易混易错15 化学反应原理-2023年高考化学三轮冲刺复习

查补易混易错15化学反应原理

高考直击/

化学反应原理主要考查热化学、电化学、化学反应速率和化学*衡、电解质溶液等主干理论知识，主要命

题点有盖斯定律的应用，反应速率和化学平衡的分析，化学平衡常数的表达式书写与计算，反应条件的分

析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。高考一般以与生产、

生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小题之间又有一定的独立性。主要考查学生的信息处理能

力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡思想”的核心

素养。

£&/易混易错归纳/

易错01反应热的计算

1.反应热计算的方法：

(1)艰据"两个''公式计算反应热：A”二E(生成物的总能量)一E(反应物的总能量)；△”二E(反应物的键能之和)

一E(生成物的键能之和)，利用键能计算反应热，需算清物质中化学键的数目。常见物质中所含共价键的数

目：Imol金刚石中含有2molC—C键，Imol硅中含有2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含有4molSi—O

键；1molP4中含有6moiP—P键，1molPKho(即五氧化二磷)中含有12moiP—O键，4molP=O键，1

molCH3cH3中含有6molC—H铤和1molC—C键。

⑵根据热化学方程式计算反应热：焰变与反应物的物质的量成正比。

(3)艰据盖斯定律计算反应热：若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的

fP—~»乙

焙变可通过这几个化学反应焰变的加减而得到，表示方法：丙，△止AM+A生。

2.热化学方程式的书写：

(1)热化学方程式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。

(2)物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“1”，固体用飞”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“广和“广。

(3)注意的单位、数值与符号。AH的单位为kJ.moir,如果化学计量数加倍，则△〃也要加倍，逆反应

的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。

⑷对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如①S(s,单斜)+

-1

O2(g)—SO>(g)A//i=-297.16kJ-mol；②S(s,正交)+Oz(g)==SO2(g)AH2=-296.83kJmoL；③S(s,单

斜)=S(s,正交)△”3=-0.33kJmo「。

3.根据盖斯定律计算反应热的方法：

⑴观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异，若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知

热化学方程式中作生成物，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的△“改变符号。

(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使己知热化学方程式中的化学计量数与目标热化学

方程式中的化学计量数一致，△”也同倍数变化。

(3)将已知热化学方程式相加或相减，热化学方程式中的A4同时相加或相减，得到目标方程式及反应热。

易错02化学反应速率和化学平衡

八a-…++…isAc(B)An(B)

1.化学反应速率的计算：WB)=-而一=——

(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。

(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。

(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等

于其化学计量数之比。

(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以体

积)，再进行计算。

2.外界条件对可逆反应的反应速率的影响：外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，

但影响程度不一定相同。

(1)当增大反应物浓度时，曾大，箕也瞬间不变，随后也增大：

(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；

(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；

⑷升高温度，和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；

(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。

3.平衡移动方向的判断：

(1)依勒夏特列原理判断。

⑵根据图像中正逆反应速率相对大小判断：若则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。

(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方

向移动。

(4)依浓度端(QJ规则判断：若某温度下&VK,反应向正反应方向进行；Qc>K,反应向逆反应方向进行。

4.化学平衡的计算：

（1）化学平衡常数：对于可逆化学反应〃，A（g）+〃B（g）=pC（g）+qD（g）在一定温度下达到化学平衡时，K

p

=：ia（C）（D（B））。另可用压强平衡常数表示：Kp=/,（C（A）），%（D（B））[p©为平衡时气体C的分压]。反

应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度不写进平衡常数表达式，但非水溶液中，若有水参加或

生戌，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式口；同一化学反应，化学反应方程式写法不

同，其平衡常数表达式及数值亦不同。书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则

就没有意义。

（2））依据化学方程式计算平衡常数：同一可逆反应中，K正水过=1；同一方程式中的化学计量数等倍扩大

或缩小〃倍，则新平衡常数K与原平衡常K间的关系是：《=不或”=血：几个可逆反应方程式相加，

得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。

〃如十wn八rrm、_L@表反应物的变化量.+3，十如生成物的实际产量

（3）转化率、产率及分压的计口：反应物转化率=反应物的起始量xlOO/o；产物1的V产率=生成物的理论产量

XKK）%：分压=点、压X物质的最分数。

5.化学反应速率、化学平衡图像:

（1））解题思路:

一看轴（即纵坐标与横坐标的意义），二看点（即起点、拐点、交点、终点），三

看图像看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），

五看量的变化（如浓度变化、温度变化等）

想规律看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律

作判断通过对比分析，作出正确判断

（2）分析方法：认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合；看清起点，分清反应

物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点；看清曲线的变

化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点；注意终点。例如，在浓度•时间图像上，

一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断：先拐先平数值大。

例如，在转化率-时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，比时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓

度大或压强大；定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

易错03沉淀溶解平衡和Ksp的应用

一般情况下，升高温度能促进沉淀的溶解，稀释使平衡向右移动；稀释后重新达到平衡时各离子浓度保持

不变。对于确定的物质来说，K、p只与温度有关；温度相同时，组成形式相同的物质，Kp较大者溶解度较大。

1.沉淀的生成或溶解的判断：若体系内Qc=K.p,体系处于溶解平衡状态；Qc>K、p,体系内会有沉淀析出；

Qc〈K,p,体系仍可溶解相应的溶质.

反应时间/ps04812t20

024403200360040004100

②i16(填“>"y'或“=”)o

⑶在恒温刚性密闭容器中，反应【、n均达到平衡的判据是(填标号)。

(4)在一定条件下，若反应I、H的转化率分别为98%和40%,则丙烯的产率为

(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。

温度/℃7008008301000

平衡常数1.671.111.000.59

①反应的△H0(填，y域“=”)。

②反应常在较高温度卜进行，该措施的优缺点是O

⑵该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。

①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是_____。

A.Pd膜对气体分子的透过具有选择性

B.过程2的AH〉。

C.加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离

D.H原子在Pd膜表面上结合为H?的过程为放热反应

③同温同压下，等物质的量的CO和H9通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%：若换成Pd膜反

应器，CO的平衡转化率为90%,则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为,,

(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。

①固体电解质采用(填“氧离子导体”或“质子导体

②阴极的电极反应式为。

③同温同压下，相同时间内，若进口I处n(CO)：n(H2O)=a：b,出口1处气体体积为进口I处的y倍，则

CO的转化率为____(用a,b,y表示)。

请回答：

⑴有利于提高CO?平衡转化率的条件是o

A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压

①下列说法正确的是___________。

②过程ii平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程出，结合平衡移动原理，解释CO物

质的量上升的原因

温度/℃48050()520550

7.911.520.234.8

R2.62.42.11.8

下列说法不正碰的是___________

A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应II的速率

⑴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。

下列说法正确的是______。

a.氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率

c.“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率

d.“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率

下列说法正确的是o

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

实验

1mnPq

22mnP2q

3mnO.lplOq

4m2nP2.828q

在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为0

a.有利于平衡正向移动b.防止催化剂中毒c.提高正反应速率

6.（2022・河北・高考真题）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。

⑵工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如卜.反应。

⑶氢氧燃料电池中氢气在（填“正”或"负”）极发生反应。

⑸甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,

则最可行途径为a-（用b勺等代号表示）。

CH2O

a(・C龌扁#3黑

Cl^OH(-CHOH)top.8

•b(-CHO%”

(-CH2OH)top•i

(-CO)top

•h

(-COH)fcc

,,,(f0)峪

0254~

CHQH脱氢个数

7.（2023・云南・统考二模）CCh与氢气在周载金属催化剂上可发生以下反应：

反应iii...........

可能的反应机理如下（M为催化剂）；

答下列问题：

⑴反应iii的化学方程式为。

（2）已知下列几种物质的标准摩尔生成焰（在lOlkPa时，由最稳定单质合成Imol指定产物时所放出的热品:）：

物质82(g)Hz(g)HCOOH(g)

标准摩尔生成拾ZklmoF393.510362.3

依据以上信息，尸。

①下列措施能提高CO?平衡转化率的是___________（填标号）。

A.降低温度B.再充入ArC.分离出HCOOH

②673.15K,反应后体系中H2的分压为aMPa,则反应i的压力商计算式QP=MPa'o

③当温度高于673.15K,随温度升高，反应i与反应ii的反应速率相比，增加更显著的是反应（填

“『'或'1"），判断的理由是。

（4）若在Bi或Bi/CeCh催化剂表面还原CCh生成HCOOH,模拟经历两种中间体的能量变化如图所示。

HCOOH的合成更倾向于通过生成中间体，且___________（填“Bi”或“Bi/CcCh"）的催化活性更

优异。

8.（2023•江西•校联考二模）金山银山不如绿水青山，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格

局、推动高质量发展的内在要求。

⑴二甲醛（CH30cH力被誉为“21世纪的清洁燃料，以82、出为原料制备二甲醛涉及的主要反应如下：

其中表示平衡时CH30cH3的选择性的曲线是一(填“①”或“②)温度高于3(X)℃时，曲线②随温度升高

而升高的原因是____________________O

②对于反应11的反应速率V=v正v^=kiTp(CO2)p(H2)ki2P(COHXFhO),其中k正、k他分别为正、逆反应速

率常数，p为气体的分压(分压=总压x物质的量分数)。

a.降低温度，k正ki£(填“增大”“减小“或“不变》

b.在一定温度和压强下的反应H,按照n(H2)：n(CO2)=l：1投料,CCh转化率为50%时。此:v(逆尸3：4,

用气体分压表示的平衡常数KP=°

⑵石化工业，常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。

7117,3

已知:25℃,H2CO3Kai=4.5xl0Ka2=4.7xlO；H2SKai=l.lxlOKa2=1.3xl0o请写出H2s与足量碳酸

钠溶液反应的离子方程式：。

⑶化工废水中常常含有以二甲胺(CH3”NH)为代表的含氮有机物，可以通过电解法将二甲胺转化为无毒无害

的气体排放，装置如图所示。

反应原理是：(i)Q在阳极转化为C12；

(ii)Ch在碱性溶液中歧化为CIO；

①写出电解池中阴极发生反应的方程式。

②电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜的原因是o

③当阴极区收集到6.72L(标况下)历时，阳极区收集到Nz的体积(标况下)是Lo

9.(2023.浙江.校联考一模)减少COz排放并实现COz的有效转化己成为科研工作者的研究热点。根据以下

两种常见的CO2利用方法，回答下列问题：

⑴在钉配合物催化作用下采用“C02催化加氢制甲酸”方法将CO2资源化利用.

⑴已知：298K时，部分物质的相对能量如表所示，NH=kJ,rnol',该反应在_____(填“高温”、“低温”

或者“任意温度”)易自发进行。

物质

CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)HCOOH(g)

相对能量3930242110423.9

(II似氧化锢(1皿。3)作催化剂，采用“C02催化加氢制甲醇”方法将CO2资源化利用。反应历程如下：

ii.CCh与比在活化的催化剂表面同时发生如下反应：

(2)某温度下，在恒容密闭反应器发生以上反应，下列能说明反应①达到平衡状态的是一(填标号)。

A.v正(%)：v」(CH3OH)=3：I

R.混合气体的平均摩尔质量保持不变

C.混合气体的密度保持不变

D.CH30H(g)的分压保持不变

⑶增大CO2和H2混合气体的流速，可减少产物中H?0(g)的积累，从而减少催化剂的失活，请用化学方程

式表示催化剂失活的原因：o

(4)ii中反应①、②的lnK(K代表化学平衡常数)随"xl()3(T代表温度)的变化如图所示

若233-251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析温度高于235℃时图中曲线下降的原闪。

⑹恒温恒压密闭容器中，加入2moic0?和4m01小，同时发生反应①和反应②，初始压强为po,在300%：

发生反应，反应达到平衡时，C02的转化率为50%,容器体积减小20%,则反应②用平衡分压表示的平衡

常数KP=(保留两位有效数字)。

10.(2()23•山东同泽•统考二模)丙醛是一种重要的有机原料，在许多领域都有广泛的应用。在错催化剂作

用下，乙烯城基合成丙醛涉及的反应如下：

已知：在一定条件卜一氧化碳能与错催化剂结合生成狼基错络合物。

回答下列问题：

参考答案

⑵A

(2)190>

⑶ad

(4)58.8%

(3)a.FhO的分压不变，则C3H6的分压也不变，反应1、II各组分分压不变，反应1、II均达到平衡，a

正确：

b.反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，不

能作为反应I、n均达到平衡的判据，b错误；

故选ado

(5)①反应I为气体体积增大的吸热反应，反应II为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应I正向

移动，逐渐增大，反应I【逆向移动，Qp逐渐减小，即反应I为平衡曲线为N,反应II平衡曲线为M；在

35CC恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应I而言，相当于增大生成物浓度，使得乌>勺，即

增大，反应I的状态最有可能对应图中的甲；

(2)Pd膜能选择性分离出Hz,平衡正向移动，平衡转化率增大BD1:8

②优点是升高温度，反应速率较快；峡点是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产物的转化率

较低；

（2）①Pd膜能选择性分离出Hz,平衡正向移动，平衡转化率增大；

②A.Pd膜只允许H?通过，不允许CO?通过，对气体分子的透过具有选择性，A正确；

故选BD；

（3）①电解时，一氧化碳和水从均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，则氢气要在阴极产生，

故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子，氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气，故固体电

解质应采用质子导体；

③根据三段式：

4.（DC

【详解】（1）反应I为气体体积增大的吸热反应，反应I【为气体体积不变的吸热反应，△H>0,升高温度，

平衡右移，CH«平衡转化率增大：降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故杓利于提高CO?平衡转化

率的条件是高温低压；答案选C；

答案选BC；

答案选C。

5.⑴能

⑵高低

⑶ab

（4）a

（5）1a

（6）Fe3d6

（2）温度越高，反应速率越快，所以高温有利于提高反应速率；因为正反应为放热反应，所以低温有利于

提高平衡转化率。答案为：高；低；

（3）a.因为正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨

的平衡产率，a正确；

c.合成氨反应的正反应为放热反应，“热Fe”高于体系温度，不利于提高氨的平衡产率，c不正确；

d.温度升高，可提高合成氨反应的速率，所以''冷Ti”低于体系温度，不利于提高合成氨反应速率，d不正

确；

故选ab。答案为：ab；

b.催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡产率，所以同温同压下，复合催化剂不能提高氨的平衡产率，

b不正确；

c.虽然图中显示温度高反应速率快，但温度高到一定程度后，复合催化剂活性就可能不变或变低，c不正

确：

故选a。答案为：a：

a.在合成氨过程中，需要不断分离出氨，有利于平衡正向移动，a正确；

b.氨是在该催化剂的催化作用下生成，不会使催化剂中毒，b不正确；

c.分离出氨，并没有增大反应物的浓度，所以不会提高正反应速率，c不正确；

故选a。答案为：1；a；

【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时，可采用均摊法。

6.(1)H:(g)+y0>(g)=H2O(1)A//=286kJ,mol'

⑶负

2

(4)CnH2n+2(6n+2)e+(3n+l)O=nCO2+(n+l)H2O

(5)a—>b—>e—>h—>j

(2)①A.增加CHMg)用量可以提高H20(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意；

B.恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应I的化学平衡

正向移动，能提高CH«(g)平衡转化率，B符合题意；

C.移除CO(g),减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应I的化学平衡正向移动，能提高CH«g)平衡转化

率，c符合题意；

D.加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH』(g)平衡转化率，D不符合题意；

综上所述，上述操作中，能提高CHMg)平衡转化率的是BC：

(3)燃料电池中的燃料在负极发生氧化反应，因此，氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应；

(4)在允许02自由迁移的固体电解质燃料电池中，CnH2n+2在负极发生氧化反应生成C6和H2O,电极反

2

应式为CnH2n+2(6n+2)e+(3n+l)O=nCO2+(n+l)H20；

(5)由图示可知，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,且能垒越低，活化能越小，越容易进

行，根据图示可知，其可行的途径为：a-b-e-h-j。

(2)+31.21kJmoP

(4)HCOO*Bi/CeOz

【详解】(1)据图可知,COKg)还可以和Fh(g)反应生成HCHO(g),根