专题十二化学反应原理（考点剖析）2023年高考化学二轮针对性复习方案（原卷版）

专题十二化学反应原理必备知识解读必备知识1化学能、热焓1.盖斯定律的应用和书写热化学方程式（1）.盖斯定律概念:不管化学反应是一步完成,还是分几步完成,其反应热是相同的。即反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。(2)应用:间接计算某些反应的反应热。如:,则ΔH=ΔH1+ΔH2。（2）.利用盖斯定律计算反应热EQ\o\ac(○,1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。三调:调整中间物质的化学计量数。一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。EQ\o\ac(○,2)运用盖斯定律的三个注意事项a.热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。b.热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。c.将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。（2）热化学方程式及其书写EQ\o\ac(○,1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化，系数代表物质的量。EQ\o\ac(○,2)书写如：（2019年全国统一高考化学试卷（新课标Ⅲ））近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2（s）═CuCl（s）+Cl2（g）△H1＝83kJ•mol﹣1CuCl（s）+O2（g）═CuO（s）+Cl2（g）△H2＝﹣20kJ•mol﹣1CuO（s）+2HCl（g）═CuCl2（s）+H2O（g）△H3＝﹣121kJ•mol﹣1则4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）的△H＝kJ•mol﹣1。【答案】﹣1162.键能与反应热的计算化学反应热效应计算的三个角度从宏观角度分析ΔH=H1(生成物的总能量)-H2(反应物的总能量)从微观角度分析ΔH=E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)从活化能角度分析ΔH=E1(正反应活化能)-E2(逆反应活化能)燃烧热ΔH=反应物的燃烧热总和-生成物的燃烧热总和生成热ΔH=生成物的生成热总和-反应物的生成热总和如：（2021年湖南高考试题）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法I：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键键能946436.0390.8一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：(1)反应_______；【答案】+90.8必备知识2化学反应速率一．概念与表示1.概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。2.表示：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。3.表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)。4.单位：一般为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1。二．与化学方程式中各物质化学计量数的关系某一反应中，以各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；则有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(C)＝eq\f(1,q)v(D)。必备知识3化学平衡的移动和影响因素1.平衡原理（勒夏特列原理）的应用如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动。[注意]“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。2.平衡的影响因素aA（g）+bB（g）mM（s）+nN（g）；∆H化学反应平衡的特点压强对平衡的影响：要比较系数a+b和n的大小温度对平衡的影响：要看∆H的正负起始量对平衡的影响：在VL的容器中，加入Pmol的A和qmol的B，要看投料比值λ=p:q的大小K=eq\f(cnN,caA·cbB)转化率a移动方向N的浓度起始量(投料比λ=p:q)λ=p:q增大不变增A，B的转化率a增大，A的减少——————λ=p:q减少不变增B，A的转化率a增大，B的减少——————温度（T)∆H>0吸热升T增大转化率a增大正向增大降T减少转化率a减少逆向减少∆H<0放热升T减少转化率a减少逆向减少降T增大转化率a增大正向增大压强(P)a+b=n不变加P、不变不变不变增大减P不变不变不变减少a+b>n减少加P不变转化率a增大正向增大减P转化率a减少逆向减少a+b<n增大加P不变转化率a减少逆向增大减P转化率a增大正向减少催化剂催化剂的选择性决定产物无影响平衡转化率a不变无影响无影响必备知识4化学平衡常数及影响因素1．概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。2．表达式（1）对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。（2）化学平衡常数表达式与化学方程式书写形式的关系化学方程式平衡常数关系式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=cK2=K(或K1K3=112N2(g)+32H2(g)NH3K2=c2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3=c EQ\o\ac(○,1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)K1EQ\o\ac(○,2)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2EQ\o\ac(○,1)+EQ\o\ac(○,2)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)K3K3=K1.K23．意义平衡常数表明在一定条件下反应进行的程度。K越大，表示反应进行的程度越大。4．影响因素(1)内因：反应物本身的性质。(2)外因：K只受温度的影响，与浓度、压强、催化剂等外界因素无关。5．K值与可逆反应进行程度的关系K＜10－510－5～105＞105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全必备知识5图像问题1.能量图理解反应历程与反应热的关系图示意义a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。ΔH图1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示放热反应图2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝ckJ·mol－1，表示吸热反应平衡图（1）.含量—时间—温度(压强)图像常见形式有如图几种。(C%指生成物的质量分数;B%指某反应物的质量分数)（2）.恒压(温)的图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型如图所示:如图2所示曲线是其他条件不变时,某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,表示v正>v逆的点是3,表示v正<v逆的点是1,而2、4点表示v正=v逆。应考能力解密一、化学反应速率方程和速率常数1．速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aA＋bB===gG＋hH则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)2．速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。3．速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。4．速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cg（G）·ch（H）,ca（A）·cb（B）)＝K。例．（2018年全国统一高考试卷（新课标Ⅲ））三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（3）对于反应2SiHCl3（g）＝SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α＝%．平衡常数K343K＝（保留2位小数）。②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有、。③比较a、b处反应速率大小：vavb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率v＝v正﹣v逆＝k正x﹣k逆xx，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝（保留1位小数）提高转化率1.提高平衡转化率的方法（1）改变投料比：在VL的容器中，加入Pmol的A和qmol的B，投料比值是：λ=p:qaA（g）+bB（g）mM（s）+nN（g）；当λ增加时，A的相对量增加，B的转化率增加，A的转化率减小。当λ减小时，A的相对量减小，B的转化率减小，A的转化率增加。（2）使化学平衡正向移动EQ\o\ac(○,1)改变温度，使平衡正向移动，平衡转化率增大，产率增大。EQ\o\ac(○,2)改变压强，对于气体分子数不变的反应，平衡转化率不变，产率不变。对于气体分子数减小的反应，平衡转化率增大，产率增大。EQ\o\ac(○,3)改变浓度，增加一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，而自己的转化率是降低。（3）使用催化剂，加快化学反应速率，对平衡转化率无影响。2.提高一定时间内的转化率的方法：提高反应速率（1）升高温度（2）增加反应物的浓度（3）增大压强（3）使用高效催化剂：三、K的应用和计算1.化学平衡常数的两大应用(1)判断平衡移动的方向：对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用浓度商Q＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)表示，则：eq\a\vs4\al(Q)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＜K反应向正反应方向进行，v正＞v逆,＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆,＞K反应向逆反应方向进行，v正＜v逆))(2)判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。2.Kc和Kp的计算（1）抓住一个模板——“三段式”如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为amol·L-1、bmol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L-1。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)c始/(mol·L-1) a b 0 0c转/(mol·L-1) mx nx px qxc平/(mol·L-1) a-mx b-nx px qxK=(px（2）.明确三个量的关系三个量:起始量、变化量、平衡量。关系:①对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。②对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。③各物质转化量之比等于各物质的化学计量数之比。（3）Kp的运用计算技巧3.转化率的计算反应物的转化率=n(转化)n(起始四、高考中的图像1.转化率—时间如:（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：①

②

③

计算热分解反应④的________。(4)在、反应条件下，对于分别为、、、、的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。①越小，平衡转化率________，理由是________。②对应图中曲线________，计算其在之间，分压的平均变化率为________。2.各组分的分压—时间如：（2019全国高考Ⅰ）（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和pCO相等、和相等。计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率（a）＝kPa•min﹣1．467℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是、。489℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是、。3.转化率—温度如：（2020全国高考Ⅰ）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=−98kJ·mol−1。回答下列问题：(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判断的依据是__________。影响α的因素有__________。(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为___________，平衡常数Kp=___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。4.各组分的物质的量分数——温度如：（2020全国高考Ⅲ）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：（2）理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。5.物质的量分数—温度—压强如：（2021·全国高考甲卷试题）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(2)合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在℃下的、在下的如图所示。①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式_______；②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______；③当时，的平衡转化率____，反应条件可能为___或___。高考实例剖析高考实例剖析--高考怎么考《化学反应原理》，根据高考指挥棒来学习《化学反应原理》【高考实例一】1．（2022·全国甲卷）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反应的为_______，_______Pa。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在，将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应的平衡常数_______。②图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_______。(3)碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于“固—固”接触的措施是_______。【实战演练】1．（2022·云南昆明·一模）NO是大气污染物之一，NO的转化技术对大气污染防治意义深远。回答下列问题：(1)炽热的活性炭可以处理NO，发生的反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH。①已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=—393.5kJ·mol-1，N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH2=+180.5kJ·mol-1，则ΔH=_______kJ·mol-1。②一定温度下，将一定量的活性炭和NO加入一恒容密闭容器中发生上述反应，0~2min内，气体密度增大1.2g·L-1，则v(N2)=_______。下列能表示该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。A．容器内混合气体的密度保持不变

B．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变C．NO和N2的消耗速率之比为1：2

D．容器内压强不再改变(2)利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。①该反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH_______0(填“＞”“＜”或“=”)，提高NO平衡转化率的措施有_______(写出一条即可)。②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数φ随时间t变化如图所示。曲线b表示物质的φ~t关系，正反应速率v(t3)_______v(t4)(填“＞”“＜”或“=”)，若起始压强为po，则该反应温度下Kp=_______(分压=物质的量分数×总压，用含po的式子表示)。2．（2022·贵州遵义·二模）德国化学家哈伯在1918年荣获了诺贝尔化学奖，但是后人对他的评价却褒贬不一。I.有人认为哈伯是一位伟大的科学家，因为他是实现人工合成氨并进行工业生产的第一人。所以赞美他是“用空气制造面包的天使”。(1)工业上合成氨气的方程式：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，ΔH=-91.3kJ/mol，下表为破坏1mol相关化学键需要的能量。NNN_HH_H945.8kJakJ435.9kJ求a值：_____(2)在密闭容器中合成氨气，有利于提高H2的转化率且加快反应速率的措施_____A．升高反应温度

B．增大反应的压强

C．移走生成的NH3D．增加H2的量

E．添加合适的催化剂(3)将0.3molN2和0.9molH2充入3L密闭容器中，图为在不同温度下，平衡时NH3的体积分数随压强的变化曲线。甲、乙、丙中温度从高到低的顺序是___________，d点N2的转化率是___________。(结果保留1位小数)II.有人认为哈伯是一战的“催化剂”，因为在一战中，哈伯担任德国化学兵工厂厂长时负责研制和生产氯气、芥子气等毒气，并使用于战争之中，造成近百万人伤亡。(4)实验室制备氯气后通常用NaOH溶液进行尾气处理，反应的温度不同产物也会有变化。某温度下发生的反应为，生成1molNaClO3被氧化的与被还原的Cl2的质量比例___________。(5)将上述反应后的溶液倒入电解池的阳极区，可以提高NaClO3的含量，装置如图所示：电极E是____(填“阳极”或“阴极”)，阳极区发生的反应：____III.其实物质并没有好坏之分，关键是人们用这些物质来做了什么！(6)请列举Cl2在日常生活中的作用(列举一种)：Cl2_______【高考实例二】2．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。(1)催化剂可由加热分解制备，反应同时生成无污染气体。①完成化学方程式：______________。②催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，过程的焓变为_______(列式表示)。③可用于的催化氧化。设计从出发经过3步反应制备的路线_______(用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。(2)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：(ⅰ)

(ⅱ)

①下列有关溶液的说法正确的有_______。A．加入少量硫酸，溶液的pH不变B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加C．加入少量溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动D．加入少量固体，平衡时与的比值保持不变②25℃时，溶液中随pH的变化关系如图。当时，设、与的平衡浓度分别为x、y、，则x、y、z之间的关系式为_______；计算溶液中的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长()取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、不同的稀溶液，测得其A随的变化曲线如图，波长、和中，与的最接近的是_______；溶液从a变到b的过程中，的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。【实战演练】1．（2022·贵州贵阳·一模）研究CO2的综合利用、实现CO2资源化，是能源领域的重要发展方向，也是力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的方向之一、已知：反应I：CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ/mol反应II：2CO(g)+4H2(g)→C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2=-332kJ/mol反应III：2CO2(g)+6H2(g)→C2H4(g)+4H2O(g)ΔH3(1)反应III中，ΔH3=___________kJ/mol。(2)在体积为2L的刚性密闭容器中，充入1molCO和2molH2，发生反应II，能判断反应达到平衡状态的是___________(填字母序号)。a．2(H2)=(H2O)b．容器内压强保持不变c．保持不变d．C2H4的质量分数保持不变(3)在体积为2L的恒压密闭容器中，起始充入1molCO2(g)和3molH2(g)，发生反应III，该反应在不同温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。①表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别是___________(填字母序号)。②A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为___________。③2