14 第1部分 板块4 大题突破(4) 化学反应原理综合题-【提分教练】2024年新高考化学二轮总复习讲义（新教材）

该类综合试题一般取材于能源、环境保护、化工生产等情境，题目围绕一个主题，将热化学、化学反应速率、电化学及三大平衡知识融合在一起进行考查，每个小题相对独立；题目中结合图像、表格、数据、装置等信息，考查考生的阅读、读图、分析归纳能力，试题的难度较大。考点主要涉及盖斯定律与热化学方程式、化学反应速率的计算及其影响因素的分析、平衡常数的计算及其影响因素的分析、化学平衡移动及其影响因素的分析、电极反应式的书写及相关计算等。 分点突破1　能量图示与焓变(ΔH)的有关计算 1．“能量—反应历程”图像理解 说明：(1)C40H20―→C40H18＋H2包含3步基元反应。 (2)(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)步反应的活化能分别为70.9 kJ·mol-1、(110.3－20.7)kJ·mol-1＝89.6 kJ·mol-1、(150.8－9.5)kJ·mol-1＝141.3 kJ·mol-1。 (3)反应速率最慢的步骤为(Ⅲ)步，为决速步骤。 (4)C40H20(g)⥫⥬C40H18(g)＋H2(g)的ΔH>0，为吸热反应。 2．焓变(ΔH)的计算模板 (1)根据物质能量的变化计算 ①ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量) ②从活化能角度分析计算 ΔH＝Ea(正反应的活化能)－Ea(逆反应的活化能) (2)根据键能数据计算 ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和) (3)根据盖斯定律计算 1．(2023·山东卷，T20节选)一定条件下，水气变换反应CO＋H2O⥫⥬CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOH⥫⥬CO＋H2O(快) Ⅱ.HCOOH⥫⥬CO2＋H2(慢) 一定条件下，反应Ⅰ，Ⅱ的焓变分别为ΔH1，ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝________(用含ΔH1，ΔH2的代数式表示)。 2．(2023·湖南卷，T16节选)已知下列反应的热化学方程式： ①C6H5C2H5(g)+O2(g)===8CO2(g)+5H2O(g)　ΔH1=-4 386.9 kJ·mol-1 ②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol-1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol-1 计算反应④C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol-1。 3．科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。 由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)⥫⥬NH3(g)的ΔH=________kJ·mol-1。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为__________________________________ ___________________________________________________________________。 4．科学家通过多种途径实现了利用CO2合成甲醛，总反应为CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g)　ΔH。转化步骤如图所示： (1)原料CO2可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取，写出一种常见的可作为捕捉剂的廉价试剂：________________。 (2)已知反应④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4，则总反应的ΔH＝__________(用图中的焓变以及ΔH4表示)。 5．(2023·唐山模拟)将CH4和CO2两种气体转化为合成气(H2和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应： Ⅰ.CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1　平衡常数K1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH2　平衡常数K2 Ⅲ.CH4(g)＋2H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋4H2(g)　ΔH3　平衡常数K3 (1)Δf为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质，其Δf为零。根据下表数据，计算反应Ⅱ的反应热ΔH2=__________，该反应正反应活化能___________逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。  物质 CH4 CO2 CO H2O(g) Δf/(kJ·mol-1) -74.8 -393.5 -110.5 -241.8 (2)平衡常数K2＝____________(用K1、K3表示)。 分点突破2　化学反应速率与化学平衡常数的有关计算 1．多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 (1)有关多平衡体系平衡常数