（通用版）2020高考化学二轮复习题型三化学反应原理综合题的研究逐空突破课件.pptx

1、2 逐空突破打造“精品组件”,第二篇,题型三化学反应原理综合题的研究,常考题空1热化学方程式及反应热的计算,常考题空2有关反应速率、平衡常数、转化率的计算,栏目索引,常考题空3电解质溶液中有关平衡常数的计算,常考题空4读懂图像精准判断速率、平衡对实际生产的调控作用,常考题空1 热化学方程式及反应热的计算,1.书写热化学方程式的“五环节”,2.利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法 (1)步骤,(2)方法,题组一热化学方程式的书写 1.依据反应事实书写有关热化学方程式： (1)2017天津，7(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O

2、的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为 _。,2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1,对点集训,1,2,3,4,(2)2014安徽，25(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_。,4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s) H177.6 kJmol1,反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H1551 kJmol1 反应：S(s)O2(g)

3、=SO2(g) H3297 kJmol1 反应的热化学方程式：_。,(3)2018北京，27(1)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：,3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJmol1,1,2,3,4,2.运用盖斯定律书写下列热化学方程式： (1)已知：25 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1 S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol1 Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s) H1 065 kJmol1 则SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程

4、式是_ _,MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s),1,2,3,4,H248 kJmol1,解析将题给三个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由可得SO2(g)MnO2(s)=MnSO4(s)H(1 065 kJmol1)(520 kJmol1)(297 kJmol1)248 kJmol1。,通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_ _、_，制得等量H2所需能量较少的是_。,(2)2017全国卷，28(2)近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题： 下图是通过热化学循环在较低温度下

5、由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,H286 kJmol1,H2S (g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1,1,2,3,4,系统(),解析令题干中的四个热化学方程式分别为,1,2,3,4,SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq)H2151 kJmol1 2HI(aq)=H2(g)I2(s)H3110 kJmol1 H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l)H461 kJmol1 根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式：,同理，将可得，系统()中的热化学方程式： H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4151 kJ

6、mol1110 kJmol161 kJmol120 kJmol1 由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统()。,1,2,3,4,H_kJmol1。,题组二计算化学反应的焓变(H) 3.二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)6H2(g) CH2=CH2(g)4H2O(g)H。 (1)几种物质的能量(kJmol1)如表所示(在标准状态下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时放出的热量为其具有的能量)：,128,1,2,3,4,解析H生成物的总能量反应物的总能量(52242403942)kJmol1128 kJmol1。,思

7、路点拨从宏观的角度讲，反应热是生成物自身的总能量与反应物自身的总能量的差值，根据第(1)问中所给出的各物质所具有的能量，可以计算反应的热效应。从微观的角度讲，反应热是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，已知反应的热效应和部分化学键的键能，可求某一化学键的键能。,1,2,3,4,a_。,(2)几种化学键的键能(kJmol1)。,409.25,1,2,3,4,解析H断裂化学键的总键能形成化学键的总键能(803443666154a4638)kJmol1128 kJmol1，解得a409.25。,4.(1)2016全国卷，26(3)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化

8、工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题： 2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1 N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2 O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H3 2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g) H41 048.9 kJmol1 上述反应热效应之间的关系式为H4_，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_。,2H32H2H1,反应放热量大，产生大量的气体,1,2,3,4,解析对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式2，减去热化学方程式2，再减去热化学方程式，即可得出热化学方程式，故H42H

9、32H2H1；联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。,1,2,3,4,(2)CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。 已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H1a kJmol1 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H2b kJmol1 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3c kJmol1 反应CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H_ kJmol1(用含a、b、c的代数式表示)。,(a2b2c),1,2,3,4,解析CH4(g)2O2(g)=

10、CO2(g)2H2O(g)Ha kJmol1，2CO(g)2H2O(g)=2CO2(g)2H2(g)H2b kJmol1,4CO2(g)=4CO(g)2O2(g)H2c kJmol1。 上述三式相加得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H(a2b2c)kJmol1。,常考题空2 有关反应速率、平衡常数、转化率的计算,1.有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)nB(g)=cC(g)dD(g),(2)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，存在如下关系：v(A)v(B)v(C)v(D)mncd。 (3)注意事项 浓度变化只适

11、用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。,2.化学平衡计算中常用公式 (1)对于可逆反应：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)在一定温度下达到化学平衡时，其化学平衡常数计算的表达式为,其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压， 气体的分压气体总压体积分数 气体体积之比气体物质的量之比,(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式亦不同。例如：,因此书写平衡常数表达式时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。 (3)转化率计算公式,题组一有关化学反应速率的

12、计算 1.2015广东理综，31(3)改编一定条件下测得反应2HCl(g) Cl2(g)H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：,对点集训,1,2,3,4,5,计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。,6,7,2.工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是一步关键步骤。 (1)550 时，向一恒温恒容的容器内充入2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)进行上述反应，测得SO2(g)浓度随时间变化如图甲所示，则该温度下反应从开始到平衡氧气的平均反应速率v(O2)_。,0.016 molL1min1,1,2,

13、3,4,5,6,7,若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压总压气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2) _ kPamin1。,(2)改变温度，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,题组二有关平衡常数及转化率的计算 3.2017全国卷，28(3)近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题： H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g) COS(g) H2O

14、(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 H2S的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。,2.5,2.8103,1,2,3,4,5,6,7,解析设平衡时H2S转化的物质的量为x mol。,1,2,3,4,5,H2S(g)CO2(g) COS(g)H2O(g) 初始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 0.40 x 0.10 x x x,解得：x0.01,6,7,4.2017全国卷，28(4)砷(As)是第四周期A族元素，可以形成As2S3、As2O5、H

15、3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题： 298 K时，将20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应： 溶液中 与反应时间(t)的关系如图所示。,1,2,3,4,5,若平衡时溶液的pH14，则该反应的平衡常数K为_。,6,7,1,2,3,4,5,6,7,5.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)Cl2(g) 2NOCl(g)。 (1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应： 2NO2(g)NaCl(s) Na

16、NO3(s)NOCl(g) 4NO2(g)2NaCl(s) 2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g) 2NO(g)Cl2(g) 2NOCl(g) 设反应对应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K1、K2、K3之间的关系为_。,1,2,3,4,5,解析根据2，从而可推知平衡常数之间的关系。,6,7,反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)_ molL1min1。,(2)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：,0.1,1,2,3,4,5,6,7,T2时该反应的平衡常数K为_。,2,1,2,3

17、,4,5,6,7,T2时Cl2的平衡转化率为_。,50%,1,2,3,4,5,6,7,(3)若按投料比n(NO)n(Cl2)21把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： 该反应的H_(填“”“”或“”)0。,1,2,3,4,5,解析根据图像，升高温度，平衡时NO的转化率减小，说明平衡逆向移动，说明该反应正反应属于放热反应，H0。,6,7,在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为_。,40%,1,2,3,4,5,6,7,若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp_(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计

18、算，分压总压体积分数)。,1,2,3,4,5,6,7,解析设NO的物质的量为2 mol，则Cl2的物质的量为1 mol。,1,2,3,4,5,6,7,题组三平衡常数与速率常数的关系 6.(2016海南，16)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化：,1,2,3,4,5,该反应的速率方程可表示为v(正)k(正)c(顺)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题： (1)已知：t1温度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，该温度下反应的平衡常数值K1_；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)

19、，则H_(填“小于”“等于”或“大于”)0。,3,小于,6,7,1,2,3,4,5,6,7,(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_(填曲线编 号)，平衡常数值K2_；温度t1_(填“小于”“等于”或“大于”)t2，判断理由是_。,B,小于,1,2,3,4,5,该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动,6,7,1,2,3,4,5,6,7,7.在一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入一定量PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)Cl2(g) PCl5(g)H，测得PCl3(g)的转化率与时间关系如图所示。,其速率方程：v正k正c(PCl3)c(

20、Cl2)，v逆k逆c(PCl5)(k是速率常数，只与温度有关) (1)上述反应中，H_0(填“”“”或“”)，理由是_ _。,T2大于T1，温度升高，,1,2,3,4,5,平衡转化率降低，说明正反应是放热反应,解析由图像知，T2先达到平衡，说明T2大于T1，T2达到平衡时转化率降低，升高温度，平衡向左移动，说明正反应是放热反应。,6,7,小于,1,2,3,4,5,6,7,(3)T1时，测得平衡体系中c(Cl2)0.25 molL1，则 _(要求结果带单位)。,16 Lmol1,1,2,3,4,5,6,7,常考题空3 电解质溶液中有关平衡常数的计算,1.依据电离常数表达式计算(以弱酸HA为例),

21、(2)Ka与pH的关系,(3)Ka与A水解常数Kh的关系,2.溶度积(Ksp)的常见计算类型,(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Kspa，在0.1 molL1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag)10a molL1。,题组一有关电离常数的计算 1.2018天津，10(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH13，CO2主要转化为_(写离子符号)；若所得溶液 21，溶液pH_。(室温下，H2CO3的K14107；K251011),10,1,2,3,4,对点集训,5,6,2.25 时，将a molL1的氨水与0.01

22、 molL1的盐酸等体积混合所得溶液中 c(Cl)，则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3H2O 的电离平衡常数Kb_。,中,1,2,3,4,5,6,3.大气污染物SO2可用NaOH吸收。已知pKalgKa，25 时，用0.1 molL1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 molL1 H2SO3溶液的滴定曲线如图。,1,2,3,4,(1)c点所得溶液中：c(Na)_3c( )(填“”“”或“”)。,5,6,(2)依据图像计算H2SO3在25 的pKa1_，pKa2_。,1.85,7.19,1,2,3,4,5,6,解析分别写出亚硫酸的两级电离平衡常数表达式：,1,2,

23、3,4,即pKa1pH1.85,即pKa2pH7.19。,5,6,4.常温下，用0.100 0 molL1的NaOH溶液滴定某浓度的二元弱酸(H2X)溶液，所得溶液中各种含X的微粒的物质的量分数()与pH的变化曲线如图所示。 (1)计算H2X的一级电离常数Ka1_(幂指数的形式且可以是小数，下同)。,101.2,1,2,3,4,5,6,(2)X2的一级水解常数Kh_。,109.8,1,2,3,4,5,6,题组二有关Ksp的计算 5.(高考题组合)(1)2017海南，14(3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当 有BaCO3沉淀生成时溶液中 _。 已知Ksp(BaCO3)2.6

24、109，Ksp(BaSO4)1.11010。,24,1,2,3,4,5,6,(2)2016全国卷，27(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag与 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag)为_molL1，此时溶液中c( )等于_molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010),2.0105,5.0103,1,2,3,4,5,6,(3)2015全国卷，26(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方

25、法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_ _。(已知KspZn(OH)21017，KspFe(OH)21017，KspFe(OH)31039),Fe3,2.7,1,2,3,4,6,Zn2和Fe2不能分离,Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp,相近,5,6,1,2,3,4,5,6,6.常温下，KspCu(OH)22.21020。常温下，在一定量的氯化铜溶液中逐滴加入氨水至过量，可

26、观察到先产生蓝色沉淀，后蓝色沉淀溶解转化成蓝色溶液。 (1)当pH8时，表明已完全沉淀，计算此时c(Cu2)_ molL1。,2.2108,1,2,3,4,5,6,(2)常温下，Cu2(aq)4NH3(aq) Cu(NH3)42(aq) K12.01013，蓝色沉淀溶解过程中存在平衡：Cu(OH)2(s)4NH3(aq) Cu(NH3)42(aq)2OH(aq)，其平衡常数K2_。,4.4107,1,2,3,4,5,6,常考题空4 读懂图像精准判断速率、平衡对实际生产的调控作用,1.看题干，明方向：看清题目要求，在题干中圈出关键词，明确是速率问题还是平衡移动问题，分清楚是“恒温恒压”还是“恒温

27、恒容”，或其他限制条件。 2.识图表，“面、点、线” 识图是解题的基础，面即坐标系，明晰横、纵坐标所表示的化学含义，这是理解题意和进行正确思维的前提。明晰坐标含义，也就是用变量的观点分析坐标，找出横、纵坐标的关系，再结合教材，联系相应的知识点。找点：找出曲线中的特殊点(起点、顶点、拐点、终点、交叉点、平衡点等)，分析这些点所表示的化学意义以及影响这些点的主要因素及限制因素等，大多考题就落在这些点的含义分析上，因为这些点往往隐含着某些限制条件或某些特殊的化学含义。析线：正确分析曲线的走向、变化趋势(上升、下降、平缓、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分区段进行分析，研究找出各段曲线的变化趋

28、势及其含义。,一、图像题的审题要领,1.涉及温度、压强对平衡影响类简答题 答题要领：叙特点(反应特点或容器特点)变条件定方向得结论(或结果),二、应用举列,例1在密闭容器中充入一定量H2S，发生反应2H2S(g) 2H2(g)S2(g)H169.8 kJmol1。右图为H2S气体的 平衡转化率与温度、压强的关系。 (1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为_，理由是 _。 (2)该反应平衡常数大小：K(T1)_(填“”“”或“”)K(T2)，理由是_。 (3)如果要进一步提高H2S的平衡转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有_。,p1p2p3,该反应的正反应是气体分子数增大的反应，

29、其他条件不变时，减小压强使平衡正向 移动，H2S的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，p1条件下H2S的平衡转化率 最大，p3条件下H2S的平衡转化率最小,该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大,及时分离出产物,解题思路,2.图像中转化率变化分析 答题要领：转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响。,例2(2017全国卷，27改编)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。C4H

30、10(g)=C4H8(g)H2(g)H123 kJmol1 回答下列问题： (1)图(a)是该反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。 A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强,小于,AD,审题要领抓关键词，“平衡产率”。,解析由图(a)可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x0.1。由于反应为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确，B错误； 反应正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，

31、因此C错误，D正确。,(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。,氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大,审题要领抓关键词，“产率”，“氢气的作用”。,解析反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中n(氢气)/n(丁烷)较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯产率升高；随着进料气中n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的H2会使反应平衡逆向移动，所以丁烯产率下降。,(3)图(

32、c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_ _、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。,升高温度有利于,反应向吸热方向进行,升高温度时，反应速率加快,丁烯高温裂解生成短碳链烃类,审题要领抓关键词，“副产物”产生的原因。,解析590 之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590 时，丁烯高温会裂解生成短碳链烃类，使产率降低。,3.依据图像，优选生产条件 解题模型要从以下几个层面依次分析其中的“物理量”：,例32017天津理综，10(2)已知：生物脱H2S的原理： H2SFe2(SO4)3=S2FeSO4H2SO4 4FeSO4O22H2SO4 2Fe2(SO4)32H2O 由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为_。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是_。,30 、pH2.0,蛋白质变性(或硫杆菌失去活性),解析由图1可知，温度在30 左右时，Fe2氧化速率最快；由图2可知，反应混合液的pH2.0左右时，Fe2氧化速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 、混合液的pH2.0。硫杆菌属于蛋白质，若反应温度过高，受热变性失活