新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破1　化学反应原理综合题题型研究课件PPT

这是一份新高考版高考化学二轮复习（新高考版） 第1部分 专题突破 大题突破1　化学反应原理综合题题型研究课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了真题探究，－9119，反应①达到了平衡状态，OH－发生了反应，不反应，Al和溶液中的，OH－，实验e，－286，案酌情给分等内容，欢迎下载使用。
1.(2022·湖北，19)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO—Al—H2O”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(ΔT)随时间(t)的变化曲线，如图所示。
回答下列问题：(1)已知：①CaO(s)＋H2O(l) Ca(OH)2(s)　ΔH1＝－65.17 kJ·ml－1②Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH2＝－16.73 kJ·ml－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l) [Al(OH)4]－(aq)＋ H2(g)　ΔH3＝－415.0 kJ·ml－1则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_________kJ·ml－1。
根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·ml－1)＋(－16.73 kJ·ml－1)＋2×(－415.0 kJ·ml－1)＝－911.9 kJ·ml－1。
(2)温度为T时，Ksp[Ca(OH)2]＝x，则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH－)＝_____________(用含x的代数式表示)。
温度为T时，Ca(OH)2饱和溶液中，Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq), c(OH－)＝2c(Ca2＋)，Ksp[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝x，则c(OH－)＝ 。
(3)实验a中，4 min后ΔT基本不变，原因是________________________________________________。(4)实验b中，ΔT的变化说明Al粉与H2O在该条件下_______(填“反应”或“不反应”)。实验c中，前3 min的ΔT有变化，其原因是_____________________________；3 min后ΔT基本不变，其原因是_____微粒的量有限。
Ca(OH)2在水中的溶解度小，
实验b中，ΔT几乎不变，说明Al粉与H2O在该条件下不反应；实验c中，前3 min的ΔT有变化，是因为Al和溶液中的OH－发生了反应，3 min后ΔT基本不变，是因为饱和石灰水中OH－的浓度较低，OH－的量有限。
(5)下列说法不能解释实验d在10 min内温度持续升高的是____(填标号)。A.反应②的发生促使反应①平衡右移B.反应③的发生促使反应②平衡右移C.气体的逸出促使反应③向右进行D.温度升高导致反应速率加快
实验d中，发生反应②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH－的浓度减小，促使反应②平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；综上所述，实验d在10 min内温度持续升高与反应①无关，故选A。
(6)归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH－的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快，温度持续升高
2.(2022·海南，16)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)回答问题：(1)已知：电解液态水制备1 ml O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·ml－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·ml－1。
电解液态水制备1 ml O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·ml－1，由此可以判断，2 ml H2(g)完全燃烧消耗1 ml O2(g)，生成液态水的同时放出的热量为572 kJ，故1 ml H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量为286 kJ，因此，H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝－286 kJ·ml－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。①若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
由CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea，由图2信息可知Ea＝a kJ·ml－1，则|ΔH|>a kJ·ml－1，该反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为 。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 ml CO2和0.4 ml H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 ml。则CO2的转化率为______，反应温度t约为_______________________________________ ℃。
660.2(或660.1或660.3，其他答
温度t下，向容积为10 L的抽空的密闭容器中通入0.1 ml CO2和0.4 ml H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05 ml，则CO2的转化率为 ×100%＝50%，根据C元素守恒可知，CO2的平衡量为0.05 ml，H2的平衡量为0.2 ml，H2O(g)的平衡量是CH4(g)的2倍，
则n(H2O)＝0.1 ml，CO2(g)、H2(g)、H2O(g)、CH4(g)的平衡浓度分别为0.005 ml·L－1、0.02 ml·L－1、0.01 ml·L－1、0.005 ml·L－1，
则该反应的平衡常数K＝ ＝625，根据图1中的信息可知，反应温度t约为660.2 ℃。
(3)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g) H2O(g)＋CH3OH(g)，在反应器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2 min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μml·L－1)如下表所示。
在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为______μml·L－1·min－1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400 ℃的反应条件，原因是___________________________________________________________________。
应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低
相同催化剂，400 ℃的反
在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，由表中信息可知，0～2 min CH3OH的浓度由0增加到10.8 μml·L－1，因此，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为 ＝5.4 μml·L－1·min－1；由表中信息可知，相同催化剂，400 ℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低。
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。试题一般以与生产、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。在近几年的相关考题中，对单一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因素影响”出现，考查考生的综合分析判断能力。以实际情景(场景)为背景，更能体现核心素养的要求。而在实际生产过程中，影响因素是多元化、多方位和多层次的。
(2022·安徽模拟)处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题：(1)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)＋N2O(g) CO2(g)＋N2(g)。在Zn＋作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应：CO(g)＋N2O(g)　　CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝________ kJ·ml－1；该总反应的决速步是反应____(填“①”或“②”)，该判断的理由是__________________________________________________________________________________。
反应①的活化能是149.6 kJ·ml－1，反应②的活化能是108.22 kJ·ml－1，反应②的活化能更小
由图2可知，总反应为CO(g)＋N2O(g) CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－361.22 kJ·ml－1；反应的决速步的活化能大，反应①的活化能是149.6 kJ·ml－1，反应②的活化能是108.22 kJ·ml－1，反应②的活化能小，故反应①是总反应的决速步。
(2)已知：CO(g)＋N2O(g) CO2(g)＋N2(g)的速率方程为v＝k·c(N2O)，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是______(填字母)。A.升温B.恒容时，再充入COC.恒压时，再充入N2OD.恒压时，再充入N2
由速率方程可知，此反应的速率与温度和c(N2O)有关，升温，k增大，速率加快，A正确；恒容时，再充入CO，c(N2O)不变，速率不变，B错误；恒压时，再充入N2O，c(N2O)增大，速率增大，C正确；恒压时，再充入N2，c(N2O)减小，速率减慢，D错误。
(3)在总压为100 kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T1 K时N2O的转化率与 、在 ＝1时N2O的转化率与 的变化曲线如图3所示：
①表示T1 K时N2O的转化率随 的变化曲线为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)曲线。
②T1_____(填“>”或“＜”)T2。
③已知：该反应的标准平衡常数Kθ＝　　，其中pθ为标准压强(100 kPa)，p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压，则T4 K时，该反应的标准平衡常数Kθ＝_____(结果保留两位有效数字，p分＝p总×物质的量分数)。
(4)间接电解法除N2O。其工作原理如图4所示，已知：H2S2O4是一种弱酸。从A口中出来的气体是______(填化学式)，电解池的阴极电极反应式为___________________________________，用化学方程式表示吸收池中除去N2O的原理：_________________________________。
2H2SO3＋2e－＋2H＋===H2S2O4＋2H2O
H2O＋H2S2O4＋N2O===N2＋2H2SO3
由图可知，电解池的阳极电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故从A口中出来的气体是O2，电解池的阴极电极反应式为2H2SO3＋2e－＋2H＋===H2S2O4＋2H2O；由装置图可知吸收池中除去N2O的原理是H2O＋H2S2O4＋N2O===N2＋2H2SO3。
1.(2022·吉林延边一模)碳排放问题是第26届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。为了实现这个目标，加强了对CO2转化的研究。下面是CO2转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋CO(g)　ΔH1反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2＝－90.0 kJ·ml－1反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－49.0 kJ·ml－1反应Ⅳ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH4＝－165.0 kJ·ml－1反应Ⅴ：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH5＝－122.7 kJ·ml－1
回答下列问题：(1)反应Ⅲ一般认为通过反应Ⅰ、Ⅱ来实现，则反应Ⅰ的ΔH1＝______ kJ·ml－1；已知：由实验测得反应Ⅰ的v正＝k正·c(CO2)·c(H2)，v逆＝k逆·c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则 ________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)CO2在一定条件下催化加氢生成CH3OH，主要发生三个竞争反应(即反应Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，为分析催化剂对反应的选择性，在1 L恒容密闭容器中充入2.0 ml CO2和5.3 ml H2，测得反应进行相同时间后，有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
①该催化剂在较低温度时主要选择反应_____(填“Ⅲ”“Ⅳ”或“Ⅴ”)。研究发现，若温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，其主要原因可能是____________________________。
由图知，在较低温度时主要生成甲烷，该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅳ。研究发现，若温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，其主要原因可能是温度升高，催化剂活性降低。
②在一定温度下达到平衡，此时测得容器中部分物质的含量为n(CH4)＝0.1 ml，n(C2H4)＝0.4 ml，n(CH3OH)＝0.5 ml。则该温度下反应Ⅲ的平衡常数K(Ⅲ)＝______(结果保留两位小数)。
　　 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)转化/ml 0.5 1.5 0.5 0.5　 　 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)转化/ml 0.1 0.4 0.1 0.2　 2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)转化/ml 0.8 2.4 0.4 1.6
(3)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示。温度小于900 ℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应式为 －4e－===2CO2↑＋O2↑，则阴极的电极反应式为_______________________。
温度小于900 ℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，熔融碳酸钠中的碳酸根离子移向阳极，阳极的电极反应式为 －4e－===2CO2↑＋O2↑，阴极得电子发生还原反应生成碳，
则阴极的电极反应式为3CO2＋4e－===C＋ 。
2.(2022·重庆模拟)碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长。因此，诸多科学家都在大力研究利用CO2和CO以减少碳的排放。(1)“神十三”中航天员们呼吸产生的CO2用一种循环方案处理，即CO2(g)＋2H2(g) C(s)＋2H2O(g)　ΔH，然后电解水又得氢气和氧气。在温度为T时，向一恒容密闭容器中，按物质的量之比为2∶1通入H2和CO2，测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中a所示。若其他条件不变，仅改变某一条件时，测得其压强(p)随时间(t)的变化如图中b所示。
①能说明容器中的反应已达到平衡状态的是______(填字母)。A.容器内气体的平均相对分子质量不变B.CO2和H2的转化率相等C.H2(g)与C(s)的物质的量之比保持不变D.v(H2)＝v(H2O)
容器内气体的质量和物质的量均是变化的量，气体的平均相对分子质量不变，说明反应已达到平衡状态，A符合题意；CO2和H2的投料比等于化学计量数之比，故两
者的转化率相等，不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意；H2(g)与C(s)的物质的量之比随着反应的进行不断变化，当该比例保持不变时，说明反应已达到平衡状态，C符合题意；v(H2)＝v(H2O)时，由于未指明两个速率的反应方向，故不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意。
②ΔH_____(填“>”“∣pKp2(T2)－pKp2(T1)∣，则pKp1(T2)－pKp1(T1)>pKp2(T1)－pKp2(T2)，pKp1(T2)＋pKp2(T2)>pKp1(T1)＋pKp2(T1)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]，即K(T1)>K(T2)，因此该反应正反应为放热反应
由盖斯定律可知，ⅰ＋ⅱ得反应3N2H4(l)===3N2(g)＋6H2(g)，则该反应的K＝Kp1·Kp2。
4.(2022·青岛一模)丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下，2,3-二甲基-1,3-丁二烯( )与溴单质发生液相加成反应(1,2-加成和1,4-加成)，已知溶剂极性越大越容易发生1,4-加成。现体系中同时存在如下反应：①②③
(1)由反应历程及能量变化图示判断，m_____(填“>”“＝”或“＜”)n，ΔH3＝_____________________(用含不同活化能Ea的式子表示)。
－(Ea4＋Ea2－Ea1－Ea3)
由反应历程及能量变化图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，则 转化为 是放热反应，反应②－①得到 ，根据盖斯定律，ΔH3＝(n－m) kJ·ml－1＜0，则m＞n； 转化为的ΔHⅰ＝Ea1－Ea2， 转化为 的ΔHⅱ＝Ea3－Ea4，ΔH3＝ΔHⅱ＋ΔHⅰ＝Ea3－Ea4＋(Ea1－Ea2)＝－(Ea4＋Ea2－Ea1－Ea3)。
(2)其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应____(填“①”或“②”)的速率提高更有利，分析原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea2＜Ea3，故升高温度，对1,4-加成产物的生成速率提高更有利
由题中阿伦尼乌斯公式可知，
由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea2＜Ea3，故其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应②的速率提高更有利。
(3)由反应历程及能量变化图示判断，产物中________________________(用系统命名法命名)含量更大，若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是__________________________。
2,3-二甲基-1,4-二溴-2-丁烯
在极性大的溶剂中进行反应
由图可知， 的能量低于 ， 较稳定，反应生成的 容易转化为 ，则反应达平衡后，产物中 含量更大，主链含有4个C原子，1、4号C原子上含有Br原子，2、3号C原子上含有甲基，2号C原子含有碳碳双键，则该物质的名称为2,3-二甲基-1,4-二溴-2-丁烯；
由题目中信息可知，溶剂极性越大越容易发生1,4-加成，故若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是在极性大的溶剂中进行反应。
(4)在一定温度下，向某反应容器中加入1.0 ml 和一定量的Br2发生上述反应。测得 的平衡转化率为α，平衡时Br2为b ml，若以物质的量分数表示的平衡常数Kx，反应③的平衡常数Kx3＝4，则产物 的选择性百分比为______，开始加入的Br2为______ ml，反应①的平衡常数Kx1＝__________。
设反应生成x ml ，反应③的平衡常数Kx3＝4，则生成 的物质的量为4x ml，则产物 的选择性百分比为 ×100%＝80%；反应开始时，加入1.0 ml ，的平衡转化率为α，则消耗 的物质的量为α ml，则消耗Br2的物质的量为α ml，平衡时Br2为b ml，故开始加入的Br2为(b＋α) ml；
消耗 的物质的量为α ml，生成 和 的总物质的量为α ml，产物 的选择性百分比为80%，则生成 的物质的量为(1－80%)×α ml＝0.2α ml，平衡时， 的物质的量为(1－α) ml，Br2为b ml，各物质总物质的量为(1＋b) ml，
5.(2022·辽宁丹东一模)合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)是目前最有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题。(1)反应历程中各步势能变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
该历程中反应速率最慢步骤的化学方程式为________________________。
Nad＋3Had===NHad＋2Had
从图中可以看出，活化能最大的一步反应是Nad＋3Had===NHad＋2Had。
(2)在T ℃、压强为0.9 MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：
①反应20 min达到平衡，试求0～20 min内氨气的平均反应速率v(NH3)＝______ MPa·min－1，该反应的Kp＝______ MPa－2(结果保留小数点后两位，Kp为以分压表示的平衡常数)。
②下列叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是______(填字母)。a.氨气的体积分数保持不变b.容器中氢氮比保持不变c.气体平均相对分子质量保持不变d.气体密度保持不变
氨气的体积分数保持不变，则各物质的浓度保持不变，反应达平衡状态，a正确；容器中氢氮比始终不变，则容器中氢氮比保持不变不能说明反应达平衡状态，b错误；气体总质量不变，气体总物质的量为变量，
若气体平均相对分子质量保持不变，说明反应达平衡状态，c正确；反应在恒压容器中进行，气体总质量不变，但体积可变，当体积不变时说明反应达平衡状态，d正确。
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时H2的含量符合图中_____(填“d”“e”“f”或“g”)点。
起始条件一样，在恒容容器中发生反应，相对于恒压状态，物质浓度减小，反应速率减慢，且恒容相当于减小压强，平衡逆向移动，H2的百分含量增大，所以g点符合要求。
(3)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如图所示，该装置中阴极的电极反应式为_______________________。
N2＋6e－＋6H＋===2NH3
根据图中信息可知，阴极上氮气得电子生成氨气，电极反应式为N2＋6e－＋6H＋===2NH3。