2021届高中化学考前三个月专项复习课件题型三 大题突破 课件（42张ppt）

大题突破
题型三　化学反应原理综合题的研究
1.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)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，外因对化学反应速率的影响(浓度、压强、温度、催化剂)。
考向突破一　化学平衡与能量变化的结合
高考必备
(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。
2.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、生成物并配平，其次在反应物和生成物的后面括号内注明其状态，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.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、反应的热效应。
(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。
4.分析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。
1.从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点，诺贝尔化学奖获得者乔治·安德鲁·欧拉教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化，其转化如图所示。
对点集训
1
2
(1)如图所示转化中，第4步常采取蒸馏
法分离生成的甲醇和水，其依据是_________________________________
__________。
甲醇与水互溶且甲醇的沸点比水低
30 ℃以上
解析　可用蒸馏法分离的两种物质的特点应该是沸点相差大于等于30 ℃的互溶液体。
1
2
解析　根据图示是一个闭合的“环”，说明总反应的反应热是四步反应的反应热之和，结合碳元素守恒，可以写出总反应的热化学方程式：CO2(g)＋3H2(g) H2O(l)＋CH3OH(l)　ΔH＝(a＋b＋c＋d) kJ·mol－1。
(2)如图所示转化中，由第1步至第4步的反应热(ΔH)依次是a kJ·mol－1、 b kJ·mol－1、c kJ·mol－1、d kJ·mol－1，则该转化总反应的热化学方程式是_________________________________________________________。
1
2
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(l)＋H2O(l)　
ΔH＝(a＋b＋c＋d) kJ·mol－1
(3)一定温度下，利用金属钌作催化剂，在容积为2 L的密闭容器中可直接实现(2)中总反应的转化得到甲醇。测得该反应体系中X、Y浓度随时间变化如下表：
1
2
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
①X的电子式是_____________，判断的理由是______________________
________________________________________________________________________________________________。
X随反应进行浓度减小，
因此X为反应物，且其相同时间内转化量与Y相同，则其在方程式中的化学计量数应与Y相同，因此X是CO2
1
2
解析　根据表中数据，随着反应时间延长，X的浓度下降而Y的浓度从0开始增大，说明X为反应物，Y为生成物，又因为在相同时间内X的浓度变化量与Y的相同，说明在总反应化学方程式中X和Y的化学计量数应相等，满足此条件的反应物只有CO2，所以X为CO2，电子式为 。
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
②从反应开始到平衡，用另一反应物Z表示的平均反应速率v(Z)＝____________________。
1
2
0.375 0 mol·L－1·min－1
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
③下列不可作为反应达到平衡状态的标志的是_____(填字母)。
A.混合气体的密度不再变化
B.生成1 mol CO2的同时生成1 mol CH3OH
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.CH3OH的体积分数不再变化
1
2
CD
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
解析　该反应的生成物为液态，因此混合气体的密度不再改变，可以作为反应达到平衡状态的标志；生成1 mol CO2为逆反应，生成1 mol CH3OH为正反应，生成1 mol CO2的同时生成1 mol CH3OH说明v正＝v逆，可作为反应达到平衡状态的标志；该反应的生成物均为液态，因此混合气体的平均相对分子质量不会发生变化，C项不可以作为反应达到平衡状态的标志；该反应的反应物均为气态，生成物均为液态，CH3OH的体积分数不再变化不能作为反应达到平衡状态的标志。
1
2
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
④若起始时只有反应物且反应物Z的起始浓度为3.400 mol·L－1，则该条件下该反应的平衡常数K＝______。
1
2
156.25
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
解析　根据题中数据，列“三段式”：
CO2(g)＋3H2(g) H2O(l)＋CH3OH(l)
起始浓度/mol·L－1 1.100 3.400 0 0
变化浓度/mol·L－1 1.000 3.000 1.000 1.000
平衡浓度/mol·L－1 0.100 0.400 1.000 1.000
1
2
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
⑤下列说法正确的是_____(填字母)。
a.金属钌可大大提高该反应的化学反应速率和反应物的转化率
b.X的平衡转化率是90.91%
c.其他条件不变时，若起始投料是原来的2倍，X的平衡转化率低于90.91%
d.其他条件相同而温度升高时，测得X的平衡转化率为93%，由此可知该
反应为吸热反应
1
2
bd
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
解析　催化剂只能提高化学反应速率，不能使平衡移动，因此不能提高反应物的转化率，所以a错误；
1
2
反应时间/min
0
2
4
6
8
10
X的浓度/mol·L－1
1.100
0.550 0
0.300 0
0.150 0
0.100 0
0.100 0
Y的浓度/mol·L－1
0.000
0.550 0
0.800 0
0.950 0
1.000
1.000
其他条件不变时，将起始投料增大1倍，相当于增大压强，化学平衡向气体分子数减少的方向移动，即正向移动，X的平衡转化率将增大，应高于90.91%，所以c错误；
其他条件相同而升高温度，X的平衡转化率增大至93%，即升温平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，所以d正确。
2.甲烷主要存在于天然气和可燃冰中，在地球上储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。
(1)乙炔(CH≡CH)是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为2CH4(g) C2H2(g)＋3H2(g)。甲烷裂解时还发生副反应：2CH4(g)
C2H4(g)＋2H2(g)。甲烷裂解时，几种气体平衡时分压(Pa)的对数即 lg p与温度(℃)之间的关系如图所示。
1
2
①1 725 ℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。
62.5%
1
2
解析　由图可知，1 725 ℃达到平衡时，CH4、C2H2、C2H4的平衡分压的对数分别为2、2、1，故CH4、C2H2、C2H4的平衡分压分别为100 Pa、100 Pa、10 Pa，在同温同体积条件下，不同气体的压强之比等于其物质的量之比，故CH4、C2H2、C2H4的物质的量之比为10∶10∶1，由C原子
守恒可知，CH4生成C2H2的平衡转化率为 ×100%＝62.5%。
②1 725 ℃时，若图中H2的lg p＝5，则反应2CH4(g) C2H2(g)＋3H2(g)的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度进行计算)。
1
2
1×1013
解析　根据图可知，C2H2的平衡分压随温度升高而增大，平衡正向移动，所以反应2CH4(g) C2H2(g)＋3H2(g)为吸热反应，ΔH＞0。甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成，为提高甲烷制乙炔的产率，可充入适量乙烯使副反应的平衡向逆反应方向移动，或使用对甲烷转化为乙炔的选择性更高的催化剂等。
③根据图像判断，2CH4(g) C2H2(g)＋3H2(g)的ΔH_____(填“＞”或“＜”)0。由题可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有____________________________
___________。
1
2
＞
充入适量乙烯或使用选择性更高
的催化剂等
(2)工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2)，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＞0。
1
2
图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为
1 MPa、2 MPa时甲烷含量曲线，其中表示1 MPa的
是____(填字母)。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的主要原因是______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
a
与2 MPa时相比，1 MPa条件下CH4的平衡转化率更高，对设备要求不高，有利于降低成本；虽然温度越高越有利于提高CH4的平衡转化率，但700 ℃时CH4的平衡转化率已经较高，再升高温度，平衡转化率变化不大；700 ℃时催化剂活性高，反应的速率快
1
2
解析　CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＞0，
该反应为气体分子数增大的吸热反应，平衡时甲
烷的含量随温度升高而减小、随压强增大而增大，
所以，图中a、b、c、d四条曲线中表示1 MPa的是a。
在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应
条件，类比工业上合成氨条件的选择可知，选择该反应条件的主要原因是与 2 MPa时相比，1 MPa条件下CH4的平衡转化率更高，对设备要求不高，有利于降低成本；虽然温度越高越有利于提高CH4的平衡转化率，但700 ℃时CH4的平衡转化率已经较高，再升高温度，平衡转化率变化不大；700 ℃时催化剂活性高，反应的速率快。
(3)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
1
2
已知：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1
CH4(g)＋2H2O(g) CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1
①过程Ⅱ中第二步反应的化学方程式为_____________________________
_________。
＋4CO↑
1
2
解析　由题中重整过程的催化转化原理示意图可知，过程Ⅱ中第一步反应是为了实现含氢物质与含碳物质的分离，故第一步反应为一氧化碳、二氧化碳、氢气与四氧化三铁、氧化钙反应生成铁、碳酸钙和水；过程Ⅱ中第二步是为了得到富含CO的气体，反应的化学方程式为3Fe＋4CaCO3
Fe3O4＋4CaO＋4CO↑。
②只有过程Ⅰ投料比n(CH4)∶n(CO2)＝_____，过程Ⅱ中催化剂组成才会保持不变。
1
2
1∶3
解析　结合过程Ⅰ反应CH4(g)＋CO2(g) 2H2(g)＋2CO(g)中H2与CO的配比，以及过程Ⅱ第二步反应中Fe、CaCO3、Fe3O4、CaO的配比可知，第
一步反应为Fe3O4＋4CaO＋2CO＋2H2＋2CO2 3Fe＋4CaCO3＋2H2O，因此投料比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶3时，过程 Ⅱ 中催化剂组成才会保持不变。
③该技术总反应的热化学方程式为_________________________________
____________________。
1
2
ΔH＝＋329.8 kJ·mol－1
CH4(g)＋3CO2(g) 2H2O(g)＋4CO(g)
解析　将题给两个反应编号为a和b，根据盖斯定律，由4a－3b可得CH4(g)＋3CO2(g) 2H2O＋4CO(g)　ΔH＝(＋206.2 kJ·mol－1)×4－(＋165.0 kJ·mol－1) ×3＝＋329.8 kJ·mol－1。
1.题型特点
此类试题以元素及其化合物、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、平衡移动与图像及相关原因的分析。
考向突破二　化学平衡与电解质溶液的结合
高考必备
2.解题技巧
(1)浏览全题，根据题目提供的信息，结合相关基础知识，先对简单问题进行解答。
(2)化学反应速率的影响因素的实验探究
影响化学反应速率的探究实验中，控制变量是关键。
(3)化学平衡常数及平衡转化率的计算
平衡常数的计算可用三段式法，即找出浓度可变的反应物、生成物在起始时、转化的、平衡时的浓度，然后代入平衡常数表达式(平衡时生成物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓度化学计量数次幂乘积的比值)进行计算。
(4)对于电化学类试题，首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极类别，书写电极反应式，按电极反应式进行相关计算。
(5)对于电解质溶液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。
有关Ksp的计算往往与pH的计算结合起来，要注意pH与c(OH－)浓度关系的转换，难溶电解质的悬浊液即为其沉淀溶解平衡状态，符合相应条件下的Ksp的值。
1.硫单质及其化合物在化工生产等领域应用广泛。
(1)工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一，工业上常采用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4的方法降低尾气中的含硫量。
实验测得NH4HSO3溶液中 ＝1 500，则溶液的pH为______。(已知：
H2SO3的Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7)
对点集训
1
2
6
(2)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸，其结构式为
1
2
0.4
x＝0.4。
1
2
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为____________________。
1
2
2.砷酸H3AsO4、亚砷酸H3AsO3是两种弱酸。回答下列问题：
(1)已知：①4As(s)＋5O2(g)===2As2O5(s)　ΔH1
②As(s)＋ H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH2
③氢气的燃烧热　ΔH3
则As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH4＝___________________。
1
2
解析　根据H3AsO4与KOH以物质的量之比为1∶3反应知V(H3AsO4)＝10 mL。
(2)常温下，向x mL 0.1 mol·L－1 H3AsO4溶液中滴加0.1 mol·L－1 KOH溶液，混合溶液中由水电离的c水(H＋)与KOH溶液的体积之间的关系如图1所示。
1
2
①D点对应溶液的pH_____(填“＞”“＜”或“＝”)7。
解析　由图1知，C点时水的电离程度最大，说明H3AsO4和KOH恰好完全反应生成了K3AsO4和H2O，溶液呈碱性。在C点之后，继续滴加KOH溶液，则D点一定呈碱性。
＞
②x＝____。
10
①E点：v正_____(填“＞”“＜”或“＝”，下同)v逆；E点的v正_____G点的v逆。
1
2
＞
＞
解析　E点对应的反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率。
②下列情况表明该反应达到平衡状态的是____(填字母)。
a.2v正(I－)＝v逆( )
b.溶液颜色不再变化
c.溶液的pH不再变化
d.溶液中 不再变化
1
2
bc
产物浓度之比始终是定值，d错误。
③在该条件下，题述反应的平衡常数K＝_______(用含m的代数式表示)。
1
2
关闭K时，发现右侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅，写出此时负极的电极反应式：_________________________________。为了证明上述反应存在平衡，操作方法是_________________________________________________
_______________。
1
2
向右侧烧杯中加入KI(或向左侧烧杯中滴加适量的稀硫酸
等其他合理答案)
1
2
为了证明 存在化学平衡，必须改变条件使反应向左进行，可在左侧烧杯中加入无还原性酸，如稀硫酸；或在右侧烧杯中加入KI，增大KI浓度。若右侧烧杯中溶液颜色加深，则反应向左进行，证明上述反应存在平衡移动。