2020高考化学二轮复习专题十一化学反应原理综合课件

(4)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，但影响程 度不同。 ①升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小； ②降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大。 3．分析图表时应注意的问题 (1)仔细分析曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点，找准纵坐标与横坐标的对应数据。 (2)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。
能量相差越大，活化能越大，由题图可知，最大活化能 E 正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为 COOH*＋H*＋H2O*，产物为 COOH*＋2H*＋OH*。(4)由题图可知， 30～90 min 内 v (a)＝（940.0m8－in3－.8300）miknPa＝0.004 7 kPa·min－1。水煤气变换中 CO 是反 应物，H2 是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时， H2 的压强减小，CO 的压强增大。故 a 曲线代表 489 ℃时 pH2 随时间变化关系的曲线， d 曲线代表 489 ℃时 pCO 随时间变化关系的曲线，b 曲线代表 467 ℃ 时 pH2 随时间变化 关系的曲线，c 曲线代表 467 ℃时 pCO 随时间变化关系的曲线。 答案：(1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或 H2O*===H*＋OH*) (4)0.004 7 b c a d
CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 1－x 1－x x x K＝（1－x2x）2＝1.31，若 K 取 1，则 x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若 K 取 4，则 x≈0.67，φ(H2) ≈0.33。当 K 取 1.31，则氢气的物质的量分数介于 0.25 与 0.33 之间，故选 C。(3)观察 起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量可知，终态物质相对能量低于始态物质相 对能量，说明该反应是放热反应，ΔH 小于 0。过渡态物质相对能量与起始态物质相对
间产物除 NO3 外还有 NO，B 项错误；发生有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说
明部分碰撞有效，C 项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D 项错误。
答案：(1)O2 (2)①＋53.1 ②30.0 6.0×10－2 ③大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2 二 聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 (3)AC
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 H2O(g)混合，采用适当的催化剂进 行反应，则平衡时体系中 H2 的物质的量分数为________(填标号)。 A．＜0.25 B．0.25 C．0.25～0.50 D．0.50 E．＞0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历 程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
2．分析反应速率和化学平衡问题的注意点 (1)熟练“三段式”，准确计算反应速率、转化率和平衡常数。 ①明确三种量的意义：一是起始量(物质的量或浓度)，二是变化量，三是平衡量； ②用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。 (2)化学平衡状态的比较分析时，要审清两个条件：①恒温恒容；②恒温恒压。 (3)平衡常数的计算 ①固体和纯液体的浓度视为常数(不出现在平衡常数表达式中)； ②理解气体分压的意义(等于气体物质的量之比)以及气体压强平衡常数的计算。
倾向大于 H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)－(i)得 CO(g)＋
H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K＝KK21＝513.908≈1.31。设起始时 CO(g)、H2O(g)的物质的量都 为 1 mol，容器体积为 1 L，在 721 ℃下，反应达到平衡时 H2 的物质的量为 x mol。
(2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 ℃时 N2O5(g)分解反应：
其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下
表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160 260 1 300 1 700
∞
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒 (活化能)E 正＝________eV，写出该步骤的化学方程式：_________________________。
(4)Shoichi 研究了 467 ℃、489 ℃时水煤气变换中 CO 和 H2 分 压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时 体系中的 pH2O 和 pCO 相等、pCO2 和 pH2 相等。 计 算 曲 线 a 的 反 应 在 30 ～ 90 min 内 的 平 均 速 率 v (a) ＝ __________kPa·min－1。467 ℃时 pH2 和 pCO 随时间变化关系的 曲线分别是__________、__________。489 ℃时 pH2 和 pCO 随 时间变化关系的曲线分别是__________、__________。
N2O4(g) 平衡 35.8 kPa－x 2x
2NO2(g)
35．8 kPa－x＋2x＋17.9 kPa＝63.1 kPa，解得 x＝9.4 kPa。平衡时，p N2O4＝26.4 kPa， pNO2＝18.8 kPa，Kp＝ppN2N2OO24＝1286..842＝13.4。(3)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应 速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率，A 项正确；反应的中
Δ
H
＝
ΔH1－2ΔH2 2
＝
－4.4＋55.3×2 2
kJ·mol － 1 ＝ ＋ 53.1
kJ·mol－1。②t＝62 min 时，体系中 pO2＝2.9 kPa，根据三段式法得
2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) 起始 35.8 kPa 0 0 转化 5.8 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 62 min 30.0 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 则 62 min 时 p N2O5＝30.0 kPa，v＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。③刚性 反应容器的体积不变，25 ℃ N2O5(g)完全分解时体系的总压强为 63.1 kPa，升高温度，从 两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面， 2NO2(g) N2O4(g)的逆反应是吸热反应，升高温度，平衡向生成 NO2 的方向移动，体系 物质的量增大，故体系总压强增大。④N2O5完全分解生成 N2O4和 O2，起始 p N2O5＝35.8 kPa， 其完全分解时 p N2O4＝35.8 kPa，pO2＝17.9 kPa，设 25 ℃平衡时 N2O4 转化了 x，则
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率 v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min 时，测 得体系中 pO2＝2.9 kPa，则此时的 p N2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 ③若提高反应温度至 35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 ④25 ℃时 N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数 Kp＝________(Kp 为以分压表示的平衡常 数，计算结果保留 1 位小数)。
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 ①已知：2N2O5(g)=== 2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 2NO2(g)=== N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
62.3 Hale Waihona Puke Baidu3.1
则反应 N2O5(g)=== 2NO2(g)＋12O2(g)的 ΔH＝________kJ·mol－1。
1．热化学方程式的书写及反应热计算技巧 首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、产物并配平，其次在反应物和生成物的 后面的括号内注明其状态，再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对(主要是 反应物和生成物的位置、化学计量数)，最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学 方程式的反应热ΔH，空一格写在热化学方程式右边即可。
(3)对于反应 2N2O5(g)―→ 4NO2(g)＋O2(g)，R.A．Ogg 提出如下反应历程： 第一步 N2O5 NO2＋NO3 快速平衡 第二步 NO2＋NO3―→ NO＋NO2＋O2 慢反应 第三步 NO＋NO3―→ 2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。 A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有 NO3 C．第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
2．(2018·高考全国卷Ⅰ)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、 医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题： (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5。该反应的氧化产物是一 种气体，其分子式为________________________________________________________。
解析：(1)氯气与硝酸银反应生成 N2O5，氯气做氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银 中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物
为 O2。(2)①将已知热化学方程式依次编号为 a、b，根据盖斯定律，由12×a－b 得
N2O5(g)===2NO2(g)
＋
1 2
O2(g)
解 析 ： (1) 由 题 给 信 息 ① 可 知 ， H2(g) ＋ CoO(s)
Co(s) ＋ H2O(g)(i)
K1
＝
c（H2O） c（H2）
＝
1－0.025 0.025 0
0＝39，由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)
Co(s)＋CO2(g)(ii) K2＝cc（（CCOO2））
＝1－0.001.09129 2≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故 CO 还原氧化钴的
第一部分 专题突破方略
专题十一 化学反应原理综合
化学
反应热与化学平衡的综合
这类试题往往以能量变化、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)ΔH 符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算ΔH。 (2)化学反应速率的计算与比较，外因(浓度、压强、温度、催化剂)对化学反应速率的影响。 (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。 (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。
1．(2019·高考全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过 程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： (1)Shibata 曾做过下列实验：①使纯 H2 缓慢地通过处于 721 ℃下的过量氧化钴 CoO(s)， 氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中 H2 的物质的量分数为 0.0250。 ②在同一温度下用 CO 还原 CoO(s)，平衡后气体中 CO 的物质的量分数为 0.0192。 根据上述实验结果判断，还原 CoO(s)为 Co(s)的倾向是 CO________H2(填“大于”或 “小于”)。