高考二轮复习:专题八 化学反应原理综合题(原创精品)

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高三化学二轮复习专题资料1一、涉及的知识块(必考)化学反应与能量(反应热盖斯定律、电化学原电池、电解池、小计算)、化学反应速率(速率、转化率、三段式解法)和化学平衡(平衡常数、平衡的移动、图像的分析等)。二、高考题型结构和特点(详析)1.熟悉不同条件对反应速率的影响(1)图像主要有:化学反应速率、化学平衡(或化学反应速率与化学平衡相结合)的图像。①转化率与时间在不同温度下的变化曲线。如2010年广东高考:在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化见右图。②产量与时间在不同催化剂下的变化曲线。如2011年广东高考: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,CH4产量随光照时间的变化如下图所示。(2)表格主要有:浓度与化学反应速率。如2012年广东高考:为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0V'4.04.02.0高三化学二轮复习专题资料2如广东2013年高考题:为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图1),某研究小组测定两组实验中-3I浓度和体系pH,结果见图2和下表。2.分析不同条件的影响因素以后,按要求作图(1)如2011年广东高考:画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。画图要标注纵坐标、横坐标和ΔH、反应物、生成物。注意反应物与生成物的能量高低。(2)如2012年广东高考:分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S22-8O)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。画图注意:加入催化剂,化学反应速率加快,反应完全所需时间少;降低反应温度,化学反应速率减慢,反应完全所需的时间多。但该反应不是可逆反应,不管改变何种外界条件,反应完全时c(S22-8O)不变。3.利用盖斯定律进行简单计算,写出热化学方程式,判断反应是吸热反应还是放热反应。经常会涉及电化学的考查,如电极的判断、电极反应式的书写。(1)(2010·广东高考)该反应的ΔH(填“”、“=”或“”)0。(2)(2011·广东高考)由CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206kJ·mol-1得知反应是吸热反应,然后作出能量图。编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3+I-5.211.0第2组O3+I-+Fe2+5.24.2高三化学二轮复习专题资料3已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802kJ·mol-1,写出由CO2生成CO的热化学方程式:。(3)(2012·广东高考)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应如下:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)ΔH14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2则电池反应的ΔH=;碘电极作为该电池的极。(4)(2013·广东高考)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:①I-(aq)+O3(g)IO-(aq)+O2(g)ΔH1②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)ΔH2③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)ΔH3总反应的化学方程式为,其反应的ΔH=。4.有关计算,高考常会涉及化学基本计算:(1)(2010·广东高考)H3BO3溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)。已知0.70mol·L-1H3BO3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。(计算结果保留两位有效数字)(2)(2011·广东高考)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)。(3)(2012·广东高考)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色,S22-3O与S22-8O初始的物质的量需满足的关系为n(S22-3O)∶n(S22-8O)。(4)(2013·广东高考)据上页图2,计算318s内第2组实验中生成-3I的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。高三化学二轮复习专题资料4【典题演示】类型一有关化学反应速率、化学平衡图像典题演示1(2013.深圳一模)(16分)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-867kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时,分别将0.50molCH4和amolNO2充入1L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:实验编号温度0102040501130℃n(CH4)/mol0.500.350.250.100.102180℃n(CH4)/mol0.500.300.180.15(1)开展实验1和实验2的目的是。(2)180℃时,反应到40min,体系(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是;CH4的平衡转化率为。(3)已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)(4)一定条件下,反应时间t与转化率μ(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180℃时,压强为P2(设压强P2>P1)的变化曲线,并做必要的标注。(5)根据已知求算:ΔH2=。CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH1=-574kJ·mol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH2变式训练1(2013.广州调研)(16分)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案。编号H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液温度/℃浓度/mol·L-1体积/mL浓度/mol·L-1体积/mL①0.102.00.0104.025②0.202.00.0104.025μ(NO2)时间/min高三化学二轮复习专题资料5③0.202.00.0104.050(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,每消耗1molH2C2O4转移_____mol电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:c(H2C2O4):c(KMnO4)≥______________。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_____________。(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=_______________mol·L-1·min-1。(4)已知50℃时c(MnO4—)~反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,画出25℃时c(MnO4—)~t的变化曲线示意图。类型二化学反应中的能量、反应速率以及化学平衡(综合)典题演示2(2013珠海一模)(16分)“低碳生活”是一种理想,值得期待的新的生活方式。(1)甲烷作为能源燃烧放出大量的热已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H1=—1214kJ/mol②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=—566kJ/mol则表示甲烷燃烧热的热化学方程式。(2)①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。其正极电极反应式是:②某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(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溶液作为电解液C.A、B两端都必须用铁作电极D.阴极发生的反应是:2H++2e-=H2↑c(MnO4—)t050℃高三化学二轮复习专题资料6(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:实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCO21650241.652900120.433900120.41①该反应的正反应为(填“吸”或“放”)热反应。②实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为。③实验2中,达到平衡时CO的转化率为。④实验3跟实验2相比,改变的条件可能是(答一种情况即可)。变式训练2(2013肇庆二模)(16分)合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。Ⅰ.在3个2L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:容器甲乙丙反应物投入量3molH2、2molN26molH2、4molN22molNH3达到平衡的时间/min58平衡时N2的浓度/mol·L-1c11.5NH3的体积分数ω1ω3混合气体密度/g·L-1ρ1ρ2(1)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。(2)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=(用含c1的代数式表示)。(3)分析上表数据,下列关系正确的是________(填序号):a.2c11.5mol/Lb.2ρ1=ρ2c.ω3=ω1Ⅱ.工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵)△H1第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)△H2(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图Ⅰ所示:高温、高压催化剂高三化学二轮复习专题资料7①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。②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图Ⅱ所示,则△H20。(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2。①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为:CO(NH2)2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O该反应中的氧化剂为(写化学式)。②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=akJ·mol-1N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H2=bkJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=ckJ·mol-1则4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△HkJ·mol-1。课堂评价1.(2013·梅州期末改编)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),图1表示反应过程中能量的变化情况,图2表示CO转化率随温度的变化曲线。图1图2请回答下列问题:(1)在图1中,曲线(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。(2)为探究外界条件对合成甲醇化学反应速率的影响规律,某科技工作者设计了以下三组实验,部分数据已填人表中,请补充完整。(图Ⅰ)(图Ⅱ)0TK高三化学二轮复习专题资料8实验

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