化學反應(yīng)原理綜合題解題思維和備考策略

化學反應(yīng)原理知識是高中化學選擇性必修一的內(nèi)容，化學反應(yīng)原理綜合題是歷年高考的必考題，該題型考查的知識點包括化學反應(yīng)與能量、化學反應(yīng)速率化學平衡等。化學反應(yīng)原理的知識點在高考試題中呈現(xiàn)方式多樣，試題難度較大，對學生化學學科核心素養(yǎng)的要求較高。本文主要對化學反應(yīng)原理在高考試題中的考查方式解題思維進行歸納總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題，針對問題進行再練習，提升提煉解題方法，培養(yǎng)解題思維模型，提升復習的實效性。

、高頻考點典例分析思維模型

1．熱化學方程式的書寫及反應(yīng)熱的計算【例1】（2024年高考福建卷節(jié)選） SiHCl₃ 是制造

多晶硅的原料，可由Si和 SiCl₄ 耦合加氫得到，相關(guān)反應(yīng)如下：

I.

52KJ?mol^-1 II.Si（s）+3HCl（g）=SiHCl₃（g）+H₂（g）ΔH₂=-

236KJ?mol^-1 III .Si（s）+SiCl₄（g）+2H₂（g）=2SiH₂Cl₂（g）ΔH 3

=16KJ?mol^-1 （1）生成 SiHCl₃ 的總反應(yīng)： ΔIV （20 KJ?mol^-1

【思維模型】（1） ΔH 常見的三種計算方法：

ΔH= 生成物總能量-反應(yīng)物總能量 Π=HΠ （生成物）-H（反應(yīng)物）

ΔH= 反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和

ΔH=E₁-E₂ ， E₁ 為正反應(yīng)的活化能， E₂ 為逆反應(yīng)的活化能

（2）利用蓋斯定律書寫熱化學方程式的方法

① 對比：分析待求方程式的反應(yīng)物和生成物，尋找在已知方程式中只出現(xiàn)一次的物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)在待求方程式等號的左右邊及系數(shù)對已知方程式進行調(diào)整，使該物質(zhì)在調(diào)整后的方程式中的化學計量系數(shù)及方向與待求方程式一致。

② 疊加：將所有調(diào)整好的方程式進行疊加，約掉重復出現(xiàn)的物質(zhì)，得到待求方程式。

③ 計算：按照“疊加”步驟中的調(diào)整方法，焓變也隨之作相應(yīng)變化。

分析題目給的三個反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ產(chǎn)物有 SiH₂Cl₂ 而在待求方程式V、已知方程式I和 I 中沒有該物質(zhì)，不能通過方程式的相加減約掉 SiH₂Cl₂ ，所以不用反應(yīng)Ⅲ計算反應(yīng)V的 ΔH_c

① 對比：待求方程式反應(yīng)物的Si只在反應(yīng) I 出現(xiàn)，且也在方程式左邊，對反應(yīng) I 不作處理。待求方程式反應(yīng)物的 SiCl₄ 只在方程式I出現(xiàn)且系數(shù)為1，對反應(yīng)I系數(shù) ?×3 得到新的方程式： 。

② 疊加：將反應(yīng) I 和反應(yīng)I處理后的方程式進行相加，約掉重復出現(xiàn)的物質(zhì)，即可得到反應(yīng) IV 。

③ 計算： ΔH₄=ΔH₂+3ΔH₁=-236kJ?mol^-1+ 3×（+52kJ?mol^-1）=-80kJ?mol^-1

【答案】-80。

2.化學反應(yīng)速率及影響因素

【例2】（2024年高考廣東卷節(jié)選）酸在多種反應(yīng)中具有廣泛應(yīng)用，其性能通常與酸的強度密切相關(guān)。酸催化下 NaNO₂ 與 NH₄Cl 混合溶液的反應(yīng)（反應(yīng)a），可用于石油開采中油路解堵。

反應(yīng)a：

某小組研究了3種酸對反應(yīng)α_a 的催化作用。在相同條件下，向反應(yīng)體系中滴加等物質(zhì)的量的少量酸，測得體系的溫度 T 隨時間 Φ_t 的變化如圖2所示。

90]T/℃ 硫酸

70 磷酸

50

30 乙酸 0 2 46 t/min

據(jù)圖可知，在該過程中

A.催化劑酸性增強，可增 圖2大反應(yīng)焓變B．催化劑酸性增強，有利于提高反應(yīng)速率C．催化劑分子中含 H 越多，越有利于加速反應(yīng)D．反應(yīng)速率并不始終隨著反應(yīng)物濃度下降而減小

【思維模型】熟練掌握化學反應(yīng)速率的表示方法，掌握外界因素對化學反應(yīng)速率的影響，會用有效碰撞理論等解釋外界條件改變對化學反應(yīng)速率的影響。根據(jù)題目信息，三種酸為催化劑，催化劑能加快反應(yīng)速率，但是不能改變反應(yīng)的焓變，A項錯誤，酸性：硫酸 gt; 磷酸gt;乙酸，根據(jù)圖像信息，催化劑酸性增強，反應(yīng)速率提高，B項正確，根據(jù)三種酸的分子組成，一個硫酸分子中含有2個H，一個磷酸分子中含有3個H，一個乙酸分子中含有4個H，但含H最少的硫酸催化時，反應(yīng)速率最快，C項錯誤，分析圖像可知，反應(yīng)一段時間后，反應(yīng)物濃度減小，但圖像的斜率變大，反應(yīng)速率加快，可知反應(yīng)速率并不始終隨著反應(yīng)物濃度下降而減小，D項正確。

【答案】BD

3.化學平衡的移動及影響因素、轉(zhuǎn)化率的計算

【例3】（2024年高考安徽卷節(jié)選）乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料。由乙烷制乙烯的研究備受關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}：

C₂H₆ 直接脫氫反應(yīng)為

ΔH₄ ， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖

所示，則 ΔH₄ 0（填\" gt; ”“ lt; ”或“ Σ=Σ \"）。結(jié)合下

圖。下列條件中，達到平衡時轉(zhuǎn)化率最接近 40% 的是（填標號）。

a. 600^°C ， 0.6MPa b. 700^°C ， 0.7MPa c. 800% ， 0.8MPa

【思維模型】熟練掌握外界因素對化學平衡移動的影響，會用勒夏特列原理分析和解釋平衡移動問題及平衡移動后的物理量變化，涉及多個變量時，采用控制變量法分析單一條件改變對化學平衡移動的影響。做一個垂直于縱坐標的等壓線，從圖可知，壓強相同的情況下，隨著溫度升高， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率增大，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)， ΔH₄gt;0 ：

a. 600^°C ，0.6MPa時， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率約為20% ，a錯誤；b. 700% ， 0.7MPa 時， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率約為50% ，最接近 40% ，b正確;c. 700^°C ， 0.8MPa 時， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率接近50% ，升高溫度，該反應(yīng)的化學平衡正向移動， C₂H₆ 轉(zhuǎn)化率增大，因此 800^°C ， 0.8MPa 時， C₂H₆ 的平衡轉(zhuǎn)化率大于 50% ， ?_c 錯誤。

【答案】 gt; b。

4.速率常數(shù)與速率方程

【例4】（2024年高考河北卷節(jié)選）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有機合成中的重要中間體，可由對二甲苯（X）的氯化反應(yīng)合成。對二甲苯淺度氯化時反應(yīng)過程為

以上各反應(yīng)的速率方程均可表示為 v=kc（A）c（B） ，其中 c（A） 、 c（B） 分別為各反應(yīng)中對應(yīng)反應(yīng)物的濃度，k 為速率常數(shù)（ k₁～k₅ 分別對應(yīng)反應(yīng) ①～⑤ 。某溫度下，反應(yīng)器中加入一定量的 ΔX ，保持體系中氯氣濃度恒定（反應(yīng)體系體積變化忽略不計），測定不同時刻相關(guān)物質(zhì)的濃度。已知該溫度下， k₁：k₂：k₃：k₄：k₅=

100：21：7：4：23 60min 時， c（D）=0.099mol?L^-1 （20若 0～60min 產(chǎn)物 T 的含量可忽略不計，則此時 c（G） （204號 mol·L^-1 ； 60min 后，隨T的含量增加，c（D）/c（G） （20 （填“增大\"\"減小\"或“不變”）。

【思維模型】對于基元反應(yīng)： pC（μg）+qD（μg） ， （ 為正反應(yīng)速率常數(shù)）， （ 為逆反應(yīng)速率常數(shù)），反應(yīng)達到平衡時 ，此時： k_iE · =K ，即： 根據(jù)所學知識和題目信息，可得 =3 ，再結(jié)合速率計算公式 且反應(yīng)時間相同得到： ，即 60min 時 。根據(jù)速率方程， 60min 后D和G轉(zhuǎn)化為 T 的速率比為 1，故G消耗得更快，則 c（D）/c（G） 增大。

【答案】0.033增大。

5．平衡常數(shù)的相關(guān)計算

【例5】（2024年高考廣東卷節(jié)選）酸在多種反應(yīng)中具有廣泛應(yīng)用，其性能通常與酸的強度密切相關(guān)。在非水溶劑中研究弱酸的電離平衡具有重要科學價值。一定溫度下，某研究組通過分光光度法測定了兩種一元弱酸HX（X為A或B）在某非水溶劑中的 K_a 。

a．選擇合適的指示劑 HIn ， K_a（HIn）=3.6× 10^-20 ；其鉀鹽為 KIn 。b.向 KIn 溶液中加入HX，發(fā)生反應(yīng)： In^-+HX

。 KIn 起始的物質(zhì)的量為 n₀（KIn） ，加入HX的物質(zhì)的量為n（HX） ，平衡時，測得 c_?Ψ（In^-）/c_?Ψ（HIn） 隨 （KIn）的變化曲線如圖4所示。

已知：該溶劑本身不電離，鉀鹽在該溶劑中完全電離。

計算 K_a （HA） 。（寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【思維模型】大部分反應(yīng)原理綜合題考查的是氣相中化學反應(yīng)原理的應(yīng)用，平衡常數(shù)也從教材的濃度平衡常數(shù)，延伸拓展到壓強平衡常數(shù)、標準平衡常數(shù)和物質(zhì)的量分數(shù)平衡常數(shù)等。在計算時，要充分利用三段式的計算模型和平衡常數(shù)的定義式，對于多平衡體系，也可以優(yōu)先考慮原子守恒法進行計算。通過分析近幾年高考試題，廣東卷已連續(xù)三年創(chuàng)新的考查了液相中化學反應(yīng)原理的應(yīng)用，出現(xiàn)溶液體系濃度平衡常數(shù)和電離平衡常數(shù)的計算，同學們在復習時可以通過真題和優(yōu)秀模擬題加強訓練。對于一元弱酸HA電離平衡常數(shù) Ka（HA）=c（H+）c（A\"）。 。在利用陌生平衡圖像計算平衡常數(shù)時，要善于尋找特殊點，當n（HX）/n₀（KIn）=1.0 時， c_?（In^-）/c_?（HIn）=3.0 根據(jù)K（HIn）=3.6x10-20和Ka（Hn）=c（H）c（In）可計算得到 c（H⁺）=1.2×10^-20mol/L ，只要再利用題目方程式列三段式計算 c（A^-）/c （HA）即可求得K_a（HA） ，設(shè)初始 c₀（KIn）=c₀mol/L ，則初始 c （HX）=c₀mol/L ，設(shè)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為 ，可列出三段式如下：

In^-+HA?A^-+HIn

所以

×10-21 。

【答案 I4.0×10^-21 （20

6.化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像分析

【例6】（2024年高考山東卷節(jié)選）水煤氣是 H₂ 的主要來源，研究CaO對 C-H₂O 體系制 H₂ 的影響，涉及主要反應(yīng)如下：

壓力 p 下， C-H₂O-CaO 體系達平衡后，圖示溫度范圍內(nèi)C（s）已完全反應(yīng)， CaCO₃（s） 在 T₁ 溫度時完全分解。氣相中CO， CO₂ 和 H₂ 摩爾分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，則 α_a 線對應(yīng)物質(zhì)為 （填化學式）。當溫度高于 T₁ 時，隨溫度升高 線對應(yīng)物質(zhì)摩爾分數(shù)逐漸降低的原因是 。

【思維模型】圖像題是化學反應(yīng)原理中極為常見的題型，可以考查的方向有很多，包括外界因素對化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響、最佳反應(yīng)條件的選擇、原因分析等。對于圖像的分析，一是要掌握基礎(chǔ)知識，二是建立解答化學反應(yīng)速率、化學平衡相關(guān)圖像問題的思維模型。轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率和百分含量問題首先看是否是平衡狀態(tài)，若為非平衡狀態(tài)，則側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對反應(yīng)快慢、催化劑對反應(yīng)快慢及選擇性（主副反應(yīng)）的影響；若為平衡狀態(tài)，則側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對化學平衡的影響，有時也涉及溫度對催化活性的影響。根據(jù)題目信息，圖示溫度范圍內(nèi)C（s）已完全反應(yīng)，則反應(yīng)I已經(jīng)進行完全，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ，反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均為放熱反應(yīng)，從開始到 T₁ 溫度不斷升高，反應(yīng)和Ⅱ逆向移動， H₂ 的物質(zhì)的量減小，摩爾分數(shù)減小，CO的物質(zhì)的量升高，摩爾分數(shù)增大，且因兩物質(zhì)系數(shù)相同，二者摩爾分數(shù)變化斜率相同，所以 Δ_a 曲線代表 H₂ 的摩爾分數(shù)的變化， b 曲線表示CO的摩爾分數(shù)變化， 曲線代表 CO₂ 的摩爾分數(shù)隨溫度的變化，從反應(yīng)開始到 T_?1 ， CO₂ 的摩爾分數(shù)升高，說明在這段溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)Ⅲ逆向移動生成的 CO₂ 的量大于反應(yīng)I逆向移動消耗的 CO₂ 的量，當溫度高于T₁ 后， CaCO₃ （s）已完全分解，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，所以CO₂ 的摩爾分數(shù)減小。

【答案】 H₂ 當溫度高于 T₁ ， CaCO₃ （s）已完全分解，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ逆向移動，所以 CO₂ 的摩爾分數(shù)減小。

7．活化能、催化劑、過渡態(tài)、中間體和反應(yīng)歷程的考查

【例7】（2024年高考廣東卷節(jié)選）酸在多種反應(yīng)

中具有廣泛應(yīng)用，其性能通常與酸的強度密切相關(guān)。在非水溶劑中，將 CO₂ 轉(zhuǎn)化為化合物ii（一種重要的電子化學品）的催化機理示意圖如圖6所示，其中的催化劑有和

【思維模型】對于反應(yīng)歷程和反應(yīng)機理的考查，要熟悉基元反應(yīng)、過渡態(tài)、活化能、催化劑和中間體等概念，熟悉決速步驟、物質(zhì)穩(wěn)定性的判斷和焓變的計算等。催化劑是先做反應(yīng)物參與化學反應(yīng)，最后又生成的物質(zhì)，通過改變反應(yīng)歷程，從而加快反應(yīng)速率，催化劑一般不含有反應(yīng)物中的相關(guān)元素；中間體是指在反應(yīng)過程中生成，在后面又消耗的物質(zhì)，一般含有反應(yīng)物中的元素。分析催化機理示意圖可知催化劑為AcOH和KI，而在催化機理示意圖生成后又消耗的其它物質(zhì)都帶有反應(yīng)物中的元素，為中間產(chǎn)物。

【答案】AcOH KI 。

8．陌生方程式的書寫

【例8】（2024年高考湖南卷節(jié)選）丙烯腈（ CH₂= CHCN）是一種重要的化工原料。以 CH₂=CHCN 為原料，稀硫酸為電解液， Sn 作陰極，用電解的方法可制得 Sn（CH₂=CHCN）₄ ，其陰極反應(yīng)式 。

【思維模型】根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的配平模型，尋找價態(tài)變化的反應(yīng)物和產(chǎn)物，根據(jù)化合價變化判斷電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，依次用電荷守恒和原子守恒配平方程式；對于不容易得到化合價的物質(zhì)也可以考慮從電荷守恒或原子個數(shù)守恒的角度配平。 Sn（CH₂CH₂CN）₄ 是有機化合物，與水不溶，水中不電離，以 CH₂= CHCN為原料在Sn做的陰極得電子制得Sn（CH₂CH₂CN）₄ ，故陰極的電極反應(yīng)式為 Sn+4CH₂ #

【答案 Δ]Sn+4CH₂=CHCN+4e^-+4H⁺=Sn（CH₂CH₂CN）₄Δell 中

二、備考策略

1.構(gòu)建化學反應(yīng)原理知識網(wǎng)絡(luò)

在化學反應(yīng)原理綜合題中，?？嫉闹R模塊有化學反應(yīng)與能量、化學反應(yīng)速率、化學平衡、電化學和電解質(zhì)溶液的平衡，在學習過程中，要建立知識網(wǎng)絡(luò)，掌握知識網(wǎng)絡(luò)下對應(yīng)的知識點。

2.熟練使用化學用語和規(guī)范表述

正確使用化學用語和規(guī)范表述是解題的重要保證，要熟練掌握化學方程式、離子方程式、熱化學方程式、電離方程式、水解方程式、電極反應(yīng)、平衡常數(shù)表達式、電子式和結(jié)構(gòu)式等的書寫，要熟悉常見實驗操作和原因解釋的規(guī)范表述。

3．加強“圖像”分析

化學反應(yīng)原理綜合題特別注重對圖像的考查，在復習過程中要提高圖表的識別能力，建立思維模型，能夠根據(jù)圖表分析曲線和各物理量之間的關(guān)系，將化學反應(yīng)原理知識和圖像融合，運用相關(guān)知識點思維模型解決問題。

4．強化化學計算，計算要過心理關(guān)

計算在反應(yīng)原理綜合題中比較常見，個別題目難度也比較大，復習時要強化掌握氧化還原相關(guān)計算、蓋斯定律及焓變計算、化學反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率的計算、化學平衡常數(shù)相關(guān)計算、溶液pH的簡單計算、電離平衡常數(shù)相關(guān)計算、溶度積相關(guān)計算和滴定計算等。

5．答題技巧

解題時要特別注意審題，用筆圈出“題眼”和“關(guān)鍵詞”，不要遺漏有用信息，搞清楚已知什么，問什么，求什么。作答時注意解題規(guī)范，避免會做但是回答不到位或詞不達意而失分，還要有“會做的先做，不會的先跳過”的策略意識，預留彈性時間用于“跳過”的難題和答卷檢查。

【作者簡介：2007-2014年就讀于北京師范大學化學學院，碩士研究生，中學化學一級教師，擔任多年班主任工作，承擔多年高三畢業(yè)班教學，珠海市拔尖創(chuàng)新人才（化學）培養(yǎng)基地競賽教練，多次參與市級考試命題和開展市級講座。參與編寫《高中化學實驗教程》和《高中化學核心素養(yǎng)培育研究》，參與省、市級課題7項，已結(jié)題7項，主持市級課題1項】