2020高考化学冲刺核心素养微专题：8化学反应原理综合题解题策略

1、温馨提示：此套题为 Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适 的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养微专题 化学反应原理综合题解题策略,答题要索国园1 .审题步骤(1)步骤1:浏览全题，明确已知和所求，挖掘解题切入点。(2)步骤2:对于化学反应速率和化学平衡图象类试题，读懂图象，明 确纵横坐标的含义，理解起点、终点、拐点的意义，分析曲线的变化趋 势。对于图表数据类试题，分析数据，研究数据间的内在联系，找出数据 的变化规律，挖掘数据的隐含意义。对于电化学类试题，首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极 类别，书写电极反应式，按电极反应式进行相关计算。对于电解质溶

2、液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。(3)步骤3:针对题目中所设计的问题，联系相关理论进行逐个作答。2 .答题模板产交反度化学显二春示）口行的快恒流里卜敏胭俱 , 愕户笆象分析）应府）仲横反曲#）化学反应研究反应而节"进行的限平电度 一进行的赤 向 r、研究反但应热.I费斯定事,Y丽寅）。（反应速率府的能量变化（军电池.，电礴幅J 转化率及产率'舞型考题团同，【典例】2019年10月1日，中华人民共和国成立70周年阅兵中，由7个型号 导弹方队组成的战略打击模块驶过天安门，东风-41导弹方队行进在 地面受阅方队的最后。东风-41弹道导弹是中国研

3、发的第四代战略导 弹，也是最新的一代。导弹的推进剂分液体推进剂与固体推进剂，东风 -41弹道导弹采用最新的固体推进剂。（1）液体推进剂主要含有液态月井（N2H4）。已知 N2（g）+2O2（g） 2NG（g） H=+67.7 kJ mol-1, N2H(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) H=-534 kJ - mol则月井与NO完全反应的热化学方程式为（2）无色气体N2Q是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一，N2O与NO转换的热化学方程式为 N2Q(g)H2NG(g)A H=+24.4 kJ mol-1将一定量N2Q投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达 到平衡的是。a.

4、v 正(N2O)=2v 逆(NQ)b.体系颜色不变c.气体平均相对分子质量不变d.气体密度不变达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时,则混合气体颜 色(填“变深”“变浅”或“不变”),判断理由平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平 衡分压代替平衡浓度，分压=总压X物质的量分数(例如：p(NQ尸p总 Xx(NQ)。写出上述反应平衡常数 K表达式(用p总、各气体 物质的量分数x表示)。在一恒温恒容的容器中，发生反应NO(g) 一2NO(g),下列图象正 确的是 O上述反应中，正反应速率v正=k正, p(N2O4),逆反应速率 v逆=k逆 p2(NQ),其中k正、k逆为

5、速率常数，则除为(以k正、k逆表示)。若将一定量N2Q投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k正=4.8 x104 s-1,当 N2Q分解 10%t, 丫正=kPa s1。真空密闭容器中放入一定量 N2O4,维持总压强P0恒定，在温度为T时, 平衡时NQ分解百分率为a。保持温度不变，向密闭容器中充入等量NQ,维持总压强在2P0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为（3） 一种以期:（N2H）为燃料的电池装置如图所示。该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料，以提高电极反应物在电极表面的吸附量 ，并使 它们与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气作为氧化剂，

6、KOH溶液作 为电解质。rH Hi.一有于交操膜KOHffl 负 极 上 发 生 的 电 极 反 应 为；电池工作时产生的电流从 电极经过负载后流向 电极（填“左侧”或“右侧”）。【审题流程】明确目标套原理，应用基础准确答：【解析】(1)N2(g)+2O2(g) 2NO(g) H=+67.7 kJ mol-1 N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) H2=-534 kJ - mol依据盖斯定律： X 2-得到:2N2H4(g)+2NQ(g) 3N2(g)+4HzO(g)-1AH=-1 135.7 kJ mol 。a.应是2V正(NzQ)=v逆(NQ)时反应达到平衡状态，故a错误;

7、b. 体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故b正 确;c.混合气体总质量不变，随反应进行混合气体总物质的量增大，平 均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时,反应到达平 衡状态，故c正确;d.混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体 密度始终不变，故d错误，正反应是吸热反应，其他条彳不变，温度升 高平衡正向移动，c(NQ)增加,颜色加深。由题目信息可知，用某组分(B)的平衡压强(P)表示平衡常数为生 成物分压的系数次哥乘积与反应物分压系数次哥乘积的比，XX (NO2) XX2 (NO)NQ(g) 2NO(g)的平衡常数 Kp22 ；=心 /。A.平衡常数只与温度有关

8、，温度不变，平衡常数不变，图象不符合， 故A错误;B.N2Q的物质的量越大，压强越大，正反应方向进行的程度 越小,N2O的转化率越小，图象符合，故B正确;C.NO2的物质的量越大， 压强越大，逆反应方向进行的程度越大，则NO的百分含量越小，图象 不符合,故C错误;D. H与反应方程式中化学计量数成正比， H不随 NO的物质的量的变化而变化，故D错误。平衡时正逆反应速率相等，由v正二k正 p(N2Q), v逆二k逆 p2(NQ),联立可得K)=,当MQ分解10%1设投入的NO为1 mol,转化的N2O4 女逆为 0.1 mol,则:NQ(g) -2NO(g)物质的量增大2-1=10.1 mol0

9、.1 mol故此时 p(N2O)=:-X100ImoliFO. Imol-4kPa=Yx 100 kPa,则 v 正=4.8 x 10s-1 xx 100 kPa 3.9 X106 kPa s-1。 n在温度为T时,平衡时N2Q分解百分率为a,设投入的20为1 mol,转化的20为a mol,则:NO(g) 2NO(g)起始量(mol):变化量(mol):2a平衡量(mol):1-a2a故 w(N2Q)=1-ci2ci一3丁,则平衡常数K二p孑 xw(NO2)一p 送 xivz (KOt )p总 XW(N2O4 ')l；' ( N2 O=乌工=p0 X _ _11-a工斗口保持

10、温度不变，平衡常数不变，令2。的平衡分解率为y,则:PoX 竟=2p* *,解得 y二 I=7 $ 14m1+y(3)通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极 反应式为N2H+4OH4e1H+4HQ原电34工作时,电流由正极经导 线流向负极，则由右侧流向左侧。答 案：(1)2N2H(g)+2NQ(g) II 3N2(g)+4H2O(g)A H=-1135.7kJ mol-1 (2)bc变深 正反应是吸热反应，其他条彳不变，温度升高平衡正向移动，c(NQ)增加,颜色加深 N2H+4OH4e-N+4Ho 右侧 左侧茹题题测画国，I .据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷

11、的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：-1水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)LCO(g)+3H(g)H=+205.9 kJ molCO(g)+HO(g)CG(g)+H2(g) H2=-41.2 kJ mol-1 二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g) ，2CO(g)+2H(g)AH 则 反 应 自 发 进 行 的 条 件 是,A H3=kJ mol-1。H .氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比 较成熟的技术，其原理为N2 (g)+3H 2 (g)，2NH(g)。(2)在不同温度、压强和相

12、同催化剂条件下，初始N、H2分别为0.1mol、0.3 mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(d)如图所示。其中，p1、p2和口由大到小的顺序是，其原因是若分别用Va(N2)和vb(N2)表示从反应开始至达平衡状态 A、B时的化学反应速率，则 Va(N2)VB(N2)(填“>”“<”或“=”)。若在250 C、pi为105 Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下B点N2的分压p(N2)为_Pa(分压=总压X物质的量分数，保留一位小数)。m .以连二硫酸根(S2。： j为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO装置如图所示：气惮州口甥气入口XCJ吸收柱阴极区 的

13、 电极反应式为NO吸收转化后的主要产物为 Nit,若通电时电路中转移了 0.3 mol e,则此通电过程中理论上吸收的 NO在标准状况下的体积为 mLIV.常温下，将a mol L-1的醋酸与b mol L-1Ba(OH)溶液等体积混 合,充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+尸c(CHCOO,则该混合溶液中醋 酸的电离常数Ka=(用含a和b的代数式表示)。【解析】I. (1)该反应2。、AS>0, AH-T-A S<0能自发进行，所 以在高温条件下反应 能自发进行；CH(g)+H2O(g)-CO(g)+3H(g)H=+205.9 kJ mol-1CO(g)+HO(g)CO(g)+H

14、2(g)1 H2=-41.2 kJ mol 根据盖斯定律-得 CH(g)+CO2(g) 一 2CO(g)+2H(g)H=AH- H2=+205.9 kJ mol-1+41.2 kJ mol-1=+247.1 kJ mol-1;H .(2)温度相同时，增大压强,N2 (g)+3H 2 (g) -2NH(g)平衡正向移动，所以压强越大氨的体积分数增大，P、P2和P3由大到小的顺序是 Pi*；压强越大、温度越高，反应速率越快；A点压强、温度都低于B,所以Va(N2)< Vb(N2)；设氮气转化的物质的量为X,则N (g)+3H2 (g) =2NH(g)开始/mol0.10.3转化/molx 3

15、x2x平衡/mol0.1-x 0.3-3x2x=0. 667O. L-Af+C, 3-3X2Xx=0.08 mol平衡时 N2、H2、NH的物质的量分别是 0.02 mol、0.06 mol、0.16 mol;N2x 105= 8.3 X 103 Pa；q 八 l、r01 02的分压p(N2)的6m.(3)阴极90；得电子发生还原反应生成S01，阴极反应式是2S+4Hf+2e-S2 一 +2HO;NO收转化后的主要产物为 Nit,吸收1 mol NO转移5 mol电子， 设吸收标准状况下NO的体积为xX 5=0.3 x=1.344 L=1 344 mL;22. 4'IV、将a mol

16、L-1的醋酸与b mol L-1Ba(OH)溶液等体积混合，根据 物料守恒 c(Ba2+)=一, c(CHCOO+ c(CH3COOHk,2c(Ba2+)=c(CH3COO, 则 c(CHCOO=b, c(CHCOOH) = ? -b,根据电荷守恒和 2c(Ba2+)= c(CHCOO可知c(H +)=一一-7.， ''.'oa-2bc(OH)=10 ,K=答案：I .(1)高温 +247.1 H .(2)Pi>P2>P3温度相同时，增大压强，化学平衡向正反应方向移动，故平衡混合物中氨的体积分数越大则对应压强越大 < 8.3 X 103 m .(3)2

17、S0；+4Hf+2eS20；- +2H2O 1 3442i35C10-7IV.a-2b【加固训练】1.(工业流程与化学原理的综合)亚铁富化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐，可溶于水，不溶于乙醇。在化学实验、电镀、食品添加剂、烧制青花瓷时绘画等方面有广泛应用。以某电镀厂排放的含NaCNS液为主要原料制备黄血盐的流程如下：FlSOiNaEC(X KC1II I瓯溶液 4反而器操在司f标豕T转凝 f 4 i一GCh/渣1 施渣2K|FMCN) .卜系所提而心回答下列问题：(1)常温下,HCN的电离常数K=6.2X10-10。实验室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，

18、加水稀释至指定浓度，这样操作的目的是浓度均为0.5 mol L1的NaCNF口 HCN勺混合7§液显(填“酸”“碱”或“中”)性，通过计算说明 (2)滤渣1的主要成分是(填化学式)。转化池中发生复分解反应生成KFe(CN)6,说明其能反应的理由系列操作B为。实验室中(Fe(CN可用于检验Fe3+生成难溶盐KFeFe(CN)6,生成的盐又可用于治疗 TLSO中毒，试写出上述治疗T12SO中毒反应的 离子方程式(6) 一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁富化钾K3Fe(CN)6和亚铁富化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。则K'移向催化剂(填“a”或"b”)；催化剂

19、a表面发生反应：太阳光催化剂尚催化剂h【解析】(1)由HCN的电离常数知，HCN是弱酸,NaCN为强碱弱酸盐， 溶液中Cr解使溶液呈碱性。配制一定浓度的NaCN容液必须抑制 CNK解。因 C守=1°3 =1.6 x 10-56.2 x 10-10,即 CN的水解常 为 &. 2X1D-10数大于HCN勺电离常数，所以溶液呈碱性。反应器中发生的主要反应的化学方程式为 6NaCN+FeS+CaC2NaFe(CN)+CaSO( +2NaCl,硫酸钙微溶于水,操 作A是过滤，所得滤渣1的主要成分是硫酸钙；加入碳酸钠除去溶液中 少量的钙离子，滤渣2的主要成分是碳酸钙。经过滤后在滤液中加

20、入 KCl可转化成 KFe(CN)6,4KCl+Na4Fe(CN)6KtFe(CN)6 ； +4NaCl,说明相同温度下 KFe(CN)6 溶解度小于 NaFe(CN，。加入KCl得到KFe(CN沉淀。将KFe(CN沉淀分离出来需经过 滤、洗涤、干燥等操作。(5)实验室中KFe(CN)6可用于检验Fe3+,检验Fe3+反应的离子方程式为 K+Fe(CN)64-+F3+KFeFe(CN)6 J ;难溶盐 KFeFe(CN%可用于治疗Tl 2SO中毒，离子反应方程式为KFeFe(CN)6+Tl +TlFeFe(CN) q+K+。(6)由图可知，电子从负极流向正极，则a为负极,b为正极，则K+移 向

21、催化剂b;a为负极，发生氧化反应，则催化剂a表面发生反 应:Fe(CN) 6 4-e1-Fe(CN)6-。答案：(1)抑制CNS碱爪HCN) 爪OIT)Kh=c(CN-)=1.6 x 10-5>6.2 x 10-10,即CN的c(HCN) 力(CJT) * 小匚H-) Kw L UxiOWetCW) * c(H+) 吗 6.艺XioT。水解常数大于HCN勺电离常数，所以溶液呈碱性(2)CaSO相同温度下KFe(CN的溶解度小于NaFe(CN)6过滤、洗涤、干燥(5)KFeFe(CN) 6+Tl+iTlFeFe(CN) 6+K+(6)bFe(CN) 6 4-e-Fe(CN) 6 3-2.中

22、科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：Ti温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 mol CH,仅发生上述反应， 反应过程中015 min CH的物质的量随时间变化如图1,测得1015 min时H2的浓度为1.6 mol L-1010 min内CH表示的反应速率为 mol L-1 min-1）。若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表 面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n （CH。的变化曲线，其中表示 催化剂表面积较大的曲线是 （填“a”或"b”）。15 min时,若改变外界反应条件，导致n（CH

23、）发生图中所示变化，则 改变的条件可能是 （任答一条即可）。（3）实验测得：v（正尸k正c2（CH4）, v（逆尸k逆c（C2H4） ，（代）其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，下温度时k 正与k逆的比值为（填数值）。若将温度由不升高到T2,则反应速率增大的倍数v（正）v逆）（选填“>” “=”或“<”）；判断的理由是阳河子交用展D尸射电损”冠固像电解感一厂内的电横0?NK】溶液（4）科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。 如图2所示，电解质是 掺杂了 丫2。与ZrO2的固体,可在高温下传导02-C极的Pt为极（选填“阳”或“阴”）。该电池工作时负极反应方程式为用该电池电解饱和食

24、盐水，一段时间后收集到标准状况下气体总体 积为112 mL,则阴极区所得溶液在25 c时pH=（假设 电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL）。【解析】（1）2CH4（g） -GH（g）+2H2（g） A2。,反应为吸热反应，始变 为正值，反应始变母反应物总键能-生成物总键能 =（8 b- c-4 b-2a） kJ mol-1=+（4b-c-2a） kJ mol-1;（2）Ti温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 mol CH4,仅发生上述反 应，测得1015 min时H的浓度为1.6 mol L-1,物质的量为1.6 mol, 反应达到平衡状态，此时消耗甲烷物质的量1.6 mol,010 min内CH必 1. .mol表示的反应速率 v=77=:L =0.16 mol - L-1 min-1;Ar lOmln若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度Ti时，使用质量相同但表 面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)的变化曲线，催化剂表 面积越大反应速率越快，达到平衡所需时间越短，其中表示催化剂表 面积较大的曲线是b;15 min时,若改变外界反应条件，导致n