高考化学三轮考前课件2-3-题型17-化学反应原理综合应用题.ppt

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1、题型十七 化学反应原理综合应用题化学反应原理是中学化学的重要内容,具有多重价值与功能,它能够使考生从本质上认识物质的结构、性质、现象和变化规律,掌握物质之间的内在联系,并能够促进考生化学知识的系统化与结构化,培养考生的逻辑推理能力,因而是高考考查的重点。1.该题型通常以元素化合物知识为载体,以工业生产为背景,综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识,甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应,涉及知识点

2、较多,但各个小题又比较相互独立。2.题目的综合性强,化学信息较多,侧重考查考生接受、整合信息的能力、综合应用能力及简单计算能力等。【示例17】(2013·课标Ⅰ,28)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:(i)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH1=-90.1kJ·mol-1(ii)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0kJ·

3、mol-1水煤气变换反应:(iii)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1kJ·mol-1二甲醚合成反应:(iv)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-24.5kJ·mol-1回答下列问题:(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是__________________(以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响______________

4、______。(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为__________________________。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响__________________。(4)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和A12O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是___________________________________________________。(5

5、)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=______________(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×106J)。解析(2)要解答转化率影响问题,最终要归结为平衡移动的方向上。与CO转化率直接相

6、关的反应是(ⅰ)和(ⅲ),如何建立反应(ⅳ)与(ⅰ)、(ⅲ)的联系,是解答该题的关键点。(ⅳ)中消耗的CH3OH恰是(ⅰ)的生成物,减少生成物的浓度,平衡右移,CO的转化率增大;(ⅳ)中的产物H2O恰是(ⅲ)中的反应物,增大水蒸气浓度,平衡右移,CO的转化率增大。(3)根据盖斯定律可知:用(ⅰ)×2+(ⅳ)即可得目标方程式:2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.7kJ·mol-1合成一个物质要同时考虑原料的利用率、反应速率等多种因素。本题要从化学反应原理的角度

7、分析压强对合成反应的影响,分析该反应的特点是正向气体分子数减小,因而增大压强,平衡正向移动,CO和H2的转化率增大;同时增大压强还会加快化学反应速率。(4)直接合成CH3—O—CH3的反应的另一个特点是正反应为放热反应,升高温度平衡左移。步骤1:浏览全题,明确已知和所求,挖掘解题切入点。步骤2:对于化学反应速率和化学平衡图像类试题,读懂图像,明确纵横坐标的含义,理解起点、终点、拐点的意义,分析曲线的变化趋势。对于图表数据类试题,分析数据,研究数据间的内在联系,找出数据的变化规律,挖掘数据的隐含意义。对于

8、电化学类试题,首先判断是原电池还是电解池,然后分析电极类别,书写电极反应式,按电极反应式进行相关计算。对于电解质溶液类试题,要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型,然后进行解答。步骤3:针对题目中所设计的问题,联系相关理论进行逐个作答。

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