關(guān)于化學反應(yīng)原理綜合題解題策略

化學反應(yīng)原理綜合題涉及的內(nèi)容主要包括化學反應(yīng)過程中的焓變、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化、電極反應(yīng)式的書寫、化學反應(yīng)速率的定性分析與定量計算、化學平衡移動原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用、化學平衡常數(shù)的計算、反應(yīng)條件的控制、弱酸弱堿的轉(zhuǎn)化、pH計算、離子濃度大小的比較、離子的共存、難溶物之間的轉(zhuǎn)化等問題。試題常以選擇、填空、讀圖、作圖、計算等形式出現(xiàn)。高考一般以與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密的物質(zhì)為背景材料出組合題，各小題之間有一定獨立性。第2頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1．化學反應(yīng)速率題中應(yīng)注意的問題

(1)對于可逆反應(yīng)，溫度變化對正、逆反應(yīng)速率均產(chǎn)生影響，且影響趨勢相同，但影響值不同。升溫對吸熱反應(yīng)影響較大，對放熱反應(yīng)影響較??；反之，降溫對吸熱反應(yīng)影響較小，對放熱反應(yīng)影響較大。(2)計算反應(yīng)速率時，要特別注意時間、體積、濃度單位的換算。第3頁,共43頁，2024年2月25日，星期天2．化學反應(yīng)焓變題中應(yīng)注意的問題

(1)正確理解ΔH正負號的意義及焓變與能量變化的關(guān)系。ΔH為負值，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，反應(yīng)放熱；ΔH為正值，反應(yīng)物總能量低于生成物總能量。

(2)運用蓋斯定律計算多步反應(yīng)的ΔH時，要注意反應(yīng)分子式前面的系數(shù)與ΔH的對應(yīng)關(guān)系，運用數(shù)學加減法和移項原理進行加減，在總反應(yīng)式中沒有的物質(zhì)要用消元法除去，出現(xiàn)的物質(zhì)要按照總反應(yīng)式中的分子數(shù)保留。第4頁,共43頁，2024年2月25日，星期天3．化學平衡常數(shù)題中應(yīng)注意的問題

(1)固體物質(zhì)、純液體、水溶液中進行的反應(yīng)，H2O不列入平衡常數(shù)的計算表達式中；氣體反應(yīng)、有機反應(yīng)，H2O的濃度要列入平衡常數(shù)的計算表達式中。

(2)平衡常數(shù)(K)式中的濃度是平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量濃度，而濃度商(Q)式中的濃度是任意時刻的物質(zhì)的量濃度。第5頁,共43頁，2024年2月25日，星期天4．原電池與電解池題中應(yīng)注意的問題

(1)原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng)，常出現(xiàn)電極材料溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象；正極發(fā)生還原反應(yīng)，常出現(xiàn)質(zhì)量不變或增重、有氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。電解池中與電源負極連接的陰極材料不反應(yīng)，與電源正極連接的陽極(除惰性電極外)材料發(fā)生氧化反應(yīng)，可能出現(xiàn)電極溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象。(2)Fe在原電池與電解池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)時失去2個電子生成Fe2＋。

(3)可充電電池的放電反應(yīng)是原電池反應(yīng)，充電反應(yīng)是電解池反應(yīng)。放電過程中原池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電過程中電池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)。第6頁,共43頁，2024年2月25日，星期天5．電離平衡、水解平衡和溶解平衡應(yīng)題中注意的問題(1)書寫電離平衡、水解平衡、溶解平衡方程式時要用可逆號連接。(2)分析離子的存在形式時要考慮弱酸弱堿的電離和離子能否發(fā)生水解。

(3)分析離子濃度大小時要考慮酸堿鹽對水電離的影響。

(4)利用溶度積常數(shù)分析沉淀是否能完成轉(zhuǎn)化時，要考慮溶解平衡式中陰陽離子系數(shù)與溶度積常數(shù)關(guān)系，溶度積大的其溶解度不一定大。第7頁,共43頁，2024年2月25日，星期天6．分析圖表與作圖時應(yīng)注意的問題(1)仔細分析和準確畫出曲線的最高點、最低點、拐點和平衡點。(2)找準縱坐標與橫坐標的對應(yīng)數(shù)據(jù)。(3)描繪曲線時注意點與點之間的連接關(guān)系。(4)分析表格數(shù)據(jù)時，找出數(shù)據(jù)大小的變化規(guī)律。第8頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)速率與化學平衡有關(guān)綜合題[例題1已知CO2可以生產(chǎn)綠色燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－187.4kJ/mol。300℃時，在一定容積的密閉容器中，c(CO2)＝1.00mol/L，c(H2)＝1.60mol/L開始反應(yīng)，結(jié)果如下圖所示，回答下列問題：第9頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(1)使用催化劑I時，反應(yīng)在10小時內(nèi)的平均反應(yīng)速率：v(H2)＝______mol/(L·h)。(2)下列敘述正確的是________。A．當容器內(nèi)氣體的密度不再改變時，反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)B．充入氬氣增大壓強有利于提高CO2的轉(zhuǎn)化率C．CO2

平衡轉(zhuǎn)化率，在上述反應(yīng)條件下，催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ高D．催化效率：在上述反應(yīng)條件下，催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ高第10頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，計算此反應(yīng)在300℃時的平衡常數(shù)(寫出計算過程)。

(4)將上述平衡體系升溫至400℃，平衡常數(shù)：K(400℃)______K(300℃)(填“<”、“＝”或“>”)。(5)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－242.8kJ/mol，則反應(yīng)2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝________kJ/mol。

解析：本題考查化學反應(yīng)速率、化學平衡狀態(tài)的建立、圖像分析、化學平衡常數(shù)應(yīng)用與計算等。第11頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

(1)從圖讀數(shù)知10小時內(nèi)CO2消耗量為1.00mol/L×18%＝0.18mol/L，反應(yīng)速率計算式v(CO2)＝Δc(CO2)/t＝0.18mol/L÷10h＝0.018mol/(L·h)，v(H2)＝3v(CO2)＝3×0.018mol/(L·h)＝0.054mol/(L·h)。

(2)A項正確，該密閉容器的容積一定，無固體和液體參加反應(yīng)，無論反應(yīng)達到平衡與否，其氣體密度均不變化；B項錯誤，氬氣不參加反應(yīng)，容器的容積一定，充入氬氣不改變反應(yīng)物、生成物的濃度，對平衡不產(chǎn)生影響；C項錯誤，催化劑的使用同等程度改變正、逆反應(yīng)速率，不影響平衡移動；D項正確，據(jù)圖知，使用催化劑Ⅱ使反應(yīng)達到平衡時間比使用催化劑Ⅰ短，故催化效率更高。第12頁,共43頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)0.054(2)AD(3)

答：略。(4)<(5)－353.6起始濃度/mol·L－1

1.00

1.60

0

0變化濃度/mol·L－1

0.20

0.60

0.20

0.20平衡濃度/mol·L－1

0.80

1.0

0.20

0.20＝0.050(mol·L－1)－2第13頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

【變式訓練】1．尿素[CO(NH2)2]是首個由無機物人工合成的有機物。

(1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為：____________________________。

(2)當氨碳比＝4時，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如下圖所示。①A點的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)__________B點的正反應(yīng)速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。第14頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

解析：(1)利用CO(NH2)2中C∶N＝1∶2，用觀察法寫出化學方程式，同時圖像中t≥60min時達到平衡狀態(tài)，即該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

(2)①A點未達平衡，B點達到平衡，從圖像得v逆(CO2)<v正(CO2)。②平衡時CO2轉(zhuǎn)化率為60%，令n(NH3)＝4mol，n(CO2)＝1mol，則有n消耗(CO2)＝0.6mol，n消耗(NH3)＝1.2mol，NH3的轉(zhuǎn)化率＝×100%＝30%。第15頁,共43頁，2024年2月25日，星期天利用平衡原理的圖表分析與作圖綜合題

[例題2]甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸氣重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學反應(yīng)如下：反應(yīng)過程化學方程式焓變ΔH(kJ/mol)甲烷氧化CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)－802.6CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)－322.0蒸氣重整CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)＋206.2CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)＋165.0第16頁,共43頁，2024年2月25日，星期天回答下列問題：(1)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝_____kJ/mol。

(2)對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可表示平衡常數(shù)(記作KP)，則反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2

(g)的KP＝____________________；隨著溫度的升高，該平衡常數(shù)______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)從能量的角度分析，甲烷自熱重整方法的先進之處在于____________________________。(4)在某一給定進料比的情況下，溫度、壓強對H2和CO物質(zhì)的量分數(shù)的影響如下圖：第17頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

①若要達到H2物質(zhì)的量分數(shù)>65%、CO的物質(zhì)的量分數(shù)<10%，以下條件中最合適的是______。A．600℃、0.9MPaC．800℃、1.5MPaB．700℃、0.9MPa D.1000℃、1.5MPa第19頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

②畫出600℃、0.1MPa條件下，系統(tǒng)中H2物質(zhì)的量分數(shù)隨反應(yīng)時間(從常溫進料開始計時)的變化趨勢示意圖。(5)如果進料中氧氣量過大，最終導致H2

物質(zhì)的量分數(shù)降低，原因是______________。第20頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

解析：(1)[CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)

ΔH1＝＋165.0kJ·mol－1]－[CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH2＝＋206.2kJ·mol－1]得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，ΔH＝－41.2kJ·mol－1。

(2)反應(yīng)式中水是氣體，要列入計算平衡常數(shù)的表達式中，用壓強代替濃度，其列式方法和用濃度列式相同。第21頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(4)①該讀圖題要注意比較不同要求下對應(yīng)溫度與質(zhì)量分數(shù)關(guān)系，同時滿足H2和CO的要求。根據(jù)圖1，H2物質(zhì)的量分數(shù)>65%，在0.1MPa時溫度要接近550℃，在0.9MPa時溫度要接近700℃，在1.5MPa時溫度要接近750℃。根據(jù)圖2，CO的物質(zhì)的量分數(shù)<10%，在0.1MPa時溫度低于650℃即可，在0.9MPa時溫度低于700℃即可，在1.5MPa時溫度低于725℃即可，選項B符合要求。

(5)氧氣量過大時，H2會部分被O2氧化。第22頁,共43頁，2024年2月25日，星期天答案：(1)－41.2增大

(3)系統(tǒng)內(nèi)甲烷的氧化反應(yīng)放出熱量，為甲烷蒸氣的吸熱重整反應(yīng)提供了所需的能量

(4)①B②

(5)甲烷氧化程度過高，氫氣和氧氣反應(yīng)(合理即可)第23頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

【變式訓練】

2．汽車尾氣中的CO、NOx已經(jīng)成為大氣的主要污染物，使用稀土等催化劑能將CO、NOx、碳氫化合物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ/mol；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－221.0kJ/mol；

ΔH＝－393.5kJ/mol。①尾氣轉(zhuǎn)化的反應(yīng)之一：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2

(g)ΔH＝_______________。－746.5kJ/mol第24頁,共43頁，2024年2月25日，星期天②請在下面的坐標圖中畫出這個反應(yīng)在反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進行必要的標注。

(2)在容積相同的兩個密閉容器內(nèi)(裝有等量的某種催化劑)，分別充入同量的NOx及C3H6，在不同溫度下，同時發(fā)生以下反應(yīng)：第25頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

并分別在t秒時測定其中NOx的轉(zhuǎn)化率，繪得圖像如下圖所示： ①從圖中可以得出的結(jié)論： 結(jié)論一：從測定NOx

轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)中判斷，相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化效率比NO2的低；第26頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

結(jié)論二：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②在上述NO2和C3H6反應(yīng)中，提高NO2轉(zhuǎn)化率的措施有__________(填字母)。A．加入催化劑C．分離出H2O(g)B．降低溫度

D．增大壓強BC在250℃～450℃時，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，450℃～600℃時NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小或450℃，

NOx與C3H6的反應(yīng)達到平衡，且正反應(yīng)是放熱反應(yīng)第27頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

化學反應(yīng)焓變、電化學基礎(chǔ)與化學平衡常數(shù)綜合題 [例題3]碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式。

(1)甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活。已知：①2CH4(g)＋3O2(g)===2CO(g)＋4H2O(l)

ΔH1＝－1214kJ/mol；②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH2＝-566kJ/mol。則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式：_________________。第28頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(2)①將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負極的電極反應(yīng)式：____________________________________。②某同學利用甲烷燃料電池設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示)，通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是______(填序號)。

A．電源中的a一定為正極，b一定為負極

B．可以用NaCl溶液作電解液

C．A、B兩端都必須用鐵作電極

D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑第29頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2

(g)＋H2

(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

②實驗1中，以v(H2)表示的平均反應(yīng)速率為_________________________________。實驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minH2OCOCO21650241.652900120.433900120.41①該反應(yīng)的正反應(yīng)為_______(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。第30頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

③實驗2中，達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為__________________________________________________________________。 ④實驗3跟實驗2相比，改變的條件可能是_________________________________________________(答一種情況即可)。

(4)將2.4g碳在足量氧氣中燃燒，所得氣體通入100mL3.0mol/L的氫氧化鈉溶液中，完全吸收后，溶液中所含溶質(zhì)為____________________。第31頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

解析：(1)[①式－②式]/2，得CH4燃燒的熱化學方程式，其中ΔH＝-890kJ·mol－1。

(2)①該電池是燃料電池，還原劑CH4在負極失去電子被氧化，在堿性環(huán)境中生成碳酸根和水。②該裝置沒有說明是在A極附近，還是B極附近先產(chǎn)生白色沉淀，不能判斷A、B是如何連接電源的正、負極。當用Fe作陽極時，可用NaCl溶液作電解液。該裝置的陰極可以用其他不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的導電材料作陰極，不一定要Fe。

第32頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(3)①從表格中數(shù)據(jù)看，低溫時CO2的平衡量大于高溫時CO2的平衡量，故判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。②v(H2)＝v(CO2)＝1.6mol/(2L×5min)＝0.16mol/(L·min)。③達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率＝0.4mol/2mol×100%＝20%。答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝-890kJ·mol－1(2)①CH4－8e－＋10OH－===＋7H2O

②BD(3)①放②0.16mol/(L·min)

③20%

④使用了催化劑或增大了壓強(4)NaHCO3、Na2CO3第33頁,共43頁，2024年2月25日，星期天【變式訓練】3．德國人哈伯在1909年發(fā)明的合成氨的反應(yīng)原理為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298K時，ΔH＝－92.4kJ·mol－1，試回答下列問題：

(1)在298K時，將10molN2和30molH2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924kJ？__________________________________________________________________________________________________。因為該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，10mol

N2和30molH2不可能完全轉(zhuǎn)化，所以放出的熱量小于924kJ第34頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

(2)如右圖在一定條件下，將1molN2與3molH2混合于一個10L密閉容器中，反應(yīng)達到A平衡時，混合氣體中氨占25%，試回答：①N2的轉(zhuǎn)化率α(A)為________；

②在狀態(tài)A時，平衡常數(shù)KA＝__________________(代入數(shù)值的表達式，不寫出具體數(shù)值)；當溫度由T1變化到T2時，KA_____KB(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)下圖是實驗室模擬工業(yè)合成氨的簡易裝置。簡述檢驗有氨氣生成的方法：____________________________________________________________________________________________。40%>用濕潤的紅色石蕊試紙放在導管口處，若試紙變藍，說明有氨氣生成

第35頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

在1998年希臘亞里士多德大學的Marmellos和Stoukides采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H＋)，實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨，其實驗裝置如圖。陰極的電極反應(yīng)式：_______________________________________________。N2＋6e－＋6H＋===2NH3第36頁,共43頁，2024年2月25日，星期天(3)能證明Na2SO3溶液中存在

和質(zhì)子數(shù)均相同，則M的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______________。

(2)硫酸鋁溶液與過量氨水反應(yīng)的離子方程式為：________________________________________。水解平衡的事實是______(填序號)。

A．滴入酚酞溶液變紅，再加入H2SO4溶液紅色褪去

B．滴入酚酞溶液變紅，再加入氯水后紅色褪去

C．滴入酚酞溶液變紅，在加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色褪去

(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族，化合物Cu2X和Cu2Y可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(其中D是纖維水解的最終產(chǎn)物)：電解質(zhì)電離平衡與水解平衡綜合題第37頁,共43頁，2024年2月25日，星期天

①非金屬性：X______Y(填“>”或“<”)。 ②Cu2Y與過量濃硝酸反應(yīng)有紅棕色氣體生成，化學方程式為：_______________________________________________。

(5)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進行2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)反應(yīng)，按下表數(shù)據(jù)投料，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，測得體系壓強升高。簡述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系：____________。物質(zhì)ABCD