化学反应原理专题.docx

化学反应原理专题
宋玉林
一、化学平衡
〖考查方式〗：1.结合数表、图形计算化学反应速率及化学方程式的计量系数；2.利用“三列式”计算平衡常数、平衡转化率；3.求取值范围；4.判断改变化学平衡移动的条件；5.计算可逆反应热效应；6.“等效平衡”的应用；7.化工生产条件的选择；8.利用平衡原理分析自然、化工生产中的实际问题。
【例1】．（2011高考浙江卷）[14分]某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10－3mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A． B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：__________________________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量______（填“增加”、“减小”或“不变”）。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。
（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间变化趋势如图所示。

⑤计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率___________________________。
⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：_______________________。
【例2】．（2011高考上海卷）自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km，压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+ 2H2O(g)+148.9 kJ
根据题意完成下列填空：
（1）在地壳深处容易有 气体逸出，在地壳浅处容易有 沉积。
（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应 （选填编号）。
a．一定向正反应方向移动 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时， （选填编号）。
a．2v正(HF)=v逆(H2O) b．v(H2O)=2v(SiF4)
c．SiO2的质量保持不变 d．反应物不再转化为生成物
（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0 min，容器内气体的密度增大了0.12 g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为 。
【例3】.（2011高考四川卷）可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g) 、2M（g）N（g）+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：
下列判断正确的是（ C ）
A. 反应的正反应是吸热反应
B. 达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15
C. 达平衡（I）时，X的转化率为
D. 在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数相等

二、电化学原理
〖考查方式〗：1.原电池、电解池的识别与比较；2.电极反应及书写电极方程式（特别是非水溶剂以及固体电解质）；3.有关计算（守恒法），如：溶液pH计算、阿伏加德罗常数计算；4.电解混合电解质溶液；5.电化学在化工生产中的应用
【例4】．（2012高考浙江卷）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下，下列说法不正确的是（D）
A．在阴极式，发生的电极反应为：
2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2＋2H＋ ＋H2O向右移动
C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑
D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为1－
【例5】.（2011高考广东卷）某小组为研究电化学原理，
设计如图2装置。下列叙述不正确的是（D）
A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= Cu
C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
【例6】.(14分）（2013武汉四月调考）甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。
I .工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇：

(1)在容积为1L的恒容容器中，分别研究在2300C、2500C和2700C三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和C0的起始组成比（起始时CO的物质 的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线X对应的 温度是_________图中a点对应的平衡常数K=_________。
(2)某温度下，将1 mol CO和3 mol H2充入1 L的密闭容器中,充分反应后，达到平衡时 c(C0) =0.1 mol/L.若保持温度和体积不变,将起始物质的物质的量改为a mol CO、b mol H2 ,c mol CH3OH,欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是_________。
II.下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A，B两极上产生的气体体积相同。

(3)甲中负极的电极反应式为_____,
(4)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为_____。.
(5) 丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的
量变化关系如右图，则图中②线表示的是_____离子的变化；反应
结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要 _____ mL
5. 0 moL/L NaOH 溶液
三、电解质溶液
〖考查方式〗：1.电解质溶液离子浓度大小的比较（特别是混合溶液）；2.溶度积的应用：判断离子是否沉淀以及是否沉淀完全、控制溶液的pH分离离子、沉淀是否转化以及转化反应的平衡常数；3.等量关系（物料守恒、电荷守恒、质子条件）
【例7】.（2012高考江苏卷） 25℃时，有c(CH3COOH)+c(CH3COO－)= 0. 1 mol·L-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO－)与pH 的关系如图7 所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述正确的是（ BC ）
A． pH=5. 5 的溶液中：
c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
B． W 点所表示的溶液中：
c(Na＋)+c(H＋)= c(CH3COOH)+c(OH－)
C． pH = 3. 5 的溶液中：
c(Na＋) +c(H＋) -c(OH－) +c(CH3COOH)= 0. 1mol·L-1
D． 向W 点所表示的1. 0 L 溶液中通入0. 05 mol HCl 气体(溶液体积变化可忽略)：c(H＋)= c(CH3COOH)+c(OH－)
【例8】．（2012高考上海卷）常温下a mol/L CH3COOH溶液和b mol/L KOH稀溶液等体积混合，下列判断一定错误的是（ C ）
A．若c(OH－)> c(H+)，a＝b
B．若c(K+)> c(CH3COO－)，a＞b
C．若c(OH－)＝c(H+)，a＞b
D．若c(K+)＜c(CH3COO－)，a＜b
【例9】．（2012高考浙江卷）水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、、、、、中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：

下列判断正确的是（C）
A．气体甲一定是纯净物 B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物
C．K＋、和一定存在于溶液X中 D．和一定不存在于溶液X中
【例10】.（2011高考江苏卷）下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（BD）
A.在0.1 mol·L－1NaHCO3溶液中：c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(H2CO3)
B.在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO3－)＋2c(H2CO3－)
C.向0.2 mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1NaOH溶液：
c(CO32－)＞ c(HCO3－)＞ c(OH－)＞c(H＋)
D.常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7, c(Na＋)＝0.1 mol·L－1]：
c(Na＋)＝c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＝c(OH－)

四、化学反应能量变化
〖考查方式〗：1.计算反应热以及判断化学反应方向（△G）；2.书写热化学方程式（燃烧热）；3.计算键能；4.中和热测定；5.结合化学平衡、电化学原理进行综合计算
【例11】.（2012高考江苏卷） 某反应的反应过程中能量变化如图1 所示(图中E1 表示正反应的活化能，E2 表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 （ C ）
A. 该反应为放热反应
B. 催化剂能改变该反应的焓变
C. 催化剂能降低该反应的活化能
D. 逆反应的活化能大于正反应的活化能
【例12】．（2012高考重庆卷）肼（）是一种高能燃
料，有关化学反应的能量变化如题12所示，已知断裂
1mol化学键所需的能量（kJ）：为942、
为500、为154，则断裂1mol键所需的能
量（KJ）是（ B ）
A．194
B．391
C．516
D．658

五、酸碱中和滴定及氧化还原滴定
〖考查方式〗：1.酸碱中和滴定及氧化还原滴定指示剂的选择、终点的判断；2.中和滴定的计算；3.氧化还原滴定的计算；4.结合溶液的配制进行误差分析；5.绘制滴定曲线
【例13】.（16分）（2011高考四川卷）三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·xH2O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：
（1） 铁含量的测定
步骤一：称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液。
步骤二：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成Mn2+。向反应后的溶液中计入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02ml滴定中MnO4-，被还原成Mn2+ 。
重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.98ml
请回答下列问题：
① 配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、_______、转移、洗涤并转移、________摇匀。
② 加入锌粉的目的是________。
③ 写出步骤三中发生反应的离子方程式________。
④ 实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中，若加入的KMnO4的溶液的量不够，则测得的铁含量__________。（选填“偏低”“偏高”“不变”）
（2） 结晶水的测定
将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误；_________;_________。

6