重难点14 化学反应原理综合题-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（广东专用）

重难点14 化学反应原理综合题 考点 三年考情分析 2025考向预测 化学反应原理综合题 2024·广东卷T19；2023·广东卷T19；2022·广东卷T19；2021·广东卷T19； 预计2025年高考中化学反应原理综合题依然是结合图像分析考查为主，包括氧化还原反应的书写、平衡移动分析、计算等 【思维导图】 【高分技巧】 一、反应热的计算及盖斯定律的应用 1.掌握反应热计算的三种方法 2.盖斯定律的应用 （1）盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。 （2）应用步骤。 ①调方向:根据目标化学方程式反应物、生成物的位置,调整已知化学方程式的反应方向。ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。 ②调化学计量数:调整已知化学方程式,将目标化学方程式中不存在的物质的化学计量数调整为相等,ΔH随之进行调整,与化学计量数成比例。 ③相加:把调整好的化学方程式相加就得到目标化学方程式,必要时可约简化学计量数,同时也得到相应化学方程式的反应热ΔH。 3.热化学方程式书写中易出现的错误 （1）未标明反应物或生成物的状态而造成错误。 （2）反应热的符号使用不正确,即吸热反应未标出“+”号,放热反应未标出“-”号,从而导致错误。 （3）漏写ΔH的单位,或者将ΔH的单位写为kJ,从而造成错误。 （4）反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。 （5）对燃烧热、中和热的概念理解不到位,忽略其标准是1 mol可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。 二、化学平衡状态及移动方向的判断 1.两步法判断化学平衡状态 第一步　析特点 第二步　作判断 根据参加反应的体系的特点,通过推理作出判断,如v正=v逆,则处于平衡状态,否则反应未达到平衡状态。 2.化学平衡移动的判断 依据勒夏特列原理判断 如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等),平衡就向能使这种改变减弱的方向移动 依据图像中正、逆反应速率相对大小判断 若v正>v逆,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动 依据变化过程中速率变化的性质判断 若平衡移动的过程中,正反应速率增大(减小),则平衡向逆(正)反应方向移动 依据浓度商(Q)规则判断 若某温度下Q<K,反应向正反应方向进行;Q>K,反应向逆反应方向进行 三、速率、转化率及平衡常数的计算 1.速率、转化率及平衡常数的计算方法——三段式法 　　　　　　mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始量/(mol/L) a b 0 0 变化量/(mol/L) mx nx px qx 平衡量/(mol/L) a-mx b-nx px qx （1）平衡转化率=×100%,如α(A)平=×100%。 （2）平衡常数:K=。 （3）百分含量:(A)=×100%。 （4）平衡前后的压强之比(物质的量之比):=。 （5）平均摩尔质量:= g/mol。 （6）某气体组分的体积分数=×100%。 （7）生成物的产率:产率=×100%。 2.分压常数(Kp)与速率常数(k正、k逆) （1）Kp的两种计算模板。 ①平衡总压为p0。 　　　 　N2(g)　+　3H2(g) 2NH3(g) n(平) a b c p(分压) p0 p0 p0 Kp=。 ②刚性容器起始压强为p0,平衡转化率为α。 　　　　2NO2(g)N2O4(g) p(始) p0 0 Δp p0α p0α p(平) p0-p0α p0α Kp=。 （2）Kp与k正、k逆的关系。 以2NO2(g)N2O4(g)为例: k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)==Kp。 3.平衡常数与速率常数之间的关系 对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K==,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。 四、速率、平衡图像题的综合分析 1.新高考试题中速率、平衡图像题的特点 （1）图像的形式。 ①直接呈现平衡体系中变量的变化:物质的量浓度-时间、组分百分含量-温度、压强-温度。 ②平衡体系变量延伸出的变量的变化:分压(物质的量)-时间、转化率-原料物质的量分数、平衡常数K(ln K)-温度倒数()的图像。 （2）考查方式。 ①分析出纵、横坐标之间的关系,判断出适宜的反应条件(温度、压强、浓度、反应物的配比等)。 ②需要根据分析出的数据信息进行转化、计算得出结果。 2.化学反应速率、平衡图像的分析方法 （1）整体扫描图像,明确面、线、点的物理、化学意义。 ①看面:弄清纵、横坐标的物理含义,注意把坐标的变化转变为化学量的变化。 ②看线:弄清线的斜率、变化趋势及线的陡与平所代表的化学意义。 ③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。 ④作线:多条件变化时,是否需要确定一个条件为衡量的线,如等温线、等压线。 （2）找准切入口,明确图像的意义。 ①从“断点”着手。 当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小,即可确定变化的是何种条件。 ②从“拐点”入手。 同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。 ③从曲线的变化趋势着手。 a.对于速率-温度(或压强)图像,由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大,反应速率会逐渐增大,因此图像上出现的是平滑的递增曲线。 b.温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的,在图像上,就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同。 c.分析外界条件对化学反应速率的影响时,只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。 （建议用时：40分钟） 1.（2025·广东广州·测试）煤制天然气的关键步骤是从合成气中生产CH4，合成气转化为CH4的过程中涉及以下反应： Ⅰ．CO(g) + 3H2(g)CH4(g) + H2O(g)  ∆H1＜0； Ⅱ．CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)  ∆H2＜0； Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ∆H3。 （1）煤的综合利用途径主要有干馏、气化和液化，煤的干馏属于 变化(填“物理”或“化学”)。 （2）已知几种物质的燃烧热如下表： 物质 CO(g) H2(g) CH3OH(g) 燃烧热∆H/(kJ·mol-1) -283.0 -285.8 -764.6 结合上述数据，可知∆H3 = kJ·mol-1。 （3）向添加了催化剂的管式反应器中以一定的气体流速通入合成气[n(CO)：n(H2)：n(N2)=1：3：1，P总=0.1MPa]，在一定温度下发生上述反应，在管式反应器的进、出口检测各成分的含量，并计算下列物理量：，。 ①对于反应Ⅰ，下列说法正确的是 (填序号)。 A．混入N2能提高CO的平衡转化率 B．管式反应器的进、出口气体压强相同时，说明反应在反应器内已达平衡 C．在恒容密闭容器中反应达到平衡后，降低温度可使α(CO)增大 D．为了提高S(CH4)，需要使α(CO2)增大的同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应 ②某次实验过程中测得如下数据： 物质 n/mol 1.00 0.87 0.02 0.01 此次实验中CH4选择性S(CH4)和氢气的转化率α(H2)分别是多少？ 。(保留2位有效数字，要求写出计算过程) （4）利用太阳能电池在室温下能将CH4转化为CH3OH，工作原理如图： ①电池工作一段时间后，电解质溶液的pH变为10，此时溶液中= 。已知：H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11。 ②CH4转化为CH3OH的电极反应式为 。 2.（2025·广东汕头·质量检测）银氨溶液(Tollens试剂)具有弱氧化性，能与醛发生银镜反应，通常用来鉴别醛和酮。 （1）乙醛的银镜反应a： 已知： ①反应a的 。(用表示) ②乙酸的沸点明显高于乙醛，其可能原因是 。 （2）实验室现取的溶液，边振荡边逐滴加入的稀氨水，产生少量白色沉淀，继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止，制得银氨溶液。 ①在银氨溶液中继续滴加稀氨水，测得溶液中的物质的量分数随溶液中变化的关系如图所示。已知：忽略的水解，且溶液中的的总浓度以表示(下同)； 络合物的累积生成常数可衡量金属离子M与配体L形成的络合物的稳定性。 由此分析，计算 。 ②下列说法正确的是 。 A．中含有键 B．曲线A表示的变化趋势 C． 向银氨溶液中通入，溶液中减小 D．在银氨溶液中， （3）在（2）银氨溶液配制过程中测定溶液随氨水加入体积增加的变化曲线，如图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解，溶液中。 ①此时溶液中 。 ②计算此时溶液中的的近似浓度(写出计算过程，保留两位有效数字，)。 ③此时溶液中的物质的量浓度大小关系为 。 3.（2025·广东汕头·期中）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。 （1）最新研究工业上可以用H+ - Ag为催化剂氧化乙烯制备环氧乙烷(简称EO)；反应方程式为2C2H4(g) + O2(g) → 2EO(g)(反应a) 已知： ①Ag位于第五周期，与Cu同族，有相似的核外电子排布，写出Ag价电子排布式 。 ②反应a的ΔH= 。 （2）某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。 据图可知，在该过程中___________。 A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变 B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率 C．催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应 D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小 （3）我国科学家报道了一种高效O-to-C的替换反应，可在温和条件下将环氧化物快速转化为环丙烷结构。一种脱氧/环加成串联反应机理如图，其中的催化剂为 (填图中字母)。 （4）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值：弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡：H2A(环己烷)H2A(aq)，平衡常数为Kd 。25℃时，向VmL 0.1mol∙L-1 H2A环己烷溶液中加入VmL水进行萃取，用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)、环己烷中H2A的浓度 [c环丙烷(H2A)]、水相萃取率α[α=1-]随pH的变化关系如图。 已知：H2A在环己烷中不电离，且忽略过程中溶液体积的变化 ①表示c环丙烷(H2A)的曲线为 。(填字母) ②由图计算pH=6，H2A的Kd= ， Ka1= ，Ka2= 及水相萃取率α= 。(保留三位有效数字) 4.（2025·广东大湾区·模拟）我国自主研发的航天粉煤加压气化技术，是把干煤粉与氧气、水蒸气混合在气化炉内燃烧，可将煤炭高效、环保、低成本地转化为清洁的气体，广泛用于煤制甲醇、合成氨、合成油、烯烃、制氢等领域。 （1）原料煤粉要研磨粉碎为5～90微米，其目的是 ，输送干煤粉入气化炉的介质一般用N2或CO2，下列关于输送介质的说法不正确的是 (填标号)。 A．输送介质使用CO2能减少碳排放 B． N2和CO2分子中含有的σ键和π键之比均为1∶1 C．在高温下CO2与粉煤发生反应生成CO，增加了合成气中CO的含量 （2）我国研制的煤气化炉，碳转化率大于99%，产生的有效气体CO和H2含量大于90%。该混合气体在一定条件下反应制得甲醇，根据下图写出CO和H2反应制甲醇的热化学方程式： 。下图中，过程Ⅰ与过程Ⅱ比较，达平衡所需时间：t(Ⅰ) t(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”)。 （3）在容积为2 L的恒容密闭容器中，分别研究反应在300℃、350℃和400℃三种温度下CO和H2合成甲醇的规律，如下图。 ①在上述三种温度中，图中曲线X对应的温度是 。 ②图中a点对应反应达平衡时压强为p kPa，计算在a点对应温度下该反应的平衡常数Kp= (Kp用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 （4）煤气化炉产生的有效气体可用于合成氨，在工业生产中用途极其广泛。25℃时，用HCl气体调节0.1 mol·L-1氨水的pH，体系中粒子浓度的对数值(lg c)、反应物的物质的量之比[τ=]与 pH 的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化，25℃时，NH3·H2O的电离平衡常数Kb= ；P2所示溶液中，c() 100c(NH3·H2O)(填“>”“<”或“=”)；P3所示溶液中离子浓度大小关系为 。 5.（2025·广东·联考）甲酸是重要化工原料，在新能源领域应用潜力大，对环保和可持续发展也很重要。 （1）根据以下信息，写出甲酸分解制氢的热化学方程式： 。 已知：         （2）甲烷与定向转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示(部分自由基未画出)。有催化剂时，微粒吸附在催化剂表面进行反应。 ①下列说法不正确的是 。 A．甲烷定向制甲酸的反应是放热反应 B．该过程的决速步是甲烷产生自由基过程 C．从ⅰ→ⅱ的过程中，存在 D．微粒ⅱ和ⅲ是反应的中间体 ②由生成的过程中，产生自由基的过程可表示为 。 （3）利用甲酸钠脱除水体中的，反应的还原主产物是，存在中间产物和副产物，其他可能的还原产物不考虑。水体中初始浓度为，测得过程中和(元素的含量)随时间变化如图所示。时转化完全，检测不到。 ①中N原子的杂化方式是 。 ②从开始到转化完全时，反应速率为 (保留3位有效数字，下同)，氮的脱除效率()可以达到 。 （4）已知，。常温下，的甲酸钠溶液中， (填“>”“<”或“=”)，溶液 (写出此空的计算过程)。 6.（2025·广东潮州·质检）我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。为此我国制定了实现“碳中和”和“温室气体净零排放”的长期战略目标。的转化、回收和重整受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。 Ⅰ．热化学转化法。 （1）科学家研究利用回收的制取甲酸()。已知： ①   ②   ③   则反应④的 。 Ⅱ．催化还原法 （2）以下是催化加氢合成二甲醚发生的两个主要反应： ⑤   ⑥   下列有关反应⑥的说法正确的是___________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若缩小体积增大压强，则、均变大 （3）与都能引起温室效应，将二者联合处理可以减缓温室气体排放，与在催化剂作用下反应可生成，其反应机理如图所示。 转化过程中经历了ⅰ→ⅱ的变化，该变化过程 (填“吸热”或“放热”)。基态原子价层电子的轨道表示式为 。 （4）制得的甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。时，相同浓度甲酸、丙酸()及某羧酸的水溶液中，酸分子的分布分数[]随变化曲线如下图所示。 ①酸性强弱判断： (填“>” “=”或“<”)。 ②往和的混合溶液中加入至， (填“>” “=”或“<”)。 ③将等物质的量浓度等体积的和混合充分，发生的反应为：，求平衡时的转化率 。 7.（2025·广东·联考）联氨(N2H4)是一种高能燃料，同时在工业中有着广泛用途。 （1）已知：在一定温度下，由稳定态单质生成1mol某物质的焓变叫该物质的标准摩尔生成焓。如：N2(g)+H2(g) NH3(g) =-46.1 kJ/mol，则NH3(g)标准摩尔生成焓为-46.1kJ/mol。下表为几种物质在298K 下的标准摩尔生成焓。 物质 N2(g) H2(g) O2(g) H2O(l) N2H4 (l) 标准摩尔生成焓/(kJ/mol) 0 0 0 -286.0 +50.6 据此，写出298K下，N2H4(l)燃烧热的热化学方程式 。 （2）常温下，在一真空容器中加入足量的N2H4BH3(s)、N2H4（1）、H2O（1）， 发生如下反应： 反应i：N2H4BH3(s)+3H2O(l)=H3BO3(s )+N2H(l)+3H2(g)   Kp1=1.0kPa3 反应ii：N2H4（1）=N2(g)+2H2(g)    Kp2 (Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) 达到平衡后测得容器内总压为 a kPa， 据此回答： ①反应ii的Kp2= kPa3。 ②温度不变，增大容器的体积，达到新平衡后，N2的浓度会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 ③请在方框中画出反应ii的平衡常数K随温度(T)变化的关系图： 。 （3）联氨(N2H4) 为二元弱碱，电离方程式如下： N2H4+H2O+OH- +H2O +OH- 常温下，向20 mL 0.1 mol/L联氨盐酸盐(N2H6Cl2)溶液中加入NaOH固体(忽略溶液体积的变化)。体系中各含氮粒子(N2H4、、)的分布系数(δ)、NaOH 和N2H6Cl2的物质的量之比()与 pH 的变化关系如图所示 据此回答： 代表δ()的曲线是 (填“L1”、“L2”或“L3”)；联氨的第一步电离平衡常数Kb1= 。 ②写出L4曲线中Q至R发生反应的离子方程式 。 ③根据图中信息，下列说法正确的是 。 a．L4曲线上任意点都存在：n()+n()+n(N2H4)=0.001mol b．N点处2c()=c(Cl-) c．M点处的pH=0.3 8.（2025·广东·联考）常温下物质R在水溶液中存在以下电离平衡：。Zn2+可与多种配体形成多样的配离子，Zn2+在溶液体系中存在以下多种反应： I．  △H1 Ⅱ．  △H2 Ⅲ．  △H3 （1）R、与配位存在多个竞争反应，其中有，该反应△H= (用含的代数式表示)。 （2）写出反应I的平衡常数表达式K1= 。常温下，往含Zn2+的的溶液体系中加入固体，反应I的平衡常数 (填“变大”“不变”或“变小”)。 （3）关于含Zn2+的溶液体系，下列说法正确的是___________。 A．当溶液中不变时，说明反应达到了平衡状态 B．平衡体系中仅加入，新平衡时Zn2+的转化率增大 C．在水溶液中能水解 D．当平衡体系中时，(表示反应Ⅲ的平衡常数) （4）某种含Zn矿物的主要成分是难溶于水的。常温下，利用溶液体系将Zn元素浸出，调节不同的总R浓度和pH后，浸出液中Zn元素的总浓度变化如下图[总R浓度为]。 ①总R浓度不为0时：pH在6~10之间，随着pH的增大，总R浓度逐渐增大，Zn元素浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)，从平衡移动的角度分析原因： 。pH在10~12.5之间，随着pH增大，浸出液中Zn元素总浓度呈下降趋势的原因是 。 ②任意总R浓度下：pH在12.5~14之间，浸出液中Zn元素总浓度均随pH增大逐渐上升，pH=14时，浸出液中锌元素主要存在形式的化学式是 。 ③总R浓度为5 mol·L-1、pH=10时，浸出液Zn元素总浓度为0.07 mol·L-1且几乎都以的形式存在。已知常温下，R的电离平衡常数，此时溶液中= mol·L-1 (写出计算过程)。 9.（2025·广东佛山·摸底）甲酸是最简单的羧酸，可用于制甲酸盐、还原剂、混酸清洗剂等。 （1）甲酸分子中氧原子的价电子排布式为 。 （2）甲酸盐可用于储氢。甲酸与石灰乳作用制取甲酸钙的化学方程式为 。 （3）甲酸水溶液在密封石英管中发生多种分解反应，反应机理及能量关系图如下： ①反应的 (用含的代数式表示) ②关于甲酸水溶液分解体系，说法正确的是 。 A．加快分解产生的速率 B．分解过程涉及极性键的断裂和形成 C．温度升高有利于的分解 D．压强不再改变时，反应体系达到平衡状态 （4）甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。 时，相同浓度甲酸、丙酸及某羧酸的水溶液中，酸分子的分布随变化曲线如下图所示。 ①往和的混合溶液中加入至 (填“>”“=”或“<”)。 ②酸性强弱判断： (填“>”“=”或“<”)，依据物质结构分析原因为 。 ③将等物质的量浓度等体积的和混合充分，发生的反应为：，求平衡时的转化率 。 10.（2025·广东深圳·一模）世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 （1）CO2与H2反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。已知： CO2(g)+H2(g) = HCOOH(g) △H= 。 （2）“零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。在5MPa下，CO2和H2按物质的量之比1∶ 4进行投料，发生以下反应I和Ⅱ，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。 反应I ：CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  △H1 = +41kJ/mol 反应Ⅱ ：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  △H2 = -49kJ/mol ①图中a代表的物质是 。 ②q曲线在250°C之后随温度升高而增大的原因是 。 （3）雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：(i)CO2(g)=CO2(aq)；(ii)CO2(aq)+H20(l)=H+(aq)+(aq)。25°C时，反应(ii)的平衡常数为K2.溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为xmol·L-1·kPa-1，当大气压强为pkPa，当大气中CO2(g)的物质的量分数为y时(考虑水的电离，水的离子积常数为Kw；忽略的电离)： ①溶液中CO2的浓度c(CO2)aq为 mol/L(写出表达式，以下符号可选用：K2、x、p、y、Kw) ②溶液中H+浓度c(H+)、OH-浓度c(OH-)和浓度c()之间满足等量关系： 。 ③溶液中H+浓度c(H+)为 mol/L(写出表达式，以下符号可选用：K2、x、p、y、Kw) （4）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度下平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1： NH4HCO3(s) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)  p1=3×104Pa 。 反应2： 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)  p2= 4×103Pa 该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在： ①算该温度下平衡后刚性密闭容器总压强P总= ，写出计算过程，结果保留三位有效数字(已知： Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②通入NH3，再次平衡后，总压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③缩小体积，再次平衡后，总压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 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 三年考情分析 2025考向预测 化学反应原理综合题 2024·广东卷T19；2023·广东卷T19；2022·广东卷T19；2021·广东卷T19； 预计2025年高考中化学反应原理综合题依然是结合图像分析考查为主，包括氧化还原反应的书写、平衡移动分析、计算等 【思维导图】 【高分技巧】 一、反应热的计算及盖斯定律的应用 1.掌握反应热计算的三种方法 2.盖斯定律的应用 （1）盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。 （2）应用步骤。 ①调方向:根据目标化学方程式反应物、生成物的位置,调整已知化学方程式的反应方向。ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。 ②调化学计量数:调整已知化学方程式,将目标化学方程式中不存在的物质的化学计量数调整为相等,ΔH随之进行调整,与化学计量数成比例。 ③相加:把调整好的化学方程式相加就得到目标化学方程式,必要时可约简化学计量数,同时也得到相应化学方程式的反应热ΔH。 3.热化学方程式书写中易出现的错误 （1）未标明反应物或生成物的状态而造成错误。 （2）反应热的符号使用不正确,即吸热反应未标出“+”号,放热反应未标出“-”号,从而导致错误。 （3）漏写ΔH的单位,或者将ΔH的单位写为kJ,从而造成错误。 （4）反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。 （5）对燃烧热、中和热的概念理解不到位,忽略其标准是1 mol可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。 二、化学平衡状态及移动方向的判断 1.两步法判断化学平衡状态 第一步　析特点 第二步　作判断 根据参加反应的体系的特点,通过推理作出判断,如v正=v逆,则处于平衡状态,否则反应未达到平衡状态。 2.化学平衡移动的判断 依据勒夏特列原理判断 如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等),平衡就向能使这种改变减弱的方向移动 依据图像中正、逆反应速率相对大小判断 若v正>v逆,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动 依据变化过程中速率变化的性质判断 若平衡移动的过程中,正反应速率增大(减小),则平衡向逆(正)反应方向移动 依据浓度商(Q)规则判断 若某温度下Q<K,反应向正反应方向进行;Q>K,反应向逆反应方向进行 三、速率、转化率及平衡常数的计算 1.速率、转化率及平衡常数的计算方法——三段式法 　　　　　　mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始量/(mol/L) a b 0 0 变化量/(mol/L) mx nx px qx 平衡量/(mol/L) a-mx b-nx px qx （1）平衡转化率=×100%,如α(A)平=×100%。 （2）平衡常数:K=。 （3）百分含量:(A)=×100%。 （4）平衡前后的压强之比(物质的量之比):=。 （5）平均摩尔质量:= g/mol。 （6）某气体组分的体积分数=×100%。 （7）生成物的产率:产率=×100%。 2.分压常数(Kp)与速率常数(k正、k逆) （1）Kp的两种计算模板。 ①平衡总压为p0。 　　　 　N2(g)　+　3H2(g) 2NH3(g) n(平) a b c p(分压) p0 p0 p0 Kp=。 ②刚性容器起始压强为p0,平衡转化率为α。 　　　　2NO2(g)N2O4(g) p(始) p0 0 Δp p0α p0α p(平) p0-p0α p0α Kp=。 （2）Kp与k正、k逆的关系。 以2NO2(g)N2O4(g)为例: k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)==Kp。 3.平衡常数与速率常数之间的关系 对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K==,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。 四、速率、平衡图像题的综合分析 1.新高考试题中速率、平衡图像题的特点 （1）图像的形式。 ①直接呈现平衡体系中变量的变化:物质的量浓度-时间、组分百分含量-温度、压强-温度。 ②平衡体系变量延伸出的变量的变化:分压(物质的量)-时间、转化率-原料物质的量分数、平衡常数K(ln K)-温度倒数()的图像。 （2）考查方式。 ①分析出纵、横坐标之间的关系,判断出适宜的反应条件(温度、压强、浓度、反应物的配比等)。 ②需要根据分析出的数据信息进行转化、计算得出结果。 2.化学反应速率、平衡图像的分析方法 （1）整体扫描图像,明确面、线、点的物理、化学意义。 ①看面:弄清纵、横坐标的物理含义,注意把坐标的变化转变为化学量的变化。 ②看线:弄清线的斜率、变化趋势及线的陡与平所代表的化学意义。 ③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。 ④作线:多条件变化时,是否需要确定一个条件为衡量的线,如等温线、等压线。 （2）找准切入口,明确图像的意义。 ①从“断点”着手。 当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小,即可确定变化的是何种条件。 ②从“拐点”入手。 同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。 ③从曲线的变化趋势着手。 a.对于速率-温度(或压强)图像,由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大,反应速率会逐渐增大,因此图像上出现的是平滑的递增曲线。 b.温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的,在图像上,就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同。 c.分析外界条件对化学反应速率的影响时,只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。 （建议用时：40分钟） 1.（2025·广东广州·测试）煤制天然气的关键步骤是从合成气中生产CH4，合成气转化为CH4的过程中涉及以下反应： Ⅰ．CO(g) + 3H2(g)CH4(g) + H2O(g)  ∆H1＜0； Ⅱ．CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)  ∆H2＜0； Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ∆H3。 （1）煤的综合利用途径主要有干馏、气化和液化，煤的干馏属于 变化(填“物理”或“化学”)。 （2）已知几种物质的燃烧热如下表： 物质 CO(g) H2(g) CH3OH(g) 燃烧热∆H/(kJ·mol-1) -283.0 -285.8 -764.6 结合上述数据，可知∆H3 = kJ·mol-1。 （3）向添加了催化剂的管式反应器中以一定的气体流速通入合成气[n(CO)：n(H2)：n(N2)=1：3：1，P总=0.1MPa]，在一定温度下发生上述反应，在管式反应器的进、出口检测各成分的含量，并计算下列物理量：，。 ①对于反应Ⅰ，下列说法正确的是 (填序号)。 A．混入N2能提高CO的平衡转化率 B．管式反应器的进、出口气体压强相同时，说明反应在反应器内已达平衡 C．在恒容密闭容器中反应达到平衡后，降低温度可使α(CO)增大 D．为了提高S(CH4)，需要使α(CO2)增大的同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应 ②某次实验过程中测得如下数据： 物质 n/mol 1.00 0.87 0.02 0.01 此次实验中CH4选择性S(CH4)和氢气的转化率α(H2)分别是多少？ 。(保留2位有效数字，要求写出计算过程) （4）利用太阳能电池在室温下能将CH4转化为CH3OH，工作原理如图： ①电池工作一段时间后，电解质溶液的pH变为10，此时溶液中= 。已知：H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11。 ②CH4转化为CH3OH的电极反应式为 。 【答案】（1）化学 （2）-90 （3）CD 、 （4）0.5 【解析】（1）煤的干馏是隔绝空气加强热使之分解的过程，属于化学变化； （2）根据燃烧热可得：①，②，③根据盖斯定律，反应Ⅲ=①+2×②-③，可知l； （3）①A．压强一定，混入N2导致各物质浓度减小，反应向气体分子数增大的方向移动，降低了CO的转化率，A错误； B．一定的气体流速通入合成气，压强恒定P总=0.1MPa，反应管的进、出口气体物质的量相同时，不能说明反应器内已达平衡，B错误； C．该反应放热，降低温度平衡正向移动可使增大，C正确； D．根据其表达式，为了提高S(CH4)，需要使增大，同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应，D正确；故选CD； ②根据数据列出三段式：、、故此次实验中，氢气的转化率； （4）①由可得，； ②CH4转化为CH3OH的过程中C化合价由-4变为-2，化合价升高，失去电子，电极反应式为； 2.（2025·广东汕头·质量检测）银氨溶液(Tollens试剂)具有弱氧化性，能与醛发生银镜反应，通常用来鉴别醛和酮。 （1）乙醛的银镜反应a： 已知： ①反应a的 。(用表示) ②乙酸的沸点明显高于乙醛，其可能原因是 。 （2）实验室现取的溶液，边振荡边逐滴加入的稀氨水，产生少量白色沉淀，继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止，制得银氨溶液。 ①在银氨溶液中继续滴加稀氨水，测得溶液中的物质的量分数随溶液中变化的关系如图所示。已知：忽略的水解，且溶液中的的总浓度以表示(下同)； 络合物的累积生成常数可衡量金属离子M与配体L形成的络合物的稳定性。 由此分析，计算 。 ②下列说法正确的是 。 A．中含有键 B．曲线A表示的变化趋势 C． 向银氨溶液中通入，溶液中减小 D．在银氨溶液中， （3）在（2）银氨溶液配制过程中测定溶液随氨水加入体积增加的变化曲线，如图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解，溶液中。 ①此时溶液中 。 ②计算此时溶液中的的近似浓度(写出计算过程，保留两位有效数字，)。 ③此时溶液中的物质的量浓度大小关系为 。 【答案】（1） 乙酸的分子结构中含有羟基，分子间能形成氢键 （2） CD （3）0.10 根据元素质量守恒，此时溶液中，，则，解得 【解析】（1）根据盖斯定律，反应a的反应热；乙酸的分子结构中含有羟基，分子间能形成氢键，故沸点明显高于乙醛； 故答案为：；乙酸的分子结构中含有羟基，分子间能形成氢键； （2）根据图像分析，曲线A为、曲线B为的物质的量分数随溶液中变化，时，与的物质的量分数相等，则，； A．1个含有2个配位键和6个N-H键，则中含有键，A项错误； B．由分析可知，曲线A表示的变化趋势，B项错误； C．向银氨溶液中通入，根据图像可知，随溶液中增大，物质的量分数增大，的物质的量分数减小，则减小，C项正确； D．在银氨溶液中，存在电荷守恒，银氨溶液显碱性，则，D项正确； 故答案为CD； （3）①C点加入的氨水体积为5mL，忽略溶液体积变化，总体积为30mL，根据元素质量守恒，； ②根据元素质量守恒，此时溶液中，，则，解得； ③C点对应溶液的，则，，，故。 3.（2025·广东汕头·期中）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。 （1）最新研究工业上可以用H+ - Ag为催化剂氧化乙烯制备环氧乙烷(简称EO)；反应方程式为2C2H4(g) + O2(g) → 2EO(g)(反应a) 已知： ①Ag位于第五周期，与Cu同族，有相似的核外电子排布，写出Ag价电子排布式 。 ②反应a的ΔH= 。 （2）某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。 据图可知，在该过程中___________。 A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变 B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率 C．催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应 D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小 （3）我国科学家报道了一种高效O-to-C的替换反应，可在温和条件下将环氧化物快速转化为环丙烷结构。一种脱氧/环加成串联反应机理如图，其中的催化剂为 (填图中字母)。 （4）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值：弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡：H2A(环己烷)H2A(aq)，平衡常数为Kd 。25℃时，向VmL 0.1mol∙L-1 H2A环己烷溶液中加入VmL水进行萃取，用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)、环己烷中H2A的浓度 [c环丙烷(H2A)]、水相萃取率α[α=1-]随pH的变化关系如图。 已知：H2A在环己烷中不电离，且忽略过程中溶液体积的变化 ①表示c环丙烷(H2A)的曲线为 。(填字母) ②由图计算pH=6，H2A的Kd= ， Ka1= ，Ka2= 及水相萃取率α= 。(保留三位有效数字) 【答案】（1）4d105s1 2ΔH1 – 2ΔH2 + 2ΔH3 （2）BD （3）T （4）a 0.25 10-4 10-7 0.965 【解析】（1）①银和铜位于同一族的相邻周期，即Ag位于元素周期表的第五周期IB族，基态Ag原子的价层电子排布式为：4d105s1。 ②已知：反应Ⅰ ΔH1 反应Ⅱ   ΔH2 反应Ⅲ   ΔH3 由盖斯定律可知，反应Ⅰ×2-反应Ⅱ×2+反应Ⅲ×2可得 ，则2ΔH1 – 2ΔH2 + 2ΔH3。 答案为①4d105s1        ②2ΔH1 – 2ΔH2 + 2ΔH3。 （2）A．催化剂不能改变反应的焓变，A错误； B．由图示可知，酸性：硫酸＞磷酸＞乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B正确； C．一个硫酸分子中含有2个H，一个磷酸分子中含有3个H，一个乙酸分子中含有4个H，但含H最少的硫酸催化时，最有利于加速反应，C错误； D．由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D正确； 综上，BD符合题意； 答案选BD。 （3）由图可知，物质T参与第①步反应，并且在第④步反应生成；反应前后没有发生变化，T为反应的催化剂。 答案为T。 （4）①向水溶液中加入NaOH(s)时，NaOH与水溶液中的H2A反应，平衡：H2A(环己烷)H2A(aq)正向移动，c环丙烷(H2A)减小，水相萃取率增大。当pH足够大的时候，水相萃取率达到100%，此时c环丙烷(H2A)=0 mol/L，b和a符合c环丙烷(H2A)、水相萃取率的变化趋势；则表示c环丙烷(H2A)的曲线为a。 ②向水溶液中加入NaOH(s)时，NaOH与水溶液中的H2A反应，c(H2A)逐渐减小，c(HA-)增大；到一定程度时，c(HA-)减小，c(A2-)增大，因此表示c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)的曲线分别为c、d、f。平衡常数Kd、Ka1、Ka2只与温度有关，与pH无关。根据图示，当pH=2时，c(HA-)和c(A2-)均为0 mol/L，水相中只有H2A。c(H2A)=0.02 mol/L，c环丙烷(H2A)=0.08 mol/L，平衡：H2A(环己烷)H2A(aq)的平衡常数。H2A在水溶液中电离，电离方程式为H2AHA－＋H＋、HA－A2－＋H＋。当pH=4时，c(H2A)=c(HA-)，则平衡常数。当pH=7时，c(HA-)=c(A2-)，。当pH=6时，c(H＋)=10-6mol/L，带入Ka1、Ka2，可得，；另外根据Kd，有，以及c环丙烷(H2A)+ c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol/L，联立方程式，可得c环丙烷(H2A)≈0.00348 mol/L，则水相萃取率。 答案为①a       ②0.25        10-4                         10-7                      0.965。 4.（2025·广东大湾区·模拟）我国自主研发的航天粉煤加压气化技术，是把干煤粉与氧气、水蒸气混合在气化炉内燃烧，可将煤炭高效、环保、低成本地转化为清洁的气体，广泛用于煤制甲醇、合成氨、合成油、烯烃、制氢等领域。 （1）原料煤粉要研磨粉碎为5～90微米，其目的是 ，输送干煤粉入气化炉的介质一般用N2或CO2，下列关于输送介质的说法不正确的是 (填标号)。 A．输送介质使用CO2能减少碳排放 B． N2和CO2分子中含有的σ键和π键之比均为1∶1 C．在高温下CO2与粉煤发生反应生成CO，增加了合成气中CO的含量 （2）我国研制的煤气化炉，碳转化率大于99%，产生的有效气体CO和H2含量大于90%。该混合气体在一定条件下反应制得甲醇，根据下图写出CO和H2反应制甲醇的热化学方程式： 。下图中，过程Ⅰ与过程Ⅱ比较，达平衡所需时间：t(Ⅰ) t(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”)。 （3）在容积为2 L的恒容密闭容器中，分别研究反应在300℃、350℃和400℃三种温度下CO和H2合成甲醇的规律，如下图。 ①在上述三种温度中，图中曲线X对应的温度是 。 ②图中a点对应反应达平衡时压强为p kPa，计算在a点对应温度下该反应的平衡常数Kp= (Kp用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 （4）煤气化炉产生的有效气体可用于合成氨，在工业生产中用途极其广泛。25℃时，用HCl气体调节0.1 mol·L-1氨水的pH，体系中粒子浓度的对数值(lg c)、反应物的物质的量之比[τ=]与 pH 的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化，25℃时，NH3·H2O的电离平衡常数Kb= ；P2所示溶液中，c() 100c(NH3·H2O)(填“>”“<”或“=”)；P3所示溶液中离子浓度大小关系为 。 【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分 B （2）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ·mol-1 > （3）300℃ （4）10-4.75 > c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-) 【解析】（1）煤粉要研磨粉碎，是为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分；高温下CO2与粉煤发生反应生成CO，增加了合成气中CO的含量，减少了碳排放，A、C正确；N2分子中含有1个氮氮三键，σ键和π键之比为1∶2，B错误。 （2）由图可知，1 mol CO和2 mol H2的总能量大于1 mol CH3OH的总能量，属于放热反应，焓变等于断开反应物中化学键吸收的总能量减去形成生成物中化学键释放的总能量，因此ΔH=(419-510)kJ·mol-1=-91 kJ·mol-1，故热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ·mol-1；过程Ⅱ加入了该反应的催化剂，使反应的活化能降低，化学反应速率更快，需要的时间更短，所以达平衡所需时间：t(Ⅰ)>t(Ⅱ)。 （3）①因为正反应为放热反应，温度减低时，化学平衡正向移动，因此温度低时CO的平衡转化率大，则图2中曲线X对应的温度是300℃。 ②a点时，CO的平衡转化率为50%，假设此反应的起始量：n(CO)=1 mol，n(H2)=1.5 mol，由此可建立以下三段式： 该温度下，CO、H2、CH3OH的平衡分压分别为p(CO)=×p，p(H2)=×p，p(CH3OH)=×p；此反应的平衡常数Kp=。 （4）NH3·H2O的电离平衡常数Kb=，据图可知当lg c()=lg c(NH3·H2O)，即 c()=c(NH3·H2O)时，溶液pH=9.25，pOH=4.75，则此时c(OH-)=10-4.75mol·L-1，所以Kb=10-4.75；P2所示溶液pH=7，则c(OH-)=10-7，=102.25>102=100，c()>100c(NH3·H2O)；由图可知，P3点时，=1，则n(HCl)=n(NH3·H2O)，此时得到NH4Cl溶液，水解生成H+使溶液呈酸性，P3所示溶液存在：c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-)。 5.（2025·广东·联考）甲酸是重要化工原料，在新能源领域应用潜力大，对环保和可持续发展也很重要。 （1）根据以下信息，写出甲酸分解制氢的热化学方程式： 。 已知：         （2）甲烷与定向转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示(部分自由基未画出)。有催化剂时，微粒吸附在催化剂表面进行反应。 ①下列说法不正确的是 。 A．甲烷定向制甲酸的反应是放热反应 B．该过程的决速步是甲烷产生自由基过程 C．从ⅰ→ⅱ的过程中，存在 D．微粒ⅱ和ⅲ是反应的中间体 ②由生成的过程中，产生自由基的过程可表示为 。 （3）利用甲酸钠脱除水体中的，反应的还原主产物是，存在中间产物和副产物，其他可能的还原产物不考虑。水体中初始浓度为，测得过程中和(元素的含量)随时间变化如图所示。时转化完全，检测不到。 ①中N原子的杂化方式是 。 ②从开始到转化完全时，反应速率为 (保留3位有效数字，下同)，氮的脱除效率()可以达到 。 （4）已知，。常温下，的甲酸钠溶液中， (填“>”“<”或“=”)，溶液 (写出此空的计算过程)。 【答案】（1） （2）D （3）sp2 （4）> 8.37（计算过程看解析） 【解析】（1）设①  ，②  ，③  ，根据盖斯定律①+②-③，可得； （2）①A．由图可知，甲烷定向制甲酸的反应是放热反应，A正确； B．该过程的决速步是能量壁垒最高的步骤，是甲烷产生自由基过程，B正确； C．从ⅰ→ⅱ的过程中有CH3OOH的生成，可知要形成CH3OOH需要，故存在 D．微粒ⅱ和ⅲ是反应的产物，D错误； 故选D； ②生成需要自由基，产生自由基的过程可表示为； （3）①中N的价层电子对数，杂化方式是sp2； ②从开始到转化完全时，反应速率为；转化完全时，的浓度为，氮的脱除效率； （4）的甲酸钠溶液中甲酸根微弱水解，>；甲酸根水解，，，，，可得，，将代入， ，； 6.（2025·广东潮州·质检）我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。为此我国制定了实现“碳中和”和“温室气体净零排放”的长期战略目标。的转化、回收和重整受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。 Ⅰ．热化学转化法。 （1）科学家研究利用回收的制取甲酸()。已知： ①   ②   ③   则反应④的 。 Ⅱ．催化还原法 （2）以下是催化加氢合成二甲醚发生的两个主要反应： ⑤   ⑥   下列有关反应⑥的说法正确的是___________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若缩小体积增大压强，则、均变大 （3）与都能引起温室效应，将二者联合处理可以减缓温室气体排放，与在催化剂作用下反应可生成，其反应机理如图所示。 转化过程中经历了ⅰ→ⅱ的变化，该变化过程 (填“吸热”或“放热”)。基态原子价层电子的轨道表示式为 。 （4）制得的甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。时，相同浓度甲酸、丙酸()及某羧酸的水溶液中，酸分子的分布分数[]随变化曲线如下图所示。 ①酸性强弱判断： (填“>” “=”或“<”)。 ②往和的混合溶液中加入至， (填“>” “=”或“<”)。 ③将等物质的量浓度等体积的和混合充分，发生的反应为：，求平衡时的转化率 。 【答案】（1）-26.4 （2）BD （3）放热 （4）> ＜ 90.1% 【解析】（1）根据盖斯定律，由×(③-②-2×①)可得，故=-26.4 （2）A．升高温度正逆反应速率均加快，故A错误； B．反应达到平衡时，各物质浓度保持不变，反应体系中CH3OCH3浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，故B正确； C．恒温恒容下达到平衡后，再通入N2，各物质浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．根据勒夏特列原理，平衡时，若缩小体积增大压强，则c(CH3OCH3)、c(CO2)均变大，故D正确； 故答案为：BD； （3） 由反应机理图可知，过程中ⅰ→ⅱ的变化能量降低，该变化过程放热；基态碳原子价层电子排布式为2s22p2，轨道表示式为； （4）①由图可知，当酸分子分布分数相同时，甲酸的pH小于丙酸，故酸性：>； ②由于HCOOH、C2H5COOH能与NaOH反应生成HCOONa、C2H5COONa,pH=7说明c(H+)=c(OH-)，由电荷守恒得c(HCOO-)+c(C2H5COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，则c(HCOO-)＜c(Na+)； ③由图知，pH=3.75时，HCOOH分子的分布分数是50%，根据电离平衡常数的表达式和图中HCOOH分子的分布随pH变化曲线可知，K甲酸=10-3.75，同理可得R1COOH的电离平常常数为K某酸=10-5.75，则HCOOH+R1COO-⇌R1COOH+HCOO-的平衡常数K===102，设HCOOH和R1COONa的起始浓度为1mol/L，HCOOH的转化率为x,由三段式为 则K==102，解得x=，故平衡时的转化率为=90.1%。 7.（2025·广东·联考）联氨(N2H4)是一种高能燃料，同时在工业中有着广泛用途。 （1）已知：在一定温度下，由稳定态单质生成1mol某物质的焓变叫该物质的标准摩尔生成焓。如：N2(g)+H2(g) NH3(g) =-46.1 kJ/mol，则NH3(g)标准摩尔生成焓为-46.1kJ/mol。下表为几种物质在298K 下的标准摩尔生成焓。 物质 N2(g) H2(g) O2(g) H2O(l) N2H4 (l) 标准摩尔生成焓/(kJ/mol) 0 0 0 -286.0 +50.6 据此，写出298K下，N2H4(l)燃烧热的热化学方程式 。 （2）常温下，在一真空容器中加入足量的N2H4BH3(s)、N2H4（1）、H2O（1）， 发生如下反应： 反应i：N2H4BH3(s)+3H2O(l)=H3BO3(s )+N2H(l)+3H2(g)   Kp1=1.0kPa3 反应ii：N2H4（1）=N2(g)+2H2(g)    Kp2 (Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) 达到平衡后测得容器内总压为 a kPa， 据此回答： ①反应ii的Kp2= kPa3。 ②温度不变，增大容器的体积，达到新平衡后，N2的浓度会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 ③请在方框中画出反应ii的平衡常数K随温度(T)变化的关系图： 。 （3）联氨(N2H4) 为二元弱碱，电离方程式如下： N2H4+H2O+OH- +H2O +OH- 常温下，向20 mL 0.1 mol/L联氨盐酸盐(N2H6Cl2)溶液中加入NaOH固体(忽略溶液体积的变化)。体系中各含氮粒子(N2H4、、)的分布系数(δ)、NaOH 和N2H6Cl2的物质的量之比()与 pH 的变化关系如图所示 据此回答： 代表δ()的曲线是 (填“L1”、“L2”或“L3”)；联氨的第一步电离平衡常数Kb1= 。 ②写出L4曲线中Q至R发生反应的离子方程式 。 ③根据图中信息，下列说法正确的是 。 a．L4曲线上任意点都存在：n()+n()+n(N2H4)=0.001mol b．N点处2c()=c(Cl-) c．M点处的pH=0.3 【答案】（1）N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)  △H=-622.6kJ/mol （2）a-1 不变 （3）L2 10-6.1 +OH-=N2H4+H2O c 【解析】（1）根据反应热=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和，N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)  △H=2×(-286kJ/mol)+0-0-(+50.6kJ/mol)=-622.6kJ/mol N2H4(l)燃烧热的热化学方程式：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)  △H=-622.6kJ/mol； （2）①根据反应i：N2H4BH3(s)+3H2O(l)=H3BO3(s )+N2H4(l)+3H2(g)   Kp1=p3(H2)=1.0kPa3，得出p(H2)=1kPa，达到平衡后测得容器内总压为 a kPa，则N2的分压强=(a-1) kPa，反应ii：N2H4（1）=N2(g)+2H2(g)    Kp2= p2(H2)×p(N2)= (a-1) kPa3 ②温度不变，Kp2不变，增大容器的体积，达到新平衡后，氢气和氮气的分压不变，浓度也不变，N2的浓度会不变； ③反应ii N2H4（1）=N2(g)+2H2(g)  △H=(0+0)-(+50.6kJ/mol)=- 50.6kJ/mol，是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，因此平衡常数K随温度(T)变化的关系图为：； （3）随着pH值增大，N2H4的分布系数逐渐增大，对应的曲线为L1，的分布系数先增大后减小，对应曲线为L3，分布分数逐渐减小，对应曲线为L2，曲线L1和曲线L3分别代表N2H4的分布系数和的分布系数，P点代表N2H4的分布系数和的分布系数相等，二者浓度也相等，对应的pH=7.9，c(H+)=10-7.9mol/L，c(OH-)=10-6.1mol/L，N2H4+H2O+OH-的电离常数为K1==10-6.1； L4曲线中Q至R曲线段内1<<2，发生反应的离子方程式：+OH-=N2H4+H2O； a．根据物料守恒，L4曲线上任意点都存在：n()+n()+n(N2H4)= 20×10-3L ×0.1 mol/L=0.002mol，a错误； b．根据物料守恒，2[c()+c()+c(N2H4)]=c(Cl-)，N点处有：c()=c(N2H4)≠0，则2c()≠c(Cl-)，b错误； c．由K1==10-6.1，K2=，K1×K2=×=，N点时=，因此K1×K2等于N点时=(10-9.9)2=10-19.8，K2==10-13.7，根据K2=，M点时，K2=10-13.7，=10-0.3mol/L，pH=0.3，c正确。 答案选c。 8.（2025·广东·联考）常温下物质R在水溶液中存在以下电离平衡：。Zn2+可与多种配体形成多样的配离子，Zn2+在溶液体系中存在以下多种反应： I．  △H1 Ⅱ．  △H2 Ⅲ．  △H3 （1）R、与配位存在多个竞争反应，其中有，该反应△H= (用含的代数式表示)。 （2）写出反应I的平衡常数表达式K1= 。常温下，往含Zn2+的的溶液体系中加入固体，反应I的平衡常数 (填“变大”“不变”或“变小”)。 （3）关于含Zn2+的溶液体系，下列说法正确的是___________。 A．当溶液中不变时，说明反应达到了平衡状态 B．平衡体系中仅加入，新平衡时Zn2+的转化率增大 C．在水溶液中能水解 D．当平衡体系中时，(表示反应Ⅲ的平衡常数) （4）某种含Zn矿物的主要成分是难溶于水的。常温下，利用溶液体系将Zn元素浸出，调节不同的总R浓度和pH后，浸出液中Zn元素的总浓度变化如下图[总R浓度为]。 ①总R浓度不为0时：pH在6~10之间，随着pH的增大，总R浓度逐渐增大，Zn元素浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)，从平衡移动的角度分析原因： 。pH在10~12.5之间，随着pH增大，浸出液中Zn元素总浓度呈下降趋势的原因是 。 ②任意总R浓度下：pH在12.5~14之间，浸出液中Zn元素总浓度均随pH增大逐渐上升，pH=14时，浸出液中锌元素主要存在形式的化学式是 。 ③总R浓度为5 mol·L-1、pH=10时，浸出液Zn元素总浓度为0.07 mol·L-1且几乎都以的形式存在。已知常温下，R的电离平衡常数，此时溶液中= mol·L-1 (写出计算过程)。 【答案】（1） （2） 不变 （3）ACD （4）增大 增大，平衡逆向移动，增大，总R浓度增大，平衡正向移动导致减小，沉淀溶解平衡 在区间，增大，平衡正向移动，导致溶液中元素总浓度下降 根据Kb===1.8×10-5，……①。总R浓度为5 mol·L-1，依据物料守恒c(RH+)+c(R)+4c{[ZnR4]2+}=5 mol·L-1，c(RH+)+c(R)= 5 mol·L-1-4×0.07mol·L-1=4.72mol·L-1……②，解得：c(RH+)=0.72 mol·L-1 【解析】（1）利用盖斯定律，将反应Ⅱ-Ⅲ得：。 （2）反应中为固体，平衡常数表达式。平衡常数只受温度的影响，平衡体系溶液中加入固体，溶液的温度不变，则平衡常数不变。 （3）A．在含的的溶液体系中，溶液中R浓度不变，可说明反应达到了平衡状态，A项正确； B．加入，溶液中增大，虽然三个平衡均正向移动，但根据勒夏特列原理，的转化率反而减小，B项不正确； C．根据可判断R水溶液相当于弱碱，可水解呈酸性，离子方程式可表示为，即，C项正确； D．时，，即，D项正确； 故选ACD。 （4）①总R浓度不为0时，由图可知，在之间，增大或总R浓度增大，浸出液中总元素浓度增大。因为增大，平衡逆向移动导致增大，总R浓度增大，也会导致增大，从而使平衡正向移动，减小，溶解平衡正向移动，浸出液中总浓度增大。在区间，增大，正向移动，导致溶液中元素总浓度下降； ②为之间，随着增加，浓度增加，会继续与反应转变为，使溶液中元素的浓度上升； ③根据Kb===1.8×10-5，……①。总R浓度为5 mol·L-1，依据物料守恒c(RH+)+c(R)+4c{[ZnR4]2+}=5 mol·L-1，c(RH+)+c(R)= 5 mol·L-1-4×0.07mol·L-1=4.72mol·L-1……②，解得：c(RH+)=0.72 mol·L-1。 9.（2025·广东佛山·摸底）甲酸是最简单的羧酸，可用于制甲酸盐、还原剂、混酸清洗剂等。 （1）甲酸分子中氧原子的价电子排布式为 。 （2）甲酸盐可用于储氢。甲酸与石灰乳作用制取甲酸钙的化学方程式为 。 （3）甲酸水溶液在密封石英管中发生多种分解反应，反应机理及能量关系图如下： ①反应的 (用含的代数式表示) ②关于甲酸水溶液分解体系，说法正确的是 。 A．加快分解产生的速率 B．分解过程涉及极性键的断裂和形成 C．温度升高有利于的分解 D．压强不再改变时，反应体系达到平衡状态 （4）甲酸可与其他有机酸混合作清洗剂，研究混合酸中的微粒数量关系有意义。 时，相同浓度甲酸、丙酸及某羧酸的水溶液中，酸分子的分布随变化曲线如下图所示。 ①往和的混合溶液中加入至 (填“>”“=”或“<”)。 ②酸性强弱判断： (填“>”“=”或“<”)，依据物质结构分析原因为 。 ③将等物质的量浓度等体积的和混合充分，发生的反应为：，求平衡时的转化率 。 【答案】（1） （2） （3） BD （4）= > 和均为一元酸有机酸，中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于中乙基对羧基中氢原子的束缚能力 90.1 【解析】（1）O原子为8号原子，氧原子的价电子排布式为； （2）甲酸与石灰乳发生中和反应制取甲酸钙和水，化学方程式为； （3）①由图知，、、，由盖斯定律得反应的； ②A．由图知，不是HCOOH分解产生H2的催化剂，故不能加能快分解产生的速率，A错误； B．的分解过程涉及键、键的断裂和的形成，键、和都为极性键，B正确 C．由能量关系图知，的分解反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，不利于的分解，C错误； D．分解过程为其他分子数增加的反应，压强不再改变时，反应体系达到平衡状态，D正确； 故选BD。 （4）①由于能与反应生成， 不与反应， ，说明，由电荷守恒得，则； ②和均为一元酸有机酸，中氢原子对羧基中氢原子的束缚能力小于中乙基对羧基中氢原子的束缚能力，故比更容易电离，故酸性>； ③由图知，的电离平衡常数为，结合图中酸分子的分布随变化曲线可知，，同理可得某羧酸的电离平常常数为，则的平衡常数，设和的起始浓度为1mol/L，HCOOH的转化率为x，由三段式为，，解。 10.（2025·广东深圳·一模）世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 （1）CO2与H2反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。已知： CO2(g)+H2(g) = HCOOH(g) △H= 。 （2）“零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。在5MPa下，CO2和H2按物质的量之比1∶ 4进行投料，发生以下反应I和Ⅱ，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。 反应I ：CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  △H1 = +41kJ/mol 反应Ⅱ ：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  △H2 = -49kJ/mol ①图中a代表的物质是 。 ②q曲线在250°C之后随温度升高而增大的原因是 。 （3）雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：(i)CO2(g)=CO2(aq)；(ii)CO2(aq)+H20(l)=H+(aq)+(aq)。25°C时，反应(ii)的平衡常数为K2.溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为xmol·L-1·kPa-1，当大气压强为pkPa，当大气中CO2(g)的物质的量分数为y时(考虑水的电离，水的离子积常数为Kw；忽略的电离)： ①溶液中CO2的浓度c(CO2)aq为 mol/L(写出表达式，以下符号可选用：K2、x、p、y、Kw) ②溶液中H+浓度c(H+)、OH-浓度c(OH-)和浓度c()之间满足等量关系： 。 ③溶液中H+浓度c(H+)为 mol/L(写出表达式，以下符号可选用：K2、x、p、y、Kw) （4）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度下平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1： NH4HCO3(s) = NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)  p1=3×104Pa 。 反应2： 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)  p2= 4×103Pa 该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在： ①算该温度下平衡后刚性密闭容器总压强P总= ，写出计算过程，结果保留三位有效数字(已知： Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②通入NH3，再次平衡后，总压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③缩小体积，再次平衡后，总压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1）-31.4kJ·mol-1 （2）甲醇(或CH3OH) 升温反应I使CO2的平衡转化率增大，反应Ⅱ使之减少，在250℃后反应I起决定作用，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2的转化率增大 （3）pxy c(H+)= c(OH-)+ c() （4）2.54×105Pa 不变 不变 【解析】（1）由图可知，热化学方程式为①CO（g）+H2O（g）HCOOH（g）ΔH=-72.6kJ/mol，②CO2（g）=CO（g）+O2（g）ΔH=+283.0kJ/mol，③O2（g）+H2（g）⇌H2O（g） ΔH=-241.8kJ/mol，根据盖斯定律：①+②+③计算CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（g）的焓变ΔH=-72.6kJ/mol+（+283.0kJ/mol）+（-241.8kJ/mol）=-31.4kJ/mol （2）①反应I是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，则CH3OH的物质的量分数减小，CO的物质的量分数增大，图中a代表的物质是CH3OH。 ②反应I是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，升温反应I使CO2的平衡转化率增大，反应Ⅱ使之减少，在250℃后反应I起决定作用，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2的转化率增大； （3）①溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压×物质的量分数），比例系数为xmol/（L•kPa），当大气压强为pkPa，大气中CO2（g）的物质的量分数为y时，则溶液中CO2的浓度为pxymol/L； ②电荷守恒：正电荷总量=负电荷总量，可得c(H+)= c(OH-)+ c()； ③溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压×物质的量分数），比例系数为xmol/（L•kPa），当大气压强为pkPa，大气中CO2（g）的物质的量分数为y时，则溶液中CO2的浓度为pxymol/L，根据反应CO2 （aq）+H2O（l）H+（aq）+（aq）的平衡常数为K2==，则解得溶液中H+浓度为mol/L； （4）①， ，，，所以总压强为：； ②刚性密闭容器，温度不变，则平衡常数不变，，，再次达到平衡后，气体的分压不变，则总压强不变； ③达平衡后，缩小体积，增大压强，平衡逆向移动，温度不变，化学平衡常数不变，各组分的分压不变，再次平衡后总压强不变。 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 $$