最新高考一轮总复习化学人教版《微项目2 化学反应原理的问题解决能力集训》

T1
(填“<”或“>”)
T2;若在D点对反应容
器升温的同时扩大容
器容积使体系压强减
小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
点。
(4)某研究小组探究催化剂对CO、NO2转化的影响。将NO2和CO以一定
的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2
含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO2的转化率),结果如图(b)所示。若
结果)
题型训练
1.以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环
境保护有重要意义。
(1)碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程:
第一步
I2(g)
第二步
I(g)+N2O(g)→ N2(g)+IO(g)(慢反应)
知,A点对应温度的平衡脱氮率应该更高,所以A点不是对应温度下的平衡
脱氮率。
2.丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应
及能量变化如下图所示。
(1)丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。
①为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则K(主反应)
(填“增大”“减小”或“不变”,下同),转化率α(C3H8)
ΔH=-283.0 kJ·
mol-1
b;C3H8(g)
a;
C3H6(g)+H2(g)
c。由盖斯定律 c-b+a 得热化学方程式
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l),则 ΔH=(+124.3 kJ·
mol-1)+(-285.8
kJ·
mol-1)-(-283.0 kJ·
mol-1)=+121.5 kJ·
mol-1。
③该工艺中碳与CO2反应生成CO,可以有效消除催化剂表面的积炭,维持
催化剂活性。
题型二 电解质溶液中离子平衡类简答题
解题思路
运用电解质溶液中离子平衡原理解答问题的思维模型
阅读题目情境的信息,找出核心问题的分析对象,即平衡体系;找出题目信
息中与平衡体系变化的有关因素;利用平衡移动原理分析变化的因素对化
加酸时发生反应:HSO3 +H+══H2SO3
解析:当加碱时,H2SO3 与 OH 反应,使 c(OH )增大不明显;当加酸时,HSO3 与
-
H+反应,消耗 H+,使 c(H+)增大不明显。
-
3.25 ℃,H3AsO4的电离常数为 a 1 =5.6×10-3,a 2 =1.7×10-7,a 3 =4.0×10-12 。
NO的物质的量之比不变能说明反应达到平衡状态,A项不符合题意。
密度是混合气体的质量与容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始
终是不变的,因此混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,B
项符合题意。
正反应方向为气体体积减小的方向,则混合气体的压强保持不变能说明
反应达到平衡状态,C项不符合题意。
2v正(N2)=v逆(CO)说明正、逆反应速率相等,D项不符合题意。
学平衡移动的影响,即平衡移动方向的判断;说明平衡移动后对实际问题体
系产生的影响。
一般用如下模式书写:“……存在……平衡,……(条件)使平衡向……(方
向)移动,……(结论)”。
题型训练
1.Na2HPO4是磷酸的酸式盐,但其水溶液呈碱性,从溶液中离子平衡角度
分析回答下列问题:
(1)解释Na2HPO4溶液呈碱性的原因
0
0
变化/mol
x
x
x
平衡/mol
1-x
x
x
则由丙烯的平衡体积分数为
氢气的分压均为 10
4

33%可得, =0.33,解得
1+
x≈0.5,丙烷、丙烯和
1
Pa× ,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数
3
(C 3 H 6 )·(H 2 )
Kp= (C H ) =3.3×103。
3 8
(3)①由图可知,反应ⅰ为 3C3H8+2CrO3
始沉淀
二、化学原理综合题中的计算能力的训练
梳理归纳
类型 解题方法
反应
热
的计
算
类型
解题方法
1.掌握三个“百分数”
(转化)
(转化)
(起始)
(起始)
(1)转化率=
平衡
常
数、
转化
率的
计算
×100%=
×100%
(2)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分数。一般来说,转化率越
高,原料利用率越高,产率越高
(2)①CO的燃烧热为-283.5 kJ·
mol-1,则2CO(g)+O2(g)══2CO2(g)
-567 kJ·
mol-1,又因为N2(g)+O2(g)══2NO(g)
ΔH=
ΔH3=+180.0 kJ·
mol-1,则两式
相减即得到反应Ⅰ的ΔH1=-747.0 kJ·
mol-1。
②起始时CO和NO的物质的量之比不满足化学计量数之比,所以CO和
小,所以T1<T2;若在D点对反应容器升温的同时扩大容器容积使体系压强
减小,由于正反应是体积减小的放热的可逆反应,则平衡向逆反应方向进行,
所以重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的E点。
(4)由于温度太高,催化剂的活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动,
所以曲线中脱氮率随温度升高而降低;因为该反应为放热反应,根据线Ⅱ可
2024
高中总复习优化设计
GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI
微项目2
化学反应原理的问题解决能力集训
【项目梳理过关】
一、运用化学反应原理解决问题的能力训练
梳理归纳
题型剖析
题型一 运用速率和限度理论解答问题
解题思路
运用速率和限度理论解答问题的思维模型
分析特点(反应特点和容器特点)→关注条件→运用原理→得出结论(或
D.IO为反应的催化剂
Ⅱ.汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化
器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化
剂的作用下转化成两种无污染的气体。如反应Ⅰ:2CO +2NO
N2+2CO2
ΔH1;反应Ⅱ:4CO +2NO2
N2+4CO2 ΔH2<0。
(2)针对反应Ⅰ:
数Kp=
(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺
可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
已知:CO和H2的燃烧热分别为ΔH=-283.0 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
①图中催化剂为
。
②298 K时,该工艺总反应的热化学方程式为
与
3PO4 结合生成
大,溶液显酸性
3-
H++PO4 ,加入 CaCl2 溶液,Ca2+
Ca3(PO4)2 沉淀,促使 Na2HPO4 电离平衡向右移动,H+浓度增
2.等浓度的H2SO3和NaHSO3混合液,加入少量的强酸或强碱溶液,pH都没
有明显变化,请解释其原因
(用离子方程式表示)。
-
答案:加碱时发生反应:H2SO3+OH-══HSO3 +H2O;
3CO2+Cr2O3
2CrO3+3CO,则催化剂为 CrO3。
1
②由题意可得,H2(g)+2O2(g)══H2O(l)
1
CO(g)+2O2(g)══CO2(g)
ΔH1=+124.3 kJ·
mol-1
C3H8(g)+CO2(g)
3C3H6+Cr2O3+3H2O,反应ⅱ为
ΔH=-285.8 kJ·
mol-1
第三步
1
IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+2I2(g)(快反应)
2I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。
下列表述正确的是
。
A.N2O分解反应中:k值与是否含碘蒸气有关
B.第三步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
(2)①丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方
向移动,丙烯的平衡体积分数减小,故曲线ⅰ代表104 Pa时丙烯的平衡体积
分数。
②104 Pa、500 ℃时,丙烯的平衡体积分数为33%,设起始丙烷为1 mol,转
化率为x,则:
C3H8(g)
C3H6(g)+
H2(g)
起始/mol
1
(3)①
4CO+2NO2
N2+4CO2
L-1)
起始浓度/(mol·
1
0.5
0
0
L-1)
转化浓度/(mol·
0.4
0.2
0.1
0.4
L-1)
平衡浓度/(mol·
0.6
0.3
0.1
0.4
0.1×0.44
则该反应的平衡常数为0.64 ×0.32 ≈0.22。
②正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,CO2体积分数减
解析:(1)①由图可知,丙烷脱氢制丙烯为吸热反应:C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
ΔH1=+124.3 kJ·
mol-1,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,反
应温度升高,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数K增大,丙烷的转化率增
大。②由图可知,副反应的活化能低于主反应的活化能,温度升高,活化能
较低的副反应更容易发生。
当溶液用生石灰调节pH范围为8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2。pH调
节为8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是
答案:H3AsO4 是弱酸,电离出来的
。
3AsO4 较少,所以酸性条件下不易形成
3-
Ca3(AsO4)2 沉淀,当溶液中 pH 调节为 8 左右时 AsO4 浓度增大,Ca3(AsO4)2 开
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.2v正(N2)=v逆(CO)
。
Байду номын сангаас
(3)在2 L密闭容器中充入2 mol CO和1 mol NO2,发生上述反应Ⅱ。
①若在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为40%,则该反应的平衡常
数为
。
②图(a)为平衡时CO2
的体积分数与温度、
压强的关系。则温度:
②温度升高,副反应更容易发生的主要原因是
。
。
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强
的关系(图中的压强分别为104 Pa和105 Pa)。
①104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是
(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。
②104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常
①已知:反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)
热为-283.5 kJ·mol-1,则反应Ⅰ的ΔH1=
ΔH3=+180.0 kJ·mol-1,若CO的燃烧
kJ·mol-1。
②若在恒容的密闭容器中充入2 mol CO和1 mol NO,发生反应Ⅰ,下列选
项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.CO和NO的物质的量之比不变
解题思路
依据:物质变化决定能量变化
(1)盖斯定律。
设计合理路径
路径1总能量变化等于路径2总能量变化
(2)通过已知热化学方程式的相加,得出新的热化学方程式。
题型训练
1.常温下,0.01 mol·L-1 MOH溶液的pH为10。已知:2MOH(aq)+H2SO4(aq)
══M2SO4(aq)+2H2O(l)
高于450 ℃,图(b)中脱氮率随温度升高而降低的主要原因
是
是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由
;A点
(填“是”或“不
。
答案:(1)A
(2)①-747.0
②B
(3)①0.22 ②< E
(4)温度太高,催化剂的活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动 不
是
因为该反应为放热反应,根据线Ⅱ可知,A点对应温度的平衡脱氮率应
产物实际质量
产率=
理论产量
×100%
(3)混合物中某组分的百分数=
平衡量
×100%
平衡总量
2.分析三个量:起始量、变化量、平衡量
3.用好一种方法——“三段式”法
“三段式”法计算的模板:依据方程式列出反应物、生成物各物质的初
始量、变化量、平衡量,结合问题代入公式运算
题型剖析
题型一运用盖斯定律计算反应热的训练
该更高
解析:(1)由含碘时N2O分解速率方程v=k·
c(N2O)·
[c(I2)]0.5(k为速率常数)
知,N2O分解反应中,k值与是否含碘蒸气有关,A项正确。
第二步是慢反应,则第二步对总反应速率起决定作用,B项错误。
第二步是慢反应,则第二步活化能比第三步大,C项错误。
IO为反应的中间产物,不是催化剂,D项错误。
ΔH1=-24.2 kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)══H2O(l)
(2)当加入足量饱和CaCl2溶液时,溶液变为酸性,解释原
因
。
。
2-
答案:(1)Na2HPO4 溶液中存在两个平衡,一是电离平衡,HPO4
2二是水解平衡,HPO4 +H2O
3-
H++PO4 ;
H2PO4 +OH-,其水解程度大于电离程度,故溶液
呈碱性
2-
(2)Na2HPO4 溶液中存在电离平衡,HPO4
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因
是
。
。
答案:(1)①增大 增大
(2)①ⅰ
②副反应的活化能低于主反应的活化能
②3.3×103
(3)①CrO3
②C3H8(g)+CO2(g)
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)
ΔH=+121.5
kJ·mol-1 ③碳与CO2反应生成CO,脱离催化剂表面