关注实际生活，突出化学价值

冯存良 　乔军利

化学试题很多来源于实际生产生活应用，这类试题将化学知识与信息以数据、列表和工艺流程图等方式呈现出来，注重对考生学科核心素养的培养，坚持能力立意，突出主干知识，重视对考生创新意识和实践能力的考查，集中体现了新课程标准，突出了化学学科价值，让考生从“ 解题”中学会“解决问题”，并能联系生活、生产、技术等方面的应用，充满学科探究气息和创新意识。

考向一：与生活、生产、技术相联系的化学平衡常数

【例1】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用，回答下列问题。

（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。

（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）的分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡，体系的总压强p随时间t的变化如表1所示（t=∞时，N2O5（g）完全分解）。

①已知：2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g）     ΔH1=-4.4 kJ·mol-1（a）

2NO2（g）=N2O4（g）        ΔH 2=-55.3 kJ·mol-1（b）

则反应N2O5（g）=2NO2（g）+O2（g）的ΔH =    kJ·mol-1。

②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率v=2×10-3× ρN2O5（kPa·min-1），t=62 min时，测得体系中ρO2=2.9 kPa，则此时的ρN2O5=            kPa，v=             kPa·min-1。

③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）            63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是                         。

④25℃时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp=      kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。

（3）对于反应2N2O5（g）→4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：

第一步   N2O5NO3+NO2                快速平衡

第二步   NO2+NO3→NO+NO2+O2      慢反应

第三步   NO+NO3→2NO2                   快反應

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是                     （填标号）。

A. v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）

B. 反应的中间产物只有NO3

C. 第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D. 第三步反应活化能较高

【解析】（1）题中涉及O、N、Ag、Cl四种元素，由题中信息知反应前后N元素化合价没有变化，Cl2作为氧化剂化合价降低，必然变为-1价，有AgCl生成，氧化产物只能是O元素生成的氧气。

（2）①根据盖斯定律，（a）×1/2-（b）得N2O5（g） =

2NO2（g）+O2（g）  ΔH =-4.4 kJ·mol-1×1/2+55.3 kJ·mol-1=

53.1 kJ · mol-1。②列三段式

2N2O5（g）  = 4NO2（g）  +O2（g）

初始/ kPa           35.8                    0               0

转化/ kPa            2x                     4x              x

平衡/ kPa       35.8-2x                 4x              x

题中给出信息ρO2=2.9 kPa，所以x=2.9 kPa，那么N2O5分压等于35.8-2x=35.8-2×2.9=30.0kPa，v=2×10-3× ρN2O5（kPa· min-1），代入可求。③升高温度，容器体积不变，即使平衡不移动，气体受热膨胀，容器内压强升高;再者由于反应2NO2N2O4放热，温度升高平衡左移，气体物质的量增加，总压强增大。④题中补充信息t=∞时，N2O5（g）完全分解，压强之比等于物质的量之比，初始N2O5的压强为35.8 kPa，则生成的n（N2O5）=71.6kPa，n（O2）=17.9kPa 。

列三段式

2NO2（g）N2O4（g）

初始/ kPa             71.6                 0

转化/ kPa              2x                   x

平衡/ kPa         71.6-2x               x

P總=PNO2+PN2O4+PO2=71.6-2x+x+17.9=63.1kPa，解得x= 26.4 kPa，KP====13.38≈13.4。

（3）题中信息指出，可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步的产物是第二步的反应物，由此只有第一步逆反应速率远大于第二步正反应速率，才可忽略第二步的影响，A正确;观察反应历程，NO3、NO没有出现在总方程式中，所以二者也是中间产物，B错;由于第二步反应对第一步没有影响，所以NO2与NO3碰撞少、反应少，C正确;第三步反应快，容易进行，反应活化能低，D错。

【解题点拨】本题主要是考查化学反应原理，侧重于化学反应速率与化学平衡的有关分析与计算。但本题需要用分压代替浓度进行平衡常数的相关计算，导致题目陌生感强、难度增大。压强和平衡常数的计算是解答的难点，注意从阿伏伽德罗定律的角度去理解变化的压强与气体物质的量之间的关系，注意结合反应的方程式和表中数据进行分析。也可以根据变化的压强之比等于计量数之比，运用化学平衡利用三段式计算。

【答案】（1）O2    （2）①53.1    ②30.0    6.0×10-2 ③大于    温度提高，体积不变，总压强提高;NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4      （3）AC

【解题必备】记牢升华点，才能抓住破题点

1.认识化学平衡常数的“四大误区”

（1）对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大;K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。

（2）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

（3）反应物或生成物中若有固体或纯液体，由于其浓度可以看作“1”而不代入平衡常数表达式。

（4）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化;当化学反应逆向进行时，平衡常数为原平衡常数的倒数。

2.“三段式法”求解化学平衡常数

如mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。

mA（g）   +  nB（g）    pC（g）   +  qD（g）

起始/（mol·L-1）           a                 b                  0                0

变化/（mol·L-1）         mx                nx                px              qx

平衡/（mol·L-1）       a-mx          b-nx              px              qx

K= 。

说明：①对于反应物：c（平）=c（始）-c（变）;对于生成物：c（平）= c（始）+c（变）。

②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。

3.三种平衡常数表达式

对于一般的可逆反应mA（g）+nB（g）   pC（g）+qD（g），在温度T时达到化学平衡，各物理量关系如表2。

物理量间关系：

P总=PA+PB+PC+PD             1=xA+xB+xC+xD

若平衡常数用物质的量浓度表示，则K=，又

称为浓度平衡常数可用Kc表示;若平衡常数用压强来表示，则 K=，又称为压强平衡常数可用KP表示 ;若平衡

常数用压强来表示，则K=，又称为压强平衡常数可

用Kx表示。

【高分锦囊】

1.化学平衡常数的三大应用

（1）根据平衡常数判断可逆反应进行的程度

平衡常数越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，平衡后生成物的浓度越大，反应物的浓度越小。

（2）利用K判断化学反应的热效应

①升高温度

②降低温度

（3）利用K判断反应进行的方向

若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc，则Qc>K，反应向逆反应方向进行;Qc=K，反应处于平衡状态;Qc

2.错因分析

（1）忽视物质的状态及纯度在化学平衡表达式中的作用，对外界条件（温度）对化学平衡常数的影响理解不透彻。计算平衡常数所有的浓度必须是平衡浓度而不是某一时刻的浓度。找不出平衡移动和K值变化的关系，K值计算错误。

（2）不能利用K值的变化判断反应的热效应;不能利用Qc与K值的大小判断反应进行的方向。

考向二：与生活、生产、技术相联系的酸碱中和滴定

【例2】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题。

Na2S2O5可用作食品抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50 mL葡萄酒样品，用0.01000 mol/L的碘標准液滴定到终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为        。该样品中Na2S2O5的残留量为        g/L（以SO2计）。

【解析】焦亚硫酸钠与单质碘发生氧化还原反应，焦亚硫酸钠被I2氧化成硫酸钠，离子方程式为S2O52-+ 2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.0001 mol，所以焦亚硫酸钠的残留量（以SO2计）是0.0001 mol×

64 g·mol-1/0.05 L=0.128 g/L。

【解题点拨】原子守恒理论的运用：计算残留量时以二氧化硫为依据（硫原子守恒）。题目难度中等，考点紧靠教材但又不拘泥于教材，题中出现了新知识——“焦亚硫酸钠”。捕捉关键信息（解题钥匙）是解题的关键。

【答案】S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+    0.128

【解题必备】中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，也可以迁移应用于氧化还原反应，NaOH、Na2CO3混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。

1.氧化还原滴定法

原理：以氧化剂（或还原剂）为滴定剂，直接滴定一些具有还原性（或氧化性）的物质。

2.沉淀滴定法（利用生成沉淀的反应）

应用最多的是银量法，即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-或Ag+。

【高分锦囊】

1.重视中和滴定的失分点

（1）滴定管的选择，酸式滴定管用于盛放酸和氧化性溶液，但不能盛放碱性溶液。碱式滴定管只能盛放碱液。

（2）滴定管的0刻度在上，越往下数值越大，读数准确到0.01 mL。

（3）滴定终点最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不褪色，读出V（标）并记录。

（4）数据处理时，若某次滴定所消耗的溶液体积与其他几次相差太大，应舍去。

2.氧化还原滴定“3要点”

（1）滴定原理

以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂发生反应的物质。如KMnO4溶液滴定Fe2+的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O。

（2）滴定试剂

常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、碘水等;常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

（3）滴定指示剂

氧化还原滴定的3类指示剂：①氧化还原指示剂;②专用指示剂，如在碘量法滴定中，因可溶性淀粉溶液遇碘变蓝色，故可用淀粉溶液作指示剂;③自身指示剂，如用KMnO4标准溶液滴定草酸时，可利用KMnO4溶液本身颜色的变化来指示滴定终点。

滴定终点的判断：当滴入最后一滴××标准溶液后，溶液变成××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。

3.错因分析

（1）不理解如何根据滴定终点的酸碱性来选定合适的指示剂，记不住滴定终点时指示剂的颜色变化。

（2）弄不清酸碱滴定过程中酸、碱物质的量关系从而导致计算错误。

用化学知识解释和分析实际生产生活中的常见问题，是常见的一种试题类型。在解决这类问题时，我们要坚信一个原则：万变不离其宗。同学们要做好回归课本的工作，将课本的知识系统化、结构化;攻克一个难关——化学基础知识点众多，要做好整理归纳，关注知识和应用之间的关系和课本与实际之间的关系;树立信心——试题类型固定，我们要以往年高考试题为蓝本，重视各题型的解题方法、解题技巧。