2019高考化学“985”冲刺考前通关 第2部分 第2关 反应热电化学速率平衡善应用课件

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1、第二关反第二关反应热电化学速率平衡善化学速率平衡善应用用盖斯律正盖斯律正负极三段式法全攻破极三段式法全攻破本题型一般取材于能源、环境问题、化工生产等情景，题目围绕一个主题，以“拼盘”的形式呈现，将热化学、化学反应速率、电化学及三大平衡知识融合在一起进行考查，每个小题相对独立；题目中结合图像、表格、数据、装置等信息，考查考生的阅读、识图、分析归纳能力，难度增加。考点主要涉及盖斯定律与热化学方程式、化学反应速率的计算及其影响因素分析、化学平衡移动及其影响因素分析、平衡常数计算及其影响因素分析、电极反应方程式书写等。主要考查“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。题型一化学型一

2、化学图表、表、图像等信息的提取和加工像等信息的提取和加工【例1】(1)(2018海南卷)100 时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24 h的分解率见下表：离子离子加入量加入量/(mgL1)分解分解率率/%离子离子加入量加入量/(mgL1)分解分解率率/%无无2Fe31.015Al3102Cu20.186Zn21010Cr30.196由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是_。储运过氧化氢时，可选用的容器材质为A1_(填标号)。A不锈钢B纯铝C黄铜D铸铁批批注注A1：根根据据离离子子加加入入量量与与分分解解率率进行行图表表分析。分析。过氧化氢的Ka12.241012,H2O2

3、的酸性_ H2O的酸性(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明，过氧化氢溶液中H2O的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快。常温下，不同浓度的过氧化氢分解率与pH的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢，pH增大分解率增大的原因是_；相同pH下，过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是A2_。批批注注A2：根根据据题给信信息息运运用用：“研研究究表表明明，过氧氧 化化 氢 溶溶 液液 中中H2O的的浓度度越越大大，过氧氧化化氢的的分分解解速速率率越越快快”，分分析析pH与与过氧氧化化氢浓度度对溶溶液液中中H2O的的浓度度的影响。的影响。(2)(2018江苏卷)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反

4、应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为A3_mol。将一定比例O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中发生反应(装置见图1)。批批注注A3：氧氧化化还原原计算。算。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50250 范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_；当反应温度高于380 时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是A4_。批批注注A4：温温度度的的影影响响是是复复杂的的，既既有有温温度度对速速率率的的影影响响，也也有有催催化化剂最最适适温温度度，还有有副副反反应发生生的的可可

5、能能，所所以以要要结合合图像像综合考合考虑。根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。A5批批注注A5：图表表分分析析，通通过图表表中中数数据据确确定定平平衡衡浓度度。另另外外，注注意意平平衡衡常常数数K的的计算算式式、表表达式的区达式的区别。t/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v

6、正_min1。A6批批注注A6：信信息息接接受受分分析析，通通过v正正v逆逆及及适适当当变形形即即可可用用K和和k正正表表示示k逆逆；k逆逆k正正/K。关关于于v正正的的计算，代算，代值即可。即可。由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用图3表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_(填字母)。A7批批注注A7：图像像分分析析，此此空空是是该题的的亮亮点点，也也是是难点点。此此空空的的解解答答有有赖于于两两点点：升升温温对反反应速速率率的的影影响响(v正正、v逆逆均均增增大大)、升升温温对化化学学平平衡衡的的影影响响平平衡衡正正移移，即即x(HI)减减小

7、小、x(H2)增增大大；结合合图像像寻找找符符合合上述条件的点。上述条件的点。【解析】(1)根据表中数据可知：Cr3加入量最少，但是分解率最高，可见催化效果最好，活化能降低最多；相反如果想储存过氧化氢，则应该选择分解率最低的金属离子对应的金属材料做容器。Ka12.241012，大于水的离子积常数，可见电离程度比水大，c(H)大，H2O2的酸性强；根据信息“过氧化氢溶液中H2O的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快”，可知pH增大，促进过氧化氢电离，溶液中H2O的浓度增大，分解速率加快；而过氧化氢浓度越大，电离程度越小，分解率越小。题型二化学反型二化学反应原理的原理的语言表达言表达(1)通读全题：明

8、确题中有哪些考点，并弄清相关考点的上下文联系，如盖斯定律与平衡移动间的关系等。(2)准确定位：即准确判断判定题中针对文字表达的知识点。通过题中所给信息确定文字表达知识点所涉及的化学原理、化学规律，如针对文字：速率变化、平衡移动、主副反应间关系等。该点是解决此类题目的重中之重，若能准确判断所考查的原理，则文字表述便是水到渠成。(3)文字表述：先讲普遍原理，再结合本题论述。如某反应正向吸热，因此升温有利于该反应正向进行。【例2】(1)(2017全国卷)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H0制备。.丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应

9、器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(a)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的趋势，其降低的原因是_A8。批批注注A8：原原理理阐述述题，抛抛物物线类曲曲线单侧变化化趋势分分析析。考考查浓度度对平平衡衡移移动的的影影响响，即即增增大大产物物H2投投料料，平平衡衡逆逆向移向移动。.图(b)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_A9。批批注注A9：原原理理阐述述题，抛抛物物线类曲曲线两两侧

10、变化化趋势分分析析。590 之之前前，升升温温平平衡衡正正移移、反反应速速率率加加快快，丁丁烯产率率增增加加；590 之之后后，温温度度升升高高副副反反应加加剧，丁丁烯产率率减少。减少。(2)(2016全国卷)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：.以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_A10；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_A11；提高丙烯腈反应选择性的关键因素

11、是_A12。批批注注A10：化化学学反反应自自发性的考性的考查。批批注注A11：平平衡衡移移动的的考考查。批批注注A12：对于于竞争争反反应，催催化化剂可可以以提提高高主主反反应的的转化化率率。这一一点点，要要注注意意与与催催化化剂只只能能改改变某某一一反反应速速率率而而不不能能改改变该反反应转化化率率的固有的固有认识进行区分。行区分。.图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_ A13；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)A14。A催化剂活性降低B平衡常数

12、变大C副反应增多D反应活化能增大批批注注A13：原原理理阐述述题，抛抛物物线类曲曲线单侧变化化趋势分分析析。注注意意温温度度对转化化率率的的影影响响，放放热反反应温温度度越越低低转化化率率越越高高，抛抛物物线左左侧均均为非平衡点。非平衡点。批批注注A14：抛抛物物线类曲曲线单侧变化化趋势分分析析。升升温温导致致丙丙烯睛睛产率率降降低低的的原原因因有有二二：动力力学学方方面面，催催化化剂活活性性降降低低；热力力学学方方面面，平平衡逆移。衡逆移。.丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_A15。进料气氨、空气、丙烯的理论体积

13、比约为_A16。批批注注A15：图像像分分析析、原原理理阐述述题，考考查副副反反应变化化趋势对主主反反应转化化率率的的影影响响。此此知知识点点告告诉大大家家，影影响响转化化率率不不仅要要考考虑平平衡衡移移动，也要考也要考虑副反副反应的影响。的影响。批批注注A16：简单计算算，注注意意氧氧气气在在空空气气中中比比例例即可。即可。【解析】(1).由题意可知H2的作用是活化催化剂，同时是反应的产物，增大c(H2)，促使平衡逆向移动，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，丁烯产率下降。.温度升高则反应速率加快，相同时间内生成的丁烯会更多，同时由于反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系

14、中会含有更多的丁烯；当温度高于590 时，因丁烯高温会裂解生成短链烃类，导致丁烯的产率降低。(2).由题意可知，反应、都是放热反应，反应、中1 mol 丙烯完全反应，分别放出515 kJ和353 kJ热量，两反应均符合化学反应自发进行的焓判据；反应的正反应是气体体积增大的放热反应，由勒夏特列原理可知，降温、减压均能使反应向正反应方向移动，提高丙烯腈平衡产率；催化剂具有高度的专一性，因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂，而非温度、压强。.反应的正反应是放热反应，如果已经达到化学平衡状态，当投料、压强、浓度等变量不变时，升温能使平衡逆向移动，丙烯腈的产率逐渐减小，读图可知，低于460 时，丙

15、烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。温度高于460 时，催化剂活性可能降低，导致丙烯腈产率降低，选项A正确；反应的正反应是放热反应，升温使平衡逆向移动，平衡常数逐渐变小，选项B错误；温度高于460 时，副反应进行程度可能增大，反应进行程度减小，导致丙烯腈产率降低，选项C正确；反应活化能与催化剂有关，与温度、压强、浓度等无关，升高温度，不能使反应活化能改变，选项D错误。.读图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为1，因为该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低。由反应的热化学方程式可知，进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为11.51，空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5)，则进

16、料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为1(1.51/5)117.51。【答案】(1).氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，平衡逆向移动.升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类(2).两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂.不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC.1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51题型三化学原理相关的型三化学原理相关的计算算近年高考化学计算题注重计算能力以及从原理的角度确定计算的理论依据，因此应该掌握最常规的不同类型计算思路。(1)关系式法计算关键：多步反应以及滴定反应

17、的计算题，可根据化学方程式、原子守恒、电子守恒等角度找出已知与未知的关系式，进行求算。(2)“三段式”法：涉及化学平衡的平衡常数以及转化率的计算，按照“三段式”模型进行有序计算，把握“变化量”一定与计量系数成正比；起始量，平衡量或某时刻量则不一定成比例。(3)“定义式”法：进行反应速率、电离常数、Ksp等计算时，一定要先写出定义式，再根据题意明确定义式中各物理量。(4)“守恒”法：氧化还原及电化学计算，可根据电子得失守恒进行求解。(5)“公式”法：反应热的计算，可以根据盖斯定律以及反应热与键能之间关系的公式进行计算。则该反应的H_。A17分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1 mol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A18_(填“A”或“B”)。批批注注A17：考考查焓变与与键能能间的关系。的关系。批批注注A18：恒恒容容与与恒恒压的的对比比：关关键抓抓住住平平衡衡后后恒恒压容容器器与与恒恒容容容容器容器容积的大小关系。的大小关系。(2)(2018江淮十校联考)在25 时，将b molL1的KCN溶液与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应达到平衡时，测得溶液pH7，则KCN溶液的物质的量浓度A19_0.01 molL1(填“”“(0.5b0.005)107/0.005(约简也对)(3)2a1Cl右左