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课件网) 大题题型四 化学反应原理综合题 分点突破1 能量图示与焓变(ΔH )的有关计算 1．“能量—反应历程”图像理解 [说明] (1)C40H20―→C40H18＋H2包含3步基元反应。 (2)(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)步反应的活化能分别为70.9 kJ·mol-1、(110.3－20.7)kJ·mol-1＝89.6 kJ·mol-1、(150.8－9.5)kJ·mol-1＝ 141.3 kJ·mol-1。 (3)活化能最大的、反应速率最慢的步骤为(Ⅲ)，为决速步骤。 (4)C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH>0，为吸热反应。 2．焓变(ΔH)的计算模板 (1)根据物质能量的变化计算 ①ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量) ②从活化能角度分析计算 ΔH＝Ea(正反应的活化能)－Ea(逆反应的活化能) (2)根据键能数据计算 ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和) (3)根据盖斯定律计算 1．(2024·湖北十一校二模，节选)(1)CO2与H2在固载金属催化剂(M)上可发生反应生成HCHO(g)和H2O(g)，已知298 K时下列几种物质的标准生成焓[在标准状态和T(K)条件下由指定单质生成1 mol某种物质的焓变]。 物质 CO2(g) H2O(g) HCHO(g) H2(g) 标准生成焓/(kJ·mol-1) －393.5 －242 －115.9 0 则反应CO2(g)＋2H2(g) HCHO(g)＋H2O(g)的ΔH＝ _____。 ＋35.6 kJ·mol-1 (2)CO2与NH3合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(g)＋H2O(g)，下图是合成尿素的历程及能量变化，TS表示过渡态。 图示历程包含了_____个基元反应，其中起决速步骤的方程式是_____。 3 HOOC—NH2===H2O＋HN==C==O 2．(1)(2024·九江二模，节选)已知： CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) ΔH＝_____。 －31.4 kJ·mol-1 (2)已知：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1＝－159 kJ·mol-1，K1＝a。 反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2＝＋72 kJ·mol-1，K2＝b。 则反应2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)的ΔH＝ _____ kJ·mol-1，K＝_____，ΔS_____(填“>”“<”或“＝”)0。 －87 ab < [解析] (1)由盖斯定律得ΔH＝(283.0－241.8－72.6)kJ·mol-1＝ －31.4 kJ·mol-1。 (2)根据盖斯定律，目标反应＝反应Ⅰ＋反应Ⅱ，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2，K＝K1·K2。 分点突破2 化学反应速率与化学平衡的有关计算 1．“三段式”破解反应速率和平衡的有关计算 (1)根据题意在反应的下方确定或设定有关起始量、转化量和平衡量(这里的量可以是物质的量、物质的量浓度、分压等)。 (2)根据题中所求的物理量的表示式代入上述有关量进行换算或计算。在进行有关计算时，要注意对单位的要求。 CO2在Cu-ZnO催化下，同时发生如下反应Ⅰ、Ⅱ，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。 Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1<0 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0 保持温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达到平衡时，容器内各气体物质的量及总压强如下表： CO2 H2 CH3OH(g) CO H2O(g) 总压强/kPa 起始/mol 0.5 0.9 0 0 0 p0 平衡/mol n 0.3 p 若反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡时，p0＝1.4p，则表中n＝_____；反应 Ⅰ的平衡常数Kp＝_____kPa-2(用含p的式子表示)。 0.2 1．(2024·湖北十一校二模，节选)以CO2、H2为原料合成CH3OH的主要反应如下： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.5 kJ·mol-1 (1)不同条件下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，CO2的平衡转化率如图甲所示。 温度不变时，增大该反应体系的压强(缩小容积)后，则反应Ⅱ_____(填“正向”“逆向”或“不”)移动；压强为P1时，温度高于300 ℃后，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是___ ... ...
