《2019高考化学二轮复习第一篇题型三化学反应原理综合教案（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考化学二轮复习第一篇题型三化学反应原理综合教案（含答案）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 题型三题型三 化学反应原理综合化学反应原理综合 1.(2018全国卷,28)采用 N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛 应用。回答下列问题: (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到 N2O5,该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。 (2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应: 其中 NO2二聚为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示t=时,N2O5(g) 完全分解: t/min040801602601 3001 700 p/kP
2、a35.840.342.545.949.261.262.363.1 已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g)N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1 则反应 N2O5(g)2NO2(g)+ O2(g)的 H= kJmol-1。 研究表明,N2O5(g)分解的反应速率 v=210-3(kPamin-1)。t=62 min 时,测得体系中=2.9 kPa, 2 则此时的= kPa,v= kPamin-1。 25 若提高反应温度至 35 ,则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35 ) 63.1 kPa(填“大于” “等于” 或“
3、小于”),原因是 。 25 时,N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数 Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留 1 位小数)。 (3)对于反应 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg 提出如下反应历程: 第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应 第三步 NO+NO32NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。 A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应) B.反应的中间产物只有 NO3 C.第二步中 NO2与 NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高
4、解析:(1)Cl2与 AgNO3反应生成 N2O5,还应该有 AgCl,氧化产物是一种气体,则该气体为 O2。 (2)令 2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1a 2NO2(g)N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1b 根据盖斯定律,a 式 -b 式可得 1 2 N2O5(g)2NO2(g)+ O2(g) 1 2 H=53.1 kJmol-1 2 由方程式 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)可知,62 min 时,=2.9 kPa,则减小的 N2O5为 5.8 kPa,此时 2 =35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,则 v
5、(N2O5)=210-330.0 kPamin-1=6.010-2 kPamin-1。 温度提高,体积不变,总压强提高,NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高。 时间无限长时 N2O5完全分解,故由 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)知,此时生成的=2=235.8 kPa=71.6 kPa,=0.535.8 kPa=17.9 kPa。由题意知,平衡时体系的总压强为 63.1 kPa,则平衡体系中 2 NO2、N2O4的压强和为 63.1 kPa-17.9 kPa=45.2 kPa,设 N2O4的压强为 x kPa,则 N2O4(g) 2NO2(g) 初始
6、压强/kPa071.6 转化压强/kPax2x 平衡压强/kPax71.6-2x 则 x+(71.6-2x)=45.2,解得 x=26.4,71.6 kPa-26.4 kPa2=18.8 kPa,Kp=13.4 2(2) (24) (18.8 )2 26.4 kPa。 (3)第一步反应快速平衡,说明正、逆反应速率很大,极短时间内即可达到平衡,A 正确;第二步反应慢,说明有 效碰撞次数少,C 正确;由题给三步反应可知,反应的中间产物有 NO3和 NO,B 错误;反应快,说明反应的活化能较 低,D 错误。 答案:(1)O2 (2)53.1 30.0 6.010-2 大于 温度提高,体积不变,总压强
7、提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压 强提高 13.4 (3)AC 2.(2016全国卷,27)丙烯腈()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()和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题: (1)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: C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) 3 2 H=-515 kJmol-1 C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g) H=-353 kJmol-1 两个反应在热力学上趋势
8、均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性 的关键因素是 。 (2)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 ; 高于 460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。 A.催化剂活性降低B.平衡常数变大 C.副反应增多D.反应活化能增大 3 (3)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 。 进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。 解析:(1)由热
9、化学方程式可知,反应气体分子数增加,是一个熵增的放热反应,反应气体分子数不变,是一 个熵变化不大的放热量较大的反应,在热力学上都属于自发进行的反应。由于反应是一个气体分子数增加的 放热反应,降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性,关键是选择合适 的催化剂。(2)因生产丙烯腈的反应为放热反应,随反应温度的升高,丙烯腈产率应随之降低,故低于 460 时,丙 烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于 460 时,丙烯腈产率降低有可能是催化剂活性降低,也有可能 是副反应增多造成的;随着温度的升高,平衡左移,平衡常数应减小;反应活化能的高低与生成物产率无关。(3) 在 n
10、(氨)/n(丙烯)约为 1 时,丙烯腈的产率最高,副产物丙烯醛的产率最低,故该比例应是最佳比例。理论上设 n(氨)=n(丙烯)=1 mol 时,此时需要的氧气为 1.5 mol,又空气中氧气的量约占 20%,故进料气氨、空气、丙烯 的理论体积比约为 17.51。 答案:(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂 (2)不是 该反应为放热反应,平衡 产率应随温度升高而降低 AC (3)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 3.(2015全国卷,27)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
11、甲醇。发生的主要反应如下: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3 回答下列问题: (1)已知反应中相关的化学键键能数据如下: 化学键HHCO CO HOCH E/(kJmol-1)4363431 076465413 由此计算 H1= kJmol-1;已知 H2=-58 kJmol-1,则 H3= kJmol-1。 (2)反应的化学平衡常数 K 表达式为 ;图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。 (3)合成气组
12、成 n(H2)/n(CO+CO2)=2.60 时,体系中的 CO 平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2 所示。 (CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 ; 图 2 中的压强由大到小为 , 其判断理由是 。 4 解析:(1)由反应热与键能的关系可得: H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依 据盖斯定律知,反应=-,则 H3=H2-H1=-58 kJmol-1-(-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。 (2)由化学平衡常数的定义知,K=;H1
13、p2p1 相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升 CO 的转化率;而反应为气体分 子数不变的反应,产生 CO 的量不受压强影响。故增大压强时,有利于 CO 的转化率升高 化学反应原理综合题在近五年中每年必考,它主要担负着对化学反应原理板块的考查,内容囊括了热化学、 电化学、化学反应速率和化学平衡、溶液中的离子平衡这些基本的化学反应原理。通常会依据一定的元素化 合物素材,以与生产、生活联系紧密的物质为背景材料出组合题,从不同角度进行设问来达到考查上述不同知 识点的目的,各小题之间有一定独立性。 纵观近几年的高考试题,我们会发现命题点主要有以下几点:反应热的计算(主要是盖斯定律
14、的应用); 化学反应速率和化学平衡的分析,化学平衡常数的表达式及计算、反应物转化率的分析及计算,反应条件的选 择;溶液中的离子浓度关系、酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定,以及五大平衡常数的关系、计算和 应用等。 试题信息的呈现方式上,图像、图表是最常见的形式。图像的呈现变得原来越复杂,坐标从原来的温度、 压强、速率、转化率,转变为向物质的量之比、气体分压或离子浓度的对数或负对数等的考查。这样的变化使 试题新颖度、信息量增大的同时,也增大了试题的难度,对学生从图表中获取信息能力、计算能力、文字表述 能力、对化学用语的应用能力提出更高的要求,同时还可以很好地联系生产生活实际,体现由理论到应用的
15、转 化过程,很好地体现“宏观辨识和微观探析” “变化观念和平衡思想”的化学核心素养。 考向 1 能量变化与化学平衡相结合的综合考查 (对应学生用书第 8284 页) 在反应原理综合大题中有一类试题的考查点比较固定:能量变化(基本都是用盖斯定律计算 H、热化学方程 式书写);化学反应速率与化学平衡,以图像呈现解题信息,考查平衡常数计算、速率及平衡的其他计算;化学平 衡状态的确定、化学反应速率与化学平衡的影响因素已成为该大题最常见的考查方式。 1.利用“盖斯定律”计算 H 做好:调方向、变系数、相加减 书写热化学方程式做到:注明状态;H 的符号与单位;H 与化学计量数的一致。 2.反应速率和化学平衡要注意 (1)熟练“三段式”,准确计算反应速率、转化率和平衡常数。 明确三种量的意义:一是起始量(物质的量或浓度)二是变化量,三是平衡量; 用变化量求反应速率和转化率,用平衡浓度求平衡常数。 (2)化学平衡状态的比较分析时,要审清两个条件:恒温恒容;恒温恒压。 (3)平衡常数的计算时 固体和纯液体的浓度视为常数(不出现在平衡常数表达式中); 5 理解气体分压的意义(等于气体物质的量之比)以及气体分压平衡常数的计算。 (4)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,但影响程度不同。 升温对吸热反应影响较大,对放热反应影响较小; 降温对吸热反应影响较
