- 98.00 KB
- 2021-05-11 发布
题型二 元素化合物知识的综合应用
［题型分析］ 无机综合应用题是高考常考的题型之一，它集元素化合物知识、基本概念、基本理论和化学计算等知识于一体，且试题结构紧凑、文字表述少、包含信息多。具有考查面广、综合性强、思维容量大的特点。这种题型能较好地考查考生的综合分析能力和逻辑推理能力。该类型试题层次分明，区分度高，其中无机推断题是一种重要形式，浓缩了元素及其化合物知识，此类试题具有极强的学科特色，题材广、可考查内容多和容易控制卷面难度的题型特点，因而成了高考命题中一种十分重要的命题形式。
[题型示例]
【例】 (16分)A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大。A元素的单质是自然界最轻的气体，E单质须保存在煤油中。A与B、C分别构成电子数相等的化合物M、N，且M是一种能产生温室效应的最简单的有机气体物质；D元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。回答下列问题：
(1)M分子中含有________(填“极性”或“非极性”)键。
(2)D与E以1∶1形成的化合物与水反应的化学反应方程式为________________________________________________。
(3)A、B、C、D可形成阳离子和阴离子个数比是1∶1的离子化合物X；A、D、E可形成化合物Y；X与Y以物质的量之比1∶2加热反应，写出反应的化学方程式：__________________________，反应后水溶液显碱性，原因是________________________(用离子方程式表示)。
(4)由N与D的单质、KOH溶液可以构成原电池，负极会产生C的单质。则其负极反应式为________；一段时间后，溶液pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在一定温度下，将4 mol C单质和12 mol A单质通入到体积为2 L的密闭容器中，发生反应，2 min达到平衡状态时，A单质的转化率是50%，则用A单质表示该反应的平均速率为________。该温度下的平衡常数为K＝________(保留两位有效数字)。
(6)从化学平衡移动的角度分析，提高A单质的转化率可以采取的措施是________(选填序号字母)。
a．及时分离出生成物
b．平衡后再加入6 mol A物质
c．增大压强
d．使用催化剂
e．平衡后再加入2 mol C物质
【审题指导】 ①看准关键词，找准突破口，关键词均是比较明显的突破口。
②根据突破口，大胆确认元素A：H，E：Na，B：C，C：N，D：O。
③按要求作答，看准个数比及要求。
根据要求正确推断物质X：NH4HCO3、Y：NaOH，按要求书写化学方程式，解释原因。
④此处是电极反应的信息，按要求回答。
⑤计算速率时一定要注意容器的体积，K按要求保留有效数字。
【标准答案】 (1)极性(1分)
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2分)
(3)NH4HCO3＋2NaOHNa2CO3＋NH3↑＋2H2O(2分)
CO＋H2OHCO＋OH－(2分)
(4)2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O(2分) 减小(1分)
(5)1.5 mol·L－1·min－1(2分) 0.15(2分)
(6)ace(2分)
【评分细则】 (1)按标准答案评分。
(2)不标“↑”扣1分。
(3)少写条件或少写“↑”均扣1分；把“”写成“===”不得分。
(4)写成最简形式不扣分。
(5)漏掉单位或写错扣1分，有效数字保留错不得分。
(6)对一个或两个得1分，有错不得分。
解答无机综合应用题，首先要认真审题，迅速浏览题干、设问、图表、把题目信息挖掘出来，明确题目要求，根据信息及所学知识，找准切入点，通过纵向及横向等思维方式，进行综合分析、推理。答题时要细心看清要求，规范、严谨。
[跟踪练习]
1．A、B、D、E四种元素均为短周期元素，原子序数逐渐增大。A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等。B、D、E三种元素在周期表中的相对位置如图1所示，只有E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、B、D三种元素中的一种或几种组成，其中只有M分子同时含有三种元素；W为A、B两元素组成的18电子分子，可作火箭燃料；甲、乙为非金属单质；X分子中含有10个电子。它们之间的转化关系如图2所示。
请回答下列问题：
(1)甲和乙反应生成标准状况下1.12 L Y，吸收9.025
kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________。
(2)一定量的E的单质与NaOH溶液恰好完全反应后，所得溶液的pH____________(填“>”、“＝”或“<”)7，原因是____________________________(用离子方程式表示)。
(3)W－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。W－空气燃料电池放电时，正极反应式为________________，负极反应式为________________。
(4)将一定量A的单质和乙的混合气体充入容积为1 L密闭容器中，在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡，测得平衡时混合气体的总物质的量为0.5 mol，其中A的单质为0.3 mol，乙为0.1 mol。则该条件下A的单质的平衡转化率约为________，该温度下的化学平衡常数为________。
解析：(1)甲和乙发生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)，生成1.12 L(即0.05 mol)NO时吸收9.025 kJ的热量，生成2 mol NO时，吸收361 kJ的热量。(2)Cl2与NaOH溶液发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，NaClO是强碱弱酸盐，ClO－水解使溶液显碱性。(3)电池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，碱性条件下通入氧气的一极为正极，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，两式相减得到负极反应式。
(4)平衡时A的单质为0.3 mol，乙为0.1 mol，生成物为0.1 mol，起始时A的单质为0.45 mol，转化0.15 mol，平衡转化率约为33.3%，K＝0.12/(0.1×0.33)＝。
答案：(1)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH＝＋361 kJ·mol－1
(2)> ClO－＋H2OHClO＋OH－
(3)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O
(4)33.3%
2．随原子序数递增，八种短周期元素(用字母X等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。
根据判断出的元素回答问题：
(1)G在元素周期表中的位置是________________。
(2)D、E、G、H四种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为______________(用离子符号表示)；Y、Z、F、H四种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为______________(用化学式表示)。
(3)Z与X按个数之比1∶2形成的一种化合物可作火箭的燃料，其电子式为____________。
(4)YX4D用途比较广泛。
①作燃料。已知0.4 mol YX4D在足量D2气体中燃烧，恢复至室温，放出290.6 kJ热量，写出表示该物质燃烧热的热化学方程式：____________________________________。
②制作燃料电池(简称DMFC)。该电池由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：
通入a的电极是原电池的________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为________________。常温下，用此电池电解(惰性电极)0.5 L饱和食盐水(足量)，若两极共生成标准状况下的气体1.12 L，则溶液的pH为________。
解析：由图中原子半径的相对大小、最高正价或最低负价可知，X、Y、Z、D、E、F、G、H分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。(1)G是S，位于元素周期表中第三周期ⅥA族。(2)D、E、G、H四种简单离子分别为O2－、Na＋、S2－、Cl－，S2－、Cl－有三个电子层，而O2－、Na＋只有两个电子层，而电子层结构相同的离子，原子序数越小，半径越大，故离子半径：S2－>Cl－>O2－>Na＋。
Y、Z、F、H四种元素的非金属性：Al