大题03 原理综合题（逐空突破）-【大题精做】冲刺2025年高考化学大题突破+限时集训（广东专用）

大题03 原理综合题 广东高考原理题在近三年中呈现出“稳中求变、注重综合”的特点。2023年试题延续了传统风格，重点考查盖斯定律、图像分析和平衡常数计算，强调基础理论与实际问题的结合。2024年试题在保持稳定的基础上，增加了对催化剂与反应机理的考查，并通过多步反应串联知识点，强化了系统性和综合性。整体来看，试题注重核心素养的考查，强调化学原理在工业生产与科研热点中的应用，同时通过图表分析和数学计算深化对考生高阶思维能力的考查。预计2025年广东高考化学第19题会继续延续之前的风格，热门考点依然涵盖盖斯定律、活化能、反应速率方程与平衡常数等的综合应用。形式上会提供多维度图表（如浓度-时间曲线、分压-温度关系图），要求学生提取关键信息并推导结论。还可能引入新型催化材料（如单原子催化剂）的机理分析，要求学生解释催化效率与结构的关系；或结合碳中和背景，设计涉及电解水制氢、CO2资源化利用的反应原理题，考查多步反应的能量转化与效率计算；可能将电化学（如电解池原理）与反应动力学结合，设计综合性问题；要求用数学工具（如平衡常数与反应商的关系）解决复杂平衡问题，或通过图表拟合反应级数。 常设考向1 反应热的计算及盖斯定律的应用 1．（2024∙广东∙高考真题）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）酸催化下与混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。 反应a： 已知： 则反应a的 。 2．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 （1）催化剂可由加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，过程的焓变为_______(列式表示)。 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。 1．氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。 （1）工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应Ⅲ：    2.（1）大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表: 物质 H2(g) C(石墨,s) C6H6(l) 燃烧热 ΔH( kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3 267.5 则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 　　　　　　　　　　。  3.氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/( kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  4.（1）1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下: ⅰ.(g)+HCl(g)(g)　ΔH1=-271.96 kJ·mol-1 ⅱ.(g)+HCl(g)(g)　ΔH2=-267.80 kJ·mol-1 则1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为　。  5.工业上常用甲烷和水蒸气催化重整制备H2,该工艺同时发生如下反应: 反应Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1 反应Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2 反应Ⅰ和反应Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示,则ΔH1-ΔH2　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  5.（1）绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所示: 已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH1=-41 kJ·mol-1 ②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)　ΔH2=+174.1 kJ·mol-1 反应Ⅰ的热化学方程式为 　。  （2）对废(尾)气中的氮氧化物、CO等进行必要处理,减少它们的排放,让空气更加清洁是环境科学的重要课题之一,也是“打赢蓝天保卫战”的重要举措。 已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ③2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH3=-221.0 kJ·mol-1 若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式: 　　　　　　　　　。  常设考向二 化学平衡状态及移动方向的判断 1.（2024∙广东一模）工业合成氨中，常用亚铜盐的氨水溶液除去原料气中的，反应的离子方程式为，该反应的。其他条件不变时，下列说法正确的有______（填字母）。 A．与的浓度相等时，反应达到平衡 B．平衡后增大的浓度，的转化率增大 C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 D．可采用加热溶液的方法实现的再生 2．（2021∙广东高考真题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1 b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2 c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3 d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4 e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5 （1）根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。 （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率 D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小 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 1．（2024广东大湾区一模）某课题组研究CO2加氢制甲醇。涉及的主要反应有： 反应I：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   反应Ⅳ：   下列有关说法正确的是___________。 A．增压时，的物质的量分数一定增大 B．当甲醇的分压不再改变时，体系达到平衡 C．在恒容密闭容器中充入，反应Ⅲ速率不变 D．升温时，反应Ⅱ逆反应速率加快的程度大于正反应速率 2．甲基叔戊基醚(TAME，简写为T)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，通过甲醇(简写为M)与2-甲基-2-丁烯(简写为A)的液相反应制得。通过控制条件，体系中主要发生如下反应(为2-甲基-1-丁烯的简写，不考虑其他副反应)： 反应 反应ii： 反应iii： 我国学者团队对制备TAME反应的催化剂进行了研究。研究衣明：用不同浓度(13%)的磷钼酸浸渍催化剂，浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为的磷钼酸浸渍催化剂进行了三组实验，得到随时间的变化曲线如图所示。 ①用的磷钼酸浸渍时，在内，的平均生成速率为 。 ②下列仿关说法正确的有 。 A．三组实验中，反应速率都随反应进程一直增大 B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，减小 C．催化剂可加快化学反应速率，提高甲醇的平衡转化率 D．降低温度，反应和ii的正、逆反应速率都减小 E．达到平衡后，加入不变 3.在2 L的密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0体系中,n(NO)随时间的变化如表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/ mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （1）如图表示NO2的变化的曲线是　　　　。0～2 s内,用O2表示的该反应的速率v(O2)=　　　　 mol·L-1·s-1。  （2）能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填字母,下同)。  A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变 C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内密度保持不变 （3）为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是　　　　。  A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度 C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂 4.T ℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。 （1）a、c两点c(NO2)的大小是a　　　　(填“>”“=”或“<”)c。  （2）a点对应的容器,t min内v(NO2)=　　　　(用含字母的代数式表示)。  （3）a、b、c三点中,已达平衡状态的有　　　　。  （4）b点前NO2转化率随容器容积增大而增大的原因是 　。  常设考向三 速率、转化率及平衡常数的计算 1.（2024∙广东∙高考真题）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸(X为A或B)在某非水溶剂中的。 a．选择合适的指示剂HIn，；其钾盐为。 b．向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。 已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。 ①计算 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字) ②在该溶剂中， ； 。(填“>”“<”或“=”) 2．（2021∙广东∙高考真题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1 b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2 c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3 d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4 e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5 （4）设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0=100kPa）。反应a、c、e的ln K随（温度的倒数）的变化如图所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。 ②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。 ③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率。 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=。 1.（2024广东湛江一模）已知可通过下列方法合成尿素： 第一步： 第二步：在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ，在一定条件下反应进行到10 min时，测得和尿素的物质的量均为0.25 mol，15 min后，测得的物质的量为0.1 mol，如图所示。 ①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率，则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为 。 ②反应进行15分钟后，随着时间的变化，尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显，但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变，其主要原因是 ，第一步反应的平衡常数 (列出算式即可)。 2.常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。 已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。 ①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。 ②的平衡常数为 。 ③下列有关说法中，正确的是 。 A．降低pH，有利于生成 B．pH=7时， C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 ④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。 3.T1温度时,在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。实验测得,v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正·c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆·c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表所示。 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/ mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.06 0.06 n(O2)/ mol 0.10 0.05 0.04 0.035 0.03 0.03 （1）0～2 s内该反应的平均速率v(NO)= mol·L-1·s-1。 （2）T1温度时化学平衡常数K=　　　　(结果保留三位有效数字)。  （3）化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=　　　　。若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。  4.氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,但同时又是污染环境的主要物质,研究其转化规律一直是科学家们的研究热点问题。回答下列问题。 （1）某温度下,反应的平衡常数如下: a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g)　K=6.7×1016 b.2NO(g)N2(g)+O2(g)　K=2.2×1030 分解反应趋势较大的反应是　　　　(填“a”或“b”);反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=　　　　　　　(保留两位有效数字)。  （2）已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v正=k1·c2(NO)·c(O2),其中k为速率常数,该反应的历程为 第一步:NO+NON2O2　快速平衡 第二步:N2O2+O22NO2　慢反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中v正=k1·c2(NO),v逆=k1′·c(N2O2)。下列叙述不正确的是　　　　(填字母)。  A.第一步反应的平衡常数K= B.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高 C.v(第一步的正反应)>v(第二步的反应) D.第二步反应中N2O2与O2的碰撞100%有效 （3）在恒温条件下,将2 mol Cl2和1 mol NH3充入某密闭容器中发生反应:2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是　　　(填“A”“B”或“C”)点;计算C点时该反应的压强平衡常数 Kp(C)=　　　　　　MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。  常设考向四 速率、平衡图像的综合分析 1．（2023∙广东∙高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。 （1）某有机物能与形成橙红色的配离子，该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。 ①基态的电子轨道表示式为 。 ②完成反应的离子方程式： （2）某研究小组对（1）中②的反应进行了研究。 用浓度分别为的溶液进行了三组实验，得到随时间t的变化曲线如图。    ①时，在内，的平均消耗速率= 。 ②下列有关说法中，正确的有 。 A．平衡后加水稀释，增大 B．平衡转化率： C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小 D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间： （3）R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：         研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 0 1.00 0 0 a x 0.64 b 0.40 0.60 【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“”表示未检测到。 ①时， 。 ②时，平衡浓度比 。 （4）研究组用吸收光谱法研究了（3）中M与L反应体系。当时，测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时，计算M的平衡转化率 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。    2．（2022·广东·高考真题）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 （2）溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡： (ⅰ)           (ⅱ)             ①下列有关溶液的说法正确的有_______。 A．加入少量硫酸，溶液的pH不变 B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加 C．加入少量溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动 D．加入少量固体，平衡时与的比值保持不变 ②25℃时，溶液中随pH的变化关系如图。当时，设、与的平衡浓度分别为x、y、，则x、y、z之间的关系式为_______；计算溶液中的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 ③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长()取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、不同的稀溶液，测得其A随的变化曲线如图，波长、和中，与的最接近的是_______；溶液从a变到b的过程中，的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 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。 1．（2024广东深圳二模）实验室模拟某含有机酸工业废水的处理过程。 ．利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应： (i) (ii) (iii) （3）根据盖斯定律，反应(有机相)的 。 （4）水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。 已知：。 ①常温下，配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液，分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因 。 ②当所配制的溶液时，随的变化曲线如图所示。 萃取宜在 温度下进行(填“较高”或“较低”)。 经测定，在图中点对应温度下，反应(ii)平衡常数，忽略水相中的电离，则有机相中 ；计算该温度下，反应(iii)的平衡常数 (写出计算过程)。 2.CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加氢反应的热化学方程式如下: 反应Ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH1=+35.2 kJ· mol-1 反应Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-24.7 kJ· mol-1 反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 反应Ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4 CO2催化加氢体系中,部分反应的ln Kp与温度(T)的关系如图1所示: （1）300 K时,反应进行趋势最大的是　　　　(填“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。  （2）图1中Q点时,反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的Kp=　　　　。  （3）实验测得CO2平衡转化率(曲线Y)和平衡时CH3OH的选择性(曲线X)随温度变化如图2所示。CO2加氢制CH3OH时,温度选择510～550 K 的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[已知:CH3OH的选择性=×100%]  （4）510 K时,往刚性容器中通入n mol CO2和一定量H2,t min达到平衡,t min内CH3OH的平均生成速率为　　　　　　　　　 mol·min-1。  3.化工原料丙烯腈()广泛应用于纤维、橡胶及树脂等工业合成生产中。以3-羟基丙酸乙酯()为原料合成丙烯腈,主要反应过程如下: 反应Ⅰ.+H2O(g)　ΔH1>0 反应Ⅱ.+NH3(g)+　ΔH2>0 在盛有催化剂TiO2、压强为80 kPa的恒压密闭容器中按体积比1∶7充入(g)和NH3(g)发生反应,通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示[例如的物质的量分数w%=×100%]。 （1）随着温度的升高,的平衡物质的量分数先增大后减小的原因为     　。  （2）如图2,科学家通过计算得出反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为+NH3(g)+(g),则第二步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;实验过程中未检测到 (g)的原因可能为　 　。  （3）若充入一定量N2(不参与反应)可提高丙烯腈的平衡产率,原因为   　。  4． H2O2俗称双氧水，是常用的绿色氧化剂，在生产和生活中发挥重要的作用。 （1）富勒烯C60颗粒对H2O2液相氧化：SO2具有明显的促进效果，该反应机理和能量变化如下： ①H2O2液相氧化：SO2生成H2SO4的热化学方程式为 。 ②图示历程包含 个基元反应，写出决速步骤的化学方程式 。 ③C60间的作用力是 。 （2） H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化，H2O2去除NO的反应存在平衡： （i） （ii） （iii） （iv） ①上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 （填序号）。 A．其他条件不变时，温度越高，NO的转化率越大 B．加入催化剂，c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变 C．恒温恒压下，充入Ar，平衡（i）、（ii）向正反应方向移动 D．增大H2O2浓度，反应（i）、（ii）、（iii）、（iv）正反应速率都增加 ②一定范围内，催化剂光热协同辅助H2O2降解NO的去除率变化如图甲所示，NO去除率最佳的反应条件为 。 （3）过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)又称固体过氧化氢，是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物。将2Na2CO3∙3H2O2置入真空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： 平衡时的关系如上图乙所示。a点时，该反应的平衡总压= kPa，平衡常数Kp= （列出算式），Kp随温度升高而 （填“增大”、“减少”或“不变”）。 5．某小组探秘人体血液中的运载氧平衡及酸碱平衡，回答下列问题： Ⅰ．人体运载氧平衡及CO中毒、解毒机制。 人体中的血红蛋白（Hb）能被CO结合而失去结合能力，吸入高压氧可以使血红蛋白恢复结合能力，原理如下： ⅰ．     ⅱ．     ⅱ．     ⅳ．     （1） （用含a、b或c的代数式表示）。 （2）也影响Hb结合的能力，反应如下：    ，下列关于该反应的说法正确的是 。 A．当不变时，反应达到平衡 B．若，则该反应任意温度下能自发 C．高氧条件下，血液中浓度增加 D．人体代谢酸增加，该反应K值变大 （3）36.5℃时，氧饱和度[，]与氧气的平衡分压[]关系如下图所示，计算36.5℃时A点反应ⅰ的平衡常数 （写出计算过程；氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替）。 Ⅱ．人体血液中的酸碱平衡。 正常人体血液中主要含有和形成的缓冲溶液，能缓解外界的酸碱影响而保持pH基本不变。正常人体和代谢性酸中毒病人的血气分析结果见表： 项目名称 结果浓度 参考范围 正常人 代谢性酸中毒病人 分压/mmHg 40 50 35～45 24.2 19 23.3～24.8 血液酸碱度（pH） 7.40 7.21 7.35～7.45 （4）37℃时的水解常数，，已知某同学血浆中，写出人体血液中存在的水解平衡方程式 ；请判断该同学血液的pH是否正常 。（填“是”或“否”） （5）人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图： ①当人体摄入酸过多时，肺通过呼吸排出的会 （选填“增加”或“减少”）。 ②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法 。（选填字母） A．口服0.9% KCl溶液                            B．口服5%葡萄糖溶液 C．静脉注射5% 溶液                        D．静脉注射0.9% NaCl溶液 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题03 原理综合题 广东高考原理题在近三年中呈现出“稳中求变、注重综合”的特点。2023年试题延续了传统风格，重点考查盖斯定律、图像分析和平衡常数计算，强调基础理论与实际问题的结合。2024年试题在保持稳定的基础上，增加了对催化剂与反应机理的考查，并通过多步反应串联知识点，强化了系统性和综合性。整体来看，试题注重核心素养的考查，强调化学原理在工业生产与科研热点中的应用，同时通过图表分析和数学计算深化对考生高阶思维能力的考查。预计2025年广东高考化学第19题会继续延续之前的风格，热门考点依然涵盖盖斯定律、活化能、反应速率方程与平衡常数等的综合应用。形式上会提供多维度图表（如浓度-时间曲线、分压-温度关系图），要求学生提取关键信息并推导结论。还可能引入新型催化材料（如单原子催化剂）的机理分析，要求学生解释催化效率与结构的关系；或结合碳中和背景，设计涉及电解水制氢、CO2资源化利用的反应原理题，考查多步反应的能量转化与效率计算；可能将电化学（如电解池原理）与反应动力学结合，设计综合性问题；要求用数学工具（如平衡常数与反应商的关系）解决复杂平衡问题，或通过图表拟合反应级数。 常设考向1 反应热的计算及盖斯定律的应用 1．（2024∙广东∙高考真题）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）酸催化下与混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。 反应a： 已知： 则反应a的 。 【规范答案】 【解题思路】 由已知可得： Ⅰ．，； Ⅱ．，； Ⅲ．，； Ⅳ．，； 由盖斯定律可知，目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应 2．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 （1）催化剂可由加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，过程的焓变为_______(列式表示)。 【规范答案】(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)    【解题思路】设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M   ΔH1=(E1-E2)，M→N   ΔH2=ΔH，N→Y   ΔH3=(E3-E4)1，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。 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。 1．氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。 （1）工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应Ⅲ：    【答案】（1） 【详解】（1）由盖斯定律得则反应，故； 2.（1）大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表: 物质 H2(g) C(石墨,s) C6H6(l) 燃烧热 ΔH( kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3 267.5 则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 　　　　　　　　　　。  【答案】（1）6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1 【解析】（1）根据表格中燃烧热数据可知,存在反应①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,②H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,③C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-3 267.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①×6+②×3-③得反应6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)　ΔH=+49.1 kJ·mol-1。 3.氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/( kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  【答案】+90.8 【解析】根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　ΔH=390.8 kJ·mol-1×3×2-(946 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1×3)=+90.8 kJ·mol-1。 4.（1）1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下: ⅰ.(g)+HCl(g)(g)　ΔH1=-271.96 kJ·mol-1 ⅱ.(g)+HCl(g)(g)　ΔH2=-267.80 kJ·mol-1 则1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为　。  【答案】（1）(g)(g) ΔH=+4.16 kJ·mol-1 【解析】（1）反应ⅱ减去反应ⅰ可得1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为(g)(g)　ΔH=+4.16 kJ·mol-1。 5.工业上常用甲烷和水蒸气催化重整制备H2,该工艺同时发生如下反应: 反应Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1 反应Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2 反应Ⅰ和反应Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示,则ΔH1-ΔH2　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  【答案】> 【解析】根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),平衡常数为,则ln =ln K1-ln K2,结合图像可知,随着温度升高,ln K2减小、ln K1增大,则随着温度升高,ln =ln K1-ln K2>0,反应为吸热反应,则有ΔH1-ΔH2>0。 6.（1）绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所示: 已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH1=-41 kJ·mol-1 ②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)　ΔH2=+174.1 kJ·mol-1 反应Ⅰ的热化学方程式为 　。  （2）对废(尾)气中的氮氧化物、CO等进行必要处理,减少它们的排放,让空气更加清洁是环境科学的重要课题之一,也是“打赢蓝天保卫战”的重要举措。 已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ③2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH3=-221.0 kJ·mol-1 若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式: 　　　　　　　　　。  【答案】（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)　ΔH=+256.1 kJ·mol-1 （2）2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　 ΔH=-746.5 kJ·mol-1 【解析】（1）根据盖斯定律,由②-①×2可得反应Ⅰ的热化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)　ΔH=+256.1 kJ·mol-1。 （2）根据反应的平衡常数表达式K=,可知该反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),根据盖斯定律,由②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-746.5 kJ·mol-1。 常设考向二 化学平衡状态及移动方向的判断 1.（2024∙广东一模）工业合成氨中，常用亚铜盐的氨水溶液除去原料气中的，反应的离子方程式为，该反应的。其他条件不变时，下列说法正确的有______（填字母）。 A．与的浓度相等时，反应达到平衡 B．平衡后增大的浓度，的转化率增大 C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 D．可采用加热溶液的方法实现的再生 【规范答案】CD 【解题思路】A．当浓度不变时反应达到平衡，[Cu(NH3)2]+与[Cu(NH3)3CO]+的浓度相等时，不能确定浓度是否还能改变，故不能判断是否达到平衡，A错误； B．平衡后增大[Cu(NH3)2]+，平衡正反应方向移动，但[Cu(NH3)2]+转化率变小，B错误； C．平衡后加水稀释，温度不变，平衡常数K=不变，c(NH3)变小，p(CO)不变，[Cu(NH3)2]+与[Cu(NH3)3CO]+的浓度之比变大，C正确； D．根据题意可知反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，[Cu(NH3)3CO]+生成[Cu(NH3)2]+，D正确； 故答案为：CD。 2．（2021∙广东高考真题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1 b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2 c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3 d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4 e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5 （1）根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。 （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率 D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小 【规范答案】∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4 AD 【解题思路】（1）根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律则有∆H1=∆H2+∆H3-∆H5=∆H3-∆H4； （2）A．增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增大，A正确； B．移去部分C(s)，没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B错误； C．催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率不变，C错误； D．降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确； 故答案选AD； 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 1．（2024广东大湾区一模）某课题组研究CO2加氢制甲醇。涉及的主要反应有： 反应I：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   反应Ⅳ：   下列有关说法正确的是___________。 A．增压时，的物质的量分数一定增大 B．当甲醇的分压不再改变时，体系达到平衡 C．在恒容密闭容器中充入，反应Ⅲ速率不变 D．升温时，反应Ⅱ逆反应速率加快的程度大于正反应速率 【答案】BC 【解析】A．反应Ⅱ是等体积变化的反应，反应Ⅳ是气体体积减小的反应，增压时反应Ⅳ的平衡正向移动，CO的物质的量分数减小，A错误； B．反应达到平衡时，各物质的浓度、含量均不变，则甲醇的分压不再改变时其浓度不变，体系达到平衡状态，B正确； C．在恒容密闭容器中充入Ar时反应物、生成物的浓度均不变，则反应速率不变化，C正确； D．反应Ⅱ是吸热反应，升高温度时平衡正向移动，即升温时反应Ⅱ逆反应速率加快的程度小于正反应速率，D错误； 故答案为：BC； 2．甲基叔戊基醚(TAME，简写为T)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，通过甲醇(简写为M)与2-甲基-2-丁烯(简写为A)的液相反应制得。通过控制条件，体系中主要发生如下反应(为2-甲基-1-丁烯的简写，不考虑其他副反应)： 反应 反应ii： 反应iii： 我国学者团队对制备TAME反应的催化剂进行了研究。研究衣明：用不同浓度(13%)的磷钼酸浸渍催化剂，浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为的磷钼酸浸渍催化剂进行了三组实验，得到随时间的变化曲线如图所示。 ①用的磷钼酸浸渍时，在内，的平均生成速率为 。 ②下列仿关说法正确的有 。 A．三组实验中，反应速率都随反应进程一直增大 B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，减小 C．催化剂可加快化学反应速率，提高甲醇的平衡转化率 D．降低温度，反应和ii的正、逆反应速率都减小 E．达到平衡后，加入不变 【答案】 BDE 【解析】①磷钼酸浓度越大催化剂催化活性越好，反应速率越快，则曲线I代表的磷钼酸，在内，的平均生成速率为； ②A．三组实验中，磷钼酸的浓度逐渐减少，反应速率都随反应进程一直减小，故A错误； B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，c(A)减小，反应的平衡常数K=不变，则减小，故B正确； C．催化剂可加快化学反应速率，但不能提高甲醇的平衡转化率，故C错误； D．降低温度，反应和ii的正、逆反应速率都减小，故D正确； E．反应iii的平衡常数K= ，达到平衡后，加入M，K值不变，不变，故E正确； 故选BDE。 3.在2 L的密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0体系中,n(NO)随时间的变化如表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/ mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （1）如图表示NO2的变化的曲线是　　　　。0～2 s内,用O2表示的该反应的速率v(O2)=　　　　 mol·L-1·s-1。  （2）能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填字母,下同)。  A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变 C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内密度保持不变 （3）为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是　　　　。  A.及时分离出NO2气体 B.适当升高温度 C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂 【答案】（1）b　0.001 5　（2）BC　（3）C 【解析】（1）根据表格知,随着反应的进行,NO的物质的量减小,则NO2的物质的量逐渐增大,当反应达到平衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.007) mol=0.013 mol,根据反应中NO2和NO的物质的量关系知,平衡状态时生成n(NO2)等于参加反应的n(NO),c(NO2)==0.006 5 mol·L-1,曲线b符合;0～2 s内,v(NO)==0.003 mol·L-1·s-1,v(O2)=v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。（2）A.v(NO2)=2v(O2),没有指明反应方向,不能据此判断反应是否达到平衡状态,错误;B.题给反应是气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状态时,容器内压强保持不变,正确;C.当v逆(NO)∶v正(O2)=2∶1时,反应达到平衡状态,正确;D.根据质量守恒定律知,混合气体质量始终不变,容器的容积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,错误。（3）A.及时分离出NO2气体,平衡向正反应方向移动,但反应速率减小,错误;B.适当升高温度,反应速率增大,但平衡向逆反应方向移动,错误;C.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,正确;D.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,错误。 4.T ℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。 （1）a、c两点c(NO2)的大小是a　　　　(填“>”“=”或“<”)c。  （2）a点对应的容器,t min内v(NO2)=　　　　(用含字母的代数式表示)。  （3）a、b、c三点中,已达平衡状态的有　　　　。  （4）b点前NO2转化率随容器容积增大而增大的原因是 　。  【答案】（1）>　（2） mol·L-1·min-1　（3）ab （4）t min时已经达到平衡状态,增大体积,压强减小,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大 【解析】（1）由图示信息可知,a、c两点NO2的转化率相等,即a、c两点容器中NO2的物质的量相等,但c点容器容积更大,则c点容器中NO2的物质的量浓度更小,即a、c两点c(NO2)的大小是a>c。 （2）由图示信息可知,a点对应的容器容积为V1 L,NO2的转化率为40%,故t min内v(NO2)==== mol·L-1·min-1。 （3）由图示信息可知,增大容器的容积,即减小压强,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,但气体的体积越大,浓度越小,反应速率越小,t min内不能达到平衡状态,NO2的转化率减小,故图中a、b、c三点中,已达平衡状态的有a、b。 （4）由（3）分析可知,b点对应体积是t min内刚好达到平衡状态的体积,即b点之前容器容积更小,即气体的体积更小,浓度更大,反应速率更大,t min 时已经达到平衡状态,增大体积,压强减小,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,b点前NO2的转化率随容器容积增大而增大的原因是t min 时已经达到平衡状态,增大体积,压强减小,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大。 常设考向三 速率、转化率及平衡常数的计算 1.（2024∙广东∙高考真题）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸(X为A或B)在某非水溶剂中的。 a．选择合适的指示剂HIn，；其钾盐为。 b．向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。 已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。 ①计算 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字) ②在该溶剂中， ； 。(填“>”“<”或“=”) 【规范答案】 ＞ ＞ 【解题思路】（3）由变化曲线图可知，当时，，设初始，则初始，转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下： 由，即，解得，则该反应的平衡常数为 解得； ②根据图像可知，当时，设此时转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下： 此时，即，则，则平衡常数，则； 由于，则，。 2．（2021∙广东∙高考真题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1 b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2 c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3 d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4 e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5 （4）设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0=100kPa）。反应a、c、e的ln K随（温度的倒数）的变化如图所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。 ②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。 ③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率。 【规范答案】 ac 68% 【解题思路】①随着温度的升高，反应a和c的ln K增大，说明K的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的ln K减小，说明K的减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应，故答案为ac； ②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式K=； ③由图可知，A处对应反应c的ln K=0，即K==1，解方程的p2(H2)=p(CH4)，已知反应平衡时p(H2)=40kPa，则有p(CH4)=16kPa，且初始状态时p(CH4)=×100kPa=50kPa，故CH4的平衡转化率为×100%=68%； 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=。 1.（2024广东湛江一模）已知可通过下列方法合成尿素： 第一步： 第二步：在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ，在一定条件下反应进行到10 min时，测得和尿素的物质的量均为0.25 mol，15 min后，测得的物质的量为0.1 mol，如图所示。 ①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率，则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为 。 ②反应进行15分钟后，随着时间的变化，尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显，但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变，其主要原因是 ，第一步反应的平衡常数 (列出算式即可)。 【答案】 第一步反应速率较快，15 min内反应达到平衡；尿素与氨基甲酸铵均为液体，其物质的量的变化不会对第一步反应的平衡造成影响 【解析】①用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率，则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率。 ②第一步反应速率较快，15 min内反应达到平衡，随着时间的变化，氨气和二氧化碳的变化很小，第二步反应速率较慢，15分钟反应还未达到平衡，随着时间的变化，尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显；根据“三段式” 可知，平衡时的物质的量为2.2 mol，因为固体或液体纯物质一般不列入平衡常数，则第一步反应的平衡常数。 2.常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。 已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。 ①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。 ②的平衡常数为 。 ③下列有关说法中，正确的是 。 A．降低pH，有利于生成 B．pH=7时， C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大 ④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。 【答案】 BC 3.4 【解析】由图和平衡关系知，当浓度很小时，较大，故Ⅰ为，随着得增大，正向移动，减小，增大，故Ⅱ为，由此得Ⅲ为，Ⅳ为；②的平衡常数为；③A.降低pH，氢离子浓度增大，由于不变，故浓度减小，平衡逆向移动，不利于生成，A错误；B.pH=7时，，由图知，此时，B正确；C.平衡后加水稀释，减小，故与的浓度之比增大，C正确；④a点时，微粒和可以忽略，和的浓度相同，故，得出，，得出，。 3.T1温度时,在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。实验测得,v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正·c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆·c2(NO2),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表所示。 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/ mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.06 0.06 n(O2)/ mol 0.10 0.05 0.04 0.035 0.03 0.03 （1）0～2 s内该反应的平均速率v(NO)= mol·L-1·s-1。 （2）T1温度时化学平衡常数K=　　　　(结果保留三位有效数字)。  （3）化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=　　　　。若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。  【答案】（1）0.03　（2）363　（3）　> 【解析】（1）0～2 s内反应的平均速率v(NO)==0.03 mol·L-1·s-1。 （2）　　　　　　2NO(g)+O2(g)2NO2(g) n(始)/mol 0.20 0.10 0 n(转)/mol 0.14 0.07 0.14 n(平)/mol 0.06 0.03 0.14 所以K=≈363。 （3）v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正·c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆·c2(NO2),可逆反应达到化学平衡时,同一物质表示的v正=v逆,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,所以k正·c2(NO)·c(O2)=k逆·c2(NO2),则==K。若将容器的温度改变为T2时,其k正=k逆,则K==1<363,说明平衡逆向移动,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以T2>T1。 4.氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,但同时又是污染环境的主要物质,研究其转化规律一直是科学家们的研究热点问题。回答下列问题。 （1）某温度下,反应的平衡常数如下: a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g)　K=6.7×1016 b.2NO(g)N2(g)+O2(g)　K=2.2×1030 分解反应趋势较大的反应是　　　　(填“a”或“b”);反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=　　　　　　　(保留两位有效数字)。  （2）已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v正=k1·c2(NO)·c(O2),其中k为速率常数,该反应的历程为 第一步:NO+NON2O2　快速平衡 第二步:N2O2+O22NO2　慢反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中v正=k1·c2(NO),v逆=k1′·c(N2O2)。下列叙述不正确的是　　　　(填字母)。  A.第一步反应的平衡常数K= B.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高 C.v(第一步的正反应)>v(第二步的反应) D.第二步反应中N2O2与O2的碰撞100%有效 （3）在恒温条件下,将2 mol Cl2和1 mol NH3充入某密闭容器中发生反应:2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是　　　(填“A”“B”或“C”)点;计算C点时该反应的压强平衡常数 Kp(C)=　　　　　　MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。  【答案】（1）b　3.3×1013　（2）D （3）B　0.5 【解析】（1）平衡常数越大,反应程度越大,b的平衡常数比a的大,故b的分解反应趋势较大;反应b-a得到2NO(g)+O2(g)2NO2(g),则反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=≈3.3×1013。 （2）A项,第一步反应的平衡常数K=,平 衡时v正=k1·c2(NO)=v逆=k1′·c(N2O2),则 K==,正确;B项,第二步反应比第一步反应难,则第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高,正确;C项,第一步的正反应是快反应,第二步的反应是慢反应,v(第一步的正反应)>v(第二步的反应),正确;D项,第二步反应是慢反应,说明N2O2与O2的有效碰撞几率较小,不可能达到100%,错误。 （3）根据平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系,可知B点HCl的物质的量浓度最大,Cl2转化率最高;设反应的NH3的物质的量为 x mol,列三段式 　　　　2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g) 起始量/mol 2 1 0 0 变化量/mol 2x x x 2x 平衡量/mol 2-2x 1-x x 2x C点Cl2的物质的量浓度等于HCl的物质的量浓度,则2-2x=2x,解得x=0.5,反应后气体总物质的量为(3-3x+2x)mol=2.5 mol,总压强为10 MPa,则平衡常数Kp(C)== =0.5 MPa-1。 常设考向四 速率、平衡图像的综合分析 1．（2023∙广东∙高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。 （1）某有机物能与形成橙红色的配离子，该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。 ①基态的电子轨道表示式为 。 ②完成反应的离子方程式： （2）某研究小组对（1）中②的反应进行了研究。 用浓度分别为的溶液进行了三组实验，得到随时间t的变化曲线如图。    ①时，在内，的平均消耗速率= 。 ②下列有关说法中，正确的有 。 A．平衡后加水稀释，增大 B．平衡转化率： C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小 D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间： （3）R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：         研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 0 1.00 0 0 a x 0.64 b 0.40 0.60 【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“”表示未检测到。 ①时， 。 ②时，平衡浓度比 。 （4）研究组用吸收光谱法研究了（3）中M与L反应体系。当时，测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时，计算M的平衡转化率 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。    【规范答案】（1）    HNO2 （2） A、B （3） 0.36 3：4或0.75 （4）98% 【解题思路】（1）①基态的电子轨道表示式为  ； ②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。 （2）①浓度分别为的溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；时，在内，观察图像可知的平均消耗速率为； ②A．对于反应HNO2，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动，含量增加，含量减小，增大，A正确； B．浓度增加，转化率增加，故，B正确； C．观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C错误； D．硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故，D错误； 故选AB。 （3）①时，，且=0.64，得x=0.36； ②相比于含有两个配体，则与的浓度比应为相对峰面积S的一半与的相对峰面积S之比，即。 （4）；，由L守恒可知，则；则M的转化率为。 2．（2022·广东·高考真题）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 （2）溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡： (ⅰ)           (ⅱ)             ①下列有关溶液的说法正确的有_______。 A．加入少量硫酸，溶液的pH不变 B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加 C．加入少量溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动 D．加入少量固体，平衡时与的比值保持不变 ②25℃时，溶液中随pH的变化关系如图。当时，设、与的平衡浓度分别为x、y、，则x、y、z之间的关系式为_______；计算溶液中的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 ③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长()取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、不同的稀溶液，测得其A随的变化曲线如图，波长、和中，与的最接近的是_______；溶液从a变到b的过程中，的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【规范答案】（2）  BD          当溶液pH=9时，，因此可忽略溶液中 即=0.20 反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7 联立两个方程可得=6.0×10-4mol/L     λ3     增大 【解题思路】（2）①K2Cr2O7溶液中存在平衡：(i)、(ii)。 A．向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H+)增大，(ii)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减弱改变量，平衡后，溶液中c(H+)依然增大，因此溶液的pH将减小，故A错误； B．加水稀释过程中，根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知，(i)和(ii)的平衡都正向移动，两个平衡正向都是离子数增大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故B正确； C．加入少量NaOH溶液，(ii)正向移动，溶液中将减小，(i)将正向移动，故C错误； D．平衡(i)的平衡常数K1=，平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量K2Cr2O7溶液，不变，故D正确； 综上所述，答案为：BD。 ②0.10mol/L K2Cr2O7溶液中，Cr原子的总浓度为0.20mol/L，当溶液pH=9.00时，溶液中Cr原子总浓度为=0.20mol/L，、与的平衡浓度分别为x、y、z mol/L，因此=0.10；由图8可知，当溶液pH=9时，，因此可忽略溶液中，即=0.20，反应(ii)的平衡常数K2===3.3×10-7，联立两个方程可得=6.0×10-4mol/L。 ③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH越大，溶液中越大，混合溶液在某一波长的A越大，溶液的pH越大，溶液中越大，因此与的λmax最接近的是λ3；反应(i)的平衡常数K1= ，反应(ii)的平衡常数K2=，= = ，因此= ，由上述分析逆推可知，b>a，即溶液pH从a变到b的过程中，溶液中c(H+)减小，所以的值将增大。 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。 1．（2024广东深圳二模）实验室模拟某含有机酸工业废水的处理过程。 ．利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应： (i) (ii) (iii) （3）根据盖斯定律，反应(有机相)的 。 （4）水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。 已知：。 ①常温下，配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液，分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因 。 ②当所配制的溶液时，随的变化曲线如图所示。 萃取宜在 温度下进行(填“较高”或“较低”)。 经测定，在图中点对应温度下，反应(ii)平衡常数，忽略水相中的电离，则有机相中 ；计算该温度下，反应(iii)的平衡常数 (写出计算过程)。 【答案】（3） （4） 升高，反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，平衡分配比下降 较低 图中点，lgD=1.0，则；反应(ii)平衡常数，则，，忽略水相中的电离，则，故，，反应(iii)的平衡常数为 【解析】（3）由盖斯定律可知，2×(ii)+ (iii)-2×(i)得反应(有机相)，则； （4）①升高，促使反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，使得有机相中HR减小，平衡分配比下降； ②由图可知，萃取宜在较低温度下进行，此时值较大，萃取效果较好。 图中点，lgD=1.0，则；反应(ii)平衡常数，则，，忽略水相中的电离，则，故，，反应(iii)的平衡常数为。 2.CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加氢反应的热化学方程式如下: 反应Ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH1=+35.2 kJ· mol-1 反应Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-24.7 kJ· mol-1 反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 反应Ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4 CO2催化加氢体系中,部分反应的ln Kp与温度(T)的关系如图1所示: （1）300 K时,反应进行趋势最大的是　　　　(填“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。  （2）图1中Q点时,反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的Kp=　　　　。  （3）实验测得CO2平衡转化率(曲线Y)和平衡时CH3OH的选择性(曲线X)随温度变化如图2所示。CO2加氢制CH3OH时,温度选择510～550 K 的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[已知:CH3OH的选择性=×100%]  （4）510 K时,往刚性容器中通入n mol CO2和一定量H2,t min达到平衡,t min内CH3OH的平均生成速率为　　　　　　　　　 mol·min-1。  【答案】（1）Ⅳ　（2）1　（3）温度过低合成甲醇的速率较小,温度过高甲醇的选择性急剧降低　（4） 【解析】（1）ln Kp越大表示反应进行的趋势越大,故300 K时,反应进行趋势最大的为Ⅳ。 （2）反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)可由反应Ⅳ×2-反应Ⅱ×2得到,而Q点刚好是图中反应Ⅳ和反应Ⅱ相交的点,即Kp2=Kp4,该反应的Kp可由反应Ⅳ和反应Ⅱ的Kp得到,Kp==1。 （3）温度过低合成甲醇的速率较小,温度过高甲醇的选择性急剧降低。 （4）510 K时,CO2平衡转化率为40%,且CH3OH选择性为80%,故转化为CH3OH的物质的量为40%×80%×n mol=0.32n mol,t min内CH3OH的平均生成速率为 mol·min-1。 3.化工原料丙烯腈()广泛应用于纤维、橡胶及树脂等工业合成生产中。以3-羟基丙酸乙酯()为原料合成丙烯腈,主要反应过程如下: 反应Ⅰ.+H2O(g)　ΔH1>0 反应Ⅱ.+NH3(g)+　ΔH2>0 在盛有催化剂TiO2、压强为80 kPa的恒压密闭容器中按体积比1∶7充入(g)和NH3(g)发生反应,通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示[例如的物质的量分数w%=×100%]。 （1）随着温度的升高,的平衡物质的量分数先增大后减小的原因为     　。  （2）如图2,科学家通过计算得出反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为+NH3(g)+(g),则第二步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;实验过程中未检测到 (g)的原因可能为　 　。  （3）若充入一定量N2(不参与反应)可提高丙烯腈的平衡产率,原因为   　。  【答案】（1）反应Ⅰ和反应Ⅱ都是吸热反应,温度升高,平衡都正向移动;温度较低时,反应Ⅰ正向进行的程度大,的物质的量分数增大;温度较高时,反应Ⅱ正向进行的程度增大,的物质的量分数减小 （2） +H2O(g)　第二步反应非常快 （3）反应Ⅱ正反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,降低各气体分压(相当于扩大容器容积),会使反应Ⅱ的平衡正向移动 【解析】（1）反应Ⅰ和反应Ⅱ都是吸热反应,温度升高,平衡都正向移动;温度较低时,反应Ⅰ正向进行的程度大,的物质的量分数增大;温度较高时,反应Ⅱ正向进行的程度增大,的物质的量分数减小 （2）第二步反应化学方程式=总反应-第一步反应化学方程式,则第二步反应的化学方程式为+H2O(g);第二步反应的活化能小于第一步的,则第二步反应的速率远大于第一步的速率,故实验过程中未检测到。 （3）反应Ⅱ正反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,降低各气体分压(相当于扩大容器容积),会使反应Ⅱ的平衡正向移动 4． H2O2俗称双氧水，是常用的绿色氧化剂，在生产和生活中发挥重要的作用。 （1）富勒烯C60颗粒对H2O2液相氧化：SO2具有明显的促进效果，该反应机理和能量变化如下： ①H2O2液相氧化：SO2生成H2SO4的热化学方程式为 。 ②图示历程包含 个基元反应，写出决速步骤的化学方程式 。 ③C60间的作用力是 。 （2） H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化，H2O2去除NO的反应存在平衡： （i） （ii） （iii） （iv） ①上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 （填序号）。 A．其他条件不变时，温度越高，NO的转化率越大 B．加入催化剂，c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变 C．恒温恒压下，充入Ar，平衡（i）、（ii）向正反应方向移动 D．增大H2O2浓度，反应（i）、（ii）、（iii）、（iv）正反应速率都增加 ②一定范围内，催化剂光热协同辅助H2O2降解NO的去除率变化如图甲所示，NO去除率最佳的反应条件为 。 （3）过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)又称固体过氧化氢，是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物。将2Na2CO3∙3H2O2置入真空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： 平衡时的关系如上图乙所示。a点时，该反应的平衡总压= kPa，平衡常数Kp= （列出算式），Kp随温度升高而 （填“增大”、“减少”或“不变”）。 【答案】（1） H2O2(ag)+SO2(g)=H2SO4(ag)  △H=-98.72kJ∙mol-1 3 分子间作用力（或范德华力） （2） BD 110℃，5%H2O2 （3） 12 增大 【详解】（1）①从始态和终态看，H2O2液相氧化SO2生成H2SO4，放热98.72kJ，则热化学方程式为H2O2(aq)+SO2(g)=H2SO4(aq)  △H=-98.72kJ∙mol-1。 ②从图中可以看出，图示历程包含3个基元反应，其中第三个反应的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤，化学方程式为。 ③C60为单质分子，不能形成分子间的氢键，则作用力是分子间作用力（或范德华力）。 （2）H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化，H2O2去除NO的反应存在平衡： （i） （ii） （iii） （iv） ①A．其他条件不变时，温度越高，反应物H2O2分解的程度越大，NO的转化率越小，A不正确； B．加入催化剂，加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但反应物的转化率不受影响，所以c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变，B正确； C．恒温恒压下，充入Ar，相当于减小压强，减小各物质的浓度，平衡(ii)向逆反应方向移动，从而引起反应(i)向逆反应方向移动，C不正确； D．增大H2O2浓度，反应(i)、(ii)、(iii)、(iv)的反应物浓度增大，则正反应速率都增加，D正确； 故选BD。 ②一定范围内，从催化剂光热协同辅助H2O2降解NO的去除率变化图甲可以看出，NO去除率最高的点温度为110℃，H2O2的浓度为5%H2O2，则NO去除率最佳的反应条件为110℃，5%H2O2。 （3）从图中可以看出，a点时，=4.0kPa，则=8.0kPa，该反应的平衡总压=4.0kPa+8.0kPa=12kPa，平衡常数Kp===，升高温度，增大，则Kp随温度升高而增大。 5．某小组探秘人体血液中的运载氧平衡及酸碱平衡，回答下列问题： Ⅰ．人体运载氧平衡及CO中毒、解毒机制。 人体中的血红蛋白（Hb）能被CO结合而失去结合能力，吸入高压氧可以使血红蛋白恢复结合能力，原理如下： ⅰ．     ⅱ．     ⅱ．     ⅳ．     （1） （用含a、b或c的代数式表示）。 （2）也影响Hb结合的能力，反应如下：    ，下列关于该反应的说法正确的是 。 A．当不变时，反应达到平衡 B．若，则该反应任意温度下能自发 C．高氧条件下，血液中浓度增加 D．人体代谢酸增加，该反应K值变大 （3）36.5℃时，氧饱和度[，]与氧气的平衡分压[]关系如下图所示，计算36.5℃时A点反应ⅰ的平衡常数 （写出计算过程；氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替）。 Ⅱ．人体血液中的酸碱平衡。 正常人体血液中主要含有和形成的缓冲溶液，能缓解外界的酸碱影响而保持pH基本不变。正常人体和代谢性酸中毒病人的血气分析结果见表： 项目名称 结果浓度 参考范围 正常人 代谢性酸中毒病人 分压/mmHg 40 50 35～45 24.2 19 23.3～24.8 血液酸碱度（pH） 7.40 7.21 7.35～7.45 （4）37℃时的水解常数，，已知某同学血浆中，写出人体血液中存在的水解平衡方程式 ；请判断该同学血液的pH是否正常 。（填“是”或“否”） （5）人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图： ①当人体摄入酸过多时，肺通过呼吸排出的会 （选填“增加”或“减少”）。 ②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法 。（选填字母） A．口服0.9% KCl溶液                            B．口服5%葡萄糖溶液 C．静脉注射5% 溶液                        D．静脉注射0.9% NaCl溶液 【答案】（1） （2）BC （3）2 （4） （5） 增加 C 【解析】（1）根据盖斯定律可知，=2+= （2）A．对于平衡，当不变时，不能说明反应达到平衡，比如外界加入某一物质可以始终维持浓度之比不变，或如急速冷却、大量稀释等方法停止反应，浓度比仍然不变，不能确为平衡状态， A错误； B．该反应ΔS>0，且由公式ΔG=ΔH-TΔS可知,当ΔH<0和ΔS>0时，即ΔG<0在任意温度下能自发，B正确； C．高氧条件下，结合平衡，平衡逆向移动，血液中浓度增加，C正确； D．K只与温度有关，该反应K值不变，D错误； 故选BC。 （3）反应ⅰ，平衡常数，根据A点=96%，得=；氧气的平衡分压为12kPa；代入K==2； （4）水解平衡方程式：；； 由=20×，得出c(H+)==10-7.4，该同学血液的pH=7.4属于正常； （5）人体摄入酸过多时与H+作用，肺通过呼吸排出的增加；对于重度代谢性酸中毒的病人应该减少H+，选用NaHCO3，故选 C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$