化学反应原理综合试题解题策略.docx

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化学反应原理综合试题解题策略

化学反应原理综合试题解题策略（总17页）

题型1　化学反应原理综合试题解题策略

角度1　化学能与热能、电能的相互转化综合判断与计算

[题型解读]　化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。

试题形式常与能量图像，电化学装置图为背景进行综合考查，一般难度中档。

近几年高考的命题角度主要有①根据能量图像判断焓变ΔH；②结合盖斯定律进行ΔH计算或书写热化学方程式；③结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析；④书写一定背景下的电极反应式；⑤一定条件的电化学计算等。

预测2016年高考命题不会超出上述命题角度，特别是盖斯定律的应用和一定背景的电极反应式的书写仍会是命题的热点。

（1）（2015·菏泽一模）（3分）甲醇是重要的可再生燃料。

已知在常温常压下：

2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1275.6kJ/mol

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566.0kJ/mol

H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44.0kJ/mol

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________________________________________________。

（2）（2015·泰安二模）（19分）氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。

请回答下列问题：

①银制器皿日久表面变黑是因为表面生成了Ag2S的缘故，该现象属于________腐蚀。

如果加入一定浓度硝酸将发生反应3Ag2S＋8HNO3===6AgNO3＋3S↓＋2NO↑＋4H2O，同时Ag与硝酸反应生成AgNO3、NO、H2O，当生成22.4mL的气体时，参加反应硝酸的物质的量为________。

图1

②在如图1所示的原电池装置中，负极的电极反应为_________________________，H＋的移动方向为________；电池总反应方程式为________________________，当电路中转移0.1mole－时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为________。

图2

③电解NO制备NH4NO3原理如图2所示，接电源正极的电极为________（填X或Y），X电极反应式为________________________________，为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________。

【信息提取】　

（2）①n（HNO3）∶n（NO）＝8∶2

n（HNO3）＝0.004mol；

②右侧通Cl2

右端为正极；左端电极反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl；右侧溶液增加Cl－，H＋向右侧溶液移动；

③NO→NH

X为阴极，NO→NO

Y为阳极。

【标准答案】　

（1）CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－442.8kJ/mol（3分）

（2）①化学（2分）　0.004mol或4×10－3mol（3分）

②Ag－e－＋Cl－===AgCl（2分）　向右（2分）

2Ag＋Cl2===2AgCl（2分）　0.2mol（2分）

③Y（2分）　NO＋6H＋＋5e－===NH

＋H2O（2分）　NH3或NH3·H2O（2分）

【评分细则】　

（1）化学计量数与ΔH不一致不给分，不注明状态不给分，ΔH的符号，单位错的不给分。

（2）①只填“化学”才得分，其他不给分；无单位的不给分。

②写成Ag－e－===Ag＋不给分，写成2Ag－2e－＋2Cl－===2AgCl的给分，0.2mol漏掉单位的不给分。

③写成3NO＋18H＋＋15e－===3NH

＋3H2O也给分，但不配平不给分。

1．审题忠告　

（1）利用盖斯定律确定热化学方程式或焓变ΔH时要做到：

①明确待求热化学方程中的反应物和生成物；②处理已知热化学方程式中的化学计量数和焓变；③叠加处理热化学方程式确定答案。

（2）对电化学中的电极反应式的书写要做到：

①根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”；

②明确电极；

③根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。

（3）对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。

2．答题忠告

（1）对书写热化学方程式要注意

①注明状态；

②ΔH的符号与单位；

③ΔH与化学计量数的一致性。

（2）对电极反应式的书写要注意

①配平（原子守恒、电荷守恒、电子守恒）；

②产物粒子在介质中能存在；

③得、失电子要填准，得电子写（＋ne－），失电子写（－ne－）。

（3）对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。

1．（2015·济宁二模）

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少对环境的污染。

已知如下信息：

Ⅰ.

Ⅱ.N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH1；2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH2＝－565kJ·mol－1

①ΔH1＝__________。

②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式__________________________________________________________。

（2）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，写出阴极的电极反应式：

________________________。

用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：

______________________________________________________________。

（3）某同学为探究Ag＋和Fe2＋反应，按如图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。

电子由石墨经导线流向银。

放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4）3溶液，发现电压表指针的变化依次为：

偏移减小―→回到零点―→逆向偏移。

则电压表指针逆向偏移后，银为________极（填“正”或“负”）。

由实验得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是______________________________________。

【解析】　

（1）①ΔH1＝（＋945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1）＋（－630×2）kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1；

②由N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH1＝＋183kJ·mol－1和2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH2＝－565kJ·mol－1，根据盖斯定律可知2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）的ΔH＝－ΔH1＋ΔH2＝－748kJ·mol－1。

（2）由图所示，阴极反应为HSO

变成S2O

，其反应式为2HSO

＋2e－＋2H＋===S2O

＋2H2O。

吸收池中的反应为NO和S2O

反应生成N2和HSO

其反应为2NO＋2S2O

＋2H2O===N2＋4HSO

。

（3）根据装置，正向偏移时，Ag＋＋e－===Ag，Fe2＋－e－===Fe3＋，银为正极；加入浓Fe2（SO4）3溶液，逆向偏移时，银为负极。

【答案】　

（1）①＋183kJ·mol－1　②2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－748kJ·mol－1

（2）2HSO

＋2e－＋2H＋===S2O

＋2H2O

2NO＋2S2O

＋2H2O===N2＋4HSO

（3）负　Ag＋＋Fe2＋Ag＋Fe3＋（不写“”不给分）

角度2　化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算

[题型解读]　化学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容，试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力，综合性较强，一般难度为中档。

近几年高考的命题角度主要有

（1）外界条件对反应速率、平衡移动的判断；

（2）平衡状态的判定；（3）化学平衡常数的定义式、影响因素和含义的理解；（4）反应速率、平衡常数、转化率的相关计算；（5）平衡常数的应用；（6）反应速率和平衡图像的综合分析。

预测2016年对反应速率的计算、平衡常数的有关计算和应用仍是命题的重中之重。

　Ⅰ.（2015·青岛二模）（13分）

（1）2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－198kJ·mol－1是制备硫酸的重要反应。

在容积为VL的密闭容器中起始充入2molSO2和1molO2，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

与实验a相比，实验b改变的条件是________，判断的依据________。

（2）二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：

SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）　ΔH＝－42kJ·mol－1。

在1L恒容密闭容器中充入SO2（g）和NO2（g），所得实验数据如下：

实验

编号

温度

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol

n（SO2）

n（NO2）

n（NO）

甲

T1

0.80

0.20

0.18

乙

T2

0.20

0.80

0.16

丙

T2

0.20

0.30

a

①实验甲中，若2min时测得放出的热量是4.2kJ，则0～2min时间内，用SO2（g）表示的平均反应速率v（SO2）＝_______________________________。

②实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为________。

③由表中数据可推知，T1________T2（填“＞”“＜”或“＝”），判断的理由是________________________________________________________________

_____________________________________________________________。

Ⅱ.（2015·泰安二模）（9分）CO可用于合成甲醇，化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－90.8kJ·mol－1。

（1）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。

如图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系，则曲线z对应的温度是________℃；该温度下上述反应的化学平衡常数为________。

曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为________；

（2）在密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。

当改变某一反应条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________（填序号）。

A．正反应速率瞬间增大，后逐渐减小

B．混合气体的密度增大

C．化学平衡常数K值增大

D．反应物的体积百分含量增大

【信息提取】　Ⅰ.

（1）由图中到达平衡的时间不同，平衡时b条件下压强减小的倍数小⇒温度改变且Tb＞Ta。

（2）①ΔQ＝4.2kJ⇒Δn（SO2）＝0.1mol⇒v（SO2）；

②乙中的平衡浓度⇒K（T2）⇒α（NO2）；

③ΔH＝－42kJ·mol－1⇒升高温度K减小⇒T1、T2的大小。

Ⅱ.ΔH＝－90.8kJ·mol－1⇒升温平衡左移⇒α减小⇒T（z）＞T（y）＞T（x）⇒Ka＝Kb＜Kc图像a点⇒α（CO）＝50%，n（H2）∶n（CO）＝1.5⇒n（CO）＝1mol，n（H2）＝1.5mol。

【标准答案】　Ⅰ.

（1）升高温度（2分）　实验b与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动（2分）

（2）①0.05mol·L－1·min－1（2分）　②40%（2分）

③＜（2分）　T1时，该反应的平衡常数K1＝2.613，T2时，该反应的平衡常数K2＝1，该反应正反应为放热反应，所以T1＜T2（3分）

Ⅱ.

（1）270（2分）　4（2分）　K1＝K2＜K3（2分）

（2）AC（3分）

【评分细则】　Ⅰ.

（1）“b与a相比，反应到达平衡的时间短，温度高”也可得分；条件只答“温度”不给分。

（2）①漏掉速率单位或单位错不给分；②转化率写成“0.4”扣1分；③“＜”写“小于”不给分；未算出K1、K2的值扣2分。

Ⅱ.

（1）平衡常数不注单位不扣分，写错扣1分，“K3＞K1＝K2”也给分；

（2）少A或少C扣2分，多选B或D不给分。

1．审题忠告　

（1）对于图像分析要明确三步①“一看”——看图像。

a.看面：

弄清纵、横坐标的含义。

b.看线：

弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。

c.看点：

弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。

d.看量的变化：

弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。

e.看要不要作辅助线：

如等温线、等压线等。

②“二想”——想规律。

看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

③“三判断”——得结论。

通过对比分析，作出正确判断。

（2）对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量：

一是起始量（物质的量或浓度）二是变化量，三是平衡量；用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。

（3）对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。

2．答题忠告

（1）利用“三段式”计算v、α、K时，要特别注意用什么时量，用什么物理量计算，心中要清楚，如计算平衡常数K时，不能用平衡时的物质的量，而用平衡时的物质的量浓度代入。

（2）在填写某些物理量时要注意单位。

（3）在填空时要注意题中要求。

（4）在判断K变化时只考虑温度是否变化。

（5）利用改变容器容积（p改变）判断平衡移动时，要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。

2．（2015·试题调研）N2O5是一种无色新型硝化剂，其制备和在含能材料合成中的应用成为研究热点。

一定温度下，向恒容密闭容器中充入N2O5发生下列反应：

2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）　ΔH，加热时混合气体的颜色加深，下表为反应在T1温度下的部分实验数据：

t/s

0

50

100

150

200

c（N2O5）/mol·L－1

5.0

3.5

2.4

2.0

2.0

请回答下列问题：

（1）上述反应中ΔH________0（填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）根据表中实验数据得出N2O5分解速率的规律是______________。

（3）100s内NO2的平均生成速率为________，在T1温度下达到平衡时，N2O5的转化率α（N2O5）＝________。

（4）在T1温度下，该反应的平衡常数K为________；其他条件不变，在T2温度下，反应100s时测得NO2的浓度为4.5mol·L－1，则T2________T1（填“大于”“小于”或“等于”）。

（5）T1温度下反应达到平衡时，再向容器中充入5.0molN2O5，平衡向________移动，N2O5的转化率将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（6）已知亚硝酸是弱酸，用NaOH溶液吸收平衡体系中的N2O5、NO2，得到含NaNO3和NaNO2的溶液。

下列说法正确的是________（填字母）。

A．溶液中c（Na＋）===c（NO

）＋c（NO

）

B．溶液中c（Na＋）＞c（NO

）＞c（NO

）＞c（OH－）＞c（H＋）

C．加水稀释该溶液，可使溶液pH小于7

D．溶液中存在c（OH－）===c（H＋）＋c（HNO2）

【解析】　

（1）N2O5无色，NO2为红棕色，加热时混合气体的颜色加深，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应。

（2）从表中实验数据分析，T1温度下，N2O5分解速率先快后慢，最后保持不变。

（3）v（NO2）＝2v（N2O5）＝

×2＝0.052mol·L－1·s－1，α（N2O5）＝

×100%＝60%。

（4）反应在T1温度达到平衡时，c（O2）＝1.5mol·L－1，c（NO2）＝6.0mol·L－1，c（N2O5）＝2.0mol·L－1，K＝

＝

＝486；正反应是吸热反应，升高温度，平衡常数和反应速率均增大，NO2的浓度应增大，但在温度为T1、反应100s时，NO2的浓度是5.2mol·L－1，大于T2时的4.5mol·L－1，这说明T2小于T1。

（5）在恒温恒容密闭容器中充入N2O5，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，利用中间容器法可得N2O5的转化率将减小。

（6）NaOH与N2O5、NO2的反应分别为N2O5＋2NaOH===2NaNO3＋H2O,2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NaNO2在溶液中存在水解平衡NO

＋H2OHNO2＋OH－，根据物料守恒：

c（Na＋）＝c（NO

）＋c（NO

）＋c（HNO2），A项错误；溶液显碱性：

c（Na＋）＞c（NO

）＞c（NO

）＞c（OH－）＞c（H＋），B项正确；NO

水解使溶液显碱性，加水稀释可使其pH接近7，不可能小于7，C项错误；根据质子守恒知，c（OH－）＝c（H＋）＋c（HNO2），D项正确。

【答案】　

（1）＞　

（2）T1温度下，N2O5分解速率先快后慢，最后保持不变　（3）0.052mol·L－1·s－1　60%　（4）486　小于　（5）正反应方向　减小

角度3　水溶液中离子平衡试题的综合判断

[题型解读]　水溶液中的离子平衡是高考的热点内容，试题呈现的形式多种多样，如表格形式、图像形式和实验形式。

题目难度往往较大，综合性较强，思维性较强。

近几年高考的命题角度主要有①水溶液中水的电离程度判断；②水溶液的酸碱性；③酸碱反应过程中离子浓度的大小比较；④电离常数、水的离子积、水解常数、Ksp的关系及其计算；⑤某些溶液中离子浓度的大小比较；⑥pH曲线的理解与应用等。

预测2016年高考仍会以溶液中水的电离程度、离子浓度大小比较、c（H＋）H2O和pH的计算为重点进行命题。

（1）（2015·潍坊二模）（6分）相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c（NH

）较小，试分析原因：

________________________。

0.1mol·L－1NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________，常温下NO

水解反应的平衡常数Kh＝________mol·L－1（保留两位有效数字）。

（已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4mol·L－1，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.7×10－5mol·L－1）。

（2）（7分）美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨，将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定，其装置示意图如下：

则开始阶段正极反应式为____________________；忽略电解过程中溶液体积变化，当电池中正极区溶液pH＝7时，溶液中NH3·H2O的浓度为________（Kb＝2×10－5mol·L－1）；当电池中正极区呈红色时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________。

（3）（2015·济宁二模）（5分）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。

相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO

）较小的是________，用文字和化学用语解释原因______________________________________________________________。

（4）（9分）现有①0.1mol/LNaOH溶液和②0.1mol/LHX溶液。

已知：

①中由水电离出的c（OH－）小于②中由水电离出的c（H＋）。

请回答下列问题：

①将两溶液等体积混合，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________________。

②某温度下，向一定体积②溶液中逐滴加入①溶液，溶液中pOH[pOH＝－lgc（OH－）]与pH的变化关系如图所示，则Q点加入①溶液________（填“大于”“小于”或“等于”）起始②溶液的体积；对应溶液中水的电离程度M点________N点（填“大于”“小于”或“等于”）。

③在25℃下，将amol·L－1的NaX溶液与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH＝7，则a________0.01（填“＞”“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HX的电离常数Ka＝________。

【信息提取】　

（1）Ka＝7.1×10－4＞Kb＝1.7×10－5⇒NH

的水解程度大于NO

的水解程度⇒c（H＋）＞c（OH－）。

（2）①左通N2右通H2⇒左电极为正极，右电极为负极⇒H＋移向左侧溶液；②正极区呈红色⇒c（OH－）＞c（H＋）。

（3）HSO

H＋＋SO

⇒NH

水解生成H＋⇒HSO

电离平衡左移。

（4）c（OH－）H2O（①）小于c（OH－）H2O（②）⇒HX为弱酸；pOH＝－lgc（OH－）⇒pOH越大，c（OH－）越小；HXH＋＋X－⇒Ka＝

。

【标准答案】　

（1）NO

水解呈碱性，使NH

的水解平衡向水解方向移动，促进水解（2分）　c（NO

）＞c（NH

）＞c（H＋）＞c（OH－）（2分）　1.4×10－11（2分）

（2）N2＋8H＋＋6e－===2NH

（2分）

5×10－3mol/L（3分）　c（NH

）＞c（Cl－）＞c（OH－）＞c（H＋）（2分）

（3）NH4HSO3（2分）　HSO

H＋＋SO

，NH

水解使c（H＋）增大，电离平衡左移，c（SO

）减小（3分）

（4）①c（Na＋）＞c（X－）＞c（OH－）＞c（H＋）（2分）

②小于（1分）　等于（1分）

③＞（2分）　（a－0.01）×10－5（3分）

【评分细则】　

（1）NO

水解呈碱性和促进NH

水解两要点各1分；离子浓度比较时，不用浓度符号c（X）表示的不给分。

（2）不配平不给分；写成：

N2＋6H＋＋6e－===2NH3不给分，写成N2＋8H2O＋6e－===2NH

＋8OH－的不给分；漏掉单位或错写单位不给分；

（3）无“HSO

H＋＋SO

”化学用语，扣1分，要点不全酌情扣分。

（4）②填“＜”，“＝”不给分；③填“大于”不给分；填（100a－1）×10－7也给分，其他合理代数式也给分。

1．审题忠告　

（1）对于溶液中水电离程度的判断时要做到：

①明确酸、碱溶液（抑制水电离）还是水解呈酸性或碱性的盐溶液（促进水电离）；②酸、碱电离出的c（H＋）或c（OH－）越大，对水电离抑制越大；水解生成的c（H＋）或c（OH－）越大，对水电离促进越大。

（2）对同一溶液中不同粒子浓度比较时，要做到：

①明确单一溶液还是混合液；②分析溶液中溶质粒子的电离和水解问题包括程度大小；③分析溶液中粒子的来源途径；④理解溶液中的两守恒（电离守恒和物料守恒）及应用。

（3）对于溶液中某些常数的应用要知道下列关系：

①KW＝c（H＋）·c（OH－），

②HAH＋＋A－的Ka＝

，

③A－＋H2OHA＋OH－的Kh＝

，

④Kh＝

，

⑤XY（s）＋Z－（aq）XZ（s）＋Y－（aq）的K＝

＝

。

2．答题忠告

（1）在守恒式中要注意系数不能遗漏。

①在列电荷守恒式时，注意离子所带电荷的多