专题25 化学反应原理综合题——平衡主线型-【好题汇编】五年（2020-2024）高考化学真题分类汇编（全国）（解析版）.docx

专题25化学反应原理综合题——平衡主线型

考向

五年考情（2020-2024）

命题趋势

平衡主线型化学反应原理综合题

2024·全国甲卷

2024·新课标卷

2024·河北卷

2024·山东卷

2024·黑吉辽卷

2024·湖北卷

2024·安徽卷

2023·全国乙卷

2023·新课标卷

2023·山东卷

2023·福建卷

2023·广东卷

2023·浙江卷

2023·湖北卷

2023·湖南卷

2023·辽宁卷

2022·全国甲卷

2022·全国乙卷

2022·广东卷

2022·湖南卷

2022·山东卷

2022·海南卷

2022·福建卷

2021·山东卷

2021·浙江卷

2021·全国乙卷

2021·全国甲卷

2020·新课标Ⅰ

2020·新课标Ⅲ

2020·山东卷

2020·浙江卷

化学反应原理综合题主要考查热化学、化学反应速率和化学平衡等主干理论知识，主要命题点有盖斯定律的应用、反应速率和化学平衡的分析、化学平衡常数的表达式书写与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。试题一般以与生产、生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小题之间又有一定的独立性。主要考查学生的信息处理能力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡思想”的核心素养。在近几年的相关考题中，对单一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因素影响”出现，考查学生的综合分析判断能力。以实际情景(场景)为背景，更能体现核心素养的要求。而在实际生产过程中，影响因素是多元化、多方位和多层次的。

1．（2024·全国甲卷）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：

（1）已知如下热化学方程式：???

???

计算反应的。

（2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。

(i)图中的曲线是(填“a”或“b”)。

(ii)时，的转化，。

(iii)时，反应的平衡常数。

（3）少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。

(i)在之间，有和无时的生成速率之比。

(ii)从图中找出提高了选择性的证据：。

(ⅲ)研究表明，参与反应的可能机理如下：①

②

③

④

⑤

⑥

根据上述机理，分析提高选择性的原因：。

【答案】（1）-67

（2）a80%7.810.92

（3）(或3：2)5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br

【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。

【解析】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的?H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。

（2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br的曲线为a；

(ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmolCH3Br，但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmolCH3Br发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol；

(iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K===10.92。

（3）(i)11~19s时，有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==；

(ii)从图中可以看出，大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断