安徽 尉言勛 徐 楠

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題，是高考全國(guó)卷Ⅱ中三個(gè)必考大題之一，往往以實(shí)際生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密的物質(zhì)為背景材料進(jìn)行命題，考點(diǎn)源于教材，又略高于教材。命題以基礎(chǔ)知識(shí)為主線，注重學(xué)生能力的考查。縱觀近三年的高考試題，考查的基本內(nèi)容變化不大，常以選擇、填空、識(shí)圖、原因分析等形式呈現(xiàn)。本文對(duì)近三年的命題特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)典型試題進(jìn)行了詳細(xì)解析，總結(jié)了命題的特征并對(duì)2018年高考進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

一、近三年化學(xué)反應(yīng)原理綜合題真題對(duì)比分析

年份呈現(xiàn)特點(diǎn)試題情景、考查角度及知識(shí)要點(diǎn)2015年3個(gè)小題,9個(gè)空,2個(gè)圖以利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)合成甲醇為背景,考查焓變計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響因素、轉(zhuǎn)化率、根據(jù)圖象分析問(wèn)題等2016年3個(gè)小題,9個(gè)空,2個(gè)圖以丙烯腈的制備為背景,考查熱力學(xué)趨勢(shì)、反應(yīng)條件的選擇、產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的曲線關(guān)系、根據(jù)圖象問(wèn)題分析原因、影響化學(xué)平衡的因素、簡(jiǎn)單計(jì)算等2017年3個(gè)小題,7個(gè)空,3個(gè)圖以丁烯為載體,考查焓變的計(jì)算、平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)關(guān)系,產(chǎn)率與進(jìn)料氣、反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線分析,產(chǎn)率快速降低的原因分析

1.考題的共同特征

(1)以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)為載體，知識(shí)覆蓋面廣、綜合性較強(qiáng)，各小題之間有一定的獨(dú)立性。考點(diǎn)一般比較固定，比如每年均考查：①熱化學(xué)方程式及蓋斯定律的應(yīng)用；②化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，特別是陌生離子方程式的書(shū)寫(xiě)，氧化還原反應(yīng)方程式等。

(2)題目往往給予2～3個(gè)圖形，有時(shí)會(huì)有表格。側(cè)重考查學(xué)生讀取圖表信息的能力，利用讀取的信息解決實(shí)際問(wèn)題。難點(diǎn)是化學(xué)反應(yīng)條件的控制，化學(xué)平衡圖象的分析與判斷。比如：平衡轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率為縱坐標(biāo)、溫度或反應(yīng)物濃度比值為橫坐標(biāo)的圖形分析。

(3)注重化學(xué)計(jì)算能力的考查，比如：2015年涉及利用鍵能和蓋斯定律計(jì)算焓變，2016年涉及進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比，2017年涉及蓋斯定律的簡(jiǎn)單計(jì)算。

2.考點(diǎn)的框架

3.高頻考點(diǎn)——焓變的計(jì)算及蓋斯定律

(1)用焓的變化(ΔH)來(lái)描述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。焓變的計(jì)算方法：

(2)蓋斯定律：對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。如圖：

二、真題解析

【例】(2017·全國(guó)卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題：

(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1 - 丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：

反應(yīng)①的ΔH1為_(kāi)_________ kJ·mol-1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x__________(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是__________(填標(biāo)號(hào))。

A．升高溫度 B．降低溫度

C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng)

(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是__________。

(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是__________、________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是__________。

【答案】(1)+123 小于 AD

(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行 溫度升高反應(yīng)速率加快 丁烯高溫裂解生成短鏈烴類

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，②-③=①，則ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1。反應(yīng)①是一個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，由圖(a)可以看出，溫度相同時(shí)，由平衡轉(zhuǎn)化率(0.1 MPa)<平衡轉(zhuǎn)化率(xMPa)，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)較小，x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，則A正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，則C錯(cuò)誤，D正確。

(2)由題目給予信息“氫氣可以活化催化劑”，所以轉(zhuǎn)化率先升高是因?yàn)闅錃獾牧吭黾?，從而使丁烯的產(chǎn)率增加；當(dāng)進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大到一定程度后，由于產(chǎn)物中H2的濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，從而使丁烯轉(zhuǎn)化率下降。

(3)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，590℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，平衡體系中生成的丁烯增多，產(chǎn)率逐漸增加；當(dāng)溫度超過(guò)590℃時(shí)，由題目信息可得由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以副產(chǎn)物曲線迅速上升，導(dǎo)致丁烯產(chǎn)率降低。

【難點(diǎn)突破】(1)分析圖象時(shí)“三看”：①一看縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義；②二看線的走向和變化趨勢(shì)；③三看起點(diǎn)、拐點(diǎn)以及終點(diǎn)。然后根據(jù)圖象中呈現(xiàn)的關(guān)系、題目信息和所學(xué)知識(shí)相結(jié)合，按照要求解答問(wèn)題。

(2)使用控制變量法要遵循兩個(gè)原則：①單一變量原則，②對(duì)照性原則。命題中經(jīng)常考查多因素對(duì)某一變量產(chǎn)生影響的問(wèn)題。通過(guò)控制變量法可以繪制的曲線圖有很多種，要注意結(jié)合影響因素回答問(wèn)題。

【題目分析及預(yù)測(cè)】

1.命題特點(diǎn)

(1)本題以丁烷催化脫氫制備丁烯的工業(yè)過(guò)程為載體考查化學(xué)反應(yīng)原理基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知、復(fù)述以及綜合利用的能力。通過(guò)反應(yīng)參數(shù)圖，引導(dǎo)考生從反應(yīng)速率角度分析平衡態(tài)和非平衡態(tài)反應(yīng)的差異，考查學(xué)生利用熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的知識(shí)分析工業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)反應(yīng)產(chǎn)率的實(shí)際問(wèn)題。

(2)該題目考查了化學(xué)核心素養(yǎng)中的變化觀念與平衡思想，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)變化伴隨一定的能量轉(zhuǎn)化；通過(guò)本題引導(dǎo)學(xué)生從多角度分析化學(xué)反應(yīng)，充分利用化學(xué)原理去解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)焓變、平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)等的關(guān)系圖，考查提高平衡產(chǎn)率應(yīng)采取的措施等基本問(wèn)題間接實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的考查。

(3)試題命制中提供拓展知識(shí)信息，考查學(xué)生自學(xué)能力、提取有效信息的能力。要求學(xué)生在提取有效信息的基礎(chǔ)上解答試題。比如題目中給予了重要信息：“氫氣的作用是活化催化劑”以及“副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物”，這兩句話對(duì)題目的解答起到至關(guān)重要的作用。學(xué)生可以在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上提取、加工、利用該信息，回答問(wèn)題。題目的設(shè)計(jì)注重考查學(xué)生知識(shí)的應(yīng)用性、思維的靈活性，培養(yǎng)學(xué)生形成思維能力。

(4)在試題的呈現(xiàn)方式上，穩(wěn)中求變、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、突出能力。要求學(xué)生對(duì)圖表和數(shù)據(jù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、吸收整合、靈活應(yīng)用。該題中涉及了數(shù)學(xué)與圖形的綜合，注重“數(shù)”和“形”的有機(jī)結(jié)合，以關(guān)系曲線的形式考查化學(xué)理論知識(shí)，讓考生由此獲得化學(xué)信息，再回歸到基本反應(yīng)原理理論上，通過(guò)綜合分析、歸納演繹，推理出可能原因。

(5)對(duì)于表述要求較高的地方，題目采用了在大題中設(shè)置選擇題的方式給學(xué)生以提示，增強(qiáng)考查的指向性，方便學(xué)生理解考查意圖，降低答題障礙，提高考試的區(qū)分效果。

2.2018年高考預(yù)測(cè)

(1)延續(xù)近年的命題特點(diǎn)，題目仍然會(huì)給予新的信息，要求考生充分利用題目信息，銜接、重組、轉(zhuǎn)換。新信息的敘述有時(shí)看上去很隨意，但往往隱含著解題的關(guān)鍵信息。

(2)在提取新信息的基礎(chǔ)上，回歸到基本反應(yīng)原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論中，通過(guò)延伸基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論，在培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和探究精神方面進(jìn)行嘗試。

(3)從教材基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，結(jié)合反應(yīng)物的性質(zhì)和環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)提高反應(yīng)物的總利用率、控制副反應(yīng)發(fā)生、提高產(chǎn)品產(chǎn)率、如何使反應(yīng)更加綠色環(huán)保等方面進(jìn)行命題，特別注意“反應(yīng)產(chǎn)率”是近兩年考試的熱點(diǎn)。