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压轴题11 反应原理综合题
该题型一般取材于能源、环境保护、化工生产等情景,或者以元素化合物知识为载体,以工业生产为背景,通过某个气相或者溶液中的可逆反应切入。题目围绕一个主题,以“拼盘”的形式呈现,结合图像、表格、数据、装置等信息,综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识,甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应,涉及知识点较多,但各个小题又比较相对独立。题目的综合性强,化学信息较多,设问角度灵活多变,侧重考查考生接受、整合信息的能力、应用化学知识解决实际问题的能力。
解答反应原理综合题要坚持审题“三读”,审慎作答。
1.泛读:浏览全题,明确已知和待求解的问题。
2.细读:把握关键字、词、数量关系、图表中信息含义等。
3.精读:深入思考,注意挖掘隐含信息。
认真审题后,根据题目中所给出的文字、图像、数据等提炼出重要的信息,联系相关理论解题,组织答案。书写答案时要“细心、规范、整洁”,避免无谓失分。
由于试题篇幅较长,情境、取材较新,同时联系生产、生活实际进行考查,难度较大,可以理解为高考化学的压轴题型。所以解题时要采用逐个分析、各个击破的方法,认真分析每个小题考查的知识点,迅速转变思路,防止在一个知识点、一个思路上“走到底”。平常训练应注重计算能力(重点训练平衡常数以及转化率的计算)、语言表述能力(利用平衡原理解释实际问题)的培养,提高解读图像的能力,掌握解题技巧。电化学应重点掌握电极反应式的书写技巧以及有关电池参数方面的计算,应用盖斯定律解题时要先确定热化学方程式的组合关系,再确定ΔH间的计算关系。
非选择题:本题共20小题。
1.氮元素在生命发育、良好生态构建中具有十分重要的地位。回答下列问题:
(1)已知:①2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH1=-1200kJ·mo1-1
②2NO2(g)+N2(g)⇌4NO(g) ΔH1=+294kJ·mo1-1
2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=___________,该反应在较_____(填“高”或“低”)温度下能自发进行。
(2)反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)的净反应速率v=v正-v逆=k正·c2(CO)·c2(NO)-k逆·c2(CO2)·c(N2),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数(只与温度有关)。
①加压后净反应速率v将___________(填“增大”“减小”或“不变”),若改变温度后减小,则改变温度的方式是___________。
②若某温度下该反应的平衡常数K=200,k正=40则k逆=___________。
(3)向某密闭容器中通入4molNO2、8molCO,控制适当条件使其发生反应2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g),测得不同温度、压强下NO2的平衡转化率如图1所示;相同压强时,不同催化剂(甲、乙)、温度下,相同时间内NO2的转化率如图2所示。
①X表示___________(填“温度”或“压强”),Y1___________Y2(填“>”或“<”)。
②与A点对应的反应中,容器容积为2L,则A点温度下平衡常数K=___________。工业生产中该反应合适的生产条件是___________。
2.丙烯是合成有机物的基本原料之一,工业上可以通过石油裂化和裂解获得。
(1)用于合成异丙醇。
已知:①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g) 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·mol-1
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g) 6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·mol-1(a>b)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g) CH3CH(OH)CH3(g) ΔH,该反应逆反应的活化能为ckJ·mol-1,则正反应的活化能为___________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+O2(g) C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下,恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2:1、1:1、1:2、1:3,平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、的变化关系如图所示。
①表示=1:2的曲线是___________(填“I”“II”“III”或“IV”)。
②T3___________T4(填“>”或“<”),原因是___________。
③M点时,O2的转化率是___________(保留三位有效数字)。
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯,反应为3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g