高中化学2020年高考化学之高频考点(50)
2020年高考化学之高频考点（50）
知识点化学反应原理综合题的解题策略化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中的焓变、化学能与电能的相互转化、电极反应式的书写、化学反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中的应用、化学平衡常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的转化、pH计算、离子浓度大小的比较、离子的共存、难溶物之间的转化等问题。1．化学反应速率题中应注意的问题
（1）对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响，且影响趋势相同，但影响值不同。升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小；反之，降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大。
（2）计算反应速率时，要特别注意时间、体积、浓度单位的换算。
2．化学反应焓变题中应注意的问题
（1）正确理解△H正负号的意义及焓变与能量变化的关系。△H为负值，反应物总能量高于生成物总能量，反应放热；△H为正值，反应物总能量低于生成物总能量。
（2）运用盖斯定律计算多步反应的△H时，要注意反应分子式前面的系数与△H 的对应关系，运用数学加减法和移项原理进行加减，在总反应式中没有的物质要用消元法除去，出现的物质要按照总反应式中的分子数保留。
3．化学平衡常数题中应注意的问题
（1）固体物质、纯液体、水溶液中进行的反应，H2O不列入平衡常数的计算表达式中；气体反应、有机反应，H2O的浓度要列入平衡常数的计算表达式中。
（2）平衡常数（K）式中的浓度是平衡状态时的物质的量浓度，而浓度商（Q）式中的浓度是任意时刻的物质的量浓度。
4．原电池与电解池题中应注意的问题
（1）原电池中负极发生氧化反应，常出现电极材料溶解、质量减轻等现象；正极发生还原反应，常出现质量不变或增重、有气体产生等现象。电解池中与电源负极连接的阴极材料不反应，与电源正极连接的阳极(除惰性电极外)材料发生氧化反应，可能出现电极溶解、质量减轻等现象。
（2）Fe在原电池与电解池反应中发生氧化反应时失去2个电子生成Fe2+。
（3）可充电电池的放电反应是原电池反应，充电反应是电解池反应。放电过程中原池的负极发生氧化反应，充电过程中电池的阴极发生还原反应。
5．电离平衡、水解平衡和溶解平衡题中应注意的问题
（1）书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆号连接。
（2）分析离子的存在形式时要考虑弱酸弱碱的电离和离子能否发生水解。
（3）分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。
（4）利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶解平衡式中阴阳离子系数与溶度积常数关系，溶度积大的其溶解度不一定大。
6．分析图表与作图时应注意的问题
（1）仔细分析和准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。
（2）找准纵坐标与横坐标的对应数据。
（3）描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。
（4）分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。
例：氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲
烷和水蒸气反应的方程式是______________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH4(g)+H2O(g)==CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)==C(s)+2H2(g) ΔH3
……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反
应的ΔH。
③反应物投料比采用n（H2O）∶n（CH4）=4∶1，大于初始反应的化学
计量数之比，目的是________________（选填字母序号）。
a.促进CH4转化
b.促进CO转化为CO2
c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如
下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率
_______（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________________________。
（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接_______________。
产生H2的电极反应式是_______________。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：
________________________。
【答案】（1）①CH4+2H2O4H2+CO2
②C(s)+2H2O(g)==CO2(g)+2H2(g)或C(s)+ CO2(g)==2CO(g)
③a b c
④降低 CaO+ CO2==CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO 的接触面积
（2）①K1 2H2O+2e-==H2↑+2OH-
③制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+ OH--e-==NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
【解析】
【详解】（1）①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4+2H2O==4H2+CO2。
②ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ-ⅲ可得
C(s)+CO2(g)==2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)==2CO(g)反应的焓变。
③初始反应n(H2O):n(CH4)=2：1，说明加入的水蒸气过量，又反应器中反应都存在一定可逆性，根据反应ⅰ知水蒸气浓度越大，甲烷的转化率越高，a正确；根据反应ⅱ知水蒸气浓度越大，CO的转化率越高，b正确；ⅰ和ⅱ产生氢气，使得氢气浓度变大，抑制反应ⅲ，积炭生成量减少，c正确。
④t1时CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低。CaO+ CO2==CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积，因而失效。
（2）①电极生成H2时，根据电极放电规律可知H+得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
③电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化，其反应式为NiOOH+e-
+H2O Ni(OH)2+OH-，当连接K1时，Ni(OH)2失去电子变为NiOOH，当连接K2时，NiOOH得到电子变为Ni(OH)2，因而作用是连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。
化学
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