2020版高考化学大一轮复习 高考经典必考题创新突破8课件

高考经典必考题创新突破(八)化学反应原理题的解题策略高考总复习·化学题型特点考情分析命题趋势2018，全国卷Ⅰ，28T，Ⅱ，27T，Ⅲ，28T2017，全国卷Ⅰ，28T2018，天津卷，10T2016，全国卷甲，27T，乙，27T，丙，27T2016，浙江卷，28T1.通常以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景。2．综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量变化、原电池及电解池，电解质溶液等知识，有时还融合考查氧化还原反应、化学实验等，题目综合性强。3．化学信息多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能力，应用化学知识解决实际问题的能力。分值：15～20分化学反应原理是高考“主考”和“必考”的内容，预测2020年高考会继续加大考查力度，特别是结合图像分析、计算平衡常数以及平衡移动原理在溶液中的应用。运用盖斯定律进行反应热的计算，热化学方程式的书写等。化学平衡状态的判断，原电池和电解池的电极名称的判断，电极反应式的书写，粒子浓度大小的比较，沉淀溶解平衡的判断及应用等。[解题思维]1．解题步骤步骤1：浏览全题，明确已知和所求，挖掘解题切入点。步骤2：对于化学反应速率和化学平衡图像类试题，读懂图像，明确纵横坐标的含义，理解起点、终点、拐点的意义，分析曲线的变化趋势。对于图表数据类试题，分析数据，研究数据间的内在联系，找出数据的变化规律，挖掘数据的隐含意义。对于电化学类试题首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极类别，书写电极反应式，按电极反应式进行相关计算。对于电解质溶液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。步骤3：针对题目中所设计的问题，联系相关理论进行逐个作答。2．技巧方法(1)盖斯定律的应用技巧①确定要消掉的中间物质：凡是待求的特定热化学方程式中没有而已知的热化学方程式中出现的物质，都属于要消掉的物质。消除物质时利用“同侧相减，异侧相加”原则，从而快速确定特定的热化学方程式的反应热是用加法还是用减法。②调整化学计量数：如果要消掉的物质的化学计量数不同，则要调整热化学方程式中化学计量数，使需要消掉的物质的化学计量数相等(其他物质的化学计量数也要作同倍数的变化)，从而快速确定特定热化学方程式的反应热所需要的倍数。③注意检查核对：得到计算反应热的关系式后、一定要核对一下所求的反应热是不是与要求的特定热化学方程式的化学计量数相对应。(2)平衡计算的应用技巧①平衡常数的应用：反应的化学方程式确定后，该反应的平衡常数只与温度有关。温度不变，该反应的平衡常数就不变。利用平衡常数可以处理多次投料的比较问题。②常用的计算思路：涉及平衡的计算常利用“三段式”法，要注意几个关系的应用，反应物的c(平)＝c(初)－c(转)，生成物的c(平)＝c(初)＋c(转)，不同物质的c(转)之比等于它们的化学计量数之比。[真题剖析]1．(2018·天津卷)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，CO2主要转化为________(写离子符号)；若所得溶液c(HCO－3)：c(CO2－3)＝2∶1，溶液pH＝________。(室温下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11)(2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)催化剂2CO(g)＋2H2(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C—HC===OH—H(CO)键能/kJ·mol－14137454361075则该反应的ΔH＝______________。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是________(填“A”或“B”)。②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是_______________________________。(3)O2辅助的Al­CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：__________________________。电池的正极反应式：6O2＋6e－===6O－26CO2＋6O－2===3C2O2－4＋6O2反应过程中O2的作用是_______________________。该电池的总反应式：__________________________。解析(1)若所得溶液的pH＝13，溶液呈强碱性，则CO2主要转化为CO2－3。若所得溶液c(HCO－3)∶c(CO2－3)＝2∶1，根据K2＝cH＋·cCO2－3cHCO－3，则c(H＋)＝K2×cHCO－3cCO2－3＝5×10－11×2mol·L－1＝10－10mol·L－1，pH＝－lg10－10＝10。(2)①根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，该反应的ΔH＝(413×4＋745×2)kJ·mol－1－(1075×2＋436×2)kJ·mol－1＝＋120kJ·mol－1。该反应为气体分子数增大的吸热反应，反应程度较小，恒容时达到的平衡相当于恒压条件下达到平衡后增大压强，加压平衡向逆反应方向移动，故恒容时反应达平衡后吸收的热量比恒压时反应达平衡后吸收的热量少。②根据图1知，900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。(3)该电池中Al作为负极，电解质为含AlCl3的离子液体，故负极反应为Al－3e－===Al3＋。正极为多孔碳电极，根据正极反应式，得正极总反应为6CO2＋6e－===3C2O2－4，O2不参与正极的总反应，故O2为催化剂，将负极反应2Al－6e－===2Al3＋和正极反应：6CO2＋6e－===3C2O2－4相加，可知该电池的总反应式为2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。答案(1)CO2－310(2)①＋120kJ·mol－1B②900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低(3)Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)催化剂2Al＋6CO2===Al2(C2O4)32．(2016·天津卷)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_________________________。(2)氢气可用于制备H2O2。已知：H2(g)＋A(l)===B(l)ΔH1O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)ΔH2其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH______0(填“”“”或“＝”)。(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)ΔH0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是______(填字母)。a．容器内气体压强保持不变b．吸收ymolH2只需1molMHxc．若降温，该反应的平衡常数增大d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)v(吸氢)(4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为____________________________。(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－=====电解FeO2－4＋3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO2－4，镍电极有气泡产生。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______(填“阴极室”或“阳极室”)。解析(1)氢气的来源广且可再生，燃烧生成水，无污染，且单位质量的氢气燃烧放出的热量比汽油多。碱性氢氧燃料电池的负极发生氧化反应，在碱性条件下氢气放电生成H2O。(2)题中的两个反应都是熵减的反应，由于两个反应均能自发进行，所以两个反应都是放热反应，即ΔH10、ΔH20。根据盖斯定律，将题中两个热化学方程式叠加得H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH20。(3)达到化学平衡时，气体的物质的量不变，所以容器内气体压强保持不变，a项正确；由于该反应是可逆反应，所以吸收ymolH2所需的MHx的物质的量大于1mol，b项错误；该反应的平衡常数表达式为K＝1cyH2，由于该反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，c(H2)减小，故K值增大，c项正确；向容器内通入少量氢气，平衡向正反应方向移动，v正v逆，即v(吸氢)v(放氢)，d项错误。(4)太阳能分解水制氢，是光能转化为化学能的过程。答案(1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中两个)H2＋2OH－－2e－===2H2O(2)(3)ac(4)光能转化为化学能(5)阳极室[模拟预测]1．(2019·合肥质检)近代科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)进入分解池中的主要物质是________；在合成塔中，若有4.4kgCO2与足量的H2反应，生成气态的H2O和CH3OH，可放出5370kJ的热量，写出该反应的热化学方程式_________________________________________。(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”：_______________________________(任答两点)。(3)一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2，在不同催化剂下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：①催化剂效果最佳的是________(填“催化剂Ⅰ”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”)。b点v(正)________(填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)。②此反应在a点时已达平衡状态，a点CO2的转化率比c点高的原因是____________________________________。c点时该反应的平衡常数K＝________。(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时总反应的化学方程式为_______________________。(5)已知25℃时H2CO3的电离平衡常数为：Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.7×10－11，则反应HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－的平衡常数K＝______________。解析(1)含有CO2的空气进入饱和K2CO3溶液中，发生反应：K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3↓，故进入分解池中的主要物质为KHCO3。4.4kgCO2为100mol，该反应的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)2×105Pa，300℃铬锌触煤H2O(g)＋CH3OH(g)ΔH＝－5370kJ100mol＝－53.7kJ·mol－1。(2)该工艺体现“绿色自由”构想中的“绿色”的方面有：降低碳排放，获得可再生资源甲醇，K2CO3可以循环使用等。(3)①根据图示，反应未达到平衡时，相同温度、相同时间内催化剂I作用下CO2的转化率最高，故催化剂I效果最佳。根据图示，T1～T4K为平衡建立过程，T4～T5K为平衡移动过程，b点时反应正向进行，v(正)＞v(逆)。②该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO2的平衡转化率减小，故a点CO2的转化率比c点高。c点时CO2的转化率为60%，则平衡时c(CO2)＝0.5mol·L－1×(1－60%)＝0.2mol·L－