2023版高三一轮总复习化学（鲁科版）教案：第7章 大阶段高考总结(四) 化学反应原理

焚皿殿底雪曜舞化学反应原理

高考命题分析

本阶段的化学反应原理的内容较多，难度较大，命题点多。主要包括化学

反应与能量、化学反应速率与平衡和水溶液中的离子反应与平衡。主要命题的

方向有①反应热和盖斯定律的有关计算，②化学平衡常数的有关计算与应用，

③水溶液中的图像分析，④新型化学电源的分析。本阶段涉及的试题题型有选

择题也有非选择题，试题的难度大，区分度高，复习时要注意方法的总结和领

悟。

高考热点再现

热点一反应热和盖斯定律的有关计算

土典例引领

【典例1】（2021•淄博模拟）我国学者研究反应C6H6（g）+CH30H（g）=

C7H8（g）+H2O（g）在固体酸催化剂HB表面进行的反应历程如图所示，其中吸附

在HB表面的物种用*标注。下列说法正确的是（）

反应历程

A.总反应的\H=+61.4kJmol-1

B.反应①的AH大于反应④的AH

C.反应历程中能量变化最大的步骤为反应⑤

D.决速步骤的化学方程式为HB+CH3OH*==CH3B+H2O*

D［根据图示，总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反

应，A/7=-61.4kJ-moF1,A项错误；反应①的AH=-109.9kJmoF1,反应

④的AH=-66.4kJ-mori-25.5kJmor'=-91.9kJmoF1,反应①的小于

反应④的A",B项错误；根据图示，反应历程中反应①中反应物和生成物能量

相差最大，能量变化最大，C项错误；决定反应速率的步骤为活化能最大的反应，

即反应②，化学方程式为HB+CH3OH*=CH3B+H2。*,D项正确。］

【典例2】已知：①3co(g)+6H2(g)=CH30cH2cH3(g)+2H2O(g)A"i

=akJ-mol-1

1

②CH30cH2cH3(g)+CO(g)=CH3COOCH2cH3(g)\H2=bkJ-moF

1

③CH3coOCH2cH3(g)+2H2(g)=2CH3cH20H(g)\H3=ckJ-moF

1

则@2CO(g)+4H2(g)=CH3cH20H(g)+H2O(g)\H=kJ-moF

(用含a、b、c的式子表示)。

［解析］根据盖斯定律可知反应④=到学星则A”,"一

。+力+c

=~2~

a+b+c

［答案

2

V知能升华

豕nrrnamynnm................................................................................

1.催化剂的催化原理能量图

分析这两步反应可以看出，由于Eal>Ea2,第1步反应是慢反应，是决定整

个反应快慢的步骤，称为“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就

越快。因此对总反应来说，第1步反应的活化能反1就是在催化条件下总反应的

活化能。

2.盖斯定律的应用

⑴实质

AH=A"i+A“2=A%+A”4+A"5

（2）应用盖斯定律进行简单计算的注意事项

①设计合理的反应过程。

②当反应方程式乘以或除以某数时，A”也应乘以或除以该数。

③反应方程式进行加减运算时，A”也要进行加减运算，且计算过程中要带

④在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状

态由固f液一气变化时，会吸热；反之会放热。

⑤当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号

相反。

V即学即练

"I同”1I■—...........................................................................

1.（2021•济南模拟）环己烷（C6H㈤有椅型、半椅型、船型、扭船型等多种结

构，不同结构的势能不同，它们的相对势能如图所示。下列说法错误的是（）

A.上述四种结构中，椅型结构最稳定

B.C6H］2（椅型，1）==C6H12（船型，I）A"=+28.9kJ・mori

C.相同条件下，椅型转化成扭船型的速率比逆向转化的快

D.加热有利于椅型转化成扭船型

C［题给四种结构中，椅型结构的能量最低，因此椅型结构最稳定，A项

正确；根据图示可得C6H12（椅型，l）=C6H12（船型，1）A/7=+28.9kJmoF1,

B项正确；根据图示，椅型转化为扭船型的活化能比逆向转化的活化能大，因此

椅型转化为扭船型的速率比逆向转化的速率慢，C项错误；椅型转化为扭船型为

吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于椅型转化为扭船型，D项正确。］

2.利用CO2制取甲醛的反应的热化学方程式为CO2（g）+2H2（g）=CH2O（g）

+H2O(g)

AM=-6kJmo「。

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A“2

相关化学键的键能数据如表所示。

化学键—0=0―H—H—O—H

键能/(kJ・mo「)498436464

(l)CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)\H=o

⑵下列表示制取甲醛反应的能量变化示意图正确的是(填字母)。

［解析］(1)根据AH=反应物的总键能一生成物的总键能可知，2H2(g)+

,-1

O2(g)=2H2O(g)A/72=(2X436kJmo「+498kJ-moF)-(4X464kJmol)

=—486kJ-mol1,由盖斯定律知A£?=A//2—AATi=_486kJ-mol1—(—6

kJmoF,)=-480kJmoF1.,(2)制取甲醛反应是放热反应，反应物总能量大于生

成物总能量；物质越稳定，其能量越小，所以液态产物的能量小于气态产物的，

则a正确。

［答案］(1)-480kJ-mo「(2)a

热点二化学平衡常数的有关计算

--典例引领

•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

【典例3】(2021•青岛模拟)用N%可以消除NO污染：4NH3(g)+

6NO(g)-5N2(g)+6H2O(1)A//<0O

(1)某条件下该反应速率V正=k正・C4(NH3>C6(NO),v逆=4逆("(NzAc?HW)),

该反应的平衡常数爪=3则a=________,b—________o

代逆

(2)一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNH3和6molNO

发生上述反应，测得N%和N2的物质的量浓度随时间变化如图。

a点的正反应速率c点的逆反应速率(填“大于”“小于”或“等

于“)；测得平衡时体系压强为po,则该反应温度下o(用含po的

式子表示，只列式不用化简)

［解析］⑴由4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)可知K=

C“N2)

ci(NH?)-ci(NO)0某条件下该反应的反应速率v正=A正p4(NH3>c6(NO),v

oft

4-c(N2)-c(H2O),平衡时，vSL=V该反应的平衡常数K=鲁，代入解得。=5、

Z>=0o(2)由于a点的反应物浓度大于c点，a点的正反应速率大于c点的正反应

速率，而c点即将达到平衡状态，但此时o正>。迷，故a点的正反应速率〉c点的

逆反应速率。列三段式如下：

4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2。⑴

起始量/mol460

变化量/mol232.5

平衡量/mol232.5

平衡时各物质的总物质的量是Q+3+2.5)mol=7.5mol。故&=

p5（N2）

"（NH3"N。）—（都）4X（曲）6。

(亢PO)5

［答案］(1)50⑵大于-T~~：--一

(寿。"I声。A

V知型能升华.......................

“三段式”突破化学平衡的有关计算

mA(g)+〃B(g)upC(g)+qD(g)

起始/molab00

变化/molmxnxpxqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

(盛产(巧g

则有⑴平衡常数K=——--《——o

a-mxb-nx

(-i7-)'%(-V~)"

⑵平衡时A的物质的量浓度：

a-mx7

c平(A)=-y—mol-Lo

⑶A的转化率：a(A)=­X100%,A、B的转化率之比为a(A)：a(B)=

mx.nx

V-T0

V即学即练..................

3.(2021•枣庄模拟)在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入1molA,发

生反应：2A(g)=B(g)+C(g)。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示。下

列说法不正确的是()

A.反应在0〜50s的平均反应速率0(C)=1.6义IO-mol・L"s-i

B.该温度下，反应的平衡常数K=0.025

C.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c平(B)=0.09mol・L-i,则该反应

的A//<0

D.反应达平衡后，再向容器中充入1molA,该温度下再达到平衡时，A

的转化率不变

B［反应在0〜50s,C的平均反应速率o(C)=°"8黑工11.6X10-3

mokL's，，A正确；A的初始浓度c始(A)=T^"=0.50moFLF,该温度下,

-1-1

反应达到平衡时，c+(C)=0.10mol-L,c+(B)=0.10mol-L,c+(A)=0.50

mol-L-,-0.10mol-L-,X2=0.30mol-L-1,反应的平衡常数手

~0.11,B错误;升高温度，平衡时cMB)=0.09mol・L-i<0.10mol-L-i,则平衡

逆向移动，该反应的AH<0,C正确；反应达平衡后，再向容器中充入1molA,

相当于加压，平衡不发生移动，A的转化率不变，D正确。］

4.(2021-山东名校联考)已知：CH30H(g)+CHQH(g)的平衡转化率/%

inn_Y

H2O(g)==CO2(g)+3H2(g)A£T=+49kJ-moF'o为探究

60

反应条件对反应平衡的影响，将CH30H和H2O按物质…彳彳工

的量之比为1：1充入恒容密闭容器中进行实验，x、丫代I/：一

0X、X

表压强或温度。CH30H(g)的平衡转化率随X、Y的变化

关系如图所示。

(1)X代表的物理量是O

⑵判断Ki卜2(填“>"或),理由是

(3)在Xi、H条件下，设平衡时容器内的总压强为pkPa,该反应的平衡常

数%=［对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度

c平(B)也可表示平衡常数，记作Kv,其中p(B)=p・x(B),p为平衡总压强，x(B)

为平衡系统中B的物质的量分数，列出计算式即可］。

［解析］(1)从图像看，在y不变的情况下，随着X的增大，甲醇的平衡转

化率逐渐增大。该反应的正反应是吸热反应且是气体分子数增大的反应，故X

应为温度。(2)丫为压强，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小，

故匕>丫2。(3)假设起始时，CH30H和H2O的物质的量均为Imol,则列三段式

有

CH30H(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)

起始量/moli100

转化量/mol0.60.60.6

平衡量/mol0.40.40.6

1139

CHQH、H2O、CO.H2气体的物质的量分数分别为铲耳、而、正，代入

年和受和宝法/"P（CO2）X成H2）1卢乂（10

平衡常数表达式Kp-p（CH3OH）Xp（H2。）一

8X8

［答案］（1）温度（2）>该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度

前X（版

一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小(3)-

热点三水溶液中的图像分析

3伊一）

C.b点向C点变化过程中:减小

'c平(HB)c£OH-)

D.相同浓度的NaA、NaB混合溶液中：c平（Na+）>c平（A>c平（B>c平（OH

")>

c平W)

+41

D[1g^2=0,即cMA-)=c^(HA),Ka=c+(H)=1X10-mol-L-,

C平A)

A错误；c点溶液呈中性，HB的电离和B-的水解相互抵消，水的电离“不受影

响”，d点溶液呈酸性，HA的电离程度大于A-的水解程度，水的电离受到抑

制，B错误；1而给Wk分子、分母同时乘以C#H+)得出其值等于&普,

C平(HH)•。平(OH)Aw

温度不变，比值保持不变，C错误；HB的电离常数为lXl()-5moI・L-i,即HA

的酸性比HB强，则A-的水解能力比B-弱，NaA、NaB溶液均呈碱性，则相同

+

浓度的NaA、NaB混合溶液中，离子浓度：c+(Na)>c+(A-)>c+(B-)>c+(OH)>c

平

(H+),D正确。］

\,知能升华..................

对数图像中的离子浓度关系

将溶液中某一微粒的浓度［如C平(A)］或某些微粒浓度的比值嘴取常用对

c平

数，即lgc平(A)或1g曾兴，得到离子浓度对数图像。

c平⑼

1.破解对数图像的数据

⑴运算法则：lga5=lga+lg5、lg|=lga—lgZ>>1gl=0o

(2)运算突破点：如1g空察=0的点有c平(A)=C¥(B)；lgcMD)=0的点有

c平(b)

-1

c平(D)=lmol*Lo

2.破解对数图像的步骤

(1)识图像：观察横坐标、纵坐标的含义，看清每条曲线代表的离子种类以

及曲线的变化趋势，计算电离常数时应利用两种离子浓度相等的点，如1g噜

c平(b)

=0o

(2)找联系：根据图像中的坐标含义和曲线的交点，分析所给电解质的电离

平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。

(3)想原理：涉及电离平衡常数，写出平衡常数表达式，在识图像、想原理

的基础上，将图像与原理结合起来思考。

(4)用公式：运用对数计算公式分析。

即学即练

'.1—II“I叫博|I■—............................................................................................................

5.常温下，二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH与

离子浓度变化的关系如图所示，下列说法错误的是()

A.曲线M表示pH与1g霭导的变化关系

B.^a2(H2Y)=10-43mol-L-1

2+

C.a点溶液中：c平(H+)-c平(OIT)=2C¥(Y-)+C平(HY)—C¥(K)

D.交点c的溶液中：c平(H2Y)=C£Y2-)>CEHY-)>C£H+)

D国岫丫尸笔),随着pH增大，c"H+)减小，:常Y：增

C平(tizY)C平(H2X)

大，故曲线M表示pH与lgc*智七?的变化关系,A项正确；曲线N表示pH

C平(H2I)

Ig+-3-1

与WI))的变化关系，当pH=3时，c+(H)=10mol-L,lg

£±1-133",43

1.3,QM))=]0-L3,Ka2(H2Y)=^^^y^=10X10-mol-L=10~

mol-L-1,B项正确；a点溶液中存在电荷守恒：cMH+)+c斗驱+)=2。斗(丫2一)+

c+(HY-)4-c+(OH-),故cMH+)—C4OH-)=2C¥(Y2-)+CAHY-)-C#K+),C

项正确；交点c的溶液中：lgcfM=lgC*器、)=1.5,则CMH2Y)=J(Y2

C平(H2X)c礼X)

■)<

c+(HY),D项错误。]

6.(2021•烟台模拟)室温下，向Na2c03和NaHCCh的混合溶液中逐滴加入

BaCb溶液，溶液中Tgc平(Ba2+)与1g个/R))的关系如图所示(已知:H2CO3

-7-1-11-1

的&1、&2分别为4.2X10molL>5.6X10molL；BaCO3的&p为5X10

-9mol2-L-2)o下列说法正确的是()

(

8

巴

言

斗(HCOJ

60(COM

A.a点对应溶液中水的电离程度小于b

B.b点对应溶液的c平(HC03)=0.05molL-1

c平(COT>c£H+)

C.a-b的过程中，溶液中直增大

CT(H2CO3)

D.a点对应的溶液中一定存在：c平(Na+)+2c平(Ba2+)<3c平(HCOQ+

c平(3)

B[根据图中信息，由a到b时，c平(Ba2+)逐渐增大，BaCCh的Ksp不变，

所以cJCOT)浓度逐渐减小，溶液的pH减小，水的电离程度逐渐减小，所以

水的电离程度a>b,A错误;b点时，cMHCO3)=102cMeOF),c+(COF)=

jz5x]0—9

=1

c+(Ba^)10~~mol・Lr=5X10-4mol-L-,所以cMHCOn=l(12cMCO歹)

=0.05mol-L_1,B正确；afb的过程中，CO歹浓度减小，C£H+)增大，溶液

CMCOT>C*(H+)cMCOT>cMHCOn・c2(H+)人心2**7亦

+-+JKal

甲c+(H2co3)-c+(H2CO3)-c+(HCO3)-c+(H)c+(H)'小父，c斗

(H+)增大，所以)一直减小,C错误；a点溶液中cMHCOO=c平

+

(CO3)根据电荷守恒：C斗(Na+)+2c斗(Ba2+)+c+(H)=2c+(COD+c+(HCO；)

2++

+cMC「)+c¥(Oir),所以此时有：c“Na+)+2c+(Ba)+c+(H)=3c+(HCOJ)

-

+c+(CF)+c+(OH),又因为溶液显碱性，则CKH+)<C¥(OIT),所以：cMNa

+2+

)+2c+(Ba)>3c+(HCOD+c+(CF),D错误。]

热点四新型化学电源的分析

弋上典例引领

【典例5](双选)新型光能电池的原理是光照在表面涂有钉(Ru)基配合物

的纳米层TiO2上，这些涂层上的分子的电子受激发跃迁到激发态，失电子后，

自身变为氧化态，而对电极(又称光阴极)起到催化还原6、再生厂的作用。下列

关于该电池的叙述错误的是（）

A.该电池在光照射下，将电能转化为化学能

B.用该电池电解饱和食盐水，与对电极相连的一极生成氢气

C.电池总反应：17+2Ru2+==2Ru3++3I-

D.电池工作时，电解质溶液中「和13的浓度减小

C［由图可知，该装置为原电池。在光照下，发生化学反应产生能量，最

终转化为电能，A错误；由图可知，该装置工作时，对电极上n被还原为「，

则对电极为正极，用该电池电解饱和食盐水时，与之相连的电极为阳极，阳极

上不会产生氢气，B错误；该电池负极反应式为Ru2+—e-==Ru3+,正极反应式

为1,+2广==3「，总反应为R#+和6发生氧化还原反应生成RI>3+与r,C正

确；电池工作时，电解质溶液中「和后发生循环转化，浓度不会减小，D错误。］

V知能升4m华WCT.........................................

1-原电池的工作原理

/沿导线传递，有电流产生

氧化

2.分析新型化学电源的一般思路

-~n分析电源装置确定电极：根据反应原理、

电子流向、离子移向确定电极

、，分析电极反应原理：根据电极材料和电

第二步|一解质溶液成分.根据电池总反应等写出

或判断电极反应

2L।分析题目要求和各项答案•选出正确

三一答案

■,即学即练

VflHBHEsnsiim

7.《Science》报道了一篇电化学合成卤代属的研究，该研究以石墨为电极

Br

材料，HFIP-Et4NBF4为电解质，利用廉价的1,2一二漠乙烷（/^>）代替

Br

Br

Bo实现了丙烯（/\）的双滨化作用得到（CHBr）,其工作原理如图所示。

/\/

下列说法正确的是（

A.a为电源的正极

B.电解时，BL向X极方向迁移

Br

C.Y极的电极反应式为/\+2e-+2Br-=CHBr

/\/