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题型九化学反应原理综合五年高考命题统计与预测年份卷别题号考查角度命题预测2019卷Ⅰ28化学反应速率与化学平衡化学反应原理综合题是高考必考题型,常以生产、生活、科技等为背景材料,把热化学、电化学及四大平衡知识融合在一起进行命题,题目设问较多,涉及内容也较多,多数题目含有图像或图表,思维转换角度较大,对考生思维能力的要求较高。主要考查学生的信息处理能力、学科内知识综合应用能力,应用反应原理解决生产实际中的具体问题,体现了“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”的核心素养卷Ⅱ27反应热、化学反应速率与化学平衡、电解原理的应用卷Ⅲ28反应热、化学反应速率与化学平衡、电解原理的应用2018卷Ⅰ28化学反应速率与化学平衡卷Ⅱ27反应热、化学反应速率与化学平衡卷Ⅲ27物质制备工艺流程、电解原理的应用28反应热、化学反应速率与化学平衡2017卷Ⅰ28电解质强弱判断、反应热、化学反应速率与化学平衡卷Ⅱ27反应热、化学反应速率与化学平衡卷Ⅲ28反应热、化学反应速率与化学平衡2016卷Ⅰ27化学反应速率与化学平衡、难溶电解质溶解平衡卷Ⅱ27化学反应速率与化学平衡卷Ⅲ27反应热、化学反应速率与化学平衡2015卷Ⅰ28氧化还原反应、难溶电解质溶解平衡、反应热、化学反应速率与化学平衡、电解原理的应用卷Ⅱ27反应热、化学反应速率与化学平衡题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练反应热计算与盖斯定律的应用1.(高考题组编)(1)(2015·全国Ⅱ,27节选)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3已知反应①中相关的化学键键能数据如下:化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431076465413由此计算ΔH1=kJ·mol-1;已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=kJ·mol-1。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(2)(2015·新课标Ⅰ卷,28节选)已知反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。(3)(2016·全国卷Ⅲ,27节选)已知下列反应:SO2(g)+2OH-(aq)SO32-(aq)+H2O(l)ΔH1ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq)ΔH2CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)ΔH3则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(4)(2018·全国卷Ⅲ,28节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为kJ·mol-1。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(5)(2017·全国Ⅰ卷,28节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为、,制得等量H2所需能量较少的是。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(6)(2018·全国卷Ⅱ,27节选)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)ΔH=-75kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-394kJ·mol-1C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=-111kJ·mol-1该催化重整反应的ΔH=kJ·mol-1,有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:(1)-99+41(2)299(3)ΔH1+ΔH2-ΔH3(4)114(5)H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=286kJ·mol-1H2S(g)H2(g)+S(s)ΔH=20kJ·mol-1系统(Ⅱ)(6)247A解析:(1)根据反应热=断开旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量,可得ΔH1=(1076+436×2)kJ·mol-1-(413×3+343+465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1。②式-③式可得①式,故ΔH2-ΔH3=ΔH1,ΔH3=-58kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1。(2)由键能求反应热的公式为ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则ΔH=2EH—I-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ·mol-1,则EH—I=299kJ·mol-1,即1molHI(g)分子中化学键断裂需要吸收的能量为299kJ。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(3)按题中反应方程式先后顺序,编序号为①②③,根据盖斯定律,将反应①+②-③即可得目标反应,故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。(4)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1①3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1②根据盖斯定律:①×3+②即可得4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)ΔH=114kJ·mol-1。(5)热化学方程式的书写应注意标明各物质的聚集状态和ΔH的单位。将题中热化学方程式依次编号为①②③④,依据盖斯定律,①+②+③可得:H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=286kJ·mol-1②+③+④可得:H2S(g)=H2(g)+S(s)ΔH=20kJ·mol-1由两个热化学方程式比较可知,制得等量H2系统(Ⅱ)所需热量较少。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(6)将已知热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,③×2-①-②,得到CH4-CO2催化重整反应的ΔH=+247kJ·mol-1。由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,A项正确。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练方法点拨求焓变的方法之一——热化学方程式叠加法(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标热化学方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物),可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒,相应的ΔH改变符号。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致,热化学方程式中的ΔH也要进行相应的换算。(3)将已知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加即得目标热化学方程式。以上可概括为找目标看来源变方向调系数相叠加得答案。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练2.(2019·全国Ⅱ,27节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:(1)已知:(g)(g)+H2(g)ΔH1=100.3kJ·mol-1①H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH2=-11.0kJ·mol-1②对于反应:(g)+I2(g)(g)+2HI(g)③ΔH3=kJ·mol-1。(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为,该反应的平衡常数Kp=Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有(填标号)。A.通入惰性气体B.提高温度C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是(填标号)。A.T1T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45mol·L-1题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:(1)89.3(2)40%3.56×104BD(3)CD解析:(1)根据盖斯定律,将反应①和②叠加可得反应③,故ΔH3=ΔH1+ΔH2=100.3kJ·mol-1+(-11.0kJ·mol-1)=89.3kJ·mol-1。(2)温度、体积一定,压强与物质的量成正比,则起始状态碘和环戊烯的分压分别为5×104Pa,设环戊烯的转化率为x,根据反应:(g)+I2(g)(g)+2HI起始/Pa5×1045×10400转化/Pa5×104x5×104x5×104x1×105x平衡/Pa5×104(1-x)5×104(1-x)5×104x1×105x题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练根据平衡时总压增加了20%,则5×104(1-x)Pa+5×104(1-x)Pa+5×104xPa+1×105xPa=1.2×105Pa,解得x=0.4,即环戊烯的转化率为40%。平衡时各物质的分压为p(环戊烯)=3×104Pa,p(I2)=3×104Pa,p(环戊二烯)=2×104Pa,p(HI)=4×104Pa,则该反应的平衡常数Kp=(4×104Pa)2×2×104Pa(3×104Pa)2=3.56×104Pa。通入惰性气体,不会引起各物质的浓度的变化,反应速率不变,平衡不移动,环戊烯的平衡转化率不变,A项不符合题意;由于该反应为吸热反应,故升高温度使平衡向右移动,环戊烯的平衡转化率增大,B项符合题意;增加一种物质的量,自身的转化率减少,而另一种反应物的转化率增大,增加环戊烯浓度,环戊烯的平衡转化率减小,增加碘浓度,环戊烯的平衡转化率增大,C项不符合题意,D项符合题意。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(3)根据曲线的变化趋势可知,T2温度下反应速率大,因此T2大于T1,A项错误;a点、c点对应的反应物的浓度、温度都不同,无法比较a、c两点的反应速率的大小,B项错误;a点的正反应速率大于b点的正反应速率,而b点还没有达到平衡,因此b点的正反应速率大于其逆反应速率,则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C项正确;根据曲线可知,环戊二烯的初始浓度为1.5mol·L-1,b点环戊二烯的浓度为0.6mol·L-1,环戊二烯的浓度变化量为0.9mol·L-1,因此b点时二聚体的浓度为0.45mol·L-1,D项正确。审题关键影响化学反应速率的因素有多种,比较化学反应速率的大小时要考虑多个因素的相互影响。例如本题(3)中的C项等。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练3.(2019·课标卷Ⅲ,28节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(