好题重推之九——评析2012年全国新课标理综化学卷第27题

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1、好题重推之九——评析2012年全国新课标理综化学卷第27题胡征善【试题】光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为________________________。(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(DH)分别为－890.3kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1和—283.0kJ·mol－1，则生成1m3(标准状况)C

2、O所需热量为__________；(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为_______________________；(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)DH＝＋108kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出)：①计算反应在第8min时的平衡常数K＝______；②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T

3、(8)的高低：T(2)_____T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)；③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝_____mol·L－1；④比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小______；⑤比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率的大小：v(5～6)___v(15～16)(填“＜”、“＞”或“＝”)，原因是___________

4、__________。【解析】(1)实验室中常用来制备氯气的试剂是MnO2和HCl(浓)，本设问较易，但要规范答题，注意盐酸的“浓”、加热“△”和Cl2的“↑”。（2）CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)DH1=－890.3kJ·mol－1①H2(g)+1/2O2(g)==2H2O(l)DH2=－285.8kJ·mol－1②CO(g)+1/2O2(g)==2CO2(g)DH3=—283.0kJ·mol－1③将②反应写作：2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)DH4=57

5、1.6kJ·mol－1将③反应写作：2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)DH5=566.0kJ·mol－1再与①相加，得：CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)DH=247.3kJ·mol－1标准状况下生成1m3CO所需热量为：1000L/22.4L·mol—1×247.3/2kJ·mol－1=5520.1kJ3（3）CHCl3与H2O2反应制备COCl2是一个氧化还原反应，CHCl3中C的化合价为+2，COCl2中C的化合价为+4；H2O2作氧化剂，—1价O化合价降低到

6、—2价O。CHCl3+H2O2COCl2+H2O+根据质量守恒定律可知：是HCl。（4）②由图可知：4min后c(Cl2)和c(CO)同等程度增加，COCl2减小相同的浓度，且COCl2的分解为吸热反应，说明4min时是升高温度。升高温度抽去CO。c(CO)由0.085减为0.05mol/L减小压强③“12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡”，可由坐标图读出c(Cl2)由0.11mol/L增大至0.12mol/L，c(CO)由0.05mol/L增大至0.06mol/L，它们增大的浓度均为0

7、.01mol/L，根据反应方程式，c(COCl2)必然减小0.01mol/L，因此c(COCl2)=0.03mol/L。0.11mol/L×0.085mol/L0.04mol/L0.12mol/L×0.06mol/Lc(COCl2)==由于温度不变，12min时的K(12)=K(8)，则：解得：c(COCl2)=0.031mol/L④由坐标图可看出：5～6min是CO的浓度在增大，2～3min和12～13min时是平衡状态，CO浓度的改变量为0，以CO表示的平均速率v(CO)=0，所以v(5～6

8、)＞v(2～3)＝v(12～13)。⑤欲比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率，必须要判断反应的温度和COCl2的浓度(因没有加入催化剂，不考虑催化剂的影响)。4min时升高温度，10min时抽去CO，14min时减小压强，因此15～16min时与5～6min时是相同温度。10min时抽去CO，COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)正向移动，c(COCl2)减小，14min时再减小压强，气体体积增大，c(COCl2)再次减小。因此15～16min时的c(COC