高考化学复习化学反应原理综合题解题策略.ppt
解析：(1)－得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋ H2(g)，ΔH＝－41.2 kJ·mol－1。(2)反应式中水是气体，要列入计算平衡常数的表达式中， 用压强代替浓度，其列式方法和用浓度列式相同。(4)①该读图题要注意比较不同要求下对应温度与质量分 数关系，同时满足H2和CO的要求。根据图1，H2物质的量分 数65%，在0.1 MPa时温度要接近550 ℃， 在0.9 MPa时温 度要接近700 ℃，在1.5 MPa时温度要接近750 ℃。 根据图2， CO的物质的量分数10%，在0.1 MPa时温度低于650 ℃即可，在0.9 MPa时温度低于700 ℃即可，在1.5 MPa时温度低于725 ℃即可，选项B符合要求。(5)氧气量过大时，H2会部分被O2氧化。 答案：(1)－41.2 增大 (3)系统内甲烷的氧化反应放出热量，为甲烷蒸气的吸热重整反应提供了所需的能量(4)①B②(5)甲烷氧化程度过高，氢气和氧气反应(合理即可) 【变式训练】 2．汽车尾气中的 CO、NOx已经成为大气的主要污染物， 使用稀土等催化剂能将 CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物 质，从而减少汽车尾气污染。(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol； 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－221.0 kJ/mol； ΔH＝－393.5 kJ/mol。 ① 尾气转化的反应 之 一 ： 2NO(g) ＋ 2CO(g) === N2(g) ＋ 2CO2 (g) ΔH＝_______________。 －746.5 kJ/mol ②请在下面的坐标图中画出这个反应在反应过程中体系能 量变化示意图，并进行必要的标注。 (2) 在容积相同的两个密闭容器内( 装有等量的某种催化 剂)，分别充入同量的 NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生 以下反应： 并分别在 t 秒时测定其中 NOx的转化率，绘得图像如下图 所示：①从图中可以得出的结论： 结论一：从测定 NOx 转化数据中判断，相同温度下 NO 的 转化效率比 NO2的低； 结论二：_________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
②在上述 NO2和C3H6 反应中，提高 NO2 转化率的措施有__________(填字母)。 A．加入催化剂C．分离出 H2O(g)B．降低温度D．增大压强 BC 在250 ℃～450 ℃时，NOx转化率随温度升高而 增大，450 ℃ ～ 600 ℃时 NOx 转化率随温度升高而减小或 450℃， NOx与C3H6的反应达到平衡，且正反应是放热反应 化学反应焓变、电化学基础与化学平衡常数综合题[例题3](2012年广东湛江模拟)碳和碳的化合物在生产、生 活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低 碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方 式。(1)甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产 和生活。已知：①2CH4(g)＋3O2(g)===2CO(g)＋4H2O(l)ΔH1＝－1214 kJ/mol；②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝-566 kJ/mol。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式：_________________。(2)①将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入 CH4和O2，构成甲烷燃料电池。
其负极的电极反应式：______ ______________________________。②某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2 的实验装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉 淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是______(填序号)。A．电源中的a一定为正极，b一定为负极B．可以用NaCl溶液作电解液C．A、B两端都必须用铁作电极D．阴极发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑ (3)将不同量的 CO(g)和H2O(g) 分别通入体积为 2L 的恒容 密闭容器中，进行反应 CO(g)＋H2O(g) CO2 (g)＋H2 (g)，得 到如下三组数据：②实验 1 中，以 v(H2)表示的平均反应速率为___________ ______________________。 实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所 需时间/min H2O CO CO2 1 650 2 4 1.6 5 2 900 1 2 0.4 3 3 900 1 2 0.4 1 ①该反应的正反应为_______(填“吸”或“放”)热反应。 ③实验 2 中，达到平衡时 CO 的转化率为_____________ _____________________________________________________。
④实验 3 跟实验 2 相比，改变的条件可能是___________ ______________________________________(答一种情况即可)。 (4) 将 2.4 g 碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入 100 mL 3.0 mol/L 的氢氧化钠溶液中，完全吸收后，溶液中所含溶质为 ____________________。解析：(1)[①式－②式]/2，得CH4燃烧的热化学方程式， 其中ΔH＝-890 kJ·mol－1。(2)①该电池是燃料电池，还原剂CH4在负极失去电子被氧 化，在碱性环境中生成碳酸根和水。②该装置没有说明是在A极附近，还是B极附近先产生白 色沉淀，不能判断A、B是如何连接电源的正、负极。当用Fe 作阳极时，可用NaCl溶液作电解液。该装置的阴极可以用其 他不与电解质溶液反应的导电材料作阴极，不一定要Fe。(3)①从表格中数据看，低温时CO2的平衡量大于高温时 CO2的平衡量，故判断该反应是放热反应。②v(H2)＝v(CO2)＝1.6 mol/(2 L×5 min)＝0.16mol/(L·min)。③达到平衡时CO的转化率＝0.4 mol/2 mol×100%＝ 20%。
答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-890 kJ·mol－1 (2)①CH4－8e－＋10OH－===＋7H2O②BD(3)①放②0.16 mol/(L·min)③20% ④使用了催化剂或增大了压强 (4)NaHCO3、Na2CO3 【变式训练】3．德国人哈伯在1909年发明的合成氨的反应原理为：N2(g) ＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时，ΔH＝－92.4 kJ·mol－1， 试回答下列问题：(1)在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为何放出的热量小于 924 kJ？____________________________ ___________________________________ ___________________________________。 因为该反应为可逆反应， 10 molN2和30 mol H2不可能完全转化，所以放 出的热量小于924 kJ (2)如右图在一定条件下，将 1 mol N2与3 mol H2 混合于一个10 L密闭容器中，反应达到 A 平衡时，混合气体中氨占 25%，试回答： ①N2的转化率α(A)为________； ②在状态 A 时，平衡常数 KA＝__________________(代入数值的表达式 ，不写出具体数值) ；当温度由 T1变化到 T2 时，KA_____KB(填“”、“”或“＝”)。
(3)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法：____________________________________________________________________________________________。 40% 用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处，若试 纸变蓝，说明有氨气生成在 1998 年希腊亚里士多德大学的 Marmellos 和 Stoukides采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H＋)，实现了高温常压 下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图。阴极的电极反 应式：_______________________________________________。 N2＋6e－＋6H＋===2NH3 (3)能证明 Na2SO3溶液中存在和质子数均相同，则 M 的原子结构示意图为______________。 (2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为：________ ________________________________。 水解平衡的事实是______(填序号)。 A．滴入酚酞溶液变红，再加入 H2SO4溶液红色褪去 B．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去 C．滴入酚酞溶液变红，在加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红 色褪去 (4)元素 X、Y 在周期表中位于同一主族，化合物 Cu2X 和 Cu2Y 可发生如下转化(其中 D 是纤维水解的最终产物)： 电解质电离平衡与水解平衡综合题 ①非金属性：X______Y(填“”或“”)。
②Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程 式为：_______________________________________________。 (5) 在恒容绝热( 不与外界交换能量) 条件下进行 2A(g) ＋ B(g) 2C(g)＋D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状 态，测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：____________。 物质 A B C D 起始投料/mol 2 1 2 0解析：(1)含有10个电子、11个质子，与它有相同电 子数和质子数的单核离子有Na＋。(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应生成的氢氧化铝不能溶于 过量的氨水中。(3)此题关键是亚硫酸离子水解生成的OH－使得酚酞溶液 变红，还有可能是亚硫酸离子本身能使得酚酞溶液变红，所 以要排除亚硫酸离子干扰，C正确。(4)悬浊液与D溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀氧化亚 铜，则Y为O，X，Y同主族，则X为S。 (5)测得反应后，体系压强增大，则达到平衡前，反应逆向 进行。如果正反应是放热反应，则升高温度，反应逆向进行， 因此平衡常数随温度的升高而减小。 答案：(1) (2)3NH 3 ·H2O＋Al3＋===A(OH)3↓＋3(3)C (4)① Cu2O＋6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O (5)平衡常数随温度的升高而减小 【变式训练】 4．(双选)25 ℃，有 c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 mol·L － 1 的 一 组 醋 酸 和 醋 酸 钠 混合溶液 ， 溶液中 c(CH3COOH)、 c(CH3COO－)与pH的关系如下图所示。
下列有关离子浓度关系 叙述正确的是( )。 A．pH＝5.5溶液中： c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－) B．W点表示溶液中： c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－) C．pH＝3.5溶液中： c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1 D．向W点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体c(H＋)＝c(CH3COOH)＋c(OH－) 积变化可忽略)：解析：A项，pH＝5.5时，从曲线来看，c(CH3COOH) c(CH3COO－)；B、C两项都是电荷守恒；D项，向W点所表示 溶液中通入0.05 mol HCl气体，原有平衡被打破，建立起了新 的平衡，溶液中电荷守恒关系为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－) ＋c(OH－)＋c(Cl－)，物料守恒关系为2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋ c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1 ，根据两个守恒关系不可能得出上 述结论。答案：BC 特别策划四 化学反应原理综合题解题策略 化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中 的焓变、化学能与电能的相互转化、电极反应式的书写、化学 反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中 的应用、化学平衡常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的 转化、pH 计算、离子浓度大小的比较、离子的共存、难溶物之 间的转化等问题。
试题常以选择、填空、读图、作图、计算等 形式出现。高考一般以与生产、生活联系紧密的物质为背景材 料出组合题，各小题之间有一定独立性。 1．化学反应速率题中应注意的问题 (1)对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响， 且影响趋势相同，但影响值不同。升温对吸热反应影响较大， 对放热反应影响较小；反之，降温对吸热反应影响较小，对放 热反应影响较大。 (2)计算反应速率时，要特别注意时间、体积、浓度单位的 换算。 2．化学反应焓变题中应注意的问题 (1)正确理解ΔH 正负号的意义及焓变与能量变化的关系。ΔH 为负值，反应物总能量高于生成物总能量，反应放热；ΔH为正值，反应物总能量低于生成物总能量。 (2)在原电池与电解池反应中，ΔH 值不等于电能值，化学 能与电能的转化过程中还有热能转化。 (3)运用盖斯定律计算多步反应的ΔH 时，要注意反应分子式前面的系数与ΔH 的对应关系，运用数学加减法和移项原理进行加减，在总反应式中没有的物质要用消元法除去，出现的物质要按照总反应式中的分子数保留。 3．化学平衡常数题中应注意的问题 (1)固体物质、纯液体、水溶液中进行的反应，H2O 不列入 平衡常数的计算表达式中；气体反应、有机反应，H2O 的浓度 要列入平衡常数的计算表达式中。
(2)平衡常数(K)式中的浓度是平衡状态时的物质的量浓度， 而浓度商(Q)式中的浓度是任意时刻的物质的量浓度。 4．原电池与电解池题中应注意的问题 (1)原电池中负极发生氧化反应，常出现电极材料溶解、质量减轻等现象；正极发生还原反应，常出现质量不变或增重、有气体产生等现象。电解池中与电源负极连接的阴极材料不反应，与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应，可能出现电极溶解、质量减轻等现象。 (2)Fe 在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去 2 个电 子生成 Fe2＋。 (3)可充电电池的放电反应是原电池反应，充电反应是电解池反应。放电过程中原池的负极发生氧化反应，充电过程中电池的阴极发生还原反应。 5．电离平衡、水解平衡和溶解平衡应题中注意的问题 (1)书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆 号连接。 (2)分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子 能否发生水解。 (3)分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。 (4)利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶 解平衡式中阴阳离子系数与溶度积常数关系，溶度积大的其溶 解度不一定大。
6．分析图表与作图时应注意的问题 (1)仔细分析和准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平 衡点。 (2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。 (3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。 (4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。 反应速率与化学平衡有关综合题[例题1](2012年广东深圳模拟)已知 CO2可以生产绿色燃料甲醇：CO2(g)＋ 3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝ －187.4 kJ/mol。300 ℃时，在一定容 积的密闭容器中，c(CO2)＝1.00 mol/L， c(H2)＝1.60 mol/L开始反应，结果如下 图所示，回答下列问题： (1)使用催化剂 I 时，反应在10小时内的平均反应速率：v(H2) ＝______mol/(L·h)。 (2)下列叙述正确的是________。 A．当容器内气体的密度不再改变时，反应不一定达到平 衡状态 B．充入氩气增大压强有利于提高 CO2的转化率 C．CO2 平衡转化率，在上述反应条件下，催化剂Ⅱ比催 化剂Ⅰ高 D．催化效率：在上述反应条件下，催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ 高 (3)根据图中数据，计算此反应在 300 ℃时的平衡常数(写出 计算过程)。
(4) 将 上 述 平 衡 体 系升温至 400 ℃ ， 平衡常数 ： K(400 ℃)______K(300 ℃)(填“”、“＝”或“”)。 (5)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－242.8 kJ/mol， 则 反 应 2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝ ________ kJ/mol。 解析：本题考查化学反应速率、化学平衡状态的建立、图 像分析、化学平衡常数应用与计算等。 (1)从图读数知 10 小时内 CO2消耗量为1.00 mol/L×18%＝0.18 mol/L ，反 应 速 率 计 算 式 v(CO2)＝Δc(CO2)/t＝0.18mol/L÷10h ＝ 0.018 mol/(L·h)，v(H2)＝3v (CO2)＝ 3 × 0.018mol/(L·h)＝0.054 mol/(L·h)。 (2)A 项正确，该密闭容器的容积一定，无固体和液体参加反应，无论反应达到平衡与否，其气体密度均不变化；B 项错误，氩气不参加反应，容器的容积一定，充入氩气不改变反应物、生成物的浓度，对平衡不产生影响；C 项错误，催化剂的使用同等程度改变正、逆反应速率，不影响平衡移动；D 项正确，据图知，使用催化剂Ⅱ使反应达到平衡时间比使用催化剂Ⅰ短，故催化效率更高。
答案：(1)0.054 (2)AD (3)答：略。(4) (5)－353.6 起始浓度/mol·L－11.001.6000 变化浓度/mol·L－10.200.60 0.20 0.20 平衡浓度/mol·L－10.801.00.20 0.20 ＝0.050 (mol·L－1)－2 【变式训练】1．(2012年重庆节选)尿素 是首个由无机物人工合成的有机物。(1)工业上尿素由CO2和NH3在 一定条件下合成，其反应方程式为： ____________________________。(2)当氨碳比＝4时，CO2 的转化率随时间的变化关系如下图所示。①A点的逆反应速率v逆(CO2)__________B点的正反应速 率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。②NH3的平衡转化率为__________。解析：(1)利用CO(NH2)2中C∶N＝1∶2，用观察法写出化 学方程式，同时图像中t≥60 min时达到平衡状态，即该反应为 可逆反应。(2)①A点未达平衡，B点达到平衡，从图像得v逆(CO2)v正 (CO2)。②平衡时CO2转化率为60%，令n(NH3)＝4 mol，n(CO2) ＝1 mol，则有n消耗(CO2)＝0.6 mol，n消耗(NH3)＝1.2 mol，NH3 的转化率＝×100%＝30%。
利用平衡原理的图表分析与作图综合题 [例题2](2012 年浙江节选)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下： 反应过程 化学方程式 焓变ΔH(kJ/mol) 甲烷氧化 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) －802.6 CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) －322.0 蒸气重整 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ＋206.2 CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ＋165.0 回答下列问题： (1)反应 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝_____kJ/mol。(2)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP)，则反应 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2 (g)的 KP＝____________________；随着温度的升高，该平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)从能量的角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 ____________________________。
(4)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对 H2和CO物 质的量分数的影响如下图： ①若要达到 H2物质的量分数65%、CO 的物质的量分数10%，以下条件中最合适的是______。 A．600 ℃、0.9 MPaC．800 ℃、1.5 MPaB．700 ℃、0.9 MPaD.1000 ℃、1.5 MPa ②画出 600 ℃、0.1 MPa 条件下，系统中 H2物质的量分数 随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图。 (5)如果进料中氧气量过大，最终导致 H2 物质的量分数降 低，原因是______________。
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