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化学反应原理综合题(31题)
解题策略
化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中
的焓变、化学能与电能的相互转化、电极反应式的书写、化学
反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中
的应用、化学平衡常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的
转化、pH 计算、离子浓度大小的比较、离子的共存、难溶物之
间的转化等问题。试题常以选择、填空、读图、作图、计算等
形式出现。高考一般以与生产、生活联系紧密的物质为背景材
料出组合题,各小题之间有一定独立性。
广东高考31题 命题思路研究
思路1:以化学学科思想中的“控制变量法”为核心结合
科学探究方法法、分类方法、归纳演绎法等中学化学
必须掌握的学科方法,结合选修4四大块知识进行命题。
控制变量法
表面积
大小
浓度
大小
温度
高低
压强
大小
催化剂
绘图
能量—过程曲线
浓度—时间曲线
温度—时间曲线
催化剂—时间曲线
温度—平衡曲线
速率—时间曲线
转化率—影响因素曲线
转化率—双因素曲线
【应考对策】
理解控制变量法的基本原理:
把多因素问题变成多个单因素的问题。每次
只改变其中某一个因素,而控制其余因素不变,只
研究被改变的这个因素对过程的影响,然后分别加
以研究,最后综合解决问题。(三原则:控制变量、
单一变量、对照性原则)
自变量
因变量
控制变量
又称无关变量
三个变量之间的关系:
【例题】2012年广东高考第31题
广东高考31题 命题思路研究
思路2:以一个可逆的化学反应(熟悉的或陌生的;
还可以是氧化还原反应),然后以这个化学反应方程
式为核心向相关领域展开设问(如下图)
核心化学反应
(可逆氧化还原)
盖斯
定律
质量
守恒
速率
计算
K、平衡
转化率
影响平
衡因素
电化学
由若干个已知推目标热化学方程式
氧化还原反应设计成原电池或电解池
【应考对策】
陌生方程式又称信息反应方程式,大多取材于重大
科技成果(如诺贝尔奖、新材料)、重大疾病、环
境事件等,起点高落点低,主要有陌生方程式的配
平、热化学方程式书写、氧化还原反应简单计算、
化学反应速率大小比较、计算、化学平衡移动、化
学平衡常数计算等。
【例题】2010/2011年广东高考第31题
先试试,感觉一下?
1.化学反应速率题中应注意的问题
(1)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,但影响值不同。升温对吸热反应影响较大,
对放热反应影响较小;反之,降温对吸热反应影响较小,对放
热反应影响较大。
(2)计算反应速率时,要特别注意时间、体积、浓度单位的
换算。
2.化学反应焓变题中应注意的问题
(1)正确理解ΔH 正负号的意义及焓变与能量变化的关系。

ΔH 为负值,反应物总能量高于生成物总能量,反应放热;ΔH

为正值,反应物总能量低于生成物总能量。
(2)在原电池与电解池反应中,ΔH 值不等于电能值,化学
能与电能的转化过程中还有热能转化。
(3)运用盖斯定律计算多步反应的ΔH 时,要注意反应分子

式前面的系数与ΔH 的对应关系,运用数学加减法和移项原理进

行加减,在总反应式中没有的物质要用消元法除去,出现的物

质要按照总反应式中的分子数保留。
3.化学平衡常数题中应注意的问题
(1)固体物质、纯液体、水溶液中进行的反应,H2O 不列入
平衡常数的计算表达式中;气体反应、有机反应,H2O 的浓度
要列入平衡常数的计算表达式中。
(2)平衡常数(K)式中的浓度是平衡状态时的物质的量浓度,
而浓度商(Q)式中的浓度是任意时刻的物质的量浓度。
4.原电池与电解池题中应注意的问题
(1)原电池中负极发生氧化反应,常出现电极材料溶解、质

量减轻等现象;正极发生还原反应,常出现质量不变或增重、

有气体产生等现象。电解池中与电源负极连接的阴极材料不反

应,与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应,

可能出现电极溶解、质量减轻等现象。
(2)Fe 在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去 2 个电
子生成 Fe2+。
(3)可充电电池的放电反应是原电池反应,充电反应是电解

池反应。放电过程中原池的负极发生氧化反应,充电过程中电

池的阴极发生还原反应。
5.电离平衡、水解平衡和溶解平衡应题中注意的问题
(1)书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆
号连接。
(2)分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子
能否发生水解。
(3)分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。
(4)利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时,要考虑溶
解平衡式中阴阳离子系数与溶度积常数关系,溶度积大的其溶
解度不一定大。
6.分析图表与作图时应注意的问题
(1)仔细分析和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。
反应速率与化学平衡有关综合题
[例题1](2012年广东深圳模拟)已知
CO2可以生产绿色燃料甲醇:CO2(g)+
3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=
-187.4 kJ/mol。300 ℃时,在一定容
积的密闭容器中,c(CO2)=1.00 mol/L,
c(H2)=1.60 mol/L开始反应,结果如下
图所示,回答下列问题:
(1)使用催化剂 I 时,反应在10小时内的平均反应速率:v(H2)
=______mol/(L·h)。
(2)下列叙述正确的是________。
A.当容器内气体的密度不再改变时,反应不一定达到平
衡状态
B.充入氩气增大压强有利于提高 CO2的转化率
C.CO2 平衡转化率,在上述反应条件下,催化剂Ⅱ比催
化剂Ⅰ高
D.催化效率:在上述反应条件下,催化剂Ⅱ比催化剂Ⅰ

(3)根据图中数据,计算此反应在 300 ℃时的平衡常数(写出
计算过程)。
(4) 将 上 述 平 衡 体 系升温至 400 ℃ , 平衡常数 : K(400
℃)______K(300 ℃)(填“<”、“=”或“>”)。
(5)已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-242.8 kJ/mol,
则 反 应 2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)
ΔH =
________ kJ/mol。
解析:本题考查化学反应速率、化学平衡状态的建立、图
像分析、化学平衡常数应用与计算等。
(1)从图读数知 10 小时内 CO2消耗量为1.00 mol/L×18%=

0.18 mol/L ,反 应 速 率 计 算 式 v(CO2)=Δc(CO2)/t=0.18

mol/L÷10 h = 0.018 mol/(L·h),v(H2)=3v (CO2)= 3 × 0.018

mol/(L·h)=0.054 mol/(L·h)。
(2)A 项正确,该密闭容器的容积一定,无固体和液体参加

反应,无论反应达到平衡与否,其气体密度均不变化;B 项错

误,氩气不参加反应,容器的容积一定,充入氩气不改变反应

物、生成物的浓度,对平衡不产生影响;C 项错误,催化剂的

使用同等程度改变正、逆反应速率,不影响平衡移动;D 项正

确,据图知,使用催化剂Ⅱ使反应达到平衡时间比使用催化剂

Ⅰ短,故催化效率更高。
答案:(1)0.054 (2)AD
(3)
答:略。

(4)< (5)-353.6
起始浓度/mol·L-1 1.00 1.60   0   0
变化浓度/mol·L-1 0.20 0.60   0.20  0.20
平衡浓度/mol·L-1 0.80 1.0   0.20  0.20
=0.050 (mol·L-1)-2
【变式训练】
1.(2012年重庆节选)尿素[CO(NH2)2]
是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上尿素由CO2和NH3在
一定条件下合成,其反应方程式为:
____________________________。
(2)当氨碳比 =4时,CO2
的转化率随时间的变化关系如下图所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2)__________B点的正反应速
率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②NH3的平衡转化率为__________。
解析:(1)利用CO(NH2)2中C∶N=1∶2,用观察法写出化
学方程式,同时图像中t≥60 min时达到平衡状态,即该反应为
可逆反应。
(2)①A点未达平衡,B点达到平衡,从图像得v逆(CO2)(CO2)。②平衡时CO2转化率为60%,令n(NH3)=4 mol,n(CO2)
=1 mol,则有n消耗(CO2)=0.6 mol,n消耗(NH3)=1.2 mol,NH3
的转化率= ×100%=30%。
利用平衡原理的图表分析与作图综合题
[例题2](2012 年浙江节选)甲烷自热重整是先进的制氢方法,

包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和

水蒸气,发生的主要化学反应如下:
回答下列问题:
(1)反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH=_____kJ/mol。

(2)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的

量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应 CH4(g)+H2O(g)

CO(g)+3H2 (g)的 KP=____________________;随着温度的

升高,该平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)从能量的角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于
____________________________。
(4)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对 H2和CO物
质的量分数的影响如下图:
①若要达到 H2物质的量分数>65%、CO 的物质的量分数

<10%,以下条件中最合适的是______。
A.600 ℃、0.9 MPa

C.800 ℃、1.5 MPa
B.700 ℃、0.9 MPa

D. 1000 ℃、1.5 MPa
②画出 600 ℃、0.1 MPa 条件下,系统中 H2物质的量分数
随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图。
(5)如果进料中氧气量过大,最终导致 H2 物质的量分数降
低,原因是______________。
解析:(1)[CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) 
ΔH1=+165.0 kJ·mol-1]-[CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+
3H2(g) 
ΔH2=+206.2kJ·mol-1]得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+
H2(g),ΔH=-41.2 kJ·mol-1。
(2)反应式中水是气体,要列入计算平衡常数的表达式中,
用压强代替浓度,其列式方法和用浓度列式相同。
(4)①该读图题要注意比较不同要求下对应温度与质量分
数关系,同时满足H2和CO的要求。根据图1,H2物质的量分
数>65%,在0.1 MPa时温度要接近550 ℃, 在0.9 MPa时温
度要接近700 ℃,在1.5 MPa时温度要接近750 ℃。 根据图2,
CO的物质的量分数<10%,在0.1 MPa时温度低于650 ℃即可,
在0.9 MPa时温度低于700 ℃即可,在1.5 MPa时温度低于725
℃即可,选项B符合要求。
(5)氧气量过大时,H2会部分被O2氧化。
答案:(1)-41.2
增大
(3)系统内甲烷的氧化反应放出热量,为甲烷蒸气的吸热重

整反应提供了所需的能量

(4)①B ②



(5)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(合理即可)
【变式训练】
2.汽车尾气中的 CO、NOx已经成为大气的主要污染物,
使用稀土等催化剂能将 CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物
质,从而减少汽车尾气污染。
(1)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g)
ΔH=+180.5 kJ/mol;
2C(s)+O2(g)===2CO(g)
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-221.0 kJ/mol;
ΔH=-393.5 kJ/mol。
① 尾气转化的反应 之 一 : 2NO(g) + 2CO(g) === N2(g) +
2CO2 (g) ΔH=_______________。
-746.5 kJ/mol
②请在下面的坐标图中画出这个反应在反应过程中体系能
量变化示意图,并进行必要的标注。
(2) 在容积相同的两个密闭容器内( 装有等量的某种催化
剂),分别充入同量的 NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生
以下反应:
并分别在 t 秒时测定其中 NOx的转化率,绘得图像如下图
所示:

①从图中可以得出的结论:
结论一:从测定 NOx 转化数据中判断,相同温度下 NO 的
转化效率比 NO2的低;
结论二:_________________________________________
_____________________________________________________

_____________________________________________________。

②在上述 NO2和C3H6 反应中,提高 NO2 转化率的措施有

__________(填字母)。
A.加入催化剂

C.分离出 H2O(g)
B.降低温度

D.增大压强
BC
在250 ℃~450 ℃时,NOx转化率随温度升高而
增大,450 ℃ ~ 600 ℃时 NOx 转化率随温度升高而减小或
450℃, NOx与C3H6的反应达到平衡,且正反应是放热反应
化学反应焓变、电化学基础与化学平衡常数综合题
[例题3](2012年广东湛江模拟)碳和碳的化合物在生产、生
活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低
碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方
式。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产
和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l) 
ΔH1=-1214 kJ/mol;
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566 kJ/mol。
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式:_________________。
(2)①将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入
CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其负极的电极反应式:______
______________________________。
②某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2
的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉
淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是______(填序号)。
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是2H++2e-===H2↑
(3)将不同量的 CO(g)和H2O(g) 分别通入体积为 2L 的恒容
密闭容器中,进行反应 CO(g)+H2O(g)
CO2 (g)+H2 (g),得
到如下三组数据:



②实验 1 中,以 v(H2)表示的平均反应速率为___________
______________________。
①该反应的正反应为_______(填“吸”或“放”)热反应。
③实验 2 中,达到平衡时 CO 的转化率为_____________
_____________________________________________________。
④实验 3 跟实验 2 相比,改变的条件可能是___________
______________________________________(答一种情况即可)。
(4) 将 2.4 g 碳在足量氧气中燃烧,所得气体通入 100 mL
3.0 mol/L 的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中所含溶质为
____________________。
解析:(1)[①式-②式]/2,得CH4燃烧的热化学方程式,
其中ΔH=-890 kJ·mol-1。
(2)①该电池是燃料电池,还原剂CH4在负极失去电子被氧
化,在碱性环境中生成碳酸根和水。
②该装置没有说明是在A极附近,还是B极附近先产生白
色沉淀,不能判断A、B是如何连接电源的正、负极。当用Fe
作阳极时,可用NaCl溶液作电解液。该装置的阴极可以用其
他不与电解质溶液反应的导电材料作阴极,不一定要Fe。
(3)①从表格中数据看,低温时CO2的平衡量大于高温时
CO2的平衡量,故判断该反应是放热反应。
②v(H2)=v(CO2)=1.6 mol/(2 L×5 min)=0.16mol/(L·min)。
③达到平衡时CO的转化率=0.4 mol/2 mol×100%= 20%。
答案:(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) 
ΔH=-890 kJ·mol-1
(2)①CH4-8e-+10OH-=== +7H2O ②BD
(3)①放 ②0.16 mol/(L·min) ③20% 
④使用了催化剂或增大了压强
(4)NaHCO3、Na2CO3
【变式训练】
3.德国人哈伯在1909年发明的合成氨的反应原理为:N2(g)
+3H2(g) 2NH3(g)。
已知298 K时,ΔH=-92.4 kJ·mol-1,
试回答下列问题:
(1)在298 K时,将10 mol N2和30 mol
H2放入合成塔中,为何放出的热量小于
924 kJ?____________________________
___________________________________
___________________________________。
因为该反应为可逆反应, 10 mol
N2和30 mol H2不可能完全转化,所以放
出的热量小于924 kJ
(2)如右图在一定条件下,将 1 mol N2与3 mol H2 混合于一

个10 L密闭容器中,反应达到 A 平衡时,混合气体中氨占 25%,

试回答:
①N2的转化率α(A)为________;
②在状态 A 时,平衡常数 KA=__________________(代入

数值的表达式 ,不写出具体数值) ;当温度由 T1变化到 T2 时,

KA_____KB(填“>”、“<”或“=”)。
(3)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置。简述检验有

氨气生成的方法:______________________________________

______________________________________________________。
40%
>
用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处,若试
纸变蓝,说明有氨气生成
在 1998 年希腊亚里士多德大学的 Marmellos 和 Stoukides

采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H+),实现了高温常压
下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如图。阴极的电极反
应式:_______________________________________________。
N2+6e-+6H+===2NH3
(3)能证明 Na2SO3溶液中存在
和质子数均相同,则 M 的原子结构示意图为______________。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为:________
________________________________。
水解平衡的事实是______(填序号)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加入 H2SO4溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,在加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红
色褪去
(4)元素 X、Y 在周期表中位于同一主族,化合物 Cu2X 和
Cu2Y 可发生如下转化(其中 D 是纤维水解的最终产物):
电解质电离平衡与水解平衡综合题
①非金属性:X______Y(填“>”或“<”)。
②Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程
式为:_______________________________________________。
(5) 在恒容绝热( 不与外界交换能量) 条件下进行 2A(g) +
B(g)
2C(g)+D(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状
态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化

关系:____________。
解析:(1) 含有10个电子、11个质子,与它有相同电
子数和质子数的单核离子有Na+。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应生成的氢氧化铝不能溶于
过量的氨水中。
(3)此题关键是亚硫酸离子水解生成的OH-使得酚酞溶液
变红,还有可能是亚硫酸离子本身能使得酚酞溶液变红,所
以要排除亚硫酸离子干扰,C正确。
(4)悬浊液与D溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀氧化亚
铜,则Y为O,X,Y同主族,则X为S。
(5)测得反应后,体系压强增大,则达到平衡前,反应逆向
进行。如果正反应是放热反应,则升高温度,反应逆向进行,
因此平衡常数随温度的升高而减小。
答案:(1)
(2)3NH 3 ·H2O+Al3+===A(OH)3↓+3
(3)C
(4)①< 
Cu2O+6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O
(5)平衡常数随温度的升高而减小
【变式训练】
4.(双选)25 ℃,有 c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L
- 1
的 一 组 醋 酸 和 醋 酸 钠 混合溶液 , 溶液中 c(CH3COOH)、
c(CH3COO-)与pH的关系如下图所示。下列有关离子浓度关系
叙述正确的是(
)。
A.pH=5.5溶液中:
c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.W点表示溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.pH=3.5溶液中:
c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D.向W点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体

c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
积变化可忽略):
解析:A项,pH=5.5时,从曲线来看,c(CH3COOH)<
c(CH3COO-);B、C两项都是电荷守恒;D项,向W点所表示
溶液中通入0.05 mol HCl气体,原有平衡被打破,建立起了新
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