化学反应原理综合题解题策略ppt课件.ppt

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1、化学反应原理综合题解题策略,化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中的焓变、化学能与电能的相互转化、电极反应式的书写、化学反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中的应用、化学平衡常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的转化、pH 计算、离子浓度大小的比较、离子的共存、难溶物之间的转化等问题。试题常以选择、填空、读图、作图、计算等形式出现。高考一般以与生产、生活联系紧密的物质为背景材料出组合题，各小题之间有一定独立性。,1化学反应速率题中应注意的问题,(1)对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响，且影响趋势相同，但影响值不同。升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响

2、较小；反之，降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大。,(2)计算反应速率时，要特别注意时间、体积、浓度单位的,换算。,2化学反应焓变题中应注意的问题,(1)正确理解H 正负号的意义及焓变与能量变化的关系。H 为负值，反应物总能量高于生成物总能量，反应放热；H为正值，反应物总能量低于生成物总能量。,(2)运用盖斯定律计算多步反应的H 时，要注意反应分子式前面的系数与H 的对应关系，运用数学加减法和移项原理进行加减，在总反应式中没有的物质要用消元法除去，出现的物质要按照总反应式中的分子数保留。,3化学平衡常数题中应注意的问题,(1)固体物质、纯液体、水溶液中进行的反应，H2O 不列入平衡常数的

3、计算表达式中；气体反应、有机反应，H2O 的浓度要列入平衡常数的计算表达式中。,(2)平衡常数(K)式中的浓度是平衡状态时的物质的量浓度，而浓度商(Q)式中的浓度是任意时刻的物质的量浓度。,4原电池与电解池题中应注意的问题,(1)原电池中负极发生氧化反应，常出现电极材料溶解、质量减轻等现象；正极发生还原反应，常出现质量不变或增重、有气体产生等现象。电解池中与电源负极连接的阴极材料不反应，与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应，可能出现电极溶解、质量减轻等现象。,(2)Fe 在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去 2 个电,子生成 Fe2。,(3)可充电电池的放电反应是原电池反应

4、，充电反应是电解池反应。放电过程中原池的负极发生氧化反应，充电过程中电池的阴极发生还原反应。,5电离平衡、水解平衡和溶解平衡应题中注意的问题(1)书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆,号连接。,(2)分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子,能否发生水解。,(3)分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。(4)利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶解平衡式中阴阳离子系数与溶度积常数关系，溶度积大的其溶解度不一定大。,6分析图表与作图时应注意的问题,(1)仔细分析和准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平,衡点。,(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。,(3)描绘曲线

5、时注意点与点之间的连接关系。(4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。,反应速率与化学平衡有关综合题,例题1已知CO2可以生产绿色燃料甲醇：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H187.4 kJ/mol。300 时，在一定容积的密闭容器中，c(CO2)1.00 mol/L，c(H2)1.60 mol/L开始反应，结果如下图所示，回答下列问题：,(1)使用催化剂 I 时，反应在10小时内的平均反应速率：v(H2),_mol/(Lh)。,(2)下列叙述正确的是_。,A当容器内气体的密度不再改变时，反应不一定达到平,衡状态,B充入氩气增大压强有利于提高 CO2的转化率,CCO

6、2 平衡转化率，在上述反应条件下，催化剂比催,化剂高,D催化效率：在上述反应条件下，催化剂比催化剂,高,(3)根据图中数据，计算此反应在 300 时的平衡常数(写出计算过程)。(4) 将 上 述 平 衡 体 系升温至 400 ， 平衡常数 ： K(400)_K(300 )(填“”)。,(5)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g),H242.8 kJ/mol，,则 反 应 2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g),H ,_ kJ/mol。解析：本题考查化学反应速率、化学平衡状态的建立、图像分析、化学平衡常数应用与计算等。,(1)从图读数知 10 小时内 CO2消耗量为1

7、.00 mol/L18%0.18 mol/L ，反 应 速 率 计 算 式 v(CO2)c(CO2)/t0.18mol/L10 h 0.018 mol/(Lh)，v(H2)3v (CO2) 3 0.018mol/(Lh)0.054 mol/(Lh)。,(2)A 项正确，该密闭容器的容积一定，无固体和液体参加反应，无论反应达到平衡与否，其气体密度均不变化；B 项错误，氩气不参加反应，容器的容积一定，充入氩气不改变反应物、生成物的浓度，对平衡不产生影响；C 项错误，催化剂的使用同等程度改变正、逆反应速率，不影响平衡移动；D 项正确，据图知，使用催化剂使反应达到平衡时间比使用催化剂短，故催化效率更高

8、。,答案：(1)0.054 (2)AD,(3),答：略。(4) (5)353.6,起始浓度/molL11.001.6000变化浓度/molL10.200.60 0.20 0.20平衡浓度/molL10.801.00.20 0.20,0.050 (molL1)2,【变式训练】,1尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。 (1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为：_。 (2)当氨碳比 4时，CO2的转化率随时间的变化关系如下图所示。 A点的逆反应速率v逆(CO2)_B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 NH3的平衡转化率为_。,解析

9、：(1)利用CO(NH2)2中CN12，用观察法写出化学方程式，同时图像中t60 min时达到平衡状态，即该反应为可逆反应。 (2)A点未达平衡，B点达到平衡，从图像得v逆(CO2)v正(CO2)。平衡时CO2转化率为60%，令n(NH3)4 mol，n(CO2)1 mol，则有n消耗(CO2)0.6 mol，n消耗(NH3)1.2 mol，NH3的转化率 100%30%。,利用平衡原理的图表分析与作图综合题,例题2 甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下：,回答下列问题：,(1)反应 CO(g)H2O(g) CO2(

10、g)H2(g)的H_kJ/mol。(2)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP)，则反应 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2 (g)的 KP_；随着温度的升高，该平衡常数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)从能量的角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于,_。,(4)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对 H2和CO物,质的量分数的影响如下图：,若要达到 H2物质的量分数65%、CO 的物质的量分数10%，以下条件中最合适的是_。,A600 、0.9 MPaC800 、1.5 MPa,B700 、0.9 MPaD. 100

11、0 、1.5 MPa,画出 600 、0.1 MPa 条件下，系统中 H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图。,(5)如果进料中氧气量过大，最终导致 H2 物质的量分数降,低，原因是_。,解析：(1)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H1165.0 kJmol1CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H2206.2kJmol1得CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)，H41.2 kJmol1。 (2)反应式中水是气体，要列入计算平衡常数的表达式中，用压强代替浓度，其列式方法和用浓度列式相同。,(4)该读图题要注意比较不同要求下对应

12、温度与质量分数关系，同时满足H2和CO的要求。根据图1，H2物质的量分数65%，在0.1 MPa时温度要接近550 ， 在0.9 MPa时温度要接近700 ，在1.5 MPa时温度要接近750 。 根据图2，CO的物质的量分数10%，在0.1 MPa时温度低于650 即可， 在0.9 MPa时温度低于700 即可，在1.5 MPa时温度低于725即可，选项B符合要求。 (5)氧气量过大时，H2会部分被O2氧化。,答案：(1)41.2,增大,(3)系统内甲烷的氧化反应放出热量，为甲烷蒸气的吸热重整反应提供了所需的能量(4)B (5)甲烷氧化程度过高，氢气和氧气反应(合理即可),【变式训练】2汽车

13、尾气中的 CO、NOx已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将 CO、NOx、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：N2(g)O2(g)=2NO(g),H180.5 kJ/mol；,2C(s)O2(g)=2CO(g)C(s)O2(g)=CO2(g),H221.0 kJ/mol； H393.5 kJ/mol。, 尾气转化的反应 之 一 ： 2NO(g) 2CO(g) = N2(g) ,2CO2 (g) H_。,746.5 kJ/mol,请在下面的坐标图中画出这个反应在反应过程中体系能,量变化示意图，并进行必要的标注。,(2) 在容积相同的两个密闭容器内( 装有等量的

14、某种催化剂)，分别充入同量的 NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生以下反应：,并分别在 t 秒时测定其中 NOx的转化率，绘得图像如下图所示：从图中可以得出的结论：结论一：从测定 NOx 转化数据中判断，相同温度下 NO 的转化效率比 NO2的低；,结论二：_。在上述 NO2和C3H6 反应中，提高 NO2 转化率的措施有_(填字母)。,A加入催化剂C分离出 H2O(g),B降低温度D增大压强,BC,在250 450 时，NOx转化率随温度升高而,增大，450 600 时 NOx 转化率随温度升高而减小或,450， NOx与C3H6的反应达到平衡，且正反应是放热反应,化学反应焓变、电化学基

15、础与化学平衡常数综合题,例题3碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。 (1)甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。 已知：2CH4(g)3O2(g)=2CO(g)4H2O(l) H11214 kJ/mol； 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2-566 kJ/mol。 则表示甲烷燃烧热的热化学方程式：_。,(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极的电极反应式：_。 某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验

16、装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是_(填序号)。 A电源中的a一定为正极，b一定为负极 B可以用NaCl溶液作电解液 CA、B两端都必须用铁作电极 D阴极发生的反应是2H2e=H2,(3)将不同量的 CO(g)和H2O(g) 分别通入体积为 2L 的恒容,密闭容器中，进行反应 CO(g)H2O(g),CO2 (g)H2 (g)，得,到如下三组数据： 实验 1 中，以 v(H2)表示的平均反应速率为_。,该反应的正反应为_(填“吸”或“放”)热反应。,实验 2 中，达到平衡时 CO 的转化率为_。实验 3 跟实验 2 相比，改变的条件可能是

17、_(答一种情况即可)。(4) 将 2.4 g 碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入 100 mL3.0 mol/L 的氢氧化钠溶液中，完全吸收后，溶液中所含溶质为_。,解析：(1)式式/2，得CH4燃烧的热化学方程式，其中H-890 kJmol1。 (2)该电池是燃料电池，还原剂CH4在负极失去电子被氧化，在碱性环境中生成碳酸根和水。 该装置没有说明是在A极附近，还是B极附近先产生白色沉淀，不能判断A、B是如何连接电源的正、负极。当用Fe作阳极时，可用NaCl溶液作电解液。该装置的阴极可以用其他不与电解质溶液反应的导电材料作阴极，不一定要Fe。,(3)从表格中数据看，低温时CO2的平衡量大于高温时

18、CO2的平衡量，故判断该反应是放热反应。 v(H2)v(CO2)1.6 mol/(2 L5 min)0.16mol/(Lmin)。 达到平衡时CO的转化率0.4 mol/2 mol100% 20%。,答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H-890 kJmol1(2)CH48e10OH= 7H2OBD (3)放0.16 mol/(Lmin)20%使用了催化剂或增大了压强(4)NaHCO3、Na2CO3,【变式训练】,3德国人哈伯在1909年发明的合成氨的反应原理为：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。 已知298 K时，H92.4 kJmol1，试回答下列问题：

19、(1)在298 K时，将10 mol N2和30 molH2放入合成塔中，为何放出的热量小于924 kJ？_。,因为该反应为可逆反应， 10 mol,N2和30 mol H2不可能完全转化，所以放,出的热量小于924 kJ,(2)如右图在一定条件下，将 1 mol N2与3 mol H2 混合于一个10 L密闭容器中，反应达到 A 平衡时，混合气体中氨占 25%，试回答：,N2的转化率(A)为_；,在状态 A 时，平衡常数 KA_(代入数值的表达式 ，不写出具体数值) ；当温度由 T1变化到 T2 时，KA_KB(填“”、“”或“”)。,(3)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置。简述检验有氨

20、气生成的方法：_。,40%,用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处，若试,纸变蓝，说明有氨气生成,在 1998 年希腊亚里士多德大学的 Marmellos 和 Stoukides采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H)，实现了高温常压,下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图。阴极的电极反应式：_。,N26e6H=2NH3,(3)能证明 Na2SO3溶液中存在,和质子数均相同，则 M 的原子结构示意图为_。(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为：_。,水解平衡的事实是_(填序号)。A滴入酚酞溶液变红，再加入 H2SO4溶液红色褪去B滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去C滴入酚酞溶液变红

21、，在加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红色褪去(4)元素 X、Y 在周期表中位于同一主族，化合物 Cu2X 和Cu2Y 可发生如下转化(其中 D 是纤维水解的最终产物)：,电解质电离平衡与水解平衡综合题,非金属性：X_Y(填“”或“”)。Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程式为：_。(5) 在恒容绝热( 不与外界交换能量) 条件下进行 2A(g) ,B(g),2C(g)D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状,态，测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：_。,解析：(1) 含有10个电子、11个质子，与它有相同电子数和质子数的单核离子有Na。 (2)硫酸铝溶

22、液与过量氨水反应生成的氢氧化铝不能溶于过量的氨水中。 (3)此题关键是亚硫酸离子水解生成的OH使得酚酞溶液变红，还有可能是亚硫酸离子本身能使得酚酞溶液变红，所以要排除亚硫酸离子干扰，C正确。 (4)悬浊液与D溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀氧化亚铜，则Y为O，X，Y同主族，则X为S。,(5)测得反应后，体系压强增大，则达到平衡前，反应逆向进行。如果正反应是放热反应，则升高温度，反应逆向进行，因此平衡常数随温度的升高而减小。,答案：(1)(2)3NH 3 H2OAl3=A(OH)33 (3)C(4)Cu2O6HNO3(浓)=2Cu(NO3)22NO23H2O(5)平衡常数随温度的升高而减小,【变

23、式训练】4(双选)25 ，有 c(CH3COOH)c(CH3COO)0.1 molL, 1,的 一 组 醋 酸 和 醋 酸 钠 混合溶液 ， 溶液中 c(CH3COOH)、,c(CH3COO)与pH的关系如下图所示。下列有关离子浓度关系,叙述正确的是(,)。,ApH5.5溶液中：c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H)c(OH)BW点表示溶液中：c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)CpH3.5溶液中：c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COOH)0.1 molL1D向W点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体c(H)c(CH3COOH)c(OH),积变化可忽略)：,解析：A项，pH5.5时，从曲线来看，c(CH3COOH)c(CH3COO)；B、C两项都是电荷守恒；D项，向W点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体，原有平衡被打破，建立起了新的平衡，溶液中电荷守恒关系为c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)c(Cl)，物料守恒关系为2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)0.1 molL1 ，根据两个守恒关系不可能得出上述结论。 答案：BC,