重难点11 化学反应原理综合题-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（天津专用）

重难点11 化学反应原理综合题 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.反应热的计算和盖斯定律 2.化学反应速率、平衡状态及其移动 3.平衡常数的计算和转化率 4.反应速率图像和平衡图像 2024·天津卷；2023·天津卷；2022·天津卷；2021·天津卷；2020·天津卷； 通常结合图像、表格、数据等信息，主要考查盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡分析、化学平衡常数的表达与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用，要求考生具有较强的综合分析判断能力，信息量大，难度较高。 【思维导图】 【高分技巧】 一、盖斯定律及其应用 1.利用盖斯定律进行计算 (1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。 (2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 2.利用键能、活化能进行计算 (1)键能：ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能) (2)活化能：ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能) 3.热化学方程式的书写 （1）热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数。 （2）热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 （3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”也随之改变，但数值不变。 （4）由于反应热是指反应完全反应时的热效应，所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。 二、反应速率 1.反应速率与速率常数 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。 化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 2.速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。 3.速率常数与化学平衡常数之间的关系 一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，＝＝K。 三、化学平衡常数及其计算 1．化学平衡常数表达式的书写 (1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如： CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)。 Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝。 但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如： C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝。 (2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝。 (3)化学平衡常数的计算规则 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积；两方程式相减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 2．化学平衡常数与温度的关系 热效应 温度变化 K的变化 热效应 温度变化 K的变化 放热反应 升温 减小 吸热反应 升温 增大 降温 增大 降温 减小 四、转化率、产率等计算与变化判断 1．三段式突破平衡的有关计算 　　　 　　 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx (1)vA＝。 (2)转化率αA＝×100%。 (3)K＝。 (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 (5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。 2．平衡移动与转化率的关系 在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况： (1)再通入b mol B，α(A)增大，α(B)减小。 (2)再通入a mol A、b mol B，若a＋b>c，α(A)增大、α(B)增大；若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；若a＋b<c，α(A)减小、α(B)减小。 五、化学平衡图像解读与分析 1.化学平衡图像信息的获取 依据化学反应原理中反应速率和平衡移动知识解读图像，关键在于对“数”“形”“义”“性”的综合思考，包括： (1)明标：明晰横、纵坐标所表示的化学含义，这是理解题意和进行正确思考的前提。明晰坐标含义，也就是用变量的观点分析坐标，找出横、纵坐标的关系，再结合教材，联系相应的知识点。 (2)找点：找出曲线中的特殊点(起点、顶点、拐点、终点、交叉点、平衡点等)，分析这些点所表示的化学意义以及影响这些点的主要因素及限制因素等，大多考题就落在这些点的含义分析上，因为这些点往往隐含着某些限制条件或某些特殊的化学含义。 (3)析线：正确分析曲线的变化趋势(上升、下降、平缓、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分区段进行分析，研究各段曲线的变化趋势及其含义。 2．化学平衡图像信息的加工 在准确解读图像信息的基础上，对试题信息进行加工处理，分析角度如图 3.综合图像分析方法 (1)审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应吸热还是放热。 (2)析题——找准解题的突破口 看图像 (3)解题——掌握分析的方法 ①三步分析法：一看反应速率增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 （建议用时：40分钟） 1.（2023天津卷）工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 （1）硫磺()的晶体类型是______。 （2）硫的燃烧应控制事宜温度。若进料温服超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸汽的形式随SO2进入到下一阶段，会导致______(填序号)。 a.硫的消耗量增加 b.SO2产率下降 c.生成较多SO3 （3）SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 （4）从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 （5）气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 （6）采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 Ⅲ．工业上用浓硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3会产生酸雾，导致吸收效率降低。 （7）SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 （8）用32吨含S 99%的硫磺为原料生成硫酸，假设硫在燃烧过程中损失2%，SO2生成SO3的转化率是97%，SO3吸收的损失忽略不计，最多可以生产98%的硫酸______吨。 2.（天津市第四十七中学2024-2025学年高三月考）我国力争2030年前完成碳达峰，2060年前实现碳中和，二氢化碳资源化利用倍受关注。 (1)催化加氢可以合成甲醇，该过程主要发生下列反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ．和也可合成甲醇，其热化学方程式为 。 (2)以和催化重整制备合成气发生反应。在一定条件下，在密闭容器中通入一定量的和，的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行，下列叙述能说明反应达到平衡状态的是 。 A．容器中混合气体的密度保持不变 B．容器内与的物质的量之比保持不变 C．反应速率： D．断裂同时断裂键 ②由图可知，压强 (填“>”、“<”或“=”，下同)；压强为时，对应温度下Y点速率 。 (3)以和为原料合成尿素的反应原理：。 某实验小组为了模拟工业合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和，发生上述反应，反应过程中的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为，计算该反应的平衡常数 (已知：分压=总压×体积分数)。 (4)在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。 铜电极上产生的电极反应式为 ，若铜电极上只生成(标况)，则铜极区溶液质量变化了 g。 (5)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，的。若海水中的，为 。当 时，开始产生沉淀。 3.（天津市和平区第五十五中学2024-2025学年高三期中）I．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。 (1)写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式： 。 (2)氢气可用于制备。已知：      ，其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则的 0(填“>”、“<”或“=”)。 (3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：  达到化学平衡。下列有关叙述正确的是 。 a．容器内气体压强保持不变    b．吸收ymol只需1mol c．若降温，该反应的平衡常数增大    d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)(吸氢) Ⅱ．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为  kJ·mol⁻¹。一种工业合成氨的简式流程图如下： (4)天然气中的杂质常用氨水吸收，产物为。一定条件下向溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： 。 (5)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下： ①  kJ·mol⁻¹ ②  kJ·mol⁻¹ 对于反应①，一定可以提高平衡体系中的百分含量，又能加快反应速率的措施是 。 a．升高温度    b．增大水蒸气浓度    c．加入催化剂    d．降低压强 利用反应②，将CO进一步转化，可提高的产量。若1molCO和的混合气体(CO的体积分数为20%)与反应，得到1.18molCO、和的混合气体，则CO的转化率为 。 (6)下图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。根据图中a点数据计算的平衡体积分数： 。 4.（天津市和平区第五十五中学2024-2025学年高三期中）Ⅰ．醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料，醋酸钠是其常见的盐。已知：25℃，。 (1)醋酸钠溶液呈碱性的原因是 (写出有关的离子方程式)。 (2)用pH试纸在常温下分别测定0.10mol/L的醋酸钠溶液和0.10mol/L的碳酸钠溶液，则 (填：“>”、“<”或“=”)。 (3)常温下，用0.1000mol·L⁻¹NaOH溶液滴定20.0mL0.1000mol·L⁻¹溶液，滴定曲线如图。下列说法正确的是___________。 A．点①所示溶液中： B．点②所示溶液中： C．点③所示溶液中： D．滴定过程中可能出现： (4)亚磷酸()为二元酸，其酸性比磷酸稍强，可用作农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。某温度下，0.11mol·L⁻¹的溶液的pH为2，该温度下的电离平衡常数约为 (的二级电离和水的电离忽略不计)。 Ⅱ．具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比高效，且腐蚀性小。请回答下列问题： (5)净水的原理是 。 (6)为节约成本，工业上用氧化酸性废液得到。 ①若酸性废液中mol·L⁻¹，mol·L⁻¹，mol·L⁻¹，，则该溶液的pH约为 。 ②完成氧化的离子方程式： 。 ______________ 5.（天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高三期中）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。 化学反应为   在25℃、101kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示： 物质 燃烧热/(kJ·mol-1) -2219.9 -2049 -286 (1) kJ⋅mol-1. (2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (3)℃时将：2mol通入2L的密闭容器中发生上述反应。反应经过10min达到平衡，此时丙烯的体积分数为20%，总压强为100kPa，则丙烷的转化率为 ，0~10min内的平均反应速率 ，该温度下的 kPa(为以分压来表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)(保留一位小数)。达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。 a．增大丙烷的浓度    b．加入高效催化剂    c．升高温度    d．及时分离出丙烯 (4)如图所示，氢氧燃料电池以为燃料，KOH溶液为电解质溶液，该电池中阳离子移向 (填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式 。 6.（天津市第四十七中学2024-2025学年期中）回答下列问题： (1)已知： ； ； 则反应的 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。如图1反应分两步： i．和生成 ii． 分解生成尿素。 ①合成尿素反应的热化学方程式为 。 ②结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应i<反应ⅱ    b．i为放热反应，ⅱ为吸热反应    c．对总反应速率影响较大的是反应i (3)某研究团队合成的低配位在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。 ①Y为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电极A上的电极反应式为 。 ③理论上电极A上消耗时，电极B附近溶液质量 (“增加”或“减少”) g。 7.（天津市滨海新区塘沽第一中学2024-2025学年高三月考）回答下列问题 (1)Y元素：基态原子轨道上有4个电子；Z元素：原子最外层电子数是其内层的3倍。 ①Z的氢化物()的稳定性高于Y的氢化物()，其原因是 。 ②在特定条件下得到一个形成，从结构角度对上述过程分析错误的是 。 A．中心原子的杂化轨道类型发生了改变   B．中心原子的价层电子对数发生了改变 C．微粒的立体结构发生了改变            D．微粒中键角发生了改变 (2)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅： ①若反应I为，则反应Ⅱ的化学方程式为 。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和另一种物质，写出该反应的化学方程式： 。 (3)NH3是重要的化工原料，可制备硝酸和肼(，具有较强还原性)。 ①上述转化过程所涉及的物质：①NH3  ②  ③溶液  ④中，属于电解质的是 。(填写编号) ②下列说法正确的是 。 A．过量NH3发生反应I的化学方程式为 B．步骤Ⅱ应将溶液缓慢滴入溶液中 C．能与水反应生成，故是的酸酐 D．反应Ⅱ中理论上每生成消耗 ③若将体积比为的和的混合气体(标准状况)通入足量溶液中，若要保证气体被溶液完全吸收，则最少需要通入的体积为 L(标准状况)。 ④已知都具有碱性，且N原子的电子云密度越大，碱性越强，则三者的碱性由强到弱的顺序为 。 (4)某微生物燃料电池的工作原理如图所示。转化为的电极方程式为： 。 8.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三诊断）烟道气中含氧NO、、等多种有害气体，合理治理烟道气具有重要意义。 (1)烟道气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：       则反应：   (用含、的式子表示)。 (2)利用CO可将NO转化为无害的，其反应为：。在容积均为2L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为300℃、T℃)恒容密闭容器中，分别加入物质的量之比为1：1的NO和CO，测得各容器中随反应时间t的变化情况如下表所示： 　　t/minn(CO)/mol 0 40 80 120 160 甲(300℃) 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙(T℃) 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 ①该反应的△H 0(填“>”或“<”)。 ②甲容器达平衡时，体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 。 ③乙容器反应达到平衡后，若容器内各物质的物质的量均增加1倍，则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 (3)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。 其反应为： ①写出该反应平衡常数表达式 。 ②由和CO反应生成S和的能量变化如图所示，在恒温恒容的密闭容器中进行反应，对此反应下列说法正确的是 。 a．若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态 b．从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变 c．达平衡后若再充入一定量，新平衡体系混合气体中CO的体积分数增大 d．分离出一部分S，正、逆反应速率均保持不变 (4)工业上用氨水吸收废气中的。已知25℃时，的电离平衡常数，的电离平衡常数、。在通入废气的过程中： ①将通入氨水中，当降至时，溶液中的 。 ②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为 。 9.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三期中）利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。 ．丙烷直接脱氢法：  kJ⋅mol 总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。 (1)该体系达到平衡状态的标志为 (填选项字母)。 A．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量 B．体系中气体的密度不再改变 C．体系中和的分压相等 (2)总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)图中，曲线、表示的体积分数随温度的变化，判断依据是 。 (4)图中，表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是 (填“”或“”)。 ．丙烷氧化脱氢法： 丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、等副产物。制备丙烯的反应为：    kJ⋅mol 我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下，相同时间内，不同温度下的转化率和的产率如下： 反应温度/℃ 465 480 495 510 的转化率/% 5.5 12.1 17.3 28.4 的产率/% 4.7 9.5 12.8 18.5 (5)表中，的转化率随温度升高而上升的原因是 (答出1点即可)。 (6)已知：选择性。随着温度升高，的选择性 (填“升高”“降低”或“不变”)，可能的原因是 。 10.（天津市重点校2023-2024学年高三期末联考）氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。 (1)已知：①  ；②的燃烧热为；若某反应③的平衡常数表达式为，请写出反应③的热化学方程式： ，下列措施既能够增大③反应中的转化率又能加快反应速率的是 。 A．恒温恒容充入气                 B．减小的浓度 C．使用优质催化剂                     D．增大的浓度 (2)欲研究在某催化剂作用下反应③的反应速率与温度的关系，在其他条件相同时，改变反应温度，测得经过相同时间该反应的正反应速率如图所示， A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是 。 (3)某温度下，在起始为的密闭容器中充入一定量，发生反应  ，下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。 A．反应达到平衡状态后，若降低温度，则混合气体的颜色变浅 B．当的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态 C．恒温恒容条件下反应达到化学平衡状态，此时再充入，反应再次达到平衡后，体积分数增大。 D．恒温恒压条件下反应达到平衡状态后，此时再充入，反应再次达到平衡后，混合气体的平均相对分子质量减小。 (4)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。 ①电解池中电极X应接直流电源的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (5)工业上可以用氨水除去反应中产生的，得到溶液，反应的平衡常数 。(已知常温下的电离平衡常数，的电离平衡常数) 11.（天津市部分区2023-2024学年高三期末）根据所学知识，完成下列问题。 (1)已知  ，500℃时将和装入一体积恒定的密闭容器中，2分钟时达到平衡，如图所示： 请回答下列问题： ①用表示2分钟内该反应的平均反应速率为 。计算500℃时该反应的平衡常数的K值为 。 ②上图表示该反应在时刻达到平衡后，时刻因改变某个条件而发生变化的情况；图中时刻发生改变的条件可能是 （写一个即可）。 (2)硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢的研究中获得新进展，相关装置如图所示。电极a的电极反应式是 ；通入发生反应的离子方程式为 。 (3)一元中强酸次磷酸是一种精细化工产品。 ①写出溶液与足量溶液反应后形成的正盐溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。 ②溶液与溶液等体积混合后所得溶液中： 。（溶液体积变化忽略不计） 12.（天津市河东区2023-2024学年高三期末）工业合成氨的流程如下： 回答下列问题： (1)下列分子中有π键的是___________。 A． B． C． D． (2)时，每生成氨气放出的热量，写出合成氨的热化学反应方程式 。若升高温度，合成氨的平衡转化率 (填“升高”或“降低”)。 (3)根据下图判断 (填“<”或“>”) 。 (4)在合成氨工业中，不仅要考虑平衡转化率，也要关注反应速率，已知：合成氨的反应速率；从提高反应速率的角度解释为什么在反应达到一定转化率时，将氨从混合气中分离出去 。 (5)合成氨使用催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是 。 a．催化剂改变了化学反应历程 b．催化剂降低了反应的活化能 c．催化剂提高了反应的平衡转化率 d．催化剂能加快化学反应速率 (6)氨-空气燃料电池是真正实现零碳排放的绿色环保电池。以溶液为电解质，写出此电池的电极反应方程式。 负极： ； 正极： 。 13.（天津市河西区2023-2024学年高三期末质量）燃煤废气中主要物质的转化与利用有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)分子的空间结构为 ；沸点： (填“>”“<”或“=”)。 (2)常温下能与硫的氧化物A反应可生成S，据此推测A具有的化学性质是 。 (3)25℃时溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化如图所示： ①写出的电离方程式： 、 。 ②的 ， 。 (4)热解制的反应分如下两步： ⅰ．　 ⅱ．　 ①反应ⅰ能自发进行的反应条件是 。 ②写出热解总反应的热化学方程式： 。 ③假设在某温度下反应ⅰ达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为、、。 该温度下平衡常数 ；达平衡后，其他条件不变，把容器的容积减小到原来的时，结合数据用Q与K的大小关系解释平衡移动方向及其理由 。 (5)生物转化与利用 ①先将通入溶液中，产生淡黄色沉淀和浅绿色溶液(已知是黑色难溶物)。写出该反应的离子方程式： 。 ②再在硫杆菌存在下通入： 在硫杆菌存在下被氧化的速率是无菌时的倍。 ⅰ．硫杆菌的作用是 ； ⅱ．由下图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 ； ⅲ．若反应温度过高，反应速率下降，其原因是 。 14.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）氯单质及其化合物在生产生活中有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)基态Cl原子的价电子轨道表示式为 ；比较原子半径：Cl S(填“<”“>”)。 (2)氯碱工业是高耗能产业，若将电解池与燃料电池组合可节能超过30％，此项新工艺设计相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出)。 ①气体X在N池中反应的电极方程式为 。 ②图中气体Y的化学式为 ；M池所用的离子交换膜允许通过的主要离子有 。 ③图中三处溶液的质量分数由大到小的顺序为 。 ④写出一项此流程设计的优点： 。 (3)氧化法制是在的催化作用下，氧化。写出该反应的化学方程式： 。 (4)向饱和氯水中加入适量可制溶液。用离子方程式及化学平衡移动原理解释上述变化： 。 15.（天津市河北区2023-2024学年高三期末）Ⅰ．氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。 (1)和完全反应，每生成0.1 mol NO时，吸收8.9 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。 又知，一定条件下，用催化还原可消除NO污染。    kJ⋅mol-1    kJ⋅mol-1 则   kJ⋅mol-1。 (2)一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入适量的和NO，发生上述反应，下列条件能判断该反应到达平衡状态的有 (填序号)。 A．混合气体的平均相对分子质量不变 B． C．单位时间里有4n mol断开同时有4n mol 断开 D．混合气体的压强不变 E．混合气体的密度不变 (3)80℃时，将0.40 mol ；气体充入2 L已经抽空的固定容积的密闭容器中发生反应，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： 时间 0 20 40 60 80 100 /mol 0.40 a 0.20 c d e /mol 0.00 0.24 b 0.52 0.60 0.60 ①计算：a= mol。 ②平衡后，向该容器中再充入0.2 mol 气体，平衡向 移动。(填阳离子交换膜“正反应方向”或“逆反应方向”)。 Ⅱ．利用如图所示原理去除NO。 (4)基态N原子中，电子占据的最高能级为 能级，该能级轨道的形状为 。电解池中阴极反应式为 。 16.（天津市红桥区2023-2024学年高三期末）降低大气中的含量有效地开发利用正成为研究的主要课题。 Ⅰ.已知在常温常压下： ①     ②     ③     (1)写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，在温度500℃时发生反应：    ，的浓度随时间变化如图。回答有关问题： (2)从反应开始到20分钟时，的平均反应速率 (3)从30分钟到35分钟达到新的平衡，改变的条件可能是______(填序号)。 A．减小压强 B．加入催化剂 C．升高温度 D．增大反应物的浓度 (4)计算该反应在20分钟时的平衡常数(保留2位小数) 。 (5)如果在30分钟时，再向容器中充入和，保持温度不变，达到新平衡时，的浓度 (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅲ.一种原电池的工作原理为。用该电池为电源。以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，使在铜电极上可转化为甲烷。 (6)该电池负极的电极反应式为： 。 (7)电解池中产生一极的电极反应式为： 。 17.（天津市第一中学2023-2024学年高三月考）为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO2的排放。 (1)将CO2通入NaOH溶液中完全吸收，再用0.01 mol∙L-1的盐酸溶液进行滴定，所得气体与滴入的盐酸体积的关系如下图，则滴定前溶液中离子浓度由大到小的顺序为： 。 (2)请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式 。 已知： ①     ② ③ 若在恒温恒容密闭容器中只发生反应①，当反应达到平衡后充入CO2，重新达到平衡后容器中的变化情况是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在 (填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。 (3)已知：，为研究温度、压强变化对此反应的影响，某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH4、b mol CO2，测得反应过程中CO2的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。若X点时CH4的转化率>60%，则a b(填“>”、“=”或“<”)；若分别在和压强下通入a mol 、b mol CO2，则正反应速率v(Y) v(X)， 0(填“>”、“=”或“<”)。 (4) CO2在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下反应Ⅰ和Ⅱ。 Ⅰ． Ⅱ． 在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2及，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表： CO (g) 总压/kPa 起始/mol 5.0 7.0 0 0 0 平衡/mol p 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时，po=1.2p，则表中n1= ；若此时n2=3，则反应Ⅰ的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压p的最简分式表示)。 18.（天津市南仓中学2024年高三模拟）Ⅰ．对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用反应 (1)①已知：和的生成焓为和(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成化合物时的反应热)。则 。 ②若要此反应自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 ③反应必须在高温下才能启动，原因是 。 Ⅱ．和是两种重要的温室气体，通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应。 (2)时，向密闭容器中投入和，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，计算该温度下平衡常数 。时，若再向容器中同时充入、、和，则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (3)在不同温度下催化剂的催化效率与的生成速率如图所示(△代表的生成速率，■代表催化剂的催化效率)。时，温度升高而的生成速率降低的原因是 。 (4)为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是(写一点即可) 。 (5)以为原料可以合成多种物质。以水溶液作电解质进行电解，在铜电极上可转化为甲烷，该电极的电极反应式为 。 19.（天津市南开中学2024届高三模拟）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，一种工业合成氨的简式流程图如下： 回答下列问题： (1)步骤可以使用湿法脱硫。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下： ①  () ②  () 该工艺的总反应热化学方程式为 。 (2)用氨水也可以吸收，产物为。常温下0.1mol/L的溶液pH (选填“>”、“<”或“=”)7，其中 (用溶液中其他粒子浓度计算式表示)。(，，，，) (3)步骤中制氢气的原理如下： ①   ②   反应①能自发进行的条件是 (选填“高温”、“低温”或“任何温度”)。若在恒容绝热容器中加入2mol CO和1mol 只进行反应②，可以判定反应达到平衡的是 。 a．相同时间段内CO消耗的物质的量与生成的物质的量相同 b．气体平均摩尔质量保持不变     c．CO与转化率一样 d．CO分压保持不变 e．体系总压保持不变 (4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是 (填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： 。 (5)利用电化学法也可以合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质，用做阴极催化剂电解氢气和氮气合成氨的原理示意图。电极反应产生氨气的电极反应式为 。若电极一侧通入纯氮气0.5mol，阴极出气口获得的气体总量增加0.3mol，经检测转移电子1mol，则在阴极出气口获得的气体中，氨气的体积分数为 。 20.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三模拟）工业上可用一氧化碳合成可再生能源甲醇。 (1)已知：Ⅰ. ； Ⅱ. 。 则CO与合成气态甲醇的热化学方程式为 。 (2)某科研小组在作催化剂的条件下，在500℃时，研究了分别为、时CO的转化率变化情况(如图1所示)，则图中表的变化曲线为： (填“曲线a”或“曲线b”)。 (3)某科研小组向密闭容器中充入一定量的CO和合成气态甲醇，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得的产率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是 (填字母)。 a．使用催化剂A能加快相关化学反应速率，但催化剂A并未参与反应 b．在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，的产率降低 c．当时，反应达到平衡状态 d．降低生成物甲醇的浓度，有利于提高甲醇的产率，加快反应速率 (4)一定温度下，在容积均为2L的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。 容器 甲 乙 反应物起始投入量 2molCO、 amolCO、、(a、b、c均不为零) 若甲容器平衡后气体的压强为开始时的，则该温度下，该反应的平衡常数K= ，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为 。 (5)CO与日常生产生活相关。 ①检测汽车尾气中CO含量，可用CO分析仪，工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇()和氧化锆()晶体，能传导。则负极的电极反应式为 。 ②碳酸二甲酯毒性小，是一种绿色化工产品，用CO合成，其电化学合成原理为，装置如图3所示，写出阳极的电极反应式： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点14 化学反应原理综合题 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.反应热的计算和盖斯定律 2.化学反应速率、平衡状态及其移动 3.平衡常数的计算和转化率 4.反应速率图像和平衡图像 2024·天津卷；2023·天津卷；2022·天津卷；2021·天津卷；2020·天津卷； 通常结合图像、表格、数据等信息，主要考查盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡分析、化学平衡常数的表达与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用，要求考生具有较强的综合分析判断能力，信息量大，难度较高。 【思维导图】 【高分技巧】 一、盖斯定律及其应用 1.利用盖斯定律进行计算 (1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。 (2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 2.利用键能、活化能进行计算 (1)键能：ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能) (2)活化能：ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能) 3.热化学方程式的书写 （1）热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数。 （2）热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 （3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”也随之改变，但数值不变。 （4）由于反应热是指反应完全反应时的热效应，所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。 二、反应速率 1.反应速率与速率常数 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。 化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 2.速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。 3.速率常数与化学平衡常数之间的关系 一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，＝＝K。 三、化学平衡常数及其计算 1．化学平衡常数表达式的书写 (1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如： CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)。 Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝。 但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如： C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝。 (2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝。 (3)化学平衡常数的计算规则 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积；两方程式相减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 2．化学平衡常数与温度的关系 热效应 温度变化 K的变化 热效应 温度变化 K的变化 放热反应 升温 减小 吸热反应 升温 增大 降温 增大 降温 减小 四、转化率、产率等计算与变化判断 1．三段式突破平衡的有关计算 　　　 　　 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx (1)vA＝。 (2)转化率αA＝×100%。 (3)K＝。 (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 (5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。 2．平衡移动与转化率的关系 在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况： (1)再通入b mol B，α(A)增大，α(B)减小。 (2)再通入a mol A、b mol B，若a＋b>c，α(A)增大、α(B)增大；若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；若a＋b<c，α(A)减小、α(B)减小。 五、化学平衡图像解读与分析 1.化学平衡图像信息的获取 依据化学反应原理中反应速率和平衡移动知识解读图像，关键在于对“数”“形”“义”“性”的综合思考，包括： (1)明标：明晰横、纵坐标所表示的化学含义，这是理解题意和进行正确思考的前提。明晰坐标含义，也就是用变量的观点分析坐标，找出横、纵坐标的关系，再结合教材，联系相应的知识点。 (2)找点：找出曲线中的特殊点(起点、顶点、拐点、终点、交叉点、平衡点等)，分析这些点所表示的化学意义以及影响这些点的主要因素及限制因素等，大多考题就落在这些点的含义分析上，因为这些点往往隐含着某些限制条件或某些特殊的化学含义。 (3)析线：正确分析曲线的变化趋势(上升、下降、平缓、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分区段进行分析，研究各段曲线的变化趋势及其含义。 2．化学平衡图像信息的加工 在准确解读图像信息的基础上，对试题信息进行加工处理，分析角度如图 3.综合图像分析方法 (1)审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应吸热还是放热。 (2)析题——找准解题的突破口 看图像 (3)解题——掌握分析的方法 ①三步分析法：一看反应速率增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 （建议用时：40分钟） 1.（2023天津卷）工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 （1）硫磺()的晶体类型是______。 （2）硫的燃烧应控制事宜温度。若进料温服超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸汽的形式随SO2进入到下一阶段，会导致______(填序号)。 a.硫的消耗量增加 b.SO2产率下降 c.生成较多SO3 （3）SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 （4）从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 （5）气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 （6）采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 Ⅲ．工业上用浓硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3会产生酸雾，导致吸收效率降低。 （7）SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 （8）用32吨含S 99%的硫磺为原料生成硫酸，假设硫在燃烧过程中损失2%，SO2生成SO3的转化率是97%，SO3吸收的损失忽略不计，最多可以生产98%的硫酸______吨。 【答案】（1）分子晶体 （2）ab （3）2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 降低 （4）降低反应活化能 （5）反应放热 保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 （6）ac （7） 98.3% 60℃ （8）94 【解析】先将硫黄在空气中燃烧或焙烧，和氧气反应生成二氧化硫，生成的SO2和氧气发生反应转化为三氧化硫，生成的SO3用浓硫酸吸收得到硫酸； （1）是硫单质的分子晶体； （2）a．第Ⅰ步时，硫粉液化并与氧气共热生成二氧化硫，若反应温度超过硫粉沸点，部分硫粉会转化为硫蒸气损失，消耗的硫粉会增大，a正确； b．硫蒸气与生成的二氧化硫一同参加第Ⅱ步反应过程中，降低二氧化硫的生成率，b正确； c．二氧化硫产率降低后，生成的三氧化硫也会减少，c错误；故选ab。 （3）若每生成80g气体三氧化硫，放出98.3kJ能量，80g三氧化硫的物质的量为：80g÷80g/mol=1mol，则生成三氧化硫的反应的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)=2SO3 (g)；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则二氧化硫转化率降低； （4）催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率； （5）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于：二氧化硫和氧气的反应是放热反应，反应释放能量使得温度升高；每轮反应后进行热交换降温的目的是：保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率； （6）a．由题目信息可知，在每段SO2向SO3转化过程中，各段控制适宜的温度，温度逐段降低，可以保持钒催化剂的活性温度，保证SO2的转化率和反应速率均保持较高水平，故a正确； b．由题目信息可知，反应转化率接近平衡转化率，也就是使得反应接近平衡状态，故b错误； c．降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，节约了能源，故c正确；故选ac。 （7）由图可知，最适合吸收三氧化硫的浓硫酸质量分数为98.3%，最适合吸收的温度为60℃，此时SO3吸收率最高； （8）由题意可知，32吨含硫元素99%的硫粉物质的量为，在第一步反应中硫元素损失了2%，则生成二氧化硫，二氧化硫在第二步反应中97%转化为了三氧化硫，则生成三氧化硫，三氧化硫在第三步反应中被吸收时，视作全部吸收，那么这批硫粉总计可以生产98%的浓硫酸，为94吨。 2.（天津市第四十七中学2024-2025学年高三月考）我国力争2030年前完成碳达峰，2060年前实现碳中和，二氢化碳资源化利用倍受关注。 (1)催化加氢可以合成甲醇，该过程主要发生下列反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ．和也可合成甲醇，其热化学方程式为 。 (2)以和催化重整制备合成气发生反应。在一定条件下，在密闭容器中通入一定量的和，的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行，下列叙述能说明反应达到平衡状态的是 。 A．容器中混合气体的密度保持不变 B．容器内与的物质的量之比保持不变 C．反应速率： D．断裂同时断裂键 ②由图可知，压强 (填“>”、“<”或“=”，下同)；压强为时，对应温度下Y点速率 。 (3)以和为原料合成尿素的反应原理：。 某实验小组为了模拟工业合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和，发生上述反应，反应过程中的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为，计算该反应的平衡常数 (已知：分压=总压×体积分数)。 (4)在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。 铜电极上产生的电极反应式为 ，若铜电极上只生成(标况)，则铜极区溶液质量变化了 g。 (5)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，的。若海水中的，为 。当 时，开始产生沉淀。 【答案】(1) (2)AD ＜ < (3) (4) (5) 【解析】（1）i． ，ii． ，反应i-反应ii可得目标反应： ，其热化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=−99.8kJ⋅mol−1； （2）①A．在恒温、恒压条件下进行，若未达到平衡，容器的体积会发生变化，而混合气体质量不变，则混合气体的密度会变，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故A符合题意； B．容器内生成物CO与的物质的量之比恒为1∶1，则容器内与的物质的量之比保持不变不能说明反应到平衡，故B不符合题意； C．反应速率：，即反应速率：才说明达到平衡状态，故C不符合题意； D．断裂2mol C—H同时断裂1mol H—H键能说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，故D符合题意；故选AD； ②结合反应，恒温时压强增大，平衡逆向移动，的转化率降低，据图可知，压强；压强为时，Y点未达平衡，的转化率比对应的平衡点X高，应逆向进行，故对应温度下Y点速率； （3）有图可知，起始氨气的体积分数为50%，即氨气和二氧化碳物质的量之比为1:1，平衡时氨气的体积分数为20%，设起始通入的氨气和二氧化碳物质的量分别为1mol，转化了xmol ，列化学平衡三段式，，平衡时氨气的体积分数为=20%，解得x=，混合气体总物质的量为(2-2×)mol=mol，p(NH3)==2MPa，p(CO2)= =5MPa，p(H2O)= =3MPa，Kp==0.15(MPa)-2； （4）铜电极为阴极，实现二氧化碳转化为甲烷或一氧化碳、甲酸和乙醛等，其中转化为甲烷的电极反应式为：；转化为CO的电极反应式为：，内外电路转移电荷数相同，当有1molCO生成时，阳极区2molH+通过离子交换膜移动到阴极，铜电极区质量变化了44-28+2=18g，若铜电极上只生成(标况)，即0.1mol，则铜极区溶液质量变化了1.8g； （5）；， 。 3.（天津市和平区第五十五中学2024-2025学年高三期中）I．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。 (1)写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式： 。 (2)氢气可用于制备。已知：      ，其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则的 0(填“>”、“<”或“=”)。 (3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：  达到化学平衡。下列有关叙述正确的是 。 a．容器内气体压强保持不变    b．吸收ymol只需1mol c．若降温，该反应的平衡常数增大    d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)(吸氢) Ⅱ．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为  kJ·mol⁻¹。一种工业合成氨的简式流程图如下： (4)天然气中的杂质常用氨水吸收，产物为。一定条件下向溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： 。 (5)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下： ①  kJ·mol⁻¹ ②  kJ·mol⁻¹ 对于反应①，一定可以提高平衡体系中的百分含量，又能加快反应速率的措施是 。 a．升高温度    b．增大水蒸气浓度    c．加入催化剂    d．降低压强 利用反应②，将CO进一步转化，可提高的产量。若1molCO和的混合气体(CO的体积分数为20%)与反应，得到1.18molCO、和的混合气体，则CO的转化率为 。 (6)下图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。根据图中a点数据计算的平衡体积分数： 。 【答案】(1)H2+2OH--2e-=2H2O (2)< (3)ac (4)2NH4HS+O22NH3•H2O+2S↓ (5) a 90% (6)14.5% 【解析】（1）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和OH-反应生成H2O，则负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O； （2）①    ，②  ，两反应的△S＜0，根据△G=△H-T△S，因为均为两反应自发反应，因此△H均小于0，将①+②得：的△H=△H1+△H2，由于=△H1、△H2均小于0，故的<0； （3）  ，该反应属于只有一种气体反应物的放热反应； a．平衡时气体的物质的量不变，容器内气体压强保持不变，故a正确； b．该反应为可逆反应，不能完全转化，吸收ymol H2需大于1mol MHx，故b错误； c．该反应为放热反应，若降温，平衡正向移动，该反应的平衡常数增大，故c正确； d．若向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，则v(放氢)＜v(吸氢)，故d错误； 答案为ac； （4）一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，反应过程中生成一水合氨，依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：2NH4HS+O22NH3•H2O+2S↓； （5）a．升高温度，平衡正向移动，氢气百分含量增大，且升高温度活化分子百分数增大，化学反应速率加快，故a选； b．增大水蒸气浓度，平衡虽向右移动，但H2的百分含量会减小，故b不选； c．加入催化剂，反应速率加快，但是平衡不移动，则氢气百分含量不变，故c不选； d．降低压强，化学反应速率减慢，故d不选； 答案为a； 利用反应②，若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，反应初始n(CO)=1mol×20%=0.2mol，反应平衡后得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，根据C原子守恒得n(CO)+n(CO2)=0.2mol，所以n(H2)=(1.18-0.2)=0.98mol，氢气增加的物质的量=(0.98-1×80%)mol=0.18mol，根据氢气和一氧化碳关系式得参加反应的n(CO)=0.18mol，则CO转化率为=90%； （6）根据图示可知a点时起始的H2和N2的物质的量之比为3，设起始反应物为1molN2和3molH2，达到平衡时生产NH3的物质的量为2xmol，列三段式如下： 氨气的体积分数为42%，有，解得x≈0.59，则N2的平衡体积分数为≈14.5%。 4.（天津市和平区第五十五中学2024-2025学年高三期中）Ⅰ．醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料，醋酸钠是其常见的盐。已知：25℃，。 (1)醋酸钠溶液呈碱性的原因是 (写出有关的离子方程式)。 (2)用pH试纸在常温下分别测定0.10mol/L的醋酸钠溶液和0.10mol/L的碳酸钠溶液，则 (填：“>”、“<”或“=”)。 (3)常温下，用0.1000mol·L⁻¹NaOH溶液滴定20.0mL0.1000mol·L⁻¹溶液，滴定曲线如图。下列说法正确的是___________。 A．点①所示溶液中： B．点②所示溶液中： C．点③所示溶液中： D．滴定过程中可能出现： (4)亚磷酸()为二元酸，其酸性比磷酸稍强，可用作农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。某温度下，0.11mol·L⁻¹的溶液的pH为2，该温度下的电离平衡常数约为 (的二级电离和水的电离忽略不计)。 Ⅱ．具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比高效，且腐蚀性小。请回答下列问题： (5)净水的原理是 。 (6)为节约成本，工业上用氧化酸性废液得到。 ①若酸性废液中mol·L⁻¹，mol·L⁻¹，mol·L⁻¹，，则该溶液的pH约为 。 ②完成氧化的离子方程式： 。 ______________ 【答案】(1)CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH- (2)< (3)A (4)10-3 (5)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 (6)2 ClO+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O 【解析】（1）醋酸钠是强碱弱酸盐，CH3COO-水解导致溶液呈碱性，水解离子方程式为CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-； （2）醋酸的酸性比碳酸强，弱酸阴离子水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，水解程度CH3COONa＜Na2CO3，所以相同浓度的钠盐溶液pH：pH(CH3COONa)＜pH(Na2CO3)； （3）A．点①的溶质为等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，由图可知溶液显酸性，说明以CH3COOH的电离为主，故，故A正确； B．点②溶液呈中性，此时溶质为CH3COONa和少量CH3COOH，根据电荷守恒，c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，故，故B错误； C．点③溶液为CH3COONa溶液，CH3COO-水解程度小，故有，故C错误； D．若，则不符合电荷守恒，故不可能出现该浓度关系，故D错误；答案选A； （4）=，由于忽略的二级电离和水的电离，则c(H+)，而溶液pH=2，浓度为0.11mol·L⁻¹，则平衡时c()=0.1mol/L，故===10-3； （5）FeCl3在水中水解产生吸附性强的氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中的悬浮物，所以FeCl3能净水； （6）①根据电荷守恒：c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小，在这里可以忽略不计)，则c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=(--)mol/L=1.0×10-2mol•L-1，则溶液pH=-lg1.0×10-2=2； ②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒、电荷守恒，配平后离子方程式为：ClO+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O。 5.（天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高三期中）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。 化学反应为   在25℃、101kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示： 物质 燃烧热/(kJ·mol-1) -2219.9 -2049 -286 (1) kJ⋅mol-1. (2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (3)℃时将：2mol通入2L的密闭容器中发生上述反应。反应经过10min达到平衡，此时丙烯的体积分数为20%，总压强为100kPa，则丙烷的转化率为 ，0~10min内的平均反应速率 ，该温度下的 kPa(为以分压来表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)(保留一位小数)。达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。 a．增大丙烷的浓度    b．加入高效催化剂    c．升高温度    d．及时分离出丙烯 (4)如图所示，氢氧燃料电池以为燃料，KOH溶液为电解质溶液，该电池中阳离子移向 (填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式 。 【答案】(1)+115.1 (2)高温 (3)25% 0.025mol⋅L-1⋅min-1 6.7 c (4) 正极 【解析】（1）根据表格中的燃烧热数据，得到反应I：；反应II：；反应III：；根据盖斯定律，反应 由反应I反应II 反应III所得，则反应 ，。 故答案为：+115.1。 （2）根据时能自发，该反应，，要使，必须温度要很高才行，所以要在高温下才能自发。 故答案为：高温。 （3）℃时将：2mol通入2L的密闭容器中发生上述反应，反应经过10min达到平衡，此时丙烯的体积分数为20%，设丙烯消耗的物质的量为，列三段式：，因，解得；则丙烷的转化率为；的反应速率为；平衡时的总物质的量为：，则该温度下的；达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可以增大采取的措施为： a．增大丙烷的浓度：可以加快反应的速率，同时增大了压强，该反应为体积增大的反应，增大压强平衡向左移动，丙烷的平衡转化率降低，a不符合要求； b．加入高效催化剂：只加快反应速率，不改变平衡移动，不能增大丙烷的平衡转化率 ，b不符合要求； c．升高温度：改反应，升高温度平衡向右移动且反应速率加快，c符合要求； d．及时分离出丙烯：减小了生成物浓度，反应速率减慢，d不符合要求； 故答案为：25%；；6.7；c。 （4）根据原电池图可知左边通入，为电池的负极，电解质溶液为，则电极反应式为：，右边通入的为正极，电极反应式为：，在原电池反应中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 故答案为：正极；。 6.（天津市第四十七中学2024-2025学年期中）回答下列问题： (1)已知： ； ； 则反应的 。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。如图1反应分两步： i．和生成 ii． 分解生成尿素。 ①合成尿素反应的热化学方程式为 。 ②结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。 a．活化能：反应i<反应ⅱ    b．i为放热反应，ⅱ为吸热反应    c．对总反应速率影响较大的是反应i (3)某研究团队合成的低配位在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。 ①Y为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电极A上的电极反应式为 。 ③理论上电极A上消耗时，电极B附近溶液质量 (“增加”或“减少”) g。 【答案】(1) (2) ； ab (3)正极 增加 54 【解析】（1）由盖斯定律可知该反应可由得到，则=。 （2）①由图可得反应i： ；反应ii：，根据盖斯定律，合成尿素的反应可由i+ii得到，反应热化学方程式为：； ②a．由图可知反应i活化能为E1，反应ii活化能为E3，E1< E3，故a正确； b．反应i中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应；反应ii中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，故b正确； c．活化能越大，反应速率越小，而慢反应决定总反应速率快慢，因此反应ii对总反应速率影响大，故c错误； 故选ab； （3）①由图可知电极A上得电子生成，则电极A为阴极，X为负极，Y为正极，电极B为阳极； ②电极A上得电子生成，电极反应式：； ③由电极A的反应可知消耗时，转移6mol电子；电极B上反应：，则转移6mol电子时生成氧气1.5mol，质量为：1.5mol×32g/mol=48g；但同时有6molOH-进入阳极区，使溶液质量增加：102g，则电极B附近溶液质量最终增加102g-48g=54g。 7.（天津市滨海新区塘沽第一中学2024-2025学年高三月考）回答下列问题 (1)Y元素：基态原子轨道上有4个电子；Z元素：原子最外层电子数是其内层的3倍。 ①Z的氢化物()的稳定性高于Y的氢化物()，其原因是 。 ②在特定条件下得到一个形成，从结构角度对上述过程分析错误的是 。 A．中心原子的杂化轨道类型发生了改变   B．中心原子的价层电子对数发生了改变 C．微粒的立体结构发生了改变            D．微粒中键角发生了改变 (2)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅： ①若反应I为，则反应Ⅱ的化学方程式为 。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和另一种物质，写出该反应的化学方程式： 。 (3)NH3是重要的化工原料，可制备硝酸和肼(，具有较强还原性)。 ①上述转化过程所涉及的物质：①NH3  ②  ③溶液  ④中，属于电解质的是 。(填写编号) ②下列说法正确的是 。 A．过量NH3发生反应I的化学方程式为 B．步骤Ⅱ应将溶液缓慢滴入溶液中 C．能与水反应生成，故是的酸酐 D．反应Ⅱ中理论上每生成消耗 ③若将体积比为的和的混合气体(标准状况)通入足量溶液中，若要保证气体被溶液完全吸收，则最少需要通入的体积为 L(标准状况)。 ④已知都具有碱性，且N原子的电子云密度越大，碱性越强，则三者的碱性由强到弱的顺序为 。 (4)某微生物燃料电池的工作原理如图所示。转化为的电极方程式为： 。 【答案】(1) 水分子中的键能大于硫化氢中的键能 AB (2) (3) ④ D 0.56 (4) 【解析】（1）Y基态原子的3p轨道上有4个电子，核外电子数是16，Y是S，Z基态原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，最外层不超过8个，因此Z是O，以此来解析； ①H2Z为H2O，H2Y为H2S，水分子中O-H的键能大于硫化氢中S-H的键能，所以H2O稳定性高于H2S的氢化物； ②A．H2O中中心原子O有2个σ键， 孤电子对数为×(6-2×1)=2，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，H3O+中心原子O有3个σ键，孤电子对数为×(6-1-3×1)=1，价层电子对数为4，杂化类型都是sp3，A错误； B．根据选项A的分析，价层电子对数都是4 ，没有发生变化，B错误； C．根据选项A的分析，H2O的空间构型为V形， H3O+的空间构型为三角锥形，C正确； D．根据C选项分析，H2O中键角为104.5º， H3O+的键角是109º28′，D正确；故选AB。 （2）①由图可知反应II中SiHCl3与氢气反应生成Si和HCl，反应方程式为：SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl； ②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl，结合元素化合价变化可知另一产物应为氢气，则反应方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2↑； （3）①电解质指的是在熔融状态下或水溶液中能到导电的化合物，故：① ② ③NaClO溶液 ④中属于电解质的是； ②A. 过量发生反应I生成和氯化铵，化学方程式为，A错误； B. 步骤II生成的N2H4也会被NaClO溶液氧化，故应将NaClO溶液缓慢滴入溶液中，B错误； C. 与水发生反应，除了生成还有NO生成，，故不是的酸酐，C错误； D. 反应II中发生的反应方程式为，故理论上每生成消耗1molNaClO，生成1molNaCl，D正确；故选D； ③标准状况下4.48L气体的物质的量为0.2mol，由于体积比为3：1，则NO为0.15mol，NO2为0.05mol，与O2混合通入足量NaOH溶液中，若要保证气体被NaOH溶液完全吸收，发生反应的化学方程式为，由物质的量之比等于化学计量数之比得，0.05mol的NO2和0.15mol的NO完全被吸收时需要消耗的氧气最少为0.025mol，体积为； ④羟基的吸电子作用使得中氮原子电子云密度小于，在中，由于另一个氮原子的推电子作用，使得氮原子电子云密度大于，根据 “N 原子的电子云密度越大，碱性越强”，可得三者碱性由强到弱的顺序为； （4）在a电极上铵根失去电子生成硝酸根，发生氧化反应，为负极，电解质溶液为酸性环境，电极反应方程式为：。 8.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三诊断）烟道气中含氧NO、、等多种有害气体，合理治理烟道气具有重要意义。 (1)烟道气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：       则反应：   (用含、的式子表示)。 (2)利用CO可将NO转化为无害的，其反应为：。在容积均为2L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为300℃、T℃)恒容密闭容器中，分别加入物质的量之比为1：1的NO和CO，测得各容器中随反应时间t的变化情况如下表所示： 　　t/minn(CO)/mol 0 40 80 120 160 甲(300℃) 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙(T℃) 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 ①该反应的△H 0(填“>”或“<”)。 ②甲容器达平衡时，体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 。 ③乙容器反应达到平衡后，若容器内各物质的物质的量均增加1倍，则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 (3)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。 其反应为： ①写出该反应平衡常数表达式 。 ②由和CO反应生成S和的能量变化如图所示，在恒温恒容的密闭容器中进行反应，对此反应下列说法正确的是 。 a．若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态 b．从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变 c．达平衡后若再充入一定量，新平衡体系混合气体中CO的体积分数增大 d．分离出一部分S，正、逆反应速率均保持不变 (4)工业上用氨水吸收废气中的。已知25℃时，的电离平衡常数，的电离平衡常数、。在通入废气的过程中： ①将通入氨水中，当降至时，溶液中的 。 ②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为 。 【答案】(1) (2)< 正向 (3) ad (4)12.4 【解析】（1）①  ； ②  ； 根据盖斯定律：①×2－②得  ； （2）①乙组先达到化学平衡，说明反应速率快，温度高，平衡时乙组CO含量多，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应，； ②由表格数据可知，起始时充入NO和CO物质的量均为2mol，列三段式：，根据相同条件下物质的量之比等于压强之比，则甲容器达平衡时，体系的压强与反应开始时体系的压强之比：； ③乙容器反应达到平衡后，若容器内各物质的物质的量均增加1倍，相当于加压，平衡正向移动； （3）①反应平衡常数表达式：； ②a．反应过程中气体总质量不断变化，恒容条件下，根据可知，若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态，a正确； b．反应前后气体分子数不同，恒容条件下，从反应开始到平衡，容器内气体的压强不断变化，b错误； c．生成物中只有CO2是气体，达平衡后若再充入一定量，可看成增大压强，使新平衡体系混合气体中CO的体积分数减小，c错误； d．S是固体，分离出一部分S，不影响各物质浓度，正、逆反应速率均保持不变，d正确； 故选ad； （4）①将通入氨水中，当降至时，，； ②因NH3·H2O的Kb大于H2SO3的Ka2，当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，氢氧根离子与亚硫酸氢根离子反应，离子方程式：。 9.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三期中）利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。 ．丙烷直接脱氢法：  kJ⋅mol 总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中和的体积分数随温度、压强的变化如下图。 (1)该体系达到平衡状态的标志为 (填选项字母)。 A．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量 B．体系中气体的密度不再改变 C．体系中和的分压相等 (2)总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)图中，曲线、表示的体积分数随温度的变化，判断依据是 。 (4)图中，表示100kPa时的体积分数随温度变化的曲线是 (填“”或“”)。 ．丙烷氧化脱氢法： 丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、等副产物。制备丙烯的反应为：    kJ⋅mol 我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下，相同时间内，不同温度下的转化率和的产率如下： 反应温度/℃ 465 480 495 510 的转化率/% 5.5 12.1 17.3 28.4 的产率/% 4.7 9.5 12.8 18.5 (5)表中，的转化率随温度升高而上升的原因是 (答出1点即可)。 (6)已知：选择性。随着温度升高，的选择性 (填“升高”“降低”或“不变”)，可能的原因是 。 【答案】(1)B (2)不变 (3)丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应，升高温度化学平衡正向移动，C3H6的平衡体积分数随温度升高而增大 (4)Ⅱ (5)温度越高，反应速率越快，相同时间内反应掉的C3H8越大，故C3H8的转化率越大 (6)降低 升高温度，更有利于副反应的发生 【解析】（1）A．随着反应的进行，消耗C3H8(g)的物质的量始终等于生成H2(g)的物质的量，所以不能作为平衡状态的标志，故A不符合题意； B．随着反应的进行，容器的体积逐渐变大，气体质量不变，故密度逐渐减小，平衡后，体积不变，密度不变，故可以作为判断依据，故B符合题意； C．H2和C3H6均是产物，转化的比值关系为1：1，总压恒定为100kPa，反应过程中气体的物质的量在一直变化，体积分数一直发生变化，所以H2和C3H6分压一直在变化，但H2和C3H6分压一直都是相等的，因此体系中和的分压相等不能判断达到平衡，故D不符合题意； 答案选B。 （2）化学平衡常数仅仅是温度的函数，故总压由10kPa变为100kPa时，由于温度不变，化学平衡常数不变。 （3）由题干可知，正反应是一个吸热反应，即丙烷直接脱氢反应的正反应是一个吸热反应，升高温度化学平衡正向移动，C3H6的体积分数随温度升高而增大，故图中，曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化， （4）由题干可知，正反应是气体体积增大的方向，故增大压强上述平衡逆向移动，则有温度相同时，压强越大，C3H8的平衡体积分数也越大，则图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是Ⅱ。 （5）达到化学平衡之前，温度越高，反应速率越快，相同时间内反应掉的C3H8越大，故C3H8的转化率越大。 （6）由表中信息可知465℃时丙烯的选择性约为85%，510℃时为约65%，故随着温度升高，C3H6的选择性降低，因此可能的原因为：升高温度，更有利于副反应的发生。 10.（天津市重点校2023-2024学年高三期末联考）氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。 (1)已知：①  ；②的燃烧热为；若某反应③的平衡常数表达式为，请写出反应③的热化学方程式： ，下列措施既能够增大③反应中的转化率又能加快反应速率的是 。 A．恒温恒容充入气                 B．减小的浓度 C．使用优质催化剂                     D．增大的浓度 (2)欲研究在某催化剂作用下反应③的反应速率与温度的关系，在其他条件相同时，改变反应温度，测得经过相同时间该反应的正反应速率如图所示， A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是 。 (3)某温度下，在起始为的密闭容器中充入一定量，发生反应  ，下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。 A．反应达到平衡状态后，若降低温度，则混合气体的颜色变浅 B．当的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态 C．恒温恒容条件下反应达到化学平衡状态，此时再充入，反应再次达到平衡后，体积分数增大。 D．恒温恒压条件下反应达到平衡状态后，此时再充入，反应再次达到平衡后，混合气体的平均相对分子质量减小。 (4)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。 ①电解池中电极X应接直流电源的 极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (5)工业上可以用氨水除去反应中产生的，得到溶液，反应的平衡常数 。(已知常温下的电离平衡常数，的电离平衡常数) 【答案】(1) D (2)温度过高，催化剂活性降低，正反应速率降低 (3)BD (4) 负极 (5) 【解析】（1）①  ；②根据的燃烧热为，可知：② ；根据反应③的平衡常数表达式为以及盖斯定律，2②-①可得： ；A．恒温恒容充入气，气体总压强增大，但是反应③中各气体的分压不变，则反应速率不变，平衡不移动，错误；B．减小的浓度，反应速率减慢，错误；C．使用优质催化剂，不改变平衡移动，的转化率不变，错误；D．增大的浓度，增大反应速率，平衡正移，的转化率增大，正确；故选D； （2）从图中可以看出，在其他条件相同时，改变反应温度，A点的正反应速率比B点大，则表明A点的催化效果更好，B点温度高，正反应速率小，则可能是温度对催化剂产生了不利影响，所以A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是：温度过高，催化剂活性降低，正反应速率降低； （3）  ；A. 反应达到平衡状态后，若降低温度，平衡正移，二氧化氮浓度增大，则混合气体的颜色加深，错误；B. 为变量，因此当的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态，正确；C. 恒温恒容条件下反应达到化学平衡状态，此时再充入，平衡正向移动，反应再次达到平衡后，体积分数减小，错误；D. 恒温恒压条件下反应达到平衡状态后，此时再充入，容器体积增大，各反应气体的分压减小，平衡逆移，反应再次达到平衡后，混合气体的平均相对分子质量减小，正确；故选BD； （4）①由图知，移向电极X，则电极X为电解池的阴极，X应接直流电源的负极；②电解过程中，和CO2在电极X上反应生成尿素，N元素化合价由+5降低至-3价，根据电荷守恒、原子守恒，可得到对应的电极反应式：； （5）反应的平衡常数=1.25×10-3。 11.（天津市部分区2023-2024学年高三期末）根据所学知识，完成下列问题。 (1)已知  ，500℃时将和装入一体积恒定的密闭容器中，2分钟时达到平衡，如图所示： 请回答下列问题： ①用表示2分钟内该反应的平均反应速率为 。计算500℃时该反应的平衡常数的K值为 。 ②上图表示该反应在时刻达到平衡后，时刻因改变某个条件而发生变化的情况；图中时刻发生改变的条件可能是 （写一个即可）。 (2)硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢的研究中获得新进展，相关装置如图所示。电极a的电极反应式是 ；通入发生反应的离子方程式为 。 (3)一元中强酸次磷酸是一种精细化工产品。 ①写出溶液与足量溶液反应后形成的正盐溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。 ②溶液与溶液等体积混合后所得溶液中： 。（溶液体积变化忽略不计） 【答案】(1)0.09 8100 降温或增加O2的浓度 (2) Fe2+-e-＝Fe3+ 2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+ (3) c(Na+)＞c()＞c(OH-)＞c(H+) 0.05 【解析】（1）①2min时生成SO3是0.18mol/L，根据方程式可判断消耗SO2是0.18mol/L，用表示2分钟内该反应的平均反应速率为0.18mol/L÷2min＝0.09。平衡时消耗氧气是0.09mol/L，剩余氧气是0.01mol/L，SO2是0.02mol/L，因此500℃时该反应的平衡常数的K值为＝8100。 ②t2到t3时刻SO3浓度增大，SO2浓度减小，化学平衡向正反应方向移动，可以通过降温或增加O2的浓度达到目的，故答案为：降温或增加O2的浓度； （2）从图示可以看出电子从a极流出，故a极为负极，电极反应式为Fe2+-e-＝Fe3+；b极为正极，电极反应式为2H++2e-＝H2↑。除去H2S的过程涉及两个反应步骤，第一步Fe2+在电极上发生反应：Fe2+-e-＝Fe3+；第二步，生成的铁离子氧化硫化氢生成硫单质，离子方程式为2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+； （3）①H3PO2是一元酸，H3PO2溶液与足量NaOH溶液反应后形成的正盐为NaH2PO2；该酸为弱酸，酸根离子水解导致溶液呈碱性，但其水解程度较小，离子浓度大小顺序是c(Na+)＞c()＞c(OH-)＞c(H+)。 ②溶液与溶液等体积混合后所得溶液为NaH2PO2，溶液中存在电荷守恒，则溶液中＝0.05。 12.（天津市河东区2023-2024学年高三期末）工业合成氨的流程如下： 回答下列问题： (1)下列分子中有π键的是___________。 A． B． C． D． (2)时，每生成氨气放出的热量，写出合成氨的热化学反应方程式 。若升高温度，合成氨的平衡转化率 (填“升高”或“降低”)。 (3)根据下图判断 (填“<”或“>”) 。 (4)在合成氨工业中，不仅要考虑平衡转化率，也要关注反应速率，已知：合成氨的反应速率；从提高反应速率的角度解释为什么在反应达到一定转化率时，将氨从混合气中分离出去 。 (5)合成氨使用催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是 。 a．催化剂改变了化学反应历程 b．催化剂降低了反应的活化能 c．催化剂提高了反应的平衡转化率 d．催化剂能加快化学反应速率 (6)氨-空气燃料电池是真正实现零碳排放的绿色环保电池。以溶液为电解质，写出此电池的电极反应方程式。 负极： ； 正极： 。 【答案】(1)D (2) 降低 (3)> (4)合成氨的反应速率与氨的浓度成反比，氨浓度增加，会减慢合成氨的反应速率 (5)abd (6) 【解析】（1）已知：共价单键都是σ键，共价双键一个σ键一个π键，共价三键一个σ键两个π键； A．甲烷的结构简式为CH4，没有双键和三键，没有π键，A错误； B．水的结构式为H—O—H，没有双键和三键，没有π键，B错误； C．氢气的结构式为H—H，没有双键和三键，没有π键，C错误； D．氮气的结构式为N≡N，有三键，有π键，D正确；故选D； （2）①已知：298K时，每生成17g氨气放出46.2kJ的热量，即生成1molNH3放出46.2kJ的热量，合成氨的热化学方程式为：； ②，升高温度，化学平衡逆向移动，反应物平衡转化率降低； （3）已知，增大压强，平衡正向移动，生成物物质的量百分数增大，所以p1>p5； （4）已知：合成氨的反应速率,合成氨的反应速率与氨的浓度成反比，氨浓度增加，会减慢合成氨的反应速率, 所以从提高反应速率的角度在反应达到一定转化率时，将氨从混合气中分离出去； （5）a．使用催化剂可以改变了化学反应历程，a正确； b．使用催化剂降低了反应的活化能，b正确； c．使用催化剂，化学平衡不移动，不会提高反应的平衡转化率，c错误； d．使用催化剂能加快化学反应速率，d正确；故答案为：abd （6）结合氨-空气燃料电池是真正实现零碳排放的绿色环保电池，以NaOH溶液为电解质,所得产物为氮气和水，则负极反应式为：，正极反应式为：； 13.（天津市河西区2023-2024学年高三期末质量）燃煤废气中主要物质的转化与利用有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)分子的空间结构为 ；沸点： (填“>”“<”或“=”)。 (2)常温下能与硫的氧化物A反应可生成S，据此推测A具有的化学性质是 。 (3)25℃时溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化如图所示： ①写出的电离方程式： 、 。 ②的 ， 。 (4)热解制的反应分如下两步： ⅰ．　 ⅱ．　 ①反应ⅰ能自发进行的反应条件是 。 ②写出热解总反应的热化学方程式： 。 ③假设在某温度下反应ⅰ达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为、、。 该温度下平衡常数 ；达平衡后，其他条件不变，把容器的容积减小到原来的时，结合数据用Q与K的大小关系解释平衡移动方向及其理由 。 (5)生物转化与利用 ①先将通入溶液中，产生淡黄色沉淀和浅绿色溶液(已知是黑色难溶物)。写出该反应的离子方程式： 。 ②再在硫杆菌存在下通入： 在硫杆菌存在下被氧化的速率是无菌时的倍。 ⅰ．硫杆菌的作用是 ； ⅱ．由下图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 ； ⅲ．若反应温度过高，反应速率下降，其原因是 。 【答案】(1) V形 < (2)氧化性 (3) (4)高温 　 0.25 加压时，故平衡逆向移动 (5) 降低该反应的活化能，从而催化反应加速进行 30℃、 硫杆菌蛋白质变性，失去催化活性，而使速率减小 【解析】（1）H2S中S原子价层电子对数为2+=4，有2个孤电子对，空间结构为V形；H2O分子间可形成氢键，沸点升高，故沸点：H2S＜H2O，故答案为：V形；＜； （2）H2S常温下能与硫的氧化物A反应可生成S，H2S中S元素化合价升高，H2S具有还原性，则A具有氧化性，故答案为：氧化性； （3）①H2S为二元弱酸，其电离方程式为：H2S⇌H++HS-，HS-⇌H++S2-； ②由图1可知，当pH=7时，c(H2S)=c(HS-)，Ka1==c(H+)=1×10-7，当pH=13时，c(S2-)=c(HS-)，Ka2==c(H+)=1×10-13； （4）①反应ⅰ为气体体积增大的反应，即Δs＞0，ΔH＞0，根据ΔH-TΔs＜0反应能自发反应，可知反应ⅰ在高温下可自发进行，故答案为：高温； ②根据盖斯定律，ⅰ+ⅱ，可得，2H2S(g)+CH4(g)⇌4H2(g)+CS2(g)ΔH=(+170kJ•mol-1)+(+64kJ•mol-1)=+234kJ•mol-1，即2H2S(g)+CH4(g)⇌4H2(g)+CS2(g)ΔH=+234kJ•mol-1； ③平衡常数K=；达平衡后，其他条件不变，把容器的容积减小到原来的时，假设平衡不移动，各物质的浓度变为原来的2倍，，平衡逆向移动； （5）①由题意知，H2S通入Fe2(SO4)3溶液生成淡黄色沉淀S和浅绿色FeSO4溶液，离子方程式为：H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+； ②ⅰ.由题意知，硫杆菌是该反应的催化剂，可降低该反应的活化能，加快反应速率； ⅱ.根据图2和图3中Fe2+的氧化速率可知使用硫杆菌的最佳条件为：pH=2.0、30℃； ⅲ.反应温度过高，硫杆菌蛋白质会发生变性，失去催化活性，从而使速率变小。 14.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）氯单质及其化合物在生产生活中有着重要价值。按要求回答下列问题。 (1)基态Cl原子的价电子轨道表示式为 ；比较原子半径：Cl S(填“<”“>”)。 (2)氯碱工业是高耗能产业，若将电解池与燃料电池组合可节能超过30％，此项新工艺设计相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出)。 ①气体X在N池中反应的电极方程式为 。 ②图中气体Y的化学式为 ；M池所用的离子交换膜允许通过的主要离子有 。 ③图中三处溶液的质量分数由大到小的顺序为 。 ④写出一项此流程设计的优点： 。 (3)氧化法制是在的催化作用下，氧化。写出该反应的化学方程式： 。 (4)向饱和氯水中加入适量可制溶液。用离子方程式及化学平衡移动原理解释上述变化： 。 【答案】(1) < (2) b％>a％>c％ 可节能等 (3) (4)，加入，，使溶液中、降低，平衡向生成的方向移动 【分析】燃料电池中通入空气(或氧气)的一极为正极，所以燃料电池A左侧为正极，右侧为负极；装置B右侧进入饱和NaCl溶液，出来稀NaCl溶液，而离子膜为阳离子交换膜，所以右侧Cl-被氧化生成氯气，为电解池阳极，左侧为电解池阴极，水电离出的氢离子被还原为氢气，同时产生OH-； 【解析】（1）基态Cl原子的价电子排布式为3s23p5，其轨道表示式为，同周期从左到右，原子半径依次减小，则原子半径：Cl＜S； （2）①氢气在N池中反应的电极方程式为H2-2e-+2OH-=2H2O； ②图中气体Y的化学式为Cl2；M池所用的离子交换膜为阳离子交换膜，则允许通过的主要离子有Na+，故答案为：Cl2；Na+； ③N池为碱性条件下的氢气、氧气燃料电池，由于燃料电池正极氧气得电子生成氢氧根离子，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，负极消耗氢氧根离子，则氢氧化钠的浓度减小，M池为电解饱和食盐水生成氢氧化钠溶液，则氢氧化钠的浓度增大，则图中三处NaOH溶液的质量分数由大到小的顺序为b%＞a%＞c%； ④此流程设计实现物质的循环利用，可节能； （3）氧化法制Cl2是在CuCl2的催化作用下，O2氧化HCl,该反应的化学方程式为； （4）向饱和氯水中加入适量Ag2O可制HClO溶液，由于氯水中存在平衡：Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，加入Ag2O，与盐酸反应生成氯化银沉淀，平衡正移，制得HClO，故答案为：，加入，，使溶液中、降低，平衡向生成的方向移动。 15.（天津市河北区2023-2024学年高三期末）Ⅰ．氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。 (1)和完全反应，每生成0.1 mol NO时，吸收8.9 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。 又知，一定条件下，用催化还原可消除NO污染。    kJ⋅mol-1    kJ⋅mol-1 则   kJ⋅mol-1。 (2)一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入适量的和NO，发生上述反应，下列条件能判断该反应到达平衡状态的有 (填序号)。 A．混合气体的平均相对分子质量不变 B． C．单位时间里有4n mol断开同时有4n mol 断开 D．混合气体的压强不变 E．混合气体的密度不变 (3)80℃时，将0.40 mol ；气体充入2 L已经抽空的固定容积的密闭容器中发生反应，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： 时间 0 20 40 60 80 100 /mol 0.40 a 0.20 c d e /mol 0.00 0.24 b 0.52 0.60 0.60 ①计算：a= mol。 ②平衡后，向该容器中再充入0.2 mol 气体，平衡向 移动。(填阳离子交换膜“正反应方向”或“逆反应方向”)。 Ⅱ．利用如图所示原理去除NO。 (4)基态N原子中，电子占据的最高能级为 能级，该能级轨道的形状为 。电解池中阴极反应式为 。 【答案】(1) ； kJ/mol -1155.5 (2)BC (3) 0.28 正反应方向 (4) 2p 哑铃形 【解析】（1）N2和O2完全反应，每生成0.1 mol NO时，吸收8.9kJ的热量，则生成2mol NO吸收热量178kJ，即热化学方程式为③ N2(g)+O2(g)=2NO(g)；ΔH=+178 kJ/mol−1，根据盖斯定律，反应①＋②-③整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1155.5kJ/mol−1； （2）A．反应前后气体质量守恒，物质的量不变，故而平均相对分子质量一直不变，不能作为平衡的标志，A错误； B．达到平衡时不同物质按计量数成比例，B正确； C．同理，C正确； D．整个反应过程气体压强不变，不能作为平衡的标志，D错误； E．反应前后气体质量守恒，体积不变，故而密度不变，不能作为平衡的标志，E错误； 故选BC； （3）①t=20时，n(NO2)=0.24mol，根据反应方程式，N2O4消耗0.12mol，故N2O4剩余0.28mol，故a=0.28； ②平衡后，向该容器中再充入0.2 mol N2O4气体，反应物浓度瞬间增大，故平衡向正反应方向移动； （4）基态N原子核外电子排布为1s22s22p3，基态N原子中，电子占据的最高能级为2p能级，该能级轨道的形状为哑铃形。由图可知，电解池中阴极的亚硫酸氢根离子得到电子发生还原反应生成，反应式为2+2e−+2H+=+2H2O。 16.（天津市红桥区2023-2024学年高三期末）降低大气中的含量有效地开发利用正成为研究的主要课题。 Ⅰ.已知在常温常压下： ①     ②     ③     (1)写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，在温度500℃时发生反应：    ，的浓度随时间变化如图。回答有关问题： (2)从反应开始到20分钟时，的平均反应速率 (3)从30分钟到35分钟达到新的平衡，改变的条件可能是______(填序号)。 A．减小压强 B．加入催化剂 C．升高温度 D．增大反应物的浓度 (4)计算该反应在20分钟时的平衡常数(保留2位小数) 。 (5)如果在30分钟时，再向容器中充入和，保持温度不变，达到新平衡时，的浓度 (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅲ.一种原电池的工作原理为。用该电池为电源。以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，使在铜电极上可转化为甲烷。 (6)该电池负极的电极反应式为： 。 (7)电解池中产生一极的电极反应式为： 。 【答案】(1)CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g) +2H2O(l)  ΔH＝﹣442.8kJ∕mol (2)0.075mol/(L·min) (3)D (4)5.33 (5)> (6) (7) 【解析】（1）由盖斯定律（①-②+③×4）÷2得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g) +2H2O(l)  ΔH＝﹣442.8kJ∕mol； （2）由图可知，从反应开始到20分钟时，用CH3OH表示的平均反应速率v(CH3OH)＝0.5mol/L÷20min=0.025mol/(L·min)，根据反应方程式可知，v(H2)＝3v(CH3OH)＝0.075mol/(L·min)； （3）A．从30分钟到35分钟的过程中，如果减小压强，平衡逆向移动，甲醇的浓度减小，而图上是逐渐增大，A错误； B．由于催化剂不能使平衡发生移动，所以不能改变甲醇的浓度，B错误； C．该反应为放热反应，升高温度平衡左移，甲醇浓度减小，C错误； D．增大反应物浓度，使平衡逐渐右移，甲醇浓度逐渐增大，D正确； 答案选D； （4）在容积为2L的密闭容器中，充入2molCO2和6molH2，在温度500℃时发生反应：，在20分钟时，CH3OH的浓度为0.5mol/L，列三段式，该反应的平衡常数 （5）在30min时再充入等量的反应物，相当于增大了压强，平衡正移，所以达到新平衡后甲醇的浓度比原来平衡时甲醇浓度的2倍要大，因此甲醇浓度大于1mol/L； （6）从所给的原电池反应式可以看出Zn元素的化合价升高，所以负极为锌失电子发生氧化反应，电极反应式为； （7）电解池中由二氧化碳生成甲烷，碳元素化合价降低，所以生成甲烷的电极为阴极，发生还原反应，由于是碱性环境，所以电极反应式为。 17.（天津市第一中学2023-2024学年高三月考）为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO2的排放。 (1)将CO2通入NaOH溶液中完全吸收，再用0.01 mol∙L-1的盐酸溶液进行滴定，所得气体与滴入的盐酸体积的关系如下图，则滴定前溶液中离子浓度由大到小的顺序为： 。 (2)请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式 。 已知： ①     ② ③ 若在恒温恒容密闭容器中只发生反应①，当反应达到平衡后充入CO2，重新达到平衡后容器中的变化情况是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在 (填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。 (3)已知：，为研究温度、压强变化对此反应的影响，某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH4、b mol CO2，测得反应过程中CO2的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。若X点时CH4的转化率>60%，则a b(填“>”、“=”或“<”)；若分别在和压强下通入a mol 、b mol CO2，则正反应速率v(Y) v(X)， 0(填“>”、“=”或“<”)。 (4) CO2在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下反应Ⅰ和Ⅱ。 Ⅰ． Ⅱ． 在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2及，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表： CO (g) 总压/kPa 起始/mol 5.0 7.0 0 0 0 平衡/mol p 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时，po=1.2p，则表中n1= ；若此时n2=3，则反应Ⅰ的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压p的最简分式表示)。 【答案】(1) (2) 不变 低温 (3)< < > (4)1.0 【解析】（1）由图可知，溶液滴定前溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且满足，则溶液中c(Na+)最大，溶c()=2c()，且溶液呈碱性，c(H+)＜c(OH-)，所以滴定前溶液中离子浓度由大到小的顺序为：。 （2）①   ②   ③   利用盖斯定律，将反应(③×2-①-②)÷2得，CO2与C反应生成CO的热化学方程式为 。 若在恒温恒容密闭容器中只发生反应①，由于反应前后气体的分子数相等，当反应达到平衡后充入CO2，等效于加压，重新达到平衡后容器中的不变。反应②的ΔS<0，ΔH<0，由ΔH-TΔS<0可知，在低温条件下更有利于反应的自发进行。 （3）某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH4、b mol CO2，发生反应，由图可知，T1时X点CO2的平衡转化率为60%，若a=b，则CH4的转化率也为60%，现X点时CH4的转化率>60%，则表明CO2的起始投入量大于CH4，即a<b；该反应为体积增大的可逆反应，减小压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，由图中信息可知，若分别在和压强下通入a mol 、b mol CO2，温度为T1时，Y点CO2的平衡转化率比X点大，则p2<p1，缩小体积增大压强，压强越大，反应物浓度越大，反应速率越快，从而得出正反应速率v(Y)<v(X)；从图中可知，同一压强下，升高温度，CO2的平衡转化率增大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，ΔH>0。 （4）设参加反应Ⅰ的CO2的物质的量为x，参加反应Ⅱ的CO2的物质的量为y，则可建立如下三段式： 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时，po=1.2p，则，x=1.0，则表中n1=1.0；若此时n2=3，则x+y=3，y=2，CO2、H2、CH3OH、CO、H2O(g)的物质的量分别为2mol、2mol、1mol、2mol、3mol，反应Ⅰ的平衡常数Kp==。 18.（天津市南仓中学2024年高三模拟）Ⅰ．对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用反应 (1)①已知：和的生成焓为和(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成化合物时的反应热)。则 。 ②若要此反应自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 ③反应必须在高温下才能启动，原因是 。 Ⅱ．和是两种重要的温室气体，通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应。 (2)时，向密闭容器中投入和，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，计算该温度下平衡常数 。时，若再向容器中同时充入、、和，则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (3)在不同温度下催化剂的催化效率与的生成速率如图所示(△代表的生成速率，■代表催化剂的催化效率)。时，温度升高而的生成速率降低的原因是 。 (4)为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是(写一点即可) 。 (5)以为原料可以合成多种物质。以水溶液作电解质进行电解，在铜电极上可转化为甲烷，该电极的电极反应式为 。 【答案】(1) -90 低温 反应的活化能高 (2) 6.75 逆反应 (3)温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 (4)减小反应压强或增大水蒸气的浓度 (5)CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 【解析】（1）①已知：CO2(g)和H2O(g)的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol，反应的热化学方程式为：a.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol，b.H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-242kJ/mol，盖斯定律计算b×2-a得到Bosch反应的△H=2×(-242kJ•mol-1)-(-394kJ•mol-1)=-90kJ/mol； ②△H-90kJ/mol，反应为△H＜0，△S＜0的反应，满足此反应自发进行，△H-T△S＜0，反应的温度是低温； ③断裂二氧化碳和氢气所需的能量较高，所以该反应所需的活化能较高，则一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动； （2）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O⇌CO+3H2，T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，列三段式如下： K===6.75mol2/L2； 若再向容器中同时充入、、和，此时Qc==mol2/L2>6.75mol2/L2，平衡向逆反应方向移动； （3）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低； （4）反应是前后气体体积增大的，减小反应压强，平衡正向移动，反应物转化率增大；增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，甲烷转化率增大； （5）CO2在正极发生还原反应转化为甲烷，电极反应为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。 19.（天津市南开中学2024届高三模拟）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，一种工业合成氨的简式流程图如下： 回答下列问题： (1)步骤可以使用湿法脱硫。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下： ①  () ②  () 该工艺的总反应热化学方程式为 。 (2)用氨水也可以吸收，产物为。常温下0.1mol/L的溶液pH (选填“>”、“<”或“=”)7，其中 (用溶液中其他粒子浓度计算式表示)。(，，，，) (3)步骤中制氢气的原理如下： ①   ②   反应①能自发进行的条件是 (选填“高温”、“低温”或“任何温度”)。若在恒容绝热容器中加入2mol CO和1mol 只进行反应②，可以判定反应达到平衡的是 。 a．相同时间段内CO消耗的物质的量与生成的物质的量相同 b．气体平均摩尔质量保持不变     c．CO与转化率一样 d．CO分压保持不变 e．体系总压保持不变 (4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是 (填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： 。 (5)利用电化学法也可以合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质，用做阴极催化剂电解氢气和氮气合成氨的原理示意图。电极反应产生氨气的电极反应式为 。若电极一侧通入纯氮气0.5mol，阴极出气口获得的气体总量增加0.3mol，经检测转移电子1mol，则在阴极出气口获得的气体中，氨气的体积分数为 。 【答案】(1)  (a，b>0) (2)> (3) 高温 de (4) 对原料气加压；分离液氨后，未反应的、循环使用 (5) 25% 【解析】（1）根据盖斯定律有，将第一个方程式2倍加上第二个方程式得到该工艺的总反应方程式为，该反应的热化学方程式，故答案为： (或  (a，b>0)。 （2）0.1mol/L的溶液中存在：，，，，且水解常数大于电离常数即，说明在溶液中主要是水解，且水解程度大于铵根离子，因此溶液为碱性；0.1mol/L的溶液中，由电荷守恒可知：，由物料守恒可知，，联合去掉铵根离子，可得：。 （3）反应①为熵增的反应，且，根据可知，该反应在高温下自发进行；若在恒容绝热容器中加入2mol CO和1mol 只进行反应②，该反应为放热反应： a．相同时间段内CO消耗的物质的量与生成的物质的量相同，为同一个方向，不能判断是否达到平衡状态，故a错误； b．该反应为恒容，反应前后均为气体，因此气体总质量不变，并且反应前后气体的体积的计量数不变，因此气体平均摩尔质量一直保持不变 ，不能断是否达到平衡状态，故b错误； c．应该是说明转化率不再发生变化时说明达到平衡，故c错误； d．CO为反应物，在反应过程中不断被消耗，因此当CO分压保持不变，说明反应达到平衡，故d正确； e．反应条件为恒容绝热，因此体系温度可变，反应前后气体的体积的计量数不变，根据PV=nRT可知，总压在反应过程中会发生变化，当体系总压保持不变时反应达到平衡，故e正确；故答案为：高温；de。 （4）分析流程合成氨放热，通过热交换器加热反应混合气体，使反应达到所需温度，提高合成氨原料总转化率，依据平衡移动原理，分离出氨气促进平衡正向进行，把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用，提高原理利用率； （5）由电解装置示意图可知，Pt−C3N4电极为电解池的阴极，在质子作用下，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为；电极一侧通入纯氮气0.5mol，经检测转移电子1mol，根据阴极电极反应式：、可得电子得失守恒为：，根据阴极出气口获得的气体总量增加0.3mol，可得，有，化简后有，联合方程解得：，，因此在阴极出气口获得的气体中，氨气的体积分数为：。 20.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三模拟）工业上可用一氧化碳合成可再生能源甲醇。 (1)已知：Ⅰ. ； Ⅱ. 。 则CO与合成气态甲醇的热化学方程式为 。 (2)某科研小组在作催化剂的条件下，在500℃时，研究了分别为、时CO的转化率变化情况(如图1所示)，则图中表的变化曲线为： (填“曲线a”或“曲线b”)。 (3)某科研小组向密闭容器中充入一定量的CO和合成气态甲醇，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得的产率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是 (填字母)。 a．使用催化剂A能加快相关化学反应速率，但催化剂A并未参与反应 b．在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，的产率降低 c．当时，反应达到平衡状态 d．降低生成物甲醇的浓度，有利于提高甲醇的产率，加快反应速率 (4)一定温度下，在容积均为2L的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。 容器 甲 乙 反应物起始投入量 2molCO、 amolCO、、(a、b、c均不为零) 若甲容器平衡后气体的压强为开始时的，则该温度下，该反应的平衡常数K= ，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为 。 (5)CO与日常生产生活相关。 ①检测汽车尾气中CO含量，可用CO分析仪，工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇()和氧化锆()晶体，能传导。则负极的电极反应式为 。 ②碳酸二甲酯毒性小，是一种绿色化工产品，用CO合成，其电化学合成原理为，装置如图3所示，写出阳极的电极反应式： 。 【答案】(1)   (2)曲线b (3)bc (4)0.25 1<c<2 (5)或 【解析】（1）由盖斯定律可知Ⅰ×-Ⅱ×得CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ，则△H=(-×301.3+×31.0) kJ/mol=-90.1kJ/mol，即CO与H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H＝-90.1kJ/mol； （2）n(H2)：n(CO)=5：2时，相当于增大H2浓度，平衡正移CO的转化率增大，则n(H2)：n(CO)=2：1时H2的含量越低，平衡逆向移动，CO的转化率越低，即图中表示n(H2)：n(CO)=2：1的变化曲线为曲线b； （3）a．催化剂参加化学反应才能加快反应速率，a错误； b．在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，体积增大，分压减小，平衡逆移，CH3OH的产率降低，b正确； c．根据反应速率与计量系数成正比，当时，反应达到平衡，c正确； d．降低生成物甲醇的浓度，有利于提高甲醇的产率，但减慢了反应速率，d错误； 综上故选bc； （4）已知甲中反应物投入量为：2moLCO、6molH2，则 根据理想气体方程：PV=nRT，压强与物质的量成正比，即=0.75，解得x=1mol，平衡常数K===0.25； 依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量等于CO的物质的量为2mol，c的物质的量不能低于平衡时的物质的量1mol，所以c的物质的量为：1<c<2； （5）①负极CO发生氧化反应与O2-结合生成，负极电极反应式为：CO+2O2--2e-=或； ②阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，根据电子转移、电荷守恒书写电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$