2025屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)：化學(xué)反應(yīng)原理綜合（含解析）

專題三十化學(xué)反應(yīng)原理綜合

典例分析

【考查方式】

熱化學(xué)與能量變化

反應(yīng)熱的計算：運用蓋斯定律，通過已知反應(yīng)的熱效應(yīng)來計算目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱。要求考生

能根據(jù)方程式的加減、系數(shù)變化等正確處理反應(yīng)熱的數(shù)值，如給定多個熱化學(xué)方程式，讓考

生通過組合計算出特定反應(yīng)的.

熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷：根據(jù)反應(yīng)的吸放熱情況、物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)條件等準(zhǔn)確書

寫熱化學(xué)方程式，并判斷所給熱化學(xué)方程式的正誤，包括物質(zhì)的聚集狀態(tài)標(biāo)注是否正確、的

數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)是否對應(yīng)等.

能量圖像的分析：考查對反應(yīng)過程中能量變化圖像的理解，如反應(yīng)物和生成物的總能量相對

大小、活化能的含義、催化劑對反應(yīng)熱和活化能的影響等，通過圖像分析反應(yīng)的熱效應(yīng)、反

應(yīng)速率等信息.

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

化學(xué)反應(yīng)速率的計算與影響因素：根據(jù)給定的濃度變化、時間等數(shù)據(jù)計算化學(xué)反應(yīng)速率，或

分析溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等因素對反應(yīng)速率的影響，并能運用有效碰撞理論等進(jìn)行解

釋。例如，判斷改變某一條件后反應(yīng)速率的變化情況，或根據(jù)反應(yīng)速率的變化推測可能改變

的條件.

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，通過給定的反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度、物

質(zhì)的量、百分含量等數(shù)據(jù)，判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，或根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷平衡狀態(tài)的建

立，如混合氣體的顏色、密度、壓強(qiáng)等是否不再變化.

化學(xué)平衡的移動與影響因素：分析溫度、濃度、壓強(qiáng)等因素變化時化學(xué)平衡的移動方向，以

及平衡移動后各物質(zhì)的濃度、轉(zhuǎn)化率、百分含量等的變化情況。要求考生能夠運用勒夏特列

原理進(jìn)行分析和判斷，并能通過圖像、數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行綜合考查，如給出不同條件下的平衡

轉(zhuǎn)化率曲線，讓考生分析條件變化對平衡的影響.

化學(xué)平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用：要求考生根據(jù)給定的反應(yīng)方程式和平衡時各物質(zhì)的濃度，計算

化學(xué)平衡常數(shù)，并能利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度、計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，或根據(jù)平衡

常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)等。止匕外，還會涉及到平衡常數(shù)與反應(yīng)速率常數(shù)之間的

關(guān)系等較深層次的考查1.

水溶液中的離子平衡

弱電解質(zhì)的電離平衡：考查弱電解質(zhì)的電離方程式書寫、電離平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用，以及

溫度、濃度等因素對電離平衡的影響，如比較不同濃度的弱酸溶液中氫離子濃度大小、判斷

加水稀釋時弱電解質(zhì)電離程度的變化等。

水的電離與溶液的酸堿性：涉及水的離子積常數(shù)的應(yīng)用、溶液酸堿性的判斷與pH計算，以

及酸堿中和滴定實驗及其誤差分析等，如根據(jù)溶液的pH計算水電離出的氫離子或氫氧根離

子濃度，或判斷中和滴定過程中溶液pH的變化情況。

鹽類的水解平衡：考察鹽類水解的實質(zhì)、規(guī)律和應(yīng)用，包括鹽類水解方程式的書寫、水解平

衡常數(shù)的計算，以及溫度、濃度、酸堿度等因素對水解平衡的影響，如比較不同鹽溶液的pH

大小、判斷在鹽溶液中加入酸或堿后水解平衡的移動方向等。

離子濃度大小比較：要求考生根據(jù)電解質(zhì)溶液中的電離平衡、水解平衡等，比較溶液中各種

離子濃度的大小關(guān)系，如單一溶液中離子濃度大小比較、混合溶液中離子濃度大小比較等，

這需要考生綜合運用各種平衡知識和電荷守恒、物料守恒等原理進(jìn)行分析判斷。

電化學(xué)基礎(chǔ)

原電池與電解池的工作原理：判斷給定裝置是原電池還是電解池，分析電極的名稱、電極反

應(yīng)式的書寫，以及電子、離子的移動方向等，如根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池或電解池裝

置，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式

電化學(xué)腐蝕與防護(hù)：考查金屬的電化學(xué)腐蝕原理、防護(hù)方法，以及析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)

別等，如解釋在不同環(huán)境下金屬腐蝕的主要類型和原因，或選擇合適的防護(hù)措施防止金屬腐

蝕。

電化學(xué)計算與應(yīng)用：根據(jù)電極反應(yīng)式和電子守恒原理進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積等

的計算，或通過電化學(xué)原理解決實際問題，如計算電解池中某一電極上產(chǎn)生的物質(zhì)的量，或

根據(jù)電池的電動勢判斷反應(yīng)的自發(fā)性等

綜合應(yīng)用與實際問題解決

化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)原理：以化工生產(chǎn)流程為背景，考查化學(xué)反應(yīng)原理在實際生產(chǎn)中的應(yīng)

用，如合成氨、硫酸工業(yè)、氯堿工業(yè)等，要求考生分析反應(yīng)條件的選擇、原料的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)

物的產(chǎn)率等問題，以及如何運用化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率等原理優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低成本、

提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益

環(huán)境問題與化學(xué)反應(yīng)原理：關(guān)注與環(huán)境相關(guān)的熱點問題，如酸雨的形成與防治、溫室氣體的

減排、水體污染的治理等，運用化學(xué)反應(yīng)原理分析其中涉及的化學(xué)變化過程、反應(yīng)的限度和

速率等，以及如何通過化學(xué)方法解決這些環(huán)境問題，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科在環(huán)境保護(hù)中的重要作

用。

能源問題與電化學(xué)：結(jié)合新能源的開發(fā)與利用，如燃料電池、太陽能電池等，考查電化學(xué)原

理在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，包括電極材料的選擇、電池性能的提高、能量轉(zhuǎn)化效率的計算等，以

及對傳統(tǒng)能源與新能源的比較和評價，引導(dǎo)考生關(guān)注能源問題和可持續(xù)發(fā)展。

【真題鏈接】

1.[2024年河北高考真題]氯氣是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)用于含氯化工產(chǎn)品的生

產(chǎn)。硫酰氯及1,4-二（氯甲基）苯等可通過氯化反應(yīng)制備。

（1）硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑，工業(yè)上制備原理如下：

1

SO2（g）+Cl2（g）.SO2Cl2（g）AH=-67.59kJ-mol

①若正反應(yīng)的活化能為E正kJ-mo「，則逆反應(yīng)的活化能后逆=kJmol1（用含

心的代數(shù)式表示）。

②恒容密閉容器中按不同進(jìn)料比充入SC>2（g）和CU（g），測定4、4、4溫度下體系達(dá)平衡時

的Ap（如=。0-。，。0為體系初始壓強(qiáng)，M）=240kPa,2為體系平衡壓強(qiáng)），結(jié)果如圖1。

1L522533.54

n(SO2)：n(Cl2)

圖1

圖1中溫度由高到低的順序為,判斷依據(jù)為

M點CU的轉(zhuǎn)化率為,工溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)/=kPa_1。

③圖2曲線中能準(zhǔn)確表示工溫度下△，隨進(jìn)料比變化的是（填序號）。

圖2

(2)1,4-二(氯甲基)苯(D)是有機(jī)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=Ac(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，上為速率常數(shù)(匕分別對應(yīng)反應(yīng)①?⑤)。

某溫度下，反應(yīng)器中加入一定量的X,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,匕：上2：匕：度：上5=10°：21：7:4:23。

①30min時，c(X)=6.80mol?ET1,H30-60minv(X)=0.042mol-L-1-min-1,反應(yīng)進(jìn)行到

60min時,c(X)=mol-IT1。

②60min時，c①)=0099mol1T,若0~60min產(chǎn)物T的含量可忽略不計，則此時

c(G)=___________mol-L1；60min后，隨T的含量增加，嚕_____________(填“增大”“減

c(G)

小”或“不變”)。

2.[2024年廣東高考真題]酸在多種反應(yīng)中具有廣泛應(yīng)用，其性能通常與酸的強(qiáng)度密切相關(guān)。

（1）酸催化下NaNC>2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。

①基態(tài)N原子價層電子的軌道表示式為—。

②反應(yīng)a：NC>2（叫）+NH：（aq）-N2（g）+2H2。⑴

已知：

NaNO2(s)+NH4C1(S)一＞N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)

4H2溶解4H3溶解八用溶解

Na+(aq)+NO「(aq)Cl-(aq)+NH+(aq)Na+(aq)+Cl-(aq)

則反應(yīng)a的AH=o

③某小組研究了3種酸對反應(yīng)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/的變化如圖。

A.催化劑酸性增強(qiáng)，可增大反應(yīng)焰變

B.催化劑酸性增強(qiáng)，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)物濃度下降而誠小

（2）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(xué)品）的催化機(jī)理示意圖如

圖，其中的催化劑有—和—o

0

iiQ乂。0

i

AcOH

CH3

CH

AcOH9

AcOH、

0

A

CH

KICH33

0KI

十一乂AcOH

KO^O、次十

AcOH,I_

CH；CH3

CO2

(3)在非水溶劑中研究弱酸的電離平衡具有重要科學(xué)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Ka。

a.選擇合適的指示劑其鉀鹽為Kin,Ka(HIn)=3.6xl(y2°；其鉀鹽為Kin。

b.向Kin溶液中加入HX,發(fā)生反應(yīng)：In+HXX+HInoKin起始的物質(zhì)的量為

%(KIn),加入HX的物質(zhì)的量為"(HX),平衡時，測得c平(ln)/c平(HIn)隨〃(HX)/%(KIn)的

已知：該溶劑本身不電離，鉀鹽在該溶劑中完全電離。

①計算Ka(HA)。(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

②在該溶劑中，4(HB)—((HA)；E(HB)—^a(HIn)o(填“〉或“=")

參考答案

1.答案：（1）①石正+67.59；②式＞《〉工；如與生成的SO2c"的壓強(qiáng)相等，該反應(yīng)放

熱，升溫平衡逆向移動，生成的SO2cL的量減少，切減??；75%；0.03；③D

（2）①5.54；②0.033；增大

解析：（1）①2=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能。代入數(shù)據(jù)得：

1

—67.59kJ-molT=E正kJ-moL-石逆，則石逆=（E1+67.59）kJ-mol0②該反應(yīng)為氣體分子數(shù)

減小的反應(yīng)，由反應(yīng)方程式可知，體系達(dá)平衡時，體系中減小的壓強(qiáng)等于生成的so2cL的壓

強(qiáng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，生成的so2cL的量減少，則如減小，

對照圖像可知（溫度下，M點處進(jìn)料比〃?。2）：“（02）=2,則SO2的初始物質(zhì)

22

的量分?jǐn)?shù)x（SC）2）=§，初始分壓P（SC）2）=%?。2）?P總=耳X240kPa=160kPa；

同理，CU初始分壓MJ）=80kPa。

設(shè)達(dá)到平衡時SO2的壓強(qiáng)變化了xkPa,列三段式：

SO2(g)+Cl2(g)^SO2Cl2(g)

起始/kPa160800

轉(zhuǎn)化/kPaxx

平衡/kPa160-x80-x

由圖可知，M點處=Po=60kPa,將夕0=240kPa、=（160-x+80-x+x）kPa

解得x=60,則M點Cl2的轉(zhuǎn)化率為黑＞＜100%=75%。（溫度下平衡時各氣體分壓分別為

oO

MSO2）=100kPa,p（02）=20kPa,/?（SO2C12）=60kPa,代入平衡常數(shù)表達(dá)式：

MSO2）：72（C12）＜1.0時，隨著進(jìn)料比〃增大，生成的so2cU的量增多，Ap增

大，按化學(xué)計量數(shù)之比投料時，產(chǎn)物的產(chǎn)率最高，當(dāng)“?02）：”（。2）＞1.0時，隨著進(jìn)料比

〃（SO2）：”（C12）增大，即減小，排除A、B；結(jié)合②中計算可知，當(dāng)〃（SC）2）：”（C12）=0.5,

體系達(dá)到平衡時，體系中生成的SO2cL的分壓也應(yīng)為60kPa,即%=60kPa,對照圖像可

知，表示工溫度下切隨進(jìn)料比變化的是D。

(2)①30~60min內(nèi)X的轉(zhuǎn)化濃度為0.042mol1,min-1x30min=1.26mol-L-1,因此60

min時c(X)=6.80molL-1-1.26mol-171=5.54mol-U。②0~60min產(chǎn)物T的含量可忽略不

計，說明在此階段D、G的消耗速率可忽略不計。D、G均由M生成，任意時刻兩者的生成

u(D)生左2c(M)-C(CL)k,213

速率之比)§09=管=?=7。D、G的初始濃度均為0,任意時刻生成的濃

v(G)生A：3C(M)-C(C12)&71

度之比等于其速率之比，因此6001由時。3)=-=0.033111011-1。60min后，D、G開始

v(D)?Lc(D)-c(ClJEc(D)4x312

生成T,兩者的消耗速率之比為<=六笠==結(jié)合兩者的生

v(G)耗^5C(G)-C(C12J45，(G)23X123

成速率知，D生成得快而消耗得慢，G生成得慢而消耗得快，因此哪會增大。

c(G)

2s2p

2.答案：(1)BT[?△”「△凡以&+公&；BD

(2)AcOH；KI

(3)“OxiO-%>.>

解析：(1)①N的原子序數(shù)為7,位于第二周期第VA族，基態(tài)N原子價層電子的軌道表示

2s2p

I.NaNO2(s)+NH4Cl(s)—N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l),AH,；

+

II.NaNO2(s)=Na(aq)+NO2(aq),A/；HLNH4cl(s)-C](叫)+NH：(aq),△&；

IV.NaCl(s)—Na+(aq)+Cr(aq),A4；由蓋斯定律可知，目標(biāo)方程式

NO2(aq)+NH；(aq)『N2(g)+2H2。⑴可由方程式I-H-III+IV得到，故反應(yīng)

AH=AH1-AH2-AH3+AH4；③A.催化劑不能改變反應(yīng)的熔變，A項錯誤；B.由圖示可知，

酸性：硫酸〉磷酸〉乙酸，催化劑酸性增強(qiáng)，反應(yīng)速率提高，B項正確；C.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，最有利于加速反應(yīng)，C項錯誤；D.由圖示可知，反應(yīng)開始一段時間，反應(yīng)物濃度減

小，但反應(yīng)速率加快，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；故選BD。

(2)催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)并未改變，由催化機(jī)理示意圖可知，

催化劑有AcOH和KI；

n(HX),八。平(IrT)

(3)由變化曲線圖可知，當(dāng)啖黃=L0時，干=：=3.0,設(shè)初始Co(KIn)=Comol/L,則初

n0(Kln)九平(HIn)

始c(HX)=c0moVL,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol/L,可列出三段式如下：

In+HX，X+HIn

起始濃度(mol/L)co00

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)XXXX

平衡濃度(mol/L)Co-xXX

由上出2=3.0,

即=3.0,解得x=0.251,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

〃平(HIn)X

+

N_c(X)c(HIn)_c(X)-c(HIn)-c(H)_K(HA)_O.25coxO.25co_((HA)

c(In)-c(HX)-c(In)c(HX)c(H+)--K(HIn)一0.75/x0.75co-3.6x10-2。

解得Ka(HA)=4.0xl02；

n(HB),八

②根據(jù)圖像可知，當(dāng)嘖E=1。時，設(shè)此時轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為則。江，可列出三段式

如下：

In+HX.?X+HIn

起始濃度(mol/L)co00

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)yyy)'

平衡濃度(mol/L)co-y^o-yyy

此時￡黑<1。，即g，則平衡常數(shù)K?=與黑〉&,則

<1.0,則y>0.5c0

孔平(HIn)yAT(HIn)

由于y〉0.5c°,則口能〉1,K<HB環(huán)(HI*

重難突破

1.銅及其化合物在生產(chǎn)及生活中應(yīng)用廣泛。

(1)銅-鐵催化劑可用于電催化還原NO]為NH,,完成下列離子方程式:

銅-鐵催化劑

NO；+2HONHT+______+______

2通電3

(2)銅-鐵催化劑還可以催化NH3分解轉(zhuǎn)化為燃料氫氣，反應(yīng)為

2NH3(g).N2(g)+3H2(g)AH>0o往容積為2L的密閉容器中加入4moiNH3分解制

H2O圖甲中曲線a、b分別表示在銅-鐵催化劑I的作用下，看℃時“(NH3)及時”(H?)

隨時間的變化；曲線c表示在銅-鐵催化劑n的作用下，4c時MN?)隨時間的變化。

①Zr2(填或“=”)。

②在銅-鐵催化劑I的作用下，刀℃時，0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率

11

v(N2)=mol-K-min0

③上述三種條件下，分解反應(yīng)的平衡常數(shù)(、&、4的大小關(guān)系為。

(3)工業(yè)合成氨中，常用亞銅鹽的氨水溶液除去原料氣中的CO,反應(yīng)的離子方程式為

++

[CU(NH3)9]+CO+NH3,-[CU(NH3)3CO]AH<0,該反應(yīng)的

+

C{[CU(NH3)3CO]!

K=T——~力--------------。其他條件不變時，下列說法正確的有________(填

cFCU(NH3)2]xc(NH3)xp(CO)

序號)。

++

A.[Cu(NH3)2]與[Cu(NH3)3CO]的濃度相等時，反應(yīng)達(dá)到平衡

B.平衡后增大[CMNHJT的濃度，[CU(NH3)21的轉(zhuǎn)化率增大

C.平衡后加水稀釋，［CU(NH3)21與［CulNfQCO］的濃度之比增大

+

D.可采用加熱含［Cu(NH3)3CO］的溶液的方法實現(xiàn)［Cu(NH3)2『的再生

(4)工業(yè)生產(chǎn)中采用水解中和法(加入NaOH)處理含銅廢水。常溫下，水溶液中含銅微粒

Cd+、［Cu(OH)］+>CU(OH)2、［CU(OH)3［和［CU(OH)4廣的分布系數(shù)(某含銅微粒占總含銅

微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨pH的變化曲線如圖乙所示。

就

悵

田

去

￡

泉

超

疆

和

pH

乙

①曲線2代表的含銅微粒為

②CU(OH)2+2OH-[Cu(OH)4r的平衡常數(shù)K=

③若CuSO4溶液起始濃度為amol.LT,加入NaOH固體調(diào)節(jié)溶液pH(忽略加入固體后引起

的溶液體積的變化)，求〃點混合溶液中Na+的濃度(寫出計算過程，結(jié)果用含。的式子表

示)。

2.苯乙烯是重要的有機(jī)化工原料，可用乙苯為原料制備苯乙烯。制備方法有直接脫氫法和氧

化脫氫法。在298K時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：

(i)直接脫氫：

110

C8H,0(g)—C8H8(g)+H2(g)+118.0kJ-moF,K?x=2.7xlO-Pa

(ii)氧化脫氫:

1,1

C8Hio(g)+-02(g)^=C8H8(g)+H20(g)=-123.8kJ-mor,=2,9X10275Pa^

ZKP2

回答下列問題：

(l)①反應(yīng)H2(g)+go2(g)—H?O(g)的公”3=-1

kJ-mol，平衡常數(shù)KP3

(用Kpi、Kp2表示)。

②氧化脫氫的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接脫氫，其原因是。

③提高氧化脫氫反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的措施有0

(2)已知AG=AH-TAS,忽略AH、AS隨溫度的變化。當(dāng)AG<0時，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。在

100kPa下，直接脫氫反應(yīng)的AG和J1隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。

①直接脫氫反應(yīng)在常溫下(選填“能”或“不能”)自發(fā)。

②Kpi隨溫度的變化曲線為(選填"a”或"b”)，判斷的理由是

③在某溫度、100kPa下，向密閉容器中通入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生直接脫氫反應(yīng)，達(dá)到平衡

時，混合氣體中乙苯和氫氣的分壓相等，該反應(yīng)的平衡常數(shù)長優(yōu)=kPa(保留小數(shù)點后

一位；分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)乙苯脫氫制苯乙烯往往伴隨副反應(yīng)，生成苯和甲苯等芳香煌副產(chǎn)物。一定溫度和壓強(qiáng)條

件下，為了提高反應(yīng)速率和苯乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)________________________o

3.綠色能源是未來能源發(fā)展的方向，積極發(fā)展氫能，是實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要舉措，

可以用以下方法制備氫氣。

I.甲烷和水蒸氣催化制氫氣。主要反應(yīng)如下：

-1

i.CH4(g)+H2O(g)<*!>CO(g)+3H2(g)AH=+206.2kJ-mol

1

ii.CO(g)+H2O(g)<^CO2(g)+H2(g)AH=^1.2kJmol

(1)反應(yīng)CH4(g)+CC)2(g).2co(g)+2H2(g)的AH=kJ-mol10

(2)在容積不變的絕熱密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i,下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

(填序號)。

A.氣體混合物的密度不再變化

B.CH4消耗速率和H2的生成速率相等

C.CO的濃度保持不變

D.氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化

E.體系的溫度不再發(fā)生變化

（3）恒定壓強(qiáng)為兄MPa時，將〃￡凡）：“（凡0）=1:3的混合氣體投入反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)i和

ii,平衡時，各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖甲所示。

治

會

期

名

燼

娶

￡

公

鼎

卻

將

?

講

①圖甲中表示CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的變化曲線是（填序號）。

②結(jié)合圖甲中數(shù)據(jù)，其他條件不變，若要H2的產(chǎn)量最大，最適宜的反應(yīng)溫度是

（填序號）。

A.550-600℃B.650-700℃C,750-800℃

在其他條件不變的情況下，向體系中加入CaO可明顯提高平衡體系中H2的含量，原因是

③600。。時，反應(yīng)ii的平衡常數(shù)的計算式為（/是以分壓表示的平衡常數(shù)，

分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

H.電解法制氫氣。某科研小組設(shè)計如圖乙所示電解池，利用CO?和H2O在堿性電解液中制備

水煤氣（Ji2、CO）,產(chǎn)物中H2和CO的物質(zhì)的量之比為1：1。

（4）電極B是極，生成水煤氣的電極反應(yīng)式為0

4.“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全世界科學(xué)研究的重要課題，CO2資源化利用是解決資源和能源短缺、

減少碳排放的一種途徑。

方案一：以CC>2為原料合成乙烯

(1)以CC)2和H?催化合成乙烯:

6H2(g)+2CO2(g).CH2=CH2(g)+4H2O(g)AH<0。在一定壓強(qiáng)下，將ImolCO2和

3moi凡加入1L容積不變的密閉容器中，已知溫度對CO?的平衡轉(zhuǎn)化率、實際轉(zhuǎn)化率和催

化劑催化效率的影響如圖甲所示，結(jié)合圖像分析該反應(yīng)實際反應(yīng)溫度定于250℃的原因可能

是o

7o

6o

5o

4o

府3O

20

50100150200250300350400450

溫度/七

甲

方案二：以COz為原料合成甲醇

(2)以CO2合成甲醇涉及的反應(yīng)如下：

反應(yīng)I：CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)AH1

1

反應(yīng)n：CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)AZf2=+41.19kJmor

1

反應(yīng)in：CO(g)+2H2(g).CH3OH(g)△&=-90.77kJ-mol-

kJmol1,反應(yīng)HI能自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“高溫”或“低溫。

(3)催化劑活化：1%。3(無活性)還原反2。3r(有活性)，CC)2與HZ在活化后的催化劑

表面發(fā)生反應(yīng)I,其反應(yīng)歷程如圖乙所示。同時伴隨反應(yīng)n：

CO2(g)+H2(g)；CO(g)+H2O(g)0

〃（生成CH30H所用的CO?）

已知：CH30H選擇性=xlOO%

”（轉(zhuǎn)化的CO?）

①對于以上CO2制甲醇的過程，以下描述正確的是（填序號）。

A.反應(yīng)中經(jīng)歷了In-C、In-0鍵的形成和斷裂

B.加壓可以提高C02的平衡轉(zhuǎn)化率

C.升高溫度可以提高甲醇在平衡時的選擇性

②CO2與H?混合氣體以不同的流速通過反應(yīng)器，氣體流速與CO?轉(zhuǎn)化率、CH30H選擇性的

關(guān)系如圖丙所示。流速加快可減少產(chǎn)物中Hz。的積累，減少反應(yīng)___________（用化學(xué)方程

式表示）的發(fā)生，從而減少催化劑的失活，提高甲醇選擇性。

卓

斑

、

世

姐

郁

<

（4）一定條件下，向容積為VL的恒容密閉容器中通入1molCOZ和3moiH?發(fā)生上述（2）

中的反應(yīng)I、II、III,達(dá)到平衡時,容器中CH30H（g）為。mol,CO為Z?mol,此時H?。?

的濃度為mol.L-1,反應(yīng)H圖的平衡常數(shù)為（用含a、V的代數(shù)式表

示）。

5.利用二氧化碳?xì)浠ê铣啥兹?，可實現(xiàn)二氧化碳再利用。其中涉及的反應(yīng)有

1

I.CO2(g)+3H2(g)簿飛CH30H(g)+H2O(g)AH1=T8.1kJ?mol

-1

II.2CHQH(g)</CH30cH3(g)+H2O(g)AH2=-24.5kJ-mol

，1

III.CO2(g)+H2(g)<!>CO(g)+H2O(g)AH3=^1.2kJ-mol

A物質(zhì)含有的碳原子數(shù)x〃(A)

已知：生成物A的選擇性5=xlOO%

”(CO?)轉(zhuǎn)化

回答下列問題:

(1)寫出CO2(g)與H?(g)轉(zhuǎn)化為CHQCH3(g)和H2(3(g)(反應(yīng)W)的熱化學(xué)方程式:

(2)在恒溫(T>100℃)恒容條件下，將一定量的CO?、應(yīng)通入密閉容器中(含催化劑)

發(fā)生上述反應(yīng)。下列不能夠說明該反應(yīng)體系已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填序

號)。

A.W(CH3OH):〃(CH30cH§)=2:1

B.反應(yīng)I中曝(耳)=3■￡凡01<)

C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

D.混合氣體的密度不變

EVOz的轉(zhuǎn)化率不變

(3)在3.0MPa下，研究人員在恒壓密閉容器中充入4moi凡和1molCO?發(fā)生反應(yīng)，平衡

時CO2的轉(zhuǎn)化率和生成物的選擇性隨溫度變化如圖甲。所示(不考慮其他因素影響)：

①在220℃條件下，平衡時〃(CH30cH3)=,計算反應(yīng)

2cH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)在220℃下的平衡常數(shù)為(結(jié)果保留三位有

效數(shù)字)。

(2)溫度高于280℃,CO?平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是。

(4)某二甲醛/雙氧水燃料電池的工作原理如圖乙所示。電池工作時，A電極附近溶液的

pH(填“減小”“增大”或“不變”)；B電極的電極反應(yīng)式為o

負(fù)載

出。2、二甲酸、

離子交換膜

乙

6.甲烷不僅是一種燃料，還可以作化工原料用來生產(chǎn)氫氣、乙快、碳黑等物質(zhì)。回答下列問

題：

(1)一種甲烷催化氧化的反應(yīng)歷程如圖甲所示，*表示微粒吸附在催化劑表面。下列敘述錯

誤的是(填序號)。

甲

A.*CH3-*CH2的過程中C被氧化，吸收能量

B.產(chǎn)物從催化劑表面脫附的速率慢會降低總反應(yīng)速率

C.適當(dāng)提高。2分壓會降低。2q)一＞2*。的反應(yīng)速率

D.CH,與。2反應(yīng)生成C。、凡涉及極性鍵、非極性鍵的斷裂和生成

(2)向一恒容密閉容器中加入ImolCH’和一定量的H2O,發(fā)生反應(yīng)

n(CH)

CH(g)+HO(g),CO(g)+3H(g)C%的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比xx=；4隨溫

4o2o

度的變化曲線如圖乙所示。

輾

講

S

X

3

77K

乙

①X]%（填“>”或“<”，下同）。

②反應(yīng)速率：以正匕逆，理由是O

③點內(nèi)乩c對應(yīng)的平衡常數(shù)KQ降、K,三者之間的關(guān)系是

（3）一定條件下，甲烷和水蒸氣催化制氫主要有如下兩個反應(yīng)：

1

I.CH4(g)+H2O(g)—CO(g)+3H2(g)AH=+206kJmol

1

II.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A"=T1kJ.moP

恒定壓強(qiáng)為lOOkPa時，將〃（014）:〃（凡0）=1:3的混合氣體投入反應(yīng)器中，平衡時，各組分

的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖丙所示。

①反應(yīng)CH4（g）+CC）2（g）—2CO（g）+2H2（g）在_____條件下能自發(fā)進(jìn)行（填序號）。

A.高溫B.低溫C.任意溫度

②圖丙中表示H2、C。的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的變化曲線分別是（填序號）。

③系統(tǒng)中q的含量在700℃左右出現(xiàn)峰值，試從化學(xué)平衡的角度解釋出現(xiàn)峰值的原因：

④已知投料比為〃￡凡）：72（凡0）=1:3的混合氣體，=100kPa0600℃時，CH4的平衡轉(zhuǎn)

化率為（保留2位有效數(shù)字），反應(yīng)I的平衡常數(shù)的計算式為Kp=（5是以分

壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

7.綜合利用二氧化碳可以緩解溫室效應(yīng)。

（1）利用二氧化碳催化氫化獲得甲酸的部分反應(yīng)歷程如圖甲，該反應(yīng)歷程的決速步驟是

（填序號），由中間產(chǎn)物T2到產(chǎn)物的△"=-

相對能量/(kJ???)『)

TS2(16.87)

''④型S3)

③;‘

"⑤/

TS1(234)：,

T2(5.31)\

；

贏物(0.00)''」

產(chǎn)物「）

T1Q1.99)2.38

反應(yīng)歷程

甲

（2）二氧化碳與氫氣反應(yīng)過程涉及的主要反應(yīng)如下:

1

①CC)2(g)+3H2(g)簿為CH3OH(g)+H2O(g)AW,=-49.5kJmol

②CC)2(g)+H2(g)脩9CO(g)+H2O(g)AH2=ML2kJ-mo「

向2L恒容密閉容器中通入2moicC>2（g）和2.24molH?（g）發(fā)生上述反應(yīng)①和②，起始總壓強(qiáng)

為21.2MPa,實驗測得CO?的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH30H的選擇性（轉(zhuǎn)化的CO?中生成

CH30H的百分比）隨溫度變化如圖乙。表示CH30H選擇性的曲線是（填“X”或

“Y”），a、c兩點中CH30H的產(chǎn)率最高的是一點，240℃時反應(yīng)①的壓強(qiáng)平衡常數(shù)

J=（MPa）-2,Y曲線如此變化的原因是^___________________-

IOOI—；---?-----

8Or*?----10C卓

什一個

.Y80

60姒

40

20

：\

40L_4一_i_1;?1一、1

200240280320

溫度/七

（3）二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成的水在溫度低于0C時可形成多種冰的晶體，其中兩種冰晶體

的晶胞如圖丙，冰晶體中微粒間的作用力有,A晶胞和B晶胞的體積比為

A晶胞B晶胞

p=0.9g,cm"p=0.92g?cm"

丙

（4）工業(yè)上采用以熔融碳酸鹽作為電解質(zhì)的氫氧燃料電池可綜合利用二氧化碳，工作原理如

圖丁，則通入氫氣的電極反應(yīng)式為

8.深入研究含碳、氮元素物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有著重要的實際意義。

I.合成尿素：如下圖所示是合成尿素反應(yīng)的機(jī)理及能量變化（單位：kJ-mol1）-TS表示過

渡態(tài)，各物質(zhì)均為氣態(tài)。

TS3

TSI

/------'、^NH+2HO/

/'-------t-----2--'

CO+2NH,+2HQ匚(36.8)

2__，2反應(yīng)①

(0.00)

41

(1)若&=66.5kJ?moV,E2=241.0kJ-moF,則總反應(yīng)

1

2NH3(g)+CO2(g)^CO(NH2)2(g)+H2O(g)AH=kJ-mol0

n.合成甲醇：

（2）利用CC>2和H?合成甲醇：在催化劑Cu/ZnO作用下可發(fā)生如下兩個平行反應(yīng)。

反應(yīng)I：CO2(g)+3H2(g).CH3OH(g)+H2O(g)NH、

反應(yīng)：

nCO2(g)+H2(g),CO(g)+H2O(g)AH2

溫度對co2轉(zhuǎn)化率及CH3OH和co產(chǎn)率的影響如下圖所示。

3O20

%2515

、

艷%

71

殖

一200

上

冠

O5

U

—5

100

230240250260270280

溫度AC

①由圖判斷合成CH30H最適宜的溫度是

②由圖可知，溫度升高CH30H產(chǎn)率先升高后降低，降低的可能原因是。

③下列措施有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH30H的平衡轉(zhuǎn)化率的有。

A.增大體系壓強(qiáng)

B.提高CO?和Hz的投料比

C.體積和投料比不變，提高反應(yīng)物濃度

④反應(yīng)I、II的InK（K代表化學(xué)平衡常數(shù)）隨，（溫度的倒數(shù)）的變化如下圖所示。據(jù)圖判

斷，升高溫度時，反應(yīng)CO（g）+2H2（g）L-CH30H（g）的化學(xué)平衡常數(shù)將（填”增

大”“減小”或“不變”）。

⑤上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，若將反應(yīng)體系的體積壓縮至原來的一半，重新達(dá)

到平衡時兩反應(yīng)所需時間。&（填“或。

（3）利用CH,與。2在催化劑的作用下合成甲醇。

主反應(yīng)：CH4(g)+1o2(g)^CHQH(g)

副反應(yīng)：CH4(g)+2O2(g)—CO2(g)+2H2O(g)

在溫度為T℃、壓強(qiáng)為"kPa條件下，向容器中充入2moic應(yīng)、hnol0?和6mol凡0值)，充

n(CH3OH)

分反應(yīng)達(dá)平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,產(chǎn)物的選擇性［如甲醇的選擇性

n(CH3OH)+n(CO2)

如下圖所示。

①求平衡時02的物質(zhì)的量為O

②主反應(yīng)的相對壓力平衡常數(shù)K；=。(用含p和/的計算式表示。K；表達(dá)式寫

法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對分壓代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓除以/)

9.1.煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)

品的工業(yè)過程。

(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為

C(s)+H2O(g).(。0+凡⑵AH=+13L3kTmo「能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有

____________(填序號)。

①增加C的物質(zhì)的量

②升高反應(yīng)溫度

③隨時吸收CO、凡轉(zhuǎn)化為CH30H

④密閉定容容器中充入CO(g)

II.在2L密閉絕熱容器中，投入4mO1N2和6moi凡，在一定條件下生成NH3,測得不同溫度

下，平衡時NH3的物質(zhì)的量數(shù)據(jù)如下表：

溫度/KT]T4

n（NH3）/mol3.63.22.82.0

(2)下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是—o

A.3V正(凡)=2噴(NH3)B.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

C.混合氣體的密度不變D.混合氣的溫度保持不變

⑶在丁3溫度下，達(dá)到平衡時N2的體積分?jǐn)?shù)。(保留3位有效數(shù)字)

niTC時，在恒溫恒容的密閉條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)-2NH3(g),反應(yīng)過程中各

(

一

T—

o

s

、

胡

系

(5)在0~25min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為。

W.C。?與NW反應(yīng)可合成尿素：CO2(g)+2NH3(g).CO(NH2)2(s)+H2O(g);在工℃時，

將ImolCOz和2niolNH3置于1L密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，在/時刻，測得容器中CO2轉(zhuǎn)

化率約為73%。保持其他初始實驗條件不變，分別在溫度為《℃、式。、《℃、豈。。時，重

復(fù)上述實驗，經(jīng)過相同時間測得CO2轉(zhuǎn)化率并繪制變化曲線如圖所示。

(7)看℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

(8)7；審。之間，CO2轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其原因是

10.已知25℃時有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù)如下：

弱酸化學(xué)式HSCNCH3co0HHCNH2cO3

電離平衡常

1.3x10-1.8xW54.9xlC)T°Kal=4.3x10-7Kal=5.6x10”

數(shù)

(1)25℃時，將20mL0.1mol[TCH3coOH溶液和20mL0.1mol[THSCN溶液分別與

ZOmLO.lmol-L-1NaHCC^溶液混合，實驗測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時間⑺的變化如圖所

反應(yīng)初始階段兩種溶液產(chǎn)生CC)2氣體的速率存在明顯差異的原因是

(2)若保持溫度不變，在醋酸溶液中通入一定量氨氣，下列各量會變小的是(填

字母)。

a.c(CH3coeT)b.c(H+)

C.C(CH3COOH)d.醋酸電離平衡常數(shù)

(3)HCIOQH2soqHC1和HNO3都是強(qiáng)酸，其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度下

這四種酸在冰醋酸中的電離常數(shù)(見下表)，下列說法不正確的是o

酸HC104H2SO4HC1HNO3

Ka1.6x105跖63x10-91.6x10-94.2x1010

A.溫度會影響這四種酸在冰醋酸中的電離常數(shù)

B.在冰醋酸中HCIO4是這四種酸中最強(qiáng)的酸

C.在冰醋酸中H2so4的電離方程式為H2so4——2H++S0j

D.這四種酸在冰醋酸中都沒有完全電離，但仍屬于強(qiáng)電解質(zhì)

（4）亞磷酸是二元中強(qiáng)酸，25℃時亞磷酸（H3PO3）的電離常數(shù)為KLIXIO'

&=2.6x10-7。

①試從電離平衡移動的角度解釋K1為什么比K?大？o

②寫出亞磷酸的電離方程式（兩步）：o

③請設(shè)計一種方案，使之能通過直觀的實驗現(xiàn)象判斷醋酸的酸性強(qiáng)于H?S,該方案反應(yīng)的化

學(xué)方程式為。

n.電解質(zhì)的水溶液中存在電離平衡。

（1）醋酸是常見的弱酸。

①醋酸在水溶液中的電離方程式為O

②下列方法中，可以使醋酸稀溶液中CHsCOOH的電離程度增大的是（填字母序

號）。

a.滴加少量濃鹽酸b.微熱溶液

c.加水稀釋d.加入少量醋酸鈉晶體

（2）用0.1mol-L1NaOH溶液分別滴定體積均為20.00mL、濃度均為0.1mollT的鹽酸和醋

酸溶液，得到滴定過程中溶液pH隨加入NaOH溶液體積而變化的兩條滴定曲線。

體積/mL庇液7mL

①滴定醋酸的曲線是（填“I”或"n”）。

②滴定開始前，三種溶液中由水電離出的C（H+）最大的是

③乂和匕的關(guān)系：K匕（填或“<”）。

@M點對應(yīng)的溶液中，各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

（3）為了研究沉淀溶解平衡和沉淀轉(zhuǎn)化，某同學(xué)查閱資料并設(shè)計如下實驗。

資料：AgSCN是白色沉淀，相同溫度下，溶解度：AgSCN>AgIo

操作步驟現(xiàn)象

步驟1：向2mL0.005mol.LTAgN03溶液中加

出現(xiàn)白色沉淀

入2mL0.005mol-L1KSCN溶液，靜置

步驟2：取1mL上層清液于試管中，滴加1滴

溶液變紅色

2moi[TFe(NC)3)3溶液

步驟3：向步驟2的溶液中，繼續(xù)加入5滴

現(xiàn)象a,溶液紅色變淺

3moi[TAgNC>3溶液

步驟4：向步驟1余下的濁液中加入5滴

出現(xiàn)黃色沉淀

3moi.廠KI溶液

①寫出步驟2