运用矛盾转化思想解高考化学题-《中学生数理化》高考理化2026年6月刊

中学生数理化高中理化2年月 知识篇科学备考与策略 运用矛盾转化思 ■河南省郑州市第一中学 张京涛 矛盾无处不在，任何事物在其发展过程 中都包含对立统一的矛盾运动，矛盾双方相 互依存，在一定条件下也可以相互转化。当 外界条件发生变化时，主要矛盾可以转化为 次要矛盾，次要矛盾也会转化为主要矛盾，我 们要以变化的眼光看待问题，并解决问题，这 也是高中化学核心素养中的“变化观念与平 衡思想”所要求考生具备的。现以这种思想 为基础分析和探讨几道高考化学试题。 例1将Mg条打磨后，插入稀硫酸溶 液中，H:的产生速率v随时间t的变化如图 1所示。下列说法正确的是( )。 图1 A.t1一t2速率变化的主要原因是该反应 放热，使溶液温度升高 B.t。~t?速率变化的主要原因是溶液温 度降低 C.若将镁条换成等质量的镁粉，反应速 率不变 D.若将稀硫酸换成18.4mol·L1的浓 硫酸，产生氢气的速率加快 体现：镁和盐酸一旦开始反应，盐酸的浓 度降低，则反应速率本应该降低，但是从图中 可以看出，t,时刻之前，反应速率o是在增大 的，说明t:时刻之前，反应放热使体系温度 升高是主要矛盾，盐酸浓度的降低则是次要 矛盾；2时刻之后，主要矛盾和次要矛盾相互 转化了，盐酸浓度的降低变为主要矛盾，而放 热使体系温度升高变成了次要矛盾，因此t 时刻之后，反应速率逐渐减小。 解析：Mg与稀硫酸反应为放热反应， t1一t2段反应速率增大，主要是因为反应放 12 想解高考化学题 刘善超 自 热使溶液温度升高，温度对速率的促进作用 大于H+浓度减小的抑制作用，A项正确。t: 一t?段速率下降，主要原因是随着反应进行， H浓度显著减小，反应速率降低，浓度对速 率的影响大于温度升高的影响，而非溶液温 度降低，B项错误。镁粉比镁条的表面积大， 接触面积增大，反应速率会加快，C项错误。 18.4mol·L1的浓硫酸具有强氧化性，与 Mg反应生成SO,而非H2,D项错误。 答案：A 例2Li,Ti,O2和LiFePO,都是锂离 于电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分 为FeTiO,还含有少量MgO、SiO2等杂质) 来制备，工艺流程如下： 黄学-漫警四器龄器w 泌渣 o警选股器m TiO2·xHO沉淀与双氧水、氨水反应 40min所得实验结果如表1所示： 表1 温度/℃ 30 35 40 50 TiO2·xH0转化率/%92 95 97 9388 分析40℃时TiO,·xH2O转化率最高 的原因： 体现：这道题矛盾转化的思想不是很明 显。一般而言，温度越高，速率越快，因而转 化率也越大，因此，温度低于40℃时，温度升 高对速率的影响占主要矛盾：温度高于40℃ 时，温度升高同样促进速率的增大，但结果是 TO,·xH,O)转化率又降低了，说明温度升 高对速率的影响已经不是主要矛盾了，经分 析可知，反应物之一双氧水易分解，此时，温 度升高导致反应物过氧化氢浓度降低变为主 要矛盾，故温度高于40℃时，T)2·xH,) 转化率又降低了。 答案：低于40℃，Ti()2·xH,)转化反 应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧 水分解与氨气逸出导致TiO:·xHO转化 反应速率下降 例3硫酸是一种重要的基本化工产 品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO。 的催化氧化：SO,(g)+1 O,(g)机催化剂 SO3(g)△H=-98kJ·mol1 研究表明，SO,催化氧化的反应速率方 程为和=k(径-1)“1-a)。式中：k为反 应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO 平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n为常 数。在a'=0.90时，将一系列温度下的k、a 值代入上述速率方程，得到一t曲线，如图2 所示。 10 8 社区 6 4 420460500540580 tPC 图2 曲线上o最大值所对应温度称为该α'下 反应的最适宜温度tm。t<tm时，o逐渐提 高；t>tm后，o逐渐下降。原因是。 体现：SO,和O,的反应是放热反应，温 度升高，平衡逆向移动，则SO2平衡转化率α 是减小的：根据阿伦尼乌斯公式，温度升高促 进了速率。的增大；因此，温度升高后，速率 加快了，但是平衡转化率却减小了，温度升高 对两者的影响正好相反，处于矛盾的两个方 面。由此可见，只要抓住了事物的本质，问题 就会迎刃而解。 答案：升高温度，k增大使逐渐提高， 但a降低使o逐渐下降。当t<tm,k增大对 o的提高大于a引起的降低；当t>tm,k增大 对v的提高小于α引起的降低 例4探究CHOH合成反应化学平 衡的影响因素，有利于提高CHOH的产率。 以C)。、H。为原料合成CHOH涉及的主要 短理群意警要背中学生表理化 反应如下： I.CO2(g)+3H2(g)=CH;OH(g)+ HO(g)△H1=-48.5kJ·mol- II.CO(g)+2H2 (g)=CH;OH(g) △H,=-92.4kJ·mol-1 Ⅲl.CO,(g)十H(g)一CO(g)十HO(g) △H3 不同压强下，按照n(C))：n(H)= 1：3投料，实验测定C)。的平衡转化率和 CHOH的平衡产率随温度的变化关系如图 3所示。 P 3 增大 增大 P: *升温 温度 →升温 T温度 乙 图3 已知：CO,的平衡转化率= n(C0,)m-n(C0:)平题×100%。 n(CO,)知始 CH,OH的平衡产率=n(CHOH)× n(CO:)初始 100%。 其中纵坐标表示C):平衡转化率的是 图（填“甲”或“乙”）；压强p1p、p,由大 到小的顺序为；图乙中T,温度时，三条 曲线几乎交于一点的原因是一。 体现：本题有三个化学反应，属于多重平 衡体系。反应I和Ⅱ反应前后气体分于数不 等，转化率或产率受压强p的变化而变化，但 是反应Ⅲ是反应前后气体分于数相等的反 应，压强的变化对CO,平衡转化率没有影 响：图乙中T,温度时，三条曲线几乎交于一 点，只能说明压强的变化对C),平衡转化率 没有影响了，即这时候只考虑反应Ⅲ（主要矛 盾)，反应I和Ⅱ就变成了次要矛盾。 解析：反应I和Ⅱ为放热反应，升高温 度，平衡逆向移动，则CHOH的平衡产率减 少，所以图甲表示CH)H的平衡产率；图乙 中，开始升高温度，由于反应I和Ⅱ为放热反 13