2024届高三化学二轮复习 归因分析 课件

反应原理图像题 归因分析 二轮复习 1．我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法： C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH<0。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率α(NO)随温度的变化关系如图所示： 由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 由图可知，温度高于1050K时，NO的转化率随温度升高而减少，原因是 。 探究一 转化率/产率问题 知识点回顾 平衡转化率：平衡移动（侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响） 非平衡转化率： T 催化活性 0 速率（温度 、浓度、压强、催化剂、比表面积）以及副反应 1．我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH<0。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率α(NO)随温度的变化关系如图所示： 由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 由图可知，温度高于1050K时，NO的转化率随温度升高而减少，原因是 。 温度低于1 050 K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 温度高于1 050 K时，反应达到平衡状态，由于反应放热，随温度升高，平衡逆向移动，NO转化率减小 探究一 转化率/产率问题 2. 利用CO2合成甲醇是有效利用CO2资源的重要途径，发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。将原料气n(CO2)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，探究三种不同的催化剂（cat-1、cat-2、cat-3）在不同温度下相同反应时间对甲醇产率的影响(时空产率)，实验结果如图所示。催化剂3下甲醇产率在温度高于240℃时下降的原因 。 温度高于 240 ℃时，催化剂3是由于活性随温度升高而降低，速率减小，产率降低。 图1 探究一 转化率/产率问题 归纳解题技巧 建立思维模型 1.审反应方程式特点 ①焓变(正反应是吸热还是放热) ②∆Vg (反应前后气体体积) 2.审体系的研究状态（平衡、非平衡） 相同时间内的转化量，可能为平衡量，也可能为非平衡量 ①非平衡状态量，其变化与速率有关------从影响速率的因素角度作答 ②平衡状态量，则与平衡有关------从平衡移动规律角度作答 1. 在合成塔中主要发生的反应为： 反应I：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) △H1 反应II：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) △H2 调节 ＝ 4，充入合成塔，当气体总压强为0.1MPa，平衡时各物质的物质 的量分数如图1所示； ①图1中，200～550℃时，CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 。 反应Ⅰ、Ⅱ必定有其中之一逆向移动温度对平衡移动的影响 ＜0， ＞0，温度升高时，反应Ⅰ向左移动增加CO2 的量大于反应Ⅱ向右移动减少的CO2 的量 探究二 多重平衡图像分析 反应I：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) △H1<0 反应II：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) △H2>0 不同压强时，CO2的平衡转化率如图2所示： ②图2中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是 。 ③图中800℃时，四条线几乎交于一点，且随着温度升高，CO2的平衡转化率越大，其原因是 。 增大压强，反应Ⅱ不移动，反应Ⅰ向正反应方向移动 说明压强对平衡转化率影响不大，且温度高于800℃之后，反应II起主导作用，CO2的平衡转化率主要由反应II决定 探究二 多重平衡图像分析 归纳解题技巧 建立思维模型 1、找准竞争反应在反应特点上的异同 ①焓变(反应放热吸热) ②∆Vg (反应前后气体体积 ) 竞争型多重反应题型解题技巧 2、根据限定条件分析以哪个竞争反应为主 ①从题目设问出发，结合限定条件，联想平衡移动 ②判断主导反应 答题模板：反应Ⅰ为......反应，反应Ⅱ为......反应，改变......条件，反应Ⅰ怎么移动，反应Ⅱ怎么移动，而曲线上升（或者下降），说明以哪个反应为主 2.已知：I．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) II．CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) III． CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) 如图为一定比例的CO2、H2；CO、H2；CO、CO2、H2三个反应体系下甲醇生成速率与温度的关系。 490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，结合反应I、III分析原因： 。 CO的存在促使反应I正向进行，二氧化碳和氢气的量增加，使反应III速率增大 探究二 多重平衡图像分析 ①找准反应之间的关联性 ②从反应速率影响因素角度作答 3.探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，有丙烷甲醇共进料时，还发生反应ⅳ 在一定温度与压强下，丙烷甲醇共进料时，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。 随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是（结合反应ⅰ、ⅲ、ⅳ分析）： 。 随着甲醇投料增加，反应ⅳ生成氢气，抑制反应ⅰ的进行，同时促进反应ⅲ的进行，造成丙烷过多消耗，减少丙烯的生成。 探究二 多重平衡图像分析 ①找准反应之间的关联性 ②根据平衡移动的原理作答 i C3H8(g) C3H6(g) + H2(g) △H1=+124kJ/mol ii C3H8(g) C2H4(g) +CH4(g) △H2=+82kJ/mol iii C3H8(g) +2 H2(g) 3CH4(g) △H3=-120kJ/mol iv CH3OH(g) CO(g) +2 H2(g) △H4=+91kJ/mol 归纳解题技巧 建立思维模型 其他多重反应题型解题技巧 ①找准目标物质所在的平衡(目标反应) ②根据设问分析需要促进还是抑制目标反应的进行 ③结合改变的条件，进行综合分析(找准平衡之间的关联性) ④运用化学反应原理阐述目标反应向所需要的方向进行的原因 1.(2023湖南卷节选)在913K、100kPa下，Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯 ① 外，还会发生两个副反应： ② ③ 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( )随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是 ，理由是 ； 甲苯 由于反应①产生的H2可促进反应③的正向进行，因此当乙苯转化为苯乙烯的选择性稍降低时，乙苯转化为甲苯的选择性增大。 ①找准反应之间的关联性 ②根据平衡移动的原理作答 综合提升 2.NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H<0，上述反应分两步完成，其反应历程如图所示：回答下列问题： Ⅰ 2NO(g) N2O2(g) ΔH1<0 Ⅱ N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH2<0 可逆连续反应 I活化能小，速率快 随着温度升高，生成NO2速率变慢，其原因是 。 。 决定总反应速率是反应②，温度升高后反应①平衡向左移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对于反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应②速率变慢 综合提升 ①找准反应之间的关联性 ②从反应速率影响因素角度作答 无机综合试题 基于物质的性质，在转化过程中对反应进行调控，改变外界因素，体现对原理的应用，完成对性质、规律、原理的考查， 15 外界因素（反应调控的角度 ） 温度 压强 催化剂 浓度 溶液的pH 接触面积 物质性质（物理、化学） 反应规律（氧还、酸碱、沉淀、配合） 反应原理（速率、平衡） 答题角度 物质和反应 16 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下： 已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。 （4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因： ____________。 17 （4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因： ____________。 反应：氧化有机碳 物质性质：H2O2分解 温度升高速率增大促进脱除率提高 氧化剂浓度降低带来脱除率降低 速率问题 操作条件 目的和研究对象 80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低 18 温度 物质 反应 物理性质 化学性质 物质溶解度、挥发性 反应速率 平衡移动 热稳定性、酶活性 19 制备Cu2(OH)2CO3 温度 Na2CO3溶液 CuSO4溶液 原理： Na2CO3水解平衡 反应速率 促进Na2CO3 溶液水解，提高 c(OH—)，同时加快反应速率有利于 Cu2(OH)2CO3 生成。 20 白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2.利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。 MgO + 2NH4+ + H2O ⇌ Mg2+ + 2NH3·H2O （3）“浸镁”过程中，取固体 B 与一定浓度的(NH4)2SO4 溶液混合，充分反应后 MgO 的浸出率低于 60 %。 加热蒸馏， MgO 的浸出率随馏出液体积增大而增大， 最终可达 98.9 %。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是_____。 浸出MgO 温度 MgO (NH4)2SO4 溶液 性质：溶解度、 反应：化学平衡 随大量NH3逸出，平衡正移 21 吸收塔中的温度不宜过高，可能的原因是________ 吸收SO2 温度 H2O + 2SO2 + Na2CO3 = 2NaHSO3 + CO2 SO2 Na2CO3溶液 性质：溶解度、 热稳定性、 氧化还原性 反应：反应速率 防止SO2的溶解度下降；防止HSO3−受热分解；防止HSO3−的氧化速率加快等 。 22 速率问题 温度 同时存在反应a、b、c； 反应a的发生对b、c有影响 高于150 ℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，反应b和c的速率减小，导致SO2和NO的转化率均降低 除SO2和NO 多反应体系速率问题的分析 典型错误： 信息解读失误,界定为平衡问题 3个反应的限度都极大, 不是典型的可逆反应 浓度 23 溶液的pH 物质 反应 元素存在形式 对氧还性的影响 反应速率 平衡移动：水解平衡 （H+浓度） 与Ksp相结合定量角度 24 增大pH和加热，均促进水解趋于完全 Fe3+水解 Fe3++ 3H2O ⇌ Fe(OH)3+ 3H+ 从浸取液中除去Fe3+ 转化为Fe(OH)3 加热 pH = 4 反应： 水解平衡 25 先加MnO2，可利用溶液的酸性将Fe 2+全部氧化为Fe 3+ ，再加氨水调溶液pH~5，将Fe3+和Al3+沉淀除去 纯化： 去除Fe2+和Al3+ pH 硫酸、 Fe2+ 、 Al3+ MnO2 微粒性质：氧化性、还原性、 沉淀pH （pH如何影响微粒和反应） 26 已知：ⅱ．一定温度下：Ksp[Fe(OH)2]＝4.910－17； Ksp[Fe(OH)3]＝2.610－39 II．水解制备偏钛酸：浸出液中含Fe3+、Ti4+等，先向其中加入还原铁粉，然后控制水解条件实现Ti4+水解制备偏钛酸。 （2）浸出液（pH＝2）中含有大量Fe3+，若杂质离子沉淀会降低钛水解率。从定量角度解释加入还原铁粉的目的 。 pH＝2时，Fe2＋转化为Fe(OH)2沉淀需要的Fe2＋浓度为4.9×107 mol·L－1 ； Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀需要的Fe3＋浓度为2.6×10﹣3 mol·L－1， 加铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，防止Fe3＋优先发生水解生成氢氧化铁沉淀，阻碍Ti4+的水解反应，导致钛水解率下降。 与Ksp相结合定量角度 平衡移动的定性和定量 制备偏钛酸 防止Fe3＋生成氢氧化铁沉淀 pH Fe(OH)2(s) Fe2+ +2OH- Fe(OH)3(s) Fe3+ +3OH- 27 （4）MgH2与H2O反应时，最初生成H2的速率很快，但随后变得很缓慢，原因是______。 产物Mg(OH)2逐渐覆盖在MgH2表面，减少了MgH2与H2O的接触面积 接触面积：催化剂表面、沉淀覆盖等影响反应速率 接触面积 MgH2+H2O= Mg(OH)2+H2 反应速率 28 （3）纳米零价铁 5 分钟去除甲硝唑接近 100%，相同条件下非纳米零价铁去除率约为0%，试解释原因______。 接触面积 反应速率 纳米零价铁、 非纳米零价铁 29 浓度（配比） 压强：反应速率，平衡移动 催化剂：改变速率，催化原理的理解，循环图的识别 物质的性质：如氧还性强弱 反应：反应速率，平衡移动 30 $$