1、能力展示一、 涉及的知识块化学反应与能量(反应热、电化学)、化学反应速率和化学平衡。二、 题型结构和特点1. 给出图像(或表格)信息,找出不同条件对反应速率的影响(1) 图像主要有:化学反应速率、化学平衡(或化学反应速率与化学平衡相结合)的图像。转化率与时间在不同温度下的变化曲线。如2010年广东高考:在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的转化率()在不同温度下随反应时间(t)的变化见下图。产量与时间在不同催化剂下的变化曲线。如2011年广东高考:利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(、)作
2、用下,CH4产量随光照时间的变化如下图所示。(2) 表格主要有:浓度与化学反应速率。如2012年广东高考:为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0V4.04.02.0(3) 如广东2013年高考题:为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图1),某研究小组测定两组实验中浓度和体系pH,结果见图2和下表。图1图2编号反应物反应前pH反应后pH第1组 O3+I-5.211.0第2组O3+I-+Fe2+5.24.22. 分析不同条件
3、的影响因素以后,按要求作图(1) 如2011年广东高考:画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。画图要标注纵坐标、横坐标和H、反应物、生成物。注意反应物与生成物的能量高低。(2) 如2012年广东高考:分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。画图注意:加入催化剂,化学反应速率加快,反应完全所需时间少;降低反应温度,化学反应速率减慢,反应完全所需的时间多。但该反应不是可逆反应,不管改变何种外界条件,反应完全时c(S2)不变。3. 利用盖斯定律进行简单计算,写出热化学方程式,判断反应是吸热反应还是放热反应。经常会涉及电化学的考查,如电极的判断、
4、电极反应式的书写。(1) (2010广东高考)该反应的H(填“”)0。(2) (2011广东高考)由CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的H=+206 kJmol-1得知反应是吸热反应,然后作出能量图。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802kJmol-1,写出由CO2生成CO的热化学方程式:。(3) (2012广东高考)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应如下:2Li(s)+I2(s)2LiI(s) H已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2则电池反应的H
5、=;碘电极作为该电池的极。(4) (2013广东高考)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:I-(aq)+O3(g)IO-(aq)+O2(g)H1IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)H2HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)H3总反应的化学方程式为,其反应的H=。4. 有关计算,这类综合题一定会涉及化学基本计算:(1) (2010广东高考)H3BO3溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l)B(OH)4-(aq)+H+(aq)。已知0.70molL-1 H3BO3
6、溶液中,上述反应于298 K达到平衡时,c平衡(H+)=2.010-5molL-1,c平衡(H3BO3)c起始(H3BO3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K。(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中,计算结果保留两位有效数字)某温度时平衡常数K等于生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积之比。理解平衡常数K的概念易得出正确结果。K=5.710-10(2) (2011广东高考)将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。设CH4的初
7、始物质的量为xmol。则CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)初始浓度/molL-1:xx 0 0转化浓度/molL-1:0.100.100.100.30平衡浓度/molL-1:x-0.10x-0.100.100.30K=27解得x=0.11转化率=100%=91%(3)(2012广东高考)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2与S2初始的物质的量需满足的关系为n(S2)n(S2)。 I2遇淀粉溶液变蓝,依题意,第一个反应生成的I2易被Na2S2O3还原,当Na2S2O3耗尽,
8、I2才存在溶液中,这时溶液才变蓝。将题给两个反应相加可知S22S2,由两种离子的关系可知n(S2)n(S2)p1)压强下的曲线。(4) 请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因牋。2. (2013肇庆一模)消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。(1) 汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T 时,向5L密闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2,在5min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5mol(不考虑后续反应)。则5min内该反应的平均速率v(NO)=;在T时,该反应
9、的平衡常数K=。反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是(填字母)。a. 混合气体的密度b. 混合气体的压强 c. 正反应速率d. 单位时间内,N2和NO的消耗量之比(2) 用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。已知:2NO(g)N2(g)+O2(g) H=-180.5kJmol-12H2O(l)2H2(g)+O2(g) H=+571.6kJmol-1则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是。(3) 当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)中
10、,NO的浓度c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。该反应的H(填“”或“S2 ,在上图中画出c(NO) 在T1、 S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(并作相应标注)。趁热打铁,事半功倍。请同学们及时完成配套检测与评估中的练习第175-178页。专题八化学反应原理综合题型研究【典题演示】变式训练1(1) 22.5(2) 和和(3) 0.010或1.010-2(4) 变式训练2(1) 0.3molL-1min-1(2) 或(3) ab(4) 二(5) NO、NO2-1627.2kJmol-1CO(NH2)2+H2O-6e-CO2+N2+6H+【课堂评价】1. (1) b放热(2) 1.2010-35.8010-3探究等质量催化剂比表面积不同时对合成甲醇化学反应速率的影响规律(3) CO的转化率随温度的升高而降低(4) NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCH+C、H2OH+OH-,Mg和H+反应生成H2和Mg2+,Mg2+与OH-、C生成难溶物Mg(OH)23MgCO3,则H+、OH-、C的浓度均降低,促使上述两平衡均向右移动。故Mg与饱和NaHCO3溶液反应产生大量H22. (1) 0.2molL-1min-11.25cd(2) 2H2(g)+2NO(g)2H2O(l)+N2(g)H =-752.1kJmol-1(3)
