化学反应原理综合题解题策略.ppt

化学反应原理综合题解题策略.ppt

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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H正负号的意义及焓变与能量变化的关系。

H为负值，反应物总能量高于生成物总能量，反应放热；H为正值，反应物总能量低于生成物总能量。

（2）运用盖斯定律计算多步反应的H时，要注意反应分子式前面的系数与H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已知CO2可以生产绿色燃料甲醇：

CO2（g）3H2（g）CH3OH（g）H2O（g）H187.4kJ/mol。

300时，在一定容积的密闭容器中，c（CO2）1.00mol/L，c（H2）1.60mol/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/（Lh）。

（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,CCO2平衡转化率，在上述反应条件下，催化剂比催,化剂高,D催化效率：

在上述反应条件下，催化剂比催化剂,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“”）。

（5）已知：

2H2（g）O2（g）=2H2O（g）,H242.8kJ/mol，,则反应2CH3OH（g）3O2（g）=2CO2（g）4H2O（g）,H,_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1.00mol/L18%0.18mol/L，反应速率计算式v（CO2）c（CO2）/t0.18mol/L10h0.018mol/（Lh），v（H2）3v（CO2）30.018mol/（Lh）0.054mol/（Lh）。

（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，使用催化剂使反应达到平衡时间比使用催化剂短，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/molL11.001.6000变化浓度/molL10.200.600.200.20平衡浓度/molL10.801.00.200.20,0.050（molL1）2,【变式训练】,1尿素CO（NH2）2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。

A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”）。

NH3的平衡转化率为_。

解析：

（1）利用CO（NH2）2中CN12，用观察法写出化学方程式，同时图像中t60min时达到平衡状态，即该反应为可逆反应。

（2）A点未达平衡，B点达到平衡，从图像得v逆（CO2）v正（CO2）。

平衡时CO2转化率为60%，令n（NH3）4mol，n（CO2）1mol，则有n消耗（CO2）0.6mol，n消耗（NH3）1.2mol，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：

回答下列问题：

（1）反应CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）的H_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：

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_。

A600、0.9MPaC800、1.5MPa,B700、0.9MPaD.1000、1.5MPa,画出600、0.1MPa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_。

解析：

（1）CH4（g）2H2O（g）=CO2（g）4H2（g）H1165.0kJmol1CH4（g）H2O（g）=CO（g）3H2（g）H2206.2kJmol1得CO（g）H2O（g）=CO2（g）H2（g），H41.2kJmol1。

（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）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0.1MPa时温度要接近550，在0.9MPa时温度要接近700，在1.5MPa时温度要接近750。

根据图2，CO的物质的量分数10%，在0.1MPa时温度低于650即可，在0.9MPa时温度低于700即可，在1.5MPa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）B（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）,H180.5kJ/mol；,2C（s）O2（g）=2CO（g）C（s）O2（g）=CO2（g）,H221.0kJ/mol；H393.5kJ/mol。

尾气转化的反应之一：

2NO（g）2CO（g）=N2（g）,2CO2（g）H_。

746.5kJ/mol,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：

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：

_。

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250450时，NOx转化率随温度升高而,增大，450600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：

2CH4（g）3O2（g）=2CO（g）4H2O（l）H11214kJ/mol；2CO（g）O2（g）=2CO2（g）H2-566kJ/mol。

则表示甲烷燃烧热的热化学方程式：

_。

（2）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：

_。

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CA、B两端都必须用铁作电极D阴极发生的反应是2H2e=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：

实验1中，以v（H2）表示的平均反应速率为_。

该反应的正反应为_（填“吸”或“放”）热反应。

实验2中，达到平衡时CO的转化率为_。

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2.4g碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入100mL3.0mol/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）式式/2，得CH4燃烧的热化学方程式，其中H-890kJmol1。

（2）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。

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）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。

v（H2）v（CO2）1.6mol/（2L5min）0.16mol/（Lmin）。

达到平衡时CO的转化率0.4mol/2mol100%20%。

答案：

（1）CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）H-890kJmol1

（2）CH48e10OH=7H2OBD（3）放0.16mol/（Lmin）20%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298K时，H92.4kJmol1，试回答下列问题：

（1）在298K时，将10molN2和30molH2放入合成塔中，为何放出的热量小于924kJ？

_。

因为该反应为可逆反应，10mol,N2和30molH2不可能完全转化，所以放,出的热量小于924kJ,

（2）如右图在一定条件下，将1molN2与3molH2混合于一个10L密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答：

N2的转化率（A）为_；,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：

_。

N26e6H=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,非金属性：

X_Y（填“”或“”）。

Cu2Y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：

_。

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）3NH3H2OAl3=A（OH）33（3）C（4）Cu2O6HNO3（浓）=2Cu（NO3）22NO23H2O（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）0.1molL,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（,）。

ApH5.5溶液中：

c（CH3COOH）c（CH3COO）c（H）c（OH）BW点表示溶液中：

c（Na）c（H）c（CH3COO）c（OH）CpH3.5溶液中：

c（Na）c（H）c（OH）c（CH3COOH）0.1molL1D向W点所表示溶液中通入0.05molHCl气体（溶液体c（H）c（CH3COOH）c（OH）,积变化可忽略）：

解析：

A项，pH5.5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0.05molHCl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）0.1molL1，根据两个守恒关系不可能得出上述结论。

答案：

BC,