2018版高考化学一轮复习 专题讲座1-5（课件+试题）（打包10套）新人教版.zip

1专题讲座(一) 化学工艺流程试题的解题策略[题型分析]1．试题结构：工艺流程题的结构分题引、题干和题设三部分。题引一般是简单介绍该工艺生产的原材料和生产的目的、产品(包括副产品)有时还提供相关表格、图像等参考数据或信息；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题设主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成一系列问题，构成一道完整的化学试题。一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点原料 ― → 对原料的预处理 ― → 核心化学反应 ― → 产品的提纯、分离― → 目标产物2．解题策略(1)审题干：准确分析题干中的信息，如生产目的、原料成分、产品成分、新物质的性质及相关反应等，进而分析每个生产环节所发生的反应和操作。(2)审设问：结合题中的问题，回到流程图中找答案。[题型示例](2017·郑州模拟)已知草酸镍晶体(NiC 2O4·2H2O)难溶于水，工业上从废镍催化剂(主要成分为 Ni，含有一定量的 Al2O3、FeO、SiO 2、CaO 等)制备草酸镍晶体的流程如图所示：已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 见表中数据：金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Ni2＋开始沉淀的 pH 1.1 5.8 3.0 6.8完全沉淀的 pH 3.2 8.8 5.0 9.5② Ksp(CaF2)＝1.46×10 －10 ；③当某物质浓度小于 1.0×10－5 mol·L－1 时，视为完全沉淀。请回答下列问题： 【导学号：95812103】(1)请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：________________。(2)试剂 a 是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时反应的离子方程式：_____。2(3)“调 pH”时 pH 的调控范围为________，试用化学反应原理的相关知识解释滤渣Ⅱ的生成：__________________________________。(4)写出“沉镍”时发生反应的离子方程式：______________________，证明 Ni2＋ 已经沉淀完全的实验步骤及现象是_______________________，当 Ca2＋ 沉淀完全时，溶液中 c(F－ )____________mol·L－1 (写出计算式即可)。(5)操作 a 的内容是__________________________________。[解析] (1)把废镍催化剂粉碎，或适当加热、适当增大酸的浓度或提高搅拌速率等都可以提高酸浸速率。(2)试剂 a 是过氧化氢，反应的离子方程式为 2Fe2＋ ＋2H ＋ ＋H 2O2===2Fe3＋ ＋2H 2O。(3)因为铁、铝是以氢氧化铁和氢氧化铝的形式沉淀下来的，并且不能使镍离子形成沉淀，故 pH 范围为 5.0≤pH 1.46×10－ 101.0×10－ 5mol·L－1 。(5)从溶液中分离出晶体需要进行过滤、洗涤、干燥。[答案] (1)把废镍催化剂粉碎(或适当加热、适当增大酸的浓度或提高搅拌速率等)(2)2Fe2＋ ＋2H ＋ ＋H 2O2===2Fe3＋ ＋2H 2O(3)5.0≤pH6.8 加入 Ni(OH)2消耗溶液中的 H＋ ，促使铁离子、铝离子的水解平衡右移，使铁离子、铝离子转化为相应的沉淀(4)Ni2＋ ＋C 2O ＋2H 2O===NiC2O4·2H2O↓ 取适量上层清液于试管中，继续滴加(NH 4)2－42C2O4溶液，无沉淀生成 1.46×10－ 101.0×10－ 5(5)过滤、洗涤、干燥(2017·合肥模拟)高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含 Fe2＋ 、Mn 2＋ 、Cu 2＋ 、Ni 2＋ 、Cd 2＋ 等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下： 【导学号：95812104】3已知 Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10 －38 。回答下列问题：(1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：_____________。(2)氧化时，加入 KMnO4溶液是为了除去浸出液中的 Fe2＋ 和 Mn2＋ (溶液中 Mn 全部转化为 MnO2)，请配平下列除去 Fe2＋ 的离子方程式：MnO ＋ Fe2＋ ＋ ________= == MnO2↓＋ Fe(OH)3↓＋ H＋－ 4(3)加入锌粉的目的是_____________________________________。(4)已知 H2SO4浸出液中， c(Fe2＋ )＝5.04 mg·L －1 、 c(Mn2＋ )＝1.65 mg·L －1 。①加入 KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中 c(Fe3＋ )＝0.56 mg·L－1 ，若溶液 pH＝3，则此时 Fe3＋ ________(填“能”或“不能”)生成沉淀。②若要除尽 1 m3上述浸出液中的 Fe2＋ 和 Mn2＋ ，需加入________ g KMnO 4。[解析] (1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)锰元素由＋7 价降低到＋4 价，而铁元素由＋2 价升高到＋3 价，根据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液中的 H＋ ，调节溶液，pH，促进溶液中的 Cu2＋ 、Ni 2＋ 、Cd 2＋ 等形成沉淀而除去。(4)① c(Fe3＋ )＝＝1.0×10 －5 mol·L－1 ，此时溶液中 c(OH－ )0.56×10－ 3 g·L－ 156 g·mol－ 1＝1.0×10 －11 mol·L－1 ， c(Fe3＋ )·c3(OH－ )＝1.0×10 －38 Ksp[Fe(OH)3]，故不能生成 Fe(OH)3沉淀。②加入 KMnO4将 Fe2＋ 和 Mn2＋ 分别氧化为 Fe3＋ 和 MnO2，而 KMnO4被还原为 MnO2，根据得失电子守恒可知，加入 KMnO4的质量为×155.04×10－ 3 g·L－ 156 g·mol－ 1 ×1 000 L＋ 1.65×10－ 3 g·L－ 155 g·mol－ 1 ×2×1 000 L38 g·mol－1 ＝7.9 g。[答案] (1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案也可)(2)1 3 7 H 2O 1 3 5(3)调节溶液 pH，除去溶液中的 Cu2＋ 、Ni 2＋ 、Cd 2＋ 等(4)①不能 ②7.9无机化工流程题考查的热点1．原料的各项预处理操作或目的(1)溶解：通常用酸进行溶解，如硫酸、盐酸等。(2)灼烧、焙烧、煅烧：改变物质结构，使一些物质转化为目标物质，或使一些杂质在高温下氧化或分解。4(3)控制反应条件：因为化学反应是有条件的，往往需要在一定的浓度、温度、压强、催化剂和酸碱性等条件下进行，所以生产中必须控制反应条件，其中温度和酸度的控制是条件控制的两大主旋律。可采用水浴加热、油浴加热等控制温度，防止温度过高时反应物或生成物发生分解导致产率降低。(4)调节溶液的 pH：①控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如含 Mn2＋ 的溶液中同时含有 Fe2＋ ，可先加氧化剂将 Fe2＋ 氧化为 Fe3＋ ，再调节溶液的酸度为3.7≤pH＜8.3，即可使 Fe3＋ 转化为 Fe(OH)3沉淀。②调节溶液的 pH 时，所选的物质应满足两点：一是能与 H＋ 或 OH－ 反应，二是不引入新的杂质。(5)加热：加快化学反应速率或促使化学平衡向某个方向移动。(6)降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)或使化学平衡向着题目要求的方向移动。2．产品分离和提纯的方法或操作(1)蒸发：蒸发掉一部分溶剂。有时要考虑反应时的气体氛围以抑制某物质发生水解。(2)蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯。(3)蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大的物质的分离、提纯，可减少杂质晶体的析出。(4)晶体的干燥：常见的干燥方法为自然晾干、滤纸吸干、干燥器中烘干。(5)沉淀的洗涤：由于沉淀生成时，表面会吸附一定量的离子(尤其是沉淀成分离子)。因此过滤后要进行沉淀的洗涤。洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至刚好没过沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作 2～3 次，直至洗涤干净。为了减少沉淀(或晶体)的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。(6)沉淀是否洗涤干净的检验：主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。一般的检验方法：取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，说明沉淀洗涤干净。(7)从溶液中得到晶体的一般过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。3．步骤中发生反应的化学方程式(或离子方程式)的书写书写化学方程式(或离子方程式)时，首先要明确反应物、生成物及反应条件等，然后根据各种守恒关系配平化学方程式(或离子方程式)。[对点训练]1．(2016·全国丙卷节选)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：过氧化钙的制备CaCO3 滤液 白色结晶― ― →稀 盐 酸 、 煮 沸 、 过 滤 ① ― ― →氨 水 和 双 氧 水 冰 浴 ② ― ― →过 滤 5(1)步骤①的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸” 、 “碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是________________。(2)步骤②中反应的化学方程式为_________________________________，该反应需要在冰浴下进行，原因是______________________________。(3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_________________________________________________________________。(4)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_______________________，产品的缺点是________。[解析] (1)步骤①中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为 CaCO3，溶液中含有 CaCl2，由于溶解了生成的 CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止与后续加入的氨水及生成的 CaO2反应。(2)滤液中含有 CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO 2)，结合元素守恒推知步骤②中反应还生成 NH4Cl 和 H2O，化学方程式为 CaCl2＋2NH 3·H2O＋H 2O2＋6H 2O===CaO2·8H2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl2＋2NH 3·H2O＋H 2O2===CaO2↓＋2NH 4Cl＋2H 2O。H 2O2不稳定，受热易分解生成 H2O 和O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止 H2O2受热分解。(3)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO 2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(4)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。[答案] (1)酸 除去溶液中的 CO2 (2)CaCl2＋2NH 3·H2O＋H 2O2＋6H 2O===CaO2·8H2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl2＋2NH 3·H2O＋H 2O2===CaO2↓＋2NH 4Cl＋2H 2O 温度过高时双氧水易分解 (3)去除结晶表面水分 (4)工艺简单、操作方便 纯度较低2．(2013·全国卷Ⅱ)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有 Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。回答下列问题：(1)反应②中除掉的杂质离子是 ____________，发生反应的离子方程式为6_____________________________________________________________；在加高锰酸钾溶液前，若 pH 较低，对除杂的影响是_________________。(2)反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_______________________________________________________。(4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得到产品 8.1 g，则 x 等于________。[解析] 从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。(1)在反应②中，通过调节溶液的 pH，高锰酸钾能将溶液中的 Fe2＋ 氧化为 Fe3＋ ，将Mn2＋ 氧化为 MnO2而除去；若开始溶液的 pH 过低，Fe 2＋ 、Mn 2＋ 将很难生成沉淀而除去。(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有 Zn2＋ 、Ni 2＋ 、H ＋ 等，加入锌后可将 Ni 置换出来，故滤渣中还含有金属镍。(3)反应④生成的沉淀为 ZnCO3，同时生成 Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有 SO 和 Na＋ ，故只要对洗涤液中是否含有 SO 进行检验即可。2－4 2－4(4)煅烧过程中 ZnCO3、Zn(OH) 2均发生分解反应生成 ZnO，根据关系式 ZnCO3·xZn(OH)2～( x＋1)ZnO，可得 ＝ ，故 x＝1。125＋ 99x81 x＋ 1 11.2 g8.1 g[答案] (1)Fe 2＋ 和 Mn2＋ MnO ＋3Fe 2＋ ＋7H 2O===3Fe(OH)－ 43↓＋MnO 2↓＋5H ＋ ，2MnO ＋3Mn 2＋ ＋2H 2O===5MnO2↓＋4H ＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，－ 4从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应 镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入 1～2 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 (4)13．高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费增长较快。实验室可用软锰矿(主要成分为 MnO2)为原料制备高锰酸钾。其部分流程如图所示：7已知：①流程中所加软锰矿中含 50 g MnO2；②生成墨绿色浸出液的反应为：KClO3＋3MnO 2＋6KOH= ==3K2MnO4＋KCl＋3H 2O。回答下列问题：(1)实验中采用铁坩埚而不是瓷坩埚的原因是_____________________。(2)通入 CO2，可使 MnO 发生反应，生成 MnO 及 MnO2，写出该反应的离子方程式：2－4 － 4______________________________________；若通入 CO2太多，则在加热浓缩时，会有________晶体和 KMnO4晶体一起析出。(3)在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高，其原因是____________；趁热过滤的目的是______________；加热时用玻璃棒不断搅拌溶液的目的是______________________________________________________________；洗涤 KMnO4晶体用冷水洗涤较好的原因是______________________。(4)计算 12.25 g KClO3固体经过上述转化，最多可制得 KMnO4的质量为___(结果保留一位小数)。[解析] (1)瓷坩埚的主要成分中含有 SiO2，KOH 熔融时会与 SiO2反应，因此选择铁坩埚。(2)通入 CO2时，一部分 MnO 被氧化成 MnO ，另一部分 MnO 被还原成 MnO2；2－4 － 4 2－4若通入 CO2太多，则有 KHCO3生成。(3)在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高，原因是高温下 KMnO4容易分解；且低温时 KMnO4在水中的溶解度小，高温时在水中的溶解度大，趁热过滤是为了防止 KMnO4结晶析出；加热时用玻璃棒不断搅拌溶液的目的是使溶液受热均匀利于溶剂蒸发；洗涤 KMnO4晶体用冷水是为了减少 KMnO4的溶解。(4)根据关系式KClO3～3K 2MnO4,3MnO ～2MnO ，可得：KClO 3～2KMnO 4，则最多可制得 KMnO4的质量为2－4 － 4×2×158 g·mol－1 ＝31.6 g。12.25 g122.5 g·mol－ 1[答案] (1)在高温下，瓷坩埚可以和 KOH 发生化学反应(或 SiO2＋2KOHK2SiO3＋H 2O) (2)3MnO ＋2CO 2===2MnO ＋MnO 2↓＋2CO KHCO 3 (3)高= = = = =高 温 2－4 － 4 2－3温会导致 KMnO4分解 防止 KMnO4结晶析出 受热均匀利于蒸发溶剂 减少 KMnO4的溶解 8(4)31.6 g工艺流程试题的解题技巧(1)首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。(2)分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。(3)交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。专题突破训练1专题讲座(二) 元素推断试题的分类突破元素推断题的一般思维模板：根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：类型 1 元素在周期表中的位置推断1．根据核外电子的排布规律(1)最外层电子数规律(2)“阴三、阳四”规律：某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。(3)“阴上、阳下”规律：电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。2．根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系推断(1)核外电子层数＝周期序数；(2)主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|(氧、氟元素除外)；(3)|最高正价|－|最低负价|＝Error!3．周期表中特殊位置的元素(1～20 号元素)(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。(2)族序数等于周期数 2 倍的元素：C、S。(3)族序数等于周期数 3 倍的元素：O。(4)周期数是族序数 2 倍的元素：Li、Ca。(5)周期数是族序数 3 倍的元素：Na。(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。(7)最高正价是最低负价绝对值 3 倍的短周期元素：S。2(8)除氢外，原子半径最小的元素：F。[对点训练]1．主族元素 M、R 形成的简单离子 M2－ 与 R＋ 的核外电子数之和为 20，下列说法正确的是( )A．M 原子的质子数一定大于 R 原子的质子数B．M 可能存在 16M、 18M 两种核素C．M 2－ 与 R＋ 的电子层结构不可能相同D．两种离子结合形成的化合物中不含有共价键B [根据主族元素 M、R 形成的简单离子 M2－ 与 R＋ 的核外电子数之和为 20，可知 M、R可能为 O 元素和 Na 元素或 S 元素和 Li 元素。O 元素的质子数小于 Na 元素的质子数，A 错误；O 元素存在 18O 和 16O 两种核素，B 正确；O 2－ 和 Na＋ 的电子层结构相同，C 错误；两种离子结合形成的化合物可能为 Na2O2，既含离子键又含共价键，D 错误。]2．已知 X、Y、Z 为三种短周期主族元素，可分别形成 Xn＋ 、Y m＋ 、Z n－ 三种离子，已知mn 且 X、Y、Z 三种原子的 M 层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是( )A．三种离子中，Y m＋ 的离子半径最小B．Z 的最高价氧化物对应水化物的分子式为 HZO4C．X、Y、Z 一定在同一周期，且原子半径 ZXYD．三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应C [根据题中 X、Y、Z 之间的相互关系，可以推断出 X、Y、Z 分别为 Na、Al、Cl 元素。Na＋ 、Al 3＋ 、Cl － 三种离子中 Al3＋ 的离子半径最小，A 项正确；Cl 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 HClO4，B 项正确；Na、Al、Cl 元素同处于第三周期，其原子半径为NaAlCl，即 XYZ，C 项错误；氢氧化铝为两性氢氧化物，D 项正确。]3．X、Y、Z 是三种主族元素，如果 Xn＋ 阳离子与 Yn－ 阴离子具有相同的电子层结构，Zn－ 阴离子半径大于 Yn－ 阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )A．ZXY B．XYZC．ZYX D．XZYA [根据“序、层”规律可知，X 元素在 Y 元素的下一周期，Z 元素在 X 同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为 ZXY。]类型 2 根据物质的组成和特性进行推断1．物质的特殊组成(1)O 与 H 可形成 H2O 和 H2O2。(2)O 与 Na 可形成 Na2O 和 Na2O2。(3)C 与 H 可形成多组成的烃类物质(如 CH4、C 2H4、C 2H2等)。3(4)N 与 H 可形成 NH3、N 2H4、NH 4H。(5)O 与 S 可形成 SO2、SO 3。(6)N 的含氧酸有 HNO2、HNO 3。(7)S 的含氧酸有 H2SO4、H 2SO3。(8)Cl 的含氧酸有 HClO、HClO 2、HClO 3、HClO 4。(9)Si 的含氧酸有 H2SiO3、H 4SiO4。(10)N 与 O 可形成 N2O、NO、N 2O3、NO 2、N 2O4、N 2O5。2．物质的特性(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)单质最轻的元素：H；最轻的金属单质：Li。(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S。(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。(9)最活泼的非金属元素(或无正价的元素、无含氧酸的非金属元素、其无氧酸可腐蚀玻璃的元素、其气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素)：F。(10)自然界最活泼的金属元素(或最高价氧化物的水化物碱性最强的元素、阳离子氧化性最弱的元素)：Cs。(11)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素：Cl。(12)最高价氧化物的水化物与最低价氢化物能反应生成盐的元素：N。[对点训练]4．原子序数由小到大排列的四种短周期元素 X、Y、Z、W，其中 X、Z、W 与氢元素可组成共价化合物 XH3、H 2Z 和 HW；Y 与氧元素可组成离子化合物 Y2O 和 Y2O2。 【导学号：95812126】(1)写出 Y2O2的化学式________，其中含有的化学键是________。(2)X、Z、W 三种元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是(填写化学式)：________。(3)XH3、H 2Z 和 HW 三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是(填写化学式)：____________，生成物属于________化合物(填“离子”或“共价”)。4(4)写出下列物质的电子式①XW 3：________，②Y 2Z：________。(5)X 的气态氢化物的结构式：____________。[解析] 由共价化合物 XH3、H 2Z 和 HW 知，X、Z、W 分别在ⅤA 族、ⅥA 族和ⅦA 族，由原子序数 XZ，错误；D 项，W 形成的简单阴离子为 S2－ ，Q 形成的简单阴离子为 Cl－ ，离子半径：S 2－ Cl－ ，错误。]6．(2017·南通模拟)已知 X、Y、Z、W、R 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中 Y、R 原子最外层电子数相等；X 元素最低负价与 W 元素最高正价绝对值相等；工业上常用电解熔融氧化物的方法冶炼 W 单质；Z、W、R 最高价氧化物对应的水化物两两反应均生成盐和水。下列说法正确的是( ) 【导学号：95812127】A．简单离子半径：YZWB．简单氢化物的热稳定性：XYRC．W 的最高价氧化物对应的水化物碱性比 Z 的强D．R 的最高价氧化物对应的水化物化学式一定是 HRO4A [由题意推知，X 为 N，Z 为 Na，W 为 Al，Y 若为 F，则 R 为 Cl，Y 若为 O，则 R 为S。A 项，离子半径：F － (或 O2－ )Na＋ Al3＋ ，正确；B 项，Y 的非金属性最强，形成的气态氢化物最稳定，错误；C 项，金属性：NaAl，碱性：NaOHAl(OH) 3，错误；D 项，R 可形成 H2SO4或 HClO4，错误。]类型 3 根据“位—构—性”进行综合推断1．元素周期表的特殊结构(1)元素周期表中第一周期只有两种元素 H 和 He，H 元素所在的ⅠA 族为元素周期表的左侧边界，ⅠA 族左侧无元素分布；(2)He 为 0 族元素，0 族元素为元素周期表的右侧边界，0 族元素右侧没有元素分布。(3)三个短周期，第一周期为 2 种元素，第二、三周期有 8 种元素。2．一般分析思路题中文字信息 → 推断出元素 → 图表中固定位置 周期表片段 → 应用― ― →转 化 [对点训练]7．(2017·咸阳模拟)有 X、Y、Z、W、M 五种原子序数依次增大的前四周期元素，其中X、M 同主族，M 原子有 4 个电子层；Z 2＋ 与 Y2－ 具有相同的电子层结构，W 是地壳中含量最多的金属，X 与 M 的原子序数之和等于 Y 与 Z 的原子序数之和。下列叙述不正确的是( ) 【导学号：95812128】6A．离子半径大小： r(Y2－ )r(Z2＋ )B．W 的氧化物可与 M 的最高价氧化物的水化物反应C．X 有多种同素异形体，而 Y 不存在同素异形体D．X、Y 的单质均能与 M 形成离子化合物C [根据题中信息可确定 X、Y、Z、W 和 M 分别为 H、O、Mg、Al 和 K。A 项，电子层结构相同的离子，核电荷数越小离子半径越大；B 项，Al 2O3能与 KOH 溶液反应；C 项，氢元素有多种同位素，氧元素存在同素异形体；D 项，存在 KH、K 2O 等离子化合物。]8．(2017·东北三省四市一模)X、Y、Z、R、W 是 5 种短周期元素，原子序数依次增大，它们可组成离子化合物 Z2Y 和共价化合物 RY3、XW 4，已知 Y、R 同主族，Z、R、W 同周期。下列说法不正确的是( )A．原子半径：Z＞R＞WB．X 2W6分子中各原子满足 8 电子结构C．气态氢化物沸点：H mY＞H nRD．Y、Z、R 三种元素组成的化合物水溶液一定显碱性D [离子化合物 Z2Y 中 Z 的化合价为＋1 价，Y 的化合价为－2 价，分别为ⅠA 族和ⅥA族元素，已知 Y、R 同主族，且形成共价化合物 RY3，则 R 为 S 元素，Y 为 O 元素，Z、R、W 同周期，则 Z 为 Na 元素，X、Y、Z、R、W 是 5 种短周期元素，原子序数依次增大，则 W 是 Cl 元素，根据 XW4可知 X 为 C 元素。]9．A、B、C、D、E、F 六种短周期元素，其原子序数依次增大。A 原子的最外层电子数是次外层电子数的 2 倍，C 的氢化物在常温下为液体，D 能形成 DF 型离子化合物，0.9 g E 与足量的稀硫酸反应生成的氢气在标准状况下的体积为 1.12 L，F 的族序数与周期序数之差为 4。请回答下列问题：(1)写出元素符号：A________；B________；C________；D________；E________；F________。(2)六种元素中，单质还原性最强的是________(写化学式，下同)；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________。(3)六种元素中的三种元素组成的某种盐的水溶液呈碱性，是家用消毒剂的主要成分，请用离子方程式解释该盐溶液呈碱性的原因：_______________。(4)D、E 元素的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式为_______。[解析] (1)根据题意可知 A 为 C，B 为 N，C 为 O，D 为 Na，E 为 Al，F 为 Cl。(2)六种元素中单质还原性最强的为 Na，Cl 的非金属性最强，其最高价氧化物对应水化物 HClO4的酸性最强。(3)NaClO 是家用消毒剂，由于 ClO－ 的水解使溶液呈碱性。(4)NaOH 溶液和Al(OH)3发生反应的离子方程式为 Al(OH)3＋OH － ===AlO ＋2H 2O。－ 2[答案] (1)C N O Na Al Cl7(2)Na HClO 4(3)ClO－ ＋H 2OHClO ＋OH －(4)Al(OH)3＋OH － ===AlO ＋2H 2O－ 210．(2016·海南高考)短周期元素 X、Y、Z、M 的原子序数依次增大。元素 X 的一种高硬度单质是宝石，Y 2＋ 电子层结构与氖相同，Z 的质子数为偶数，室温下 M 单质为淡黄色固体，回答下列问题：(1)M 元素位于周期表中的第________周期、________族。(2)Z 元素是________，其在自然界中常见的二元化合物是________。(3)X 与 M 的单质在高温下反应的化学方程式为___________________，产物分子为直线形，其化学键属________(填“极性”或“非极性”)共价键。(4)四种元素中的________可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为_________________________________。[解析] 根据提供信息，可以推断出 X 为 C，Y 为 Mg，Z 为 Si，M 为 S。(1)硫元素位于元素周期表第三周期、ⅥA 族。(2)Z 为 Si，其在自然界中常见的二元化合物为 SiO2。(3)C与 S 在高温下反应生成 CS2，其结构式为 S===C===S，所含化学键为极性共价键。(4)四种元素中 Mg 可用于航空航天合金材料的制备，Mg 与稀盐酸反应的化学方程式为Mg＋2HCl= ==MgCl2＋H 2↑。[答案] (1)三 ⅥA (2)Si SiO 2 (3)C＋2S CS2 极性= = = = =高 温 (4)Mg Mg＋2HCl= ==MgCl2＋H 2↑专题突破训练1专题讲座(三) 分类突破化学反应速率与平衡图像1．解题思路2．解题步骤类型 1 速率—压强(或温度)图像曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。[对点训练]1．下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g)2C(g) ＋D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是 ( )2C [根据化学反应特点，升温平衡向正向移动，但 v 正 、 v 逆 均增大，加压，平衡向逆向移动， v 逆 v 正 。]类型 2 转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像已知不同温度或压强下，反应物的转化率 α (或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以 A(g)＋B(g)C(g) 中反应物的转化率 α A为例说明]解答这类图像题时应注意以下两点：(1)“先拐先平，数值大”原则分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲中 T2T1。②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中 p1p2。③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中 a 使用催化剂。(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法①图甲中， T2T1，升高温度， α A降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。②图乙中， p1p2，增大压强， α A升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。③若纵坐标表示 A 的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。[对点训练]2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )温度( T)的影响 压强( p)的影响A．CO 2(g)＋2NH 3(g)CO(NH 2)2(s)＋H 2O(g)；Δ H0C．CH 3CH2OH(g)CH 2===CH2(g)＋H 2O(g)；Δ H0D．2C 6H5CH2CH3(g)＋O 2(g)2C 6H5CH===CH2(g)＋2H 2O(g)；Δ HT1、 p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，Δ Hc，正反应为吸热反应B． T1T2， p1p2， a＋ bT2， p1p2， a＋ bc，正反应为放热反应B [由( T1， p1)和( T1， p2)两条曲线可以看出：①温度相同( T1)，但压强为 p2时达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以 p2p1；②压强较大(即压强为 p2)时对应的 w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则 a＋ bT2；②温度较高(即温度为 T1)时对应的 w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。]4. 在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应：2X(g)Y(g) ，温度 T1、 T2下 X 的物质的量浓度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是( )A．该反应进行到 M 点放出的热量大于进行到 W 点放出的热量B． T2下，在 0～ t1时间内， v(Y)＝ mol·L－1 ·min－1a－ bt14C．M 点的正反应速率 v 正 大于 N 点的逆反应速率 v 逆D．M 点时再加入一定量 X，平衡后 X 的转化率减小C [根据图像给出的在不同温度下达到平衡所需要的时间可得出： T1T2，再根据不同温度下达到平衡时 c(X)的大小可推出此反应为放热反应。M 点 X 的转化率小于 W 点 X 的转化率，因此反应进行到 M 点放出的热量小于进行到 W 点放出的热量，选项 A 不正确。 T2下，在 0～ t1时间内， v(X)＝ mol·L－1 ·min－1 ， v(Y)＝ v(X)＝ a－ bt1 12 a－ b2t1mol·L－1 ·min－1 ，选项 B 不正确。M 点时在恒容条件下再加入一定量 X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后 X 的转化率增大，选项 D 不正确。在 T1和 T2温度时，当达到平衡状态时，M 点 v 正 (M)＝ v 逆 (M)，W 点 v 正 (W)＝ v 逆 (W)，温度高反应速率快， v 逆 (M)＞ v 逆 (W)，又 v 逆 (W)＞ v 逆 (N)，则 v 逆 (M)＞ v 逆 (N)，则 v 正 (M)＞ v 逆 (N)，选项 C 正确。]类型 3 恒温线或恒压线图像以反应 A(g)＋B(g)C(g) Δ H0。达到平衡后，改变一个条件( x)，下列量( y)一定符合图中曲线的是( )5x yA 再通入 A B 的转化率B 加入催化剂 A 的体积分数C 压强 混合气体的总物质的量D 温度 混合气体的总物质的量A [本题考查有关反应条件对化学平衡移动的影响。A 项，当再通入 A 时，平衡向正反应方向移动，B 的转化率增大，正确；B 项，加入催化剂只能改变反应速率，而不能影响化学平衡的移动，所以 A 的体积分数不变，错误；C 项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D 项，正反应为吸热反应，温度升高，混合气体的总物质的量减小，错误。]6．(2017·武汉模拟)已知(HF) 2(g)2HF(g) Δ H0，且平衡体系的总质量( m 总 )与总物质的量( n 总 )之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )A．温度： T1vaD．当 ＝30 g/mol 时， n(HF)∶ n[(HF)2]＝2∶1m总n总C [由题给信息知该反应为气体分子数增大的吸热反应，从图像可以看出，当压强不变时，由 T1到 T2， 增大，说明 n 总 减小，平衡左移，即平衡向放热反应方向移动，所以m总n总由 T1到 T2为降低温度的过程，即 T1T2，A 项错误；由于 T1温度较高，升高温度平衡右移，故温度为 T1时的平衡常数大于温度为 T2时的平衡常数，再结合温度不变平衡常数不变知，K(b)K(a)＝ K(c)，B 项错误；温度越高，压强越大，反应速率越大，故 vbva，C 项正确；设 HF 为 x mol，(HF) 2为 y mol，当 ＝30 g/mol 时，有 ＝30，解得 x＝ y，即m总n总 20x＋ 40yx＋ yn(HF)∶ n[(HF)2]＝1∶1，D 项错误。]67．有一化学平衡 mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g)，如图所示的是 A 的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是 ( )A．正反应是放热反应； m＋ np＋ qB．正反应是吸热反应； m＋ np＋ qD [图像中有三个量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论T 与 A 的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A 的转化率越高，说明正反应是吸热反应，A、C 错误；定温度，讨论压强与 A 的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A 的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即 m＋ np＋ q，B 错误，D 正确。]类型 4 几种特殊图像的分析(1)对于化学反应 mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g)，M 点前，表示化学反应从反应物开始，则 v 正 v 逆 ；M 点为刚达到的平衡点。M 点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，Δ Hv 逆 ；则右下方(F 点) v 正 KCD．恒温恒压下向平衡体系中通入氦气，平衡向左移动A [A 项， T1时 D→A，反应向正方向进行， v(正) v(逆)。]9．在容积相同的密闭容器内，分别充入等量的 N2和 H2，在不同温度下，发生反应N2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，并分别在 t 秒时测定其中 NH3的体积分数，如右图：(1)A、B、C、D、E 五点中，尚未达到化学平衡状态的点是________。(2)此可逆反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。(3)AC 段的曲线是增函数，CE 段的曲线是减函数，试从反应速率和平衡角度说明理由：____________________________________。[解析] 温度低时，反应慢， t 秒未到平衡。温度高时，反应快， t 秒已平衡，且温度升高时，平衡逆向移动，该反应为放热反应。[答案] (1)A、B (2)放热 (3)AC 段：反应开始 v 正 v 逆 ，反应向右进行生成NH3；CE 段：已达平衡，升温使平衡左移，NH 3的体积分数变小类型 5 与化工有关的图像题[对点训练]810．煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为 C(s)＋2H 2(g)CH 4(g)。在 V L 的密闭容器中投入 a mol 碳(足量)，同时通入 2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )A．上述正反应为吸热反应B．在 4 MPa、1 200 K 时，图中 X 点 v(H2)正 v(H2)逆C．在 5 MPa、800 K 时，该反应的平衡常数为V2a2D．工业上维持 6 MPa、1 000 K 而不采用 10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转化率高A [A 项，由图观察，温度越高，碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，正确；B 项，X 点是未平衡时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，错误；C 项，此时碳转化率为 50%C(s)＋2H 2(g) CH4(g)起始量 a 2a 0转化量 0.5 a a 0.5a平衡量 0.5 a a 0.5aK＝ ＝ ，错误；D 项，该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对0.5aV aV 2 0.5Va设备要求高，能量需求大，错误。]