高考化学反应原理综合题解题方法指导

高考化学反应原理综合题解题方法指导

高考化学反应原理综合题解题方法指导 年份 题号 内容 分值 ‎2009‎ ‎15（2）、（3）‎ 盐的水解应用、沉淀滴定计算 ‎6‎ ‎16（4）‎ 电解池电极反应式的书写 ‎2‎ ‎17（2）、（3）‎ 热化学方程式的书写、化学反应速率的影响因素 ‎4‎ ‎18（2）‎ 氧化还原滴定 ‎2‎ ‎20‎ 化学平衡综合 ‎12‎ ‎2010‎ ‎16（2）‎ 化学反应速率的影响因素 ‎2‎ ‎17‎ 化学反应原理（热化学方程式书写、电解、转化率）‎ ‎6‎ ‎20（1）‎ Ksp的计算 ‎2‎ ‎2011‎ ‎16（1）（2）‎ 平衡常数、转化率与抑制水解 ‎6‎ ‎18（2）（3）‎ 电池反应方程式书写、滴定实验 ‎8‎ ‎20（1）（4）‎ 热化学方程式、电解阳极反应式书写 ‎4‎ 南师附中江宁分校李琛 一、最近三年江苏高考中化学反应原理综合题考查点汇总 二、化学反应原理综合题常考知识点 ‎1、热化学方程式的书写或运用盖斯定律计算反应热 ‎2、电解池或原电池方程式的书写或电极反应式书写、新情景下陌生氧化还原型的离子方程式书写 ‎3、化学反应速率的影响因素的实验探究 ‎4、化学平衡状态的标志以及化学平衡的影响因素 ‎5、化学平衡常数及平衡转化率的计算 ‎6、酸碱中和滴定的扩展应用（仪器使用、平行实验、空白试验、误差讨论）‎ ‎7、Ksp的计算和应用 ‎8、综合计算（混合物计算、化学式的确定、关系式法、守恒法在计算中的应用）‎ 三、不同知识点的解题技巧 ‎1、热化学方程式的书写或反应热计算 ‎【典型例题1】‎ ‎2011-20．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。‎ 已知： CH4(g)+ H2O(g)===CO(g)+3H2(g) △H= 206.2kJ·mol-1①‎ ‎ CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) △H= 247.4kJ·mol-1②‎ ‎ 2H2S(g)===2H2(g)+S2(g) △H= 169.8kJ·mol-1③‎ ‎（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。‎ 解题思路：写出目标热化学方程式的反应物和产物并标明状态CH4(g)+2H2O(g) == CO2(g)+4H2(g)，然后与已有的热化学方程式比对，CH4(g)、H2O(g)在左边，CO2(g)、H2(g)在右边，但目标热化学方程式中无硫元素与③无关，无CO(g)，所以①×2－②后再整理即可得到CH4(g)+2H2O(g) === CO2(g)+4H2(g) H = 165.0 kJ·mol-1。‎ ‎【方法指导】首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、产物并配平，其次在反应物和产物的后面括号内注明其状态，再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对（主要是反应物和产物的位置、系数），最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方程式的反应热△H，空一格写在热化学方程式右边即可。‎ 注意：并非所给的热化学方程式一定都用到。‎ ‎【及时巩固1】‎ ‎2010-17．（2）方法Ⅱ主要发生了下列反应：‎ ‎2CO(g)＋SO2 (g) ＝S(g) ＋ 2CO2 (g) △H＝ 8kJ·mol-1‎ ‎2H2(g)＋SO2 (g) ＝S(g) ＋ 2H2O(g) △H＝ 90.4kJ·mol-1‎ ‎2CO(g)＋O2 (g) ＝ 2CO2 (g) △H＝-566.0kJ·mol-1‎ ‎2H2(g)＋O2 (g)＝2H2O(g) △H＝-483.6kJ·mol-1‎ S(g)与O2 (g)反应生成SO2 (g)的热化学方程式为 。‎ ‎2、电解池或原电池反应方程式的书写或电极反应式书写、新情景下陌生氧化还原型的离子方程式书写 ‎【典型例题2】‎ ‎2011-18．银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。‎ 解题思路：第一步：一个氧化还原反应可以拆分为两个半反应即氧化反应和还原反应，根据原电池原理正极反生还原反应、负极发生氧化反应，把Ag2O2和Zn写在左边、Ag和K2Zn(OH)4写在右边得到Ag2O2+Zn--Ag+K2Zn(OH)4‎ 第二步：根据电子守恒即化合价升降总数相等原理，首先配平Ag2O2、Zn、Ag、 K2Zn(OH)4等变价物质的系数。在该反应中Ag2O2的Ag、O两种元素的化合价均降低，作为一个整体共下降4价，所以Zn的化合价应升高4价，其系数为2，在根据元素守恒配平产物系数。‎ Ag2O2+2Zn--2Ag+2K2Zn(OH)4‎ 第三步：根据质量守恒在方程式的两边添加其它未变价物质并配平，左边配4KOH和4H2O即可。‎ ‎【方法指导】首先根据题意写出化学方程式的反应物、产物，其次根据氧化还原反应原理——电子守恒配平氧化剂和还原剂的系数，再次配平还原产物和氧化产物的系数，最后根据质量守恒添加并配平其他未变价物质的系数。‎ 注意：一般未变价物质是酸、碱或水。‎ ‎【及时巩固2】‎ ‎2009-17（4）在提纯后的溶液中加入一定量的和溶液，加热，生成沉淀。制备的离子方程式是 。‎ ‎【典型例题3】‎ ‎2011-20（4）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。‎ 解题思路：根据题意知道，阴极室含有的阳离子有H+、K+，阳极室含有OH-、H2O以及尿素[CO(NH2)2]分子，阳极电解产物为N2，所以放电的应为CO(NH2)2，写出CO(NH2)2--- N2‎ ‎，经分析知道N元素化合价共升高6价，即一个CO(NH2)2失去6个电子，可写出CO(NH2)2-6e---- N2，碳元素化合价不变（+4），在碱性溶液中转化为CO32—，然后根据电荷守恒在左边添加8OH-，最后根据质量守恒在右边添加6H2O，得出完整的电极反应式：CO(NH2)2+8OH—－6e—=CO32—+N2↑+6H2O。‎ ‎【方法指导】读懂题意尤其是相关示意图，分析电解池的阴极室和阳极室存在的阳离子、阴离子及其放电顺序，必要时根据题目要求还要考虑分子是否会放电。首先写出阴（阳）极室发生还原（氧化）反应的反应物和产物离子（分子），分析其化合价变化，标出其得失电子的情况，然后根据电荷守恒在左边或右边配上其他离子，左后根据质量守恒配上其它物质。‎ 注意：①并非放电的一定是离子，应根据题目要求及时调整。‎ ‎②用来配平电极反应式的离子（物质）应是电解池中含有的，而且前后不能矛盾。‎ ‎【及时巩固3】‎ ‎2009-16（4）反应Ⅳ（电解硫酸铵溶液）常被用于电解生产(过二硫酸铵)并得到H2。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 。‎ ‎3、化学反应速率的影响因素的实验探究 ‎【典型例题4】‎ ‎2009-17.（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0 mol/L H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。‎ 温度（℃）‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ 铜平均溶解速率 ‎（）‎ ‎7.34‎ ‎8.01‎ ‎9.25‎ ‎7.98‎ ‎7.24‎ ‎6.73‎ ‎5.76‎ 当温度高于‎40℃‎时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是 。‎ 解题思路：影响化学反应速率的因素有浓度、压强、温度、催化剂以及固体反应物的表面积等。本题控制反应Cu(s)+H2O2 (l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l)其他条件相同，其影响因素只研究反应的温度，考虑温度高于‎40℃‎时， H2O2受热易分解，其浓度降低，化学反应速率自然变慢即铜平均溶解速率减小。‎ ‎【方法指导】影响化学反应速率的探究实验中，控制变量是关键。‎ ‎【及时巩固4】‎ ‎2011重庆16.（2）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如题下表所示。已知：O3的起始浓度为0.0216 mol/L。‎ ‎①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是___________.‎ ‎③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为______.（填字 母代号）‎ a. ‎40°C、pH=3.0 b. ‎10°C、pH=‎4.0 c. ‎30°C、pH=7.0‎ ‎4、化学平衡状态的标志以及化学平衡的影响因素 ‎【典型例题5】‎ ‎2009-20（1）已知：2NO2（g）N2O4（g） △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是 （填字母）。‎ A．减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度 解题思路：该问题考查反应物的转化率与化学平衡移动的关系，但要注意这个反应的特殊性（反应物与产物都只有一种）。影响化学平衡的因素有浓度、压强（有气体参加且反应前后气体分子数不等的可逆反应）、温度。选项B，降低温度平衡向放热反应（正反应）方向移动，NO2的浓度降低、转化率升高，反之转化率降低。对于A、C选项不能简单地理解为浓度问题，在容积不变的情况下，增大NO2的浓度可以理解为增大压强，平衡向右移动，NO2转化率增大。‎ ‎【方法指导】①判断一个可逆反应是否达到平衡状态的两个直接标准是正逆反应的速率相等、反应物与生成物浓度保持不变，另外间接标准是“变量不变”即观察一个可逆反应的相关物理量，采用极端假设的方法（若全部为反应物如何、全部转化为产物该物理量又如何，如果该物理量是可变的而题目说一定条件下保持不变即可认为该条件下达到化学平衡）。另外也可以用Q与K比较（Q=K则处于平衡状态；Q＜K未达平衡状态、v正＞v逆；Q＞K、未达平衡状态、v正＜v逆）。‎ ‎②平衡移动的方向、反应物的转化率和产物的产率变化均可通过条件（浓度、压强、温度）的改变，平衡移动的方向加以判断，也可以通过平衡常数的计算得到。但要关注特殊反应的特殊性。‎ ‎【及时巩固5】‎ ‎2010-17．下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。‎ 方法Ⅰ 用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4‎ 方法Ⅱ 用生物质热解气（主要成分CO、CH4 、H2 ）将SO2在高温下还原成单质硫 方法Ⅲ 用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4‎ ⑴方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为 ‎2NH3 ＋ SO2 ＋ H2O ＝ (NH4)2SO3‎ ‎(NH4)2SO3 ＋ SO2 ＋ H2O ＝ 2 NH4HSO3‎ 能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有 （填字母）。‎ A．增大氨水浓度 B．升高反应温度 C．使燃煤烟气与氨水充分接触 D．通入空气使HSO3－转化为SO42－‎ ‎【及时巩固6】‎ ‎（2011山东28（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH=-196.6 kJ·mol-1‎ ‎2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=-113.0 kJ·mol-1‎ 则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH= kJ·mol-1。‎ 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。‎ a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变 c．SO3和NO的体积比保持不变 d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2 ‎ ‎5、化学平衡常数及平衡转化率的计算 ‎【典型例题6】（2011海南18. 氯气在298K、100kPa时，在‎1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：‎ ‎（1）该反应的离子方程式为_____ ___;‎ ‎（2）估算该反应的平衡常数__________（列式计算）‎ 解题思路：题干中用“溶于水的Cl2约有三分之一与水反应”给出可逆反应 ‎（该反应在教材中通常没提及可逆）；平衡常数的计算根据题中要求列三行式求算。‎ ‎（1）；‎ ‎（2） (水视为纯液体)‎ C起 0.09 0 0 0‎ C变 0.09× 0.03 0.03 0.03‎ C平 0.06 0.03 0.03 0.03‎ ‎【方法指导】平衡常数的计算可用三段法即找出浓度可变的反应物、产物在起始时、转化的、平衡时的浓度，然后带入平衡常数表达式（平衡时生成物浓度系数次幂的乘积与反应物系数次幂乘积的比值）进行计算即可。‎ 注意：带入式子的物质一定浓度可变、一定是平衡浓度。水为气态时，要带入平衡表达式；在液态或溶液中时，水不要带入平衡表达式。‎ ‎【及时巩固7】‎ ‎2009-20（3）‎17℃‎、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c（NO2）=0.0300 mol·L-1、c（N2O4）=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数K。‎ ‎6、酸碱中和滴定的扩展应用（仪器使用、平行实验、空白实验、误差讨论）‎ ‎【典型例题7】‎ ‎2009-15．医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量等杂志）生产医药级二水合氯化钙（的质量分数为97.0%~103.0%）。‎ ‎（3）测定样品中含量的方法是：a.称取‎0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000溶液滴定至终点，消耗溶液体积的平均值为20.39mL。‎ ‎①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。‎ ‎②计算上述样品中的质量分数为 。‎ ‎③若用上述办法测定的样品中的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。‎ 解题思路：（3）①标准液为硝酸银溶液，所以用酸式滴定管，在使用前应先用硝酸银溶液进行润洗。② 根据到达滴定终点生成氯化银的物质的量等于消耗硝酸银溶液的物质的量这一关系求出消耗硝酸银的物质的量，然后n(AgCl)=2n(CaCl2.2H2O)据此可以算出实际上的CaCl2.2H2O的物质的量，进而求出质量。注意的是我们是从250mL中取25mL,所以在计算时要注意这一点，就不会错了。③样品中存在少量的NaCl据 n(AgCl)=2n(CaCl2.2H2O) ，CaCl2.2H2O的物质的量增大。同样若CaCl2 .2H2O失水导致分母变小，值偏大。‎ ‎【方法指导】①酸碱中和滴定（氧化还原滴定、沉淀滴定）的仪器使用包括溶液配制和滴定两个阶段，所用玻璃仪器分别是：烧杯、玻璃棒、一定容量的容量瓶、胶头滴管；酸（碱）式滴定管、锥形瓶、烧杯。其中只有酸（碱）式滴定管需要润洗。②定量实验为减小实验误差均要进行平行实验（重复滴定1-2次），必要时为防止环境对滴定造成误差，还需进行空白实验（不加待测物质进行滴定）。③误差讨论应围绕待测物质含量的计算公式进行，分成操作造成的误差和样品本身的原因两方面。‎ ‎7、Ksp的计算和应用 ‎【典型例题8】‎ ‎2010-20．（10分）以水氯镁石(主要成为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：‎ ‎(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中 c(OH－) ＝3.0×10－6，则溶液中c(Mg2+) ＝ 。‎ 解题思路：Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2+)·[c(OH－)]2相关计算，简单易得分。‎ ‎【方法指导】有关Ksp的计算往往与pH的计算结合起来，要注意pH与c(OH-)浓度关系的转换，难溶电解质的悬浊液即为其沉淀溶解平衡状态，满足相应的Ksp。‎ 注意：只有同类型的难溶电解质如均为AB型或AB2型，才能直接利用Ksp的大小比较其溶解度的大小，类型不同时必须计算。‎ ‎【及时巩固8】‎ ‎2008-17（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，= 。 [Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]‎ ‎8、综合计算（混合物计算、化学式的确定、关系式法、守恒法在计算中的应用）‎ ‎【典型例题9】‎ ‎2011-18．（3）准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）‎2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2，得到224.0mLO2（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。‎ 解题思路：‎ 设样品中Ag2O2的物质的量为x，Ag2O 的物质的量量为y ‎【方法指导】进行混合物计算时，一般可设混合物各成分的物质的量，然后根据质量守恒、电子守恒或电荷守恒列方程组求解，再转换成所求的物理量即可。‎ ‎【及时巩固9】‎ ‎2012南京一模18（3）准确称取上述样品‎1.928g[假定只含Cu4O（PO4）2和CuO两种物质]，使其完全溶于一定量硝酸中，再加氢氧化钠溶液，使铜完全沉淀，将沉淀灼烧使其转变为黑色氧化铜，最终称得残留固体质量为‎1.360g。计算得样品中磷酸氧铜（摩尔质量为：‎462g/mol）的质量分数（写出简要计算过程和结果）‎ ‎【典型例题10】‎ ‎2010-20(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁‎4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体‎2.00g和标准状况下CO2 ‎0.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。‎ 解法思路：弄清碱式碳酸镁高温煅烧的转化关系，利用质量守恒原理，不难计算出n(CO2)、‎ n(MgO)、n(H2O)及n(MgO):n(CO2): n(H2O)，再依据碱式碳酸镁含义即可写出化学式。‎ ‎ (3) n(CO2)=‎0.896L/‎22.4L·mol-1=4.00×10－2 mol n(MgO)=‎2.00g/‎40g·mol-1=5.00×10－2 mol n(H2O)=(‎4.66g-4.00×10－2 mol×‎44g·mol-1‎-2.00g)/‎18g·mol-1=5.00×10－2 mol n(MgO):n(CO2): n(H2O)=5.00×10－2: 4.00×10－2: 5.00×10－2=5:4:5‎ 碱式碳酸镁的化学式为：Mg(OH)2·4 MgCO3·4H2O ‎【方法指导】化学式的确定一般分成三步：确定微粒种类、计算各微粒的物质的量、求比值确定化学式。‎ 注意：求出各微粒的最简整数比或1mol待确定物质的各微粒的物质的量即可。‎ ‎【及时巩固10】2012南京二模18（3）聚合硫酸铁的化学式可表示为[Fea(OH)b(SO4)c]m。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应，将所得溶液平均分为两等份。一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀‎1.7475g。另一份溶液，加热煮沸后，滴加稍过量SnCl2溶液，使Fe3+还原为Fe2+，用甲基橙除去过量SnCl2。然后用0.02000 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定，到达滴定终点时共用去K2Cr2O7标准溶液50.00mL。计算聚合硫酸铁晶体中a、b、c的最简整数比。（已知：Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O）‎ 注意：高三复习还得紧紧抓住电子守恒、质量守恒、电荷守恒、极端分析等化学常用分析方法。‎