高考化学热门考点分解透析:考点3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:①考查热化学方程式的书写及正误判断;②考查盖斯定律的应用;③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:①化学反应速率的影响因素及计算;②化学平衡状态的判断及影响因素;③应用平衡移动原理判断反应进行的方向;④化学反应速率和化学平衡的图象分析;⑤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:①离子反应;②弱 电解质的电离平衡;③酸、碱混合溶液酸碱性的判断及pH的简单计算;④盐 类
水解及其应用;⑤电解质溶液中离子浓度的大小比较;⑥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。 ①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)。②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。 ③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)+H2O-2CrO42-(黄)+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.①中溶液橙加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙
例6 (2016年高考上海卷)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物 B.O2F2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:A.O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:①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;②明确热化学方程式的意义及书写规则;③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) ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2,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ΔH____0(填“>”、“<>
(2)(2016年高考新课标Ⅱ卷)联氨(又称联肼,N2H4,无液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3④2 N2H4(l) + N2分解反应O4(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=2△H3-2△H2-△H1 ;反应放热量大、产生大量气体
例8(1)(2016年高考新课标Ⅲ卷)已知下列反应:SO2(g)+2OH− (aq) =SO32− (aq)+H2O(l) ΔH1 ClO− (aq)+SO32− (aq) =SO42− (aq)+Cl− (aq) ΔH2 CaSO4(s) =Ca2+(aq)+SO42−(aq) ΔH3,则反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) =CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。
(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)ΔH1=-53.7 kJ·mol-1 I CO2(g)+ H2(g)---- CO(g)+H2O(g)ΔH2 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:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1②H2O(l)= H2
O(g) ΔH3=44.0 kJ·mol-1。请回答(不考虑温度对ΔH的影响):反应II的ΔH2= kJ·mol-1。
解析:(1)根据盖斯定律可知a+b-c即得到反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=△H1+△H2-△H3。(2)已知热化学方程式:a:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H= -283.0kJ·mol-1 b:H2(g)+
O2(g)=H2O (l)△H=-285.8kJ·mol-1 c: H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-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)ΔH2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mol-1。
答案:(1)△H1+△H2-△H(2)+41.2 kJ·mol-1
复习化学反应速率和化学平衡时应注意以下三点:①弄懂化学反应速率和化学平衡的相关概念和原理;②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;③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Ⅰ卷)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫)、Cr(OH)4−(绿)、Cr2O72−(橙红)、CrO42−(黄)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝固体。CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②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__________。
③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(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1×10-7mol/L;此时该转化反应的平衡常数为
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