高三复习化学反应原理专题

化学反应原理专题

一、近年高考原题

【2010年广东】31.（16分）硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。

⑴请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O ＝ 2H3BO3 + __________。

⑵在其他条件相同时，反应H 3BO3 + 3CH3OH B(OCH3)3 + 3H2O中，H3BO3的转化率（α）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：

①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________________。

②该反应的△H_____0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

⑶H3BO3溶液中存在如下反应：

H 3BO3(aq) + H2O(l) [B(OH)4]－（aq）+ H+(aq)

已知0.70mol·L－1 H3BO3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，

c平衡(H+)＝2.0×10－5mol·L－1，c平衡（H3BO3）≈c起始（H3BO3），水的电

离可忽略不计

．．

．．，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列

入．K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）。

【2011年广东】31、（15分）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH 4产量随光照时

间的变化如图13所示。

⑴在0-30小时内，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从

大到小的顺序为；

反应开始后的12小时内，在第种催化剂的作用

下，收集的CH4最多。

⑵将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反

应：CH 4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g),该反应的△H＝

+206 kJ?mol-1

①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）

②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）

⑶已知：CH4(g)＋2O2(g) ＝ CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－802kJ?mol-1

写出由CO2生成CO的热化学方程式。

二、学生答题常见错误

三、题型和答题策略

【题型1】热化学方程式的书写（多为盖斯定律的应用）

盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

1、化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

2、若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。注意：①计量数的变化与反应热数值的变化要对应，若反应方向发生改变反则应热的符号也要改变

②标明物质的聚集状态：固态(s) 液态(l) 气态(g) 溶液(aq)

③通常系数比为最简整数比，若是写燃烧热则为1mol物质燃烧，中和热为生成1mol的液态水

④标出反应热△H：不要写漏“+”“–”和单位（kJ/mol）

【题型2】计算化学反应速率：

c v

t

注意：①可能需要先算出某物质的速率，再通过速率比等于系数比折算成另一物质的速率

②不要漏写单位（ mol·L-1·min-1 或 mol/(L·s）等 )

③注意有效数字

【题型3】如何使平衡向某方向移动（以下为选修4的实验）

Cr 2O72—（橙色）+ H2O 2CrO42—（黄色）+ 2H+（H+浓度改变对平衡的影响）

2NO 2（深红棕色） N2O4（无色）△H＜0 （温度改变对平衡的影响）

Fe3+（黄色）+ 3SCN— Fe(SCN)3 （血红色）（Fe3+或SCN—浓度改变对平衡的影响）勒夏特列原理：若改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动

【题型4】写化学平衡常数表达式（生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值）

aA(g) + bB(g)

cC(g) + dD(g)

()()

()()

c d a

b c C c D k c A c B = 注意：固体和纯液体（如液态水）不要写 【题型5】判断反应是否处于平衡状态

方法： ①V 正=V 逆 （同一物质的生成速率等于它的消耗速率）

②各组分浓度不变

③通过Qc 是否等于K 来比较 QcK ：逆向反应 ④物质的百分含量保持不变

⑤混合气体的总压强、总物质的量不随时间而变（变量恒定，达到平衡） ⑥混合气体的平均相对分子质量不随时间而变（变量恒定，达到平衡） ⑦混合气体的密度不随时间而变（变量恒定，达到平衡） ⑧体系的颜色不随时间而变

【题型6】列式计算（多为三段法的计算，注意规范性：假设、数据代入、列式计算、有效数字、单位） aA(g) + bB(g)

cC(g) + dD(g)

起始浓度（mol/L ） a b 0 0 转化浓度（mol/L ） ax bx cx dx 平衡浓度（mol/L ） a –ax b –bx cx dx

()()

()()

c d a

b c C c D k c A c B = 【题型7】判断可逆反应是放热反应还是吸热反应

①通常利用温度改变时平衡常数K 的变化做判断：如温度升高K 增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应

②利用键能计算：△H = 反应物的总键能 — 生成物的总键能 ③利用能量变化图作判断：△H = 生成物的总能量 — 反应物的总能量 【题型8】写难溶电解质的溶解平衡表达式： 如BaSO 4(s) Ba 2+

(aq) + SO 42―

(aq)

【题型9】作图（要标明坐标轴代表的物理量、相关数据） （1）画原电池装置：如Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2

附：带盐桥的原电池

（2）画电解池、电镀池、精炼池装置

（3）化学反应过程中的能量变化

（4）浓度改变对化学平衡的影响

（5）压强改变对化学平衡的影响 aA(g) + bB(g) cC(g)

思考：若a + b = c，图像如何画？

（6）温度改变对化学平衡的影响

（7）催化剂对化学平衡的影响

（8）多种条件改变对化学平衡的影响（下图仅供参考）

（9）催化剂与活化能（10）中和滴定曲线

（11）Al（OH）3沉淀图像

向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液

向盐酸中滴入NaAlO2溶液向NaAlO2溶液中滴入盐酸

（12）向含Mg2+和Al3+的溶液中滴加NaOH溶液的沉淀图象

（13）化学反应速率的典型曲线

【题型10】写原电池或电解池的电极反应

①普通原电池：负极：M – ne― = M n+金属失电子变成阳离子

正极：A n+ + ne― = A 溶液中的阳离子得电子

②燃料电池：负极：燃料失电子（注意电解质溶液的酸碱性对产物的影响）

2H2 – 4e― = 4H+ （酸性电解质）

CH4 – 8e― + 10OH― = CO32― + 7H2O （碱性电解质）

2CH3OH– 12e― + 2H2O = 2CO2 + 12H+（酸性电解质）正极： O2 + 4e― + 4H+ = 2H2O （酸性电解质溶液）

或O2 + 4e― + 2H2O = 4OH―（中性或碱性电解质溶液）【题型11】速率、平衡图像和图表

读图：①判断速率的快慢②判断化学平衡移动的方向

③反应是放热还是吸热④达到某项平衡移动的目的需要采取的措施

⑤判断平衡移动的结果⑥依据结果推断条件或物质的可能聚集状态等作图：三要素：（1）起点、终点、平台（2）走势（3）必要的标注

【题型12】分析表格、图像，阐述规律

例：（2011浙江高考节选）已知：NH 2COONH4＋2H2O NH4HCO3＋NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间变化趋势如图所示。

⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：。

精选试题

1、(考察化学平衡基础知识,但应用性强)某研究小组为探讨反应在催化剂存在的条件下对最适宜反应条件进行了一系列的实验，并根据所得实验数据绘制出下图：图中C％为反应气体混合物中C的体积百分含量（所有实验的反应时间相同）。

⑴该反应的反应热为△H 0（填>、<或=）

⑵点M和点N处平衡常数K的大小是：K M K N（填“>”、“<”或“=”）

⑶工业上进行该反应获得产品C 的适宜条件是：

温度为℃，选择该温度的理由是

压强为，选择该压强的理由是

⑷试解释图中350℃前C%变化平缓而后急剧增大、500℃以后又缓慢增加的可能原因：。

2、(常见考查点的综合,较简单,但全) 甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g) ΔH< 0。

⑴上述反应的平衡常数表达式为K= ，以下有关说法正确的是________

a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡

b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡

c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率

d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量

⑵其它条件相同时，在T 1、T 2（T 1< T 2）两个不同温度下可逆反应达到平衡，请画出CO 的转化率随时间变化的示意图。

⑶已知在常温常压下：

① 2CH 3OH(l)+3O 2(g)=2CO 2(g)+4H 2O(g) ΔH ＝ -a kJ·mol -1

② 2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) ΔH ＝ -b kJ·mol -1

③ H 2O(g)= H 2O(l) ΔH ＝ -c kJ·mol

-1

则 CH 3OH(l)+ O 2(g) = CO (g) + 2H 2O(l) ΔH ＝______kJ·mol -1

⑷2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。

C 极发生的电极反应式为:___________________________，工作一段时间后，当6.4 g 甲醇完全反应生成CO 2时，有______N A 个电子发生转移。（H ：1 C ：12 O ：16）

3、(考查化学反应速率和平衡移动)向一体积不变的密闭容器中充入2,0.6molA molC 和一定量的B 三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图l 所示，其中01t t -阶段c （B ）未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且234,,t t t 各改变一种不同的条件。

⑴若115min t =，则01t t -阶段以C 的浓度变化表示的反应速率()v C = 。 ⑵3t 时改变的条件为 ，B 的起始物质的量为 。 ⑶各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

则1K = （保留两位小数），K 1、K 2、K 3、K 4之间的关系为 。（用“>”、“<”或“=”连接）。

⑷45t t -阶段，若A 的物质的量变化了0．01 mol ，而此阶段中反应体系的能量变化为a kJ ，写出此条件下该反应的热化学方程式： 。 4、尿素（H 2NCONH 2）是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下：

2NH 3(l)＋CO 2(g)H 2O(l)＋H 2NCONH 2 (l) △H ＝－103.7 kJ·mol －1

反应在进行时分为如下两个步骤： 第一步：2NH 3(l)＋CO 2(g) H 2NCOONH 4 (l) (氨基甲酸铵) △H 1 第二步：H 2NCOONH 4(l)H 2O(l)＋H 2NCONH 2(l) △H 2

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L 的密闭容器中投入4 mol 氨和1mol 二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化图Ⅰ所示：

图Ⅰ 图Ⅱ

⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是__________。

A ．采用高温

B ．采用高压

C ．在反应混合物中加入更多的水

⑵△H 1 和△H 2的代数关系是_______________（用含△H 1 和△H 2的函数式表示）。

⑶由上面信息可知总反应进行到_____min 时到达平衡。该反应达到平衡的标志是___________不再变化（填一条即可）。

⑷已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第____步反应决定。

⑸第二步反应的平衡常数K 随温度的变化如图Ⅱ所示，则△H 2 _______0（填“＞”、“＜”或“＝”）；平衡后若在时间t 时对该反应体系升温到某温度，请在答题卡的坐标图中画出第二步反应平衡移动的v-t 图。

5、Ⅰ．汽车排气中的C0、NO x 已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将C0、NO x 、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。

(1)已知：N 2(g)+O 2(g)=2NO(g)△H=+180.5 kJ ／mol 2C(s)+O 2(g)=2CO(g)△H= -221.0 kJ/mol C(s)+O 2(g)=CO 2(g)△H= 一393.5 kJ ／KJ/mol

①尾气转化的反应之一：2NO(g) + 2CO(g) = N 2(g) + 2C02(g) △H = _____________。 ②请在答题纸中画出．．．．．．．．

这个反应在反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注

(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)，分别充入同量的N0x 及C 3H 6，在不同温度下，同时发生以以下反应： 18NO(g)+2C 3H 6(g)

9N 2(g)+6C02(g)+6H 20(g)：

18N02(g)+4C 3H 6(g) 9N 2(g)+12C02(g)+12H 20(g)； 并分别在t 秒时测定其中N0x 转化率，绘得图象如下图所示：

①从图中可以得出的结论是

结论一：从测定NOx 转化数据中判断，相同温度下N0转化效率比N02的低 结论二：________________________________________________________ ②在上述N02和C 3H 6反应中，提高N02转化率的措施有_____________。(填编号)

O

T

K

0.0

0.2 0.4 0.6

0.8 2.0 2.5 3.0

t(min)

n (m o l )

0.26

A．加入催化剂 B．降低温度 C.分离出H20(g) D．增大压强

Ⅱ．常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的PH=5.60，c(H2CO3)=1.5×10 -5 mol／L。

若忽略水的电离及H z C03的第二级电离，则H2C03HC03-+ H+ 的平衡常数K1=___________。（已知：10-5.60=2.5×10-6 ）

Ⅲ.一定温度下，溴化银在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图。下列说法正确的是

A.向溴化银的浊液中加入溴化钠溶液，溴化银的Ksp减小

B．图中a点对应的是不饱和溶液

C．向C点的溶液中加入0.1mol／LAgN03，则c(Br一)减小

D.升高温度可以实现c点到b点的转化

【参考答题】

1、⑴ > （2分）⑵ = （1分）

⑶500（2分）。低于500℃时，C%值太小，高于500℃时C%随温度的升高而增大的幅度不明显，但由于升温带来的燃料及设备成本要求会明显增加。（3分）

101k Pa（2分），随着压强的增大，C%的增大幅度并不明显，而由于压强增大而带来的动力，设备成本的大幅度增加，故选择常压。（3分）

⑷该反应需要在特定的催化剂作用下才能顺利进行，而该催化剂只有在350℃以上才能体现催化活性并在500℃左右时催化效果最好，500℃以上的变化为温度变化导致平衡移动的情形。（3分）

2、⑴c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) (2分) ，A（3分）

⑵（4分）

（3）（b-a-4c）/ 2（2分）（4）O2+4e-+4H+ = 2H2O（3分），1.2（2分）

3、

4、 (16分，除（2）与作图3分，其余每空2分)

（1）B （2）△H 1+△H 2 = －103.7 kJ·mol－1 （不写单位得1分）

（3）55；反应体系中各物质的浓度、某物质的物质的量、或容器内的压强、

或容器内气体的密度等，但不宜答容器内气体的相对分子质量不再变化。

（4）二（5）＞

5、(1)①△H=-746.5 kJ／mol (3分)

② (3分)

(2)①结论二：在2500C-4500C时，NOx转化率随温度升高而增大，4500C-6000C时NOx转化率随温度升高而减小 3分或4500C，N0x与C3H6的反应达到平衡，且正反应是放热反应。②BC (2分) Ⅱ．4．2×10-7 mol／L(3分) Ⅲ．BC(2分)