高考化学一轮复习 讲义 第十一章　热点强化8　化学反应原理归因分析（基础版）

热点强化8化学反应原理归因分析文字描述代表一种开放性思维与能力，一般从速率、平衡(转化率)、安全、节能减排等角度作答(考查前两个角度居多)，实际上就是效益最大化的问题。1.条件选择类(1)实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“好”地生产，即主要是从反应速率与转化率(化学平衡)两个角度来分析。“快”就是提高反应速率，“好”就是提高转化率，原料利用率高，而影响速率与转化率的主要因素就是浓度、温度、压强与催化剂，其中温度与压强是试题中经常考查的因素。(2)从速率、转化率、产率、纯度等角度分析，选择最佳条件。如针对反应速率时，思考方向为如何提高浸出速率、如何提高反应速率等；针对平衡转化率、产率时，可运用平衡移动原理解释(其他条件不变的情况下，改变××条件，可逆反应平衡向××方向移动，导致××发生变化)；针对综合生产效益时，可从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护，绿色化学等方面作答。(3)选择当前条件的优势，其他条件的不足，往往不足的描述比较容易疏忽，如温度过高或过低，压强过小或过大，也要进行分析。2.原因分析类(1)依据化学反应速率和平衡移动原理，分析造成图像曲线变化的原因。(2)催化剂对反应的影响、不同反应的选择性问题是这类题目的难点，解题时要多加关注，不同的条件会有不同的选择性。(3)这类题目一般都是多因素影响，需要多角度分析原因。一、催化活性及选择性问题1.[2025·江西，17(5)]通过对ZrO2负载Rh的单原子催化剂进行掺杂，可调控催化剂选择性生成CH4或CO，其示意图如下：ⅰ.写出Y的化学式：。

ⅱ.依据示意图，掺杂Na+的催化剂可以提高Y的选择性，其原因是

。

答案ⅰ.COⅱ.钠抑制了Rh对H2的活化；钠与中间体的氧成键稳定了COOH*中间体构型解析ⅰ.可调控催化剂选择性生成CH4或CO，由图，右侧C、O相结合且均吸附在催化剂表面，则其后生成的Y为CO。ⅱ.由图，钠抑制了Rh对H2的活化，钠与中间体的氧成键稳定了COOH*中间体构型，从而使得掺杂Na+的催化剂可以提高CO的选择性。2.[2025·安徽，17(3)]通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应：①HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH1=+26.3kJ·mol-1②HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=-14.9kJ·mol-1一定温度下，使用某催化剂时反应历程如图甲，反应①的选择性接近100%，原因是

；

升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是

。

答案反应①活化能远小于反应②升高温度，反应②的反应速率提升程度更大二、化学反应速率和化学平衡的调控问题3.[2025·浙江6月选考，18(3)]某研究小组提出，商用ClO2(常含杂质Cl2)在水中易发生如下反应，影响自来水消毒效果。Ⅳ2ClO2(aq)+H2O(l)=ClO3-(aq)+ClO2-(aqⅤ2ClO2(aq)+ClO-(aq)+H2O(l)=2ClO3-(aq)+2H+(aq)+Cl-ClO2中Cl2含量对ClO2反应初始速率v初始(ClO2)的影响如图所示。实验条件：T2①Cl2的存在主要加快了反应(填“Ⅳ”或“Ⅴ”)。

②指出改变v初始(ClO2)的影响因素，并解释原因：

。

答案①Ⅴ②影响因素是溶液pH以及Cl2含量等，原因是Cl2浓度增大、pH增大，均使溶液中ClO-浓度增大，反应Ⅴ的反应物浓度增大，反应速率增大解析①反应Ⅳ是ClO2自身的氧化还原反应，而反应Ⅴ是ClO-作氧化剂，将ClO2氧化为ClO3-，故当Cl2存在时，存在平衡Cl2(aq)+H2O(l)⥬H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)、HClO(aq)⥬H+(aq)+ClO-(aq)，主要影响的是反应Ⅴ，即加快了反应4.[2025·四川，18(2)(3)]乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行：①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l)②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l)(2)恒压时，合成气中n(H2)∶n(CO)增大，HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是

。

(3)反应中伴随副反应④：HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系lnK=-ΔHRT+常数，反应②和④的lnK与1T的关系如图所示，则ΔH2ΔH4(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是

答案(2)反应②的速率大于反应①使得单位时间内HOCH2CHO(羟基乙醛)产率降低(3)<降低随着1T的增大，即温度降低，反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK解析(2)恒压时，合成气中n(H2)∶n(CO)增大，意味着H2的分压增大，CO的分压减小，反应速率与反应物浓度相关，其CO分压减小效应超过H2分压增大的影响，导致反应①比反应②慢，故羟基乙醛单位时间产率降低。(3)lnK与1T的关系图中，斜率为-ΔHR。图中反应②的斜率大于反应④，表明|ΔH2|>|ΔH4|。由于两反应的K随温度降低均增大，均为放热反应(ΔH<0)，故ΔH2<ΔH4；欲抑制甲醇生成，即让反应②的正向进行程度大于反应④，由图可知，随着1T的增大，lnK2增大的程度大于ln5.[2025·甘肃，17(2)(4)节选]乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质、得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应：反应1：C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g)ΔH1=-175kJ·mol-1(25℃，101kPa)反应2：C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)ΔH2=-312kJ·mol-1(25℃，101kPa)(2)一定条件下，使用某含Co催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率如图所示(反应均未达平衡)。在60~220℃范围内，乙炔转化率随温度升高而增大的原因为

(任写一条)，当温度由220℃升高至260℃。乙炔转化率减小的原因可能为

。

(4)以Pd/W或Pd为催化剂，可在常温常压(25℃，101kPa)下实现乙炔加氢，反应机理如图所示(虚线为生成乙烷的路径)。以为催化剂时，乙烯的选择性更高，原因为

。

(图中“*”表示吸附态；数值为生成相应过渡态的活化能)答案(2)升高温度，反应速率加快(或升高温度，催化剂活性增强)220~260℃时，催化剂活性降低(4)Pd/WC2H4*→C2H6(g)，Pd/W作催化剂时活化能更大，更难生成C2H6(解析(2)在60~220℃范围内，反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，故乙炔转化率随温度的升高而增大，另外催化剂活性增强也可加快反应速率，提