶液是氧

2

化剂可将Fe2＋氧化为Fe3＋，石灰乳可接着将Mg2＋和Fe3＋沉淀，而Na2CO3溶液可将Ca2＋沉淀，而Na＋仍然在溶液中。

第（4）小题，溶液中主要是Li2SO4，结合题干中的溶解度信息，生成的沉淀应该是Li2CO3。

第（5）小题，沉淀反应发生前，溶液中含大量的Li2SO4和少量Na＋，沉淀反应后溶液中留下大量Na2SO4和可能过量的少量Na2CO3，题目问主要物质，答Na2SO4即可。

【反思】

2

3 （1）解答一道工艺（实验）流程图试题的程序是什么？

（参考：此类试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。①首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；②然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段；③接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；④然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。）

（2）工艺（实验）流程图试题常常在哪些地方设问？（可在后续课时进行）

（参考：反应速率理论的运用；氧化还原反应的判断、书写；利用控制pH 分离除杂；利用溶解度分离；常用的分离方法、实验操作；流程中的物质转化和循环；绿色化学评价；）

【拓展】

（一）反应速率理论在实际生产中的运用

将反应速率理论运用于实际生产中工艺条件的选择在近年试题中出现过多次，应从反应物接触面积、接触机会、温度、反应物浓度、催化剂等方面思考，思考时应充分结合试题的实际情景和物质的性质。若为不同相之间的反应都会有接触面积的问题，而增大接触面积的具体措施有不同，如固体可以用粉碎的方法，液体可以用喷洒的方法，气体可以用多孔分散器等。接触机会一般受混合是否充分影响，如搅拌、混溶等措施。温度、浓度等措施在运用时须确保反应物或生成物的性质保持稳定。也有一些反应因为过快而要适当降低速率，常常从温度和浓度角度采取措施。加压一般是提高气体反应物浓度的措施，但在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜。一般情况下，水溶液中发生的常见的离子反应除了控制合适的pH 外较少考虑催化剂的条件，而在有机反应、混合气体反应的情况下，催化剂常常是十分重要的影响因素。

此外，在实际生产中反应速率问题往往放在生产效益的大背景下考虑，因此通过加快反应速率来提高原料转化率和产品产量是很普遍的，这一点与化学平衡中转化率的讨论不应混淆。

1、传统合成氨工业中，提高化学反应速率的措施有__________________________。

2、（自2008广东）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N 2在催化剂(掺有少量Fe 2O 3的TiO 2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH 3。进一步研究NH 3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N 2压力1.0×105 Pa 、反应时间3 h)：

相应的热化学方程式如下：

N 2(g)+3H 2O(1)==2NH 3(g)+ 2

3O 2(g) △H 1=+765.2 kJ·mol -1

4 与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH 3生成量的建议： ______________________ 。

3、（自2010江苏）钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO 3、BaSiO 3、BaSO 3、Ba(FeO 2)2等。某化工厂利用钡泥制取Ba(NO 3)2，其部分工艺流程如下：

酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是__________________、___________________________________。

（二）陌生氧化还原反应方程式的书写步骤

①结合物质的类别、化合价情况确认反应发生的本质；②确定最关键的反应物和生成物；③配平关键反应物和生成物；④再根据守恒配平或补充其他辅助反应物和产物；⑤依据题目信息写好反应条件；⑥结合反应条件和反应体系所处的环境对各物质的存在形式、状态进行修正。

1、氯气与Na 2S 2O 3溶液：______________________________________________；

2、酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液：__________________________________________；

3、NaClO 与尿素22CO

NH ()反应，生成物除盐外，都是能参与大气循环的物质： 。

（三）物质转化分析中注意量的意识

根据问题提示分析以下工艺流程，体会关注量的重要性。

以氯化钠（混有少量KCl ）和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：

2SO 4

NH 44Cl 产品

2030405060708090100 溶解度/g 温度/℃

5

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。思考：

①欲制备107g NH 4Cl ，理论上需多少克NaCl ？

②混合溶解后溶液中含有什么离子？含量大不大？

③蒸发浓缩为什么会析出硫酸钠？溶液中离子的种类和含量有什么变化？

④蒸发浓缩到什么程度为宜？

⑤为什么要趁热过滤？滤液成分是什么？

⑥冷却为什么会析出氯化铵？会不会析出硫酸钠？为什么？

⑦冷却到什么程度合适？

⑧最后得到的溶液成分是什么？

⑨洗涤什么？

⑩KCl 是如何除去的？

【练习】

1．（2008年广州一模改）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al 2

（OH ）n Cl 6-n ]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al 2O 3（25%～34%）、SiO 2（40%～50%）、Fe 2O 3（0．5%～3．0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

已知：Fe 3＋、Al 3＋

以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH 分别为3.2、5.2。 根据流程图回答下列问题：

（1）“煅烧”的目的是_______________________________________________。

（2）“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。

（3）“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15％的A 酸需要200mL30％的A 酸（密度约为

1.15g/cm3）和_______g 蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。

（4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有

_________________

蒸发浓缩 90～100℃ Al 2(OH)n Cl 6-n

高岭土

6 _______________________________________________________ （要求写出三条）。

（5）“调节溶液pH 在4．2～4．5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是

_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是_________________。

（6）实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为__________________________________

2．（2010江苏改）废旧锂离子电池的正极材料（主要含有2LiCoO 及少量Al 、Fe 等）可用于回收钴、锂，

实验方法如下：

（1）在上述溶解过程中，223S O -被氧化成24SO -，2LiCoO 在溶解过程中反应的化学方程式为

___________________ ，氧化剂是__________。

（2）在上述除杂过程中，通入空气的作用是____________________________________。废渣的主要成

分是_________________________。

（3）“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为______________________________、

________________________________。

（4）本工艺可回收的副产品是_________________________。

3．CoCl 2·6H 2O 在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe 、Al 等杂质）为原料制

取CoCl 2·6H 2O 的一种新工艺流程：

盐酸

已知： ①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co ＋2HCl=CoCl 2＋H 2↑

②CoCl 2·6H 2O 熔点86℃，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表：

请回答下列问题：

⑴加入碳酸钠调节pH 至a ，a 的范围是 。

⑵操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是 和过滤。

⑶制得的CoCl 2·6H 2O 需减压烘干的原因是 。

⑷为测定产品中CoCl 2·6H 2O 含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO 3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl 2·6H 2O 的质量分数大于100％，其原因可能是 。

⑸在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl 2·6H 2O ，方法是 。

⑹在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为 。原工艺较新工艺也有优点，其主要优点是 。

4．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe 2O 3、SiO 2、Al 2O 3、CaO 、MgO 等。现以硫酸渣制备铁红

(Fe 2O 3)，过程如下：

⑴酸溶过程中Fe 2O 3与稀硫酸反应的化学方程式是 。

⑵还原过程中加入FeS 2是将溶液中的Fe 3 +还原为Fe 2 +，而本身被氧化为SO 42—，写出 有关的离子方程式： 。

⑶氧化过程中通入空气和加入NaOH 是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式： 。

⑷生产过程中，为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH 的范围是_________。（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表）

⑸滤液B 可以回收的物质有____________________________________________。

5．某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO 4?

7H 2O 。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni ，还含有Al （31%）、Fe （1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

滤渣A 滤液B

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回答下列问题：

⑴ 操作a 、c 中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为 。

⑵ “碱浸”过程中发生的离子方程式是 。

⑶“酸浸”时所加入的酸是 （填化学式）。酸浸后，经操作a 分离出固体①后，溶液中

可能含有的金属离子是 。

⑷ 操作b 为调节溶液的pH ，你认为pH 的最佳调控范围是 。

⑸“调pH 为2~3”的目的是

。

⑹ 产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO 4·7H 2O ），其原因可能是

_____________________________________________________________________。

6．实验室用共沉淀法制备纳米级Fe 3O 4的流程如下： 0.5191 g FeCl 3

0.2028 g FeCl 2 6 mol/LNaOH 黑色Fe 3O 4

该方法的关键为促进晶粒形成，并控制晶体生长。试回答下列问题：

（1）该反应原理的离子方程式可表示为 。

（2）反应温度需控制在50℃，其方法是 ，温度偏低造成产量低的可能

是 。

（3）在搅拌Ⅱ的过程中还需加入10 mL 正丙醇，其作用是 。

（4）黑色糊状物转移至烧杯中，用倾析法洗涤，检验洗净的操作和现象是

9 ______________________________________________________________________。

（5）由上述分析可知，影响纳米级Fe 3O 4粒径大小的因素有（写出2条）

__________________________________________________________ 。

*7．（韶关模拟改）氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室可通

过下图所示的流程以氟硅酸（H 2SiF 6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵：

有关物质在水中溶解度分别为：

氯化铵：10℃时33.3 g 、20℃时37.2 g 、30℃时41.4g ；氟化钠：20℃时4 g ；氟硅酸钠微溶于水。 请回答下列问题：

（1）上述流程中发生两步化学反应，第一步反应的化学方程式为：

；

第二步反应能进行是因为 。

（2）操作Ⅰ名称是 ，操作II 名称是 。

（3）操作II 的作用是 。

（4）操作Ⅲ的具体过程是 。

（5）流程中NH 4HCO 3必须过量，其原因是

。

【答案】

1．（1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。

（2）Al 2O 3+6H + == 2Al 3++3H 2O Fe 2O 3+6H + == 2Fe 3++3H 2O

（3）盐酸 230 量筒

（4）加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，适当增大盐酸浓度，充分搅拌，延长反应时间

（任答3条）

（5）pH 计（或精密pH 试纸） 水浴加热

（6）2AlCl 3 + n H 2O

Al 2（OH ）n Cl 6-n + n HCl ↑

2．（1）2223242442428 LiCoO Na S O 11H SO 4Li SO 8CoS Na SO 11H O O ++=+++ 2LiCoO

（2）将正二价铁元素氧化成正三价 Al(OH)3和Fe(OH)3

（3）Co 2＋＋2OH －＝Co(OH)2↓ 2Li ＋＋CO 32－

＝Li 2CO 3↓ 90-100℃

（4）Na2SO4

3．⑴5.2～7.6 ⑵蒸发浓缩、冷却结晶

⑶降低烘干温度，防止产品分解

⑷样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水⑸重结晶

⑹减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐

硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢，比新工艺流程少，节约成本

4．⑴Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4) 3+ 3H2O

⑵FeS2 + 14Fe3 + + 8H2O = 15Fe2 + + 2SO42- + 16H+

⑶4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH－= 4Fe(OH)3↓

或Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓, 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(每个1分)

⑷3.2～3.8

⑸Al2(SO4)3、MgSO4、Na2SO4

5．⑴漏斗、蒸发皿

⑵2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑、Al2O3+2OH—=2AlO2—+3H2O

⑶H2SO4Ni2+、Fe2+

⑷ 3.2—9.2

⑸防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解

⑹H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2＋未被完全氧化造成的

6．（1）Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O （2）水浴加热温度低时反应缓慢

（3）降低Fe3O4的溶解度（使其易达到饱和，促进晶粒形成）

（4）取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变血红色则已洗净（或取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴经稀硝酸酸化的硝酸银溶液，不产生沉淀则已洗净。）（合理即可）

（5）反应温度、溶液的pH、稳定剂用量、铁盐的比例（浓度）、搅拌速度、溶剂的配比等

7．（1）H2SiF6＋6NH4HCO3＝6NH4F＋H2SiO3↓＋6CO2↑＋3H2O

一定条件下，NaF比NaCl、NH4Cl、NH4F的溶解度小。

（2）过滤洗涤

（3）除去NaF 、NH4Cl 表面的杂质。

（4）加热蒸发溶剂，析出少量晶体后冷却结晶。

（5）必须保证H2SiF6能全部反应，防止在进行反应Ⅱ时H2SiF6将与NaCl反应，生成Na2SiF6沉淀，混入NaF中影响NaF质量；同时过量的相对廉价原料NH4HCO3可以提高H2SiF6的转化率。

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专题二：化学平衡等反应原理

【例题1】2009年广东卷20．

甲酸甲酯水解反应方程式为：

HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l) △H>0

某小组通过试验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表①：

甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：

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12

（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表②：

mol mol·mi n -1（不要求．．．

写出计算过程）。 （2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：

。

（3）上述反应的平衡常数表达式为：332()()()()

c HCOOH c CH OH K c HCOOCH c H O ?=?，则该反应在温度T 1下的K 值为 。

（4）其他条件不变，仅改变温度为T 2（T 2大于T 1），在上图中画出温度T 2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

【分析】

本题作为广东高考化学平衡原理的考查方式具有鲜明的代表性：①重点考查学生对化学反应速率概

念、化学平衡的了解，及其外在影响因素（如浓度、温度等）的规律认识和理解；②考查学生对化学平衡常数简单计算的能力；③考查学生获取图表信息的能力（包括对图表的观察、分析能力以及对图表中实验数据的处理能力）、知识迁移运用能力、绘制结果示意图的能力及文字表达能力。

第（1）小题考查重点是化学反应速率及其计算；图表分析运用与数据处理能力。

先看懂图像横纵坐标的含义，再根据两个坐标点的数据（15，6.7）和（20，11.2）知道在15-20min

这5分钟内甲酸甲酯的转化率从6.7%升高到11.2%，结合甲酸甲酯的起始量（1.00mol ）即可计算出甲酸甲酯的减少量：1.00mol×(11.2%－6.7%) = 0.045 mol

计算15-20mi n 范围内甲酸甲酯的平均反应速率，一般的常规思维：根据第1问在图像中求算的

15-20mi n 内甲酸甲酯的减少量，再结合速率公式v =t c △△=t

V n △△/求算出甲酸甲酯的平均反应速率，但是题目中没有体积V 的数据。（那应该怎么办？ ）再次仔细审题“甲酸甲酯的平均反应速率为 mol·mi n -1”，题目要求的速率单位中没有体积因素，因此速率公式v =

t n △△=min 5mol 0.045= 0.009 mol·mi n -1。

思考：

13 认为表格中的速率变化存在等差数列关系：从10~15 mi n 为7.4×10mol·mi n ，20~25 mi n 为7.8×10

－3mol·mi n －1，推测15~20 mi n 为7.6×10－3mol·mi n －1。

请问该同学的推断是否合理？如果不正确，请指出他的问题出在哪里。

第（2）小题考查重点是化学反应速率影响因素及其影响下的变化规律。

将问题分解：① “反应速率在不同阶段的变化规律”，②“产生该变化规律的原因”。（作为文字表达的题目，分析清晰题目作答的角度，遵循“踩点得分”的意识很重要。)

思考问题答案的方向在哪？——图像还是表格数据？

如果从“表格”入手应该存在“小→大→小”的变化规律，即该反应过程分为三个阶段：反应初期、反应中期、反应后期。

如果从“图像”入手，体现速率的因素是“曲线的斜率”， 斜率的变化规律是：“斜率小→斜率大→斜率小”。

原因怎么解释？情景是陌生的，甚至有些异常。越是这样越要冷静下来，回归最基本的工具——反应速率理论，一定是浓度、温度、压强、催化剂、接触面积等造成的。然后我们开始思考：

问题1：外界条件时刻都在影响着反应速率，什么情况下才会出现反应速率中途加快呢？

反应物浓度从一开始就是减小的趋势，若反应器大小不发生变化，又没有中途增加反应物的话，浓度不可能造成反应速率中途增大；温度是有可能的，如果反应本身放热会导致体系温度升高，使反应速率增大；压强的影响本质上是浓度的影响，而且对非气态体系可以不考虑；催化剂的作用也是有可能的，我们接触过反应产物本身有催化作用的情形（如酸性高锰酸钾溶液与草酸的反应）。对于接触面积，反应开始后一般不会显著变化，个别情况也有（如未打磨的金属片表面的覆盖物）。结合本题，只可能是催化剂的作用。

问题2HCOOH 和CH 3OH 的起始量存在显著差异，基本可以推断HCOOH 才是催化剂，因为催化作用是在反应进行了一段时间后才体现的。当然我们学过有机化学反应中酯一般是在酸性或碱性条件下水解，这样或许较容易联想到HCOOH 起催化作用。

知识卡片：自催化反应

14 反应产物对反应速率有加快作用的反应称为自催化反应。

在自催化反应中，反应速率既受反应物浓度的影响，又受反应产物浓度的影响。

自催化作用的特点是：1.反应开始进行得很慢(称诱导期)，随着起催化作用的产物的积累反应速度迅速加快，而后因反应物的消耗反应速度下降；2.自催化反应必须加入微量产物才能启动；3.自催化反应必然会有一个最大反应速率出现。

组织答案时，一般应将前提条件、前因后果表述清楚，其中的化学原理分析做到用词准确、书写规范。本小题参考答案：

该反应中甲酸具有催化作用。

①反应初期：虽然甲酸甲酯量较大，但甲酸量很小，催化效果不明显，反应速率较慢；

②反应中期：甲酸量逐渐增多，催化效果显著，反应速率明显增大；

③反应后期：甲酸量增加到一定程度后，浓度对反应速率的影响成为主导因素，特别是逆反应速率的增大，使总反应速率减小，直至为零。

第（3）小题考查重点是化学平衡常数的计算。

求算化学平衡常数的一般步骤是：写出化学平衡常数的表达式，根据“三段式”求出平衡状态下各物质的物质的量浓度，代入表达式计算。切记要选取已达平衡状态的数据。

HCOOCH 3(l)+H 2O(l)HCOOH(l)+CH 3OH(l)

起始（mol ） 1.00 1.99 0.01 0.52

变化（mol ） 0.24 0.24 0.24 0.24

平衡（mol ） 0.76 1.75 0.25 0.76

332()()()()

c HCOOH c CH OH K c HCOOCH c H O ?=?＝ ＝0.14 第（4）小题考查重点是温度对化学平衡建立的过程和最终平衡状态的影响；运用图形的表达能力。 用图像表达时，要慎重考虑：何处起点？趋势走向？何处拐点？何处终点？文字标注是否清晰？（这些要素都包含重要的化学信息）

起点的含义是反应刚开始，不论反应条件有何差异反应物的转化率都是从0开始；反应一旦开始立刻就有了快慢问题，且反应初段不同温度的体系中各物质的浓度仍然是很接近的，催化剂的影响也不会有显著区别，所以温度是影响反应初段曲线走势的最主要因素；反应进程的中后期，影响因素就比较多了，此时应该准确定位曲线的终点（平衡转化率的关系），以便使整个曲线的趋势不会有太大偏差。

【反思】

在上述例题的解答过程中，哪些思路和技能是在其他试题中应继续坚持的？

（0.25/V ）?（0.76/V ） （0.76/V ）?（1.75/V ）

15 【拓展】（2007年广东卷改）

黄铁矿（主要成分为FeS 2）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO 2和Fe 3O 4。

（1）将0.050molSO 2(g)和0.030molO 2(g)放入容积为1L 的密闭容器中，反应：2SO 2(g)＋O 2(g)

2SO 3(g) 在一定条件下达到平衡，测得c(SO 3)＝0.040mol/L 。计算该条件下反应的平衡常数K 和SO 2的平衡转化率（写出计算过程）。

（2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO 2平衡转化率的有 （填字母）

A 升高温度

B 降低温度

C 增大压强

D 减小压强

E 加入催化剂

F 移出氧气

（3）反应：2SO 2(g)＋O 2(g)

2SO 3(g) △H <0 SO 2的转化率在起始温度T 1=673K 下随反应时间（t ）的变化如下图，其他条件不变，仅改变起始温度为T 2=723K ，在图中画出温度T 2下SO 2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

（4）将黄铁矿的煅烧产物Fe 3O 4溶于H 2SO 4后，加入铁粉，可制备FeSO 4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是 ____ ______________________________________________________________________________。

答案：

(1)解： 2SO 2(g) ＋ O 2(g)

2SO 3(g)

起始浓度/ mol·L －1 0.050 0.030 0

平衡浓度/ mol·L －1 (0.050－0.040) (0.030－0.040/2) 0.040

= 0.010 = 0.010

所以，K =)(O )}(SO {)}SO ({2222

3c c c ?= 1

2121L mol 0.010 )L mol (0.010)L mol 040.0(－－－????= 1.6×103 mol·L －1。 (SO 2) =11

L mol 050.0L mol )010.0050.0(--??-×100% = 80% 。

归纳：①由“三段式”求出变化的物质的量和各物质在平衡状态下的物质的量浓度，②求出平衡转化率，③写出的表达式，代入数值求出K 值的结果。

0 10 20 30 40 50 60 70 t / min

转化率 SO 2 / % 20 80 60 40 T 1

16 (2)B 、C 。 (3)

(4) Fe 2＋、Fe 3＋在溶液中存在水解，Fe 2＋ + 2H 2

O Fe(OH) 2 + 2H ＋，Fe 3＋ + 3H 2

O

Fe(OH)3 + 3H

＋，保持溶液足够酸性可抑制Fe 2＋、Fe 3＋的水解，并能防止Fe 2＋被氧化成Fe 3＋。

【例题2】化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中具有重要作用。

Ⅰ．硅酸钠水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火材剂等的原料。

（1）取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。

Ⅱ．羟基磷灰石[Ca 5(PO 4)3OH]是一种重要的生物无机材料，3种钙盐的溶解度随溶液pH 的变化如下

图所示(图中纵坐标是钙离子浓度的对数)，回答下列问题：

（2）图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是_______________________(填化学式)，

理由是： ___________ 。

（3）糖黏附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质，易造成龋齿。结合化学平衡移动原理，分析其原因 。

Ⅲ．

（4）硫酸锶(SrSO 4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是

0 10 20 30 40 50 60 70

t / min 转化率 SO 2 / % 20 80 60 40 T 1 T 2

17

A ．两个不同温度中，363K 时K sp(SrSO 4)较小

B ．在283 K 时，向SrSO 4的浊液中逐滴加入1.0 mol/L Na 2SO 4溶液，K sp(SrSO 4)随

c (SO 42－)的增大而减小 C ．向b 点的溶液中加入1.0 mol/L Na 2SO 4溶液，c (Sr 2+)减小，SrSO 4的溶解度减小

D ．283K 时，图中a 点对应的溶液是不饱和溶液

E ．283K 下的SrSO 4饱和溶液升温到363K 后变为不饱和溶液

F ．升高温度可以实现a 点到b 点的转化

【分析】

本题重点考查化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中具有重要作用，命题主要从以下几个角度出发：①了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素；②了解难溶电解质的沉淀溶解平衡和饱和溶液的概念；③从试题提供的图像信息中提取实质性内容的能力，利用读图解析方式考查学生对化学基本概念和基本理论的运用能力。

第（1）小题，粗读题目这是将两种盐溶液（Na 2SiO 3和NH 4Cl ）进行混合的反应，那么我们首先要考虑的是盐与盐之间是否发生复分解反应、氧化还原反应，其次考虑盐的水解。因此分析的对象就是Na 2SiO 3和NH 4Cl 的水解反应平衡体系：

SiO 32－+ 2H 2

O H 2SiO 3 + 2OH －， NH 4+ + H 2

O NH 3·H 2O + H +，

利用平衡移动的原理分析可得结果。

另外作为简答题还必须考虑“踩点得分”的原则，题目设问是“写出实验现象并给予解释”，明显包含两层意思：①实验现象，②现象解释，所以作答过程中应该分两方面来写。

第（2）小题的一个背景知识：“人体中的钙元素主要分布在骨骼和牙齿中，约占总量的99%，其余1%分布在血液、细胞间液及软组织中。”图中表示钙离子浓度的纵坐标是lg c (Ca 2＋)而不是我们熟悉的c (Ca 2＋)，这在化学研究中十分常见，这种表示方法能方便的表示浓度变化幅度很大的情况，我们要熟悉它并能在计算需要时迅速转化为物质的量浓度：c (Ca 2＋)＝10 lg c (Ca2＋

)。图像表明：在人体pH 约为7的环境下，Ca 5(PO 4)3OH 溶解出的钙离子浓度最小，因而最稳定。

第（3）小题要将酸性物质促进牙齿溶解的原因解释清楚，应先呈现Ca 5(PO 4)3OH 的沉淀溶解平衡：Ca 5(PO 4)3OH(s)

5Ca 2＋(aq)＋3PO 43 －(aq)＋OH －(aq)，再利用平衡移动的原理分析可得结果。回答这类问题时，关键的化学过程能用化学语言表达时应清楚写出来。 ● a 283 K 363 K

● b

18 第（4）小题，分析对象是SrSO 4的沉淀溶解平衡：SrSO 4

(s) Sr 2＋(aq) + SO 42－

(aq) 难点就是如何理解该平衡体系与图像的关系，需要理顺的主要有如下几个问题：

①沉淀溶解平衡曲线上的点和曲线外的点的含义；

②K sp(SrSO 4)与离子浓度、温度的影响关系；

③饱和溶液的概念，不饱和溶液与饱和溶液间的转化；

④沉淀溶解平衡发生移动后离子浓度的变化以及在图像中的体现。

答案：

（1）现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成。

解释：Na 2SiO 3和NH 4Cl 均能够水解，SiO 32－+ 2H 2

O H 2SiO 3 + 2OH －

， NH 4+ + H 2

O NH 3·H 2O + H +，二者相互促进，Na 2SiO 3水解生成H 2SiO 3，

NH 4Cl 水解产生NH 3。

（2）Ca 5(PO 4)3OH ； 由图像曲线可知，在人体主要pH 范围内，Ca 5(PO 4)3OH 的钙离子浓度的对数值最小，即可溶性的钙离子浓度最小，故Ca 5(PO 4)3OH 最稳定。

（3）Ca 5(PO 4)3OH 存在沉淀溶解平衡：Ca 5(PO 4)3OH(s)5Ca 2＋(aq)＋3PO 43 －(aq)＋OH －

(aq)， 酸性物质使沉淀溶解平衡正向移动，导致Ca 5(PO 4)3OH 溶解，造成龋齿。

（4）A C D

【拓展】

（一）解决化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的实际运用类型简答题目的一般思维和作答程序是：

①阅读题目新情境的信息，找出核心问题的分析对象，即平衡体系；

②找出题目信息中与平衡体系有关变化的因素；

③利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响，即平衡移动方向的判断；

④说明平衡发生移动后对实际问题体系产生的影响。

（二）化学反应速率、平衡问题与图像信息的结合考察是本类问题的难点，复习重温近年广东高考中考察的有关图像，总结归纳图像表达方式（常见横、纵坐标）和设问方式，对提高解读分析图像能力会有很好的帮助。

这些图像依次是：

0 -1 -2 -3 -4 -5

-6 -7 4 6 8 10 12 14 l g c (C a 2＋) pH CaHPO 4 Ca 2(PO 4)3 Ca 5(PO 4)3OH

19

【练习】

1．已知：N2(g)+3H2

(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

（1）在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下2L密闭容器中充入1molN2和3mol H2，10 min时达到平衡，有0.2 mol NH3生成，则10 min内用氢气表示的该反应的平均速率v(H2)

为，H2的转化率为__________。

（2）充分反应后，放出的热量______(填“<”“>”“=”)92.4kJ，理由是

。

（3）为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有____________

A．降低温度B．不断补充氮气C．恒容下充入He来增大压强

D．升高温度E．原料气不断循环F．及时移出氨

（4）氨催化氧化制NO在热的铂铑（Pt-Rh）合金催化下进行，反应过程中合金始终保持红热，该反应的化学平衡常数K的表达式为________________ ，当升高温度时，K值______（填“增大”、“减小”、“不变”）。NH3转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1），在框图中画出温度T2下NH3转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

2．（2009年广州一模第23题改编）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)＋H2O (g)CO2(g)＋H2(g) ，800℃时，在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mol CO(g)和3.0mol H2O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。

（1）计算800℃时该反应的平衡常数。（写计算过程）

（2）427℃时该反应的化学平衡常数为9.4，请结合（2）中的计算结果判断该反应的

ΔH0（填“＞”“＜”或“＝” ）。

3．(2011南通调研题)尿素（H2NCONH2）是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下：2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋H2NCONH2 (l)△H＝－103.7 kJ·mol－1 试回答下列问题：

⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。

A．采用高温B．采用高压C．寻找更高效的催化剂

⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步：

第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1

第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l) △H2

20

21

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L 密闭容器中投入4 mol 氨和

图Ⅰ 图Ⅱ

1mol 二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定，总反应进行到 min 时到达平衡。

②反应进行到10 min 时测得CO 2的物质的量如图所示，则用CO 2表示的第一步反应的速率v (CO 2)＝ 。

③第二步反应的平衡常数K 随温度的变化如上右图Ⅱ所示，则△H 2 0（填“＞”“＜”或“＝”）

4．（2010揭阳一模）为减小和消除CO 2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面

科学家加强了对CO 2创新利用的研究。最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO 2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

（1）在合成塔中，若有4.4kg CO 2与足量H 2恰好完全反应，可放出4947 kJ 的热量，试写出合成塔中发生

反应的热化学方程式是

。

（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O 2，负极通入甲醇，在酸性溶液中甲醇与氧作用

生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是：

CH 3OH + H 2O － 6e － ==== CO 2 + 6H +

t(min) n (m o l ) 氨 氨基甲酸铵

尿素（水）

二氧化碳

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