1、专题二化学反应原理综合题第二篇 第二部分 高考综合大题逐题突破真题调研洞察规律热点题型一以气相反应为载体的综合考查栏目索引热点题型二物质性质与化学平衡的综合考查真题调研洞察规律1.(2017全国卷，28)近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_(填标号)。A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 molL1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸21答案解析解析解
2、析A能：氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应，说明酸性：H2SH2CO3。B能：相同浓度时导电能力越强，说明溶液中离子浓度越大，酸的电离程度越大，故可判断酸性：H2SH2SO3。C能：pH：H2SH2SO3，则c(H)：H2SH2SO3，故酸性：H2S”“1。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故H0。21向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是_(填标号)。A.H2S B.CO2C.COS D.N2解析解析A项，充入H2S，、H2S的转化率反而减小；B项，充入CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H2S的转化率增大；C项，充入COS，平衡左移，H2S的转化率
3、减小；D项，充入N2，对平衡无影响，不改变H2S的转化率。答案解析B2.(2017全国卷，27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol121反应的H1为_ kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A.升高温度
4、 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强123AD小于21答案解析解析解析根据盖斯定律，用式式可得式，因此H1H2H3119 kJmol1(242)kJmol1123 kJmol1。由(a)图可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x0.1。由于反应为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误；反应正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。21(2)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(
5、b)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变化趋势，其降低的原因是_。答案解析21氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大21解析解析反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中n(氢气)/n(丁烷)较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯转化率升高；随着进料气中n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的H2会使反应平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降。(3)图(c)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
6、原因可能是_。答案解析21丁烯高温裂解生成短碳升高温度有利于反应向吸热方向进行升高温度时，反应速率加快链烃类解析解析590 之前，温度升高时反应速率加快，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，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590 时，a丁烯高温会裂解生成短碳链烃类，使产率降低。21热点题型一以气相反应为载体的综合考查1.题型特点题型特点这类试题往往以化学反应速率，化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段，综合考查关联知识，关联知识主要有：(1)H符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算H。(2)化学反应速率的计算与比较，外因对化学反应速率的影响(浓度、
7、压强、温度、催化剂)。(3)平衡常数、转化率的计算，温度对平衡常数的影响；化学平衡状态的判断，用化学平衡的影响因素进行分析和解释。高考必备(4)在多层次曲线图中反映化学反应速率、化学平衡与温度、压强、浓度的关系。2.解答化学平衡移动问题的步骤解答化学平衡移动问题的步骤(1)正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态，气体体积变化、反应的热效率。(2)明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。(3)结合图像或K与Q的关系，平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。(4)结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。3.分析图表与作图时应注意的问题分析
8、图表与作图时应注意的问题(1)仔细分析并准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。(3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。(4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。典例剖析解析解题指导分析反应特点：气体体积增大、放热反应解析解析因为生成丙烯腈和丙烯醛的两个反应均为放热量较大的反应，所以它们均可自发进行且热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；由生成丙烯腈的反应条件可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。解题指导考查反应的方向，要求从焓判据分析结合反应特点直接根据平衡移动原理分析根据图像分析
9、可知，丙烯腈产率随温度升高先增后减，可知最高点时恰好达到平衡，之前考虑温度对反应速率的影响，之后考虑温度对平衡移动的影响(包括温度对催化剂催化活性的影响)解析解题指导解析解析因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反应方向进行，尚未达到平衡状态，460 以前是建立平衡的过程，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。A项，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B项，平衡常数的大小不影响产率，错误；C项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D项，反应活化能的大小不影响平衡，错
10、误。解析解题指导直接观察图像可以得出理由和结论 解析解析根据图像知，当n(氨)/n(丙烯)约为1.0时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按11.51的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为17.51。经典精练1.二甲醚(CH3OCH3)可作为洁净的液体化石燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：21编号热化学方程式化学平衡常数CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H191 kJmol1K12CH3OH(g)CH3OC
11、H3(g)H2O(g)H224 kJmol1K2CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341 kJmol1K3回答下列问题：(1)该工艺的总反应热化学方程式为3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)H。该反应H_，化学平衡常数K_(用含K1、K2、K3的代数式表示)。答案21247 kJmol1解析解析由盖斯定律可得，总反应3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)由2相加可得，故H2H1H2H3，K K2K3。解析(2)下列措施中，能提高CH3OCH3平衡产率的有_(填字母)。A.使用过量的CO B.升高温度C.增大压强 D.通入水蒸气E.改用高效催化剂
12、答案21AC解析解析由于3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)为正反应方向气体体积减小的放热反应，根据化学平衡原理可知A、C两项正确。解析(3)工艺中反应和反应分别在不同的反应器中进行，无反应发生。该工艺中反应的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_。答案21应中的产物H2O，使反应的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率反应消耗了反(4)以投料比 2将H2、CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)2CO(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示。下列说法正确的是_(填字母)。A.上述反应H0B
13、.图中p1p2p3C.若在p3和316 时，测得容器中n(H2)n(CH3OCH3)，此时v正v逆D.若在p3和316 时，起始时 3，则达到平衡时，CO的转化率小于50%21答案解析C解析解析由图像可知，温度升高，CO的转化率降低，说明正反应方向为放热反应，H0，A项错误；正反应方向为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向进行，p1p2p3，B项错误；根据反应式：4H2(g)2CO(g)CH3OCH3(g)H2O(g)，按 2，设CO的转化率为，若在p3和316 时，测得容器中n(H2)n(CH3OCH3)，求出(CO)80%50%,反应逆向进行，C项正确；若在p3和316 时，起始
14、时 3，氢气的比例增大，CO的转化率应增大，D项错误。212.甲醇既是重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)已知反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H99 kJmol1中的相关化学键键能如下：21化学键HHCOCOHOCHE/kJmol1436343x465413则x_。1 076答案解析解析解析根据反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H99 kJmol1及表中数据可知，反应断键吸收的能量为(x2436)kJ，成键放出的能量为(3413465343)kJ2 047 kJ，反应放出99 kJ的热量，则2 047(x2436)99，x1 076。21(2)
15、在一容积可变的密闭容器中，1 mol CO与2 mol H2发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H10，CO在不同温度下的平衡转化率()与压强的关系如图所示。a、b两点的反应速率：v(a)_(填“”“”或“”)v(b)。21解析解析a、b两点处在同一条等温线上，a点的压强小于b点的压强，由于增大压强，化学反应速率增大，则反应速率v(a)v(b)。答案解析T1_(填“”“”或“”)T2，原因是_。21答案CO(g)2H2(g)CH3OH(g)是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，故T1T2在c点条件下，下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_(填字母)。A.H
16、2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍B.CH3OH的体积分数不再改变C.混合气体的密度不再改变D.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变21答案解析BC解析解析H2的消耗速率在任何时候都是CH3OH生成速率的2倍，不能说明达到平衡状态，A项错误；CH3OH的体积分数不再改变，说明正、逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，B项正确；该装置的容积可变，混合气体的总质量不变，则混合气体的密度是一变量，当混合气体的密度不再改变时，能说明达到平衡状态，C项正确；CO和CH3OH的物质的量之和保持不变，不能说明达到平衡状态，D项错误。21计算图中a点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物
17、质的量分数)。1.6107解析解析根据图中a点时CO的转化率是0.5，则有 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始/mol 1 2 0变化/mol 0.5 1 0.5平衡/mol 0.5 1 0.5CO、H2、CH3OH的物质的量分数分别为0.25、0.5、0.25，平衡分压分别为0.250.5104 kPa、0.50.5104 kPa、0.250.5104 kPa，所以a点的平衡常数Kp 1.6107。21答案解析(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2：CO
18、2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H3上述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图所示。则H1_(填“”“”或“”)H3，理由是_。21答案由图可知，随着温度升高，K2增大，则H20，根据盖斯定律可得H3H1H2，所以H1H3热点题型二物质性质与化学平衡的综合考查1.题型特点题型特点此类试题以元素及化合物、化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段考查相关联的知识。主要考查点：(1)反应现象的描述。(2)氧化还原反应、原电池与电解池、陌生离子方程式的书写。(3)化学键与反应的热效应计算、信息条件下速率计算、平衡常数的计算、Ksp的计算。(4)平衡的影响因素
19、、平衡移动与图像及相关原因的分析。高考必备2.解题思路：四步突破物质性质与化学平衡综合题解题思路：四步突破物质性质与化学平衡综合题典例剖析例例 (2016全国卷，27)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：(1)Cr3与Al3的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_。蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，最后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液答案解析解析解析由于Cr3与Al3的化学性质相似，所以Cr(OH)3也具有两性，根据题目信息，则可知在Cr2(SO
20、4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成灰蓝色沉淀Cr(OH)3，并逐渐增多，随着滴加NaOH溶液的过量，灰蓝色沉淀Cr(OH)3逐渐溶解并生成绿色 溶液。(2)和 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c()随c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：_。由图可知，溶液酸性增大，的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中 的平衡转化率减小，则该反应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。增大答案解析1.01014小于解析解析由图可知，随着溶液酸性增大，溶
21、液中c()逐渐增大，说明 逐渐转化为 ，则 的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为2 2H H2O；由图中A点数据，可知：c()0.25 molL1、c(H)1.0107 molL1，则进一步可知c()1.0 molL120.25 molL10.5 molL1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.01014；升高温度，溶液中 的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的H小于0。(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag与 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.010
22、5 molL1)时，溶液中c(Ag)为_molL1，此时溶液中c()等于_molL1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)。51032.0105答案解析解析解析根据Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)2.01010，可计算出当溶液中Cl恰好完全沉淀(即浓度等于1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag)2.0105 molL1，然后再根据Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c()2.01012，又可计算出此时溶液中c()5103 molL1。(4)6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的 还原成Cr3，该反应的离子方程式为_。答案解析经典精练
23、1.大气中的部分碘源于O3对海水中I的氧化。某科学小组进行O3与含I溶液反应的相关研究。(1)O3将I氧化生成I2的过程由3步反应组成：I(aq)O3(g)=IO(aq)O2(g)H1IO(aq)H(aq)HIO(aq)H2HIO(aq)I(aq)H(aq)I2(aq)H2O(l)H3用热化学方程式表示O3氧化I生成I2的反应：_。答案解析21O3(g)2I(aq)2(H)(aq)=I2(aq)H2O(l)O2(g)HH1H2H3解析解析将所给的三个反应进行加和：，可得总反应：2I(aq)O3(g)2H(aq)=I2(aq)O2(g)H2O(l)HH1H2H3。21(2)O3在水中易分解，一定
24、条件下，O3的浓度减少一半时所需的时间(t)如右表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 molL1。21答案解析pH t/minT/3.04.05.06.020301 231 1695830158 1084815503126157在30、pH4.0条件下，O3的分解速率为_ molL1min1。1.001041.00104 molL1min1；pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。解析解析pH增大，则OH浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH；OHpH t/minT/3.04.05.06.020301 231 1695830158 10848
25、1550312615721答案解析根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_(填序号)。a.40、pH3.0b.10、pH4.0c.30、pH7.021答案解析bacpH t/minT/3.04.05.06.020301 231 1695830158 108481550312615721解析解析由表中数据可知，40、pH3.0时，所需时间在31158 min之间；10、pH4.0时，所需时间231 min；30、pH7.0时，所需时间15 min，则分解速率依次增大的顺序为bac。(3)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)(aq)测得不同温度下该反应的平衡常数
26、如图甲所示。下列说法正确的是_(填序号)。A.反应I2(aq)I(aq)(aq)的H0B.利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质C.在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动D.25 时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡常数K小于68021答案解析B解析解析由图中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即H0，A项错误；碘单质难溶于水，而I2与I形成 而溶于水，可以达到除去少量碘的目的，B项正确；加入苯，苯萃取溶液中的碘单质，这样水中碘的浓度变小，平衡向左移动，C项错误；加入KI固体，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，与物质的浓度无关，故加入少量K
27、I固体，平衡常数K不变，D项错误。21(4)将I2溶于CCl4中，得到紫红色的溶液，再加入一定浓度的KI溶液，现象如图乙所示：上层溶液中含碘元素的微粒有_(用化学符号表示)。21答案解析由实验现象可推测关于I2溶解性的结论是_。21答案解析在此温度下，I2在KI溶液中的溶解度比在CCl4中大解析解析由实验现象可推测出在此温度下，I2在KI溶液中的溶解度比在CCl4中大。2.利用废碱渣(主要成分是Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2可制得无水Na2SO3(成品)，其流程如下：(1)若欲利用废碱渣充分吸收SO2，则“吸收塔”内发生的主要反应的离子方程式为_。答案21解析(2)处理过程中，要通过检
28、验“吸收塔”排放出的尾气是否含有SO2来确定其是否达标。实验室中欲模拟检验尾气中的SO2，可以选用的试剂有_(填序号)。a.澄清石灰水b.硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液c.盐酸酸化的BaCl2溶液d.品红溶液bd答案解析21解析解析检验SO2，尾气中有CO2，因而a项不可以；b项中HNO3可将SO2氧化为H2SO4，可与Ba2反应产生沉淀；c项，无明显变化；d项中品红溶液是检验SO2的特征试剂。答案解析210.63答案解析21(4)右图所示为亚硫酸钠的溶解度曲线，则上述流程中的“结晶”方法是_(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)，图中a点所示分散系类别为_。蒸发结晶(悬)浊液或胶体解析解析目的获取
29、无水Na2SO3，由图像可知60 后为无水Na2SO3，因而应采取“蒸发结晶”。由图像信息可知，a点为过饱和溶液，若结晶时析出晶体颗粒直径超过100 nm则为浊液，若在1 nm100 nm之间，则形成胶体。答案21(5)仅用BaCl2和H2O2的混合溶液难以检出“成品”中的 ，原因是“成品”中含有某种杂质阴离子，该杂质阴离子是_(填化学式)；实验室中常用如下方法检验 ：答案解析21已知25 时，部分钡盐的Ksp数值如下表：BaCO3BaSO4BaSO3BaS2O35.11091.110108.41071.6105若“溶液A”中 浓度为0.01 molL1，且为杂质阴离子浓度的10倍，则向其中加入等体积0.01 molL1 BaCl2溶液充分反应后c(Ba2)_ molL1，向“溶液B”中滴入BaCl2和H2O2的混合溶液时，发生反应的离子方程式为_。710421设BaSO3溶解产生的c(Ba2)x，x x5103则x(x5103)8.4107解得x7104 molL1。注意白色沉淀A加少量盐酸，所得溶液B为NaHSO3，H2O2将 氧化为 ，从而产生BaSO4沉淀，即可写出方程式。
