专题5 大题攻关二 多平衡体系中的原因解释类问题-【备考最优解】2025版高考化学二轮专题复习教用word

该高中化学高考复习讲义聚焦多平衡体系中的原因解释类问题，整合化学平衡移动、催化剂活性、反应速率影响等核心考点，按“真题领航-核心再悟-精准演练”逻辑架构展开，通过考点梳理、解题思路提炼、真题案例分析等环节，帮助学生构建“问题-信息-原理-逻辑”的分析框架，突破综合解释难点。 讲义突出“真题导向-方法建模-实践应用”特色，结合科学思维与科学探究素养，如通过2024年贵州卷催化剂积碳问题，提炼“现象归因-证据推理-结论表述”的解题步骤，设计基础理解、综合应用、创新情境分层演练题，助力学生提升逻辑推导能力，为教师把控复习深度与节奏提供清晰路径。

大题攻关二 多平衡体系中的原因解释类问题 真题领航 明方向 1．[2024·贵州卷]在无氧环境下，经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，芳构化时同时存在如下反应： ⅰ. ⅱ. 回答下列问题： （1） 受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是____________________________________________________________________________________________________________。 （2） 对催化剂在不同的条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同条件下处理后分别用于催化芳构化，相同反应时间内测定相关数据见下表，其中最佳为____，理由是______________________________________________________________________________________________。 平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/% 2.4 9.60 5.35 40.75 4.0 9.80 4.60 45.85 7.0 9.25 4.05 46.80 10.0 10.45 6.45 33.10 12.0 9.95 4.10 49.45 【答案】（1） 反应ⅰ产生的附着在催化剂表面，使与催化剂的接触面积减小，反应速率减小 （2） 10.0；此条件下，产物中积碳平均含量最低，平均转化率最大，芳烃平均产率最高 2．[2024·江西卷]目前开采的天然气含有，综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。和重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1） 保持反应器进料口总压为。分别以、（作辅气）与、进料，平衡转化率与温度的关系如下图所示，含有的曲线为______，理由是____________________________________________________________________。 （2） 假设和的混合气体在某固体催化剂上的吸附服从等温吸附（吸附分子彼此不发生相互作用，且气体分子为单分子层吸附）。 吸附等温式为，，其中是气体的吸附系数，是气体在固体表面的饱和吸附量（标态），是气体的分压，是气体分压为时的平衡吸附量（标态）。 在一定温度下，的吸附系数是的4倍，当的分压为及，和的分压相同时，平衡吸附量分别为和（已换算成标态），则的吸附系数为____。 （3） 与传统天然气制氢中需要脱硫将转化为硫黄和水相比，上述方法优点是__________________________________________________。 【答案】（1） ；恒温恒压下加稀有气体，平衡向气体分子数增大的方向移动 （2） 0.4 （3） 能够实现的综合利用同时产生氢气 【解析】 （1） 恒温恒压下加入稀有气体，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向正反应方向移动，的平衡转化率增大，故含有 的曲线为。 （2） 设 的吸附系数为，根据吸附等温式，的分压为、时，其平衡吸附量之比为，解得。 （3） 与传统天然气制氢中需要脱硫将 转化为硫黄和水相比，该方法的优点是能够实现 的综合利用同时产生氢气。 核心再悟 破重难 原因解释类问题的解题思路 （1）明确问题：仔细阅读题目，确定需要解释的化学反应现象或结果。 （2）提取关键信息：找出题目中给出的反应物、生成物、反应条件等关键要素。 （3）运用相关原理：根据所学的化学原理，如热力学原理（焓变、熵变）、动力学原理（反应速率、活化能）、化学平衡原理等，分析问题。 （4）考虑影响因素：全面考虑温度、压强、浓度、催化剂等因素对反应的影响。 （5）构建逻辑链条：按照因果关系，清晰地阐述各个因素如何导致反应的发生、方向、速率和限度等。 （6）结合实验或实际情况：如果有相关的实验数据或实际应用背景，要将其作为证据支持解释。 （7）检查与完善：检查解释的合理性、完整性和准确性，确保语言表达清晰、逻辑严谨。 例如，解释为什么升高温度会增大化学反应速率。首先需要明确的问题是温度对反应速率的影响，提取出相关信息。运用动力学原理，升高温度会使分子的平均动能增加，更多普通分子变成活化分子，有效碰撞频率增大，从而增大反应速率。最后检查解释是否清晰合理。 精准演练 提能力 1．[2024·西宁三模]为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用和反应生成甲烷，涉及的反应如下： i. ii. iii. 一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时的转化率及的选择性随变化的情况如下图所示［已知的选择性］。 （1） 图中表示选择性变化的曲线是__（填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为________________________。 （2） 相同温度下，向恒容容器内加入和，初始压强为，平衡时的物质的量为____。 【答案】（1） 甲；降低温度或增大压强 （2） 0.32 【解析】 （1） 随 增大，的转化率一直增大，即曲线乙表示 的转化率；当 增大时，根据反应、分析，的选择性变大，当 足够大时，的选择性基本不变，故曲线甲代表 的选择性；曲线甲由 点到 点，即 的选择性变大，依据 可知，温度对反应、影响更大，降温有利于 生成；加压对生成 无影响，而有利于生成，故需要的条件为降低温度或增大压强。 （2） 根据图像，时，平衡时 的转化率为，的选择性为，平衡时，，，根据氧原子守恒可得。 2．[2024·苏州三模]研究的综合利用具有重要的意义。 Ⅰ.催化重整制氢气 一种与催化重整制取的过程如图1所示。在反应管中加入和催化剂，先通入，待步骤Ⅰ完成后，再将以一定流速通入，并控制温度为，进行步骤Ⅱ。 （1） 步骤Ⅱ中还存在少量副反应：，测得出口处和的流量随时间变化如图2所示。 ① 时出口处气体流量略高于的原因是________________________________________________________________________________________________________。 ② 反应进行后，反应管中仍残留较多，但流量迅速降低，流量升高，可能的原因是 ____________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ.用于烟气脱硝 相关反应如下： （2） 模拟烟气脱硝：一定条件下，将、和按匀速通过催化脱硝反应器，测得去除率和转化率随反应温度的变化如图3所示。 ① 当温度低于时，的去除率随温度升高而升高，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________。 ② 当温度高于时，的去除率随温度升高而降低，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】① 步骤Ⅱ主反应生成的与的物质的量相等，副反应消耗同时生成 ② 分解生成C和，使浓度降低，生成的C覆盖在催化剂表面，使催化剂活性降低 （2） ① 温度低于时，催化剂活性增强和温度升高共同使脱硝反应速率增大 ② 温度高于时，与氧气发生燃烧，参加脱硝反应的的量减少，使脱硝反应速率减小 【解析】 ① 步骤Ⅱ中发生主要反应的化学方程式为，生成 与 的物质的量相等，步骤Ⅱ中还存在少量副反应：，生成，故 时出口处气体流量 略高于 的原因是步骤Ⅱ主反应生成的 与 的物质的量相等，副反应消耗 同时生成。 ② 反应进行 后，反应管中仍残留较多，但 流量迅速降低，流量升高，可能的原因是 分解生成 和，使 浓度降低，生成的 覆盖在催化剂表面，使催化剂活性降低。 （2） ① 当温度低于 时，催化剂活性较好，且温度逐渐升高反应速率增大，因此 的去除率随温度升高而升高。 ② 当温度高于 时，甲烷与氧气发生燃烧，使甲烷的量减少，反应物浓度减小，使脱硝反应速率减小，的去除率随温度升高而降低。 学科网（北京）股份有限公司 $