2019年高考化學(xué)大串講 專題18 化學(xué)反應(yīng)原理教案.doc
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專題18 化學(xué)反應(yīng)原理一、化學(xué)反應(yīng)原理試題主要解決四個方面的問題:1、熟練掌握反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱的概念,熱化學(xué)方程式表示的意義,能用鍵能、蓋斯定律進行化學(xué)反應(yīng)熱的計算,對于較復(fù)雜的熱化學(xué)方程式,能根據(jù)題目中的隱含條件構(gòu)造出新的熱化學(xué)方程式。2、化學(xué)平衡主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)反應(yīng)速率大小比較,有時可借助速率圖像解答?;瘜W(xué)平衡必考的是化學(xué)平衡常數(shù),化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),計算時必須用平衡時各物質(zhì)的濃度計算,某一時刻化學(xué)反應(yīng)進行方向的判斷要通過濃度熵比較。3、化學(xué)理論綜合題中最容易失分的是速率與平衡的陌生圖象,在非選擇題中的陌生圖象打破了傳統(tǒng)的速率平衡圖象模式,反應(yīng)體系不再局限于氣相反應(yīng),引入了更多的液相反應(yīng),縱坐標和橫坐標不再局限于時間、溫度、壓強、速率、轉(zhuǎn)化率等物理量,而是引入了更多的變量,如兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比、兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比的負對數(shù)等,使得圖象更新穎、信息容量更大、題目難度更大。4、原電池和電解池(1)原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng),常出現(xiàn)電極材料溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象;正極發(fā)生還原反應(yīng),常出現(xiàn)質(zhì)量不變或增重、有氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。(2)電解池中與電源負極連接的陰極材料不反應(yīng),與電源正極連接的陽極(除惰性電極外)材料發(fā)生氧化反應(yīng),可能出現(xiàn)電極溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象。(3)Fe在原電池與電解池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)時失去2個電子生成Fe2。(4)可充電電池的放電反應(yīng)是原電池反應(yīng),充電反應(yīng)是電解池反應(yīng)。放電過程中原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng),充電過程中電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)。二、考點突破1、反應(yīng)熱問題(1)從宏觀角度分析:HH1(生成物的總能量)H2(反應(yīng)物的總能量)(2)從微觀角度分析:HE1(反應(yīng)物的鍵能總和)E2(生成物的鍵能總和)(3)從活化能角度分析:HE1(正反應(yīng)活化能)E2(逆反應(yīng)活化能)(4)根據(jù)蓋斯定律計算:計算步驟:計算方法:例1 NH3可用于生產(chǎn)硝酸和尿素。(1)生產(chǎn)硝酸: NH3催化氧化是工業(yè)制硝酸的第一步反應(yīng),其化學(xué)方程式是_。 除此之外,還可能發(fā)生以下副反應(yīng):4NH3 (g)+ 4O2 (g) = 2N2O (g) +6H2O (g) H=1105 kJ/mol4NH3 (g) + 3O2 (g) = 2N2 (g) +6H2 O(g) H=1269 kJ/mol兩個副反應(yīng)在理論上趨勢均很大,但實際生產(chǎn)中影響并不大,原因是_。(2)生產(chǎn)尿素: 尿素的合成分兩步進行:a2NH3 (g)CO2(g) NH2COONH4(l) H=117 kJ/mol bNH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l) H=15 kJ/mol 寫出總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。 右圖為n(NH3):n(CO2) = 4 : 1時,溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率的影響。解釋溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因:_。 測定尿素樣品含氮量的方法如下:取a g尿素樣品,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,則尿素樣品中氮元素的質(zhì)量分數(shù)是_。【答案】 4NH3+ 5O2 4NO +6H2O 使用催化劑提高氨的催化反應(yīng)的選擇性 2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(l) + H2O(l) H= 102 kJ/mol 升高溫度,反應(yīng)b正向移動 14(2c1v1c2v2)103/a例2 NOx會造成大氣污染,在工業(yè)上采用多種方法進行處理。I.氧化法:煙氣中的NO經(jīng)O3預(yù)處理后轉(zhuǎn)化為NO2,再用CaSO3懸濁液吸收NO2。已知:常溫下,CaSO4的沉淀溶解平衡常數(shù)數(shù)值為9.110-6,CaSO3的沉淀溶解平衡常數(shù)數(shù)值為3.110-7。(1)NO與O3反應(yīng)過程的能量變化如下:NO被O3氧化的總反應(yīng)是化合反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 _。(2)將CaSO3懸濁液靜置,取上層清液,測得pH約為8,用化學(xué)用語解釋其原因為_。(3)用CaSO3懸濁液吸收NO2,將其轉(zhuǎn)化為HNO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)在實際吸收NO2的過程中,通過向CaSO3懸濁液中加入Na2SO4固體,提高NO2的吸收速率,從溶解平衡的角度解釋其原因:_。II. 選擇性非催化還原法:該反應(yīng)不使用催化劑,但必須在高溫有氧下利用NH3做還原劑與 NOx 進行選擇性反應(yīng):4NH3 + 4NO + O2 3N2 + 6H2O,不同溫度(T)下,反應(yīng)時間(t)與NO濃度的關(guān)系如右圖所示。(5)判斷該反應(yīng)為_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),說明理由:_ ?!敬鸢浮?3NO(g) + O3(g) 3NO2(g) H= -317.3 kJmol1 SO32- + H2O HSO3- + OH- CaSO3 + 2NO2 + H2O 2HNO2 + CaSO4 CaSO3濁液中存在:CaSO3(s) Ca2+(aq) + SO32-(aq),加入Na2SO4固體,由于CaSO4的Ksp較小,SO42-與Ca2+結(jié)合生成CaSO4沉淀,c(Ca2+)減小,平衡正向移動,導(dǎo)致c(SO32-)增大,從而使NO2的吸收速率加快 放熱 由圖像中T1下反應(yīng)先達平衡可推斷T1T2,由T1(高溫)時NO的平衡濃度高可推斷正反應(yīng)是放熱反應(yīng)【解析】I. (1). 由左圖可知,NO和O3反應(yīng)生成NO2和O2的熱化學(xué)方程式為:NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H=200.9kJ/mol ,由右圖可知,NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式為:NO(g) 2、化學(xué)平衡問題(1)外界條件對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律溫度的影響升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動;降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動濃度的影響增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動;減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動壓強的影響增大壓強會使平衡向氣體體積減小的方向移動;減小壓強會使平衡向氣體體積增大的方向移動(2)化學(xué)平衡計算中兩組常用公式:在可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)中化學(xué)平衡常數(shù)(K)與濃度商(Q),K(式中的濃度是指平衡狀態(tài)的濃度,固體物質(zhì)、純液體、水溶液中進行的反應(yīng),H2O不列入平衡常數(shù)的計算表達式中;氣體反應(yīng)、有機反應(yīng),H2O的濃度要列入平衡常數(shù)的計算表達式中),Q(式中的濃度是任意時刻的濃度)。轉(zhuǎn)化率。3、陌生平衡圖象的問題(1)投料比溫度圖像仔細分析所給圖像縱橫坐標表示的含義,圖中曲線表示的物質(zhì)量、變化趨勢,充分挖掘圖像信息中的隱含條件,如圖示中的最高點、最低點、交匯點、突變點都是提供解題信息的關(guān)鍵點。(2)氣體的物質(zhì)的量之比的對數(shù)溫度圖像此類試題圖像給出很多信息,要求我們要有很強的讀圖能力,如能根據(jù)等溫線分析圖像,并找到解題所需要的關(guān)鍵信息,一定要清楚氣體的物質(zhì)的量之比的含義。(3)脫除率溫度圖像利用化學(xué)反應(yīng)可以除去有害物質(zhì),如何提高除去效果,這是化學(xué)平衡中需要解決的問題,此類圖像曲線較復(fù)雜,變化趨勢隨溫度不同有時升高有時降低,解題時更要細心。例3NO2 與SO2能發(fā)生反應(yīng):NO2+SO2SO3+NO,某研究小組對此進行相關(guān)實驗探究。(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H=-113.0kJmol-1 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=-196.6kJmol-1則NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) H=_。(2)實驗中,尾氣可以用堿溶液吸收。NaOH 溶液吸收NO2時,發(fā)生的反應(yīng)為:2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O,反應(yīng)中的還原劑是_;用NaOH 溶液吸收少量SO2的離子方程式為_。(3)在固定體積的密閉容器中,使用某種催化劑,改變原料氣配比n0(NO2)n0(SO2)進行多組實驗(各次實驗的溫度可能相同,也可能不同),測定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率a(NO2)。部分實驗結(jié)果如圖所示:當容器內(nèi)_(填標號)不再隨時間的變化而改變時,可以判斷反應(yīng)達到了化學(xué)平衡狀態(tài)。a.氣體的壓強 b.氣體的平均摩爾質(zhì)量c.氣體的密度 d.NO2的體積分數(shù)如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài),應(yīng)采取的措施是_。若A 點對應(yīng)實驗中,SO2(g)的起始濃度為c0 molL-1,經(jīng)過t min達到平衡狀態(tài),該時段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)=_molL-1min-1。圖中C、D 兩點對應(yīng)的實驗溫度分別為Tc和Td,通過計算判斷:Tc_Td(填 “”、“=”或“”“乙 Cv乙 v丙v甲 DP乙P甲=P丙(4)合成氣可以制取甲醚,綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”工作原理如下圖所示 電極Y 上發(fā)生的反應(yīng)式為_ ;電池在放電過程中,電極X周圍溶液的pH_(填“增大、減小、不變”)。【答案】 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H= +206kJ/mol 0.12molL-1min-1 21.87 AC BD O2+4e-+4H+=2H2O 減小例6近年科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想。把含有大量CO2的空氣吹入K2CO3溶液中,再把CO2從溶液中提取出來,并使之與H2反應(yīng)生成可再生能源甲醇。其工藝流程如下圖所示:回答下列問題:(1)進入分解池中主要物質(zhì)是_;在合成塔中,若有4.4kgCO2與足量H2反應(yīng),生成氣態(tài)的H2O和CH3OH,可放出5370kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。(2)該工藝在哪些方面體現(xiàn)了“綠色自由”構(gòu)想中的“綠色”:_;_。(3)一定條件下,往2L恒容密閉容器中充入1.0molCO2和3.0 mol H2,在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如下圖所示:催化劑效果最佳的是_(填“催化劑I”“催化劑”,“催化劑”)。b點v(正)_v(逆)(填“”,“ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度開高,平衡逆向移動 2.1 2CO22CO+O2 2.310-8- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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