文档内容
押江苏卷第 10 题
反应原理小综合
核心考点 考情统计 考向预测 备考策略
2023·江苏卷,10 1.重点关注化学反应的方向、化
反应原理小综
2022·江苏卷,10 结
数
合
、
化
化
学
学
反
反
应
应
与
进
能
行
量
的
、
方
化
向
学
等
平
角
衡
度
常
综
学
粒浓
平
度
衡
比
常
值
数
的
的
方
应
法
用
等
、
;
判断溶液中微
合
2021·江苏卷,8 合考查 2.利用键能计算焓变、能量图像
分析等
1.(2023·江苏卷,10)金属硫化物( )催化反应 ,既可以除去天
然气中的 ,又可以获得 。下列说法正确的是
A.该反应的
B.该反应的平衡常数C.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为 中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D.该反应中每消耗 ,转移电子的数目约为
【答案】C
【解析】左侧反应物气体计量数之和为3,右侧生成物气体计量数之和为5, ,A错误;由方程形式
知, ,B错误;由题图知,经过步骤Ⅰ后, 中带部分负电荷的S与催化剂中的
M之间形成了作用力,C正确;由方程式知,消耗 同时生成 ,转移 ,数目为
,D错误。
2.(2022·江苏,10)用尿素水解生成的 催化还原 ,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为
,下列说法正确的是
A.上述反应
B.上述反应平衡常数
C.上述反应中消耗 ,转移电子的数目为
D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
【答案】B
【解析】该反应是一个气体分子数增大的反应,即熵增的反应,反应△S>0,A错误;反应平衡常数
,B正确;反应每消耗4mol氨气,反应转移12mol电子,则反应中消耗1mol
氨气转移电子的数目为3mol×4× ×6.02×1023=3×6.02×1023,C错误;实际应用中,加入尿素的量越多,尿
素水解生成的氨气过量,柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大,D错误。3.(2021·江苏卷,8)N 是合成氨工业的重要原料,NH 不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产
2 3
HNO;HNO 能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N 与O 反
3 3 2 2
应生成NO,NO进一步氧化生成NO 。2NO(g)+O (g)=2NO (g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NO
2 2 2 x
和水体中过量的NH 、NO 均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为
N,也可将水体中的NO -转化为N。对于反应2NO(g)+O (g) 2NO (g),下列说法正确的是
2 3 2 2 2
A.该反应的ΔH<0,ΔS<0
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同,增大 ,NO的转化率下降
【答案】A
【解析】2NO(g)+O (g)=2NO (g) ΔH=-116.4kJ·mol-1,反应气体物质的量减少,ΔS<0,A正确;2NO(g)
2 2
+O (g) 2NO (g)反应的平衡常数可表示为K= ,B错误;使用高效催化剂,反应的焓变
2 2
不变,C错误;其他条件相同,增大 ,NO的转化率增大,D错误。
1.从两种角度理解反应热
反应热图
示
图像分析 微观 宏观a表示断裂旧化学键吸收的能量; a表示正反应的活化能;
b表示生成新化学键放出的能量; b表示逆反应的活化能;
c表示反应热 c表示反应热
2.计算反应热的三种方法
(1)ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量;
(2)ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能;
(3)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。
3.三步突破能量变化活化能(能垒)图
4.化学平衡常数
(1)固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入化学平衡常数表达式中。如:①C(s)+H
2
O(g)⇌CO
c(CO)·c(H )
2
(g)+H(g)的平衡常数表达式K= 。
2 c(H O)
2
c3(H+)
②Fe3+(aq)+3H
2
O(l)⇌Fe(OH)
3
(s)+3H+(aq)的平衡常数表达式K=
c(Fe3+)
。
(2)应用
①判断可逆反应的反应热
②判断化学平衡移动的方向
分析浓度商(Qc)与平衡常数的大小关系,
当Qc<K时,反应向正反应方向进行,直至达到平衡状态;当Qc=K时,反应处于平衡状态;
当Qc>K时,反应向逆反应方向进行,直至达到平衡状态。
5.判断化学反应方向的判据(ΔG=ΔH-TΔS)
ΔG<0时,反应能自发进行;
ΔG=0时,反应处于平衡状态;
ΔG>0时,反应不能自发进行。
6.判断溶液中微粒浓度比值的方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目
的变化即可。如同一溶液中,溶液体积相同,=,NH ·H O溶液稀释过程中,n(NH)增大,n(NH ·H O)减
3 2 3 2
小,故的值增大。
c(F−)
(2)“假设法”,如上述D项,假设无限稀释,c(F-)趋近于0,c(H+)趋于10-7mol·L-1,故 变小。
c(H+)
(3)“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓
度的乘积或相除的关系。如CHCOOH溶液加水稀释后,判断溶液中 的变化,将式子的分子、
3
分母同乘以c(H+)得 ,CHCOOH在稀释时,c(H+)减小,Ka不变,则该比值增
3
大。
1.(2024·江苏泰州高三一模,11)利用碳氮化反应
,可将 转化为 ,再进一步还原得到金属钛,下列说法正确的是
A.碳氯化反应在高温下不能自发进行
B.加压、降温均可增大生成 的速率
C.反应中每消耗 ,转移电子的数目约为
D.将 与 粉碎并混合均匀后反应可提高 的平衡转化率
【答案】C
【解析】碳氯化反应是放热反应, △H<0,熵增的反应,△S>0,则任意温度下,△H0 S<0
B.该反应的平衡常数表达式为
C.升高温度, 该反应的 (正)增大, (逆)减小
D.将容器体积压缩为原来一半,气体颜色比压缩前深
【答案】D
【解析】已知该反应2NO (g) NO(g) <0,且反应常温下能够自发进行,故该反应的 H<0,A错
2 2 4
误;该反应2NO (g) NO(g)的平衡常数表达式为K= ,B错误;升高温度,该反应的正反应速
2 2 4
率增大,逆反应速率也增大,C错误;将反应器容积压缩为原来的一半,根据勒夏特列原理可知,达到新
平衡时,气体颜色比压缩前深,D正确。4.(2024·江苏南通如东高三开学考试,10)活性Fe O 催化反应 ,
3 4-x
进而可制得甲酸。反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的△H>0
B.该反应的平衡常数
C.反应前后,碳原子的杂化方式和化合价均没有发生变化
D.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为带部分负电荷的氢与HCO 中带部分正电荷的碳结合,
带部分正电荷的氢与带部分负电荷的羟基氧结合生成水,HCO 转化为的HCOO-
【答案】D
【解析】该反应为自发反应,则△H0
B.第一步转化N与H间形成配位键
C.若用HCOOD催化释氢,反应除生成CO 外,还生成D
2 2
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中H 的纯度会提高
2
【答案】C
【解析】根据总方程式 ,从液态转化为气态,熵值增大,A项正确;N原子含有孤电
子对、H+有空轨道,根据图示,第一步转化N与HCOOH电离出的H+通过配位键结合,B项正确;第一步
HCOOD电离出D+与N结合,第二步HCOO-→CO+H-,第三步D+、H-反应生成HD,所以HCOOD催化释
2
氢,除生成CO 外,还生成HD,C项错误;若用HCOOK溶液代替HCOOH,HCOOK水解出HCOOH,
2
释氢历程不变,而反应生成KOH能吸收CO,所以最终所得气体中CO 的量会减少,H 的纯度提高,D
2 2 2
项正确。
6.(2024·江苏常州高三期末监测,8)固载Ru基催化剂催化反应CO(g)+H(g)===HCOOH(g)是实现CO
2 2 2
资源化的重要途径。将一定比例的CO 和H 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,在反应器出
2 2
口处检测到大量CO,其选择性高达90%以上。下列说法不正确的是( )
A. HCOOH既有酸性,又有还原性
B. 该反应的平衡常数K=
C. 该反应中每消耗1 mol H ,转移电子的数目约为2×6.02×1023
2
D. 该反应可能经历了以下过程:① CO +H===CO+HO、② CO+HO===HCOOH,且反应①的活
2 2 2 2
化能大于反应②
【答案】D
【解析】HCOOH可以电离出H+,显酸性,HCOOH中C显+2价,C的化合价可以升高至+4价,可表现
为还原性,A正确;平衡常数是生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积之比,B正确;H 变为
2HCOOH,H的化合价由0变为+1价,1mol H 参加反应,转移2mol e-,C正确;出口处检测到大量的
2
CO,说明以反应①为主,则反应①的活化能较小(活化能越小,反应越易进行),D错误。
7.(2024·江苏常州第一中学高三期初检测,6)汽车尾气中的有害气体可通过如下反应实现转化:2NO(g)
+2CO(g) 2CO(g)+N(g)。下列说法正确的是
2 2
A.每转化22.4LNO,转移电子数为2×6.02×1023
B.其他条件相同,使用催化剂,可提高活化分子百分数,降低反应的焓变
C.反应的平衡常数K=
D.该反应ΔH<0
【答案】D
【解析】题干未告知NO所处的状态是否为标准状况,22.4LNO的物质的量不一定是1mol,则不能计算转
移电子数目,A错误;其他条件相同,使用催化剂,能够降低反应需要的活化能,可提高活化分子百分数,
加快反应速率,但不能改变反应的焓变,B错误;2NO(g)+2CO(g) 2CO(g)+N(g)的平衡常数K=
2 2
,C错误;2NO(g)+2CO(g) 2CO(g)+N(g)的 S<0,在一定条件下能发生,则
2 2
H-T S<0,即 H<T S<0,D正确。
8.(2024·江苏常州八校10月调研,8)以NaCl为原料,可制取Na、NaO、NaOH和NaCO 等。
2 2 2 3
NaCO,可用侯氏制碱法制取,主要涉及如下反应:
2 3
N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH=-92.4kJ·mol-1
2 2 3
NaCl+NH +CO +H O=NaHCO ↓+NHCl
3 2 2 3 4
2NaHCO NaCO+CO ↑+H O
3 2 3 2 2
对于反应N(g)+3H(g) 2NH (g),下列说法正确的是
2 2 3
A.该反应的ΔS>0B.该反应的平衡常数可表示为
C.其他条件相同,增大 ,H 转化率减小
2
D.使用催化剂能降低该反应的焓变
【答案】C
【解析】根据气体物质的化学计量数分析,该反应的ΔS<0,A项错误;该反应的平衡常数可表示为
,B项错误;其他条件相同,增大 ,氮气的转化率提高,H 转化率减小,C项正确;
2
使用催化剂不能改变反应的焓变,可以影响活化能,D项错误。
9.(2024·江苏海安高级中学高三11月月考,10)一定条件下,1-苯基丙炔(Ph-C≡C-CH ,Ph-表示苯
3
基)可与HCl发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法不正
确的是
A.反应焓变:反应Ⅰ>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C.增加 浓度可使平衡时产物Ⅱ比产物Ⅰ的值增加
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物I
【答案】C
【解析】按盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅲ=反应Ⅱ,反应I、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应I放
出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应I>反应Ⅱ,A
正确;短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越
快,其活化能越小,则反应活化能:反应I<反应Ⅱ,B正确;产物I和产物Ⅱ存在可逆反应,则产物Ⅱ和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数K,由于平衡常数只与温度有关,所以增加HCl浓度平衡时产物Ⅱ
和产物I的比例不变,C错误;根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物
Ⅰ,D正确。
10.(2024·江苏华罗庚中学高三测试,
)在恒温恒容的密闭容器中发生 △H<0,T℃时,平衡常数为
K,下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下都可自发进行
B.T℃时,若 K
1 2
B.反应①②的ΔH均小于0
C.CO中的C原子提供孤电子对与Fe2⁺配位
D.用高压氧舱治疗CO中毒时,平衡②逆向移动
【答案】A
【解析】CO也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力更强,则反应②比反应①正向进行的程度大,
所以相同温度下,K>K,A项错误;反应①②分别为O 和CO与血红蛋白中的Fe2+形成配位键的过程,
2 1 2
形成化学键能够释放能量,故反应①②的ΔH均小于0,B项正确;Fe2+含有空轨道,所以Fe2+形成配位键
时提供空轨道,CO中C和O均有孤电子对,由于O的电负性比C的大,不易给出电子形成配位键,故
CO中的C原子提供孤电子对与Fe2⁺配位,C项正确;CO中毒患者进入高压氧舱治疗,氧气浓度增大,平
衡①正向移动导致c(Hb)减小,所以平衡②逆向移动,D项正确。
18.(2024·江苏扬州中学月考,8)一种合金M催化BHNH 水解释氢的反应机理如图所示。下列说法不
3 3
正确的是A.总反应△S>O B.加入NaOH可制得更纯的H
2
C.若反应中生成2g H ,转移电子2mol D.若将HO换成DO则可释放出HD
2 2 2
【答案】B
【解析】由图可知总反应为: ,所以总反应△S>O,A正确;加入氢氧
化钠和铵根离子反应有利于整个反应向右进行,但同时有氨气生成,从而制得的氢气中混有氨气,B错误;
由总反应可知,生成2g H ,转移电子2mol,C正确;根据机理图可知,参加反应的两个水分中只有一个
2
氢原子转化为氨根离子,其余三个氢原子和BH 中的氢原子结合生成H,若将水换成DO,则可释放出
3 2 2
HD同时生成NH D+,D正确。
3