专题九--四大题型-化学反应原理的考查形式

专题九 化学反应原理的考查形式

【考查内容】

该类题主要把热化学、电化学、化学反应速率及四大平衡知识融合在一起命题，有时有图像或图表形式，重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。设问较多，考查的内容也就较多，导致思维转换角度较大。试题的难度较大，对思维能力的要求较高。 【常设问题】

1、反应热的计算、热化学方程式的书写 2、化学反应速率影响因素及有关计算 3、化学平衡的移动及有关计算 4、四大平衡常数的计算和应用 5、电化学原理及工业生产和日常生活中的实际应用 【答题策略】

该类题尽管设问较多，考查内容较多，但都是《考试大纲》要求的内容，不会出现偏、怪、难的问题，因此要充满信心，分析时要冷静，不能急于求成。这类试题考查的内容很基础，陌生度也不大，所以复习时一定要重视盖斯定律的应用与热化学方程式的书写技巧及注意事项;有关各类平衡移动的判断、常数的表达式、影响因素及相关计算;影响速率的因素及有关计算的关系式;电化学中两极的判断、离子移动方向、离子放电先后顺序、电极反应式的书写及有关利用电子守恒的计算;电离程度、水解程度的强弱判断及离子浓度大小比较技巧等基础知识，都是平时复习时应特别注意的重点。在理解这些原理或实质时，也可以借用图表来直观理解，同时也有利于提高自己分析图表的能力与技巧。总结思维的技巧和方法，答题时注意规范细致。再者是该类题的问题设计一般没有递进性，故答题时可跳跃式解答，千万不能放弃。 【主要题型】

1．以某物质为载体 例题：（2014年全国新课标理综Ⅰ卷）乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水

合法或间接水合法生产。回答下列问题： （1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙

醇。写出相应反应的化学方程式 （2）已知：甲醇脱水反应 2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g) H1＝－23.9kJ·mol－1

甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g)

H2＝－29.1 kJ·mol－1

乙醇异构化反应 C2H5OH(g)＝CH3OCH3(g) H3＝ +50..7 kJ·mol－1 则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的H＝ kJ·mol－1 与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是：

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。

（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 (其中

n(H2O):n(C2H4)=1:1)

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中 A 点的平衡常数Kp＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

②图中压强p1、p2、p3、p4 的大小顺序为： ，理由是： ③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度 290℃、压强 6.9MPa，n(H2O):n(C2H4)=0.6:1。乙烯的转化率为 5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。

2．以某化学反应为载体

例题：（2013年全国新课标Ⅱ卷）在1.0 L密闭容器中放入0.10 molA（g），在一定温度进

行如下反应应： A(g)时间t/h 总压强p/100 kPa 回答下列问题：

（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 。

（2）由总压强P和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为 。

平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K 。 （3）①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n

（A），n总= mol，n（A）= mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a= 反应时间t/h c（A）/（mol·L-1） 0 0.10 4 a 8 0.026 16 0.0065 0 4.91 1 5.58 B(g) + C(g ) △H =+85.1kJ·mol-1

2 6.32 4 7.31 8 8.54 16 9.50 20 9.52 25 9.53 30 9.53 反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表： 分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是 ，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c（A）为 mol·L-1

3．以应用技术为载体

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例题：（2014年广东理综）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到

高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

-1

①1/4CaSO4(s)+CO(g)⇋1/4CaS(s)+CO2(g) ∆H1=-47.3kJ∙mol

-1

②CaSO4(s)+CO(g)⇋CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ∆H2=+210.5kJ∙mol

-1

③CO(g)⇋1/2C(s)+1/2CO2(g) ∆H3=-86.2kJ∙mol

（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)⇋CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)的∆H＝___________

（用∆H1、∆H2和∆H3表示）

（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK随反应

温度T的变化曲线见图18，结合各反应的 ∆H，归纳lgK-T曲线变化规律：

a)_______________________________ b)____________________________

（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900℃达到平衡，c平衡

-5-1

(CO)=8.0X10 mol∙L，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。

（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_ 。 （5）以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再

生CaSO4，该反应的化学方程式为_______________ ；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为 ________________ 。

【强化训练】

1.某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用酸性KMnO4溶液

-1-1

的浓度可选择0.010 mol·L、0.0010 mol·L， 催化剂的用量可选择0.5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、

-1

H2C2O4溶液（0.10 mol·L）的用量均为2 mL。 （1）已知草酸溶液中各种微粒存在形式的分布曲线

图如右，请写出KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反

应的离子方程式 （2）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中

填出对应的实验编号：

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酸性KMnO4溶催化剂的T/K 液的浓度／用量 / g -1mol·L 298 0.5 0.010 实验编号 ① ② ③ ④ 实验目的 a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； b. 实验①和 探究温度对反应速率的影响； c. 实验①和 探究催化剂对反应速率的影响。 （3）该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4并简述选择的理由。 （4）某同学对实验①和②分别进行了三次实

验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

① 实验Ⅱ中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为 （忽略混合前后溶液的体积变化）。

② 该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO4溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确 （填“是”或“否”）。他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行 （填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方案： 。

（5）已知常温下氢氧化铜的溶度积常数Ksp ＝ 6×10

-1

－20

实验编号 Ⅰ Ⅱ 溶液褪色所需时间 t / min 第1次 第2次 第3次 14.0 13.0 11.0 6.5 6.7 6.8 ，将50mL 0.01mol·L的硫酸铜

-1

溶液与 50mL 0.04mol·L氢氧化钠溶液混合，充分反应后，溶液中铜离子的物质的量浓度为

2．高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。

2－2－－

（1）请完成FeO4与水反应的方程式：4FeO4＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH＋_____。

K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是 和 。

2－－1

（2）将适量K2FeO4配制成c(FeO4) ＝1.0 mmol·L的试样，将试样分别置于20℃、30℃、

2－

40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO4)的变化，结果见图Ⅰ。第（1）题中的反

2－

应为FeO4变化的主反应，则温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 ；发生反应的△H 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

2－

（3）FeO4在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 （填字母）。

A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态

－

B．向pH＝2的这种溶液中加KOH溶液至pH＝10，HFeO4的分布分数先增大后减小 C．向pH＝8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：

－－

H2FeO4＋OH＝HFeO4＋H2O

+－

（4）H2FeO4H+HFeO4的电离平衡常数表达式为K=___________________

分布分数

－1 H3FeO4

H2FeO4

＋

HFeO4

－

FeO42

－

c(FeO42-)/mmol·L4 / 6

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1.(1) C2H4+H2SO4 ══C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O══C2H5OH+H2SO4

(2) −45.5；污染小、腐蚀性小等 (3)

①

20%npp(C2H5OH)201802n20%nKp20.07(MPa)1p(C2H4)p(H2O)(80%np)2807.85MPa2n20%n

② p12. （1）升高温度、降低压强 （2分） （2）

（3）

②0.051 （2分） 达到平衡前每间隔4h，c(A)减少约一半 （2分） 0.013 （1分） 3.(1)4△H1 + △H2 + 2△H3 (2) a)当温度为500℃时，反应①的lgK最大，此时副反应最弱，反应①的进行程度最大，随着温度的升高，反应①的lgK变小，反应的进行程度变小

b)当温度为500℃时，反应③的lgK=-6.3，说明反应③的进行程度很小，几乎没有发生，随着温度的升高，副反应③的lgK迅速变大。

或当温度略高于1100℃时，副反应②、③的lgK相等，主反应的lgK明显变小。说明此时副反应对主反应影响较大 (3)解：99%

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(4)CaCO3 (5)

5．（1）3O2 （气体符号不扣分）（2分）杀菌消毒，吸附（净水）（或其他合理答案）（各2分，共4分）

（2）温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动（或其他合理答案）（4分）

＞（2分）

c(HFeO4)c(H)（3）B（2分）（4）K（2分）

c(H2FeO4)6．⑴ 2MnO4＋5H2C2O4＋6H＝2Mn＋10CO2↑＋8H2O ⑵

实验 催化剂的酸性KMnO4溶液的T/K -1编号 用量 / g 浓度／mol·L ① －＋2＋

实验目的 ② 298 0.5 0.0010 b. ③ ③ 323 0.5 0.010 c. ④ ④ 298 0 0.010 －－2

⑶MnSO4，如选用MnCl2，则酸性高锰酸钾会与Cl反应，而且引入了Cl无法证明是Mn＋

起了催化作用

－4－1－1

⑷① 1.0×10mol·L·min

② 否 否 取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应

（5

）6×10

－16

mol·L

-1

6 / 6