化學(xué)反應(yīng)原理模塊

全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷化學(xué)原理綜合題特點(diǎn)及備考建議2012201320142015反應(yīng)原理綜合0.3950.3240.4090.257平均分?jǐn)?shù)5.94.96.13.9反應(yīng)原理綜合題得分率（難度系數(shù)）統(tǒng)計(jì)（2010全國(guó)新課標(biāo)）物質(zhì)A～G有下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應(yīng)物、生成物沒有列出）。其中A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應(yīng)可得到B和C。單質(zhì)C可與E的濃溶液發(fā)生反應(yīng)，G為磚紅色沉淀。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：B

、E

、G

；

（2）利用電解可提純C物質(zhì)，在該電解反應(yīng)中陽極物質(zhì)是

，陰極物質(zhì)是

，電解質(zhì)溶液是

；

（3）反應(yīng)②的化學(xué)方程式是

。

粗銅H2SO4

Cu2O

SO2

精銅

CuSO4溶液Cu+2H2SO4(濃)

DCuSO4+SO2+2H2O

電解氧化還原方程式的書寫（2010全國(guó)新課標(biāo)）物質(zhì)A～G有下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應(yīng)物、生成物沒有列出）。其中A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反應(yīng)可得到B和C。單質(zhì)C可與E的濃溶液發(fā)生反應(yīng)，G為磚紅色沉淀。

請(qǐng)回答下列問題：

（4）將0.23molB和0.11mol氧氣放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)①，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12molD，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

。若溫度不變，再加入0.50mol氧氣后重新達(dá)到平衡，則B的平衡濃度

（填“增大”、“不變”或“減小”），氧氣的轉(zhuǎn)化率

（填“升高”、“不變”或“降低”），D的體積分?jǐn)?shù)

（填“增大”、“不變”或“減小”）。

k=23.8mol/L減小降低減小平衡常數(shù)的計(jì)算（條件改變）平衡移動(dòng)5答案：（1）B.SO2

E.H2SO4

G.Cu2O

（2）粗銅

精銅

CuSO4溶液

（3）Cu+2H2SO4(濃)

?CuSO4+SO2↑+2H2O

（4）k=23.8mol/L

減小

降低

減小

考查知識(shí)點(diǎn)：電解（精煉銅）；氧化還原方程式的書寫；平衡常數(shù)的計(jì)算；（改變條件）平衡移動(dòng)；6（2011全國(guó)新課標(biāo)）科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問題：

（1）用太陽能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；

（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________；

（3）在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變得情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300℃）；

下列說法正確的是________（填序號(hào)）①溫度為T1時(shí)，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為:v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1②該反應(yīng)在T時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí):n(H2)/n(CH3OH)增大2858CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ·mol-1③④熱化學(xué)方程式的書寫（蓋斯定律）速率的計(jì)算；溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響；（條件改變）平衡的移動(dòng)7（2011全國(guó)新課標(biāo)）科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問題：

（4）在T1溫度時(shí)，將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為______

；

（5）在直接以甲醇為燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為________、正極的反應(yīng)式為________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1KJ,則該燃料電池的理論效率為________（燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比）

1-a/2O2

++4H+

+4e-=2H2OCH3OH(g)+H2O-6e-=CO2

+6H+96.6%三段式電化學(xué)（燃料電池電極方程式的書寫8答案：(1)2858

(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ·mol-1

(3)③④

(4)1-a/2

(5)CH3OH(g)+H2O-6e-=CO2

+6H+

O2

++4H+

+4e-=2H2O

96.6%

考查知識(shí)點(diǎn)：熱化學(xué)方程式的書寫（蓋斯定律）；速率的計(jì)算；溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響和三段式計(jì)算；（條件改變）平衡的移動(dòng)；原電池（燃料電池電極方程式的書寫）；2012年課標(biāo)卷27題（15分）光氣（COCl2）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性碳催化下合成。（1）實(shí)驗(yàn)室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為_________；（2）工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO，已知CH4、H2、和CO的燃燒熱（△H）分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1，則生成1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO所需熱量為___________；（3）實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿（CHCl3）與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________；MnO2+4HCl(濃)===MnCl2+Cl2↑+2H2O5.52×103KJCHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2氧化還原反應(yīng)方程式的書寫；蓋斯定律的應(yīng)用2012年課標(biāo)卷27題（15分）光氣（COCl2）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性碳催化下合成。（4）COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ·mol-1。反應(yīng)體系平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出）：①計(jì)算反應(yīng)在地8min時(shí)的平衡常數(shù)K=____；0.234mol·L-1②比較第2min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2)___T(8)（填“＜”、“＞”或“=”）；＜平衡常數(shù)的計(jì)算溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響2012年課標(biāo)卷27題（15分）光氣（COCl2）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性碳催化下合成。⑤比較反應(yīng)物COCl2在5-6min和15-16min時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。簐(5-6)___v(15-16)（填“＜”、“＞”或“=”），原因是_______③若12min時(shí)反應(yīng)與溫度T(8)下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(COCl2)=

mol·L-1④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小_______；平衡濃度的計(jì)算(利用K值進(jìn)行)速率的大小比較(要求對(duì)影響因素的理解到位)速率的大小比較(要求對(duì)v=?c/?t

的深刻理解)0.031

v(5-6)＞v(2-3)=v(12-13)

在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大

﹥答案：（1）MnO2+4HCl(濃)===MnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）5.52×103KJ

（3）CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2

（4）①0.234mol·L-1

②＜

③0.031

④v(5-6)＞v(2-3)=v(12-13)

⑤＞；在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大

考查知識(shí)點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的書寫；蓋斯定律的應(yīng)用；平衡常數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用；條件改變對(duì)平衡和速率的影響；反應(yīng)速率的計(jì)算；2013年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H2、CO、和少量CO2）直接制備二甲醚，其中主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng)：①CO(g）+2H2(g)=CH3OH(g)

△H1=-90.1kJ·mol-1②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

△H2=-49.0kJ·mol-1水煤氣變換反應(yīng)：③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

△H3=-41.1kJ·mol-1二甲醚合成反應(yīng)：④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)

△H4=-24.5kJ·mol-1⑴Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是

（以化學(xué)方程式表示）物質(zhì)制備原理（Al2O3

）Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4

NaAl(OH)4

+CO2

=Al(OH)3↓+NaHCO3，2Al(OH)3

=

Al2O3+3H2O⑵分析二甲醚合成反應(yīng)④對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響

。⑶由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學(xué)方程式為

。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二甲醚反應(yīng)的影響

。條件改變，平衡的移動(dòng)熱化學(xué)方程式的書寫、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響2013年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H2、CO、和少量CO2）直接制備二甲醚，其中主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng)：①CO(g）+2H2(g)=CH3OH(g)

△H1=-90.1kJ·mol-1②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

△H2=-49.0kJ·mol-1水煤氣變換反應(yīng)：③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

△H3=-41.1kJ·mol-1二甲醚合成反應(yīng)：④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)

△H4=-24.5kJ·mol-1

消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)（i）平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應(yīng)（iii）消耗部分CO2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3

+H2O(g)△H

=-204.7kJ?mol-1壓強(qiáng)升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大。

2013年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）⑷有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是____________。⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快，效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池（5.93kW·h·kg-1），若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為____。一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生______個(gè)電子的電量；該電池理論輸出電壓1.20V，能量密度E=____（列式計(jì)算，能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW·h=3.6×105J

）溫度對(duì)化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率的影響二甲醚燃料電池的電極反應(yīng)式及能量密度的計(jì)算反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移。1121kgCH3OCH3的物質(zhì)的量為：n(e-)46g/mol1000g=21.7mol=21.7mol×12=260.9mol電量(q)=260.9mol×96500C/mol=260.9×96500C已知：電壓(U)=1.2V電功(W)=電量(q)×電壓(U)=260.9×96500C×1.2V=3.02×107JCH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+能量密度

==8.39kW·h1kg=已知：1kW·h=3.6×106J電功(W)=3.02×107J3.6×106J燃料質(zhì)量電池輸出電能8.39kW·h=8.39kW·h·kg-1答案：（1）Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4

NaAl(OH)4

+CO2

=Al(OH)3↓+NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3+3H2O

（2）消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)（i）平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應(yīng)（iii）消耗部分CO。

（3）2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3

+H2O(g)△H

=-204.7kJ?mol-1

該反應(yīng)分子數(shù)減少，壓強(qiáng)升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大。

（4）反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移。

（5）CH3OCH3

+3H2O=2CO2

+12H+

+12e-；12

考查知識(shí)點(diǎn)：氧化鋁的工業(yè)制備、條件改變對(duì)平衡和速率的影響、熱化學(xué)反應(yīng)方程式（蓋斯定律）、燃料電池電極反應(yīng)及相關(guān)計(jì)算2014年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）乙酸是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：（1）間接水合法是指現(xiàn)將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯（C2H5OSO3H），再水解生成乙醇，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。（2）已知：甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?H1=-23.9kJ﹒mol-1乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)?H3=+50.7kJ﹒mol-1則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?H=____

kJ﹒mol-1。與間接水合法相比，氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是_________。（1）C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H;C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH+H2SO4;化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫(加成和取代)-45.5污染小，腐蝕性小等蓋斯定律的應(yīng)用及方法的評(píng)價(jià)（3）下圖為氣相直接水合法乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n(H2O):n(cH4)=1:1)①列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=_______（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算2014年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）乙酸是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題：=0.07(MPa)-1（

）0.21.8=p(C2H4)Kp=p(C2H5OH)7.85MPa×p(H2O)7.85MPa×0.81.82平衡常數(shù)的計(jì)算（3）下圖為氣相直接水合法乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n(H2O):n(cH4)=1:1)②圖中壓強(qiáng)（P1、P2、P3、P4）的大小順序?yàn)開________

，理由是_________

。2014年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）乙酸是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：P1<P2<P3<P4相同溫度下，壓強(qiáng)升高，乙烯轉(zhuǎn)化率提高壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響（3）下圖為氣相直接水合法乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n(H2O):n(cH4)=1:1)③氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290℃，壓強(qiáng)6.9MPa，n(H2O):n(CH4)=0.6:1，乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%，若要進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施有_________、_________。2014年課標(biāo)卷Ⅰ28題（15分）乙酸是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：將產(chǎn)物乙醇液化轉(zhuǎn)移去；增加n(H2O):n(C2H4)的比。

化學(xué)平衡的影響因素答案：（1）C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H;C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH+H2SO4;

（2）-45.5污染小，腐蝕性小等；（3）①K=0.07(MPa)-1;②P1<P2<P3<P4;反應(yīng)分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強(qiáng)升高，乙烯轉(zhuǎn)化率提高；③將產(chǎn)物乙醇液化轉(zhuǎn)移去，增加n(H2O):n(C2H4)的比。

考查知識(shí)點(diǎn)：有機(jī)反應(yīng)方程式（加成和取代）；蓋斯定律的應(yīng)用；條件的改變對(duì)平衡的影響，平衡常數(shù)（Kp)計(jì)算2015全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ28）(15分)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題：（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為____________。（2）上述濃縮液中含有I-、Cl-等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí)，溶液中

為：___，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=

8.5×10-17。（3）已知反應(yīng)2HI（g）=

H2(g)+I2(g)的ΔH

=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為______________kJ。MnSO44.7×10-7299氧化還原反應(yīng)；鍵能和△H的關(guān)系；Ksp有關(guān)計(jì)算（4）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)

H2(g)+I2(g)在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為：_____。②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為___(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40,min時(shí)，v正=_______

min-1k正/K1.95×10-3化學(xué)平衡的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志（定量）；平衡常數(shù)K有關(guān)計(jì)算③由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正~x(HI)