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PAGE4/20专题03化学反应原理综合题内容导航【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解【解题精析·通技法】析典例,明思路,技法贯通破类题【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分命题·趋势·定位命题规律体现三大特征:一是知识融合深度化,打破模块壁垒,常见“热化学+速率、平衡”、“电化学+物质结构”、“速率+平衡+实验设计”多维度融合,综合难度显著提升;二是情境真实化,全部以工业生产、能源环保、前沿科研为背景(如CO₂催化转化、绿色制氢、新型电池研发),拒绝纯理论抽象题,凸显化学应用价值;三是能力进阶性,从“基础记忆”转向“信息解读→模型建构→定量计算→逻辑论证”高阶能力,图表数据(浓度-时间、转化率-温度压强)占比超80%,要求快速提取并整合信息。解题核心策略需把握五大维度:圈出“反应条件(恒温/恒容/绝热)、物质状态、目标设问”,明确考查模块与核心要求、根据情境匹配对应模型(热化学模型、三段式模型、电极模型、图像分析模型)、优先列核心公式,标注单位,分步计算避免疏漏,关键步骤保留计算过程、解释“条件选择/现象原因”时,用“条件→原理→结果”三段论表述,确保严谨、化学用语准确(方程式、符号、单位)、逻辑清晰、分点作答,避免口语化表达。2026年考向预计进一步强化学科交叉与创新思维:一是在情境设计上聚焦碳中和技术(CO₂催化转化制甲醇/燃料)、新型电池材料(固态电池、钠离子电池)、绿色化工(无溶剂反应、原子经济性)、生物基化学品合成等热点情境,素材多源自最新科研成果与工业实践;二是融合更深度,新增“原理+实验探究+结构性质”融合题型,如结合反应机理设计实验、通过晶胞结构分析反应活性、利用数字化实验数据验证平衡移动,强化“宏观辨识与微观探析”素养考查;三是计算更精准,增加多变量计算(如同时考虑温度、压强、催化剂对产率的综合影响)、有效数字规范、图表数据拟合分析,侧重考查定量计算的准确性与数据分析的深度;四是素养更凸显:强化绿色化学素养(原子利用率计算、污染治理原理、节能减排方案设计)、创新应用能力(工业条件优化、催化剂改良思路分析),减少纯记忆性考查。热点·设问·拆解热点设问01热化学(ΔH的计算、反应自发性判断)2025·贵州卷17(1)2025·海南卷16(2)2025·四川卷18(1)2025·湖南卷18(3)热点设问02有关反应速率、化学平衡的计算2025·广西卷17(4)2025·江西卷17(3)2025·四川卷18(4)2025·全国卷28(3)热点设问03有关反应机理的分析判断2026·浙江卷(2)(3)2025·江西卷17(2)(4)(5)2025·湖南卷18(4)①2025·贵州卷17(3)热点设问04有关速率、平衡图像分析2025·贵州卷17(2)2025·广西卷17(1)(3)2025·四川卷18(3)2025·重庆卷17(3)热点设问05电离/水解/溶解平衡2025·海南卷16(5)2025·浙江卷18(1)(2)②③④2025·重庆卷17(1)2025·江苏卷17(3)热点设问06电化学2025·天津卷16(5)2025·广西卷17(5)(6)2025·重庆卷17(2)2025·江苏卷17(2)②(i)热点设问07解释/分析原因类2025·海南卷16(1)(3)2025·四川卷18(2)2025·全国卷28(4)2025·天津卷16(4)热点设问08物质结构与性质2025·天津卷16(1)2025·浙江卷18(2)①2025·全国卷28(2)2025·广东卷19(1)热点设问01热化学(ΔH的计算、反应自发性判断)析典例·明思路【典例1】(2025·贵州卷·节选)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:(1)________,总反应的随温度T的变化关系如图,则总反应自发进行的温度条件为________。【典例2】(2025·四川卷·节选)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①②已知:为物质生成焓,反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。物质0回答下列问题:(1)生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为_______,_______0(填“>”“<”或“=”),反应在_______(填“高温”或“低温”)自发进行。研考点·通技法高考化学原理综合题中“热化学(ΔH的计算、反应自发性判断)”的考点及解题方法热化学是高考化学原理综合题的必考核心模块,常与速率平衡、电化学等融合考查,分值占比高且易失分。一、核心考点清单(必考+高频)1.ΔH的计算(5大核心方法)ΔH(焓变)是化学反应中生成物总能量与反应物总能量之差,核心计算方法覆盖教材基础与真题高频考法,具体如下:计算方法适用场景核心公式/依据真题考频键能法气态物质间的反应、已知键能数据ΔH=∑反应物总键能−∑生成物总键能100%(必考)盖斯定律法多步连续反应、未知反应焓变推导总反应ΔH=各分步反应ΔH之和(代数叠加)100%(必考)热化学方程式法已知热化学方程式、求目标反应ΔH方程式系数与ΔH成正比;反应逆向,ΔH符号相反95%(高频)燃烧热/中和热法已知燃烧热、中和热数据燃烧热:ΔH=可燃物物质的量×其燃烧热;中和热:强酸强碱稀溶液中和ΔH≈-57.3kJ/mol80%(中频)能量图像法反应能量变化曲线图、势能面图ΔH=生成物总能量−反应物总能量;活化能=过渡态能量−反应物能量90%(高频)2.反应自发性判断(2大核心维度)反应自发性由焓变(ΔH)、熵变(ΔS)、温度(T)共同决定,高考核心考查方向如下:(1)熵变(ΔS)基础判断①熵增(ΔS>0):气态物质物质的量增多、固体溶解、液体汽化、混乱度增加(如2SO2+O2⇌2SO3,ΔS<0;CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),ΔS>0)。②熵减(ΔS<0):气态物质物质的量减少、物质凝聚、混乱度降低。(2)吉布斯自由能(ΔG)核心判据①公式:ΔG=ΔH−TΔS(T为热力学温度,单位K,恒为正)。②判据规则:a.ΔG<0:反应自发进行;b.ΔG=0:反应达到平衡状态;c.ΔG>0:反应非自发进行(逆向自发)。③温度对自发性的影响(4类典型情况):ΔH符号ΔS符号自发性规律典型反应示例负(ΔH<0)正(ΔS>0)任何温度下均自发2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O负(ΔH<0)负(ΔS<0)低温自发,高温非自发NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)正(ΔH>0)正(ΔS>0)高温自发,低温非自发CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)正(ΔH>0)负(ΔS<0)任何温度下均非自发2CO(g)=2C(s)+O2(g)二、解题方法(分场景精准突破)1.ΔH计算的4大解题步骤(通用模板)(1)键能法计算步骤①梳理反应物、生成物的化学键类型与数目(明确断裂/形成的键);②查找对应化学键的键能数据(单位:kJ/mol);③代入公式计算:ΔH=断裂反应物总键能−形成生成物总键能;④标注状态(仅适用于气态反应)、写清单位。(2)盖斯定律法计算步骤(最核心、最易考)①目标反应梳理:明确反应物、生成物、中间产物,标注各物质状态与系数;②分步反应转化:将已知分步反应进行加减乘除变形,使分步反应叠加后等于目标反应(变形时ΔH同步同步乘除、符号反转);③焓变叠加计算:将变形后各分步反应的ΔH直接相加,得到目标反应的ΔH;④验证合理性:检查反应叠加是否正确、ΔH符号是否准确。核心技巧:“消中间产物”是关键,优先选择含中间产物最多的反应进行变形,避免多步计算出错。(3)热化学方程式法计算步骤①对比已知方程式与目标方程式的系数、物质方向;②对已知方程式进行“缩放(乘除系数)、翻转(反应逆向)”,使已知方程式叠加后等于目标方程式;③对应ΔH同步缩放、翻转,最终叠加得到目标反应ΔH。(4)能量图像法解题步骤①明确图像横纵坐标(横坐标:反应进程;纵坐标:能量);②找到反应物总能量、生成物总能量、过渡态能量(峰值);③计算ΔH:生成物总能量−反应物总能量;④分析活化能(过渡态能量−反应物能量)与反应吸放热的关联。2.反应自发性判断的3大解题步骤(1)基础判断(无需计算)①分析ΔH符号(吸放热:ΔH>0吸热,ΔH<0放热);②分析ΔS符号(气态物质的量变化、物质状态变化);③结合4类规律直接判断自发性(如“ΔH<0、ΔS>0,任何温度自发”)。(2)定量计算判断(真题高频考法)①计算ΔS:ΔS=∑生成物熵变−∑反应物熵变(熵变数据题目会直接给出);②代入ΔG公式计算特定温度下的ΔG(如“计算500K时的ΔG,判断反应是否自发”);③根据ΔG符号判断自发性,若ΔG=0则计算平衡温度(T=ΔH/ΔS)。(3)工业情境判断:结合工业生产实际,分析“自发性与实际反应的差异”(如:反应自发但速率太慢,需选择催化剂;反应非自发但通过电解等外界条件可实现)。三、易错陷阱汇总(尖子生必避)1.ΔH计算易错点(1)键能法忽略物质状态:仅适用于气态反应,固态、液态物质的键能不纳入计算(如H2O(l)的键能无法直接用于气态反应计算)。(2)盖斯定律法系数与ΔH不匹配:方程式系数扩大n倍,ΔH必须同步扩大n倍;反应逆向,ΔH符号必须反转(易错:仅反转符号,未调整系数)。(3)燃烧热法忽略可燃物计量数:燃烧热定义为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时的反应热,计算时需用可燃物物质的量×燃烧热(易错:直接用燃烧热乘以任意系数)。(4)热化学方程式法忽略中间产物:叠加时未消去中间产物,导致ΔH计算错误。2.自发性判断易错点(1)混淆“自发性与反应速率”:ΔG<0仅表示反应有自发趋势,不代表反应速率快(如常温下H2+O2反应ΔG<0,但速率极慢,需点燃触发)。(2)熵变判断错误:误将“物质种类增多”等同于“熵增”,忽略气态物质的量变化是核心(如2NO(g)+O2(g)=2NO2(g),物质种类增多但气态物质的量减少,ΔS<0)。(3)温度单位错误:计算ΔG时,T必须换算为热力学温度(K),T(K)=t(℃)+273(易错:直接用摄氏温度计算)。(4)忽略稳定氧化物:燃烧热计算中,可燃物的产物必须为稳定氧化物(如C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)),误写为不稳定产物会导致ΔH错误。破类题·提能力1.(2026·广东梅州·一模·节选)氧化亚氮()是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。(1)催化分解法可消除。一种Fe-Ru催化剂催化分解工业尾气,发生以下反应:
②根据盖斯定律,反应Ⅰ:的________(写出一个代数式即可)。③反应Ⅰ的________0(填“>”“<”或“=”),已知反应Ⅰ在任意温度可自发进行,则________0(填“>”“<”或“=”)。2.(2026·贵州遵义·模拟预测·节选)含碳化合物在自然界分布广泛,应用普遍。(1)根据下图用焓变表示碳的第一电离能:___________。热点设问02有关化学速率、化学平衡的计算析典例·明思路【典例1】(2025·贵州卷·节选)TiC是一种极具潜力的超高温结构材料,其制备总反应为:
反应步骤如下:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:(2)在恒容密闭容器中,加入1mol、5molC和8.4mol氢气,以从20℃升温至1500℃后保持恒温进行反应,测得剩余固体质量分数随时间t变化关系如图。已知:剩余固体质量分数③设Q点达平衡,总压为pkPa,则1500℃时总反应的________(分压=总压×物质的量分数,用含p的代数式表示)。【典例2】(2025·四川卷·节选)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①②(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛初始浓度为。①反应后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为,则甲醛的平均消耗速率_______。②溶剂中和浓度分别保持为,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为,生成乙二醇的平衡常数_______(科学记数,保留小数点后2位)。研考点·通技法高考化学原理综合题中“有关化学速率、化学平衡的计算”的考点及解题方法在化学反应原理综合大题中,化学速率与平衡计算是分值最高、陷阱最多、区分度最强的板块。它不仅考查数学运算能力,更强调对化学平衡移动原理的深度理解。一、核心考点公式清单(必考100%)必须要求学生倒背如流的公式体系,涵盖计算与判定两大维度。1.化学反应速率计算(v)公式类型核心公式适用范围易错警示定义式v=Δc/Δt=(Δt⋅Δn)/V已知浓度/物质的量变化、时间注意体积V是否变化(恒容/恒压)比例式vA:vB:vC=ΔnA:ΔnB:ΔnC=ΔcA:ΔcB:ΔcC已知一种物质速率,求其他必须等于化学计量数之比影响因素v∝cn(级数反应)、v∝e−Ea/RT浓度、温度、催化剂催化剂不改变平衡,只改变速率2.化学平衡核心计算(三段式法)这是解大题的万能钥匙,必须训练满分规范。设起始量为a、b,转化量为x,则:由上表可推导出以下核心导出公式:计算目标核心公式符号含义转化率(α)α(A)=(mx/a)×100%转化量/起始量平衡常数(K)K=[(px)p·(qx)q]/[(a−mx)m·(b−nx)n]浓度幂之积/反应物幂之积体积分数(φ)φ(A)=[(a−mx)/平衡总物质的量]×100%组分物质的量/总物质的量平均摩尔质量()=m总/n总总质量/总物质的量平均相对分子质量=∑φi⋅Mi各组分摩尔质量加权平均3.平衡常数(K)与温度的关系(1)吸热反应(ΔH>0):升温,K增大;降温,K减小。(2)放热反应(ΔH<0):升温,K减小;降温,K增大。注:K只受温度影响,与浓度、压强、催化剂无关。二、黄金解题方法(三步法与三模型)1.通用解题三步法(强制规范)(1)列三段式:根据题目数据,规范列出“起始-转化-平衡”表格。技巧:如果已知平衡常数求转化率,或已知转化率求平衡常数,必须列三段式。(2)找关系:利用化学计量数之比,建立转化量x与已知量的联系。(3)代公式:代入转化率、K、等公式求解。关键:计算K时,浓度必须代入平衡浓度,且单位需统一(通常省略)。2.三大高频计算模型针对不同题型,建立快速解题模型,提升尖子生做题速度。模型类型题型特征解题捷径等效平衡模型恒温恒容/恒压,不同起始投料达到同一平衡极值等效法:将生成物全部折算回反应物,与原起始量比较。压强/密度关联模型涉及混合气体密度、平均摩尔质量变化抓住质量守恒与物质的量变化,利用=m/n推导。多步竞争反应模型同一体系下多个平行反应(如主反应+副反应)原子守恒法:利用元素守恒建立物料方程,避免联立方程求解过慢。三、必考陷阱与易错点汇总(尖子生必避)1.计算类陷阱(1)单位换算失误:①Δc=Δn/V,题目常给质量或物质的量,勿忘体积V。②时间单位陷阱:题目给“分钟(min)”,计算v时必须换算为秒(s)。(2)K的表达式错误:①忽略固体、纯液体不写入表达式(浓度视为1)。②溶液中反应,溶剂水不写入;气相反应,分压代入。③陷阱:Kp(分压平衡常数)计算中,误把物质的量分数直接当作分压,忘记乘以总压P。(3)有效数字规范:计算结果保留两位小数或两位有效数字,未规范会被扣分。2.概念辨析陷阱(最高频失分)(1)速率vs平衡:①题目问“速率增大的原因”vs“平衡正向移动的原因”。②对策:升温/加压/加催化剂→速率均增大;但只有升温/浓度变化/移除产物→平衡移动。催化剂不改变平衡产率,只缩短时间。(2)K与α的关系:K变大→平衡正向移动→反应物转化率一定变大吗?①反例:对于N2+3H2⇌2NH3,增大N2浓度,平衡正向,但N2的转化率降低。②结论:只有温度改变导致的K变,才必然伴随转化率变;浓度改变导致的平衡移动,转化率需具体分析。四、速记口诀(助记)速率计算看时间,体积摩尔要换算。平衡解题三段式,起始转化平衡数。转化率是除起始,平衡常数幂之积。吸热升温K增大,放热降温产率提。催化剂只改速率,平衡移动看勒夏。破类题·提能力1.(2026·广东梅州·一模·节选)氧化亚氮()是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。2.(2026·广东汕头·一模·节选)由铁基催化剂催化合成气(CO和)费托反应制丙烷、丙烯体系,反应如下:反应a:
反应b:
体系仅考虑存在副反应:(6)300℃下,将合成气混入微量,以固定流速通入反应器。出口处测得产物选择性[选择性]随体积分数的变化关系如图2。①铁基催化剂,转化率为32%,产物烯烷选择性比为2。结合图2数据可知产率为______(保留2位有效数字,下同),选择性为______。②合成气混合体积分数,溴原子像催化剂上的“分子开关”,使的生成速率极慢。适当降低流速可使反应制丙烯、反应制丙烷达到平衡状态,转化率为75%,烯烷选择性比为4,忽略的存在。为物质的量分数平衡常数,用平衡时各组分的物质的量分数代替浓度,求反应a的平衡常数______。(写出计算过程,最后代入数据列出计算式即可)热点设问03有关反应机理的分析判断析典例·明思路【典例1】(2026·浙江卷·节选)某小组想用CO制取,反应如下:I.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答:(2)Pt因其原子结构特点,有良好的催化活性,是催化小分子反应的优异催化剂。某小组在250℃条件下,用Pt催化CO制取,反应如下:ⅣV
Ⅵ(过渡态)ⅦⅧ③在图中画出位置(虚线框内)_______。(3)某小组在其他条件不变的情况下采取某种措施,使反应温度由降为,相关反应如下:序号反应Ea(kJ/mol)a144b101c56d48e40f39g24h15i14①该研究小组采取的措施是_______。②请选出合理的反应并排序,补全反应历程:_______(填序号)。【典例2】(2025·江西卷·节选)与通过催化转化为高附加值化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(、)如下:Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ.Ⅴ.回答下列问题:(2)反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图),在A路径中,决速步骤的能垒是_______,反应Ⅰ的最优路径是_______(填标号)。(4)反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中*表示吸附态):①②③④⑤⑥⑦写出与第⑤步竞争的基元反应_______。(5)通过对负载的单原子催化剂进行掺杂,可调控催化剂选择性生成或,其示意图如下:ⅰ.写出Y的化学式_______。ⅱ.依据示意图,掺杂的催化剂可以提高Y的选择性,其原因是_______。研考点·通技法高考化学原理综合题中“有关反应机理的分析判断”的考点及解题方法在高考化学原理综合题与培优压轴题中,反应机理分析已成为区分顶尖学子与普通考生的核心分水岭。它要求学生从宏观现象深入微观本质,具备极强的逻辑推理与模型认知能力。一、核心考点全景图(必考方向)反应机理的考查核心在于“微观过程的宏观表达”,主要集中在以下四个板块:1.基元反应与反应历程(基础认知)(1)概念:①基元反应:一步完成的反应(反应物分子直接碰撞发生反应)。②反应机理:反应物转化为生成物所经历的基元反应序列。③决速步(Rate-determiningstep):反应机理中活化能最高的那一步基元反应,它决定了整个反应的速率。(2)高考设问:①给出多步反应方程式,指出决速步是哪一步。②描述反应中间产物的生成与消耗过程。2.催化机理与中间态(重难点)(1)核心特征:催化剂参与反应过程,生成中间产物(中间体),但在反应前后其质量与化学性质不变。(2)考查模型:①均相催化:催化剂与反应物处于同一相(通常为液相),中间产物稳定存在。②多相催化:反应物吸附在催化剂表面,发生反应后脱附(如Langmuir-Hinshelwood机理)。(3)高考设问:①分析催化循环图,指出催化剂的活性位点。②判断中间产物是否属于催化剂。3.反应速率与机理关联(核心考查)这是最具区分度的考点,将动力学数据与机理推测结合。(1)速率方程与级数:①若速率方程为v=k⋅cm(A)⋅cn(B),则m+n为总反应级数。②核心规律:决速步的反应物级数=速率方程中对应物质的级数。(2)高考设问:①已知速率方程,推测可能的反应机理(排除不合理选项)。②某步反应为决速步,求反应速率表达式。4.势能面图与活化能(可视化考查)(1)核心图像:反应势能变化曲线(ReactionProfile)。(2)关键解读:①峰高=活化能Ea(过渡态-反应物/中间体能量)。②谷值=中间体能量。③总焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量。(3)高考设问:①根据势能图判断哪一步是决速步。②计算多步反应的总活化能。二、解题模型(应试必背)1.决速步判断模型(最高频)——峰高决定论(1)势能图法:在反应历程-能量图中,峰值最高的步骤即为决速步(因为活化能最大,反应最慢)。(2)数据法:若某步基元反应的反应物级数与速率方程中的级数完全匹配,则该步为决速步。(3)典例:总反应A+2B→C,速率方程v=k⋅c(A)⋅c(B)。若机理第一步为A+B→I(慢),第二步为I+B→C(快),则第一步为决速步,与速率方程匹配。2.催化剂识别模型——“入”与“出”的守恒(1)写出总反应:将机理中的所有基元反应叠加(消去中间产物),看是否与题干总反应一致。(2)追踪物质:若某物质在第一步作为反应物消耗,在后续某一步作为生成物生成,且总量不变,则为催化剂。若先生成后消耗,则为中间产物。3.速率方程推导模型——前快后慢,近似平衡(1)适用范围:机理中第一步快速达到平衡,第二步决速且慢。(2)推导步骤:①设决速步速率为v=k2⋅c(中间体)⋅c(反应物)。②利用快速平衡步的平衡常数K=c(反应物)c(中间体),解出c(中间体)=K⋅c(反应物)。③代入决速步公式,消去中间体浓度,得到总速率方程。三、必考陷阱与易错点陷阱类型易错描述正确解读决速步陷阱决速步是反应物总能量最低的一步。错误。决速步是活化能(峰高)最高的一步,即过渡态与前一状态能量差最大的一步。催化剂陷阱催化剂不参与反应。错误。催化剂深度参与反应,形成中间产物,只是反应最终又生成了等量催化剂。中间体陷阱中间产物在反应过程中不出现。错误。中间产物在机理图中表现为能量的谷值(局部最低点),会短暂存在并被消耗。级数陷阱速率方程系数等于化学计量数。错误。速率方程系数(级数)由反应机理决定,与化学方程式的计量数无必然关系(只有基元反应才符合)。焓变陷阱总反应焓变等于各步活化能之差。错误。总焓变ΔH=E生成物−E反应物,与活化能路径无关。四、速记口诀机理分析看微观,基元反应一步路。决速步看峰高低,活化能高速度暮。催化参与中间出,最后再生是归宿。速率方程看级数,决速反应物为主。破类题·提能力1.(2026·贵州遵义·模拟预测·节选)含碳化合物在自然界分布广泛,应用普遍。(4)还可以如图历程转化为HCOOH。①过程ⅱ形成一个负离子中间体,将图中□部分补齐___________(写出该负离子中间体结构式)。②若将换成,则生成甲酸的结构简式可能为___________。2.(2026·广东梅州·一模·节选)氧化亚氮()是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。(2)用CO还原是实现无害化处理的一个重要方法,发生如下反应:反应Ⅱ:
有人提出上述反应可以用“”作催化剂。其总反应分两步进行:反应a:反应b:反应过程的能量变化如图所示:①决定总反应速率的是________(填“反应a”或“反应b”)。②对于反应,下列说法正确的有________(填字母)。A.是催化剂,能降低反应的焓变
B.升高温度,的平衡转化率减小C.降低反应温度,反应平衡常数不变
D.上述反应过程中有极性键的断裂和生成热点设问04有关速率、平衡图像分析析典例·明思路【典例1】(2025·陕晋青宁卷·节选)/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:I.
II.
III.
回答下列问题,(4)下,在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。注:含碳生成物选择性①表示选择性的曲线是_______(填字母)。②点M温度下,反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。③在下达到平衡时,_______。,随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。【典例2】(2025·全国卷·节选)乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品,可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题:(3)在常压和时,初始组成、作催化剂的条件下进行反应,得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。平衡时乙酸的转化率_______,平衡常数_______(保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为,其中,则_______(保留2位有效数字)。研考点·通技法高考化学原理综合题中“有关速率、平衡图像分析”的考点及解题方法在化学反应原理综合大题中,图像分析题是命题人最擅长的“挖坑”之地,也是区分尖子生的核心战场。它要求学生具备极强的图表解读能力、数据分析能力与模型建构能力。一、核心图像全景分类(必考3大类)掌握三类平衡移动图像:反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>01.速率—时间图——注意断点(1)含义:描述化学反应进行的快慢与进程。(2)图像特征:①起点:通常从0开始(恒容起始),或起始点有浓度(投料)。②趋势:斜率逐渐变缓(浓度降低),最后趋于水平(达平衡)。③断点:外界条件改变(如加料、升温、加压)导致的浓度突变。(3)高考考查:①计算反应速率v=Δc/Δt。②判断平衡状态(曲线是否平直)。③典例分析:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a.由图像得出的信息Ⅰ.X、Y是反应物,Z是产物。Ⅱ.t3s时反应达到平衡状态,X、Y并没有全部反应,该反应是可逆反应。Ⅲ.0~t3s时间段:Δn(X)=n1-n3mol,Δn(Y)=n2-n3mol,Δn(Z)=n2mol。b.根据图像可进行如下计算Ⅰ.某物质的平均速率、转化率,如v(X)=eq\f(n1-n3,V·t3)mol·L-1·s-1;Y的转化率=eq\f(n2-n3,n2)×100%。Ⅱ.确定化学方程式中的化学计量数之比,如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。2.速率-时间图(v−t图)(1)含义:展示外界条件(浓度、压强、温度、催化剂)对反应速率的影响。(2)图像特征:①平衡移动:正逆速率突变后,最终是否重合(是否重新达到平衡)。②催化剂:正逆速率同倍数增大,不移动。③浓度/压强:增大浓度/压强,曲线垂直跳变;减小则垂直跌落。④温度:升温正逆速率均上跳,吸热方向幅度更大。(3)高考考查:①判断改变的条件(如:是加催化剂还是升温)。②判断平衡移动方向。③分析条件改变对平衡的影响(断点后的走势)。a.t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大;b.t2时升高温度,对任何反应,正反应和逆反应速率均增大,吸热反应的正反应速率增大较快;c.t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小;d.t4时使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均瞬间增大2.转化率(或含量)—时间图——先拐先平【分析】甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应,压强越大,反应物的转化率越大;乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。3.平衡曲线类(最高频、最易错)(1)含义:描述平衡状态下,物理量(转化率、产率、常数)与外界条件(温度、压强、投料比)的函数关系。(2)常见子图:①α−T图:转化率随温度变化。②α−P图:转化率随压强变化。③lnK−1/T图:关联平衡常数与温度(阿伦尼乌斯公式延伸)。④物质的量分数-组成图:三角坐标图。(3)分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即:为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响恒压线(恒温线)答题策略叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)答题模板该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应,当温度一定时,增大压强,平衡正向移动,因此×××(得结论)经典例题-1,下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________,理由是______________标注答案p1<p2<p3<p4,反应正方向是分子数减少的反应,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高二、解题步骤:“三步定乾坤”——解图像题的核心在于“读图→建模→验证”。第一步:识轴定意(读坐标)(1)看坐标轴:明确横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的物理意义。(2)陷阱:横坐标是“时间”还是“温度”?纵坐标是“浓度”还是“速率”?(3)看单位:确认单位是否统一(如L与mL,s与min)。第二步:找点析线(找特征)(1)看起点、终点、拐点:①平衡点:曲线趋于水平、不再变化的点。②交点:两条曲线交叉点(通常表示某条件下的特殊状态,需具体分析)。③断点:条件突变的瞬间(如投料瞬间的浓度跃升)。(2)看趋势与斜率:①曲线上升/下降代表什么含义?②曲线斜率的变化代表速率的变化或平衡移动的剧烈程度。第三步:搭桥建模(用原理)(1)联系勒夏特列原理:①升温→向吸热方向移动。②加压→向气体体积减小方向移动。③增浓度→向消耗该物质方向移动。(2)联系公式计算:①利用图像中的Δc计算速率v。②利用平衡时的数据列“三段式”计算K和α。三、必考图表模型详解(尖子生必懂)1.“先拐先平,数值大”模型(最高频口诀)(1)适用范围:α−T或α−P曲线。(2)口诀:先出现拐点的曲线,对应的温度或压强更高。(3)解题逻辑:①看曲线谁先拐→判定谁的条件更剧烈(高温/高压)。②看先拐曲线的转化率高低→判断平衡移动方向。③结合ΔH或Δn反推反应特征。④典例:在密闭容器中,加入和发生如下反应:,C的体积分数(C%)随时间的变化趋势符合如图关系:【分析】“先拐先平数值大”由图1可知温度T1>T2,图2压强P1>P2,图1可知T1>T2,T1时C%少平衡逆向移动,正反应是放热反应,由图2可知压强P1>P2,压强大C%少,平衡逆向移动,因此B是非气体。2.“定一议二”模型(多变量图)(1)适用范围:三维曲线图(如压强、温度、转化率三者关系)。【分析】在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa,则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;再确定温度T不变,做横轴的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,增大压强,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。(2)核心逻辑:控制一个变量不变,研究另外两个变量的关系。(3)操作步骤:①画一条垂直于横坐标的辅助线(固定压强)。②观察纵坐标(转化率)随另一变量(温度)的变化趋势。③排除干扰,确定核心影响因素。3.“投料比-平衡”模型(1)适用范围:多种反应物投料,考查某反应物转化率或产物含量。(2)图像特征:曲线呈“S”型或单调上升/下降。(3)解题技巧:①极值点分析:当一种反应物过量极多时,另一种反应物的转化率趋近于100%。②最佳投料比:寻找产物含量/产率最高的点(工业优化常考点)。四、培优陷阱与避坑指南陷阱类型典型陷阱破解对策速率vs平衡曲线向上走就是平衡正向移动?不一定。c−t图上升代表正向进行,但若v−t图上升可能是加了反应物。平衡移动看正与逆的大小。断点突变图像中浓度突然升高,就是平衡正向移动?不一定。可能是缩小体积(加压)导致所有物质浓度同比例升高,平衡未必移动(如反应前后气体系数和不变)。纵坐标含义误把“物质的量”当“浓度”计算?必须统一。计算K时,必须用c=n/V换算;图像若标n,则必须注意体积变化。lnK−1/T图看不懂斜率与ΔH的关系?核心公式:lnK=−(ΔH/R)⋅(1/T)+C。斜率为负,ΔH<0(放热);斜率为正,ΔH>0(吸热)。工业条件选择只看转化率最高,忽略成本与速率?培优考点:工业上常选择“转化率90%而非99%”的点,因为后者需要极高的温度/压强,成本剧增而收益微升。五、速记口诀图像解题看轴名,起点拐点定输赢。先拐先平数值大,定一议二分清情。速率平衡要区分,勒夏原理心中停。三段式法随时用,计算精准得满分。破类题·提能力1.(2026·广东广州·一模·节选)利用甘油()制取氢气是一个重要的研究课题。甘油水蒸气重整制氢中主要涉及以下反应:编号反应ⅠⅡⅢ(3)将1.0mol和4.0mol充入恒容密闭容器中,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ.不同温度下,平衡时反应体系的组成如图(该温度范围内均消耗完全)。①曲线a对应的物质为___________。②T=1073K时,___________mol,反应Ⅱ的平衡常数K=___________(列出算式,无须化简)。(4)在800K、101kPa、甘油起始物质的量的条件下,研究起始投料比[/]对反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的影响,该温度下达到平衡时消耗完全,平衡时/、/的变化曲线如图。①当,平衡时,___________mol(用含、和a的代数式表示)。②当,平衡时,___________mol(用含、和a的代数式表示,写出推导过程)。2.(2026·广东江门·一模·节选)镍(Ni)和钯(Pd)同族,它们在储氢、催化等领域均应用广泛。(4)以含Pd的纳米颗粒作催化剂,在O2和(NH4)2HPO4存在下发生两步连续反应:忽略副反应,苯甲醇转化率及部分芳香化合物在所有芳香化合物中的物质的量分数随时间变化如图2所示。①曲线Ⅱ对应的物质为______。②苯甲醇的初始物质的量为n0,得到n1/n0、n2/n0随时间t变化的曲线如图3所示。其中n1为消耗O2的总物质的量,n2为剩余苯甲醇的物质的量。0~t0min内,苯甲醛的转化率为______(用只含y的代数式表示,写出计算过程)。热点设问05有关电离/水解/溶解平衡分析判断析典例·明思路【典例1】(2025·海南卷·节选)石硫合剂是作物抗病抑菌的无机农药。生产上以硫磺、石灰和水为原料,经加热熬煮得棕红混悬液体。制备反应式:Ⅰ.
回答问题:(5)判断将浓度均为的、等体积混合,构成K、P、Ca、S四元肥料混合液后,是否析出S及沉淀,造成叶面施肥喷头堵塞,并说明理由______。已知:25℃下,,,,()。分子不稳定,生成即分解为和。【典例2】(2025·浙江卷·节选)氯气、二氧化氯常用于漂白、杀菌,有重要的应用价值。(1)下列措施中能提高新制饱和氯水中浓度的是_______。A.加固体 B.加水C.加粉末 D.加足量溶液(2)氯气常用于自来水消毒。稀氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):I
Ⅱ
Ⅲ
时,在不同下,约氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值如图所示(溶液体积保持不变)。②在之间,浓度增加,其最大来源是_______(填含氯微粒符号)。③该氯水中氯元素质量守恒表达式:_______。④在图中画出之间,随的变化曲线_______。研考点·通技法高考化学原理综合题中“有关电离/水解/溶解平衡分析判断”的考点及解题方法在化学反应原理综合大题中,电离、水解、溶解平衡是连接化学基础与工业/生活实际的核心纽带,也是区分高分段与满分段的关键阵地。其考查核心在于“平衡移动方向的判定”与“溶液中粒子浓度的大小关系”。一、核心考点全景图(必考三大板块)1.弱电解质的电离平衡(弱酸/弱碱)(1)特征:可逆、微弱、吸热。(2)高频考点:①电离常数(Ka/Kb):衡量电离程度,只与温度有关。②电离度(α):已电离的分子数占原总分子数的百分比。(3)影响因素:①浓度:越稀越电离(稀释促进电离)。②温度:升温促进电离(吸热)。③同离子效应:加入含相同离子的强电解质,抑制电离。(4)高考设问:比较酸的酸性强弱、计算Ka、解释稀释pH变化。2.盐类的水解平衡(弱酸根/弱碱阳离子)(1)特征:可逆、吸热、程度微弱。(2)高频考点:①水解方程式:书写规范(用“⇌”,不标“↑↓”)。②水解常数(Kh):Kh=Kw/Ka(弱酸根)或Kh=Kw/Kb(弱碱阳离子)。③溶液酸碱性:谁强显谁性。(3)影响因素:升温促进水解、稀释促进水解、加酸/碱抑制/促进水解。(4)高考设问:判断溶液pH、解释蒸干产物、离子共存判断。3.难溶电解质的溶解平衡(Ksp)(1)特征:绝对不溶的物质不存在,沉淀转化是核心。(2)高频考点:①溶度积(Ksp):只与温度有关。②沉淀生成与溶解:Qc>Ksp生成沉淀;Qc<Ksp溶解。③沉淀转化:溶解度大的沉淀转化为溶解度小的沉淀(容易);反之则需高浓度试剂。(3)高考设问:除杂原理(调节pH沉淀)、沉淀转化方程式书写、Ksp计算。二、黄金解题模型(应试必背)1.电离/水解平衡移动模型(勒夏特列应用)——“加谁促谁,减谁抑谁,同离子抑”操作弱酸(HA)电离弱碱(BOH)电离弱酸根(A+)水解弱碱阳离子(B+)水解加水稀释正向移动,α增大正向移动,α增大正向移动,Kh不变正向移动,Kh不变升温正向移动,Ka增大正向移动,Kb增大正向移动,Kh增大正向移动,Kh增大加对应离子逆向(加H+或A−)逆向(加OH−或B+)逆向(加A−)逆向(加B+)加反应离子正向(加OH−中和H+)正向(加H+中和OH−)正向(加H+结合OH−)正向(加OH−结合H+)2.三大守恒模型(粒子浓度大小判断核心)在电解质溶液中,必须满足电荷、物料、质子三大守恒,是解决离子浓度大小比较的万能钥匙。(1)电荷守恒(电中性):①规律:溶液中阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电荷总数。②典例(Na2CO3):c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)③关键点:离子浓度前的系数=该离子所带电荷数。(2)物料守恒(原子守恒):①规律:初始加入的元素,其原子总数守恒。②典例(Na2CO3):钠元素是碳元素的2倍。c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)](3)质子守恒(得失H+守恒):①规律:由水电离出的H+与OH−总量相等。②快速推导法:c(OH−)=c(H+)+消耗的H+−生成的H+③典例(Na2CO3):c(OH−)=c(H+)+c(HCO3−)+2c(H2CO3)3.溶解平衡与沉淀转化模型(1)沉淀生成:①除杂思路:将杂质离子转化为更难溶的物质。②公式:Qc=c(Mn+)m·c(OH−)n>Ksp生成沉淀。(2)沉淀转化:①通式:MmAn(s)+pBq+⇌MbBa(s)+(m/n)An−②规律:K转=Ksp(MmAn)/Ksp(MbBa),K转越大,转化越容易。三、必考陷阱与易错点陷阱类型典型错误描述正确解读水解程度陷阱盐溶液显酸性,就是阳离子发生了水解?不一定。可能是阳离子水解(如NH4Cl),也可能是阴离子电离(如NaHSO3),需具体分析。守恒关系陷阱混淆NaHCO3的物料守恒?易错点:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)。钠与碳1:1,不是2:1。Ksp应用陷阱直接用Ksp比较溶解度大小?错误。Ksp与溶解度的关系需看化学式类型。AB型(AgCl,BaSO4):Ksp越大,溶解度越大。AB2型(Mg(OH)2):需通过公式S=换算。酸碱混合陷阱等浓度等体积酸碱混合,溶液呈中性?不一定。看生成盐的水解。强酸强碱混合中性;强酸弱碱混合显酸性;强碱弱酸混合显碱性。电离与水解竞争NaHCO3溶液中,H+浓度最大?错误。NaHCO3溶液显碱性,c(OH−)>c(H+)。主要考虑水解大于电离。三、速记口诀电离水解看平衡,勒夏原理记心中。越稀越电离,升温促水解。电荷物料质子守,三大守恒解千愁。溶度积比溶解度,化学式型要分清。沉淀转化看大小,难易转化易完成。破类题·提能力1.(2026·天津河东·一模·节选)肼的化学式为N2H4,常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中,粒子分布分数δ(X)随的关系如下图所示。[X的分布分数δ(X)=,X表示N2H4或或(1)肼为二元弱碱,肼在水溶液中电离分两步进行:第一步电离:N2H4+H2O+OH-第二步电离:___________(2)结合上图,下列分析正确的是___________。A.曲线B代表N2H4的分布分数随-lgc(OH-)的关系B.肼的电离平衡常数Kb1=1.0×10-6C.当-lgc(OH-)=9.0时,存在[]>[N2H4]>[]D.N2H6Cl2溶液中存在2[Cl-]=[]+[N2H4]+[](3)常温下,=时,溶液的pH=___________。2.(2026·全国·一模)电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请回答下列问题。(1)已知部分弱酸的电离常数如表:弱酸电离常数()①溶液和溶液中,___________(填“>”“<”或“”)。②常温下,相同的三种溶液:A.、B.、C.,其物质的量浓度由大到小的顺序为___________(填字母)。③室温下,一定浓度的溶液的,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是,溶液中___________,___________。(2)室温时,下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是___________(填字母)。A.的溶液:B.的溶液:C.的溶液:D.浓度均为的和混合溶液:(3)室温下,用盐酸滴定的某氨水,滴定曲线如图所示。①点所示的溶液中离子浓度由大到小的顺序依次为___________。②点所示的溶液中___________(写出准确值)。热点设问06电化学析典例·明思路【典例1】(2025·天津卷·节选)以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下,与O2反应生成CO2和H2O,进一步将CO2转化成高附加值的化学品,可减少污染和碳排放。(5)一定条件下,以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐,其装置原理如图。①电极a是___________极,电极反应式为___________;②电解过程中,电极b一侧的溶液pH将___________(填“升高”“不变”或“降低”);③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为___________。【典例2】(2025·广西卷·节选)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题:Ⅱ.电催化合成我国科研工作者以污染物为氮源,用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。(5)a电极为________极。(6)b电极发生的电极反应式为________。研考点·通技法高考化学原理综合题中“有关电化学分析判断”的考点及解题方法电化学是高考原理综合题中的“满分板块”,也是命题人拉开分差的核心阵地。它融合了氧化还原、能量转化、电解质溶液等多重知识,题型涵盖新型电池、电解工艺、电化学腐蚀与防护。一、考点全景图(必考三大板块)1.原电池原理(化学能→电能)这是高考考查最活跃的领域,重点在新型电池与能量转化。(1)判定:①负极:失电子,发生氧化反应,电子流出。②正极:得电子,发生还原反应,电子流入。(2)高频考点:①电极反应式书写:结合电解质介质(酸性、碱性、熔融盐)配平。②离子移动:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。③电源判断:燃料电池、铅蓄电池、锂电池、固态电池等。(3)高考设问:判断电极材料、书写电极反应、计算转移电子数。2.电解池原理(电能→化学能)重点考查工业电解与物质制备。(1)判定:①阳极:接电源正极,失电子,发生氧化反应。②阴极:接电源负极,得电子,发生还原反应。(2)高频考点:①离子放电顺序:阳极(金属)>S2−>I−>Br−>Cl−>OH−);阴极(Ag+>Fe3+>Cu2+>H+)。②电解规律:电解水型、电解电解质型、放氢生碱型、放氧生酸型。③电化学计算:法拉第定律(n(e−)=Q/F=It/F)。(3)高考设问:电解精炼铜、氯碱工业、电镀、电冶金。3.金属的腐蚀与防护(生活实际)(1)腐蚀类型:吸氧腐蚀(中性/弱碱性,主流)、析氢腐蚀(酸性)。(2)防护方法:①牺牲阳极法(原电池原理):被保护金属作正极。②外加电流法(电解池原理):被保护金属接电源负极。二、解题模型(应试必背)1.电极反应书写“四步法”——无论原电池还是电解池,书写电极反应均遵循:(1)定方向:判断电极得失电子(原电池负失正得,电解池阳失阴得)。(2)找主体:确定反应物和生成物(包括介质离子)。(3)配平电荷:根据电解质环境加H+、OH−或H2O配平电荷。(4)查原子:确保左右原子个数守恒。2.电化学计算“电子守恒法”——适用于所有串联装置。(1)核心规律:电路中转移的电子总数相等(电子流守恒)。(2)解题步骤:①找出所有电极反应的氧化剂/还原剂。②计算各电极转移电子数n(e−)。③建立等式:n1×电子数1=n2×电子数2。④计算产物量或消耗物量。3.图像分析“先池后极”模型——遇到电化学图,先判是原电池还是电解池,再解题。(1)判别依据:①有电源→电解池。②无电源→原电池。(2)极性判断:①电解池:接正极→阳极(氧化)。②原电池:电子流出→负极(氧化)。4.工业流程“电解规律”模型——针对氯碱工业、电镀、电解精炼等工业工业场景阳极材料阴极材料电解质溶液核心反应氯碱工业石墨(Ti)Fe饱和NaCl溶液2Cl−−2e−=Cl2↑电镀铜纯铜待镀金属含Cu2+的溶液阳极:Cu−2e−=Cu2+粗铜精炼粗铜(含Zn/Fe/Ag/Au)纯铜硫酸铜溶液阳极泥:Ag、Au等不活泼金属三、必考陷阱与易错点陷阱类型典型错误描述正确解读电极反应陷阱书写电极式时,忽略电解质介质?必须匹配。酸性环境加H+中和OH−,碱性环境加OH−。例如,碱性燃料电池中,正极生成的H+必须被OH−中和生成H2O。离子移动陷阱阳离子向正极移动,阴离子向负极移动?原电池正确;电解池相反,阳离子移向阴极(接电源负极),阴离子移向阳极。活性电极陷阱惰性电极和活性电极反应一样?易错。阳极若是活性电极(Fe、Cu、Ag等),则电极本身优先放电,溶液中的阴离子不放电。只有惰性电极(Pt、石墨)才考虑阴离子放电。电子流向陷阱电流从负极流向正极?电子:负极→外电路→正极;电流:正极→外电路→负极。计算单位陷阱计算产量时,没注意总反应系数?必须核对总反应方程式的电子转移数。例如,电解Al2O3制铝,每生成1molAl转移3mol电子。四、答题规范指导(防扣分)1.电极反应式:(1)必须标清电极名称(如:负极反应式:...)。(2)电子转移数(e−)必须配平,不能省略。(3)气体符号(↑)和沉淀符号(↓)除电解池沉淀外,一般不标(除非题目明确要求)。2.电化学计算:(1)第一步写总反应方程式,第二步根据方程式列比例式,避免直接算电极式导致的系数错误。(2)注意单位换算:1F=96500C/mol。五、速记口诀电化学,看电源,有无原电分两边。原电池,负氧化,正还原,电子出向正。电解池,阳氧化,阴还原,电流出向阳。离子放电分顺序,活性电极阳极先。电子守恒是关键,计算推导很简单。破类题·提能力1.(2026·浙江·二模·节选)将转化为高附加值化学能源的负碳技术,是全球化学领域的研究热点。请回答:(3)甲醇进一步合成天然淀粉路线如下图所示,其中cat、aox、fls为生物酶。②电解葡萄糖制取葡萄糖二酸钾的装置示意图如下,书写N极的电极反应方程式___________。2.(2026·江苏南通·模拟预测·节选)资源利用具有重要意义。(2)利用电解催化制HCOOH。其装置原理如图1所示。①该装置的阴极电极反应式为___________。②该装置电解前两极室溶液质量相等,电解后两极室溶液质量相差64g,则电解过程中通过质子交换膜的的数目为___________。热点设问07解释/分析原因类析典例·明思路【典例1】(2025·广西卷·节选)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题:I.工业合成(1)是合成尿素的原料之一,在=1下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图。的原因是________。达到最高点后,曲线②下降的原因是________。【典例2】(2025·四川卷·节选)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①②回答下列问题:(2)恒压时,合成气中增大,(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原因是_______。研考点·通技法高考化学原理综合题中“解释/分析原因类”的考点及解题方法这类题是原理大题里分值最重、最容易丢分的题型,核心考法就两类:为什么这样?为什么选这个条件?为什么出现这个现象?答题逻辑高度统一:条件→原理→结果,按模板写基本不扣分。一、考点全覆盖(原理大题必考6大类)1.化学平衡移动原因类(1)考点:温度/压强/浓度改变,平衡为什么正向/逆向移动?转化率为什么变化?(2)答题模板(万能句式):该反应正向是气体分子数减小/增大的反应(或ΔH<0/ΔH>0),升高温度/增大压强/增大X浓度,平衡向吸热/气体分子数减小/减弱这种改变的方向移动,因此X转化率提高/降低。(3)典型设问①为什么升高温度,NO转化率降低?②为什么增大压强有利于提高CH3OH产率?③为什么及时分离出产物,平衡正向移动?2.化学反应速率变化原因类(1)考点:升温、加压、加催化剂、浓度变化对速率的影响(2)答题模板:①升高温度/增大压强/增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞频率增大,反应速率加快。②催化剂专用模板:催化剂降低反应的活化能,使活化分子百分数显著增大,反应速率明显加快。3.工业条件选择原因类(最常考、分值最高)(1)考点:为什么选某温度/某压强/投料比/催化剂?(2)通用答题逻辑:速率+平衡+成本/安全(3)满分模板①温度:温度过低,反应速率慢,生产效率低;温度过高,平衡逆向移动,转化率降低,且能耗大。选择该温度是兼顾反应速率与平衡转化率,同时催化剂活性最高。②压强:增大压强速率快、转化率高,但压强过高设备成本高、能耗大,故选择适宜压强。③投料比:适当增大X投料比,提高另一反应物转化率,降低成本。(4)一句话高分版:该温度下催化剂活性最高,反应速率快;同时平衡转化率较高,综合经济效益最好。4.电离/水解/pH变化原因类(1)考点:盐溶液酸碱性、稀释pH变化、加热pH变化(2)答题模板:①X-(或Xn+)发生水解/电离:X-+H2O⇌HX+OH⁻,使溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性。②加水稀释,促进水解/电离,但离子浓度减小,pH趋近于7。5.溶解平衡&沉淀转化原因类(1)考点:为什么加酸沉淀溶解?为什么沉淀能转化?(2)答题模板①H+与X-反应,使c(X-)降低,溶解平衡正向移动,沉淀逐渐溶解。②X的Ksp远小于Y,故Y沉淀可转化为更难溶的X沉淀。6.电化学原因类(1)考点:电极判断、离子移动、pH变化、腐蚀快慢(2)答题模板①该电极发生氧化/还原反应,电子流出/流入,为负极/阳极。②阳离子向正极/阴极移动,阴离子向负极/阳极移动。③电极反应生成H⁺/OH⁻,使附近溶液pH降低/升高。二、通用解题方法1.万能答题结构(强制规范)三步法:定条件→用原理→说结果(1)定条件:写出外界条件(升温、加压、加催化剂、稀释等)(2)用原理:写出平衡/速率/电离水解/电化学原理(3)说结果:得出速率、平衡、pH、转化率等结论2.关键词必写(阅卷采分点)(1)平衡题:平衡正向/逆向移动、勒夏特列原理、转化率、产率(2)速率题:活化能、活化分子、有效碰撞、速率加快(3)工业题:催化剂活性、速率、转化率、成本、能耗(4)水解题:水解平衡、c(H+)、c(OH-)、酸碱性(5)电化学:电子转移、氧化/还原、离子移动、pH变化3.避坑规则(1)只说“平衡移动”不给分,必须写向哪个方向移动(2)只说“速率变快”不给分,必须写为什么变快(3)工业题不能只看平衡,必须兼顾速率+成本(4)催化剂只改速率,绝对不能写“使平衡移动”三、高频满分例句(直接背)1.温度选择:该温度下催化剂活性最高,反应速率快;同时平衡转化率较高,综合经济效益最佳。2.压强选择:增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,提高产率;但压强过高设备投资大,故选适宜压强。3.升温转化率下降:正反应放热,升高温度平衡逆向移动,反应物转化率降低。4.加水稀释促进电离:加水稀释,弱电解质电离平衡正向移动,电离程度增大,但离子浓度减小。5.沉淀溶解:H+与弱酸根结合,使离子浓度降低,溶解平衡正向移动,沉淀溶解。破类题·提能力1.(2026·江苏南京·模拟预测·节选)氢能是一种绿色能源。目前有NaBH4、MgH2等物质可以制氢并储氢。(1)NaBH4水解制氢:常温下,NaBH4自水解过程缓慢,需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4在某催化剂表面制氢的微观过程如图1所示。②在催化剂的作用下,NaBH4与水反应,释氢体积及温度随反应时间的变化如图2所示。0~20min内,温度随时间变化快速升高的原因是________。2.(2026·江苏南通·模拟预测·节选)资源利用具有重要意义。(3)利用双金属协同催化加氢制。在或表面反应前后的催化剂样品的XRD图如图2、图3所示。在表面催化加氢制的反应机理如图4所示。①催化加氢制的效果优于的原因是___________。②含量过高时产量增多的原因是___________。③的产量与关系如图5所示,当时,的产量最高的原因是___________。热点设问08物质结构与性质析典例·明思路【典例1】(2026·浙江卷·节选)某小组想用CO制取,反应如下:I.
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Ⅲ.
请回答:(2)Pt因其原子结构特点,有良好的催化活性,是催化小分子反应的优异催化剂。①Pt(原子序数78),位于元素周期表第_______周期_______族。【典例2】(2025·天津卷·节选)以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下,与O2反应生成CO2和H2O,进一步将CO2转化成高附加值的化学品,可减少污染和碳排放。Ⅰ.CO2与苯的分子结构(1)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为___________,苯是___________(填“极性”或“非极性”)分子。研考点·通技法高考化学原理综合题中“物质结构与性质”的考点及解题方法近几年原理综合题不再只考速率、平衡、电化学,大量融入结构性质设问,形成“原理+结构”的压轴考法。下面按原理大题里最常出现的结构考点整理,直接适配综合题使用。一、原理综合题里常考的结构考点(高频8类)1.杂化轨道类型判断(1)设问:中心原子采取什么杂化?(2)考点:sp、sp2、sp3(3)判断方法:价层电子对数=σ键数+孤电子对数①2对→sp、3对→sp2、4对→sp3②常见例子:CO2、C2H2:sp;BF3、SO3、苯环C:sp2;CH4、NH3、H2O:sp3。2.空间构型(VSEPR模型)(1)设问:分子/离子的空间构型是什么?(2)方法①价层电子对数→先写VSEPR模型②再去掉孤电子对→空间构型(3)高频①2对(无孤对):直线形(C2H2)②3对(无孤对):平面三角形(BF3)③4对(无孤对):正四面体形(CH4)④4对(1孤对):三角锥形(NH3)⑤4对(2孤对):V形(H2O)3.化学键类型判断(1)原理题常结合反应机理、催化剂、晶体考:①σ键、π键②极性键、非极性键③配位键(常见于配合物、催化中间体)④氢键(影响沸点、溶解度、结构稳定性)(2)答题模板:该物质中含有σ键和π键,存在极性共价键,分子间可形成氢键。4.等电子体判断与应用(1)设问:写出与X互为等电子体的分子/离子(2)规则:原子总数相同、价电子总数相同常考①CO、N2②CO2、N2O、CNS-③NO3-、CO32-、SO3(3)作用:等电子体结构、化学键性质相似,可推测键角、稳定性、反应活性。5.键角大小比较(原理题超高频)(1)设问:比较键角大小并解释(2)核心原因3条①杂化不同:sp>sp2>sp3②孤电子对斥力:杂化相同,孤电子对越多,斥力越大,键角越小,例:CH4>NH3>H2O③电负性差异:中心原子电负性越大,键角越大;配体电负性越大,键角越小。(2)满分模板:①X为sp3杂化,Y为sp2杂化,杂化轨道中s成分更高,键角更大;②X孤电子对更多,孤电子对斥力大于成键电子对,故键角更小。6.熔沸点、溶解性、稳定性比较——原理大题常结合工业分离、气体吸附、催化剂选择考:(1)沸点高低①分子间作用力:氢键>范德华力②相对分子质量越大,范德华力越强③极性分子沸点一般高于非极性(2)溶解性①相似相溶:极性溶质易溶于极性溶剂②能与水形成氢键,溶解度显著增大(3)热稳定性①键能越大,键长越短,稳定性越强②非金属性越强,气态氢化物越稳定(4)答题模板:①X分子间存在氢键,Y只有范德华力,故X沸点更高。②X键能更大,键长更短,热稳定性更强。7.晶体类型与性质(常结合电化学、催化考)(1)原理题常见①金属晶体:导电性、延展性②离子晶体:熔沸点高,熔融导电③分子晶体:熔沸点低④共价晶体(原子晶体):硬度大、熔沸点极高(2)设问:为什么熔点高?为什么能导电?(3)答题模板:X为离子晶体,熔融状态下电离出自由移动的离子,故能导电。8.配合物、配位键、催化活性位点(1)原理综合题新热点(反应机理、催化循环)①提供孤电子对:配体(NH3、H2O、Cl−、CN−)②提供空轨道:中心金属离子(过渡金属)③配位键属于σ键(2)设问:为什么金属离子能做催化剂?(3)答题模板:过渡金属离子有空轨道,易形成配位键,吸附反应物,降低反应活化能。二、通用解题方法(原理大题专用)1.结构题“三步答题法”(1)判类型:杂化/键型/晶体/作用力(2)找差异:电负性、孤电子对、键能、氢键(3)推性质:键角、熔沸点、溶解度、稳定性、反应活性2.解释类万能句式(1)杂化+键角:中心原子采取___杂化,孤电子对有___对,斥力大小不同,故键角:___>___。(2)熔沸点:分子间存在___作用力,其中氢键作用力更强,因此沸点更高。(3)催化活性:过渡金属有空轨道,可形成配位键,吸附反应物,降低活化能,加快反应速率。三、原理综合题里最容易丢分的陷阱1.把杂化和构型搞混:NH3的VSEPR为四面体形,空间构型为三角锥形。2.只说范德华力,不提氢键:有氢键必须写氢键。3.键角比较漏写“孤电子对斥力”4.配位键当成普通共价键5.晶体导电条件写错:离子晶体熔融或水溶液导电;固态不导电四、一句话速记清单1.价层电子对数定杂化,孤电子对定构型。2.键角看杂化、看孤对、看电负性。3.熔沸点:氢键>范德华力,看相对分子质量。4.稳定性看键能,溶解度看相似相溶与氢键。5.催化看空轨道、配位键、活化能。破类题·提能力1.(2026·辽宁抚顺·模拟预测·节选)为实现“双碳”目标,加氢制甲醇工艺展现出了巨大的潜力与价值,其实现方式可明确区分为直接加氢制备与间接加氢制备两大路径。(5)氢能用途广泛且绿色低碳,其中两种固态储氢材料吸氢后的晶胞如图所示。①晶胞X中、、H原子的最简整数比为___________。②晶胞Y的参数为、、,6个H原子围绕原子形成正八面体。已知:A原子的分数坐标为,B原子的分数坐标为,键长为,请写出C原子的分数坐标___________。2.(2026·浙江·二模·节选)将转化为高附加值化学能源的负碳技术,是全球化学领域的研究热点。请回答:(2)采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该体系中涉及以下两个反应:反应1:
反应2:①在转化为的过程中使用为催化剂,Zr的原子序数为40,其在元素周期表中的位置为___________。与金属离子通过配位键进行结合,所以在金属离子上的吸附具有选择性,相比,更易吸附,从结构角度解释其可能的原因___________。刷模拟1.(2026·广东东莞·一模)1.(2026·天津·一模)CO2资源化利用具有重要意义。(1)利用磷石膏(主要成分为CaSO4)、氨水和含CO2烟气反应制备高纯碳酸钙流程如图-1。①“捕集”过程的化学方程式为_______。②该过程中需要隔一定的时间取一定量的浆料过滤,检测滤液中的_______(填离子符号)浓度测硫酸钙的转化率。(2)将CO2和H2在催化剂作用下转化为CH4,涉及的反应有:反应I:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2①反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)的ΔH=_______(用ΔH1、ΔH2表示)。②若反应I为基元反应,其平衡常数与反应温度之间的关系如图-2所示,反应的ΔH1与活化能(E)的关系为|ΔH1|>E。补充完成图-3所示的该反应过程的能量变化示意图_______。(3)在T℃容积为1L的密闭刚性容器中加入1molCO2和3molH2,反应I和反应Ⅱ达平衡,经测定,容器内的n(H2)=n(H2O)=1.2mol,则CO2的转化率为_______,反应Ⅱ的平衡常数K=_______。(4)以CO2和H2为原料,在稀硫酸条件下电解也可以制得甲烷,则产生甲烷的电极为_______极,其电极反应方程式为_______。2.(2026·江苏·模拟预测)烟气中(NO、)是重要大气污染物,必须脱除。一种烟气脱硝原理为
。(1)每处理含NO1.12L(标准状况)的烟气,反应中转移电子的物质的量是_______。(2)可以催化该反应,共沉淀法合成该催化剂的过程是:按要求将、、配制成混合溶液,滴加氨水产生沉淀,至为止,过滤、洗涤、干燥,所得固体500℃下煅烧5小时。①滴加氨水时要快速、充分搅拌,目的是_______(选择序号填空)。A.使反应快速、充分
B.使沉淀混合均匀C.使沉淀颗粒变小
D.使沉淀转变为胶体②氨水滴加过量易产生的问题是_______。(3)以催化脱硝时,NO转化率与温度的关系如图所示。①温度高于350℃后NO转化率迅速下降,其原因是_______。②研究发现,烟气中的能还原生成导致催化剂中毒,其原因是_______。(用化学方程式表示)(4)废催化剂组分可以通过下列过程回收:①“还原、过滤”步骤中被还原为的离子方程式是_______。②“沉淀、过滤”步骤中若单独使用溶液则可能导致沉淀不充分,若单独使用溶液则可能导致_______。3.(2026·甘肃武威·模拟预测)烧制石灰石产生的与催化重整可制得水煤气(CO和),再以水煤气为原料合成甲醇,可实现碳资源的二次利用。该过程涉及的反应如下:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:有关物质化学键的键能如表:化学键键能/()1072436358467413回答下列问题:(1)___________;反应Ⅲ自发进行的条件是___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。(2)CO和合成甲醇的工业催化剂是。其中铜位于元素周期表中___________区;基态的价电子排布式为___________。(3)易溶于水,原因为___________。(4)在冰晶石的作用下,电解熔融可以得到单质Al,Al的晶胞结构为面心立方最密堆积,如图甲,该晶胞中含有的Al原子个数为___________;设晶胞参数为anm,两个Al原子之间的最短距离为___________nm。(5)在压强分别为、和下只发生反应Ⅲ时,CO的平衡转化率与温度的关系如图乙,压强最大的是___________(填“”“”或“”),判断依据是___________。(6)在一定温度下,向某密闭容器中加入1.0mol和1.0mol发生上述三个反应,保持恒压为100kPa,达平衡时分解了90%,转化率为70%,CO物质的量为1.0mol,反应Ⅲ的平衡常数___________。4.(2026·重庆·模拟预测)催化加氢制甲醇具有巨大潜力。其反应体系包含以下两个反应:主反应:
副反应:
(1)若在恒温恒容的密闭容器中发生上述两个反应,下列能说明体系已达到平衡状态的是___________(填标号)。a.
b.气体的平均相对分子质量不再随时间的变化而变化c
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