2021版高考化学一轮复习选考题型突破系列十课件苏教版 52页

选考题型突破系列 ( 十 ) 化学反应原理综合应用 ( 非选择题 ) 【 题型特点 】 1. 试题特点 : 题材广 , 信息量大 , 与生产、生活、高科技、社会热点联系尤为突出 , 考查知识面大。 2. 考查能力 : 考查阅读辨析、提取关键信息、图象分析归纳、知识迁移应用等综合能力。 3. 考查知识 : 主要考查化学反应原理的四大知识版块 : 热化学、电化学、化学反应速率与化学平衡、水溶液。 4. 考查角度 (1) 热化学 : 反应方向的判断 ;Δ H 、 Δ S 正负的判断及计算 ;Δ H 大小对反应的影响、热化学方程式的书写。 (2) 电化学 : 电极反应式或电池总反应式的书写、电极产物的判断。 (3) 化学反应速率与化学平衡 : 反应速率的图象、反应速率受外界条件的影响、反应速率的计算 ; 平衡常数的计算、外界条件对平衡的影响、有关物质浓度转化率的计算。 (4) 水溶液 : 电离度、离子浓度的计算 ;pH 的计算。 【 典题示例 】 【 典例 】 (2019· 浙江 4 月选考真题 ) 水是“生命之基 质” , 是“永远值得探究的物质”。 (1) 关于反应 H 2 (g)+1/2O 2 (g)====H 2 O(l), 下列说法不正 确的是 ________ 。  A. 焓变 Δ H <0, 熵变 Δ S <0 ﹒ ﹒ ﹒ B. 可以把反应设计成原电池 , 实现能量的转化 C. 一定条件下 , 若观察不到水的生成 , 说明该条件下反应不能自发进行 D. 选用合适的催化剂 , 有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行 (2)① 根据 H 2 O 的成键特点 , 画出与图中 H 2 O 分子直接相连的所有氢键 (O—H…O)________ 。  ② 将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中 , 测定不同温 度 (T) 下气态、液态水平衡共存 [H 2 O(l) H 2 O(g)] 时 的压强 ( p ) 。在图中画出从 20℃ 开始经过 100℃ 的 p 随 T 变化关系示意图 (20℃ 时的平衡压强用 p 1 表示 ) ________________________________ 。  (3) 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度 (374.2℃) 、临界压强 (22.1 MPa) 时的水称为超临界水。 ①与常温常压的水相比 , 高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因 __________________________ 。  ② 如果水的离子积 K w 从 1.0×10 -14 增大到 1.0×10 -10 , 则相应的电离度是原来的 ________ 倍。  ③ 超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶 , 由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下 , 测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示 , 其中 x 为以碳元素计的物质的量分数 , t 为反应时间。 下列说法合理的是 ________ 。  A. 乙醇的超临界水氧化过程中 , 一氧化碳是中间产物 , 二氧化碳是最终产物 B. 在 550℃ 条件下 , 反应时间大于 15 s 时 , 乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全 C. 乙醇的超临界水氧化过程中 , 乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率 , 而且两者数值相等 D. 随温度升高 , x CO 峰值出现的时间提前 , 且峰值更高 , 说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大 【 解析 】 (1)A. 氢气燃烧是放热反应 ,Δ H <0, 该反应中气体变为液体 , 为熵减过程 , 故 Δ S <0,A 项正确 ; B. 该反应可设计为氢氧燃料电池 , 其化学能转化为电能 ,B 项正确 ;C. 某条件下自发反应是一种倾向 , 不代表真实发生 , 自发反应往往也需要一定的反应条件才能发生 , 如点燃氢气 ,C 项错误 ;D. 催化剂降低活化能 , 加快反应速率 ,D 项正确。 (2)①H 2 O 电子式为 , 存在两对孤电子对 , 因而 氧原子可形成两组氢键 , 每个氢原子形成一个氢键 , 图 为 ②100℃,101kPa 为水的气液分界点 ,20℃ 和 p 1 为另一个气液分界点 , 同时升高温度和增加压强利于水从液体变为气体 , 因而曲线为增曲线 , 可作图为 (3)① 水的电离为吸热过程 , 升高温度有利于电离 , 压强 对固液体影响不大 , 可忽略。 ② c (H + )= 当 K w =1.0×10 -14 , c 1 (H + )=10 -7 mol · L -1 , 当 K w =1.0×10 -10 , c 2 (H + )=10 -5 mol · L -1 , 易知后者是前者 的 100 倍 , 所以相应的电离度是原来的 100 倍。 ③A. 观察 x - t 图象可知 ,CO 先增加后减少 ,CO 2 一直在增加 , 所以 CO 为中间产物 ,CO 2 为最终产物 ,A 项正确 ;B. 观察 x - t 图象 ,15 s 后乙醇减少为 0, 而 x CO - t 图象中 550℃,CO 在 15 s 减为 0, 说明乙醇氧化为 CO 2 趋于完全 ,B 项正确 ;C. 乙 醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示 反应的速率 , 但两者数值不相等 , 比值为化学计量数之 比 , 等于 1∶2,C 项错误 ;D. 随着温度的升高 , 乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大 , 但 CO 是中间产物 , 为乙醇不完全氧化的结果 ,CO 峰值出现的时间提前 , 且峰值更高 , 说明乙醇氧化为 CO 和 CO 2 速率必须加快 , 且大于 CO 的氧化速率 ,D 项正确。 答案 : (1)C 　 (2)① 　 ② (3)① 水的电离为吸热过程 , 升高温度有利于电离 ( 压强对电离平衡影响不大 ) 　② 100 　③ ABD 【 类题通法 】 一、四大平衡常数的比较及应用 1. 四大平衡常数的比较 注意 : (1) 四大平衡的基本特征相同 , 包括逆、动、等、定、变 , 其研究对象均为可逆变化过程。 (2) 溶解平衡均有放热反应、吸热反应 , 升高温度后 K sp 值可能变大或变小 ; 而电离平衡、水解平衡均为吸热过程 , 升高温度 K a ( 或 K b ) 、 K h 值均变大。 2. 四大平衡常数的应用 (1) 判断平衡移动的方向 Q c 与 K 的关系 平衡移动方向 溶解平衡 Q c > K 逆向 沉淀生成 Q c = K 不移动 饱和溶液 Q c < K 正向 不饱和溶液 (2) 常数间的关系。 ① K h = ② K h = (3) 判断离子浓度比值的大小变化。如将 NH 3 ·H 2 O 溶液 加水稀释 , c (OH - ) 减小 , 由于电离平衡常数为 此值不变 , 故 的值增大。 (4) 利用四大平衡常数进行有关计算。 二、电极反应式书写的方法 1. 电极反应式书写的三个步骤 2. 已知总方程式 , 书写电极反应式 (1) 书写步骤 ①步骤一 : 在电池总反应式上标出电子转移的方向和数目 ( n e - ) 。 ②步骤二 : 找出正、负极 , 失电子的电极为负极 ; 确定溶液的酸碱性。 ③ 步骤三 : 写电极反应式。 负极反应 : 还原剂 - n e - → 氧化产物 正极反应 : 氧化剂 + n e - → 还原产物 (2) 书写技巧 若某电极反应式较难写时 , 可先写出较易的电极反应式 , 用总反应式减去较易的电极反应式 , 即可得出较难写的电极反应式。如 CH 3 OCH 3 ( 二甲醚 ) 酸性燃料电池中 : 总反应式 :CH 3 OCH 3 +3O 2 ====2CO 2 +3H 2 O 正极 :3O 2 +12H + +12e - ====6H 2 O 负极 :CH 3 OCH 3 +3H 2 O-12e - ====2CO 2 +12H + 3. 氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结 【 类题试解 】 (2017· 浙江 11 月选考真题 )Ⅰ. 十氢萘是具有高储氢密 度的氢能载体 , 经历“十氢萘 (C 10 H 18 )→ 四氢萘 (C 10 H 12 ) → 萘 (C 10 H 8 )” 的脱氢过程释放氢气。已知 : C 10 H 18 (l) C 10 H 12 (l)+3H 2 (g) 　 Δ H 1 C 10 H 12 (l) C 10 H 8 (l)+2H 2 (g) 　 Δ H 2 Δ H 1 >Δ H 2 >0;C 10 H 18 →C 10 H 12 的活化能为 E a1 ,C 10 H 12 →C 10 H 8 的活化能为 E a2 , 十氢萘的常压沸点为 192 ℃; 在 192 ℃, 液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为 9% 。 请回答 : (1) 有利于提高上述反应平衡转化率的条件是 ________ 。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. 高温高压 B. 低温低压 C. 高温低压 D. 低温高压 (2) 研究表明 , 将适量的十氢萘置于恒容密闭反应器中 , 升高温度带来高压 , 该条件下也可显著释氢 , 理由是 __ ____________________________________________ 。  (3) 温度 335 ℃, 在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘 (1.00 mol) 催化脱氢实验 , 测得 C 10 H 12 和 C 10 H 8 的产率 x 1 和 x 2 ( 以物质的量分数计 ) 随时间的变化关系 , 如图 1 所示。 ① 在 8 h 时 , 反应体系内氢气的量为 ________mol( 忽略其他副反应 ) 。  ② x 1 显著低于 x 2 的原因是 _______________________ ____________________________________________ 。  ③在图 2 中绘制“ C 10 H 18 →C 10 H 12 →C 10 H 8 ” 的“能量～反应过程”示意图。 Ⅱ. 科学家发现 , 以 H 2 O 和 N 2 为原料 , 熔融 NaOH-KOH 为电解质 , 纳米 Fe 2 O 3 作催化剂 , 在 250 ℃ 和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行 , 请补充完整。 电极反应式 :________ 和 2Fe+3H 2 O+N 2 ====Fe 2 O 3 +2NH 3 。  【 解析 】 Ⅰ.(1) 提高平衡转化率即平衡正向移动 , 应该升温 , 降压。所以选择高温低压 , 故选 C 。 (2) 反应吸热 , 温度升高 , 平衡正向移动。与此同时 , 温度升高导致十氢萘汽化 , 浓度增大 , 平衡正向移动 , 生成氢气量显著增加。 (3)① 该反应可以直接看作十氢萘分别分解为四氢萘和萘 , 则生成氢气的物质的量为 0.374×5+0.027×3= 1.951 (mol) 。 ②催化剂显著降低了 C 10 H 12 到 C 10 H 8 的活化能 , 所以相同时间内 , 生成的四氢萘大部分都转化为萘 , 故 x 1 显著低于 x 2 。 ③ 由题目可知 , 两个反应均为吸热反应 , 且 Δ H 1 >Δ H 2 。 Ⅱ. 根据阴极的另一个方程式以及题干信息可知 ,Fe 2 O 3 参与阴极反应 , 生成 Fe 。电解质为熔融的 NaOH-KOH, 则电离方程式为 Fe 2 O 3 +6e - +3H 2 O====2Fe+6OH - 。 答案 : Ⅰ.(1)C (2) 反应吸热 , 温度升高 , 平衡正向移动。与此同时 , 温度升高导致十氢萘汽化 , 浓度增大 , 平衡正向移动 , 生成氢气量显著增加 (3)①1.951 ② 催化剂显著降低了 C 10 H 12 到 C 10 H 8 的活化能 , 反应生成 C 10 H 12 迅速转变为 C 10 H 8 , 使 C 10 H 12 不能积累 ③ Ⅱ.Fe 2 O 3 +6e - +3H 2 O====2Fe+6OH -