化学反应原理的综合应用.docx

1、化学反应原理的综合应用大题题型专攻一 化学反应原理的综合应用题型简介化学反应原理综合应用主要把热化学、电化学、反应速率、各类平衡融合在一起进行拼盘式命题。有时涉及图像、图表形式。近三年全国课标卷试题涉及的热考点有：根据盖斯定律书写热化学方程式和反应热(H)的计算；反应速率计算及判断；平衡常数及转化率计算；平衡移动影响因素；电极反应式书写；溶液中四大常数的计算及应用；中和滴定的拓展应用等。设问较多，考查的点也较多，导致思维难点大，转换角度多，对能力要求较高。1热化学方程式的书写或反应热计算首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、产物并配平，其次在反应物和产物的后面括号内注明其状态，再次将目标热

2、化学方程式与已有的热化学方程式比对(主要是反应物和产物的位置、化学计量数)，最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方程式的反应热H，空一格写在热化学方程式右边即可。2电解池或原电池反应方程式的书写或电极反应式书写读懂题意尤其是相关示意图，分析电解池的阴极室和阳极室存在的阳离子、阴离子及其放电顺序，必要时根据题目要求还要考虑分子是否会放电。首先写出阴(阳)极室发生还原(氧化)反应的反应物和产物离子(分子)，分析其化合价变化，标出其得失电子的情况，然后根据电荷守恒在左边或右边配上其他离子，最后根据质量守恒配上其他物质。3化学反应速率的影响因素的实验探究影响化学反应速率的探究实验中，控制变量是关

3、键。4化学平衡常数及平衡转化率的计算平衡常数的计算可用三段法即找出浓度可变的反应物、产物在起始时、转化时、平衡时的浓度，然后代入平衡常数表达式(平衡时生成物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓度化学计量数次幂乘积的比值)进行计算。5酸碱中和滴定的扩展应用(1)酸碱中和滴定(氧化还原滴定、沉淀滴定)包括溶液配制和滴定两个阶段，所用玻璃仪器分别是：烧杯、玻璃棒、一定容量的容量瓶、胶头滴管；酸(碱)式滴定管、锥形瓶、烧杯。其中只有酸(碱)式滴定管需要润洗。(2)定量实验为减小实验误差均要进行平行实验(重复滴定23次)，必要时为防止环境对滴定造成误差，还需进行空白实验(不加待测物质进行滴定)。(3)误差

4、讨论应围绕待测物质含量的计算公式进行，分成操作造成的误差和样品本身的原因两方面。6Ksp的计算和应用有关Ksp的计算往往与pH的计算结合起来，要注意pH与c(OH)浓度关系的转换，难溶电解质的悬浊液即为其沉淀溶解平衡状态，满足相应的Ksp。7综合计算进行混合物计算时，一般可设混合物各成分的物质的量，然后根据质量守恒、电子守恒或电荷守恒列方程组求解，再转换成所求的物理量即可。化学式的确定一般分成三步：确定微粒种类、计算各微粒的物质的量、求比值确定化学式。(14分)(2018武汉模拟)治理SO2、CO、NOx污染是化学工作者研究的重要课题。.硫酸厂大量排放含SO2的尾气会对环境造成严重危害。图甲(

5、1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2，得到Na2SO3溶液，该反应的离子方程式为_。.沥青混凝土可作为反应2CO(g)O2(g)2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(型、型)催化时，CO的转化率与温度的关系。(2)a、b、c、d四点时，达到平衡状态的是_。(3)已知c点时容器中O2浓度为0.02 molL1，则50 时，在型沥青混凝土催化下CO转化反应的平衡常数K_(用含x的代数式表示)。(4)下列关于图甲的说法正确的是_。ACO转化反应的平衡常数K(a)K(c)B在均未达到平衡状态

6、时，同温下型沥青混凝土催化下CO转化速率比型要大Cb点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的概率在整个实验过程中最高De点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性.某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将模拟尾气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图乙所示。模拟尾气气体(10 mol)碳烟NOO2He物质的量/mol0.0250.59.475n图乙(5)375 时，测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.052 mol CO2，则Y的化学式为_。(6)实验过程中采用NO模拟NOx，而不采

7、用NO2的原因是_。命题立意设问知识落点核心素养(1)书写离子方程式宏观辨识与微观探析(2)判断平衡状态变化观念与平衡思想(3)利用某物质c平，计算K证据推理与模型认识(4)根据图像判断不同温度时平衡常数大小转化率大小判断有效碰撞与温度关系催化剂的使用温度要求及温度对催化的影响(5)计算物质的组成(6)NO2与N2O4可以相互转化宏观辨识与社会责任【解答指导】(2)温度低反应慢低温时达到的状态为非平衡状态，转化率低。(3)2CO(g) O2(g) 2CO2(g)起始a mol/L B mol/L0转化ax mol/Lax mol/L平衡(aax)mol/L0.02 mol/Lax mol/LK

8、。(4)由图甲升温，平衡转化率减小H0K(a)K(c)(温度c点温度高)。反应温度越高，反应速率最快，有效碰撞概率越高。温度当达到一定程度，催化剂的活性有可能减弱。(5)根据氧原子守恒n(N2O)(0.50.45)20.025(8%16%)0.05220.002 (mol)根据N守恒可知n(N2)0.001 (mol)转化为N2的NO转化率为100%8%Y为N2。【解析】(1)用Na2CO3溶液处理硫酸厂尾气中的SO2，生成Na2SO3和CO2，故离子方程式为：COSO2=SOCO2。(2)根据题图甲，升高温度，CO的转化率均先增大后减小，说明该可逆反应正反应为放热反应，因此达到平衡状态的是b

9、、c、d。(3)c点反应达到平衡，容器中c(O2)0.02 molL1，CO的转化率为x，由于生成的c( CO2)等于转化的c(CO)，故平衡时，则平衡常数K()2。(4)该反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，故A项错误；根据图示，未达平衡时，同温下型沥青混凝土催化下CO的转化率比型大，转化速率快，B项正确；b点时，反应达到限度，但CO与O2分子之间发生有效碰撞的概率并不是最高的，C项错误；e点转化率出现突变的原因可能是催化剂活性降低，转化率降低，D项正确。(5)375 时，生成X和Y的NO的物质的量为0.025 mol(8%16%)0.006 mol，排出的气体中O2为0.45 mol，

10、则实际参与反应的O2为0.50.450.05 (mol)，同时排出0.052 mol CO2，根据氧元素守恒，可知N2O的物质的量为：0.0520.0060.05220.002 (mol)，根据氮元素守恒，可知N2的物质的量为0.001(mol)，故Y为N2。(6)二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡2NO2N2O4，无纯的二氧化氮，会导致一定的分析误差，故采用NO模拟NOx。【答案与评分标准】(1)COSO2=SOCO2(2)bcd(3)50x2/(1x)2(4)BD(5)N2(6)存在反应2NO2N2O4，会导致一定的分析误差题后升华1审题快速浏览，找出材料内容或新情景(1)阅读题目背景材料、

11、找出可能考查的化学反应原理。(2)解读情景或材料，挖掘相应的知识内涵。(3)明确知识考查背景，以及考查哪方面的化学反应原理。2析题仔细审读，关注有效信息(1)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题：明确纵横坐标的含义理解起点、终点、拐点的意义分析曲线的变化趋势。(2)对于图表数据类试题：分析数据研究数据间的内在联系找出数据的变化规律挖掘数据的隐含意义。对于反应热类的试题，找出已知反应方程式和目标反应方程式间的关系；运用盖斯定律计算目标反应的焓变。对于电化学类试题：对于电解质溶液类试题：明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。3答题认真细致，规范正确答题(1)规范化学反应原理的语

12、言描述。(2)注意问题表达(因果、对比)、注意书写规范。(3)明确答题要求，避免答非所问。1(2018惠州市高三一模)二甲醚又称甲醚，熔点141.5 ，沸点24.9 ，与石油液化气相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：.由天然气催化制备二甲醚：2CH4(g)O2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H1283.6 kJmol1.由合成气制备二甲醚：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.7 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) H3(1)反应中相关的化学键键能数据如表：化学键COHO(水)HO(醇)CHE/(kJmol1)343465453413则

13、H3_kJmol1。(2)以二甲醚为燃料，以KOH溶液为电解质溶液设计燃料电池，则电池的负极反应式为_。(3)原理中，在体积固定的密闭容器中，将气体按n(CH4)n(O2)21混合，能正确反映反应平衡时CH4的体积分数随温度变化的曲线是_。(4)有人模拟原理，500 K时，在2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2，平衡时CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)0.3 molL1，反应的平衡常数K3_。在500 K时，若容器中n(CH3OH)n(CH3OCH3)，某同学通过计算，得浓度商Qc的值小于K3，则此时反应中v(正)_(填“大于”或“小于”)v(逆)。(5)原理中，为

14、提高二甲醚的产率，可以采取的一种措施是_。【解析】(1)根据H反应物总键能生成物总键能，故H3(413645323432)kJmol1(413634324652)kJmol124 kJmol1。(2) 在碱性溶液中，二甲醚在负极反应生成CO和H2O，电极反应式为CH3OCH312e16OH=2CO11H2O。(3)反应为放热反应，随温度升高，平衡逆向移动，CH4的体积分数增大，曲线b符合题意。(4)根据消耗CO的物质的量为2 mol80%1.6 mol，知反应生成CH3OH 1.6 mol，平衡时c(CH3OCH3)0.3 molL1，则生成的c(H2O)0.3 molL1，n(CH3OCH3

15、)0.6 mol，故平衡时n(CH3OH)1.6 mol0.6 mol20.4 mol，c(CH3OH)0.2 molL1，K32.25。Qc小于K3，说明反应正向进行，则v(正)v(逆)。(5)反应为气体分子数减小的反应，反应为气体分子数不变的反应，故增大压强，可以促使平衡正向移动，二甲醚的产率提高；反应和反应均是放热反应，降低温度，平衡正向移动，二甲醚的产率提高；移走二甲醚也可使平衡正向移动，从而使二甲醚的产率提高。【答案】(1)24(2)CH3OCH312e16OH=2CO11H2O(3)b(4)2.25大于(5)增大压强(或降低温度或移走二甲醚等)2(2018湖北部分学校联考)近年来由

16、于温室效应和资源短缺等问题，关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素CO(NH2)2。已知：2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s)H159.47 kJmol1NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H116.49 kJmol1H2O(l)=H2O(g) H44.0 kJmol1试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式：_。(2)已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H41.2 kJmol1,850 时在一体积为10 L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，CO和H2O的浓度变化如图所示：

17、下列说法正确的是_(填序号)。A达到平衡时，氢气的物质的量是0.12 molB达到平衡时，反应体系最终会放出49.44 kJ热量C4 min内CO2的反应速率为0.003 molL1min1D第8 min时，若充入氦气，不会导致v正(CO)v逆(H2O)(3)850 时，若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、a mol CO2和b mol H2。若达到平衡时各组分的体积分数都与(2)中平衡时各组分的体积分数相同，则a_，b_。(4)利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸，反应原理为2CO22H2O=2HCOOHO2，装置如图所示：电极2的电极反应式是_

18、。在标准状况下，当产生22.4 L O2时，理论上电极1室液体质量变化_g。【解析】(1)将题给的三个热化学方程式依次编号为i、ii、iii，根据盖斯定律，由iiiiii可得：2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H159.47 kJmol1116.49 kJmol144.0 kJmol186.98 kJmol1。(2)达到平衡时CO、H2O的浓度均转化了0.12 molL1，则平衡时H2的浓度为0.12 molL1，其物质的量为0.12 molL110 L1.2 mol，A项错误；达到平衡时CO、H2O转化的物质的量均为0.12 molL110 L1.2 mol，则反

19、应体系放出的热量为41.2 kJmol11.2 mol49.44 kJ，B项正确；4 min内v(CO2)0.03 molL1min1，C项错误；第8 min时，恒温恒容通入惰气(He)，对反应速率不影响，D项正确。(3)对于等体反应，起始配比相同，平衡时等效。即(1a)(3b)23且ab，可得ab3。(4)根据电子移动方向可知电极1为负极，电极2为正极，正极上CO2得电子，并和H结合生成HCOOH，其电极反应式为CO22H2e=HCOOH。电极1上发生的电极反应为2H2O4e=4HO2，当产生22.4 L(标准状况下)O2即生成1 mol O2时，生成的4 mol H移向正极，负极消耗2 m

20、ol H2O，其质量为36 g。故理论上电极1室液体的质量变化为36 g。【答案】(1)2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H86.98 kJmol1(2)BD(3)33(4)CO22H2e=HCOOH363(2018清华中学一模)运用化学反应原理分析解答以下问题。(1)已知：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H191 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H224 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341 kJmol1且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3则反应3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2

21、(g)H_，平衡常数K_(用含K1、K2、K3的代数式表示)。(2)一定条件下，若将体积比为12的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应：3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_。a体系压强保持不变b混合气体密度保持不变cCO和H2的物质的量保持不变dCO的消耗速率等于CO2的生成速率(3)氨气溶于水得到氨水。在25 下，将x molL1的氨水与y molL1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c(NH)_(填“”“”或“”)c(Cl)；用含x和y的代数式表示出NH3H2O的电离平衡常数_。(4)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的

22、方法，其装置用铂黑作电极，并将电极插入到电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3。电池发生反应的化学方程式为4NH33O2=2N26H2O，电解质溶液应显_(填“酸性”“中性”或“碱性”)，写出负极的电极反应式：_。【解析】(1)根据盖斯定律，由2，可得3CO(g)3H2(g) CH3OCH3(g)CO2(g)H2H1H2H3(91 kJmol1)224 kJmol141 kJmol1247 kJmol1。该反应的平衡常数KKK2K3。(2)该反应前后气体分子数不相等，则体系压强保持不变可以说明反应达到平衡状态，a项正确；反应体系中全为气体，气体质量始终不变，而容器容积恒定，则混合气

23、体密度始终保持不变，b项错误；CO和H2的物质的量保持不变，可以说明反应达到平衡状态，c项正确；CO的消耗速率与CO2的生成速率均为正反应速率，且二者不可能相等，d项错误。(3)反应后溶液显中性，则c(H)c(OH)，根据电荷守恒有：c(H)c(NH)c(OH)c(Cl)，故c(NH)c(Cl)。两溶液等体积混合，所得溶液中c(NH)c(Cl)molL1，根据物料守恒有：c(NH)c(NH3H2O)molL1，则c(NH3H2O) molL1，故NH3H2O的电离平衡常数Kb。(4)根据电池总反应，可知NH3在负极上转化为N2，发生氧化反应，负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O。【答案】(1)247 kJmol1KK2K3(2)ac(3)Kb(4)碱性2NH36e6OH=N26H2O