高考化学二轮复习针对性练习专题一0二 化学反应原理（考点剖析）（解析版）

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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 \\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 \\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 \\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 \\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）Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2（s）═CuCl（s）+Cl2（g）△H1＝83kJ•ml﹣1
CuCl（s）+O2（g）═CuO（s）+Cl2（g）△H2＝﹣20kJ•ml﹣1
CuO（s）+2HCl（g）═CuCl2（s）+H2O（g）△H3＝﹣121kJ•ml﹣1
则4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）的△H＝ kJ•ml﹣1。
【答案】﹣116
2.键能与反应热的计算
化学反应热效应计算的三个角度
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
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ml·L－1·s－1、ml·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
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(cpC·cqD,cmA·cnB)。
（2）化学平衡常数表达式与化学方程式书写形式的关系
3．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
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
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0，在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，CO2转化率和甲醇选择性[x(CH3OH)%=]随温度变化关系如下图所示：
CO2转化率和甲醇选择性随温度的变化曲线
①若233-251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析235℃后图中曲线下降的原因_______。
②在压强为P的恒温恒压密闭容器中，加入1mlCO2和3mlH2反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，计算CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数Kp=_______。(列出计算式)
【答案】(1) -0.19NA 甲酸盐 HCOO*+H*=H2COO*(或HCOO*+H*+2H2=H2COO*+2H2) BC
(2) 30.0 或
(3) 主反应放热，副反应吸热。升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降
【解析】(1)①由图示可知，CO2加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-0.19NAeV/ml。
②由图示可知，甲酸盐作为催化剂时，活化能更低，因此甲酸盐路径更有利于CO2加氢制甲醇反应，对该路径的反应速率影响最大的一步反应是慢反应，即活化能最高的一步反应，即HCOO*+H*=H2COO*(或HCOO*+H*+2H2=H2COO*+2H2)。
③A．催化剂表面积越大，CO2在催化剂表面的吸附速率越大，但CO2分压越大，CO2在催化剂表面的吸附速率不一定越大，A错误；
B．由图示可知，不考虑H3COH*，两种路径中产生的含碳中间体种类均有5种，B正确；
C．由图示可知，中间体HCOO*比COOH*势能低，更稳定，C正确；
D．使用高活性催化剂可加快反应速率，但不能改变反应焓变，D错误；
答案选BC。
(2)①根据图像并结合公式有：63.0=-3.0Ea+C，33.0=-4.0Ea+C，联立方程，解得Ea=30.0，C=153。
②使用更高效的催化剂时，可降低反应的活化能，则与Rlnk与关系的示意图为：或 。
(3)①CO2催化加氢制甲醇为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇选择性降低，二氧化碳转化率降低，竞争反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳转化率升高，但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降。
②CO2平衡转化率为20%，二氧化碳的物质的量转化量为0.2ml，甲醇的选择性为50%，代入x(CH3OH)%=，可得50%=，解得n(生成CH3OH)=0.1ml，列三段式：
平衡时二氧化碳物质的量为0.8ml，氢气物质的量为2.6ml，甲醇物质的量为0.1ml，一氧化碳物质的量为0.1ml，水蒸气物质的量为0.2ml，物质总物质的量为：0.8ml+2.6ml+0.1ml+0.1ml+0.2ml=3.8ml，二氧化碳分压为，氢气分压为，甲醇分压为，水蒸气分压为，则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的压强平衡常数Kp=。
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
化学键
键能
946
436.0
390.8
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Pml的A和qml的B，要看投料比值λ=p:q的大小
K=eq \f(cnN,caA·cb B)
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
∆Hn 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