高考化学总复习 热门考点分解透析 考点3 化学反应原理（含解析）

化学反应原理化学反应原理包括化学反应与能量（主要有氧化还原反 应、热化学）、化学反应速率和化学平衡、水溶液中的离子平衡、电化学等知 识。近几年新课标高考试题中该考点所占分值的比重一直较高，该考点同 时也是高考中的重点和难点。对氧化还原反应，高考中常考查相关概念的辨析，涉及氧化性、还原性强弱比较；以具体物质的性质为载体，考查氧化还原反应方程 式中得失电子数目的简单计算，以及氧化性、还原性强弱规律的应用等。从近几年新课标地区高考试题分析来看，热化学部分所考查内容仍以 传统考点为主，在选择题和填空题中均有涉及。具体形式如下：考查热化学方程式的书写及正误判断;考查盖斯定律的应用；考查有关反应热的简单计算。化学反应速率和化学平衡是高考的必考内容，其常规命题方向有：化学反应速率的影响因素及计算；化学平衡状态的判断及影响因素；应用平衡移动原理判断反应进行的方向；化学反应速率和化学平衡的图象分析；转化率、平衡常数的含义及简单计算。综合分析，预计将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目将是2017年高考命题的热点。水溶液中的离子平衡是高考考点分布较多的内容，在选择题和非选择 题中均有涉及。水溶液中的离子平衡的考查内容主要有：离子反应；弱 电解质的电离平衡；酸、碱混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算；盐 类水解及其应用；电解质溶液中离子浓度的大小比较；难溶电解质的溶解平衡。化学能与电能是历年高考的热点内容，考查的主要知识点有:原电池和 电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐 蚀和防护。对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知 识常与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。由以上分析可知，复习氧化还原反应要抓住以下三点。 理清两条主线：升（化合价升高）一失（失去电子）一氧（发生氧化反 应)一还（作还原剂）；降(化合价降低）一得（得到电子）一还（发生还 原反应)一氧（作氧化剂）。抓住两个相等:氧化剂得电子总数与还原剂 失电子总数相等，氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。 理解三个同时:氧化剂与还原剂同时存在，氧化反应与还原反应同时发生，氧化产物与还原产物同时生成。例5 （2016年高考北京卷）K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是 A中溶液橙色加深，中溶液变黄 B中Cr2O72-被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D若向中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色例6 （2016年高考上海卷）O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）A氧气是氧化产物 BO2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子 D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4解析：AO元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是-2价，反应后变为SF6中的+6价，所以H2S是还原剂，错误；C外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1:4，正确。答案：D复习热化学时应注意以下几点：准确掌握热化学中的有关概念。如 反应热、中和热、燃烧热等，加强对知识的理解和记忆；明确热化学方程式的意义及书写规则;能灵活运用盖斯定律解答关于反应热的计算。例7 （1）（2016年高考天津卷)氢气可用于制备H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l) H1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)H2，其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的H_0(填“”、“”或“=”)。（2）（2016年高考新课标卷）联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) H1 N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) H2O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H32 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) H4=-1048.9kJ/mol。上述反应热效应之间的关系式为H4=_，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_。答案：（1）（2）H4=2H3-2H2-H1 ；反应放热量大、产生大量气体例8 （1）（2016年高考新课标卷）已知下列反应：SO2(g)+2OH (aq) =SO32 (aq)+H2O(l) H1 ClO (aq)+SO32 (aq) =SO42 (aq)+Cl (aq) H2 CaSO4(s) =Ca2+（aq）+SO42（aq） H3，则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) =CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的H=_。（2）（2016年高考浙江卷）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7 kJmol-1 I CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2 II 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1H2O（l）= H2O（g） H3=44.0 kJmol-1。请回答（不考虑温度对H的影响）：反应II的H2= kJmol-1。解析：（1）根据盖斯定律可知abc即得到反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的H=H1H2H3。（2）已知热化学方程式：a:CO（g）+O2（g）=CO2（g） H= -283.0kJmol-1 b：H2（g）+O2（g）=H2O （l）H=-285.8kJmol-1 c: H2O（l）=H2O（g） H3=44.0kJmol-1根据盖斯定律分析，b-a+c即可得热化学方程式为：CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJmol-1。答案：（1）H1H2H（2）+41.2 kJmol-1复习化学反应速率和化学平衡时应注意以下三点：弄懂化学反应速率和化学平衡的相关概念和原理；能够准确分析图表、图象，从中得到有 效信息，从而快速准确解题；弄懂化学平衡的建立过程并能灵活运用“三段式”解题。预计将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目将是2017年高考命题的热点，复习时应加强这方面题目的训练。例9 （2016年高考新课标卷）元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率_(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，则该反应的H_(填“大于”“小于”或“等于”)。c(Cr2O72-)=0.25mol/L，由于开始时c(CrO42)=1.0mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c(CrO42)=0.5mol/L；H+浓度为110-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为；由于升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的H0。答案：2CrO42-+2HCr2O72-+H2O； 增大；1.01014 ；小于例10 （2016年高考新课标卷）丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H =-515kJ/molC3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) H =-353kJ/mol，两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460。低于460时，丙烯腈的产率_（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460时，丙烯腈产率降低的可能原因是_（双选，填标号）A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为，理由是_。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为_。460 以前是建立平衡的过程，所以低于460 时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 时，丙烯腈产率降低，A催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B平衡常数变大，对产率的影响是提高产率才对，错误；C根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。答案：（1）两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂 （2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1：7.5：1复习水溶液中的离子平衡时应强化对一系列概念的认识，把握其中的 内在联系，能够根据勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡 以及难溶电解质的溶解平衡的影响因素和移动方向。把握相关知识点的命题规律，掌握主要题型的解题思路。例11 （2016年高考新课标卷）298K时，在20.0mL 0.10mol氨水中滴入0.10 mol/L的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol/L氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是（ ）A该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂BM点对应的盐酸体积为20.0 mLCM点处的溶液中c(NH4)c(Cl)c(H)c(OH) DN点处的溶液中pH12C. 根据电荷守恒可得：c(NH4)+ c(H)c(Cl)+c(OH)。由于M点处的溶液显中性，c(H)c(OH)，所以c(NH4)c(Cl)。盐是强电解质，电离远远大于弱电解质水的电离程度，所以溶液中离子浓度关系是：c(NH4)c(Cl)c(H)c(OH)，错误；D.N点氨水溶液中已经电离的一水合氨浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度，c(OH-)=0.1mol/L1.32%=1.32103mol/L，根据水的离子积常数可知：N处的溶液中氢离子浓度7.61012mol/L，根据pH=-lgc(H+)可知此时溶液中pH12，正确。答案：D例12 （2016年高考新课标卷）下列有关电解质溶液的说法正确的是（ ）A向0.1molCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中减小B将CH3COONa溶液从20升温至30，溶液中增大C向盐酸中加入氨水至中性，溶液中D向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变复习电化学时应注意：扎实掌握基础知识，如电极反应式的书写、电池原理的分析等；电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电 化学原理分析解决实际问题的能力。例13 （2016年高考新课标卷）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（ ）A通电后中间隔室的SO42离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2 H2O4e=O2+4H+，负极区溶液pH降低D当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成例14 （2016年高考新课标卷）锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是（ ）A充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B充电时，电解质溶液中逐渐减小C放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）解析：A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确； D、标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔，对应转移4摩尔电子，故错误。答案：C