高考化学一轮复习第八章微专题八化学反应原理综合题的解题策略课件

微专题八化学反应原理综合题的解题策略[专题精讲]一、考情考法分析

化学反应原理主要考查热化学、电化学、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液等主干理论知识，主要命题点有盖斯定律的应用，反应速率和化学平衡的分析，化学平衡常数的表达式书写与计算，反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。

高考一般以与生产、生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小题之间又有一定的独立性。主要考查学生的信息处理能力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡思想”的核心素养。二、知识总结，深化拓展(一)反应热问题求反应热的几种方法(1)从宏观角度分析ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)(2)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)(3)从活化能角度分析ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)(4)根据盖斯定律计算计算步骤计算方法(二)外界条件对化学反应速率的影响

(1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。

(2)对于固体、液体物质，由于压强改变对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可忽略，压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。(3)升高温度，不论吸热反应还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。

(4)使用催化剂催化的化学反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。(5)“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响。①恒温恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变(活化分子百分数不变)，反应速率不变。②恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大→物质浓度减小(活化分子百分数减小)，反应速率减小。温度的影响升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动浓度的影响增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动压强的影响增大压强会使平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动(三)化学平衡问题1.外界条件对化学平衡移动的影响规律2.化学平衡计算中两组常用公式在可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)中

(1)化学平衡常数(K)与浓度商(Q)(四)原电池与电解池问题

(1)原电池中负极发生氧化反应，常出现电极材料溶解、质量减轻等现象；正极发生还原反应，常出现质量不变或增重、有气体产生等现象。

(2)电解池中与电源负极连接的阴极材料不反应，与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应，可能出现电极溶解、质量减轻等现象。(3)Fe在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去电子生成Fe2+。

(4)可充电电池的放电反应是原电池反应，充电反应是电解池反应。放电过程中原电池的负极发生氧化反应，充电过程中电解池的阴极发生还原反应。(五)电离平衡、水解平衡和溶解平衡应用中注意的问题(1)书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆号连接。(2)分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子能否发生水解。

(3)分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。 (4)利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶解平衡式中阴阳离子计量数与溶度积常数关系，溶度积大的其溶解度不一定大。[典例精析]角度1以元素性质为主线串联反应原理

【典例1】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

(1)反应Ⅰ的化学方程式是_____________________________。 (2)反应Ⅰ得到的产物用I2

进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2

的H2SO4

层和含高浓度I2

的HI层。①根据上述事实，下列说法正确的是__________(填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2

前，H2SO4

溶液和HI溶液不互溶c.I2

在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是____________________________。于2的原因是___________________________________________________________________________________________________。(3)反应Ⅱ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋550kJ·mol-1它由两步反应组成：ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋177kJ·mol-1；ⅱ.SO3(g)分解。L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。①X代表的物理量是______。②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：______________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)由图知反应Ⅰ中的反应物为SO2、H2O、I2，生成物为H2SO4、HI，故反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。(2)①H2SO4

和HI溶液是互溶的，加入I2

后溶液才分成两层；H2SO4层含I2量低，HI层含I2量高，则I2

在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶；溶液能分为两层，则两层溶液的密度一定不同，故a、c正确。②I2在两层溶液中的溶解能力差别较大，故可直接用观察颜色的方法来进行辨别，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层。③H2SO4层中含有少量的HI，HI===H＋＋I－，使H2SO4答案：(1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI(2)①a、c②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4

层③H2SO4

层中含有少量HI(3)①压强②L1＜L2；SO3(g)分解的热化学方程式：2SO3(g)ΔH＝＋196kJ·mol-1，当压强一定时，温度升===2SO2(g)＋O2(g)高，平衡转化率增大[思维建模]“四步”突破元素性质与反应原理类试题[变式训练1](2023年湖北四校联考)CO、SO2是常见的大气污染物，应用化学原理变废为宝，意义重大。

(1)CO与SO2用铝矾土作催化剂、475℃条件下反应生成CO2和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，反应过程中各组分的物质的量与反应时间的关系如图所示，该反应的化学方程式为__________________________________________________。转化率温度50℃100℃200℃300℃400℃压强p10.650.500.400.320.24p20.800.700.650.500.41(2)利用CO可以合成新能源物质——甲醇。其原理为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。在压强分别为p1、p2，体积均为VL的两个容器中充入amolCO、2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时转化率与温度、压强的关系有下表数据：①ΔH________0，p1________p2。(填“>”“<”或“＝”)②压强为p2，温度为300℃时，该反应的平衡常数K＝________。

③压强为p1，温度为100℃时，达到平衡后，继续向其中通入0.5amolCO、amolH2、0.5amolCH3OH，则平衡时CH3OH的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。④下列说法正确的是________(填序号)。a.当n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)＝1∶2∶1时，可逆反应达到平衡状态b.平衡后向体积为VL的容器内继续充入He，平衡不移动c.使用新型催化剂，可提高CO的平衡转化率

(3)MnO2悬浊液、NaOH溶液都是SO2

气体常用的吸收剂。 ①已知MnO2＋SO2===MnSO4，吸收SO2的装置如图所示。反应过程中，为使SO2

尽可能转化完全，可采取的合理措施有________________、__________________。②将标准状况下4.48LSO2气体缓缓通入100mL3mol·L-1NaOH溶液中，充分反应后c(Na＋)＝_______________________(填几种粒子浓度之和)。③取②中所得溶液10mL，加水稀释成1L，向其中加入CaCl2固体至有沉淀CaSO3(Ksp＝3.1×10-7)生成，则所加CaCl2固体的质量为________mg。(2)①<

<

②答案：(1)4CO＋2SO24CO2＋S2③增大④b(3)①缓慢通入SO2

控制合适的温度③3.441角度2以能量变化为主线串联反应原理【典例2】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

反应①的ΔH1为_______kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_______(填序号)。A.升高温度C.增大压强

B.降低温度D.降低压强

(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是________________、________________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是______________________________________。

解析：(1)根据盖斯定律，可得①＝②－③，则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol-1＋242kJ·mol-1＝123kJ·mol-1。反应①为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故x<0.1。反应①为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A正确；降低压强平衡向气体总体积增大的方向移动，D正确。(2)结合图(b)可看出随着n(氢气)/n(丁烷)增大，丁烯产率先升高后降低，这是因为氢气是生成物，当n(氢气)/n(丁烷)逐渐增大时，逆反应速率加快，故丁烯的产率逐渐降低。(3)在590℃之前随温度升高丁烯产率逐渐增大，这是因为温度升高不仅能加快反应速率，还能促使平衡正向移动；但温度高于590℃时，丁烯高温裂解生成短链烃类，导致丁烯产率快速降低。

答案：(1)123小于

AD (2)氢气是产物之一，随着

n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大温度升高反应速率

(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行加快丁烯高温裂解生成短链烃类[思维建模]“四角度”突破反应能量与反应原理的综合题[变式训练2](2023年宝鸡质检)醋酸由于成本较低，在生产中被广泛应用。

(1)写出醋酸在水溶液中的电离方程式：__________________。若某温度下，CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－46.8kJ·mol-1，HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6kJ·mol-1，则CH3COOH在水溶液中电离的ΔH＝______kJ·mol-1。

(2)某温度下，实验测得0.1mol·L-1

醋酸溶液的电离度约为1.5%，则该温度下CH3COOH的电离常数K＝________________(列出计算式，已知电离度α＝

(3)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛作中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：CH2==CH2(g)＋CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)

下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是________。 A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同 B.酯合成反应的速率与酯分解反应的速率相等 C.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol D.体系中乙烯的质量分数一定

(4)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：

①温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是_________________[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率]，分析其原因为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②压强为p1MPa、温度为60℃时，若乙酸乙酯的产率为30%，则此时乙烯的转化率为______________。

③在压强为p1MPa、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ④根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是__________(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有____________________(任写出一条)。明反应达到平衡；乙烯断开1mol碳碳双键与乙酸恰好消耗1mol均表示正反应方向，C不能说明反应达到平衡；体系中乙烯的质量分数一定，说明乙烯的浓度不变，D可以说明反应达到平衡。(4)①该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，乙酸乙酯的产率增大，故p1>p2>p3，对于有气体参与的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越快。②乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等，故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。④根据题图，p1

MPa、80℃时乙酸乙酯的产率最大，为较适宜的生产条件。根据平衡移动原理，通入乙烯气体或增大压强，均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。CH3COO－＋H＋＋8.8答案：(1)CH3COOH(4)①v(p1)>v(p2)>v(p3)其他条件相同时，对于有气体参与的反应，压强越大，化学反应速率越快②30%③由图像可知，p1MPa、80℃时反应已达平衡且正反应放热，故压强不变升高温④p1

MPa、80℃通入乙烯气体或度平衡逆向移动，产率下降增大压强(3)BD角度3以氧化还原反应为主线串联反应原理

【典例3】锂的化合物用途广泛。Li3N是非常有前途的储氢材料；LiFePO4、Li2FeSiO4

等可以作为电池的正极材料。回答下列问题：

(1)将锂在纯氮气中燃烧可制得Li3N，其反应的化学方程式为_______________________________________________________。(2)氮化锂在氢气中加热时可得到氨基锂(LiNH2)，其反应的化学方程式为Li3N＋2H2LiNH2＋2LiH，氧化产物为_______(填化学式)。在270℃时，该反应可逆向进行放出H2，因而氮化锂可作为储氢材料，储存氢气最多可达Li3N质量的_______%(精确到0.1)。

(3)将Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2

粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4，写出反应的化学方程式：_______________________________________________________。制备Li2FeSiO4

的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是______________________。

(4)将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4

沉淀，阳极的电极反应为____________________________________。(5)磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生LiFePO4与Li1－xFePO4之间的转化，电池放电时负极发生的反应为LixC6－xe－===xLi＋＋6C，写出电池放电时反应的化学方程式：___________________________________________________________________________。解析：(1)反应物为金属锂和氮气，生成物为Li3N，因此其反应的化学方程式为6Li＋N22Li3N。(2)分析给出的化学方程式中三种元素的化合价，N、Li两种元素在反应前后化合价不变，而H从H2

中的0价转化为LiNH2

中的＋1价和LiH中的－1价，故LiNH2

为氧化产物。由给出的化学方程式知，35g(1mol)Li3N最多可储存氢气4g(2mol)，故储存氢气最多可达Li3N质量的11.4%。(3)根据给出的反应物Li2CO3、FeC2O4·2H2O、SiO2，生成物之一Li2FeSiO4

及反应条件，结合化学反应中的元素守恒可知生成物还有H2O、CO2

及CO，由此可写出反应的化学方程式。对比反应物FeC2O4·2H2O和生成物Li2FeSiO4

可知反应前后Fe的化合价没有变化，且为＋2价，故在惰性气体氛围中进行的目的是防止＋2价铁被氧化。(4)铁作阳极，Fe发生氧化反应，电极反应为生成物，故Li1－xFePO4

为反应物，因此放电时电池反应的化学方程式为Li1－xFePO4＋LixC6===LiFePO4＋6C。Fe－2e－===Fe2+，然后发生离子反应：Fe2+＋Li＋＋H2PO===LiFePO4↓＋2H＋。(5)分析题给信息可知LiFePO4为电池放电时的[思维建模]“四步”突破氧化还原反应与反应原理类试题[变式训练3]氮、硫、氯及其化合物是中学化学重要的组成部分。

(1)氨气燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O。该电池负极的电极反应式为_________________________________；用该电池进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，以CuSO4溶液为电解质溶液，下列说法正确的是________(填序号)。a.电能全部转化为化学能b.Cu2+的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属e.若阳极质量减少64g，则转移电子数为2NA

个

(2)①将SO2

通入BaCl2

溶液中，出现了异常现象，看到了明显的白色沉淀，为探究该白色沉淀的成分，