2020高考化学冲刺核心素养微专题8化学反应原理综合题解题策略练习含解析

1、 化学反应原理综合题解题策略1.审题步骤(1)步骤 1:浏览全题,明确已知和所求,挖掘解题切入点。(2)步骤 2:对于化学反应速率和化学平衡图象类试题,读懂图象,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。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。对于电化学类试题,首先判断是原电池还是电解池,然后分析电极类别,书写电极反应式,按电极反应式进行相关计算。对于电解质溶液类试题,要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)步骤 3:针对题目中所设计的问题,联系相关理论进行逐个作答。2.答题模板【典例】2

2、019 年 10 月 1 日,中华人民共和国成立 70 周年阅兵中,由 7 个型号导弹方队组成的战略打击模块驶过天安门,东风-41 导弹方队行进在地面受阅方队的最后。东风-41 弹道导弹是中国研发的第四代战略导弹,也是最新的一代。导弹的推进剂分液体推进剂与固体推进剂 ,东风-41 弹道导弹采用最新的固体推进剂。1 (1)液体推进剂主要含有液态肼(n h )。已知42n (g)+2o (g) 2no (g)222h=+67.7 kj mol ,-1n h (g)+o (g) n (g)+2h o(g)22422h=-534 kj mol ,-1则肼与 no 完全反应的热化学方程式为 。2(2)无

3、色气体 n o 是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一,n o 与no 转换的热化学方程式42422为no(g) 2no (g) h=+24.4 kj mol-1242将一定量 no 投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是42_。a.v (n o )=2v (no )正24逆2b.体系颜色不变c.气体平均相对分子质量不变d.气体密度不变达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次到达平衡时,则混合气体颜色_(填“变深”“变浅”或“不变”),判断理由 _。平衡常数 k 可用反应体系中气体物质分压表示,即 k 表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压物质的量分数 (例如:p(no )

4、=p x(no )。写出上述反应平衡常数 k 表达式2总2p_(用p 、各气体物质的量分数x表示)。总在一恒温恒容的容器中,发生反应 n o (g) 2no (g),下列图象正确的是_。224上述反应中,正反应速率v =k p(n o ),逆反应速率v =k p(no ),其中2正正24逆逆2k 、k 为速率常数,则k 为_(以k 、k 表示)。若将一定量 n o 投入真空容器中恒p正逆正逆2 4温恒压分解(温度 298 k、压强 100 kpa),已知该条件下k =4.8正2 10 s ,当no 分解 10%时,v =_kpas 。4-1-12 4正真空密闭容器中放入一定量 n o ,维持总

5、压强p 恒定,在温度为t时,平衡时 n o 分解百分2 402 4率为a。保持温度不变,向密闭容器中充入等量 n o ,维持总压强在 2p 条件下分解,则 n o 的2 402 4平衡分解率的表达式为_。(3)一种以肼(n h )为燃料的电池装置如图所示。该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料,2 4以提高电极反应物在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,以空气中的氧气作为氧化剂,koh 溶液作为电解质。负极上发生的电极反应为 _ ;电池工作时产生的电流从_电极经过负载后流向_电极(填“左侧”或“右侧”)。【审题流程】明确目标套原理,应用基础准确答:【解析】(1)n (g)+2o (g

6、)22no (g)22h=+67.7 kj mol-11n h (g)+o (g)2 4n (g)+2h o(g)222h=-534 kj mol-12依据盖斯定律:2-得到:2n h (g)+2no (g)2 43n (g)+4h o(g)222h=-1 135.7 kj mol 。-1(2)a.应是 2v (n o )=v (no )时反应达到平衡状态,故 a 错误;b.体系颜色不变,说明二氧正2 4逆2化氮浓度不变,反应到达平衡状态,故 b 正确;c.混合气体总质量不变,随反应进行混合气体总物质的量增大,平均相对分子质量减小,当气体平均相对分子质量不变时,反应到达平衡状3 态,故 c 正

7、确;d.混合气体的总质量不变,容器的容积不变,气体密度始终不变,故 d 错误,正反应是吸热反应,其他条件不变,温度升高平衡正向移动,c(no )增加,颜色加深。2由题目信息可知 ,用某组分 (b)的平衡压强 (p)表示平衡常数为生成物分压的系数次幂乘b积与反应物分压系数次幂乘积的比,n o(g)22no (g)的平衡常数k=。42pa.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,图象不符合,故 a 错误;b.n o 的物质42的量越大 ,压强越大 ,正反应方向进行的程度越小 ,no 的转化率越小 ,图象符合 ,故 b 正42确;c.no 的物质的量越大,压强越大,逆反应方向进行的程度越大,则

8、 no 的百分含量越小,图22象不符合,故 c 错误;d.h与反应方程式中化学计量数成正比,h不随 no 的物质的量的变2化而变化,故 d 错误。平衡时正逆反应速率相等,由v =k p(n o ),v =k p(no ),联立可得k=,当no2p正正24逆逆22 4分解 10%时,设投入的 n o 为1 mol,转化的 n o 为 0.1 mol,则:2 424n o(g)42no (g) 物质的量增大n2212-1=10.1 mol0.1 mol故此时p(no )=100 kpa= 100 kpa,则v =4.810 s 100 kpa4 -1正243.910 kpas 。-16在温度为 t

9、时,平衡时 no 分解百分率为a,设投入的 n o 为 1 mol,转化的 no 为 a mol,24242 4则:no (g)42no (g)22起始量(mol):变化量(mol):平衡量(mol):1a02a1-a 2a故w(no )=,w(no )=,2424 则平衡常数k=p0保持温度不变,平衡常数不变,令 n o 的平衡分解率为y,则:24,解得y=。0(3)通入燃料的电极为负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为n h +4oh -4e n +4h o。原电池工作时,电流由正极经导线流向负极,则由右侧流向左侧。-2422答案:(1)2n h (g)+2no (g)23n (

10、g)+4h o(g) h=-1 135.7 kj mol-12422(2)bc 变深 正反应是吸热反应,其他条件不变,温度升高平衡正向移动,c(no )增加,颜2色加深b3.910 6(3)n h +4oh -4e-n+4ho 右侧 左侧2-242.据报道,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外还有以下两种:水蒸气重整:ch (g)+h o(g)4co(g)+3h (g) h=+205.9 kjmol-1221co(g)+h o(g)2co (g)+h (g)22h=-41.2 kjmol

11、-12二氧化碳重整:ch (g)+co (g)42co(g)+2h (g) h 223则反应自发进行的条件是_,h=_kjmol 。-13.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为n (g)+3h (g)22nh (g)。32(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始 n、h 分别为 0.1 mol、0.3 mol 时,平衡225 后混合物中氨的体积分数()如图所示。 其 中 ,p 、 p 和 p 由 大 到 小 的 顺 序 是 _, 其 原 因 是123_ 。若分别用 v(n )和 v(n )表示从反应开始至达平衡状态 a、b 时的化学反应速率 ,则

12、a2b2v(n )_v(n )(填“”“0、s0, h-tspp;123123压强越大、温度越高,反应速率越快;a 点压强、温度都低于 b,所以v(n ) pp 温度相同时,增大压强,化学平衡向正反应123方向移动,故平衡混合物中氨的体积分数越大则对应压强越大 6.210 ,即 cn 的水解常数大于 hcn 的电离常数,所以溶液-5 -10 -呈碱性。(2)反应器中发生的主要反应的化学方程式为6nacn+feso +cacl4na fe(cn) +caso 6244+2nacl,硫酸钙微溶于水,操作 a 是过滤,所得滤渣 1 的主要成分是硫酸钙;加入碳酸钠除去溶液中少量的钙离子,滤渣 2 的主

13、要成分是碳酸钙。(3)经过滤后在滤液中加入 kcl 可转化成 k fe(cn) ,4kcl+na fe(cn)4k fe(cn) +4nacl,46466说明相同温度下 k fe(cn) 溶解度小于 na fe(cn) 。4466(4)加入 kcl 得到 k fe(cn) 沉淀。将 k fe(cn) 沉淀分离出来需经过滤、洗涤、干燥等操作。4466(5) 实 验 室 中 k fe(cn) 可 用 于 检 验 fe , 检 验 fe 反 应 的 离 子 方 程 式 为3+3+46k +fe(cn) +fe3+kfefe(cn) ;难溶盐 kfefe(cn) 可用于治疗 tl so 中毒,离子反2

14、+4-6664应方程式为kfefe(cn) +tl+tlfefe(cn) +k 。+66(6)由图可知,电子从负极流向正极,则 a 为负极,b 为正极,则 k 移向催化剂 b;a 为负极,+发生氧化反应,则催化剂 a 表面发生反应:fe(cn) -e4-fe(cn) 。3-66答案:(1)抑制 cn 水解 碱-k =h=9 =1.610 6.210 ,即 cn 的水解常数-5 -10 -大于 hcn 的电离常数,所以溶液呈碱性(2)caso4(3)相同温度下 k fe(cn) 的溶解度小于 na fe(cn)4466(4)过滤、洗涤、干燥(5)kfefe(cn) +tl6tlfefe(cn)

15、+k6+(6)bfe(cn) -e4-fe(cn) 6-3-62.中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,其反应如下:2ch (g)4c h (g)+2h (g) h0242化学键hhchc ccce(kjmol )a b c d-1(1)已知相关化学键的键能如上表,甲烷制备乙烯反应的 h=_(用含 a、b、c、d 的代数式表示)。(2)t 温度时,向 1 l 的恒容反应器中充入 2 mol ch ,仅发生上述反应,反应过程中 015 min14ch 的物质的量随时间变化如图 1,测得 1015 min时 h 的浓度为 1.6 moll

16、2-14010 min 内 ch 表示的反应速率为_moll min )。-1-14若图 1 中曲线 a、曲线 b 分别表示在温度 t 时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,1达到平衡过程中n (ch )的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是_(填“a”4或“b”)。15 min 时,若改变外界反应条件 ,导致 n(ch )发生图中所示变化 ,则改变的条件可能是4_(任答一条即可)。(3)实验测得:v(正)=k c(ch ),v(逆)=2正410 k c(c h )c(h )其中 k 、k 为速率常数仅与温度有关,t 温度时 k 与 k 的比值为2逆242正逆1正逆_(填数值)。若将温

17、度由t 升高到t,则反应速率增大的倍数v(正)_v(逆)(选12填“”“=”或“0,反应为吸热反应,焓变为正值,反应焓变h=242反应物总键能-生成物总键能=(8b-c-4b-2a)kjmol =+(4b-c-12a) kjmol ;-1(2)t 温度时,向 1 l 的恒容反应器中充入 2 mol ch,仅发生上述反应,测得 1015 min 时14h 的浓度为 1.6 moll ,物质的量为 1.6 mol,反应达到平衡状态,此时消耗甲烷物质的量-121.6 mol,010 min 内 ch 表示的反应速率v= =0.16 moll min ;-1 -14若图 1 中曲线 a、曲线 b 分别

18、表示在温度 t 时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,1达到平衡过程中 n(ch )的变化曲线,催化剂表面积越大反应速率越快,达到平衡所需时间越4短,其中表示催化剂表面积较大的曲线是 b;15 min 时,若改变外界反应条件,导致 n( ch )发生图中所示变化,物质的量随时间变化减4小,说明平衡正向进行,反应为气体体积增大的吸热反应,升高温度或减小压强,平衡正向进行,符合图象变化;(3)v(正)=k c(ch ),v(逆)=k c(c h )c(h )其中k 、k 为速率常数仅与温度有关,温度22正4逆242正逆不变平衡常数不变,反应达到平衡状态时,正逆反应速率相同得到,t 温度时k 与k 的比值1正逆=k,测得 1015 min时 h 的