化学反应原理综合题（讲）-2023年高考化学二轮复习（新高考专用）原卷版

专题15化学反应原理综合题

卫考纲考情

亥题型通常以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景，综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因

素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池原理及其电极反应式

的书写、水溶液中的离了平衡等知识，甚至还融合考查氧化还原反应、离了反应，涉及知识点较多，但各个小

题又比较相府独'九题目的综合性强，化学信息较多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能

力、应用化学知识解决实际问题的能力。

⑥考点梳理

一、化学能与热能、电能的相互转化

化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常与能量图像，电化学装置图为背景进

行综合考查，一般难度中档。

近几年高考的命题角度主要有①根据能量图像判断焰变②结合盖斯定律进行bH计算或书写热化学方

程式；③结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析；④书写一定背景下的电极反应式；

⑤一定条件的电化学计算等。预测今后高考命题盖斯定律的应用和一定背景的电极反应式的书写仍会是命题的

热点.

1.审题策略

⑴利用盖斯定律确定热化学方程式或熠变△〃时要做到：①明确待求热化学方程中的反应物和生成物；②

处理已知热化学方程式中的化学计量数和焙变；③登加处理热化学方程式确定答案。

(2)对电化学中的电极反应式的书写要做到：

①根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”；

②明确电极；

③根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。

(3)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。

2.答题策略

(1)对书写热化学方程式要注意

①注明状态；

②△”的符号与单位；

③△“与化学计量数的一致性。

（2）对电极反应式的书写要注意

①配平（原子守恒、电荷守恒、电子守恒）；

②产物粒子在介质中能存在：

③得、失电子要填准，得电子写（十比一），失电子写（一〃e）。

（3）对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。

【方法技巧】利用盖斯定律计算反应热的两种方法

（1）虚拟途径法：先根据题意虚力转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。

（2）加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。流程

如下：

二、化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算

叱学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容，试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析

能力和解题能力，综合性较强，一般难度为中档。

近几年高考的命题角度主要有⑴外界条件对反应速率、平衡移动的判断；（2）平衡状态的判定：（3）化学平衡

常数的定义式、影响因素和含义的理解；（4）反应速率、平衡常数、转化率的相关计算；（5）平衡常数的应用；（6）

反应速率和平衡图像的综合分析。预测今后高考对反应速率的计算、平衡常数的行为计算和应用仍是命题的重

中之重。

1.审题策略

⑴对于图像分析要明确三步①“一看”——看图像。a.看面：弄清纵、横坐标的含义。b.看线：弄清线的走向、

变化趋势及线的陡与平。c.看点：弄清曲线上点的含义，特别是一挖特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、

拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线:

如等温线、等压线等。②••二想”一想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

③“三判断，，—得结论。通过对比分析，作出正确判断。

（2）对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量：一是起始量（物质的量或浓度）二是变化量，三是

平衡量；用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。

（3）对化学平衡状态的比较分析时要审清两个条件：①恒温恒容；②恒温恒压。

2.答题策略

（1）利用“三段式”计算n、a、K时，要特别注意用什么时量，用什么物理量计算，心中要清楚，如计算平衡

常数K时，不能用平衡时的物质的量，而用平衡时的物质的量浓度代入。

（2）在填写某些物理量时要注意单位。

（3）在填空时要注意题中要求。

（4）在判断K变化时只考虑温度是否变化。

（5）利用改变容器容积（p改变）判断平衡移动时，要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。

【方法技巧】化学反应速率、平衡的常规图像题的解题方法

即分析可逆反应方程式,观察物质的

状态、气态物质分子数的变化（正反应

看特点.是气体分子数增大的反应,还是气体

步分子数减小的反应）、反应热（正反应

是放热反应，还是吸热反应）等

一看面（纵、横坐标的意义）

第识图像二看线（线的走向和变化趋势）

~*三看点（起点、拐点、终点）

四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线）

五看量的变化（如浓度变化、温度变化）

第联想外界条件对化学反应速率、化学

三些平衡移动的影响规律，特别是影响因

步

素的适用条件等

图表与规律整合。逐项分析图表，重

第

四些邕点看图表是否符合“逆反应的特点、

步一外界条件对化学反应速率和化学平衡

移动的影响规律

三、水溶液中离子平衡试题的综合判断

水溶液中的离子平衡是高考的热点内容，试题呈现的形式多种多样，如表格形式、图像形式和实验形式。

题目难度往往较大，综合性较强，思维性较强。

近几年高考的命题角度主要有①水溶液中水的电离程度判断；②水溶液的酸碱性；③酸碱反应过程中离子

浓度的大小比较；④电离常数、水的离子积、水解常数、K$p的关系及其计算；⑤某些溶液中离子浓度的大小比

较；@pH曲线的理解与应用等。预测今后高考仍会以溶液中水的电离程度、离子浓度人小比较、c（H+）H2O和

pH的计算为重点进行命题。

1.审题策略

⑴对于溶液中水电离程度的判断时要做到：①明确酸、碱溶液(抑制水电离)还是水解呈酸性或碱性的盐溶

液(促进水电离)；②酸、碱电离出的c(H')或c(OK)越大，对水电离抑制越大；水解生成的c(H+)或c(OH)越大,

对水电离促进越大。

(2)对同一溶液中不同粒子浓度比较时，要做到：①明确单一溶液还是混合液；②分析溶液中溶质粒子的电

离和水解问题包括程度大小；③分析溶液中粒子的来源途径；④理解溶液中的两守恒(电离守恒和物料守恒)及

应用.

(3)对于溶液中某些常数的应用要知道下列关系：①Kw=aH+>c(OH)

②HA-H-+A-的翟，),

③人一+比0-HA+OH-的Kh="OH/：HA)

④际专

。(丫一)K(XY)

⑤XY(s)+Z(aq)=XZ(s)+Y-(aq)的

2.答题策略

(1)在守恒式中要注意系数不能遗漏。

①在列电荷守恒式时，注意离子所带电荷的多少，不要简单地认为只是各离子浓度的相加，如2c(COT)的

系数“2”不可漏掉；

②在列物料守恒式时，离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2s溶液中的物料守恒式中，“2”表示c(Na+)是

溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。

(2)在比较溶液中某些离子大小时①不要忽略水的微弱电离，②不能违背电荷守恒和物料守恒，如氨水溶液

与盐酸混合液中不能出现c(NH；)>c(Cl")>c(H+)>c(OH)。

(3)对酸式盐、酸及其盐、碱及其盐的溶液分析时要注意分析电离程度和水解程度的大小。

(4)对水溶液的平衡常数计算时要做到①写准表达式：②根据题意寻找表达式中各粒子浓度。

四、实际工业生产中图像问题分类突破

1.控制反应条件的目的

(1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有

利的叱学反应进行。

(2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或

控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。

2.控制反应条件的基本措施

(1)控制化学反应速率的措施

通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控

反应速^笔。

(2)提高转化率的措施

通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化

率。

3.化工生产适宜条件选择的一般原则

条件原则

从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢

既要注意外界条件对速率和平衡影响的i致性.

从化学平衡移动分析

又要注意对二者影响的矛盾性

增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，

从原料的利用率分析

从而降低生产成本

从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等

从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制

4.平衡类问题需考虑的几个方面

⑴原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。

⑵原料的循环利用。

(3)产物的污染处理。

(4)产物的酸碱性对反应的影响。

⑸气体产物的压强对平衡造成的影响。

(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。

题型一反应热与水溶液的离子反应

例1.(2022•广东卷)铝及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

A.加入少量硫酸，溶液的pH不变

B.加入少量水稀样，溶液中离子总数增加

回答问题：

（5）溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平

衡的角度说明其原因___________，

题型二反应热与化学平衡

回答问题：

催化t=350℃t=400℃

剂

催化134

剂【0.8272245.22780

催化(133

剂II.2()77548932

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______O

③对于碳氯化反应：增大压强，平衡移动（填“向左”向右”或“不》温度升高，平衡转化率（填

“变大”“变小”或“不变”）。

题型三化学平衡与电化学

例3.（2022・湖南卷）2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：

①下列说法正确的是_______；

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C.平衡时的体积分数可能大于1

H2

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

（2）一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：

②再生塔中产生CO2的离子方程式为：

▲=【变式探究】（2021.湖南卷）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可

通过下面两种方法由氨气得到氢气。

方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键

946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下歹IJ问题:

A.25CB.125℃C.225℃D.325℃

（3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将O.lmolN%通入3L的密闭

容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是

（用图中a、b、c、d表示），理由是_______；

方法H：氨电解法制氢气

利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。

阴

离

子

交

换

膜

（4）电解过程中OH的移动方向为（填“从左往右”或“从右往左》

⑸阳极的电极反应式为

题型四反应热、化学平衡与电化学

例4.（2022・河北卷）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。

（2）工业上常用甲烷水蒸气重整制备氧气，体系中发生如下反应。

（3）氢氧燃料电池中氢气在______（填“正”或"负”）极发生反应。

【变式探究】（2021.河北卷）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化

碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

（1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据

如表：

物质C（石墨，s）⑴

H2(g)C6H6

燃烧热△〃(kJ・mo”285.8393.53267.5

⑴则25c时HMg）和C（石墨，s）生成C6H6⑴的热化学方程式为。

（2）雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CCh进一步和水反应，发生电离：

®CO2（g）=CO2（aq）

②CO2（aq）+H2C）⑴=H+（aq）+HCO；（aq）

25℃时，反应②的平衡常数为七。

溶液中CCh的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为ymol・U・kPai,当

大气压强为pkPa,大气中CCh（g）的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为moMJ（写出表达式，考虑

水的电离，忽略Heo?的电离）

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CCh（g）,再加入足量MHCCh（s）,欲使平衡时体系中水蒸

气的分压小于5kPa,CO2（g）的初始压强应大于kPa。

（4）我国科学家研究Li-CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—CO?电池中，Li为单质锂片，则该电池中的82在—（填“正”或"负”）极发生电化学反应。研究表明，

该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤

HI的离子方程式。

I.2CO2+2e=C2O,HCO”82+8；一

-+

1ILIV.CO3+2Li=Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。

I.CO2在碱性介质中电还原为壬丙醇（CH3cH2cH2OH）的电极反应方程式为。

I【.在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上CO2电还原为CO的反应进程中（H+被还原为H2的反应

可同时发生），相对能量变化如图.往此判断，COz电还原为CO从易到难的顺序为（用a、b、

C字母排序）。

题型五化学反应原理与物质结构与性质综合

回答下列问题：

（1）合成氨反应在常温下（填“能”或“不能”）自发。

针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。

卜.列说法正确的是。

b.同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率

c.温度越高，复合催化剂活性一定越高

'、、

验

1rq

/,

/

2

1

31

2n

41

在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为

a.有利于平衡正向移