《化学反应原理》模块复习策略

东北育才学校 苏振敏 刘蕊

《化学反应原理》是选修模块的必考内容，与直观具体的元素化合物知识不同，化学反应原理重在探索化学反应的规律及其应用，具有理论性强、抽象程度高、综合性强等特点，对考生的认知理解能力、综合处理问题的能力要求更高，是很多考生备考时的难点模块。本文尝试分析反应原理模块的命题规律与热点问题，并对反应原理模块的复习提出针对性建议。

一、掌握考纲要求

《2016年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明（理科）》（以下简称《大纲说明》）中对于《化学反应原理》模块的要求为：

（5）化学反应与能量

①了解氧化还原反应的本质是电子的转移。了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

②了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

③了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

④了解热化学方程式的含义。

⑤了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。

⑥了解焓变与反应热的含义。了解△H=H（反应产物）-H（反应物）表达式的含义。

⑦理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

⑧了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。

⑨理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

（6）化学反应速率和化学平衡

①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

③了解化学反应的可逆性。

④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。

⑤理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。

⑥了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

（7）电解质溶液

①了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。

②了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。

③了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

④了解水的电离，离子积常数。

⑤了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法。能进行pH的简单计算。

⑥了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。

⑦了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。了解常见离子的检验方法。

⑧了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。

（8）以上各部分知识的综合应用。

从《大纲说明》的要求中不难看出，反应原理模块的一般要求为：了解概念（深刻了解概念的本质、内涵、外延）——掌握规律性内容并能应用规律解释现象——应用原理解决实际问题。即在考试中，该模块将以核心概念为基石，以计算、叙述等多种形式考查考生对于化学基本规律的理解以及应用规律解决实际问题的能力，由知识考查转向能力考查的意图尤为明显。

二、了解热门考点

为帮助考生了解化学反应原理模块的命题趋势，本文统计了新课标Ⅱ卷近三年对该模块的考查内容和考查形式。

表1：近三年《化学反应原理》模块高考考点分析

命题特点分析：

1．在高考中，往往有1～2道选择题为反应原理模块内容，多考查原电池和水溶液中的离子平衡。原电池主要侧重于新型电池的反应原理，水溶液中的离子平衡涉及滴定曲线、离子浓度大小比较、电离平衡或水解平衡的移动等。总体来说，考查内容相对固定，综合性不强，只要能够准确掌握相关原理，难度相对较低。

2．主观题部分往往考查反应原理的综合应用，将反应热、电化学、化学平衡等问题放在一个大的情境下综合考查，综合性很强，对学生能力要求较高。但分解来看，依然是“拼盘”的形式。从表1中可以看出，热门考点主要有△H计算、盖斯定律、平衡移动原理、化学平衡图像、平衡常数计算、化学电源等。想要成功解答此类问题，考生一定要冷静细心，能够从题中挖掘信息，读懂其考查的方向和知识点，迅速转变思维，并保证计算的准确性和叙述的规范性。

3．从分值来看，化学反应速率与平衡依然是化学反应原理部分考查的重点内容，而每年的考查形式均以平衡图像作为载体，着重考查学生从图表中提取信息的能力。从内容上来看，平衡移动原理与化学平衡计算是核心考点。

4．从题目内容上来看，近几年反应原理与元素化合物考查题目的界限越来越模糊，化学反应原理的考查尤其是电化学、盐类水解的应用、Ksp计算等内容已经渗入到元素化合物甚至化学实验的考查当中，旨在让学生意识到化学反应、现象都不是杂乱无章的，而是有理可依、有据可循的，并可以上升为理性思维。这也要求学生在元素化合物部分的复习中重视反应原理，依据原理去记忆、解释甚至推测化学反应，不能割裂元素化合物与反应原理之间的联系。

三、明晰复习策略

1．模块复习，强化核心知识

（1）化学反应与热能模块

明确反应热的含义，重点训练热化学方程式的书写、反应热的计算及盖斯定律。

例1 （2016年四川卷11节选）（5）工业上常用磷精矿［Ca5（PO4）3F］和硫酸反应制备磷酸。 已知25℃，101kPa时：

CaO（s）+H2SO4（l）=CaSO4（s）+H2O（l）

ΔH=-271 kJ/mol

5CaO（s）+3H3PO4（l）+HF（g）=Ca5（PO4）3F（s）+5H2O（l） ΔH=-937 kJ/mol

则Ca5（PO4）3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_____。

【答案】Ca5（PO4）3F（s）+5H2SO4（l）=5CaSO4（s）+3H3PO4（l）+HF（g） ΔH=-418 kJ/mol

【解析】根据盖斯定律：①×5-②可得 Ca5（PO4）3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式。

【考点定位】本小题考查热化学方程式的书写和盖斯定律的应用。

【试题点睛】书写热化学方程式时，应注意标出各物质的聚集状态，同时注意△H的正负。

（2）化学反应速率与平衡模块

这一模块是反应原理部分考查的重点，应透彻理解正逆反应速率与化学平衡状态的关系，以平衡常数为核心理解平衡移动原理，强化化学平衡的计算及对化学平衡图像的阅读理解能力。

例2 （2016年新课标Ⅱ卷27）

丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。 回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_____；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_____；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_____。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率_____（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是_____；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是_____（双选，填标号）。

A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大

C．副反应增多 D．反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。 由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为_____，理由是_____。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_____。

【答案】

（1）两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂

（2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC

（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7．5∶1

【解析】

（1）因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体分子数增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。

（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立平衡的过程，所以低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460℃时，丙烯腈产率降低，A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，故正确；B．平衡常数变大，对产率的影响应是提高产率才对，故错误；C．根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，故正确；D．反应活化能的大小不影响平衡，故错误。

（3）根据图像可知，当 n（氨）/n（丙烯）约为 1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应=C3H3N（g）+3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按 1∶1．5∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨气、空气、丙烯的理论体积比约为 1∶7．5∶1。

【考点定位】考查影响化学平衡的因素，化学图像的分析与判断，化学计算等知识。

【试题点睛】该题是对化学平衡的集中考查，涉及的知识点不多，解题的关键点是看懂图像的含义，看图像时：一看面：纵坐标与横坐标的意义；二看线：线的走向和变化趋势；三看点：起点、拐点、终点，然后将图像中呈现的关系、题给信息和所学知识相结合，做出符合题目要求的解答。

（3）水溶液中的离子平衡模块

认识弱电解质微弱电离的特点，分析等浓度（或pH之和等于14）的醋酸与氢氧化钠溶液等体积混合情况，分析向醋酸中滴加氢氧化钠的滴定曲线及过程中离子浓度的关系。熟练掌握三个守恒关系的书写。强化盐类水解的应用及Ksp的计算。

例 3（2016年新课标Ⅰ卷 12）298K时，在20．0mL 0．10mol·L-1氨水中滴入 0．10mol·L-1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知 0．10mol·L-1氨水的电离度为 1．32%，下列有关叙述正确的是

A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂

B．M点对应的盐酸体积为20．0mL

D．N点处的溶液中pH＜12

【答案】D

【解析】A．把盐酸滴加到氨水中，恰好完全反应时溶质为NH4Cl，呈酸性，故应选择甲基橙做指示剂；B．如果二者恰好反应，则会生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，因此M点pH=7，则M点对应的盐酸体积小于20．0mL，故错误；C．根据电荷守恒可得c（OH-）。由于 M 点处的溶液显中性，c（H+）=c（OH-），所以盐是强电解质，电离远远大于弱电解质水的电离程度，所以溶液中离子浓度关系是：故错误；D．N 点氨水溶液中已经电离的一水合氨浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度，c（OH-）=0．1mol·L-1×1．32%=1．32×10-3mol·L-1，根据水的离子积常数可知：N处的溶液中氢离子浓度根据 pH=-lgc（H+）可知此时溶液中 pH＜12，故正确。

【考点定位】考查酸碱中和滴定、弱电解质的电离以及离子浓度大小比较等知识。

【试题点睛】酸碱中和滴定是中学化学的重要实验，通常是用已知浓度的酸（或碱）来滴定未知浓度的碱（或酸）。由于酸、碱溶液均无色，二者恰好反应时溶液也没有颜色变化，所以通常借助指示剂来判断，指示剂通常用甲基橙或酚酞，而石蕊溶液由于颜色变化不明显，不能作中和滴定的指示剂。酸碱恰好中和时溶液不一定显中性，通常就以指示剂的变色点作为中和滴定的滴定终点，尽管二者不相同，但在实验允许的误差范围内。进行操作时，要注意仪器的润洗、查漏、气泡的排除，会进行误差分析与判断。判断电解质溶液中离子浓度大小时，经常要用到三个守恒：电荷守恒、物料守恒、质子守恒，考生要会根据相应的物质写出其符合题意的等式，并进行叠加，得到正确的算式。掌握水的离子积常数的计算方法、离子浓度与溶液pH的关系等是解答本题的关键所在。

（4）电化学模块

从物理的电路知识出发理解并记忆原电池、电解池中电子和阴阳离子的移动方向，从氧化还原反应的角度掌握正负极、阴阳极的特点并能够书写电极反应式。分析经典化学电源（锌锰碱性电池、铅蓄电池、燃料电池）。

例4 （2016年四川卷5）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6（x＜1）。下列关于该电池的说法不正确的是

A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6

C．充电时，若转移 1mol e-，石墨（C6）电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+

【答案】C

【解析】A．放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B．放电时，负极失去电子，故正确；C．充电时，若转移1mol电子，将有1mol Li+嵌入石墨电极，即石墨电极增重7g，故错误；D．充电时阳极失去电子，为原电池正极的逆反应，故正确。

【考点定位】考查电化学原理的应用，化学电源。

【试题点睛】电化学问题分析思路：首先要根据题给信息和装置确定考查的是原电池还是电解池，然后根据反应类型、电子和电流方向、电解质中的离子流向、电极材料和实验现象等确定装置的两极，结合电极材料和离子种类、放电顺序确定放电的微粒，结合溶液的酸碱性、反应物和生成物，结合原子守恒和电荷守恒确定电极反应式，进一步确定总反应作答。涉及电化学计算要紧抓电子守恒，涉及酸碱性分析要根据电极反应分析电极周围的pH变化，根据总反应分析整个过程中的pH变化。

例5 （2016年天津卷10节选）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_____（至少答出两点）。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_____。

（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c（OH-）降低的区域在_____（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为_____。

③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图 2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：_____。

【答案】

（1）污染小 可再生 来源广 资源丰富 燃烧热值高（任写其中2个）

H2+2OH--2e-=2H2O

（5）①阳极室

②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低

③M 点：c（OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢

N 点：c（OH-）过高，铁电极上有 Fe（OH）3（或Fe2O3）生成，使 Na2FeO4产率降低

【解析】

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点有：污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等，碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O。

（5）①根据题意镍电极有气泡产生是由于氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c（OH-）降低的区域在阳极室；

②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在 M 点，c（OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：c（OH-）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。

【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用。

【试题点睛】本题考查的知识点较多，以氢气利用为线索考查了化学反应中的能量变化、电解原理及其应用等相关知识。在书写燃料电池电极反应时，可按照氧化还原反应方程式的书写方法，即第一步写出该电极发生化合价变化的反应物、产物，第二步根据化合价变化写出电子得失数目，第三步根据题中条件用H+或OH-调平电荷，最后元素守恒配平。对于常见的燃料电池（氢氧燃料电池、甲烷燃料电池）要能够熟练地书写其电极反应式。本题的易错点和难点是c（Na2FeO4）低于最高值的原因分析。分析时，要注意从题目中寻找线索并结合反应的特征分析。

2．针对训练，提升综合能力

（1）强化训练，攻克书写难关

化学方程式的书写依然是每年考查的重点，在反应原理模块复习时，尤其要注意训练化学方程式的书写，主要包括：陌生的氧化还原反应离子方程式书写、电极反应方程式书写及正误判断、热化学方程式书写及正误判断等。

例6 （2016年新课标Ⅰ卷27节选）（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的还原成Cr3+，该反应的离子方程式为_____。

【解析】NaHSO3具有还原性，具有氧化性，二者会发生氧化还原反应，根据已知条件，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得二者反应的离子方程式。

①作负极的物质是_____。

②正极的电极反应式是_____。

【答案】①Fe的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；②正极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式。

（2）回扣教材，弥补知识漏洞

教材是复习之本，从课本插图内容切入考查反应原理是一种常见的命题方式，这类试题的共同点是要先分析图像，再运用相关基本理论进行解答。因此，应格外注意教材中的示意图，尤其是电化学腐蚀、燃料电池、蓄电池部分的示意图。此外，反应速率与平衡部分的实验也应格外关注。

例8 （2016年新课标Ⅱ卷28节选）（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_____；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_____；生成沉淀的原因是_____（用平衡移动原理解释）。

【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

Fe3+催化H2O2分解产生O2

H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动

【解析】H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热。随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是H2O2分解放出氧气，而反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。

【试题点睛】该问题以教材中“催化剂对反应速率影响”部分的实验为依托，旨在考查学生对于教材实验的熟练程度。

（3）规范表述，提升计算能力

在主观题考查中，反应原理部分经常要求考生解释出现某种结果或进行某项选择的原因，学生经常觉得“只可意会不可言传”，即大概知道考查的是某方面知识点，但不知如何规范表述。在平时练习时，应格外注重表述的训练，不能觉得“懂了”就直接去翻答案或者只写一两个关键词，一定要把自己的想法完整清晰地表述出来，再对照答案修正，逐步形成规范、专业的表述。

虽然2016年化学考试计算量有所减轻，但化学计算能力依旧不可忽视。在计算量减小的背景下，更应该注意训练一些基本计算方法，如化学平衡“三段法”计算、pH计算、Ksp计算、电化学中以电子守恒为核心的计算等。

综上所述，化学反应原理模块虽然理论性强、抽象程度高，但其条理性强，模块清晰，只要考生能够克服畏难心理，多琢磨、多动笔，切实透彻理解核心知识，做题时能够做到举一反三，一定可以攻克反应原理这一难关！