新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題13化學(xué)反應(yīng)原理綜合考查課件

專題十三化學(xué)反應(yīng)原理綜合考查真題研練·析考情核心突破·提能力?？季殹ぷヂ鋵?shí)真題研練·析考情

＋118

解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由①－②－③，可得④C6H5C2H5(g)?C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)

ΔH4＝－4386.9kJ·mol－1－(－4263.1kJ·mol－1)－(－241.8kJ·mol－1)＝＋118kJ·mol－1。(2)在某溫度、100kPa下，向反應(yīng)器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%，欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%，需要向反應(yīng)器中充入________mol水蒸氣作為稀釋氣(計(jì)算時(shí)忽略副反應(yīng))；5

甲苯主反應(yīng)生成的氫氣能使副反應(yīng)⑥的平衡正向移動(dòng)，甲苯的選擇性大于苯的選擇性解析：生成苯乙烯的反應(yīng)為主反應(yīng)，則苯乙烯的選擇性最高，主反應(yīng)生成的氫氣能使副反應(yīng)⑥的平衡正向移動(dòng)，則甲苯的選擇性大于苯的選擇性，故b代表的產(chǎn)物為甲苯。(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑Fe2O3的描述錯(cuò)誤的是________；A．X射線衍射技術(shù)可測(cè)定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)B．Fe2O3可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C．Fe2O3降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能D．改變Fe2O3顆粒大小不影響反應(yīng)速率答案：

BD

解析：X射線衍射技術(shù)可以測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；Fe2O3是催化劑，催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，不能改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2O3作催化劑，可以降低乙苯脫氫反應(yīng)的活化能，C項(xiàng)正確；改變Fe2O3顆粒大小即改變催化劑的表面積，可以改變反應(yīng)速率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

C6H5CH2Cl

K×Ksp解析：(5)電負(fù)性：Cl>Br>I，C—Cl鍵的極性更大，更易斷裂，故C6H5CH2Cl更易生成自由基C6H5C*,H2，活性最強(qiáng)。解析：(6)已知Cu＋(aq)＋2L?[Cu(L)2]＋

K、CuBr(s)?Cu＋(aq)＋Br－(aq)

Ksp，兩反應(yīng)相加可得：CuBr(s)＋2L?[Cu(L)2]＋＋Br－(aq)，則其平衡常數(shù)為K×Ksp。2．[2023·遼寧卷]硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個(gè)吸熱峰，則此時(shí)分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化學(xué)式)。CuOSO3

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO42NO＋O2===2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為________。(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。催化劑

反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)、產(chǎn)率不高(答案合理即可)解析：(ⅰ)根據(jù)所給的反應(yīng)方程式，NO2在反應(yīng)過程中先消耗再生成，說明NO2在反應(yīng)中起催化劑的作用；(ⅱ)近年來，鉛室法被接觸法代替是因?yàn)樵诜磻?yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境，同時(shí)作為催化劑的NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)率不高(答案合理即可)。

cd解析：根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率下的反應(yīng)速率曲線可以看出，隨著溫度的升高反應(yīng)速率先加快后減慢，a錯(cuò)誤；從圖中所給出的速率曲線可以看出，相同溫度下，轉(zhuǎn)化率越低反應(yīng)速率越快，但在轉(zhuǎn)化率小于88%時(shí)的反應(yīng)速率圖像并沒有給出，無法判斷α＝0.88的條件下是否是平衡轉(zhuǎn)化率，b錯(cuò)誤；從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率不斷減小，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，c正確；從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，這時(shí)可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率選擇合適的反應(yīng)溫度以減少能源的消耗，d正確；故答案選cd；(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是________(填標(biāo)號(hào))。d解析：為了提高催化劑的綜合性能，科學(xué)家對(duì)催化劑進(jìn)行了改良，從圖中可以看出標(biāo)號(hào)為d的催化劑V-K-Cs-Ce對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率最好，產(chǎn)率最佳，故答案選d；(ⅲ)設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算)。

3．[2023·浙江6月]水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.2kJ·mol－1該反應(yīng)分兩步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g)?2Fe3O4(s)＋CO2(g)

ΔH1＝－47.2kJ·mol－12Fe3O4(s)＋H2O(g)?3Fe2O3(s)＋H2(g)

ΔH2請(qǐng)回答：(1)ΔH2＝________kJ·mol－1。＋6

(2)恒定總壓1.70MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)＝12∶5]投料，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)CO2和H2的分壓(某成分分壓＝總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))如下表：①在條件1下，水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。②對(duì)比條件1，條件2中H2產(chǎn)率下降是因?yàn)榘l(fā)生了一個(gè)不涉及CO2的副反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式______________________。

p(CO2)/MPap(H2)/MPap(CH4)/MPa條件10.400.400條件20.420.360.022CO＋3H2?CH4＋H2O

(3)下列說法正確的是________。A．通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入O2B．恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)]，增加體系總壓可提高H2的平衡產(chǎn)率C．通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進(jìn)一步還原為FeD．通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應(yīng)速率AC解析：一氧化碳和氫氣都可以和氧氣反應(yīng)，則通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入O2，A正確；該反應(yīng)前后氣體計(jì)量系數(shù)相同，則增加體系總壓平衡不移動(dòng)，不能提高平衡產(chǎn)率，B錯(cuò)誤；通入過量的水蒸氣可以促進(jìn)四氧化三鐵被氧化為氧化鐵，水蒸氣不能將鐵的氧化物還原為單質(zhì)鐵，但過量的水蒸氣可以降低體系中CO和H2的濃度，從而防止鐵的氧化物被還原為單質(zhì)鐵，C正確；若保持容器的體積不變，通過充入惰性氣體增加體系總壓，反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變，D錯(cuò)誤；故選AC；(4)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，需在多個(gè)催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b～c段對(duì)應(yīng)降溫操作的過程，實(shí)現(xiàn)該過程的一種操作方法是________。A．按原水碳比通入冷的原料氣B．噴入冷水(蒸氣)C．通過熱交換器換熱②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線。AC答案：見解析解析：①按原水碳比通入冷的原料氣，可以降低溫度，同時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率稍減小，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率稍減小，與圖中變化相符，A正確；噴入冷水(蒸氣)，可以降低溫度，但是同時(shí)水蒸氣的濃度增大，會(huì)導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率增大，與圖中變化不符，B錯(cuò)誤；通過熱交換器換熱，可以降低溫度，且不改變投料比，同時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率稍減小，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率稍減小，與圖中變化相符，C正確；故選AC；②增大水蒸氣的濃度，平衡正向移動(dòng)，則一氧化碳的的平衡轉(zhuǎn)化率增大，會(huì)高于原平衡線，故圖像為：(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先增大后減小，其速率減小的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：溫度過高時(shí)，不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附，從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應(yīng)速率減小；溫度過高還會(huì)導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小解析：反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附是一個(gè)放熱的快速過程，溫度過高時(shí)，不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附，從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應(yīng)速率減小；溫度過高還會(huì)導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小。4．[2022·全國乙卷]油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ·mol－1計(jì)算H2S熱分解反應(yīng)④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。＋170解析：根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)④＝(①＋②)÷3－③，即ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2)÷3－ΔH3＝＋170kJ·mol－1。(2)較普遍采用的H2S處理方法是克勞斯工藝，即利用反應(yīng)①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是，利用反應(yīng)④高溫?zé)岱纸釮2S。相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是______________________________________，缺點(diǎn)是________。高溫?zé)岱纸饽軌颢@得H2，H2可作燃料，且副產(chǎn)物少能耗高解析：克勞斯工藝無法獲取H2，且存在副產(chǎn)物SO2，高溫?zé)岱纸饽軌颢@得H2，H2可作燃料，且副產(chǎn)物少；高溫?zé)岱纸夥ǖ娜秉c(diǎn)是需要高溫條件，能耗高。(3)在1470K、100kPa反應(yīng)條件下，將n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合氣進(jìn)行H2S熱分解反應(yīng)。平衡時(shí)混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉(zhuǎn)化率為________，平衡常數(shù)Kp＝________kPa。50%4.76

(4)在1373K、100kPa反應(yīng)條件下，對(duì)于n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合氣，熱分解反應(yīng)過程中H2S轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如下圖所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率___________，理由是___________________________________________________________。②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對(duì)應(yīng)圖中曲線________，計(jì)算其在0～0.1s之間，H2S分壓的平均變化率為________kPa·s－1。越高(或越大)H2S的熱分解反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，恒壓條件下，不斷充入Ar，導(dǎo)致H2S的分壓降低，相當(dāng)于減壓，平衡正向移動(dòng)，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率升高d24.9

5．[2022·湖北卷]自發(fā)熱材料在生活中的應(yīng)用日益廣泛。某實(shí)驗(yàn)小組為探究“CaO－Al－H2O”體系的發(fā)熱原理，在隔熱裝置中進(jìn)行了下表中的五組實(shí)驗(yàn)，測(cè)得相應(yīng)實(shí)驗(yàn)體系的溫度升高值(ΔT)隨時(shí)間(t)的變化曲線，如圖所示。實(shí)驗(yàn)編號(hào)abcde反應(yīng)物組成0.2gCaO粉末，5.0mLH2O0.15gAl粉，5.0mLH2O0.15gAl粉，5.0mL飽和石灰水0.15gAl粉，5.0mL石灰乳0.15gAl粉，0.2gCaO粉末，5.0mLH2O

－911.9解析：(1)根據(jù)蓋斯定律可得，①＋②＋2×③可得反應(yīng)：CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，則ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(-65.17kJ·mol－1)＋(－16.73kJ·mol－1)＋2×(－415.0kJ·mol－1)＝－911.9kJ·mol－1。

Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)

解析：實(shí)驗(yàn)a中，CaO和H2O反應(yīng)①生成Ca(OH)2，4min后ΔT基本不變，是因?yàn)镃a(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)。(4)實(shí)驗(yàn)b中，ΔT的變化說明Al粉與H2O在該條件下________(填“反應(yīng)”或“不反應(yīng)”)。實(shí)驗(yàn)c中，前3min的ΔT有變化，其原因是________________________；3min后ΔT基本不變，其原因是________微粒的量有限。不反應(yīng)Al和溶液中的OH－發(fā)生了反應(yīng)OH－解析：實(shí)驗(yàn)b中，ΔT幾乎不變，說明Al粉與H2O在該條件下不反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)c中，前3min的ΔT有變化，是因?yàn)锳l和溶液中的OH－發(fā)生了反應(yīng)，3min后ΔT基本不變，是因?yàn)轱柡褪宜蠴H－的濃度較低，OH－的量有限。(5)下列說法不能解釋實(shí)驗(yàn)d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高的是________(填標(biāo)號(hào))。A．反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移B．反應(yīng)③的發(fā)生促使反應(yīng)②平衡右移C．氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行D．溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快A解析：實(shí)驗(yàn)d中，發(fā)生反應(yīng)②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH－的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，這兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快；綜上所述，實(shí)驗(yàn)d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高與反應(yīng)①無關(guān)，故選A。(6)歸納以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)e的特征，用文字簡述其發(fā)熱原理_________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH－的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快解析：實(shí)驗(yàn)e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH－的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。考情分析題型考向預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)原理綜合題熱化學(xué)方程式的書寫及反應(yīng)熱計(jì)算化學(xué)反應(yīng)原理綜合題仍然會(huì)以生產(chǎn)環(huán)保和化學(xué)史料為情境，通過陌生復(fù)雜的情境＋陌生的圖像形式，經(jīng)綜合考查反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，以化學(xué)平衡為主，涉及定性分析和定量計(jì)算。定性分析主要是外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，定量計(jì)算主要是圍繞轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的計(jì)算。另外，要關(guān)注反應(yīng)機(jī)理的分析、壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)速率方程及計(jì)算、多步反應(yīng)、動(dòng)態(tài)平衡體系的分析和計(jì)算、溶液中微粒變化與本部分知識(shí)的綜合考查。反應(yīng)歷程的分析化學(xué)平衡狀態(tài)判斷及影響因素分析化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像分析化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計(jì)算電離平衡、水解平衡、溶解平衡的應(yīng)用Ka(Kb)及Ksp的理解與計(jì)算電化學(xué)原理應(yīng)用(書寫電極反應(yīng)式為主)核心突破·提能力考點(diǎn)1反應(yīng)熱計(jì)算的常用方法核

心

梳

理1.利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算2．利用鍵能、活化能進(jìn)行計(jì)算(1)鍵能：ΔH＝E(反應(yīng)物總鍵能)－E(生成物總鍵能)(2)活化能：ΔH＝E(正反應(yīng)活化能)－E(逆反應(yīng)活化能)典

題

精

研考向

反應(yīng)熱的計(jì)算例1二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳，二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)

ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應(yīng)的ΔH＝______kJ·mol－1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是____(填標(biāo)號(hào))，判斷的理由是______________________________________________。－49AΔH1為正值，ΔH2和ΔH為負(fù)值，反應(yīng)①活化能大于反應(yīng)②的解析：根據(jù)蓋斯定律可知總反應(yīng)＝反應(yīng)①＋反應(yīng)②，則總反應(yīng)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝+41kJ·mol－1+(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量低，則B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①為慢反應(yīng)，則反應(yīng)①的活化能較大，故A項(xiàng)正確。練1氫氣是一種清潔能源，水煤氣變換反應(yīng)的制氫原理為：CO＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)

ΔH1，水煤氣變換部分基元反應(yīng)如下：第②步基元反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能為________eV。基元反應(yīng)活化能Ea(eV)反應(yīng)熱ΔH(eV)①CO＋H2O＋2*===CO*＋H2O*0－1.73②H2O*＋*===H*＋OH*0.81－0.411.22解析：根據(jù)ΔH＝正反應(yīng)的活化能－逆反應(yīng)的活化能，可得第②步基元反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能＝正反應(yīng)的活化能－ΔH＝0.81eV－(－0.41eV)＝1.22eV?？键c(diǎn)2化學(xué)平衡圖像解讀與分析核

心

梳

理1.化學(xué)平衡圖像信息的獲取依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理中反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)知識(shí)解讀圖像，關(guān)鍵在于對(duì)“數(shù)”“形”“義”“性”的綜合思考，包括：(1)明標(biāo)：明晰橫、縱坐標(biāo)所表示的化學(xué)含義，這是理解題意和進(jìn)行正確思考的前提。明晰坐標(biāo)含義，也就是用變量的觀點(diǎn)分析坐標(biāo)，找出橫、縱坐標(biāo)的關(guān)系，再結(jié)合教材，聯(lián)系相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。(2)找點(diǎn)：找出曲線中的特殊點(diǎn)(起點(diǎn)、頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、交叉點(diǎn)、平衡點(diǎn)等)，分析這些點(diǎn)所表示的化學(xué)意義以及影響這些點(diǎn)的主要因素及限制因素等，大多考題就落在這些點(diǎn)的含義分析上，因?yàn)檫@些點(diǎn)往往隱含著某些限制條件或某些特殊的化學(xué)含義。(3)析線：正確分析曲線的變化趨勢(shì)(上升、下降、平緩、轉(zhuǎn)折等)，同時(shí)對(duì)走勢(shì)有轉(zhuǎn)折變化的曲線，要分區(qū)段進(jìn)行分析，研究各段曲線的變化趨勢(shì)及其含義。2．化學(xué)平衡圖像信息的加工在準(zhǔn)確解讀圖像信息的基礎(chǔ)上，對(duì)試題信息進(jìn)行加工處理，分析角度如圖

典

題

精

研考向

化學(xué)平衡圖像解讀與分析例2二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。合成總反應(yīng)在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。(1)圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是________，判斷的理由是____________________________________________________________；b總反應(yīng)ΔH<0，升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變小解析：氫氣和二氧化碳合成甲醇的總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，故曲線b表示等壓過程的曲線。(2)當(dāng)x(CH3OH)＝0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________，反應(yīng)條件可能為______________或______________。33.3%5×105Pa，210℃9×105Pa，250℃

練2

[2023·山東卷]一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO＋H2O?CO2＋H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng)：Ⅰ.HCOOH?CO＋H2O(快)Ⅱ.HCOOH?CO2＋H2(慢)研究發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中，H＋僅對(duì)反應(yīng)Ⅰ有催化加速作用；反應(yīng)Ⅰ速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ，近似認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水的電離，其濃度視為常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變?chǔ)＝____________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。ΔH2－ΔH1解析：根據(jù)蓋斯定律，由Ⅱ－Ⅰ可得水氣變換反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝ΔH2－ΔH1。(2)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為：v＝kc(H＋)·c(HCOOH)，k為反應(yīng)速率常數(shù)。T1溫度下，HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka，當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmol·L－1時(shí)，H＋濃度為__________mol·L－1，此時(shí)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率v＝________mol·L－1·h－1(用含Ka、x和k的代數(shù)式表示)。

b減小不變解析：

典

題

精

研考向1速率常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用例3某合成氨速率方程為：v＝kcα(N2)cβ(H2)cγ(NH3)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，γ＝________；在合成氨過程中，需要不斷分離出氨的原因?yàn)開_______。a.有利于平衡正向移動(dòng)b.防止催化劑中毒c.提高正反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)1mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q－1a解析：將實(shí)驗(yàn)1、3中數(shù)據(jù)分別代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·(0.1p)γ，可得γ＝－1。合成氨過程中，不斷分離出氨，即降低體系中c(NH3)，生成物濃度下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但不會(huì)提高正反應(yīng)速率，a正確，c錯(cuò)誤；反應(yīng)主產(chǎn)物即氨不能使催化劑中毒，b錯(cuò)誤。練3

T

℃時(shí)，2NO2(g)?N2O4(g)，該反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系為：v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)(k正、k逆這是速率常數(shù))。(1)圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是________(填“m”或“n”)n解析：v正＝k正c2(NO2)，則lgv正＝lgk正＋2lgc(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)，則lgv逆＝lgk逆＋lgc(N2O4)，lgv逆～lgc(N2O4)的線斜率較小，則圖中表示lgv逆lgc(N2O4)的線是n；(2)T

℃時(shí)，向剛性容器中充入一定量NO2氣體，平衡后測(cè)得c(N2O4)為1.0mol·L－1，則平衡時(shí)，v正＝________(用含a的表達(dá)式表示)。10a

(3)T

℃時(shí)，向2L的容器中充入5molN2O4氣體和1molNO2氣體，此時(shí)v正_____v逆(填“>”“＜”或“＝”)。＞

考向2平衡常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用例4[2023·全國乙卷]硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}：(1)在N2氣氛中，F(xiàn)eSO4·7H2O的脫水熱分解過程如圖所示：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知x＝_______，y＝______。41

(a＋c－2b)解析：①FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)

ΔH1＝akJ·mol－1②FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)

ΔH2＝bkJ·mol－1③FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)

ΔH3＝ckJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律可知，①＋③－②×2可得FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)，則ΔH＝(a＋c－2b)kJ·mol－1。

32.25增大

46.26

練4

一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)K′p＝1.0×104Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa，則pICl＝________kPa，反應(yīng)2ICl(g)===Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K＝_______________________(列出計(jì)算式即可)。24.8

①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反應(yīng)2ICl(g)===Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程______________________________________________________________________。大于Kp1·Kp2大于

模考精練·抓落實(shí)?？季殹ぷヂ鋵?shí)1.甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①3O2(g)===2O3(g)

K1

ΔH1＝285kJ·mol－1②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)

K2

ΔH2＝－329kJ·mol－1反應(yīng)③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝______kJ·mol－1，平衡常數(shù)K3＝______________(用K1、K2表示)。－307

(2)電噴霧電離等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)與O3反應(yīng)可得MO＋。MO＋與CH4反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進(jìn)行反應(yīng)MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是________(填“a”或“b”)。300K、60s時(shí)MO＋的轉(zhuǎn)化率為__________(列出算式)。

b

(3)MO＋分別與CH4、CD4反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示(兩者歷程相似，圖中以CH4示例)。(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則MO＋與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線________(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO＋與CH2D2反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD________CHD2OH(填“＞”“＜”或“＝”)。若MO＋與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇有________種。Ⅰc＜2解析：(ⅰ)步驟Ⅰ涉及的是碳?xì)滏I的斷裂和氫氧鍵的形成，步驟Ⅱ中涉及碳氧鍵形成，所以符合題意的是步驟Ⅰ；(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則此時(shí)正反應(yīng)活化能會(huì)增大，根據(jù)圖示可知，MO＋與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；(ⅲ)MO＋與CH2D2反應(yīng)時(shí)，因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量會(huì)下降，則氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD＜CHD2OH；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，若MO＋與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇可能為CHD2OD和CD3OH，共2種。2．我國研發(fā)了一種新型催化劑，可以通過反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)?N2(g)＋2H2O(g)

ΔH達(dá)到消除NO污染的效果。已知：Ⅰ.4NH3(g)＋6NO(g)?5N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－1808kJ·mol－1；Ⅱ.N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)

ΔH2＝－92.4kJ·mol－1?；卮鹣铝袉栴}：(1)若在密閉容器中同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，反應(yīng)Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)Ⅰ中NO的平衡轉(zhuǎn)化率的影響為________(填“增大”“減小”或“無影響”)。增大解析：(1)反應(yīng)Ⅱ可以減小N2(g)濃度，同時(shí)增大NH3(g)濃度，使反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，增大NO的平衡轉(zhuǎn)化率。(2)2NO(g)＋2H2(g)?N2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝___________(保留四位有效數(shù)字)。－664.3kJ·mol－1解析：根據(jù)蓋斯定律，(Ⅰ＋Ⅱ×2)÷3得，2NO(g)＋2H2(g)?N2(g)＋2H2O(g)的ΔH≈－664.3kJ·mol－1。

0.016mol·L－1·min－1800>

(4)有學(xué)者對(duì)比了新型催化劑與傳統(tǒng)催化劑的催化效果。當(dāng)固定比例的NO(g)和H2(g)的混合氣體，以相同流速分別通過填充有兩種催化劑的反應(yīng)器，測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。①新型催化劑優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑的理由為__________________________________。②M、N、P、Q四點(diǎn)中一定未達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。在較低溫度下，單位時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率更高M(jìn)解析：①由圖可知，新型催化劑在較低溫度下，單位時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率更高，催化效果更好。②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高反應(yīng)逆向進(jìn)行，且催化劑不影響平衡，M點(diǎn)為反應(yīng)正向進(jìn)行的狀態(tài)，N、Q點(diǎn)狀態(tài)可能是達(dá)到平衡后，升高溫度平衡逆向移動(dòng)的狀態(tài)，P點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的ΔH隨溫度的變化如圖1所示，在體積為1L的密閉容器中，起始投料1molCH3I(g)，反應(yīng)溫度對(duì)平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖2所示。①298K時(shí)，反應(yīng)3CH3I(g)?C3H6(g)＋3HI(g)

ΔH4；ΔH4＝________kJ·mol－1。②當(dāng)體系溫度高于600K時(shí)，乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而顯著增加的可能原因是___________________________________________________________。③若維持體系溫度為715K，CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為________，反應(yīng)Ⅰ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx＝________。＋66.3反應(yīng)Ⅰ吸熱，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ放熱，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動(dòng)，三者均使C2H4的平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加80%0.64

(2)研究HI的分解與合成對(duì)提高反應(yīng)Ⅰ中CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化率有重要意義。T

℃，將amolI2(g)和amolH2(g)置于已