2026届高三化学二轮高效复习主题巩固卷（双选）高考大题 整体突破——反应原理综合（Word版解析版）

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1．(2024·湖北高考)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)⥫⥬BaO(s)＋2CO(g)
反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)⥫⥬BaC2(s)＋CO(g)
回答下列问题：
(1)写出BaC2与水反应的化学方程式：_____________________________________________________________。
(2)已知Kp＝(pc)n、K＝( eq \f(pc,105 Pa))n(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线如图1。

①反应BaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝________Pa3。
②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pc＝________Pa，若将容器体积压缩到原来的 eq \f(1,2)，重新建立平衡后pc ＝________Pa。
(3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1 400 K和1 823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为900 K，缓慢加热至1 400 K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为________。
②1 823 K下，反应速率的变化特点为_______________________________。
其原因是________________________________________________________。
解析：(2)①将BaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬BaC2(s)＋3CO(g)记为反应Ⅲ，由盖斯定律可知，反应Ⅲ＝反应Ⅰ＋反应Ⅱ，根据方程式相加，K相乘的原则，有KⅢ＝KⅠ·KⅡ。由图1可知，1 585 K时lg KⅠ＝2.5，lg KⅡ＝－1.5，则该温度下KⅢ＝102.5×10-1.5＝10。根据Kp＝(pc)n、K＝( eq \f(pc,105 Pa))n可知，Kp＝K×(105 Pa)n，其中n为方程式中CO的化学计量数。反应Ⅲ中CO的化学计量数为3，因此反应Ⅲ的Kp＝KⅢ×(105 Pa)3＝1016 Pa3。②由图1可知，1 320 K时，lg KⅠ＝0，即KⅠ＝1。反应Ⅰ中CO的化学计量数为2，则该温度下，Kp(Ⅰ)＝KⅠ×(105 Pa)2＝1010 Pa2。根据反应Ⅰ可知，其分压平衡常数表达式为Kp(Ⅰ)＝p eq \\al(2,c)，因此平衡时pc＝ eq \r(Kp(Ⅰ))＝ eq \r(1010 Pa2)＝105 Pa。平衡常数只与温度有关，将容器体积压缩到原来的 eq \f(1,2)，Kp(Ⅰ)不变，则pc不变，仍为105 Pa。(3)①由图2可知，1 823 K下，BaC2产率随着时间的延长不断增加至接近100%，而1 400 K下，BaC2产率始终为0，说明反应Ⅱ在1 400 K以下没有发生，而BaCO3全部消耗，说明反应Ⅰ已完全进行，生成BaO，故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间，纵坐标为BaC2产率，则图像的斜率可代表反应速率。
答案：(1)BaC2＋2H2O===Ba(OH)2＋C2H2↑ (2)①1016 ②105 105 (3)①BaO ②t1～t2阶段净反应速率为正值且恒定不变，t2后反应达到平衡，净反应速率恒为0 反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变
2．(2024·全国卷甲)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：
CH4(g)＋Br2(g)===CH3Br(g)＋HBr(g) ΔH1＝－29 kJ·ml-1
3CH3Br(g)===C3H6(g)＋3HBr(g) ΔH2＝＋20 kJ·ml-1
计算反应3CH4(g)＋3Br2(g)===C3H6(g)＋6HBr(g)的ΔH＝________kJ·ml-1。
(2)CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8 mml CH4和8 mml Br2通入密闭容器，平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系如图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。
(ⅰ)图中CH3Br的曲线是________(填“a” 或“b”)。
(ⅱ)560 ℃时，CH4的转化率α＝________，n(HBr)＝________mml。
(ⅲ)560 ℃时，反应CH3Br(g)＋Br2(g)===CH2Br2(g)＋HBr(g)的平衡常数K＝________。
(3)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500 ℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8 mml CH4和8 mml Br2通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图。
(ⅰ)在11～19 s之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 eq \f(v（有I2）,v（无I2）)＝________。
(ⅱ)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据：______________________
_________________________________________________________。
(ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下：
①I2(g)===·I(g)＋·I(g)
②·I(g)＋CH2Br2(g)===IBr(g)＋·CH2Br(g)
③·CH2Br(g)＋HBr(g)===CH3Br(g)＋·Br(g)
④·Br(g)＋CH4(g)===HBr(g)＋·CH3(g)
⑤·CH3(g)＋IBr(g)===CH3Br(g)＋·I(g)
⑥·I(g)＋·I(g)===I2(g)
根据上述机理，分析I2提高CH3Br选择性的原因：______________________
_________________________________________________________________。
解析：(1)根据盖斯定律，目标反应＝第一个反应×3＋第二个反应，则ΔH＝3×ΔH1＋ΔH2＝3×(－29 kJ·ml-1) ＋20 kJ·ml-1＝－67 kJ·ml-1。
(2)(ⅰ)由ΔH1”或“