第一部分熱點專題突破板塊Ⅲ化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、速率與平衡大題突破(二)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、速率和平衡綜合題的解題策略真題導(dǎo)航考情分析目錄CONTENTS大題通關(guān)練（二）化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、速率和

平衡綜合題高考必備突破訓(xùn)練1.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,可通過石油化工和煤化工等工業(yè)路線合成。(1)石油化工路線中,環(huán)氧乙烷(EO)水合工藝是一種成熟的乙二醇生產(chǎn)方法,環(huán)氧乙烷和水反應(yīng)生成乙二醇,伴隨生成二乙二醇(DEG)的副反應(yīng)。主反應(yīng):EO(aq)+H2O(l)===EG(aq)

ΔH<0副反應(yīng):EO(aq)+EG(aq)===DEG(aq)體系中環(huán)氧乙烷初始濃度為1.5mol·L-1,恒溫下反應(yīng)30min,環(huán)氧乙烷完全轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。①0~30min內(nèi),v總(EO)=

mol·L-1·min-1。

②下列說法正確的是

(填序號)。

a.主反應(yīng)中,生成物總能量高于反應(yīng)物總能量b.0~30min內(nèi),v總(EO)=v總(EG)c.0~30min內(nèi),v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1d.選擇適當(dāng)催化劑可提高乙二醇的最終產(chǎn)率0.05cd

①代表α=0.6的曲線為

(填“L1”“L2”或“L3”);原因是___________________________________________________________________________________。L1

該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,固定平衡轉(zhuǎn)化率增大

<=12解析

(2)①由題目信息知,該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),同一溫度下,增大壓強,平衡正向移動,則α增大,故L1、L2、L3分別代表α=0.6、0.5、0.4的曲線。②由圖可知,壓強相等時,溫度越高則對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α越小,即平衡逆向移動,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。③M、N兩點對應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率相等,則平衡時各組分物質(zhì)的量分數(shù)均相等,故Kx(M)=Kx(N);D點對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5,根據(jù)題給信息知,該反應(yīng)按化學(xué)計量比進料,設(shè)起始加入2

mol

CO、3

mol

H2,列三段式:

2.(2024·重慶卷)高辛烷值的汽油可提升發(fā)動機的抗爆震性能,異構(gòu)烷烴具有較高的辛烷值。(1)在密閉容器中,n-C5H12(正戊烷)發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng),可同時生成i-C5H12(異戊烷)和t-C5H12(新戊烷),其平衡常數(shù)Kp隨溫度的變化如下表所示。①體系平衡后,增加壓強,反應(yīng)1的平衡

(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)。

②456K平衡時,i-C5H12和t-C5H12的體積比值為

。

③根據(jù)上表數(shù)據(jù)推斷t-C5H12

i-C5H12為吸熱反應(yīng),其推斷過程是______________________________________________________________________________________________________________________________________。不移動2

C①陽極上生成Pb(CH2CH3)4的電極反應(yīng)式為

。②為了實現(xiàn)陰極產(chǎn)物的循環(huán)利用,電解一段時間后,需在陰極區(qū)不斷加入適量的CH3CH2Cl,其原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

陰極MgCl+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鎂單質(zhì):MgCl++2e-===Mg+Cl-,在陰極區(qū)不斷加入適量的CH3CH2Cl,發(fā)生反應(yīng)CH3CH2Cl+Mg===CH3CH2MgCl,實現(xiàn)陰極產(chǎn)物的循環(huán)利用③為減少鉛污染,Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一種潛在替代品,其電解合成的原理如圖所示(Pt/C為催化劑)?？偡磻?yīng)化學(xué)方程式為

;

外電路轉(zhuǎn)移1mol電子時,理論上可生成(CH3O)2CO的物質(zhì)的量為

mol。

2CH3OH+CO2===(CH3O)2CO+H2O0.5題目特點:試題一般聚焦符合時代特征的熱點主題命制,圍繞相關(guān)主題解決實際問題。試題命制不僅關(guān)注知識的深度考查,而且更注重知識的融合拓展,如適度融合有機、實驗或結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容?？疾榻嵌?考法常考題點基礎(chǔ)考法1.計算ΔH和目標(biāo)熱化學(xué)方程式的書寫;2.化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算綜合考法1.速率平衡中歸因類簡答題;2.化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計算;3.電極反應(yīng)式和電池方程式的書寫、電化學(xué)的有關(guān)計算應(yīng)用創(chuàng)新考法1.結(jié)合圖像分析影響反應(yīng)速率和平衡的因素;2.根據(jù)表格或圖像求解速率和平衡常數(shù);3.借助反應(yīng)原理考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、理清兩類問題二、建構(gòu)四種思維模型1.蓋斯定律運算“加和法”(1)確定目標(biāo)反應(yīng)中的物質(zhì)存在于哪個已知熱化學(xué)方程式中及所處的位置與化學(xué)計量數(shù)。(2)根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)調(diào)整已知反應(yīng)的方向、計量數(shù)和焓變。(3)根據(jù)調(diào)整好的已知熱化學(xué)方程式進行加和運算,進而確定目標(biāo)熱化學(xué)方程式或焓變(ΔH)。2.電化學(xué)“二模型”(1)原電池模型(2)電解池模型3.速率與平衡的計算“三段式”(1)根據(jù)題意在反應(yīng)的下方確定或設(shè)定有關(guān)起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量(這里的量可以是物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、分壓等)。(2)根據(jù)題中所求的物理量的表示式代入上述有關(guān)量進行換算或計算。在進行有關(guān)計算時,要注意對單位的要求。4.速率和平衡的圖像分析——“二步”模型第一步:通過讀圖識圖獲取有用信息第二步:對獲取的圖像信息進行加工處理(對圖像信息加工處理的角度如圖所示)1.(2025·山東卷)利用CaS循環(huán)再生可將燃煤尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化生產(chǎn)單質(zhì)硫,涉及的主要反應(yīng)如下:恒容條件下,按1molCaS、1molSO2和0.1molH2投料反應(yīng)。平衡體系中,各氣態(tài)物種的lgn隨溫度的變化關(guān)系如圖所示,n為氣態(tài)物種物質(zhì)的量的值。已知:圖示溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅱ平衡常數(shù)K=108基本不變。回答下列問題:(1)反應(yīng)4H2(g)+2SO2(g)4H2O(g)+S2(g)的焓變ΔH=

(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。

(2)乙線所示物種為

(填化學(xué)式)。反應(yīng)Ⅲ的焓變ΔH3

0(填“>”“<”或“=”)。

(3)T1溫度下,體系達平衡時,乙線、丙線所示物種的物質(zhì)的量相等,若丁線所示物種為amol,則S2為

mol(用含a的代數(shù)式表示);此時,CaS與CaSO4物質(zhì)的量的差值n(CaS)-n(CaSO4)=

mol(用含a的最簡代數(shù)式表示)。

ΔH1+ΔH2H2O<

150a

增大減小

2.(2024·北京卷)HNO3是一種重要的工業(yè)原料?？刹捎貌煌牡粗苽銱NO3。(1)方法一:早期以硝石(含NaNO3)為氮源制備HNO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4(濃)+NaNO3===NaHSO4+HNO3↑。該反應(yīng)利用了濃硫酸的性質(zhì)是酸性和

。

(2)方法二:以NH3為氮源催化氧化制備HNO3,反應(yīng)原理分三步進行。難揮發(fā)性①第Ⅰ步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。②針對第Ⅱ步反應(yīng)進行研究:在容積可變的密閉容器中,充入2nmolNO和nmolO2進行反應(yīng)。在不同壓強下(p1、p2),反應(yīng)達到平衡時,測得NO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。解釋y點的容器容積小于x點的容器容積的原因________________________________________________________________。x、y點NO轉(zhuǎn)化率相同,p1>p2,壓強對容器容積的影響大于溫度的影響(3)人工固氮是高能耗的過程,結(jié)合N2分子結(jié)構(gòu)解釋原因

。

方法三為N2的直接利用提供了一種新的思路。N2中存在氮氮三鍵,鍵能高,斷裂時需要較大的能量大題通關(guān)練(二)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、速率和平衡綜合題1.(2025·湖北荊州階段練)我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一、該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng):(1)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有

。

A.增大CO2與CH4的濃度,反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加B.移去部分C(s),反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動C.加入反應(yīng)a的催化劑,可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率D.降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小(2)重整反應(yīng)體系中,除碳(C)外沸點最高的物質(zhì)為

(寫化學(xué)式)。

ADH2O解析

(1)A.增大CO2和CH4的濃度,對于反應(yīng)a、b、c來說,均增大了反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大,正確;B.C為固體,移去部分C(s),反應(yīng)物和生成物的濃度均沒有發(fā)生改變,反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率均不變,反應(yīng)c、d、e的平衡不移動,錯誤;C.催化劑可以同等條件下增大正逆反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài),平衡轉(zhuǎn)化率不變,錯誤;D.降低溫度,體系的總能量降低,正、逆反應(yīng)速率均減小,正確。(2)重整反應(yīng)體系中,除碳(C)外,水常溫下為液態(tài)而其他物質(zhì)均為氣態(tài),則沸點最高的物質(zhì)為H2O。

e

1668%

(4)CO2用途廣泛,寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途:

。做冷凍劑或人工降雨解析

(4)固態(tài)CO2即為干冰,干冰升華吸熱可使周圍環(huán)境的溫度降低,用于冷凍劑或人工降雨均是利用其物理性質(zhì)。2.(2025·菏澤一模)TiCl4用于制備海綿鈦和鈦白粉。一定條件下,可利用金紅石(TiO2)、C和Cl2反應(yīng)制得,涉及主要反應(yīng)如下:回答下列問題:(1)ΔH3=

kJ·mol-1。

+173(2)若在100kPa下,足量的TiO2、C和Cl2發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡后,氣相中TiCl4、CO和CO2摩爾分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。結(jié)合上圖分析,實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度選擇800~1000℃的原因是__________________________________________________________________________________。200℃時若向平衡體系中通入少量Cl2,TiO2氯化反應(yīng)的化學(xué)平衡將

(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”),Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率_______(填“增大”“減小”或“不變”)。1200℃時,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=__________kPa。

其他條件不變時,溫度低于800℃,反應(yīng)速率慢,高于1000℃,TiCl4的摩爾分數(shù)顯著降低正向移動不變3600(3)一定條件下,若向15L恒容容器中加入5molTiO2與15mol碳粉,通入10molCl2發(fā)生上述反應(yīng),不同時間測得混合體系內(nèi)各物理量見下表:

t/min10203040n(Cl2)/mol62.511n(C)/mol121099p(CO)∶p(CO2)2∶11∶11∶11∶1已知起始總壓強為6MPa,10min時,體系總壓強為

MPa;0~20min內(nèi),用TiCl4壓強變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率v=

MPa·min-1。

6.60.11253.(2025·八省聯(lián)考四川卷)甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯是提高甲烷附加值的一項重要研究課題,其涉及的反應(yīng)如下:回答下列問題:(1)C2H6氧化生成C2H4的熱化學(xué)方程式④為_________________________________________________,反應(yīng)的ΔS

0(填“>”“<”或“=”),反應(yīng)

(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。

(2)CH4氧化偶聯(lián)生成C2H4分步進行,C2H6和C2H4的選擇性隨反應(yīng)時間的變化關(guān)系如圖所示,第一步反應(yīng)的產(chǎn)物為

。

2C2H6(g)+O2(g)

2C2H4(g)+2H2O(g)ΔH=-210kJ·mol-1>能C2H6(3)恒壓進料,原料氣的n(CH4)∶n(O2)對CH4轉(zhuǎn)化率與C2H6、C2H4、CO2選擇性的影響如圖所示,根據(jù)本研究課題的目的,n(CH4)∶n(O2)在

(填“2~3”或“3~4”)更優(yōu),其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2~3n(CH4)∶n(O2)為2~3時,乙烯的選擇性遠大于乙烷的選擇性,而n(CH4)∶n(O2)為3~4時,乙烯的選擇性與乙烷的選擇性相差不大,且n(CH4)∶n(O2)為2~3時CH4的轉(zhuǎn)化率大解析

(3)由圖可知,n(CH4)∶n(O2)為2~3時,乙烯的選擇性遠大于乙烷的選擇性,而n(CH4)∶n(O2)為3~4時,乙烯的選擇性與乙烷的選擇性相差不大,且n(CH4)∶n(O2)為2~3時CH4的轉(zhuǎn)化率大,所以甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯時n(CH4)∶n(O2)為2~3時更優(yōu);

416

4.(2025·福建廈門一模)CO2-CH4催化重整是減緩溫室效應(yīng)、實現(xiàn)碳中和的重要方式,其主反應(yīng)為CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)

ΔH,反應(yīng)體系還涉及以下副反應(yīng):(1)主反應(yīng)的ΔH=

kJ·mol-1。

+247解析

(1)由蓋斯定律可知,反應(yīng)ⅰ+ⅱ-ⅲ得到主反應(yīng),則反應(yīng)焓變ΔH=(+75.0

kJ·mol-1)+(+41.0

kJ·mol-1)-(-131.0

kJ·mol-1)=+247

kJ·mol-1;(2)我國學(xué)者對催化重整的主反應(yīng)進行理論研究,提出在