2023版高三一輪總復習化學（魯科版）教案：第7章 大階段高考總結(jié)(四) 化學反應原理

焚皿殿底雪曜舞化學反應原理

高考命題分析

本階段的化學反應原理的內(nèi)容較多，難度較大，命題點多。主要包括化學

反應與能量、化學反應速率與平衡和水溶液中的離子反應與平衡。主要命題的

方向有①反應熱和蓋斯定律的有關計算，②化學平衡常數(shù)的有關計算與應用，

③水溶液中的圖像分析，④新型化學電源的分析。本階段涉及的試題題型有選

擇題也有非選擇題，試題的難度大，區(qū)分度高，復習時要注意方法的總結(jié)和領

悟。

高考熱點再現(xiàn)

熱點一反應熱和蓋斯定律的有關計算

土典例引領

【典例1】（2021?淄博模擬）我國學者研究反應C6H6（g）+CH30H（g）=

C7H8（g）+H2O（g）在固體酸催化劑HB表面進行的反應歷程如圖所示，其中吸附

在HB表面的物種用*標注。下列說法正確的是（）

反應歷程

A.總反應的\H=+61.4kJmol-1

B.反應①的AH大于反應④的AH

C.反應歷程中能量變化最大的步驟為反應⑤

D.決速步驟的化學方程式為HB+CH3OH*==CH3B+H2O*

D［根據(jù)圖示，總反應中反應物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反

應，A/7=-61.4kJ-moF1,A項錯誤；反應①的AH=-109.9kJmoF1,反應

④的AH=-66.4kJ-mori-25.5kJmor'=-91.9kJmoF1,反應①的小于

反應④的A",B項錯誤；根據(jù)圖示，反應歷程中反應①中反應物和生成物能量

相差最大，能量變化最大，C項錯誤；決定反應速率的步驟為活化能最大的反應，

即反應②，化學方程式為HB+CH3OH*=CH3B+H2。*,D項正確。］

【典例2】已知：①3co(g)+6H2(g)=CH30cH2cH3(g)+2H2O(g)A"i

=akJ-mol-1

1

②CH30cH2cH3(g)+CO(g)=CH3COOCH2cH3(g)\H2=bkJ-moF

1

③CH3coOCH2cH3(g)+2H2(g)=2CH3cH20H(g)\H3=ckJ-moF

1

則@2CO(g)+4H2(g)=CH3cH20H(g)+H2O(g)\H=kJ-moF

(用含a、b、c的式子表示)。

［解析］根據(jù)蓋斯定律可知反應④=到學星則A”,"一

。+力+c

=~2~

a+b+c

［答案

2

V知能升華

豕nrrnamynnm................................................................................

1.催化劑的催化原理能量圖

分析這兩步反應可以看出，由于Eal>Ea2,第1步反應是慢反應，是決定整

個反應快慢的步驟，稱為“決速步驟”，第1步反應越快，則整體反應速率就

越快。因此對總反應來說，第1步反應的活化能反1就是在催化條件下總反應的

活化能。

2.蓋斯定律的應用

⑴實質(zhì)

AH=A"i+A“2=A%+A”4+A"5

（2）應用蓋斯定律進行簡單計算的注意事項

①設計合理的反應過程。

②當反應方程式乘以或除以某數(shù)時，A”也應乘以或除以該數(shù)。

③反應方程式進行加減運算時，A”也要進行加減運算，且計算過程中要帶

④在設計的反應過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀

態(tài)由固f液一氣變化時，會吸熱；反之會放熱。

⑤當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號

相反。

V即學即練

"I同”1I■—...........................................................................

1.（2021?濟南模擬）環(huán)己烷（C6H㈤有椅型、半椅型、船型、扭船型等多種結(jié)

構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的勢能不同，它們的相對勢能如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.上述四種結(jié)構(gòu)中，椅型結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定

B.C6H］2（椅型，1）==C6H12（船型，I）A"=+28.9kJ?mori

C.相同條件下，椅型轉(zhuǎn)化成扭船型的速率比逆向轉(zhuǎn)化的快

D.加熱有利于椅型轉(zhuǎn)化成扭船型

C［題給四種結(jié)構(gòu)中，椅型結(jié)構(gòu)的能量最低，因此椅型結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，A項

正確；根據(jù)圖示可得C6H12（椅型，l）=C6H12（船型，1）A/7=+28.9kJmoF1,

B項正確；根據(jù)圖示，椅型轉(zhuǎn)化為扭船型的活化能比逆向轉(zhuǎn)化的活化能大，因此

椅型轉(zhuǎn)化為扭船型的速率比逆向轉(zhuǎn)化的速率慢，C項錯誤；椅型轉(zhuǎn)化為扭船型為

吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，有利于椅型轉(zhuǎn)化為扭船型，D項正確。］

2.利用CO2制取甲醛的反應的熱化學方程式為CO2（g）+2H2（g）=CH2O（g）

+H2O(g)

AM=-6kJmo「。

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A“2

相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示。

化學鍵—0=0―H—H—O—H

鍵能/(kJ?mo「)498436464

(l)CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)\H=o

⑵下列表示制取甲醛反應的能量變化示意圖正確的是(填字母)。

［解析］(1)根據(jù)AH=反應物的總鍵能一生成物的總鍵能可知，2H2(g)+

,-1

O2(g)=2H2O(g)A/72=(2X436kJmo「+498kJ-moF)-(4X464kJmol)

=—486kJ-mol1,由蓋斯定律知A￡?=A//2—AATi=_486kJ-mol1—(—6

kJmoF,)=-480kJmoF1.,(2)制取甲醛反應是放熱反應，反應物總能量大于生

成物總能量；物質(zhì)越穩(wěn)定，其能量越小，所以液態(tài)產(chǎn)物的能量小于氣態(tài)產(chǎn)物的，

則a正確。

［答案］(1)-480kJ-mo「(2)a

熱點二化學平衡常數(shù)的有關計算

--典例引領

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【典例3】(2021?青島模擬)用N%可以消除NO污染：4NH3(g)+

6NO(g)-5N2(g)+6H2O(1)A//<0O

(1)某條件下該反應速率V正=k正?C4(NH3>C6(NO),v逆=4逆("(NzAc?HW)),

該反應的平衡常數(shù)爪=3則a=________,b—________o

代逆

(2)一定溫度下，在體積為1L的恒容密閉容器中加入4molNH3和6molNO

發(fā)生上述反應，測得N%和N2的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖。

a點的正反應速率c點的逆反應速率(填“大于”“小于”或“等

于“)；測得平衡時體系壓強為po,則該反應溫度下o(用含po的

式子表示，只列式不用化簡)

［解析］⑴由4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)可知K=

C“N2)

ci(NH?)-ci(NO)0某條件下該反應的反應速率v正=A正p4(NH3>c6(NO),v

oft

4-c(N2)-c(H2O),平衡時，vSL=V該反應的平衡常數(shù)K=魯，代入解得。=5、

Z>=0o(2)由于a點的反應物濃度大于c點，a點的正反應速率大于c點的正反應

速率，而c點即將達到平衡狀態(tài)，但此時o正>。迷，故a點的正反應速率〉c點的

逆反應速率。列三段式如下：

4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2。⑴

起始量/mol460

變化量/mol232.5

平衡量/mol232.5

平衡時各物質(zhì)的總物質(zhì)的量是Q+3+2.5)mol=7.5mol。故&=

p5（N2）

"（NH3"N。）—（都）4X（曲）6。

(亢PO)5

［答案］(1)50⑵大于-T~~：--一

(壽。"I聲。A

V知型能升華.......................

“三段式”突破化學平衡的有關計算

mA(g)+〃B(g)upC(g)+qD(g)

起始/molab00

變化/molmxnxpxqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

(盛產(chǎn)(巧g

則有⑴平衡常數(shù)K=——--《——o

a-mxb-nx

(-i7-)'%(-V~)"

⑵平衡時A的物質(zhì)的量濃度：

a-mx7

c平(A)=-y—mol-Lo

⑶A的轉(zhuǎn)化率：a(A)=-X100%,A、B的轉(zhuǎn)化率之比為a(A)：a(B)=

mx.nx

V-T0

V即學即練..................

3.(2021?棗莊模擬)在一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入1molA,發(fā)

生反應：2A(g)=B(g)+C(g)。反應過程中c(C)隨時間變化的曲線如圖所示。下

列說法不正確的是()

A.反應在0?50s的平均反應速率0(C)=1.6義IO-mol?L"s-i

B.該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=0.025

C.保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c平(B)=0.09mol?L-i,則該反應

的A//<0

D.反應達平衡后，再向容器中充入1molA,該溫度下再達到平衡時，A

的轉(zhuǎn)化率不變

B［反應在0?50s,C的平均反應速率o(C)=°"8黑工11.6X10-3

mokL's，，A正確；A的初始濃度c始(A)=T^"=0.50moFLF,該溫度下,

-1-1

反應達到平衡時，c+(C)=0.10mol-L,c+(B)=0.10mol-L,c+(A)=0.50

mol-L-,-0.10mol-L-,X2=0.30mol-L-1,反應的平衡常數(shù)手

~0.11,B錯誤;升高溫度，平衡時cMB)=0.09mol?L-i<0.10mol-L-i,則平衡

逆向移動，該反應的AH<0,C正確；反應達平衡后，再向容器中充入1molA,

相當于加壓，平衡不發(fā)生移動，A的轉(zhuǎn)化率不變，D正確。］

4.(2021-山東名校聯(lián)考)已知：CH30H(g)+CHQH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率/%

inn_Y

H2O(g)==CO2(g)+3H2(g)A￡T=+49kJ-moF'o為探究

60

反應條件對反應平衡的影響，將CH30H和H2O按物質(zhì)…彳彳工

的量之比為1：1充入恒容密閉容器中進行實驗，x、丫代I/：一

0X、X

表壓強或溫度。CH30H(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X、Y的變化

關系如圖所示。

(1)X代表的物理量是O

⑵判斷Ki卜2(填“>"或),理由是

(3)在Xi、H條件下，設平衡時容器內(nèi)的總壓強為pkPa,該反應的平衡常

數(shù)%=［對于氣相反應，用某組分B的平衡分壓p(B)代替物質(zhì)的量濃度

c平(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kv,其中p(B)=p?x(B),p為平衡總壓強，x(B)

為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù)，列出計算式即可］。

［解析］(1)從圖像看，在y不變的情況下，隨著X的增大，甲醇的平衡轉(zhuǎn)

化率逐漸增大。該反應的正反應是吸熱反應且是氣體分子數(shù)增大的反應，故X

應為溫度。(2)丫為壓強，增大壓強，平衡逆向移動，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率減小，

故匕>丫2。(3)假設起始時，CH30H和H2O的物質(zhì)的量均為Imol,則列三段式

有

CH30H(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)

起始量/moli100

轉(zhuǎn)化量/mol0.60.60.6

平衡量/mol0.40.40.6

1139

CHQH、H2O、CO.H2氣體的物質(zhì)的量分數(shù)分別為鏟耳、而、正，代入

年和受和寶法/"P（CO2）X成H2）1盧乂（10

平衡常數(shù)表達式Kp-p（CH3OH）Xp（H2。）一

8X8

［答案］（1）溫度（2）>該反應的正反應為氣體分子數(shù)增大的反應，當溫度

前X（版

一定時，壓強增大，平衡逆向移動，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率減小(3)-

熱點三水溶液中的圖像分析

3伊一）

C.b點向C點變化過程中:減小

'c平(HB)c￡OH-)

D.相同濃度的NaA、NaB混合溶液中：c平（Na+）>c平（A>c平（B>c平（OH

")>

c平W)

+41

D[1g^2=0,即cMA-)=c^(HA),Ka=c+(H)=1X10-mol-L-,

C平A)

A錯誤；c點溶液呈中性，HB的電離和B-的水解相互抵消，水的電離“不受影

響”，d點溶液呈酸性，HA的電離程度大于A-的水解程度，水的電離受到抑

制，B錯誤；1而給Wk分子、分母同時乘以C#H+)得出其值等于&普,

C平(HH)?。平(OH)Aw

溫度不變，比值保持不變，C錯誤；HB的電離常數(shù)為lXl()-5moI?L-i,即HA

的酸性比HB強，則A-的水解能力比B-弱，NaA、NaB溶液均呈堿性，則相同

+

濃度的NaA、NaB混合溶液中，離子濃度：c+(Na)>c+(A-)>c+(B-)>c+(OH)>c

平

(H+),D正確。］

\,知能升華..................

對數(shù)圖像中的離子濃度關系

將溶液中某一微粒的濃度［如C平(A)］或某些微粒濃度的比值嘴取常用對

c平

數(shù)，即lgc平(A)或1g曾興，得到離子濃度對數(shù)圖像。

c平⑼

1.破解對數(shù)圖像的數(shù)據(jù)

⑴運算法則：lga5=lga+lg5、lg|=lga—lgZ>>1gl=0o

(2)運算突破點：如1g空察=0的點有c平(A)=C￥(B)；lgcMD)=0的點有

c平(b)

-1

c平(D)=lmol*Lo

2.破解對數(shù)圖像的步驟

(1)識圖像：觀察橫坐標、縱坐標的含義，看清每條曲線代表的離子種類以

及曲線的變化趨勢，計算電離常數(shù)時應利用兩種離子濃度相等的點，如1g嚕

c平(b)

=0o

(2)找聯(lián)系：根據(jù)圖像中的坐標含義和曲線的交點，分析所給電解質(zhì)的電離

平衡常數(shù)或pH與縱、橫坐標之間的聯(lián)系。

(3)想原理：涉及電離平衡常數(shù)，寫出平衡常數(shù)表達式，在識圖像、想原理

的基礎上，將圖像與原理結(jié)合起來思考。

(4)用公式：運用對數(shù)計算公式分析。

即學即練

'.1—II“I叫博|I■—............................................................................................................

5.常溫下，二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH與

離子濃度變化的關系如圖所示，下列說法錯誤的是()

A.曲線M表示pH與1g靄導的變化關系

B.^a2(H2Y)=10-43mol-L-1

2+

C.a點溶液中：c平(H+)-c平(OIT)=2C￥(Y-)+C平(HY)—C￥(K)

D.交點c的溶液中：c平(H2Y)=C￡Y2-)>CEHY-)>C￡H+)

D國岫丫尸筆),隨著pH增大，c"H+)減小，:常Y：增

C平(tizY)C平(H2X)

大，故曲線M表示pH與lgc*智七?的變化關系,A項正確；曲線N表示pH

C平(H2I)

Ig+-3-1

與WI))的變化關系，當pH=3時，c+(H)=10mol-L,lg

￡±1-133",43

1.3,QM))=]0-L3,Ka2(H2Y)=^^^y^=10X10-mol-L=10~

mol-L-1,B項正確；a點溶液中存在電荷守恒：cMH+)+c斗驅(qū)+)=2。斗(丫2一)+

c+(HY-)4-c+(OH-),故cMH+)—C4OH-)=2C￥(Y2-)+CAHY-)-C#K+),C

項正確；交點c的溶液中：lgcfM=lgC*器、)=1.5,則CMH2Y)=J(Y2

C平(H2X)c禮X)

■)<

c+(HY),D項錯誤。]

6.(2021?煙臺模擬)室溫下，向Na2c03和NaHCCh的混合溶液中逐滴加入

BaCb溶液，溶液中Tgc平(Ba2+)與1g個/R))的關系如圖所示(已知:H2CO3

-7-1-11-1

的&1、&2分別為4.2X10molL>5.6X10molL；BaCO3的&p為5X10

-9mol2-L-2)o下列說法正確的是()

(

8

巴

言

斗(HCOJ

60(COM

A.a點對應溶液中水的電離程度小于b

B.b點對應溶液的c平(HC03)=0.05molL-1

c平(COT>c￡H+)

C.a-b的過程中，溶液中直增大

CT(H2CO3)

D.a點對應的溶液中一定存在：c平(Na+)+2c平(Ba2+)<3c平(HCOQ+

c平(3)

B[根據(jù)圖中信息，由a到b時，c平(Ba2+)逐漸增大，BaCCh的Ksp不變，

所以cJCOT)濃度逐漸減小，溶液的pH減小，水的電離程度逐漸減小，所以

水的電離程度a>b,A錯誤;b點時，cMHCO3)=102cMeOF),c+(COF)=

jz5x]0—9

=1

c+(Ba^)10~~mol?Lr=5X10-4mol-L-,所以cMHCOn=l(12cMCO歹)

=0.05mol-L_1,B正確；afb的過程中，CO歹濃度減小，C￡H+)增大，溶液

CMCOT>C*(H+)cMCOT>cMHCOn?c2(H+)人心2**7亦

+-+JKal

甲c+(H2co3)-c+(H2CO3)-c+(HCO3)-c+(H)c+(H)'小父，c斗

(H+)增大，所以)一直減小,C錯誤；a點溶液中cMHCOO=c平

+

(CO3)根據(jù)電荷守恒：C斗(Na+)+2c斗(Ba2+)+c+(H)=2c+(COD+c+(HCO；)

2++

+cMC「)+c￥(Oir),所以此時有：c“Na+)+2c+(Ba)+c+(H)=3c+(HCOJ)

-

+c+(CF)+c+(OH),又因為溶液顯堿性，則CKH+)<C￥(OIT),所以：cMNa

+2+

)+2c+(Ba)>3c+(HCOD+c+(CF),D錯誤。]

熱點四新型化學電源的分析

弋上典例引領

【典例5](雙選)新型光能電池的原理是光照在表面涂有釘(Ru)基配合物

的納米層TiO2上，這些涂層上的分子的電子受激發(fā)躍遷到激發(fā)態(tài)，失電子后，

自身變?yōu)檠趸瘧B(tài)，而對電極(又稱光陰極)起到催化還原6、再生廠的作用。下列

關于該電池的敘述錯誤的是（）

A.該電池在光照射下，將電能轉(zhuǎn)化為化學能

B.用該電池電解飽和食鹽水，與對電極相連的一極生成氫氣

C.電池總反應：17+2Ru2+==2Ru3++3I-

D.電池工作時，電解質(zhì)溶液中「和13的濃度減小

C［由圖可知，該裝置為原電池。在光照下，發(fā)生化學反應產(chǎn)生能量，最

終轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；由圖可知，該裝置工作時，對電極上n被還原為「，

則對電極為正極，用該電池電解飽和食鹽水時，與之相連的電極為陽極，陽極

上不會產(chǎn)生氫氣，B錯誤；該電池負極反應式為Ru2+—e-==Ru3+,正極反應式

為1,+2廣==3「，總反應為R#+和6發(fā)生氧化還原反應生成RI>3+與r,C正

確；電池工作時，電解質(zhì)溶液中「和后發(fā)生循環(huán)轉(zhuǎn)化，濃度不會減小，D錯誤。］

V知能升4m華WCT.........................................

1-原電池的工作原理

/沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生

氧化

2.分析新型化學電源的一般思路

-~n分析電源裝置確定電極：根據(jù)反應原理、

電子流向、離子移向確定電極

、，分析電極反應原理：根據(jù)電極材料和電

第二步|一解質(zhì)溶液成分.根據(jù)電池總反應等寫出

或判斷電極反應

2L?分析題目要求和各項答案?選出正確

三一答案

■,即學即練

VflHBHEsnsiim

7.《Science》報道了一篇電化學合成鹵代屬的研究，該研究以石墨為電極

Br

材料，HFIP-Et4NBF4為電解質(zhì)，利用廉價的1,2一二漠乙烷（/^>）代替

Br

Br

Bo實現(xiàn)了丙烯（/\）的雙濱化作用得到（CHBr）,其工作原理如圖所示。

/\/

下列說法正確的是（

A.a為電源的正極

B.電解時，BL向X極方向遷移

Br

C.Y極的電極反應式為/\+2e-+2Br-=CHBr

/\/