高考化学一轮复习课件综合提能2化学反应原理

综合提能(二)化学反应原理高考怎么考

高考考什么

提能点1化学平衡图像分析、条件控制及原因解释

提能点2化学平衡相关计算模型构建与素养提升题型特色分析高考怎么考1.[2023•辽宁卷]硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、

和

(填化学式)。

CuO

SO3高考怎么考

高考怎么考(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为

。

(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。

[解析]

(2)(ⅰ)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中先消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作用。(ⅱ)铅室法最终被接触法代替的原因是在铅室法反应中有NO和NO2放出,污染空气;同时副产物亚硝基硫酸影响产品质量;铅室法制硫酸的产率不高;制得硫酸浓度相对较低。作催化剂铅室法反应中有NO和NO2放出,污染空气;副产物亚硝基硫酸影响产品质量;铅室法制硫酸的产率不高;制得硫酸浓度相对较低(答案合理即可)高考怎么考

[解析]

(3)(ⅰ)根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;不同温度下平衡转化率不同,α=0.88可能是某一温度下的平衡转化率,且T=490℃时,α能达到0.92,则该温度下平衡转化率一定不是0.88,b错误;cd

高考怎么考

从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率对应的温度也逐渐降低,c正确;从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率对应的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,d正确。cd

高考怎么考(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是

(填标号)。

[解析]

(ⅱ)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好,产率最佳,故答案选d。d

高考怎么考(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=

(用平衡分压

代替平衡浓度计算)。

高考怎么考

271[解析](1)由C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)

ΔH1=+125kJ·mol-1,可知反应中需要断裂2molC—H、形成1mol碳碳π键和1molH—H,则416kJ·mol-1×2-E(碳碳π键)-436kJ·mol-1=+125kJ·mol-1,解得:E(碳碳π键)=271kJ·mol-1,所以形成1mol碳碳π键放出的能量为271kJ。高考怎么考(2)对于反应Ⅰ,总压恒定为100kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应),从平衡移动的角度判断,达到平衡后“通入N2”的作用是

;在温度为T1时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示,计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp=

kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。

减小气体浓度,使平衡右移,提高C3H8(g)转化率16.7高考怎么考

高考怎么考(3)在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为

kPa·s-1;在反应一段时间后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为

。

2

H2和C3H6都消耗O2高考怎么考(4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k,k'为速率常数):反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g)

k反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)

k'实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为

,其理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。先增大后减小[解析]

(4)反应开始时,反应Ⅱ向右进行,c(C3H6)逐渐增大,且体系中以反应Ⅱ为主,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,使得v(C3H6)减小,体系中以反应Ⅲ为主,因此丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。

反应开始时,体系中主要发生反应Ⅱ,c(C3H6)逐渐增大,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小必备知识提能点1

化学平衡图像分析、条件控制及原因解释高考考什么一、化学平衡图像分析1.化学平衡图像信息的获取依据化学反应原理中反应速率和平衡移动知识解读图像,关键在于对“数”“形”“义”“性”的综合思考,包括:必备知识高考考什么(1)明标明晰横、纵坐标所表示的化学含义,这是理解题意和进行正确思考的前提。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。(2)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。(3)析线正确分析曲线的变化趋势(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,研究各段曲线的变化趋势及其含义。必备知识高考考什么2.化学平衡图像信息的加工在准确解读图像信息的基础上,对试题信息进行加工处理,分析角度如图所示。必备知识高考考什么二、化学反应的调控1.分析思路必备知识高考考什么2.最佳条件的选择分析角度化工生产适宜条件的选择原则从化学反应速率分析既不能过快,又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制必备知识高考考什么三、条件控制及原因解释思维模型1.[2022•辽宁卷节选]工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1

ΔS=-200J·K-1·mol-1。回答下列问题:(1)合成氨反应在常温下

(填“能”或“不能”)自发。(2)

温(填“高”或“低”,下同)有利于提高反应速率,

温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用400~500℃。

对点突破高考考什么能[解析](1)对于合成氨反应,常温下,ΔG=ΔH-TΔS=-92.4kJ·mol-1-298K×(-0.2kJ·K-1·mol-1)=-32.8kJ·mol-1<0,故合成氨反应在常温下能自发进行。高

低

[解析](2)其他条件一定时,升高温度,可以提供更多的能量,使活化分子百分数增大,反应速率加快;合成氨反应是放热反应,要提高平衡转化率,即使平衡正向移动,应降低温度。针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。(3)方案一:双温-双控-双催化剂。使用Fe-TiO2-xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为547℃,而TiO2-xHy的温度为415℃)。下列说法正确的是

。

a.氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率b.N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率c.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率d.“冷Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率对点突破高考考什么ab

对点突破高考考什么[解析](3)因为正反应为放热反应,所以低温有利于平衡正向移动,氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率,a正确;温度升高,反应速率加快,所以N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率,b正确;合成氨反应的正反应为放热反应,“热Fe”高于体系温度,不利于提高氨的平衡产率,c不正确;温度升高,可提高合成氨反应的速率,所以“冷Ti”低于体系温度,不利于提高合成氨反应速率,d不正确。(4)方案二:M-LiH复合催化剂。下列说法正确的是

。

a.300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率c.温度越高,复合催化剂活性一定越高对点突破高考考什么a

[解析](4)由题图可知,300℃时,复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单一催化剂催化时大很多,说明300℃时复合催化剂比单一催化剂效率更高,a正确;同温同压下,复合催化剂能提高反应速率,但不能使平衡发生移动,故不能提高氨的平衡产率,b错误;温度过高,复合催化剂可能会失去活性,催化效率反而降低,c错误。(5)某合成氨速率方程为v=kcα(N2)cβ(H2)·cγ(NH3),根据表中数据,γ=

;

在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为_______。

a.有利于平衡正向移动b.防止催化剂中毒c.提高正反应速率实验c(N2)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)c(NH3)/(mol·L-1)v/(mol·L-1·s-1)1mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q对点突破高考考什么-1

[解析](5)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得:q=k·mα·nβ·pγ,10q=k·mα·nβ·(0.1p)γ,可得γ=-1。合成氨过程中,不断分离出氨,即降低体系中c(NH3),生成物浓度降低,有利于平衡正向移动,但不会提高正反应速率,a正确,c错误;反应的生成物氨不能使催化剂中毒,b错误。a

2.金属钛(Ti)及其合金是高强度、低密度结构材料,在航空航天、医疗器械等领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将TiO2转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(反应a)和碳氯化法(反应b)。a.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)

ΔH1=+172kJ·mol-1b.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g)

ΔH2已知:C(s)+O2(g)⇌CO2(g)

ΔH3=-393.5kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)

ΔH4=-566.0kJ·mol-1。①直接氯化反应在

(填“高温”“低温”)条件下有利于自发进行。

对点突破高考考什么[解析]

(1)①直接氯化时ΔH1=+172kJ·mol-1,ΔS≈0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发,直接氯化反应在高温条件下有利于自发进行。高温a.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)

ΔH1=+172kJ·mol-1b.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g)

ΔH2已知:C(s)+O2(g)⇌CO2(g)

ΔH3=-393.5kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)

ΔH4=-566.0kJ·mol-1。②ΔH2=

kJ·mol-1。

对点突破高考考什么[解析]

②已知:a.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)

ΔH1=+172kJ·mol-1;c.C(s)+O2(g)⇌CO2(g)

ΔH3=-393.5kJ·mol-1;d.2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)

ΔH4=-566.0kJ·mol-1;b=a+2c-d得反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g),所以ΔH2=ΔH1+2ΔH3-ΔH4=-49kJ·mol-1。-49

b.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g)

ΔH2已知:C(s)+O2(g)⇌CO2(g)

ΔH3=-393.5kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)

ΔH4=-566.0kJ·mol-1。③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4,从熵变角度分析可能的原因是

。

④已知常压下TiCl4的沸点为136℃,从碳氯化反应的混合体系中分离出TiCl4的措施是

。

对点突破高考考什么[解析]

③生成CO反应中的ΔS比生成CO2反应中大,所以碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4,更有利于反应正向进行。生成CO反应的ΔS更大,更有利于反应正向进行降温冷凝[解析]

④常压下TiCl4的沸点为136℃,可用降温冷凝法将TiCl4从碳氯化反应的混合体系中分离。(2)在1.0×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量之比为1∶2.2∶2进行反应。体系中TiCl4、CO、CO2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已知在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是

。

对点突破高考考什么[解析]

(2)①虽然在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但温度较高时,反应速率加快,单位时间内得到的产品更多,所以实际生产中反应温度远高于此温度。温度较高时,反应速率加快,单位时间内得到的产品更多②图中a曲线代表的物质是

,原因是____________________________________________________________________________________________。对点突破高考考什么[解析]

②曲线a代表的物质的比例随着温度升高而增大,CO2(g)+C(g)⇌2CO(g)

ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,CO物质的量分数逐渐升高,所以曲线a代表的物质为CO。CO

CO2

(g)+C(g)⇌2CO(g)

ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,CO物质的量分数逐渐升高必备知识提能点2

化学平衡相关计算高考考什么

必备知识高考考什么

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必备知识高考考什么

必备知识高考考什么3.多重平衡体系计算的步骤和方法(1)计算步骤必备知识高考考什么(2)计算方法①分设变量法——先设变量,求平衡量

必备知识高考考什么②守恒法——直接设平衡量

对点突破高考考什么S(L)S(ML)S(ML2)01.0000ax<0.010.64b<0.010.400.60

对点突破高考考什么

0.36

S(L)S(ML)S(ML2)01.0000ax<0.010.64b<0.010.400.60

对点突破高考考什么3∶4或0.75

S(L)S(ML)S(ML2)01.0000ax<0.010.64b<0.010.400.60

对点突破高考考什么

对点突破高考考什么2.25

3.0

增大对点突破高考考什么

对点突破高考考什么

46.26

对点突破高考考什么

46.26

(2)[2021•辽宁卷节选]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g)⇌

(g)

ΔH1<0Ⅱ.副反应:(g)⇌(g)

ΔH2>0恒压反应器中,按照n(H2)∶n(C6H6)=4∶1投料,发生Ⅰ、Ⅱ反应。总压为p0,平衡时苯的转化率为α,环己烷的分压为p,则反应Ⅰ的Kp=

(列出计算式即可,

用平衡分压代替平衡浓度计算。分压=总压×物质的量分数)。对点突破高考考什么

对点突破高考考什么

(3)[2022•湖南卷节选]2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:Ⅰ.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)ΔH1=+131.4kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

ΔH2=-41.1kJ·mol-1反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量

kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=

(以分压表示,

分压=总压×物质的量分数)。对点突破高考考什么吸收

31.2

0.02MPa对点突破高考考什么

思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理+128

思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理[解析](1)由C40H20和C40H18的结构和反应历程可以看出,C40H20中断裂了2个碳氢键,得到C40H18时形成了1个碳碳键,所以C40H20(g)⇌C40H18(g)+H2(g)的ΔH=431.0kJ·mol-1×2-298.0kJ·mol-1-436.0kJ·mol-1=+128kJ·mol-1。思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理3

3

思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理

思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理6

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思维模型构建模型构建与素养提升——化学反应原理[解析](3)由C40H20的结构分析,可知其中含有1个五元环和10个六元环,由C40H18的结构分析,每脱两个氢原子形成一个五元环,六元环数目保持不变,依次类推,C40H10比C40H20少10个H,则比C40H20中的五元环多5个,即C40H10总共含有6个五元环和