新课程背景下《化学反应原理》模块的命题特点与复习策略.doc

化学教育工作站：/chemedu新课程背景下化学反应原理模块的命题特点与复习策略湖南省株洲市第十三中学（412008）苏建林2011年高考已经结束，在实施新课程改革地区的高考试题中，化学反应原理模块都是必考内容，不管是试题数量还是分值都占很大的比例，本文试从分析近年高考题特点入手，提出2012年高考的复习建议，供备考师生参考。一、化学反应原理模块在高考试题中的地位12011年各地高考理综卷对化学反应原理模块的考查省市化学总分分值题号及考点新课程全国卷100307（D）电解熔融NaCl的简单计算10HF溶液稀释过程中离子（粒子）浓度的变化11铁镍蓄电池的电极反应（基本原理）26溶度积的简单计算27以燃料电池为背景，考查反应热（盖斯定律的计算、热化学方程式的书写）新课标考纲中不再提出正确书写的要求，今年27题还是考查了学生书写热化学方程的能力。、反应速率、化学平衡、电极反应等的综合。北京100328铁锌原电池（铁铜原电池）的电极反应与现象10反应热（主要是盖斯定律的考查）12反应速率曲线的简单应用25“X2+H2”，化学平衡与物质结构的综合应用26电解饱和食盐水的综合应用天津100364KOH与苯酚溶液混合后离子浓度大小的比较5水的离子积、酸碱混合呈中性的问题6反应速率时间曲线的分析7热化学方程式9从速率和平衡角度考查反应条件的选择10以“含铬废水的处理”考查平衡移动、溶度积、电解等山东783612（C）（D）分别考查水解和电解14乙酸溶液稀释过程中离子浓度的变化15电镀28以“SO2、NO2、CO等大气污染物的处理”为背景，考查平衡状态、平衡图像、平衡常数、反应热等29以“Na、S及其化合物”为背景，考查电极反应、离子浓度大小比较等30以“卤水制备CaCl2、Br2”为背景，考查沉淀完全的pH、电离常数等浙江1003210铁生锈过程分析12电离常数、反应热13海水中提取镁过程中沉淀的分析27以“氨基甲酸铵分解平衡常数和速率的测定”为背景，考查平衡标志、平衡常数、焓变、熵变、反应速率及其影响因素等福建1003010使醋酸溶液pH增大可采取的措施11锂电池的简单分析12“Sn2+Pb2+”平衡体系分析23反应速率的影响因素24以“钛铁矿制备TiCl4”为背景，考查溶度积常数、热化学方程式的综合安徽100309平衡图像11（C）pH与溶液酸碱性的关系（D）强酸制弱酸12海水电池的分析13盐酸与氨水混合后溶液离子浓度的关系25热化学方程式28利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响广东1003311Na2SO3溶液中离子浓度的关系12FeCu原电池的分析31以“CO2和H2O(g)转化为CH4和O2”为背景，考查反应速率、热化学方程式、化学平衡转化率的计算等。32以“吹气法精炼铝”为背景，考查电解、电镀等。大纲版全国卷108396几种稀溶液pH大小比较8化学平衡中转化率与体积分数的简单计算9NaOH与CH3COOH混合后离子浓度大小的比较10电解后溶液的恢复28反应速率、化学平衡的综合应用四川108309几种溶液中电离的水的物质的量之比13化学平衡移动过程中压强、转化率等的变化26考查电解NaCl溶液的总反应和现象29以“氢能的开发”为背景，考查电极反应、反应热等。重庆108308使溶液碱性增强的操作10由平衡图像找合适的反应13由键能计算H29以臭氧的性质、制备为背景，考查影响反应速率的因素、电极反应等2近五年新课程理综全国卷对化学反应原理模块的考查时间化学总分分值题号及考点201110030（+6）7（D）电解熔融NaCl的简单计算10HF溶液稀释过程中离子浓度的变化11铁镍蓄电池的电极反应26溶度积的简单计算27以燃料电池为背景，考查反应热、反应速率、化学平衡、电极反应等的综合36选做化学与技术涉及到水解的应用（6分）201010033（+3）11盖斯定律的应用12利用原电池原理考查离子反应26电解，平衡常数及简单计算28以“锌和稀硫酸反应的研究”考查影响反应速率的因素及分析、简单实验设计等35选做化学与生活涉及到燃料电池电极反应等（3分）200910032（+4）9影响反应速率的因素11NaOH溶液滴入醋酸溶液中，温度、pH、电力能力、浓度的变化13由平衡常数计算分解率28以“SO2的氧化”为背景，考查反应热及简单计算、影响反应速率的因素及简单计算等37选做化学与技术涉及到燃料电池电极反应等（4分左右）20081003210甲醇燃料电池的电极反应12平衡常数的简单计算13反应热的简单计算25化学平衡中转化率、浓度的计算200710030（+15）13合成氨中体积分数的计算26AgZn电池的电极反应及简单计算27以氮化硅为载体，考查平衡常数、反应热、反应速率的简单计算31选做化学与技术基本上就是考查提高转化率的措施，反应热及其计算（15分）2011年高考中，上海、江苏、海南等3省市化学单科命题，四川、重庆、湖北等9个省仍为大纲版高考（也是最后一年了！），其余省市都均为新课程理综卷，化学反应原理模块占化学分值的三分之一左右，知识覆盖面广，与生活生产实际相关，有一定的综合度。近5年的新课程全国卷（2007为宁夏卷、2008为辽宁、宁夏卷）中，题型有较强的连续性，化学反应原理模块所占分值稳定，主干知识突出，新课程特色明显，而且选考化学与技术模块的试题也与本模块密切相关。二、化学反应原理模块在2011年高考试题中的特点1模块内的综合度明显提高【例1】（2011年新课程全国卷27）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接利用甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8kJmol1、283.0kJmol1和726.5kJmol1。请回答下列问题： 用太阳能分解10mol水消耗的能量是_kJ； 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_； 在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其它条件上不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300）：下列说法正确的是_（填序号）温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为(CH3OH)molL1min1该反应在T1时的平衡常数比T2时的小该反应为放热反应处于A点的反应体系从T1变到T2，达平衡时增大 在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为，则容器内的压强与起始压强之比为_； 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为_（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大能量与燃料电池反应所释放的全部能量之比）。【解析】 根据氢气的燃烧热写出热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)H1285.8kJ/mol分解10mol水消耗能量理论上为2858kJ。 根据燃烧热再写出热化学方程式：CH3OH(l)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H2726.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H3283.0kJ/mol可得：CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H3H2H3443.5kJ/mol 3可得：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H33H1H2130.9kJ/mol选项没有考虑容器的体积；从图像看出，T2T1，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆方向移动，平衡常数减小，增大，故正确的为。CO2 + 3H2 CH3OH + H2O始/mol 1 3 00转/mol 3 平/mol1 3压强之比等于气体的物质的量之比， 负极上甲醇失电子，化合价升高生成CO2：CH3OH+H2O6eCO2+6H+，正极上为氧气得电子，酸性条件下生成水：O2+4H+4e2H2O，考虑电子得失数相等，可调整配平的系数。1molCH3OH的完全燃烧放热726.5kJ，而形成原电池提供电能702.1kJ，故理论效率为。【答案】2858 CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H3443.5kJ/mol(2)/2CH3OH+H2O6eCO2+6H+3/2O2+6H+6e3H2O96.6%【反思】本题几乎将本模块的主要知识都考查到了：热化学方程式的书写、反应热的计算、化学平衡移动及图像、平衡常数、“三段法”的计算、电化学知识以及能量的利用率等等；设置的问题中规中矩，不故意为难考生，但对考生的综合分析能力要求较高，任何一个知识点模糊都会导致丢分。2模块与模块之间巧妙综合【例2】（2011年北京理综卷25）在温度t1和t2下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：化学方程式K(t1)K(t2)H2+F22HF1.810361.91032H2+Cl22HCl9.710124.21011H2+Br22HBr5.61079.3106H2+I22HI4334 已知t2t1，HX的生成反应是_反应（填“吸热”或“放热”）。 HX的电子式是_。 共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是_。 X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：_。 K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：_，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。 仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，_（选填字母）。a在相同条件下，平衡于X2的转化率逐渐降低bX2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱cHX的还原性逐渐dHX的稳定性逐渐减弱【解析】由于K(t1)K(t2)，升高温度平衡常数减小，故可判断生成HX的反应放热反应。根据X元素的原子最外层有7个电子，写出HX的电子式是。由于卤素单质得电子能力由强到弱顺序为F2Cl2Br2I2，可知HX共价键的极性由强到弱的顺序是HFHClHBrHI。卤素原子的最外层电子数均为7，可以与H原子共用一对电子形成HX。有F到I，电子层数增加，导致原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。平衡常数代表反应进行的程度，不代表反应的快慢，故b项错；还原性应为依次增强，故c项也错。【答案】放热F2Cl2Br2I2卤素原子的最外层电子数均为7同一主族元素从上到下原子核外电子数依次增多ad【反思】很难说这是一道元素化合物题、物质结构题还是化学反应原理题，它以卤素单质与氢气的反应为载体，非常自然地将化学反应的热效应、原子结构、元素非金属性、电子式的书写、化学平衡等知识结合在一起，综合性较强。这也提醒我们，单个知识点固然重要，灵活运用这些知识更重要。3选择题的内涵更丰富【例3】（2011年浙江理综卷13）海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子浓度(mol/L)Na+Mg2+Ca2+ClHCO30.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。已知：Ksp(CaCO3)4.96109，Ksp(MgCO3)6.82106，KspCa(OH)24.68106，KspMg(OH)25.611012。下列说法正确的是（ ）A沉淀物X为CaCO3B滤液M中存在Mg2+，不存在Ca2+C滤液N中存在Mg2+、Ca2+D步骤中若改为加入4.2g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物【解析】由溶度积得一个初步结论：CaCO3比MgCO3难溶，Mg(OH)2比Ca(OH)2难溶。步骤：HCO3+OHCO32+H2OCa2+CO32CaCO3加入的NaOH较少，刚好与HCO3反应完。Qsp(CaCO3)c(Ca2+)c(CO32)0.0110.0011.1105Ksp(CaCO3)4.96109，A正确；形成CaCO3沉淀后，c(Ca2+)=7105mol/L1.0105mol/L，故B错误；步骤：pH11时，c(Mg2+)KspMg(OH)2/c(OH)25.611012/(0.001)25.611061.0105mol/L，故C错误；步骤中若改为加入4.2gNaOH固体，则c(OH)0.105mol/L，显然加入的OH更多了，Mg2+会转化为Mg(OH)2，同时消耗OH浓度0.1mol/L，余0.005mol/L；QspCa(OH)2c(Ca2+)c(OH)271050.00521.751092。原理：CH3COOH为弱酸，则c(H+)2。测0.1mol/L醋酸溶液和0.1mol/L盐酸的导电性，醋酸溶液的导电性弱。原理：盐酸中，c(H+)1102mol/L，CH3COOH为弱酸，则c(H+)1102mol/L，离子浓度越小，溶液的导电性越弱。0.1mol/L醋酸溶液和0.1mol/L盐酸与等量的Zn反应，CH3COOH溶液的反应速率慢。原理：盐酸中，c(H+)1102mol/L，CH3COOH为弱酸，则c(H+)c(HCl)，等体积的两溶液中，醋酸物质的量多，消耗NaOH溶液的体积多。pH值、体积均相同的盐酸和醋酸溶液，分别与足量的Zn粒（或CaCO3）反应时，最终产生气体多的是醋酸。原理：pH相同，两溶液中c(H+)相同，由于CH3COOH电离不完全，CH3COOH的浓度比盐酸的浓度大，体积相同时其物质的量大，与足量Zn（或CaCO3）反应时放出的气体多。pH之和为14的醋酸溶液和NaOH溶液混合，pHc(NaOH)，等体积混合后，CH3COOH过量很多，溶质为“CH3COONa+CH3COOH”，以CH3COOH的电离为主，故pH7。思路2存在电离平衡弱电解质的电离是可逆的，在溶液中存在电离平衡，故改变影响电离的一些因素，平衡会发生移动。将pH2的醋酸溶液和盐酸各10mL稀释到1000mL，稀释后2pH(CH3COOH)1104mol/L，即出现“稀释相同的倍数，弱的pH变化小”的规律。在醋酸溶液中滴加石蕊试液，溶液变红色，在上述溶液中加入少量的CH3COONH4（或CH3COONa）晶体，振荡溶液，溶液颜色变浅。原理：醋酸中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO+H+，加入CH3COONH4（或CH3COONa）晶体，即增大了CH3COO的浓度，平衡向逆方向移动，c(H+)减小，pH增大，溶液颜色变浅。向pH2的盐酸中分别加入固体CH3COONa，溶液pH增大。原理：盐酸中c(H+)1102mol/L，加入固体CH3COONa，即加入了CH3COO，对于反应CH3COOHCH3COO+H+，平衡向逆方向（即生成CH3COOH）移动，溶液中c(H+)减小，pH增大。思路3对应的盐在溶液中水解测0.1mol/LCH3COONa溶液的pH7。原理：根据盐类水解规律“有弱就水解，谁强显谁性”，C