2020高考化學(xué)沖刺核心素養(yǎng)微專題：8化學(xué)反應(yīng)原理綜合題解題策略

1、溫馨提示：此套題為 Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適 的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。核心素養(yǎng)微專題 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題解題策略,答題要索國園1 .審題步驟(1)步驟1:瀏覽全題，明確已知和所求，挖掘解題切入點(diǎn)。(2)步驟2:對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖象類試題，讀懂圖象，明 確縱橫坐標(biāo)的含義，理解起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)的意義，分析曲線的變化趨 勢(shì)。對(duì)于圖表數(shù)據(jù)類試題，分析數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，找出數(shù)據(jù) 的變化規(guī)律，挖掘數(shù)據(jù)的隱含意義。對(duì)于電化學(xué)類試題，首先判斷是原電池還是電解池，然后分析電極 類別，書寫電極反應(yīng)式，按電極反應(yīng)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。對(duì)于電解質(zhì)溶

2、液類試題，要明確溶液中的物質(zhì)類型及其可能存在的平衡類型，然后進(jìn)行解答。(3)步驟3:針對(duì)題目中所設(shè)計(jì)的問題，聯(lián)系相關(guān)理論進(jìn)行逐個(gè)作答。2 .答題模板產(chǎn)交反度化學(xué)顯二春示）口行的快恒流里卜敏胭俱 , 愕戶笆象分析）應(yīng)府）仲橫反曲#）化學(xué)反應(yīng)研究反應(yīng)而節(jié)"進(jìn)行的限平電度 一進(jìn)行的赤 向 r、研究反但應(yīng)熱.I費(fèi)斯定事,Y麗寅）。（反應(yīng)速率府的能量變化（軍電池.，電礴幅J 轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)率'舞型考題團(tuán)同，【典例】2019年10月1日，中華人民共和國成立70周年閱兵中，由7個(gè)型號(hào) 導(dǎo)彈方隊(duì)組成的戰(zhàn)略打擊模塊駛過天安門，東風(fēng)-41導(dǎo)彈方隊(duì)行進(jìn)在 地面受閱方隊(duì)的最后。東風(fēng)-41彈道導(dǎo)彈是中國研

3、發(fā)的第四代戰(zhàn)略導(dǎo) 彈，也是最新的一代。導(dǎo)彈的推進(jìn)劑分液體推進(jìn)劑與固體推進(jìn)劑，東風(fēng) -41彈道導(dǎo)彈采用最新的固體推進(jìn)劑。（1）液體推進(jìn)劑主要含有液態(tài)月井（N2H4）。已知 N2（g）+2O2（g） 2NG（g） H=+67.7 kJ mol-1, N2H(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) H=-534 kJ - mol則月井與NO完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為（2）無色氣體N2Q是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一，N2O與NO轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為 N2Q(g)H2NG(g)A H=+24.4 kJ mol-1將一定量N2Q投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達(dá) 到平衡的是。a.

4、v 正(N2O)=2v 逆(NQ)b.體系顏色不變c.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變d.氣體密度不變達(dá)到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次到達(dá)平衡時(shí),則混合氣體顏 色(填“變深”“變淺”或“不變”),判斷理由平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達(dá)式中用平 衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(例如：p(NQ尸p總 Xx(NQ)。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù) K表達(dá)式(用p總、各氣體 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示)。在一恒溫恒容的容器中，發(fā)生反應(yīng)NO(g) 一2NO(g),下列圖象正 確的是 O上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=k正, p(N2O4),逆反應(yīng)速率 v逆=k逆 p2(NQ),其中k正、k逆為

5、速率常數(shù)，則除為(以k正、k逆表示)。若將一定量N2Q投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強(qiáng)100 kPa),已知該條件下k正=4.8 x104 s-1,當(dāng) N2Q分解 10%t, 丫正=kPa s1。真空密閉容器中放入一定量 N2O4,維持總壓強(qiáng)P0恒定，在溫度為T時(shí), 平衡時(shí)NQ分解百分率為a。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量NQ,維持總壓強(qiáng)在2P0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達(dá)式為（3） 一種以期:（N2H）為燃料的電池裝置如圖所示。該燃料電池的電極材料采用多孔導(dǎo)電材料，以提高電極反應(yīng)物在電極表面的吸附量 ，并使 它們與電解質(zhì)溶液充分接觸，以空氣中的氧氣作為氧化劑，

6、KOH溶液作 為電解質(zhì)。rH Hi.一有于交操膜KOHffl 負(fù) 極 上 發(fā) 生 的 電 極 反 應(yīng) 為；電池工作時(shí)產(chǎn)生的電流從 電極經(jīng)過負(fù)載后流向 電極（填“左側(cè)”或“右側(cè)”）?！緦忣}流程】明確目標(biāo)套原理，應(yīng)用基礎(chǔ)準(zhǔn)確答：【解析】(1)N2(g)+2O2(g) 2NO(g) H=+67.7 kJ mol-1 N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) H2=-534 kJ - mol依據(jù)蓋斯定律： X 2-得到:2N2H4(g)+2NQ(g) 3N2(g)+4HzO(g)-1AH=-1 135.7 kJ mol 。a.應(yīng)是2V正(NzQ)=v逆(NQ)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤;

7、b. 體系顏色不變，說明二氧化氮濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故b正 確;c.混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量增大，平 均相對(duì)分子質(zhì)量減小，當(dāng)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)到達(dá)平 衡狀態(tài)，故c正確;d.混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積不變，氣體 密度始終不變，故d錯(cuò)誤，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條彳不變，溫度升 高平衡正向移動(dòng)，c(NQ)增加,顏色加深。由題目信息可知，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(P)表示平衡常數(shù)為生 成物分壓的系數(shù)次哥乘積與反應(yīng)物分壓系數(shù)次哥乘積的比，XX (NO2) XX2 (NO)NQ(g) 2NO(g)的平衡常數(shù) Kp22 ；=心 /。A.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)

8、，溫度不變，平衡常數(shù)不變，圖象不符合， 故A錯(cuò)誤;B.N2Q的物質(zhì)的量越大，壓強(qiáng)越大，正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度 越小,N2O的轉(zhuǎn)化率越小，圖象符合，故B正確;C.NO2的物質(zhì)的量越大， 壓強(qiáng)越大，逆反應(yīng)方向進(jìn)行的程度越大，則NO的百分含量越小，圖象 不符合,故C錯(cuò)誤;D. H與反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比， H不隨 NO的物質(zhì)的量的變化而變化，故D錯(cuò)誤。平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，由v正二k正 p(N2Q), v逆二k逆 p2(NQ),聯(lián)立可得K)=,當(dāng)MQ分解10%1設(shè)投入的NO為1 mol,轉(zhuǎn)化的N2O4 女逆為 0.1 mol,則:NQ(g) -2NO(g)物質(zhì)的量增大2-1=10.1 mol0

9、.1 mol故此時(shí) p(N2O)=:-X100ImoliFO. Imol-4kPa=Yx 100 kPa,則 v 正=4.8 x 10s-1 xx 100 kPa 3.9 X106 kPa s-1。 n在溫度為T時(shí),平衡時(shí)N2Q分解百分率為a,設(shè)投入的20為1 mol,轉(zhuǎn)化的20為a mol,則:NO(g) 2NO(g)起始量(mol):變化量(mol):2a平衡量(mol):1-a2a故 w(N2Q)=1-ci2ci一3丁,則平衡常數(shù)K二p孑 xw(NO2)一p 送 xivz (KOt )p總 XW(N2O4 ')l；' ( N2 O=烏工=p0 X _ _11-a工斗口保持

10、溫度不變，平衡常數(shù)不變，令2。的平衡分解率為y,則:PoX 竟=2p* *,解得 y二 I=7 $ 14m1+y(3)通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極 反應(yīng)式為N2H+4OH4e1H+4HQ原電34工作時(shí),電流由正極經(jīng)導(dǎo) 線流向負(fù)極，則由右側(cè)流向左側(cè)。答 案：(1)2N2H(g)+2NQ(g) II 3N2(g)+4H2O(g)A H=-1135.7kJ mol-1 (2)bc變深 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條彳不變，溫度升高平衡正向移動(dòng)，c(NQ)增加,顏色加深 N2H+4OH4e-N+4Ho 右側(cè) 左側(cè)茹題題測(cè)畫國，I .據(jù)報(bào)道，我國在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰(甲烷

11、的水合物)試采獲得成功。甲烷是一種重要的化工原料。(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外還有以下兩種：-1水蒸氣重整：CH4(g)+H2O(g)LCO(g)+3H(g)H=+205.9 kJ molCO(g)+HO(g)CG(g)+H2(g) H2=-41.2 kJ mol-1 二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g) ，2CO(g)+2H(g)AH 則 反 應(yīng) 自 發(fā) 進(jìn) 行 的 條 件 是,A H3=kJ mol-1。H .氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比 較成熟的技術(shù)，其原理為N2 (g)+3H 2 (g)，2NH(g)。(2)在不同溫度、壓強(qiáng)和相

12、同催化劑條件下，初始N、H2分別為0.1mol、0.3 mol時(shí)，平衡后混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)(d)如圖所示。其中，p1、p2和口由大到小的順序是，其原因是若分別用Va(N2)和vb(N2)表示從反應(yīng)開始至達(dá)平衡狀態(tài) A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率，則 Va(N2)VB(N2)(填“>”“<”或“=”)。若在250 C、pi為105 Pa條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為1L,則該條件下B點(diǎn)N2的分壓p(N2)為_Pa(分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留一位小數(shù))。m .以連二硫酸根(S2。： j為媒介，使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的NO裝置如圖所示：氣憚州口甥氣入口XCJ吸收柱陰極區(qū) 的

13、 電極反應(yīng)式為NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為 Nit,若通電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移了 0.3 mol e,則此通電過程中理論上吸收的 NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 mLIV.常溫下，將a mol L-1的醋酸與b mol L-1Ba(OH)溶液等體積混 合,充分反應(yīng)后，溶液中存在2c(Ba2+尸c(CHCOO,則該混合溶液中醋 酸的電離常數(shù)Ka=(用含a和b的代數(shù)式表示)?！窘馕觥縄. (1)該反應(yīng)2。、AS>0, AH-T-A S<0能自發(fā)進(jìn)行，所 以在高溫條件下反應(yīng) 能自發(fā)進(jìn)行；CH(g)+H2O(g)-CO(g)+3H(g)H=+205.9 kJ mol-1CO(g)+HO(g)CO(g)+H

14、2(g)1 H2=-41.2 kJ mol 根據(jù)蓋斯定律-得 CH(g)+CO2(g) 一 2CO(g)+2H(g)H=AH- H2=+205.9 kJ mol-1+41.2 kJ mol-1=+247.1 kJ mol-1;H .(2)溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng),N2 (g)+3H 2 (g) -2NH(g)平衡正向移動(dòng)，所以壓強(qiáng)越大氨的體積分?jǐn)?shù)增大，P、P2和P3由大到小的順序是 Pi*；壓強(qiáng)越大、溫度越高，反應(yīng)速率越快；A點(diǎn)壓強(qiáng)、溫度都低于B,所以Va(N2)< Vb(N2)；設(shè)氮?dú)廪D(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為X,則N (g)+3H2 (g) =2NH(g)開始/mol0.10.3轉(zhuǎn)化/molx 3

15、x2x平衡/mol0.1-x 0.3-3x2x=0. 667O. L-Af+C, 3-3X2Xx=0.08 mol平衡時(shí) N2、H2、NH的物質(zhì)的量分別是 0.02 mol、0.06 mol、0.16 mol;N2x 105= 8.3 X 103 Pa；q 八 l、r01 02的分壓p(N2)的6m.(3)陰極90；得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成S01，陰極反應(yīng)式是2S+4Hf+2e-S2 一 +2HO;NO收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為 Nit,吸收1 mol NO轉(zhuǎn)移5 mol電子， 設(shè)吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為xX 5=0.3 x=1.344 L=1 344 mL;22. 4'IV、將a mol

16、L-1的醋酸與b mol L-1Ba(OH)溶液等體積混合，根據(jù) 物料守恒 c(Ba2+)=一, c(CHCOO+ c(CH3COOHk,2c(Ba2+)=c(CH3COO, 則 c(CHCOO=b, c(CHCOOH) = ? -b,根據(jù)電荷守恒和 2c(Ba2+)= c(CHCOO可知c(H +)=一一-7.， ''.'oa-2bc(OH)=10 ,K=答案：I .(1)高溫 +247.1 H .(2)Pi>P2>P3溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)越大則對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)越大 < 8.3 X 103 m .(3)2

17、S0；+4Hf+2eS20；- +2H2O 1 3442i35C10-7IV.a-2b【加固訓(xùn)練】1.(工業(yè)流程與化學(xué)原理的綜合)亞鐵富化鉀K4Fe(CN)6俗名黃血鹽，可溶于水，不溶于乙醇。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、電鍍、食品添加劑、燒制青花瓷時(shí)繪畫等方面有廣泛應(yīng)用。以某電鍍廠排放的含NaCNS液為主要原料制備黃血鹽的流程如下：FlSOiNaEC(X KC1II I甌溶液 4反而器操在司f標(biāo)豕T轉(zhuǎn)凝 f 4 i一GCh/渣1 施渣2K|FMCN) .卜系所提而心回答下列問題：(1)常溫下,HCN的電離常數(shù)K=6.2X10-10。實(shí)驗(yàn)室配制一定濃度的NaCN溶液時(shí)，將NaCN溶解于一定濃度的NaOH溶液中，

18、加水稀釋至指定濃度，這樣操作的目的是濃度均為0.5 mol L1的NaCNF口 HCN勺混合7§液顯(填“酸”“堿”或“中”)性，通過計(jì)算說明 (2)濾渣1的主要成分是(填化學(xué)式)。轉(zhuǎn)化池中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成KFe(CN)6,說明其能反應(yīng)的理由系列操作B為。實(shí)驗(yàn)室中(Fe(CN可用于檢驗(yàn)Fe3+生成難溶鹽KFeFe(CN)6,生成的鹽又可用于治療 TLSO中毒，試寫出上述治療T12SO中毒反應(yīng)的 離子方程式(6) 一種太陽能電池的工作原理如圖所示，電解質(zhì)為鐵富化鉀K3Fe(CN)6和亞鐵富化鉀K4Fe(CN)6的混合溶液。則K'移向催化劑(填“a”或"b”)；催化劑

19、a表面發(fā)生反應(yīng)：太陽光催化劑尚催化劑h【解析】(1)由HCN的電離常數(shù)知，HCN是弱酸,NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽， 溶液中Cr解使溶液呈堿性。配制一定濃度的NaCN容液必須抑制 CNK解。因 C守=1°3 =1.6 x 10-56.2 x 10-10,即 CN的水解常 為 &. 2X1D-10數(shù)大于HCN勺電離常數(shù)，所以溶液呈堿性。反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 6NaCN+FeS+CaC2NaFe(CN)+CaSO( +2NaCl,硫酸鈣微溶于水,操 作A是過濾，所得濾渣1的主要成分是硫酸鈣；加入碳酸鈉除去溶液中 少量的鈣離子，濾渣2的主要成分是碳酸鈣。經(jīng)過濾后在濾液中加

20、入 KCl可轉(zhuǎn)化成 KFe(CN)6,4KCl+Na4Fe(CN)6KtFe(CN)6 ； +4NaCl,說明相同溫度下 KFe(CN)6 溶解度小于 NaFe(CN，。加入KCl得到KFe(CN沉淀。將KFe(CN沉淀分離出來需經(jīng)過 濾、洗滌、干燥等操作。(5)實(shí)驗(yàn)室中KFe(CN)6可用于檢驗(yàn)Fe3+,檢驗(yàn)Fe3+反應(yīng)的離子方程式為 K+Fe(CN)64-+F3+KFeFe(CN)6 J ;難溶鹽 KFeFe(CN%可用于治療Tl 2SO中毒，離子反應(yīng)方程式為KFeFe(CN)6+Tl +TlFeFe(CN) q+K+。(6)由圖可知，電子從負(fù)極流向正極，則a為負(fù)極,b為正極，則K+移 向

21、催化劑b;a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則催化劑a表面發(fā)生反 應(yīng):Fe(CN) 6 4-e1-Fe(CN)6-。答案：(1)抑制CNS堿爪HCN) 爪OIT)Kh=c(CN-)=1.6 x 10-5>6.2 x 10-10,即CN的c(HCN) 力(CJT) * 小匚H-) Kw L UxiOWetCW) * c(H+) 嗎 6.藝XioT。水解常數(shù)大于HCN勺電離常數(shù)，所以溶液呈堿性(2)CaSO相同溫度下KFe(CN的溶解度小于NaFe(CN)6過濾、洗滌、干燥(5)KFeFe(CN) 6+Tl+iTlFeFe(CN) 6+K+(6)bFe(CN) 6 4-e-Fe(CN) 6 3-2.中

22、科院一項(xiàng)最新成果實(shí)現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫，在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應(yīng)生成乙烯，其反應(yīng)如下：Ti溫度時(shí)，向1 L的恒容反應(yīng)器中充入2 mol CH,僅發(fā)生上述反應(yīng)， 反應(yīng)過程中015 min CH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1,測(cè)得1015 min時(shí)H2的濃度為1.6 mol L-1010 min內(nèi)CH表示的反應(yīng)速率為 mol L-1 min-1）。若圖1中曲線a、曲線b分別表示在溫度T1時(shí)，使用質(zhì)量相同但表 面積不同的催化劑時(shí),達(dá)到平衡過程中n （CH。的變化曲線，其中表示 催化劑表面積較大的曲線是 （填“a”或"b”）。15 min時(shí),若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n（CH

23、）發(fā)生圖中所示變化，則 改變的條件可能是 （任答一條即可）。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v（正尸k正c2（CH4）, v（逆尸k逆c（C2H4） ，（代）其中k正、k逆為速率常數(shù)僅與溫度有關(guān)，下溫度時(shí)k 正與k逆的比值為（填數(shù)值）。若將溫度由不升高到T2,則反應(yīng)速率增大的倍數(shù)v（正）v逆）（選填“>” “=”或“<”）；判斷的理由是陽河子交用展D尸射電損”冠固像電解感一廠內(nèi)的電橫0?NK】溶液（4）科研人員設(shè)計(jì)了甲烷燃料電池并用于電解。 如圖2所示，電解質(zhì)是 摻雜了 丫2。與ZrO2的固體,可在高溫下傳導(dǎo)02-C極的Pt為極（選填“陽”或“陰”）。該電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)方程式為用該電池電解飽和食

24、鹽水，一段時(shí)間后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體總體 積為112 mL,則陰極區(qū)所得溶液在25 c時(shí)pH=（假設(shè) 電解前后NaCl溶液的體積均為500 mL）。【解析】（1）2CH4（g） -GH（g）+2H2（g） A2。,反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，始變 為正值，反應(yīng)始變母反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能 =（8 b- c-4 b-2a） kJ mol-1=+（4b-c-2a） kJ mol-1;（2）Ti溫度時(shí)，向1 L的恒容反應(yīng)器中充入2 mol CH4,僅發(fā)生上述反 應(yīng)，測(cè)得1015 min時(shí)H的濃度為1.6 mol L-1,物質(zhì)的量為1.6 mol, 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)消耗甲烷物質(zhì)的量1.6 mol,010 min內(nèi)CH必 1. .mol表示的反應(yīng)速率 v=77=:L =0.16 mol - L-1 min-1;Ar lOmln若圖1中曲線a、曲線b分別表示在溫度Ti時(shí)，使用質(zhì)量相同但表 面積不同的催化劑時(shí),達(dá)到平衡過程中n(CH4)的變化曲線，催化劑表 面積越大反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡所需時(shí)間越短，其中表示催化劑表 面積較大的曲線是b;15 min時(shí),若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n