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文檔簡介
1/94第三輯2025年高考化學考前沖刺攻略(三)TOC\o"1-1"\h\u26624反應歷程與機理 3考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題18516化學反應與能量 17考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題12642化學反應速率與平衡 28考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題20746化學平衡圖像突破 40考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題14024化學反應原理綜合題 58考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題考前10天反應歷程與機理考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題年份試卷考點2024安徽卷吸熱反應、反應歷程、過渡態2024河北卷反應路徑及相對能量變化、速控步驟、反應產物2024北京卷反應過程中能量變化示意圖、反應速率2024廣東卷反應歷程示意圖2024甘肅卷反應過程的能量變化圖、過渡態2023廣東卷反應歷程、化學平衡、反應速率、相關圖像2023新課標卷反應歷程、極性分子、氧化還原、相關圖像2023江蘇卷反應機理、平衡常數、電子轉移、相關圖像2023湖北卷反應歷程、化合價、非極性鍵、相關圖像2023浙江卷反應歷程、轉化率、熱化學方程式、相關圖像2022山東卷反應歷程、電子轉移、轉化率、相關圖像2022湖南卷反應歷程、電子式、原子利用率、活化能、相關圖像2022浙江卷反應機理、焓變、活化能與反應速率、相關圖像2025年高考以反應歷程圖像(如能量反應進程圖、反應歷程能壘圖等)為載體,考查學生對圖像信息的提取和分析能力。學生需要從圖像中獲取反應物、生成物、中間產物、過渡態的能量信息,以及活化能的大小等,進而解決與反應熱、反應速率、反應機理相關的問題。例如,根據能量反應進程圖,分析某一反應在有無催化劑時的能量變化情況,以及不同反應步驟的活化能大小,判斷反應的快慢順序。重考查宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知等學科素養。題目可能取材于實際的科研成果,以陌生的反應體系為背景,考查學生運用所學的反應歷程和反應機理知識解決實際問題的能力,體現化學學科的實用性和創新性。比如,給出某新型催化劑催化某一復雜反應的機理研究成果,讓學生分析該反應的優點、催化劑的作用方式等。重點考查從宏觀現象推測微觀反應機理,理解化學反應中的能量變化和平衡移動與反應機理的關系,通過對實驗現象和數據的分析推理,建立反應歷程的模型。1.反應歷程圖像分析(1)基元反應與非基元反應例如,2HI=H2+I2的實際反應機理是分兩步進行的,每一步都是一個基元反應:2HI→H2+2I·、2I·→I2,存在未成對電子的微粒稱為自由基,反應活性高,壽命短。2HI=H2+I2稱為非基元反應。(2)過渡態A+B—C→[A…B…C]→A—B+C①正反應活化能Ea正=b-a,逆反應活化能Ea逆=b-c,ΔH=Ea正-Ea逆。②過渡態[A…B…C]不穩定。(3)中間體處于能量最高點的狀態是反應的過渡態,在多步反應中兩個過渡態之間的是中間體,中間體很活潑,壽命很短,但是會比過渡態更穩定些。(4)催化機理能壘圖①在催化機理能壘圖中,有幾個活化狀態,就有幾個基元反應。可以用圖中每步基元反應前后的活性物質,寫出相應的熱化學方程式。注意:如果縱坐標相對能量的單位是電子伏特(eV),焓變應轉化成每摩爾。②每步基元反應的快慢取決于能壘的大小,能壘越大,反應速率越小。③示例:在Rh催化下,甲酸分解制H2反應的過程如下圖所示。其中帶“*”的物種表示吸附在Rh表面,該反應過程中決定反應速率步驟的化學方程式為HCOOH*=HCOO*+H*;甲酸分解制H2的熱化學方程式可表示為HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)__ΔH=-0.16NA__eV·mol-1(用NA表示阿伏加德羅常數的值)。2.催化循環機理圖像分析(1)解答反應機理問題的四判斷①催化劑判斷:一般來說,催化劑在機理圖中多是以完整的循環出現的。②反應物判斷:通過一個箭頭進入整個歷程的物質是反應物。③中間體判斷:轉化歷程中生成,隨之又參與下一步反應,一般不脫離整個歷程。④生成物判斷:通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質一般是生成物。(2)示例:催化反應——環式歷程分析方法3.基元反應與過渡態理論(1)基元反應、過渡態理論及活化能①基元反應:研究發現,大多數化學反應并不是經過簡單碰撞就能完成,往往要經過多個反應步驟才能實現。每一步反應都稱為基元反應。②過渡態理論:過渡態理論認為,反應物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產物,而是必須經過一個形成活化配合物的過渡狀態,并且達到這個過渡狀態需要一定的活化能。這與爬山類似,山的最高點便是過渡態。(2)催化劑與活化能、反應熱的關系①催化劑能降低反應所需活化能,但不影響焓變的大小。②在無催化劑的情況下,E1為正反應的活化能,E2為逆反應的活化能,即E1=E2+ΔH。4.能壘與決速步驟的關系(1)能壘:簡單可以理解為從左往右進行中,向上爬坡最高的為能壘,而包含此能壘的反應我們稱之為決速步驟,也稱為慢反應。例如下圖中,從第一個中間態到過渡態2的能量就是能壘,而HCOO+H=CO2+2H是在Rh作催化劑時該歷程的決速步驟。(2)用不同催化劑催化化學反應,催化劑使能壘降低幅度越大,說明催化效果越好。(3)相同反應物同時發生多個競爭反應,其中能壘越小的反應,反應速率越大,產物占比越高。5.催化劑與化學反應的關系(1)化學反應中,反應分子原有的某些化學鍵,必須解離并形成新的化學鍵,這需要一定的活化能。在某些難以發生化學反應的體系中,加入有助于反應分子化學鍵重排的第三種物質(催化劑),可降低反應的活化能。催化劑能改變反應的途徑、降低反應的活化能、加快反應速率,但不能改變反應熱的符號與數值、不能改變平衡的移動方向。圖甲虛線表示催化劑對反應的影響,圖乙為催化反應歷程示意圖。(2)催化反應機理題的解題思路①通覽全圖,找準一“劑”三“物”一“劑”指催化劑催化劑在機理圖中多數是以完整的循環出現的,以催化劑粒子為主體的多個物種一定在機理圖中的主線上三“物”指反應物、生成物、中間物種(或中間體)反應物通過一個箭頭進入整個歷程的物質一般是反應物生成物通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質多是產物中間體通過一個箭頭脫離整個歷程,但又生成的是中間體,通過兩個箭頭進入整個歷程的中間物質也是中間體,中間體有時在反應歷程中用“[]”標出②逐項分析得答案根據第一步由題給情境信息,找出催化劑、反應物、生成物、中間體,再結合每一選項設計的問題逐項分析判斷,選出正確答案。-典例1【2024·安徽卷】某溫度下,在密閉容器中充入一定量的X(g),發生下列反應:X(g)?Y(g)ΔH1<0,Y(g)?Z(g)ΔH2<0,測得各氣體濃度與反應時間的關系如下圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是()【答案】B【解析】由題圖可知,生成Y的速率大于生成Z的速率,故第一步反應的活化能比第二步反應的活化能小,C、D項錯誤;結合ΔH1、ΔH2均小于0可知,兩步反應均為放熱反應,故反應物總能量高于生成物總能量,故能量:X>Y>Z,A項錯誤,B項正確。典例2【2024·甘肅卷】甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如下圖所示,下列說法錯誤的是()A.E2=1.41eVB.步驟2逆向反應的ΔH=+0.29eVC.步驟1的反應比步驟2快D.該過程實現了甲烷的氧化【答案】C【解析】由能量變化圖可知,E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV,A項正確;步驟2逆向反應的ΔH=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV,B項正確;步驟1的活化能E1=0.70eV,步驟2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步驟1的活化能大于步驟2的活化能,步驟1的反應比步驟2慢,C項錯誤;該過程中甲烷轉化為甲醇,實現了甲烷的氧化,D項正確。典例3【2024·北京卷】可采用Deacon催化氧化法將工業副產物HCl制成Cl2,實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式:4HCl(g)+O2(g)eq\o(=,\s\up7(CuO))2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-114.4kJ·mol-1。下圖所示為該法的一種催化機理。下列說法不正確的是()A.Y為反應物HCl,W為生成物H2OB.反應制得1molCl2,須投入2molCuOC.升高反應溫度,HCl被O2氧化制Cl2的反應平衡常數減小D.圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應【答案】B【解析】首先結合題圖及反應的熱化學方程式知,Y、Z是反應物HCl和O2,X、W是生成物Cl2和H2O;然后根據原子守恒進行分析,CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl,故Y為HCl,Z為O2;CuCl2分解生成X和CuCl,故X為Cl2,W為H2O。由上述分析知,A正確;CuO是催化劑,在反應前后的量不變,故反應制得1molCl2,不一定要投入2molCuO,B錯誤;該反應為放熱反應,升高溫度,平衡常數減小,C正確;分析圖中各元素化合價知,有單質參與的兩個反應均為氧化還原反應:2CuCl2=Cl2↑+2CuCl、4CuCl+O2=2Cu2OCl2,D正確。典例4【2024·貴州卷】AgCN與CH3CH2Br可發生取代反應,反應過程中CN-的C原子和N原子均可進攻CH3CH2Br,分別生成腈(CH3CH2CN)和異腈(CH3CH2NC)兩種產物。通過量子化學計算得到的反應歷程及能量變化如下圖所示(TS為過渡態,Ⅰ、Ⅱ為后續物)。由圖示信息,下列說法錯誤的是()A.從CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反應都是放熱反應B.過渡態TS1是由CN-的C原子進攻CH3CH2Br的α-C而形成的C.Ⅰ中“N—Ag”之間的作用力比Ⅱ中“C—Ag”之間的作用力弱D.生成CH3CH2CN放熱更多,低溫時CH3CH2CN是主要產物【答案】D【解析】由題圖可知,兩個反應中反應物的總能量均大于生成物的總能量,均為放熱反應,A正確;由題圖可知,過渡態TS1最終產物為腈(CH3CH2CN),結合TS1的物質結構可知,過渡態TS1是由CN-的C原子進攻溴乙烷的α-C而形成的,B正確;Ⅰ中CH3CH2CNAgBr→CH3CH2CN+AgBr吸收的能量小于Ⅱ中CH3CH2NCAgBr→CH3CH2NC+AgBr吸收的能量,故Ⅰ中NAg之間的作用力比Ⅱ中CAg之間的作用力弱,C正確;兩個反應都為放熱反應,生成CH3CH2NC的活化能更低,故低溫時,CH3CH2NC為主要產物,D錯誤。典例5【2024·廣東卷】對反應S(g)T(g)(I為中間產物),相同條件下:①加入催化劑,反應達到平衡所需時間大幅縮短;②提高反應溫度,增大,減小。基于以上事實,可能的反應歷程示意圖(—為無催化劑,┈為有催化劑)為()【答案】A【解析】提高反應溫度,增大,說明反應S(g)T(g)的平衡逆向移動,即該反應為放熱反應,減小,說明S生成中間產物I的反應平衡正向移動,屬于吸熱反應,由此可排除C、D選項,加入催化劑,反應達到平衡所需時間大幅縮短,即反應的決速步驟的活化能下降,使得反應速率大幅加快,活化能大的步驟為決速步驟,符合條件的反應歷程示意圖為A,故A正確,故選A。【名校預測·第一題】(2025·山東泰安二模)利用丙烷制備丙烯的機理如圖所示,下列說法正確的是A.M-H改變了丙烷制備丙烯的反應歷程B.升高溫度不利于提高丙烷轉化率C.反應過程中碳的成鍵總數不變D.反應決速步涉及的變化過程為【名校預測·第二題】(2025·四川雅安二模)碳酸二甲酯是一種低毒、性能優良的有機合成中間體,科學家提出了新的合成方案(吸附在催化劑表面上的物種用*標注),反應機理如圖所示。(能壘:反應物與過渡態之間的能量差)下列說法正確的是A.第2步的基元反應方程式為:B.使用催化劑可以提高反應速率和反應熱C.反應進程中決速步驟的能壘為D.升高溫度,合成碳酸二甲酯反應速率增加,平衡向逆反應方向移動【名校預測·第三題】(2025·浙江寧波一模)一定條件下丙烷發生氯代反應:,生成的1?氯丙烷和2?氯丙烷物質的量之比約為。反應進程中能量變化示意圖如下,中間體為或。下列說法不正確的是A.中間體A為B.C-H鍵與Cl-Cl鍵鍵能之和大于H-Cl鍵鍵能C.常溫下,丙烷氯代反應中上H原子比上H原子更容易被取代D.升高反應溫度,生成1?氯丙烷的速率增大程度小于生成2?氯丙烷的速率增大程度【名校預測·第四題】(2025·北京豐臺一模)乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發生水解反應,部分反應歷程可表示為:,能量變化如圖所示。已知:為快速平衡。下列說法不正確的是A.反應IV是的決速步 B.反應結束后,溶液中存在C.反應過程中涉及鍵的斷裂和形成 D.反應I與反應IV活化能的差值等于水解反應的焓變【名校預測·第五題】(2025·江西一模)在兩種不同催化劑作用下,反應的歷程如圖所示。下列敘述正確的是A.不同催化劑作用下使該反應的焓變不同B.基元反應②和③的正反應C.其他條件相同,比更不穩定D.其他條件不變,升溫能提高的平衡轉化率【名校押題·第一題】(2025·陜西二模)我國研究人員研究了在催化劑X的作用下加氫形成乙醇的反應機理,反應過程中物質相對能量與反應進程關系如圖(加“*”物質為吸附態)。下列說法正確的是A.的脫附過程為放熱過程B.的過程中存在非極性鍵的斷裂和形成C.為決速步驟D.若用代替反應,則產物為【名校押題·第二題】(2025·廣東江門一模)丙烯與HCl一定條件下反應生成和的歷程如圖所示。下列說法錯誤的是A.丙烯與的反應的主要產物是B.合成的反應中,第一步為反應的決速步C.生成的焓變大于生成的焓變D.其他條件不變,反應相同時間,適當升高溫度可提高加成產物中比例【名校押題·第三題】(2025·山西晉城二模)甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率較高的方法。已知直接參與化學鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應速率會變慢;當分別與、反應,體系的能量隨反應進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似,圖中以示例)。下列說法錯誤的是A.若與反應,生成的氘代甲醇有2種B.分子中的碳原子與氧原子雜化方式相同C.為與反應的曲線,而為與反應的曲線D.一定溫度下,加入選擇性高的催化劑,不能改變的平衡常數【名校押題·第四題】(2025·河南鄭州一模)在NO的催化下,丙烷(C3H8)催化氧化制丙烯(C3H6)的部分反應機理如圖所示。下列說法正確的是A.含N分子參與的反應不一定有電子轉移B.增大NO的量,C3H8的平衡轉化率增大C.由?C3H7生成丙烯的歷程有2種D.當存在反應NO+NO2+H2O=2HONO時,最終生成的水減少【名校押題·第五題】(2025·河北秦皇島一模)我國科研團隊研究發現使用雙金屬氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,可實現加氫制甲醇。其反應機理如圖所示,用“*”表示催化劑。下列說法正確的是A.增大壓強和催化劑的表面積均能提高甲醇的平衡產率B.轉化過程中涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成C.氫化步驟的反應為D.每生成甲醇將有電子發生轉移【名校預測·第一題】【答案】A【解析】由圖可知M-H參與反應,且反應前后本身沒有變化,是該反應的催化劑,催化劑改變了丙烷制備丙烯的反應歷程,A正確;根據圖示,由丙烷制備丙烯的反應為吸熱反應,升高溫度平衡正向移動,有利于提高丙烷轉化率,B錯誤;丙烷中單鍵為12個,丙烯中單鍵為7個,雙鍵1個,由丙烷制備丙烯過程中碳的成鍵總數減少,C錯誤:活化能大,反應速率慢的是決速步驟,反應決速步涉及的變化過程為,D錯誤;故選A。【名校預測·第二題】【答案】A【解析】根據圖中反應歷程可知,第2步基元反應為:,A正確;使用催化劑可以提高反應速率,但是反應熱不會變化,B錯誤;反應進程中經過渡態的反應能壘最大,是決速步驟,其能壘為:,C錯誤;由圖可以看出,產物總能量高于反應物總能量,即,所以升高溫度,合成碳酸二甲酯反應速率增加,平衡向正反應方向移動,D錯誤;故選A。【名校預測·第三題】【答案】D【解析】生成產物甲所需活化能大,反應速率慢,產量少,則產物甲為1-氯丙烷,產物乙為2-氯丙烷。由分析可知,產物甲為1-氯丙烷,則中間體A為,A正確;由反應物到中間體的過程,斷開的鍵有C-H和Cl-Cl鍵(吸收能量),形成的化學鍵有H-Cl鍵(釋放能量),整個過程是吸熱過程,即C-H鍵與Cl-Cl鍵鍵能之和大于H-Cl鍵鍵能,B正確;生成產物乙2-氯丙烷的活化能小,反應更容易發生,即丙烷氯代反應中上H原子比上H原子更容易被取代,C正確;生成1-氯丙烷的活化能大,溫度對生成1-氯丙烷的速率影響更大,升高反應溫度,生成1?氯丙烷的速率增大程度大于生成2?氯丙烷的速率增大程度,D錯誤;答案選D。【名校預測·第四題】【答案】D【解析】反應的活化能越高,反應速率越慢,由圖可知,反應Ⅰ、IV的活化能較高,因此反應的決速步驟為反應Ⅰ、IV,A正確;反應I為加成反應,而與為快速平衡,反應II的成鍵和斷鍵方式為或,后者能生成18OH-,因此反應結束后,溶液中存在18OH-,B正確;反應過程中涉及π鍵(C=O鍵)的斷裂和形成,C正確;該總反應對應反應物的總能量高于生成物總能量,總反應為放熱反應,因此和CH3O-的總能量與和OH-的總能量之差等于圖示總反應的焓變,并非水解焓變(水解生成羧酸鹽、醇),D錯誤;故選D。【名校預測·第五題】【答案】C【解析】不同催化劑不改變反應的焓變,只改變反應速率,A錯誤;根據圖像可知,基元反應②和③的正反應均是放熱反應,B錯誤;比能量更低,比更穩定,C正確;總反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,X的平衡轉化率降低,D錯誤;故選C。【名校押題·第一題】【答案】D【解析】的脫附過程為吸熱過程,A錯誤;的過程中不存在非極性鍵的斷裂和形成,B錯誤;能壘最大的步驟,活化能越大,為決步驟,故決速步驟為,C錯誤;若用代替反應,羧基中的H在第一步基元反應脫去,而甲基上H未有變化,故產物為,D正確;故選D。【名校押題·第二題】【答案】C【解析】丙烯與的反應中,生成的活化能小于生成的活化能,活化能小的反應速率快,產物多,丙烯與的反應的主要產物是,A正確;由圖可知合成的反應中,第一步活化能大,反應速率慢,為決速步,B正確;由圖可知,生成和的反應都是放熱反應,焓變為負值,生成放熱多,焓變小,C錯誤;其他條件不變,適當升高溫度,活化能大的反應的速率常數變化的大,速率增加的更快,相同時間內可以提高加成產物中CH3CH2CH2Cl的比例,D正確;故選C。【名校押題·第三題】【答案】C【解析】根據反應機理可知,若與反應,生成的氘代甲醇可能為或,共2種,A正確;分子中的碳原子與氧原子價電子對數都是4,雜化方式均為,B正確;直接參與化學鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應速率會變慢,說明正反應活化能會增大,則與反應的能量變化應為圖中曲線,為與反應的曲線,C錯誤;催化劑能加快反應速率,不能使平衡移動,不能改變反應的平衡常數,故D正確;故選C。【名校押題·第四題】【答案】C【解析】根據反應機理的圖示知,含N分子發生的反應有、、,因此NO是催化劑。根據分析可知,含N分子參與的反應一定有電子轉移,A不符合題意;NO是催化劑,增大NO的量,平衡不移動,不會改變的平衡轉化率,B不符合題意;根據反應機理,由生成丙烯的歷程有2種,即圖中左上角和右下角的歷程,C符合題意;無論是否存在反應,總反應都是丙烷和氧氣生成丙烯和水,最終生成的水不變,D不符合題意;故選C。【名校押題·第五題】【答案】C【解析】該轉化實現二氧化碳與氫氣反應生成甲醇和水,反應方程式為:。加壓平衡正移,能提高甲醇的平衡產率,增大催化劑的表面積不能使平衡移動,能提高單位時間甲醇的產量,無法提高產率,A錯誤;由方程式可知,整個過程涉及極性鍵、非極性鍵的斷裂,非極性鍵的形成,無非極性鍵的形成,B錯誤;根據機理圖可知,氫化步驟反應為,C正確;由反應方程式可知,每生成,氫元素化合價由0價升高到+1價,轉移,則每生成甲醇將有電子發生轉移,D錯誤;故選C。考前9天化學反應與能量考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題年份試卷考點2024重慶卷鍵能的計算2024海南卷燃燒熱2023江蘇卷熱化學方程式、蓋斯定律2023北京卷蓋斯定律、反應熱2023海南卷熱化學方程式、火箭推進劑2022湖南卷吸熱反應、能量變化圖像2022浙江卷反應熱大小比較、能量變化圖像2022浙江卷鍵能、反應熱的計算2025年高考以新能源開發、環境保護、工業生產等實際問題為背景,考查化學反應與能量的相關知識。結合碳中和背景,考查CO2催化加氫制甲醇等反應的熱化學方程式書寫、反應熱計算以及能量轉化效率等問題。將化學反應與能量的知識與其他化學知識板塊進行綜合考查,如與化學平衡、電解質溶液、氧化還原反應等相結合。注重考查宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知等化學學科核心素養。要求考生能從宏觀現象(如反應過程中的熱量變化、物質狀態變化等)推測微觀層面的能量變化和化學鍵的斷裂與形成;理解化學反應中能量變化與物質變化的關系,以及能量變化對化學平衡的影響;通過對實驗數據、圖像等證據的分析,建立能量變化的模型,如利用反應熱數據建立熱化學方程式模型,解釋和預測化學反應中的能量變化現象。1.從兩個角度理解反應熱能量示意圖圖像分析微觀宏觀a表示斷裂舊化學鍵吸收的能量;b表示形成新化學鍵放出的能量;c表示反應熱a表示反應物形成活化分子吸收的能量(正反應的活化能);b表示活化分子形成生成物釋放的能量(逆反應的活化能);c表示反應熱ΔH的計算ΔH=H(生成物)-H(反應物)ΔH=E(反應物總鍵能)-E(生成物總鍵能)2.熱化學方程式書寫與判斷的注意事項(1)注意ΔH的符號和單位:吸熱反應的ΔH為“+”,放熱反應的ΔH為“-”;ΔH的單位為kJ·mol-1。(2)注意測定條件:絕大多數反應的反應熱是在25℃、101kPa下測定的,此時可不注明溫度和壓強。(3)注意熱化學方程式中的化學計量數:熱化學方程式中的化學計量數可以是整數,也可以是分數。(4)注意物質的聚集狀態:氣體用“g”,液體用“l”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。(5)注意ΔH的數值與符號:如果化學計量數加倍,則ΔH也要加倍。逆反應的反應熱與正反應的反應熱數值相等,但符號相反。(6)對于具有同素異形體的物質,除了要注明聚集狀態外,還要注明物質的名稱。例如:S(單斜,s)=S(正交,s)ΔH=-0.33kJ·mol-1。3.反應熱(ΔH)的大小比較對于放熱反應來說,ΔH=-QkJ·mol-1,雖然“-”僅表示放熱的意思,但在比較大小時要將其看成真正意義上的“負號”,即放熱越多,ΔH反而越小。如:(1)同一反應,生成物狀態不同時,例如A(g)+B(g)=C(g)ΔH1<0,A(g)+B(g)=C(l)ΔH2<0,因為C(g)=C(l)ΔH3<0,則ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。(2)同一反應,反應物狀態不同時,例如S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1<0,S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2<0,,ΔH2+ΔH3=ΔH1,則ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。4.根據蓋斯定律計算ΔH的方法典例1【2024·重慶卷】二氧化碳甲烷重整是CO2資源化利用的重要研究方向,涉及的主要熱化學方程式有:①②③已知鍵能為,鍵能為,鍵能為,則中的碳氧鍵鍵能(單位:)為A. B. C. D.【答案】B【解析】據蓋斯定律反應①+②-③可得反應:,該反應,根據反應物鍵能和-生成物鍵能和可得:4c+2b-3a-中的碳氧鍵鍵能=,中的碳氧鍵鍵能=(),故B正確。典例2【2024·海南卷】已知時,,的臨界溫度(能夠液化的最高溫度)為,下列說法錯誤的是A.氫氣燃燒熱B.題述條件下和,在燃料電池中完全反應,電功+放熱量C.氫能利用的關鍵技術在于安全儲存與運輸D.不同電極材料電解水所需電壓不同,產生消耗的電功相同【答案】D【解析】氫氣燃燒熱為1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量,則由熱化學方程式可知,氫氣燃燒熱,故A正確;由題意可知,氫氧燃料電池中化學能轉化為熱能和電能,由能量守恒定律可知,和,在燃料電池中完全反應,電功+放熱量,故B正確;氫氣是易燃易爆的氣體,難于安全儲存與運輸,所以氫能利用的關鍵技術在于安全儲存與運輸,故C正確;不同電極材料電解水所需電壓不同,說明所需的電流不同,所以產生2g氫氣所需時間不同,消耗的電功不同,故D錯誤。典例3【2023·江蘇卷】二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為
在密閉容器中,、時,平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是
A.反應的焓變B.的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加C.用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃D.450℃時,提高的值或增大壓強,均能使平衡轉化率達到X點的值【答案】D【解析】由蓋斯定律可知反應的焓變,A錯誤;為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,的含量降低,故的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低,B錯誤;由圖可知溫度范圍約為350~400℃時二氧化碳實際轉化率最高,為最佳溫度范圍,C錯誤;450℃時,提高的值可提高二氧化碳的平衡轉化率,增大壓強反應I平衡正向移動,可提高二氧化碳的平衡轉化率,均能使平衡轉化率達到X點的值,D正確。故選D。典例4【2023·海南卷】各相關物質的燃燒熱數據如下表。下列熱化學方程式正確的是物質A.B.C.D.【答案】D【解析】1mol純物質完全燃燒生成指定的物質放出的熱量稱為燃燒熱。H2O應該為液態,A錯誤;,B錯誤;氫氣的燃燒熱為285.8kJ/mol,則,C錯誤;,D正確;故選D。典例5【2022·浙江卷】標準狀態下,下列物質氣態時的相對能量如下表:物質(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/249218391000-136-242可根據計算出中氧氧單鍵的鍵能為。下列說法不正確的是A.的鍵能為B.的鍵能大于中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量:D.【答案】C【解析】根據表格中的數據可知,H2的鍵能為218×2=436,A正確;由表格中的數據可知O2的鍵能為:249×2=498,由題中信息可知H2O2中氧氧單鍵的鍵能為,則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍,B正確;由表格中的數據可知HOO=HO+O,解離其中氧氧單鍵需要的能量為249+39-10=278,H2O2中氧氧單鍵的鍵能為,C錯誤;由表中的數據可知的,D正確;故選C。【名校預測·第一題】(2025·浙江紹興二模)下列說法正確的是A.已知HF氣體溶于水放熱,則的B.已知
,則C.恒溫恒容容器中發生反應,百分含量不再發生變化,說明反應達到平衡狀態D.
,升高溫度,平衡逆移,說明溫度升高對活化能大的反應影響程度更大【名校預測·第二題】(2025·重慶二模)鹵化銨的能量關系如圖所示,下列說法正確的是A.B.精確條件下,的比的大C.相同條件下,的比的小D.【名校預測·第三題】(2025·河北滄州二模)下列關于熱化學反應的描述中正確的是A.稀硫酸和反應的熱化學方程式:B.的燃燒熱,則反應的C.鐵粉與硫粉需要加熱才能發生反應,則此反應是吸熱反應D.已知則該反應高溫下為自發過程,低溫下為非自發過程【名校預測·第四題】(2025·天津一模)下列關于反應過程中能量變化的說法正確的是A.如圖表示的反應為吸熱反應B.能量變化如圖所示,則C.化學反應過程中一定有化學鍵的變化,這是反應過程中能量變化的本質原因D.活化能越大代表化學反應需要吸收或放出的能量越大【名校預測·第五題】(2025·云南昆明一模)根據伯恩哈勃循環圖,部分反應的如下表所示,K的第一電離能是數值+89+121.5-349-717-436.5A. B.C. D.【名校押題·第一題】(2025·重慶一模)碳(C)與氧氣反應的焓變如圖所示,已知鍵能為akJ/mol,鍵能為bkJ/mol,則中碳氧鍵鍵能(單位:kJ/mol)為A. B. C. D.【名校押題·第二題】(2025·陜西西安一模)已知肼N2H4的部分化學鍵的鍵能如表所示。則反應的△H為化學鍵O2中的化學鍵鍵能kJ?mol-1391193497463946A. B. C. D.【名校押題·第三題】(2025·浙江杭州一模)已知斷開1molCl2(g)中的化學鍵需要吸收242.7kJ的能量。根據反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量變化示意圖,下列說法不正確的是A.H2(g)和Cl2(g)反應形成2molHCl(g)釋放184.4kJ的能量B.1molHCl(g)反應形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2kJ的能量C.斷裂化學鍵所需的能量:1molHCl(l)大于斷裂1molHCl(g)D.斷開1molH2(g)中的化學鍵需要吸收436.4kJ的能量【名校押題·第四題】(2025·北京海淀一模)二氧化碳與氫氣催化合成乙烯具有重要的意義。將和按物質的量之比加入VL的密閉容器中,壓強為0.1MPa,反應達到平衡狀態時,各組分的物質的量分數x隨溫度T的變化如下圖所示。已知:下列說法不正確的是A.與合成反應的熱化學方程式:
B.圖中b、d分別表示的變化曲線C.570K、0.2MPa反應達到平衡狀態時,M點顯示的可能是的物質的量分數D.與合成反應的【名校押題·第五題】(2025·重慶一模)甲醇的用途非常廣泛。科學家通過合成甲醇的反應為:
。已知:
若合成甲醇的反應中正反應的活化能為,逆反應的活化能為,則一定等于A. B.C. D.【名校預測·第一題】【答案】D【解析】已知HF氣體溶于水放熱,說明HF溶解過程放熱(ΔH<0),但HF是弱酸,電離過程需要克服H-F鍵的強鍵能,因此電離過程吸熱,則的ΔH>0,A錯誤;已知
,因為該反應前后氣體分子數不變,所以該反應的熵變,而不是ΔS<0,B錯誤;恒溫恒容容器中發生反應,該反應是固體分解生成氣體的可逆反應,反應體系中的物質的量之比始終為2∶1,即百分含量始終不變,則百分含量不再發生變化,不能說明反應達到平衡狀態,C錯誤;ΔH<0,正反應為放熱反應,則逆反應的活化能大于正反應的活化能,升高溫度,平衡逆移,說明溫度升高對活化能大的反應影響程度更大,D正確;故選D。【名校預測·第二題】【答案】B【解析】鹵化銨的分解為吸熱反應,則對應的為化學鍵斷裂過程,斷裂化學鍵吸收熱量,則,A錯誤;的鍵能大于,故的大于的,B正確;為與反應,與無關,C錯誤;途徑6與途徑1、2、3、4、5之和的起點和終點相同,結合蓋斯定律可知,D錯誤;故選B。【名校預測·第三題】【答案】D【解析】稀硫酸和反應生成H2O和BaSO4沉淀,其反應熱不等于中和熱,A錯誤;燃燒熱是1mol純物質完全燃燒生成指定產物放出的熱量,CO(g)的燃燒熱,則表示CO燃燒熱的熱化學方程式為CO(g)+O2(g)=CO2(g),B錯誤;需要加熱才能進行的化學反應不一定是吸熱反應,如鋁熱反應,需要加熱,但屬于放熱反應,鐵粉與硫粉需要加熱才能發生反應,但該反應位放熱反應,C錯誤;反應的ΔH>0,且為氣體體積增大的反應,ΔS>0,根據ΔG=ΔH–TΔS<0時,反應能夠自發進行,高溫時ΔG<0,反應自發,低溫時ΔG>0,非自發,D正確;故選D。【名校預測·第四題】【答案】C【解析】反應物能量高于生成物能量,反應為放熱反應,A錯誤;ΔH=生成物能量-反應物能量,,B錯誤;斷鍵需要吸熱,成鍵需要放熱,化學反應過程中一定有化學鍵的變化,這是反應過程中能量變化的本質原因,C正確;放出或吸收的能量與反應物能量和生成物的能量有關,與活化能大小無關,D錯誤;故選C。【名校預測·第五題】【答案】B【解析】根據蓋斯定律:++++=,解得=;故選B;【名校押題·第一題】【答案】B【解析】由圖可知,反應的焓變為,反應的焓變等于反應物鍵能總和減去生成物鍵能總和,設中碳氧鍵鍵能為xkJ/mol,則,x=;故選B。【名校押題·第二題】【答案】B【解析】反應的△H=4E(N-H)+E(N-N)+E(O2)-E(N≡N)-4E(O-H)=(4×391+193+497-946-4×463)kJ?mol-1=-544kJ?mol-1,故選B。【名校押題·第三題】【答案】C【解析】由圖可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=679.1kJ/mol-863.5kJ/mol═-184.4kJ/mol,即H2(g)和Cl2(g)反應形成2molHCl(g)釋放184.4kJ的能量,A正確;由選項A可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184.4kJ/mol,則2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H═+184.4kJ/mol,即HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)△H=+92.2kJ?mol-1,即1molHCl(g)反應形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2kJ的能量,B正確;相同的化學鍵鍵能不隨著狀態改變而改變,即斷裂化學鍵所需的能量:1molHCl(l)等于斷裂1molHCl(g),C錯誤;由圖象可知,斷開1mol?Cl2(g)和1molH2(g)中的化學鍵需要吸收697.1kJ的能量,結合題干已知斷開1molCl2(g)中的化學鍵需要吸收242.7kJ的能量,所以斷開1mol?H2(g)中的化學鍵需要吸收(697.1-242.7)kJ=436.4kJ的能量,D正確;故選C。【名校押題·第四題】【答案】D【分析】已知:①;②;③;由蓋斯定律可知,①×6-②-4×③可得,將和按物質的量之比1:3加入VL的密閉容器中,發生反應,升高溫度,平衡逆向移動,H2和CO2的物質的量增大,由系數關系可知,曲線a表示H2的物質的量分數隨溫度變化,曲線b表示CO2的物質的量分數隨溫度變化,曲線c表示H2O(g)的物質的量分數隨溫度變化,曲線d表示的物質的量分數隨溫度變化。【解析】已知:①;②;③;由蓋斯定律可知,①×6-②-4×③可得,A正確;由分析可知,圖中b、d分別表示、的變化曲線,B正確;曲線d表示的物質的量分數隨溫度變化,是氣體體積減小的反應,增大壓強,平衡正向移動,的物質的量分數增大,則570K、0.2MPa反應達到平衡狀態時,M點顯示的可能是的物質的量分數,C正確;由A可知,反應是放熱反應,升高溫度K值減小,則,D錯誤;故選D。【名校押題·第五題】【答案】B【解析】反應I
,反應Ⅱ
,根據蓋斯定律,反應可以由反應Ⅰ×3-反應Ⅱ得到,則ΔH1=3ΔH2-ΔH3=(3a-b)kJ·mol-1,ΔH1=E正-E逆=(3a-b)kJ·mol-1,則;故選B。考前8天化學反應速率與平衡考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題年份試卷考點2024遼寧卷反應速率、平衡常數、轉化率2024山東卷平衡常數、反應速率常數、2024安徽卷反應速率、反應速率的影響因素2024河北卷形成配離子達平衡時的對數圖像2024甘肅卷反應速率的影響因素2024湖南卷平衡常數、分布分數2024浙江卷反應速率、平衡的影響因素2024重慶卷反應速率、吸熱反應與放熱反應、平衡狀態的判斷2024江西卷平衡移動的影響因素、吸熱反應、濃度商2023江蘇卷轉化率-溫度圖像、溫度和壓強對平衡移動的影響、平衡轉化率2023海南卷V-t圖像、平衡狀態、催化劑對平衡移動的影響2023湖南卷轉化率-溫度圖像、反應速率、平衡常數、平衡狀態2023北京卷平衡移動原理的應用2023重慶卷物質體積分數-溫度圖像、平衡常數、溫度對平衡移動的影響2022廣東卷濃度-時間圖像、反應速率、催化劑的影響2022海南卷平衡常數的影響因素、轉化率、濃度對平衡移動的影響2022湖南卷壓強-時間圖像、反應速率、平衡常數、2022江蘇卷產率-溫度圖像、轉化率、產率2022河北卷圖像、速率常數、反應速率、產率2025年高考以實際生產生活中的化學反應為情境,如工業合成氨、硫酸工業、石油化工等,考查化學反應速率與平衡的知識。要求考生能夠將所學知識應用到實際問題中,分析如何通過控制反應條件來提高生產效率、降低成本、減少污染等。通過實驗探究的形式,考查考生對化學反應速率和平衡影響因素的理解和實驗設計能力。例如,設計實驗探究濃度、溫度、催化劑等對反應速率的影響,或者通過實驗數據的分析,得出化學平衡移動的規律。同時,可能會要求考生根據實驗目的和原理,選擇合適的實驗儀器和藥品,設計實驗步驟,并對實驗結果進行分析和評價。1.單一反應體系中化學反應速率的影響因素恒容充入“惰性氣體”總壓增大→參與反應的物質濃度不變(活化分子濃度不變)→反應速率不變恒壓充入“惰性氣體”體積增大→參與反應的物質濃度減小(活化分子濃度減小)→反應速率減小(1)“惰性氣體”對反應速率的影響(2)純液體、固體對化學反應速率的影響在化學反應中,純液體和固體的濃度為常數,故不能用純液體和固體的濃度變化來表示反應速率,但是固態反應物顆粒的大小是影響反應速率的條件之一,如煤粉由于表面積大,燃燒速率就比煤塊快得多。(3)外界條件對正、逆反應速率的影響方向是一致的,但影響程度不一定相同。增大反應物濃度瞬間v正增大,v逆不變,隨后v正逐漸減小,v逆逐漸增大,直至平衡增大體系壓強v正和v逆都增大,氣體分子數減小方向的反應速率變化程度更大(若反應前后氣體分子數不變,則v正和v逆改變程度相同)升高體系溫度v正和v逆都增大,但吸熱反應方向的反應速率增大的程度更大使用催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率2.化學平衡狀態的判斷(1)等——“逆向相等”(三種表述)①同一物質(兩種表述):v正=v逆、斷鍵數=成鍵數。②不同物質:eq\f(v正(X),X的化學計量數)=eq\f(v逆(Y),Y的化學計量數)。(2)定——“變量不變”如果一個量是隨反應進行而改變的(即變量),當其“不變”時反應就達到平衡狀態,即“變量”不變→平衡狀態。①平衡體系中各物質的質量、物質的量、濃度和物質的量分數等保持不變。②一定條件下的氣體密度、總壓強、氣體的平均相對分子質量等不變。③有色體系的顏色保持不變。(3)依據Q與K的關系判斷若Q=K,反應處于平衡狀態。3.平衡移動方向的判斷(1)依據勒夏特列原理判斷(2)根據圖像中正、逆反應速率相對大小判斷若v正>v逆,則平衡向正反應方向移動;反之向逆反應方向移動。(3)依據變化過程中速率變化的性質判斷若平衡移動過程中,正反應速率增大的程度小于(大于)逆反應速率增大的程度,則平衡向逆(正)反應方向移動。(4)依據濃度商(Q)規則判斷若某溫度下Q<K,反應向正反應方向進行;Q>K,反應向逆反應方向進行。4.化學平衡常數(1)表達式:對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。實例:化學方程式平衡常數關系式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=eq\f(c2(NH3),c(N2)·c3(H2))K2=eq\r(K1)K3=eq\f(1,K1)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3=eq\f(c(N2)·c3(H2),c2(NH3))(2)意義①K值越大,正反應進行的程度越大,反應物的轉化率越大。②K只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度變化無關,吸熱反應,升高溫度,K增大,放熱反應,升高溫度,K減小。5.外界因素對化學平衡移動的影響濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度,化學平衡向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度,化學平衡向逆反應方向移動壓強增大壓強(減小容器的容積),化學平衡向氣體體積縮小的方向移動減小壓強(增大容器的容積),化學平衡向氣體體積增大的方向移動溫度升高溫度化學平衡向吸熱反應方向移動降低溫度化學平衡向放熱反應方向移動6.化學平衡與平衡轉化率(1)轉化率與平衡轉化率轉化率分為未達到平衡的轉化率和已達到平衡的平衡轉化率。在審題時一定要注意轉化率是否為平衡轉化率。(2)增大反應物的濃度與平衡轉化率的關系(其中A、B、C均為氣體)可逆反應改變條件平衡移動方向反應物轉化率備注A+BC增大A的濃度正向移動α(A)減小α(B)增大反應物轉化率實際是考慮壓強的影響AB+Cα(A)減小2AB+Cα(A)不變 3AB+Cα(A)增大 (3)如果兩氣體物質的投料比按照化學計量數投料,那么無論是否達到化學平衡,二者的轉化率始終相等。典例1【2024·浙江卷】二氧化碳氧化乙烷制備乙烯,主要發生如下兩個反應:Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)?C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH1>0Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)?4CO(g)+3H2(g)ΔH2>0向容積為10L的密閉容器中投入2molC2H6和3molCO2,不同溫度下,測得5min時(反應均未平衡)的相關數據見下表。下列說法不正確的是()溫度/℃400500600乙烷轉化率/%2.29.017.8乙烯選擇性/%92.680.061.8注:乙烯選擇性=eq\f(轉化為乙烯的乙烷的物質的量,轉化的乙烷的總物質的量)×100%A.反應活化能:Ⅰ<ⅡB.500℃時,0~5min反應Ⅰ的平均速率為v(C2H4)=2.88×10-3mol·L-1·min-1C.其他條件不變,平衡后及時移除H2O(g),可提高乙烯產率D.其他條件不變,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷轉化率【答案】D【解析】由題表可知,相同溫度下,乙烷在發生轉化時,反應Ⅰ更易發生,故反應活化能:Ⅰ<Ⅱ,A正確;由題表可知,500℃時,乙烷轉化率為9.0%,可得轉化的乙烷的總物質的量為2mol×9.0%=0.18mol,而此溫度下乙烯選擇性為80%,轉化為乙烯的乙烷的物質的量為0.18mol×80%=0.144mol,根據化學方程式可得,生成乙烯的物質的量為0.144mol,0~5min反應Ⅰ的平均速率v(C2H4)=eq\f(\f(0.144mol,10L),5min)=2.88×10-3mol·L-1·min-1,B正確;其他條件不變,平衡后及時移除H2O(g),反應Ⅰ的平衡正向移動,可提高乙烯產率,C正確;其他條件不變,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后CO2轉化率提高,C2H6轉化率降低,D錯誤。典例2【2024·安徽卷】室溫下,為探究納米鐵去除水樣中SeOeq\o\al(2-,4)的影響因素,測得不同條件下SeOeq\o\al(2-,4)濃度隨時間變化關系如下圖。下列說法正確的是()實驗序號水樣體積/mL納米鐵質量/mg水樣初始pH①5086②5026③5028A.實驗①中,0~2小時內平均反應速率v(SeOeq\o\al(2-,4))=2.0mol·L-1·h-1B.實驗③中,反應的離子方程式為2Fe+SeOeq\o\al(2-,4)+8H+=2Fe3++Se+4H2OC.其他條件相同時,適當增加納米鐵質量可增大反應速率D.其他條件相同時,水樣初始pH越小,SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果越好【答案】C【解析】實驗①中,0~2小時內平均反應速率v(SeOeq\o\al(2-,4))=eq\f((5.0-1.0)×10-5mol·L-1,2h)=2.0×10-5mol·L-1·h-1,A項錯誤;實驗③中水樣初始pH=8,溶液呈弱堿性,結合氧化還原反應規律可得離子方程式為2Fe+SeOeq\o\al(2-,4)+4H2O=2Fe(OH)3+Se+2OH-,B項錯誤;由實驗①②可知,其他條件相同時,適當增加納米鐵質量,反應速率增大,C項正確;由實驗②③可知,其他條件相同時,適當減小水樣初始pH,SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果更好,但若水樣初始pH太小,則與H+反應的納米鐵的量增多,從而影響SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果,D項錯誤。典例3【2024·甘肅卷】下列措施能降低化學反應速率是A.催化氧化氨制備硝酸時加入鉑 B.中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶C.鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋 D.石墨合成金剛石時增大壓強【答案】C【解析】催化劑可以改變化學反應速率,一般來說,催化劑可以用來加快化學反應速率,故催化氧化氨制備硝酸時加入鉑可以加快化學反應速率,A項不符合題意;中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶,可以讓反應物快速接觸,可以加快化學反應速率,B項不符合題意;鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋會降低鹽酸的濃度,會降低化學反應速率,C項符合題意;石墨合成金剛石,該反應中沒有氣體參與,增大壓強不會改變化學反應速率,D項不符合題意;故選C。典例4【2023·河北卷】在恒溫恒容密閉容器中充入一定量W(g),發生如下反應。反應②和③的速率方程分別為v2=k2c2(X)和v3=k3c(Z),其中k2、k3分別為反應②和③的速率常數,反應③的活化能大于反應②。測得W(g)的濃度隨時間的變化如下表。t/min012345c(W)/(mol·L-1)0.1600.1130.0800.0560.0400.028下列說法正確的是()A.0~2min內,X的平均反應速率為0.080mol·L-1·min-1B.若增大容器容積,平衡時Y的產率增大C.若k2=k3,平衡時c(Z)=c(X)D.若升高溫度,平衡時c(Z)減小【答案】D【解析】由表知0~2min內Δc(W)=(0.160-0.080)mol·L-1=0.080mol·L-1,Δc(X)=2Δc(W)=0.160mol·L-1,但一部分X轉化為Z,造成Δc(X)<0.160mol·L-1,則v(X)<0.080mol·L-1·min-1,故A錯誤;平衡時v逆=v正,即v3=v2,k3c(Z)=k2c2(X),若k2=k3,平衡時c(Z)=c2(X),故C錯誤;反應③的活化能大于反應②,ΔH=正反應活化能-逆反應活化能<0,則4X(g)2Z(g)ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動,則平衡時c(Z)減小,故D正確。【名校預測·第一題】(2025·浙江嘉興·三模)已知甲烷分解反應。其正反應速率方程為,逆反應速率方程為(和為速率常數,只受溫度影響),1000℃達平衡時,。下列說法不正確的是A.為提高化學反應速率,應選擇適合高溫條件的催化劑B.其他條件不變,降溫再次達到平衡時,可能存在C.恒溫恒壓下通入氣體,平衡正向移動,減小D.根據該反應可推測,合成氨工業用熟鐵作襯里代替鋼鐵是避免高壓下氫氣與碳反應【名校預測·第二題】(2025·北京東城一模)一定溫度下,向兩個固定體積的密閉容器中分別充入等量和等量,發生反應
,測得有關數據如下。容器容器體積平衡時的物質的量達平衡所用時間達平衡過程中的能量變化①2L1.2mol10min放熱0.6akJ②4L1.6mol放熱下列敘述不正確的是A.①中內, B.C. D.【名校預測·第三題】(2025·遼寧丹東一模)對于反應),△H<0.下列說法正確的是A.該反應△S<0B.使用催化劑能降低反應的焓變C.其他條件不變,增可提高NH3的平衡轉化率D.1molN-H斷裂的同時有1molO-H斷裂說明反應到達該條件下的平衡狀態【名校預測·第四題】(2025·湖南一模)某溫度下,在1L恒容密閉容器中2.0molX發生反應,有關數據如下:時間段/min產物Z的平均生成速率/0~20.200~40.150~60.10下列說法正確的是A.1min時,Z的濃度等于B.2min時,加入0.20molZ,此時C.3min時,Y的體積分數約為66.7%D.5min時,X的物質的量為1.4mol【名校預測·第五題】(2025·河北衡水中學一模)恒溫恒容密閉容器中,在某催化劑表面上發生氨分解反應,測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化如下表所示,下列說法正確的是序號時間表面積020406080①2.402.001.601.200.80②1.200.800.40③2.401.600.800.400.40A.相同條件下,增加氨氣濃度或增大催化劑的表面積,反應速率增大B.實驗①,,C.實驗②,時處于平衡狀態,且D.實驗③,當混合氣體密度保持不變時,反應達到平衡狀態【名校押題·第一題】(2025·遼寧一模)晶體由與構成。在密閉容器中,將溶于惰性溶劑,發生反應:(已知均溶于該溶劑),測得的物質的量隨時間變化如下。下列說法錯誤的是0123450.10000.07000.03500.02500.0175A.晶體為離子晶體B.中原子的雜化方式為C.溶液顏色不再發生變化可判斷該反應達到限度D.根據表中數據推測:,生成的平均速率為【名校押題·第二題】(2025·河南商丘一模)在恒溫恒容密閉容器中加入足量CaCO3和焦炭,發生反應①,同時充入一定量H2,在催化劑M的作用下也發生反應②,反應如下:①;②下列有關說法正確的是A.其他條件不變,若升高溫度,反應②的速率一定加快B.隨著反應進行,容器內的壓強可能先增大后減小C.當混合氣體的密度不再改變,說明反應①達到平衡,反應②未達到平衡D.體系平衡后,再充入一定量CO,達到新平衡時,CO分壓比原平衡時大【名校押題·第三題】(2025·福建一模)2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,發生如下反應:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)。若2s后,A的轉化率為50%,測得v(D)=0.25mol?L﹣1?s﹣1,下列推斷正確的是A.v(A)=v(C)=0.75mol?L﹣1?s﹣1B.z=3C.B的轉化率為25%D.C的體積分數為28.6%【名校押題·第四題】(2025·四川達州二模)在一定溫度下,將和充入容積為的恒容密閉容器中發生反應:。5min后反應達到平衡,測得容器內的濃度減少了,則下列敘述正確的是A.當體系中氣體的密度不變時,無法判斷反應是否達到平衡B.平衡時A、B的轉化率均為40%C.初始時的壓強與平衡時的壓強比為D.達到平衡時,若再充入1molB和1molD,平衡將向正反應方向移動【名校押題·第五題】(2025·河南二模)一定溫度下,向1L真空剛性容器中加入,發生反應:
,反應達到平衡時,。下列敘述正確的是A.若升高溫度,的平衡轉化率增大,則上述反應B.再充入(不反應),平衡正向移動C.再充入,達到新平衡時,D.再充入和,此時【名校預測·第一題】【答案】B【解析】溫度升高可以提升化學反應速率,催化劑可以提高化學反應速率,但催化劑對溫度有要求,故選擇適合高溫條件的催化劑,提高化學反應速率,A正確;1000℃達平衡時,,其他條件不變,降溫再次達到平衡時,可能存在,反應為吸熱反應,溫度降低,K值減小,B錯誤;恒溫恒壓下通入氣體,增加容積減小,相當于減壓,平衡正向移動,C正確;根據該反應可推測,合成氨工業用熟鐵(含碳量低于鋼鐵)作襯里代替鋼鐵是避免高壓下氫氣與碳反應,產生雜質,D正確;故選B。【名校預測·第二題】【答案】C【解析】①中內,,A項正確;對比容器①、②,其他條件相同,增大容器②的體積,各物質的濃度降低,反應速率降低,達平衡所用時間增大,故,B項正確;對比容器①、②,其他條件相同,增大容器②的體積,壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動,而容器②平衡時z的物質的量增大,即平衡正移,正向為氣體體積增大的方向,,C項錯誤;根據熱化學方程式可知,生成時放熱akJ,而容器①生成1.2molZ時放熱0.6akJ,則,解得,D項正確;故選C。【名校預測·第三題】【答案】D【解析】由反應方程式可知,反應后氣體分子數增加,熵值增大,故A錯誤;使用催化劑可以降低反應所需的活化能,加快反應速率,但反應物和生成物的總能量不變,反應焓變不變,故B錯誤;其他條件不變,增大平衡正向移動,NH3的平衡轉化率減小,故C錯誤;1molN-H斷裂的同時有1molO-H斷裂,正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態,故D正確;故選D。【名校預測·第四題】【答案】D【解析】4min時生成的Z的物質的量為,6min時生成的Z的物質的量為,故反應在4min時已達到平衡,設達到平衡時生了,列三段式:根據,得,則Y的平衡濃度為,Z的平衡濃度為,平衡常數。反應開始一段時間,隨著時間的延長,產物Z的平均生成速率逐漸減小,則內Z的平均生成速率大于內的,故1min時,Z的濃度大于,A錯誤2min時Y的濃度為,Z的濃度為,加入后Z的濃度變為,,反應正向進行,故,B錯誤;反應生成的Y與Z的物質的量之比恒等于1∶2,反應體系中只有Y和Z為氣體,相同條件下,體積之比等于物質的量之比,,故Y的體積分數始終約為33.3%,C錯誤;由B項分析可知5min時反應處于平衡狀態,此時生成Z為,則X的轉化量為,初始X的物質的量為,剩余X的物質的量為,D正確;故選D。【名校預測·第五題】【答案】B【解析】實驗①、實驗②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變化量都是4.00×10-4mol/L,實驗②中60min時反應達到平衡狀態,實驗①和實驗②催化劑表面積相同,實驗①中氨氣初始濃度是實驗②中氨氣初始濃度的兩倍,實驗①60min時反應未達到平衡狀態,相同條件下,增加氨氣濃度,反應速率并沒有增大,A錯誤;實驗①中v(NH3)==2.00×10-5mol-1?L-1?min-1,則v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5mol-1?L-1?min-1,B正確;催化劑表面積大小只影響反應速率,不影響平衡,實驗③中氨氣初始濃度與實驗①中一樣,實驗③達到平衡時氨氣氣濃度為4.00×10-4mol/L,則實驗①達平衡時氨氣濃度也為4.00×10-4mol/L,而恒溫恒容條件下,實驗②相對于實驗①為減小壓強,平衡正向移動,因此實驗②60min時處于平衡狀態,x<0.2,C錯誤;實驗③,恒溫恒容密閉容器中,當混合氣體質量不變,密度保持恒定,不能說明反應達到平衡狀態,D錯誤;故選B。【名校押題·第一題】【答案】D【解析】根據題干描述“晶體由與構成”,所以晶體為離子晶體,A正確;中,中心原子N價層電子對數為2,孤電子對數為0,故中心原子為雜化,B正確;根據題干描述“溶于該溶劑”,當溶液顏色不變時,即濃度不再發生變化,該反應達到限度,C正確;觀察表格數據發現的量減少一半所需時間是定值,故時,為,生成的平均速率應為,D錯誤;故選D。【名校押題·第二題】【答案】B【解析】升高溫度,催化劑M的活性可能降低,反應②的速率有可能變慢,A項錯誤;反應①是氣體體積增大的反應,反應②是氣體體積減小的反應,隨著反應進行,容器內的壓強可能先增大后減小,B項正確;混合氣體的密度,容器的體積V不變,反應①中有固體參與反應,m為變量,不再改變時,說明反應①達到平衡,此時CO含量不變,因此反應②也達到平衡,C項錯誤;新平衡時,由于反應①平衡常數不變,CO分壓不變,D項錯誤;故選B。【名校押題·第三題】【答案】D【解析】若2s后,A的轉化率為50%,參加反應的A為2mol×50%=1mol,測得v(D)=0.25mol?L﹣1?s﹣1,生成D為0.25mol?L﹣1?s﹣1×2L×2s=1mol,則,解得z=2,列三段式有:;速率之比等于化學計量數之比,v(A)=v(C)=v(D)=0.25mol?L﹣1?s﹣1,故A錯誤;由上述計算可知,z=2,故B錯誤;B的轉化率為×100%=75%,故C錯誤;2s后,n(A)=1mol,n(B)=0.5mol,n(C)=n(D)=1mol,則C的體積分數為×100%=28.6%,故D正確;故選D。【名校押題·第四題】【答案】B【解析】容器體積始終不變,而反應中氣體的質量為變量,則混合氣體的密度不變,說明反應已達平衡,A錯誤;5min后反應達到平衡,測得容器內的濃度減少了,則反應B為2L×=0.8mol,由方程式反應AB分別為0.4mol、0.8mol,則平衡時A、B的轉化率分別為、,B正確;
結合B分析,反應后ABD分別為0.6mol、1.2mol、0.8mol,總的物質的量為2.6mol,則初始時的壓強與平衡時的壓強比為(1mol+2mol):2.6mol=15:13,C錯誤;結合C分析,反應的,若再充入1molB和1molD,平衡將向正反應方向移動,則反應逆向進行,D錯誤;故選B。【名校押題·第五題】【答案】D【解析】由題可知,平衡時c()、c()分別為0.6mol/L、0.4mol/L,則平衡常數K=。升高溫度,平衡轉化率增大,說明平衡正向移動,正反應是吸熱反應,A錯誤;不參與反應,充入,、、濃度沒有變化,則平衡不移動,B錯誤;保持溫度不變,如果此操作下平衡不移動,因投入量加倍,則產物量加倍,此時濃度商Qc=,說明此操作下相對初始只加入1mol來說,平衡逆向移動,即達到新平衡時,C錯誤;此時濃度商,平衡正向移動,即,D正確;故選D。考前7天化學平衡圖像突破考情分析+高考預測+應試必備+真題回眸+名校預測+名師押題年份試卷考點2024遼寧卷正、逆反應速率、平衡常數、平均速率、催化劑2024山東卷反應速率的比值、反應物摩爾分數變化曲線、各組分摩爾分數2024安徽卷反應速率、離子方程式、影響反應速率的因素2024河北卷與的關系圖像2024江蘇卷平衡常數、吸熱反應、體積分數的計算、反應速率大小比較2024湖南卷投料比、分布分數、吸熱反應、平衡常數2024重慶卷反應速率的計算、反應速率大小比較、體積分數的計算2024海南卷活化能比較、反應歷程判斷、溫度高低判斷、平衡時濃度計算2023江蘇卷轉化率-溫度圖像2023海南卷速率-時間圖像2023湖南卷轉化率-溫度圖像2023重慶卷物質體積分數-溫度圖像2022廣東卷濃度-時間圖像2022湖南卷壓強-時間圖像2022江蘇卷產率-溫度圖像2022河北卷化學圖像2023江蘇卷轉化率-溫度圖像2023海南卷速率-時間圖像2025年高考以以科技前沿、化學史話、生產環保等為試題情境為載體,考查考生提取信息、分析問題和解決問題的能力。考生需要能夠從圖像和圖表中獲取關鍵信息,如反應的起始狀態、平衡狀態、反應的熱效應、化學計量數關系等,并運用相關知識進行推理和計算。1.信息獲取與加工能力:要求考生能夠從復雜的圖像中準確提取有效信息,包括曲線的變化趨勢、特殊點的坐標、不同曲線之間的關系等,并能對信息進行整理、分析和歸納。2.分析判斷與推理能力:根據圖像信息和所學的化學反應速率與平衡原理,分析判斷反應的熱效應、氣體體積變化、化學計量數關系等,以及不同條件下平衡的移動方向和原因,培養邏輯推理能力。3.定量計算與數據處理能力:結合圖像中的數據,如轉化率、濃度變化等,進行化學反應速率、平衡常數、物質的量等相關計算,考查化學定量計算能力。4.知識遷移與應用能力:將圖像分析的方法和原理應用到新的情境或陌生的化學反應中,解決實際問題,考查知識的遷移和靈活運用能力。1.速率時間圖像反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0①t1時增大反應物的濃度,正反應速率瞬間增大,然后逐漸減小,而逆反應速率逐漸增大;②t2時升高溫度,正反應和逆反應速率均增大,吸熱反應的正反應速率增大得多;③t3時減小壓強,容器容積增大,濃度變小,正反應速率和逆反應速率均減小,正反應的反應速率減小得多;④t4時使用催化劑,正反應速率和逆反應速率均瞬間增大但仍相等。2.轉化率(或含量)時間圖像反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0①圖甲表示壓強對反應物轉化率的影響,對于氣體反應物化學計量數之和大于氣體生成物化學計量數之和的反應,壓強越大,反應物的轉化率越大;②圖乙表示溫度對反應物轉化率的影響,對于吸熱反應,溫度越高,反應物的轉化率越大;③圖丙表示催化劑對反應物轉化率的影響,催化劑只能改變化學反應速率,不能改變反應物的轉化率。3.恒壓(溫)線反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線,即等壓線或等溫線,然后分析另一條件變化對該反應的影響。4.總反應速率時間圖像Zn與足量鹽酸反應,反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。ab段(v逐漸增大),因該反應為放熱反應,隨反應的進行,溫度升高,導致反應速率增大;bc段(v減小),主要原因是隨反應的進行,溶液中c(H+)減小,導致反應速率減小。故分析時要抓住各階段的反應特點,認真分析。5.特殊類型圖像①對于化學反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖所示,M點前,表示從反應開始,v正>v逆;M點為剛達到平衡點;M點后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應ΔH<0。②對于化學反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖所示,L線上所有的點都是平衡點。L線的上方(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量,所以E點v正>v逆;則L線的下方(F點),v正<v逆。③如圖所示的曲線是在其他條件不變時,某反應物的最大轉化率與溫度的關系曲線,圖中標出的1、2、3、4四個點,表示v正>v逆的點是3,表示v正<v逆的點是1,而2、4點表示v正=v逆。6.速率、平衡綜合圖像溫度為T時,對于密閉容器中的反應:A(g)+B(g)C(s)+xD(g)ΔH>0A、B、D物質的量濃度隨時間的變化如圖所示:據此圖可以分析出x的大小,某一段時間內的反應速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出該溫度下反應的平衡常數,可以分析出15min時的條件變化等。7.反應速率、化學平衡圖像題解題步驟典例1【2024·山東卷】逆水氣變換反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0。一定壓力下,按CO2、H2物質的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料,T1、T2溫度時反應物摩爾分數隨時間變化關系如下圖所示。已知該反應的速率方程為v=kc0.5(H2)c(CO2),T1、T2溫度時反應速率常數k分別為k1、k2。下列說法錯誤的是()A.k1>k2B.T1、T2溫度下達平衡時反應速率的比值:eq\f(v(T1),v(T2))<eq\f(k1,k2)C.溫度不變,僅改變體系初始壓力,反應物摩爾分數隨時間的變化曲線不變D.T2溫度下,改變初始投料比例,可使平衡時各組分摩爾分數與T1溫度時相同【答案】CD【解析】反應吸熱,升高溫度,平衡正向移動,平衡時反應物的摩爾分數較小,結合圖像可知T1>T2,速率常數k與溫度正相關,所以k1>k2,A正確;反應達平衡時,結合速率方程有eq\f(v(T1),v(T2))=eq\f(k1ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),k2ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2)),由題圖可知,平衡時T1溫度下反應物的濃度較小,所以eq\f(ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2))<1,可得eq\f(k1ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),k2ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2))<eq\f(k1,k2),即eq\f(v(T1),v(T2))<eq\f(k1,k2),B正確;溫度不變,平衡常數不變,僅改變體系初始壓力,由于該反應為氣體分子數不變的反應,所以平衡不移動,平衡時反應物的摩爾分數不變,但是改變壓強,反應速率改變,反應物的摩爾分數隨時間的變化曲線隨之改變,C錯誤;CO2和H2的物質的量投料比為1∶1時,平衡時CO2與H2的摩爾分數相等,但改變初始投料比,相當于改變某一反應物的濃度,達到平衡時CO2與H2的摩爾分數不再相等,故不能使平衡時各組分摩爾分數與T1溫度時相同,D錯誤。典例2【2024·湖南卷】恒壓下,向某密閉容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),發生如下反應:主反應:CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g)ΔH1副反應:CH3OH(g)+CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)+H2O(g)ΔH2在不同溫度下,反應達到平衡時,測得兩種含碳產物的分布分數δ[δ(CH3COOH)=eq\f(n(CH3COOH),n(CH3COOH)+n(CH3COOCH3))]隨投料比x(物質的量之比)的變化關系如下圖所示。下列說法正確
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