（新课标）2020高考化学二轮复习 第二部分 高考大题突破 题型一 化学反应原理综合题课件

化学第二部分高考大题突破题型一化学反应原理综合题01热点1反应热与化学平衡的综合02热点2电解质溶液、电化学与化学平衡的综合03专题强化训练反应热与化学平衡的综合1．题型特点这类试题往往以能量变化、化学反应速率、化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段，综合考查关联知识。关联知识主要有：(1)ΔH符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算ΔH。(2)化学反应速率的计算与比较，外因(浓度、压强、温度、催化剂)对化学反应速率的影响。(3)平衡常数、转化率的计算，温度对平衡常数的影响；化学平衡状态的判断，用化学平衡的影响因素进行分析和解释。(4)在多层次曲线图中反映化学反应速率、化学平衡与温度、压强、浓度的关系。2．热化学方程式的书写及反应热计算技巧首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、产物并配平，其次在反应物和生成物的后面的括号内注明其状态，再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对(主要是反应物和生成物的位置、化学计量数)，最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方程式的反应热ΔH，空一格写在热化学方程式右边即可。3．分析反应速率和化学平衡问题的注意点(1)熟练“三段式”，准确计算反应速率、转化率和平衡常数。①明确三种量的意义：一是起始量(物质的量或浓度)，二是变化量，三是平衡量；②用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。(2)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。(3)平衡常数的计算①固体和纯液体的浓度视为常数(不出现在平衡常数表达式中)；②理解气体分压的意义(等于气体物质的量之比)以及气体压强平衡常数的计算。(4)对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响，且影响趋势相同，但影响程度不同。①升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小；②降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大。4．分析图表与作图时应注意的问题(1)仔细分析并准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。(3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。(4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。1．(2019·高考全国卷Ⅰ，T28，14分)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。A．＜0.25B．0.25C．0.25～0.50D．0.50E．＞0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式：________________________。(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率v(a)＝__________kPa·min－1。467℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是__________、__________。489℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是__________、__________。解析：(1)由题给信息①可知，H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)(i)K1＝c(H2O)c(H2)＝1－0.02500.0250＝39，由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)(ii)K2＝c(CO2)c(CO)＝1－0.01920.0192≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)－(i)得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K＝K2K1＝51.0839≈1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1mol，容器体积为1L，在721℃下，反应达到平衡时H2的物质的量为xmol。CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)起始/mol1100转化/molxxxx平衡/mol1－x1－xxxK＝x2(1－x)2＝1.31，若K取1，则x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若K取4，则x≈0.67，φ(H2)≈0.33。当K取1.31，则氢气的物质的量分数介于0.25与0.33之间，故选C。(3)观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量可知，终态物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质相对能量与起始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图可知，最大活化能E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。(4)由题图可知，30～90min内v(a)＝(4.08－3.80)kPa90min－30min＝0.0047kPa·min－1。水煤气变换中CO是反应物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489℃时pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467℃时pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467℃时pCO随时间变化关系的曲线。答案：(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)(4)0.0047bcad2．(2018·高考全国卷Ⅰ，T28，15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)===N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62min时，测得体系中pO2＝2.9kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是___________________________________。④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡第二步NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应第三步NO＋NO3―→2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。A．v(第一步的逆反应)v(第二步反应)B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D．第三步反应活化能较高解析：(1)氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气做氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为O2。(2)①将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由12×a－b得N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)ΔH＝ΔH1－2ΔH22＝－4.4＋55.3×22kJ·mol－1＝＋53.1kJ·mol－1。②t＝62min时，体系中pO2＝2.9kPa，根据三段式法得2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)起始35.8kPa00转化5.8kPa5.8kPa2.9kPa62min30.0kPa5.8kPa2.9kPa则62min时pN2O5＝30.0kPa，v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。③刚性反应容器的体积不变，25℃N2O5(g)完全分解时体系的总压强为63.1kPa，升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2(g)N2O4(g)的逆反应是吸热反应，升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，体系物质的量增大，故体系总压强增大。④N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始pN2O5＝35.8kPa，其完全分解时pN2O4＝35.8kPa，pO2＝17.9kPa，设25℃平衡时N2O4转化了x，则N2O4(g)2NO2(g)平衡35.8kPa－x2x35.8kPa－x＋2x＋17.9kPa＝63.1kPa，解得x＝9.4kPa。平衡时，pN2O4＝26.4kPa，pNO2＝18.8kPa，Kp＝p2NO2pN2O4＝18.8226.4＝13.4。(3)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除NO3外还有NO，B项错误；发生有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，C项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D项错误。答案：(1)O2(2)①＋53.1②30.06.0×10－2③大于温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高④13.4(3)AC1．(2018·高考全国卷Ⅱ，T27节选)CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1。某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)消碳反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)75172活化能/(kJ·mol－1)催化剂X3391催化剂Y4372①由上表判断，催化剂X_____Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳