2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版教案：第7章 大階段高考總結(jié)(四) 化學(xué)反應(yīng)原理

1、PAGE PAGE 15本階段的化學(xué)反應(yīng)原理的內(nèi)容較多，難度較大，命題點多。主要包括化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡和水溶液中的離子反應(yīng)與平衡。主要命題的方向有反應(yīng)熱和蓋斯定律的有關(guān)計算，化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算與應(yīng)用，水溶液中的圖像分析，新型化學(xué)電源的分析。本階段涉及的試題題型有選擇題也有非選擇題，試題的難度大，區(qū)分度高，復(fù)習(xí)時要注意方法的總結(jié)和領(lǐng)悟。反應(yīng)熱和蓋斯定律的有關(guān)計算【典例1】(雙選)(2021淄博模擬)我國學(xué)者研究反應(yīng)C6H6(g)CH3OH(g)=C7H8(g)H2O(g)在固體酸催化劑HB表面進(jìn)行的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在HB表面的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是()A總反

2、應(yīng)的H61.4 kJmol1B反應(yīng)的H小于反應(yīng)的HC反應(yīng)歷程中能量變化最大的步驟為反應(yīng)D決速步驟的化學(xué)方程式為HBCH3OH*=CH3BH2O*BD根據(jù)圖示，總反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，H61.4 kJmol1，A項錯誤；反應(yīng)的H109.9 kJmol1，反應(yīng)的H66.4 kJmol125.5 kJmol191.9 kJmol1，反應(yīng)的H小于反應(yīng)的H，B項正確；根據(jù)圖示，反應(yīng)歷程中反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物能量相差最大，能量變化最大，C項錯誤；決定反應(yīng)速率的步驟為活化能最大的反應(yīng)，即反應(yīng)，化學(xué)方程式為HBCH3OH*=CH3BH2O*，D項正確。【典例2】已知：3CO(g)

3、6H2(g)CH3OCH2CH3(g)2H2O(g)H1a kJmol1CH3OCH2CH3(g)CO(g)CH3COOCH2CH3(g)H2b kJmol1CH3COOCH2CH3(g)2H2(g)2CH3CH2OH(g)H3c kJmol1則2CO(g)4H2(g)CH3CH2OH(g)H2O(g)H_kJmol1 (用含a、b、c的式子表示)。解析根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)eq f(,2)，則Heq f(H1H2H3,2)eq f(abc,2)。答案eq f(abc,2)1催化劑的催化原理能量圖分析這兩步反應(yīng)可以看出，由于Ea1Ea2，第1步反應(yīng)是慢反應(yīng)，是決定整個反應(yīng)快慢的步驟，稱為“決速步

4、驟”，第1步反應(yīng)越快，則整體反應(yīng)速率就越快。因此對總反應(yīng)來說，第1步反應(yīng)的活化能Ea1就是在催化條件下總反應(yīng)的活化能。2蓋斯定律的應(yīng)用(1)實質(zhì)HH1H2H3H4H5(2)應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計算的注意事項設(shè)計合理的反應(yīng)過程。當(dāng)反應(yīng)方程式乘以或除以某數(shù)時，H也應(yīng)乘以或除以該數(shù)。反應(yīng)方程式進(jìn)行加減運算時，H也要進(jìn)行加減運算，且計算過程中要帶“”“”。在設(shè)計的反應(yīng)過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。 當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。1(雙選)(2021濟(jì)南模擬)環(huán)己烷(C6H12)有椅型、半椅型、船型、扭船型等

5、多種結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的勢能不同，它們的相對勢能如圖所示。下列說法錯誤的是()A上述四種結(jié)構(gòu)中，半椅型結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定BC6H12(椅型，l)=C6H12(船型，l)H28.9 kJmol1C相同條件下，椅型轉(zhuǎn)化成扭船型的速率比逆向轉(zhuǎn)化的快D加熱有利于椅型轉(zhuǎn)化成扭船型AC題給四種結(jié)構(gòu)中，椅型結(jié)構(gòu)的能量最低，因此椅型結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，A項錯誤；根據(jù)圖示可得C6H12(椅型，l)=C6H12(船型，l)H28.9 kJmol1，B項正確；根據(jù)圖示，椅型轉(zhuǎn)化為扭船型的活化能比逆向轉(zhuǎn)化的活化能大，因此椅型轉(zhuǎn)化為扭船型的速率比逆向轉(zhuǎn)化的速率慢，C項錯誤；椅型轉(zhuǎn)化為扭船型為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，有利于椅型轉(zhuǎn)化

6、為扭船型，D項正確。2利用CO2制取甲醛的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)2H2(g)=CH2O(g)H2O(g)H16 kJmol1。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示?；瘜W(xué)鍵O=OHHOH鍵能/(kJmol1)498436464(1)CH2O(g)O2(g)=CO2(g)H2O(g)H_。(2)下列表示制取甲醛反應(yīng)的能量變化示意圖正確的是_(填字母)。 ab cd解析(1)根據(jù)H反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能可知，2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2(2436 kJmol1498 kJmol1)(4464 kJmol1)486 kJmol1，由

7、蓋斯定律知HH2H1486 kJmol1(6 kJmol1)480 kJmol1。(2)制取甲醛反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量；物質(zhì)越穩(wěn)定，其能量越小，所以液態(tài)產(chǎn)物的能量小于氣態(tài)產(chǎn)物的，則a正確。答案(1)480 kJmol1(2)a化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算【典例3】(2021青島模擬)用NH3可以消除NO污染：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l)Hv逆，故a點的正反應(yīng)速率c點的逆反應(yīng)速率。列三段式如下： 4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(l)起始量/mol 4 6 0變化量/mol 2 3 2.5平衡量/mol 2 3 2.5平衡時各物質(zhì)的總物質(zhì)的

8、量是(232.5) mol7.5 mol。故Kpeq f(p5N2,p4NH3p6NO)eq f(f(2.5,7.5)p05,f(2,7.5)p04f(3,7.5)p06)。答案(1)50(2)大于eq f(f(2.5,7.5)p05,f(2,7.5)p04f(3,7.5)p06)“三段式”突破化學(xué)平衡的有關(guān)計算 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/mol a b 0 0變化/mol mx nx px qx平衡/mol amx bnx px qx則有(1)平衡常數(shù)Keq f(f(px,V)pf(qx,V)q,f(amx,V)mf(bnx,V)n)。(2)平衡時A的物質(zhì)的量濃度：c平(

9、A)eq f(amx,V) molL1。(3)A的轉(zhuǎn)化率：(A)eq f(mx,a)100%，A、B的轉(zhuǎn)化率之比為(A)(B)eq f(mx,a)eq f(nx,b)。3(2021棗莊模擬)在一定溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入1 mol A，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g)C(g)。反應(yīng)過程中c(C)隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A反應(yīng)在050 s的平均反應(yīng)速率v(C)1.6103 molL1s1B該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.025C保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c平(B)0.09 molL1，則該反應(yīng)的H0D反應(yīng)達(dá)平衡后，再向容器中充入1 mol A，該溫度下再達(dá)到平

10、衡時，A的轉(zhuǎn)化率不變B反應(yīng)在050 s，C的平均反應(yīng)速率v(C)eq f(0.08 molL1,50 s)1.6103 molL1s1，A正確；A的初始濃度c始(A)eq f(1 mol,2 L)0.50 molL1，該溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時，c平(C)0.10 molL1，則c平(B)0.10 molL1，c平(A)0.50 molL10.10 molL120.30 molL1，反應(yīng)的平衡常數(shù)Keq f(0.100.10,0.302)0.11，B錯誤；升高溫度，平衡時c平(B)0.09 molL10.10 molL1，則平衡逆向移動，該反應(yīng)的H”或“Y2。(3)假設(shè)起始時，CH3OH和H2O

11、的物質(zhì)的量均為1 mol，則列三段式有CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)eq avs4al(起始量/mol) 1 1 0 0eq avs4al(轉(zhuǎn)化量/mol) 0.6 0.6 0.6 1.8eq avs4al(平衡量/mol) 0.4 0.4 0.6 1.8CH3OH、H2O、CO2、H2氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為eq f(1,8)、eq f(1,8)、eq f(3,16)、eq f(9,16)，代入平衡常數(shù)表達(dá)式Kpeq f(pCO2p3H2,pCH3OHpH2O)eq f(f(3,16)pf(9,16)p3,f(p,8)f(p,8)。答案(1)溫度(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣

12、體分子數(shù)增大的反應(yīng)，當(dāng)溫度一定時，壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率減小(3)eq f(f(3,16)pf(9,16)p3,f(p,8)f(p,8)水溶液中的圖像分析【典例4】(雙選)(2021煙臺模擬)常溫下，將等濃度的NaOH溶液分別滴加到HA、HB兩種弱酸溶液中，溶液的pH與粒子濃度比值的對數(shù)關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()AHA的電離常數(shù)Ka1104 molL1Bc點水的電離程度小于d點Cb點向c點變化過程中，eq f(c平B,c平HBc平OH)減小D相同濃度的NaA、NaB混合溶液中：c平(Na)c平(A)c平(B)c平(OH)c平(H)ADlg eq f(c平A,c平HA)

13、0，即c平(A)c平(HA)，Kac平(H)1104 molL1，A正確；c點溶液呈中性，HB的電離和B的水解相互抵消，水的電離“不受影響”，d點溶液呈酸性，HA的電離程度大于A的水解程度，水的電離受到抑制，B錯誤；eq f(c平B,c平HBc平OH)分子、分母同時乘以c平(H)得出其值等于eq f(KaHB,KW)，溫度不變，比值保持不變，C錯誤；HB的電離常數(shù)為1105 molL1，即HA的酸性比HB強(qiáng)，則A的水解能力比B弱，NaA、NaB溶液均呈堿性，則相同濃度的NaA、NaB混合溶液中，離子濃度：c平(Na)c平(A)c平(B)c平(OH)c平(H)，D正確。對數(shù)圖像中的離子濃度關(guān)系將

14、溶液中某一微粒的濃度如c平(A)或某些微粒濃度的比值eq f(c平A,c平B)取常用對數(shù)，即lg c平(A)或lg eq f(c平A,c平B)，得到離子濃度對數(shù)圖像。1破解對數(shù)圖像的數(shù)據(jù)(1)運算法則：lg ablg alg b、lg eq f(a,b)lg alg b、lg 10。(2)運算突破點：如lg eq f(c平A,c平B)0的點有c平(A)c平(B)；lg c平(D)0的點有c平(D)1 molL1。2破解對數(shù)圖像的步驟(1)識圖像：觀察橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的含義，看清每條曲線代表的離子種類以及曲線的變化趨勢，計算電離常數(shù)時應(yīng)利用兩種離子濃度相等的點，如lg eq f(c平A,c平B)0

15、。(2)找聯(lián)系：根據(jù)圖像中的坐標(biāo)含義和曲線的交點，分析所給電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)或pH與縱、橫坐標(biāo)之間的聯(lián)系。(3)想原理：涉及電離平衡常數(shù)，寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，在識圖像、想原理的基礎(chǔ)上，將圖像與原理結(jié)合起來思考。(4)用公式：運用對數(shù)計算公式分析。5常溫下，二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示，下列說法錯誤的是 ()A曲線M表示pH與lg eq f(c平HY,c平H2Y)的變化關(guān)系BKa2(H2Y)104.3 molL1Ca點溶液中：c平(H)c平(OH)2c平(Y2)c平(HY)c平(K)D交點c的溶液中：c平(H2Y)c平(Y2)c平(HY)c

16、平(H)DKa1(H2Y)eq f(c平Hc平HY,c平H2Y)，隨著pH增大，c平(H)減小，eq f(c平HY,c平H2Y)增大，故曲線M表示pH與lg eq f(c平HY,c平H2Y)的變化關(guān)系，A項正確；曲線N表示pH與lg eq f(c平HY,c平Y(jié)2)的變化關(guān)系，當(dāng)pH3時，c平(H)103 molL1，lg eq f(c平HY,c平Y(jié)2)1.3，eq f(c平Y(jié)2,c平HY)101.3，Ka2(H2Y)eq f(c平Hc平Y(jié)2,c平HY)101.3103 molL1104.3 molL1，B項正確；a點溶液中存在電荷守恒：c平(H)c平(K)2c平(Y2)c平(HY)c平(OH)

17、，故c平(H)c平(OH)2c平(Y2)c平(HY)c平(K)，C項正確；交點c的溶液中：lg eq f(c平HY,c平H2Y)lg eq f(c平HY,c平Y(jié)2)1.5，則c平(H2Y)c平(Y2)c平(HY)，D項錯誤。6(雙選)(2021煙臺模擬)室溫下，向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴加入BaCl2溶液，溶液中l(wèi)g c平(Ba2)與lg eq f(c平HCOoal(,3),c平COoal(2,3)的關(guān)系如圖所示(已知：H2CO3的Ka1、Ka2分別為4.2107 molL1、5.61011 molL1；BaCO3的Ksp為5109 mol2L2)。下列說法正確的是()Aa點

18、對應(yīng)溶液中水的電離程度小于bBb點對應(yīng)溶液的c平(HCOeq oal(,3)0.05 molL1Cab的過程中，溶液中eq f(c平COoal(2,3)c平H,c平H2CO3)一直減小Da點對應(yīng)的溶液中一定存在：c平(Na)2c平(Ba2)b，A錯誤；b點時，c平(HCOeq oal(,3)102c平(COeq oal(2,3)，c平(COeq oal(2,3)eq f(Ksp,c平Ba2)eq f(5109,105) molL15104 molL1，所以c平(HCOeq oal(,3)102c平(COeq oal(2,3)0.05 molL1，B正確；ab的過程中，COeq oal(2,3)

19、濃度減小，c平(H)增大，溶液中eq f(c平COoal(2,3)c平H,c平H2CO3)eq f(c平COoal(2,3)c平HCOoal(,3)c2H,c平H2CO3c平HCOoal(,3)c平H)eq f(Ka1Ka2,c平H)，Ka1、Ka2不變，c平(H)增大，所以eq f(c平COoal(2,3)c平H,c平H2CO3)一直減小，C正確；a點溶液中c平(HCOeq oal(,3)c平(COeq oal(2,3)，根據(jù)電荷守恒：c平(Na)2c平(Ba2)c平(H)2c平(COeq oal(2,3)c平(HCOeq oal(,3)c平(Cl)c平(OH)，所以此時有：c平(Na)2c

20、平(Ba2)c平(H)3c平(HCOeq oal(,3)c平(Cl)c平(OH)，又因為溶液顯堿性，則c平(H)3c平(HCOeq oal(,3)c平(Cl)，D錯誤。新型化學(xué)電源的分析【典例5】(雙選)新型光能電池的原理是光照在表面涂有釕(Ru)基配合物的納米層TiO2上，這些涂層上的分子的電子受激發(fā)躍遷到激發(fā)態(tài)，失電子后，自身變?yōu)檠趸瘧B(tài)，而對電極(又稱光陰極)起到催化還原Ieq oal(,3)、再生I的作用。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()A該電池在光照射下，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B用該電池電解飽和食鹽水，與對電極相連的一極生成氫氣C電池總反應(yīng)：Ieq oal(,3)2Ru2=2Ru33ID電

21、池工作時，電解質(zhì)溶液中I和Ieq oal(,3)的濃度減小BD由圖可知，該裝置為原電池。在光照下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量，最終轉(zhuǎn)化為電能，A正確；由圖可知，該裝置工作時，對電極上Ieq oal(,3)被還原為I，則對電極為正極，用該電池電解飽和食鹽水時，與之相連的電極為陽極，陽極上不會產(chǎn)生氫氣，B錯誤；該電池負(fù)極反應(yīng)式為Ru2e=Ru3，正極反應(yīng)式為Ieq oal(,3)2e=3I，總反應(yīng)為Ru2和Ieq oal(,3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ru3與I，C正確；電池工作時，電解質(zhì)溶液中I和Ieq oal(,3)發(fā)生循環(huán)轉(zhuǎn)化，濃度不會減小，D錯誤。1原電池的工作原理2分析新型化學(xué)電源的一般思路7Science報道了一篇電化學(xué)合成鹵代烴的研究，該研究以石墨為電極材料，HFIPEt4