题型15 化学反应原理综合（题型专练）（天津专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型15 化学反应原理综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 考向02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算【重难】 考向03 有关分压平衡常数(Kp)计算【重难】 考向04 有关温度、压强影响的平衡图像分析 考向05 有关选择最佳反应条件的平衡图像 考向06 有关转化率、产率变化分析的平衡图像【重难】 考向07 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算【重难】 考向08 溶度积( Ksp)的相关计算【重难】 考向09 有关电极反应式的书写【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “化学反应原理综合” 是高考化学必考题中的核心压轴题型，覆盖化学热力学、动力学、水溶液三大核心模块。该题型是检验学生对化学变化本质规律理解、数据处理能力、逻辑推理能力的核心载体，贯穿 “宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想” 的化学核心素养，是区分中等生与高分生的关键题型。 以真实化学情境（工业生产、环境治理、能源转化、实验探究）为载体，通过 “反应热计算→化学反应速率与平衡→水溶液中的离子平衡” 的逻辑链，考查学生对化学反应原理的综合应用能力。命题本质是 “多原理融合的问题解决”，强调 “基于数据和图表的证据推理”，核心逻辑链为：情境信息→原理应用→数据处理→结论推导。 考向01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 【例1-1】（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)反应：的 。 【例1-2】（2025·天津武清·模拟预测）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/kJ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将1 mol空气和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为V L的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i． ii． ① 。 1．热化学方程式的书写方法 2．．根据盖斯定律进行计算 （1）计算步骤 （2）ΔH与书写方式的关系 ①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝0，K正·K逆＝1 ②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为n次方倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝ 3．常用关系式 热化学方程式 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 4．ΔH的三种计算式 (1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) (2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 ①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断 分子式 Cl2 O2 N2 H2O H2O2 CO2 结构式 Cl－Cl O＝O N≡N H－O－H H-O-O-H O＝C＝O 分子式 HCN NH3 CH4 C2H4 C2H6 N2H4 结构式 H－C≡N ②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄（As4S4） P4O10 S8单质 N4分子 P4O6 结构 键数 12个P-S键 2个P＝S键 2个As-As键 8个S-As键 4个P＝O键 12个P－O键 8个S－S键 6个N－N键 12个P－O键 ③特殊物质：选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO2 石墨 结构 键数/mol 6 2 2 4 1.5 (3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 【变式1-1】（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银()与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (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。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 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．升高温度反应i速率加快，反应ii速率减慢 c．   【变式1-2】（2025·天津·二模）2024年中国甲醇产业大会在江西举行。甲醇是全球公认最有效的能够垂直替代柴油的能源，极有可能成为破解能源安全和双碳难题的“超级燃料”。请回答下列问题： Ⅰ．工业上用天然气为原料，分为两个阶段制备甲醇： ①制备合成气： ②合成甲醇： (1)制备合成气：工业生产中为解决合成气中过量而CO不足的问题，原料气中需添加，发生反应③：，二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为 。 考向02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 【例2-1】（2024·天津·高考真题）是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制。 I．的结构 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是 (填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是 ；p点之后的生成速率降低，主要原因是 。 【例2-2】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为 (填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的 (填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是 (填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 1．有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g) (1)计算公式：v(A)＝ (2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d (3)注意事项 ①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体 ②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值 2．化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L 　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx  nx px qx 平衡/mol a－mx  b－nx px qx 平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中) 反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 3．化学反应速率常数及应用 (1)速率常数含义：反应速率常数(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，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 (2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数 (3)速率方程 ①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 ②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数) 如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。 (4)速率常数与化学平衡常数之间的关系 ①K与k正、k逆的关系 对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)， 则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数) v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即： ②Kp与k正、k逆的关系 以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝ 【变式2-1】（2025·天津滨海新·三模）尿素[CO(NH2)2]的合成与发展体现了化学科学与技术的不断进步。 I. 将2molNH3和1mol CO2充入1L 恒容密闭容器中，在一定温度和压强下合成尿素：。 (2)下图是不同条件下CO(NH2)2体积分数与压强、温度的关系[不考虑催化剂活性变化]。 ①代表CO(NH2)2随温度变化的曲线是 (填“a”或“b”)，判断理由是 。 ②520℃下该反应的平衡常数 k= 。 ③实验测得：=c²(NH3)·c(CO2)， =c[CO(NH2)2]·c(H2O)，、为速率常数。若改变温度为T℃，平衡时 则 T 520℃(填“大于”或“小于”)。 【变式2-2】（2025·天津北辰·三模）I．将一定量的A、B加入一恒容密闭容器中发生反应，忽略固体体积，平衡时A 的转化率(%)随温度和压强的变化如表所示， 回答下列问题： (1)若a<b，则C的状态为 (填“固”或“气”)态，该反应的反应热ΔH 0(填“<”或“>”)， 该温度下反应 (填“能”或“不能”)自发进行。 (2)若e=f，1000℃ 时，将2molA、2molB充入1L的恒容容器中，10分钟达平衡。 ①从开始到恰好平衡时，B 的反应速率为 mol/(L·min)，反应的平衡常数的值为 。 ②平衡后，固定容器的容积不变；将A、B各增加1mol，达到新平衡后A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，第二次平衡后若A、C 分别再增加1mol、1mol， 此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。 考向03 有关分压平衡常数（(Kp）的计算 【例3-1】（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (3)在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。 ①0~20min内 。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数 。 ③平衡时的选择性= 。 (的选择性=) 【例3-2】（2025·天津·二模）二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物，从而实现碳的循环再利用。 (1)以为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行： Ⅰ、 Ⅱ、 加氢合成乙烯的热化学反应方程式为： 。 (2)以为原料催化加氢合成乙醇，其反应原理为：，向密闭容器中充入和，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。 ①温度 （填“大于”、“小于”或“等于”）。 ②某温度下，反应达到平衡状态X点，若在X点对反应容器降温，同时缩小体积使体系压强增大，重新达到平衡状态时，可能是图中A~F点中的 点。 ③在温度下，压强恒定为2MPa，反应达到平衡状态时的压强平衡常数 （是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。在相同的条下，若初始向密闭容器中充入的是和，则达到平衡状态时，的体积分数 25%（填“大于”、“小于”或“等于”）。 1．分压平衡常数(Kp) (1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa (2)分压定律 ①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝ ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B) 则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数 (3)分压平衡常数Kp (只受温度影响) 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压 幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下： ，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 2．Kp计算的两种类型 类型1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 第一步：根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数) 第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 类型2．直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g) p(始)： p0 3p0 0 Δp： p 3p 2p p(平)： p0－p 3p0－3p 2p Kp＝ 【变式3-1】（2025·天津·模拟预测）江南大学某团队开发了一种新型铑基单原子催化体系，实现了(或)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：； 反应2：。 回答下列问题： (4)某温度下，向恒容密闭容器充入和，起始压强为。发生上述反应1和2，达到平衡时测得转化率为为。反应2的平衡常数为 (只列计算式，已知：用分压计算的平衡常数为，分压等于总压×物质的量分数)。 【变式3-2】（2025·天津和平·一模）用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题： (3)用还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。 ①低于时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是 。 ②下，向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入，起始压强为，主要发生反应：。该反应达到平衡时，，的转化率为80%，则初始时 ，该反应的分压平衡常数中 。(分压=总压×物质的量分数，忽略副反应)。 考向04 有关温度、压强影响的平衡图像分析 【例4-1】（24-25高三上·天津红桥·期末）二甲醚()是一种洁净液体燃料，工业上以CO和为原料生产。制备二甲醚在催化反应室中(压强：2.0~10.0MPa，温度：230~280℃)进行下列反应： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)①在该条件下，若反应i的起始浓度分别为mol·L-1，mol·L-1，8min后CO的转化率为40%，则8min内CO的平均化学反应速率为 。 ②针对反应ⅰ进行研究，在容积可变的密闭容器中，充入nmolCO和2nmol进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得CO平衡转化率与温度的变化如图所示，图中X代表 (填“温度”或“压强”)。 容器的容积：a点 b点(填“>”“<”或“=”)。 【例4-2】（2025·天津河西·三模）通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为乙醇、甲酸等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 Ⅰ．江南大学某团队开发了一种新型佬基单原子催化体系(LiI，Rh1/CeTiOx)，实现了CO2(或CH3OH)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH1； 反应2：CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH2，回答下列问题： (1)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，发生上述反应。下列叙述不正确的是 。 a．总压强不随时间变化时达到平衡状态 b．增大催化剂质量、反应速率一定增大 c．达到平衡时，1<<3 (2)在恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化剂(Cat1和Cat2)作用下，仅发生反应1，实验测得单位时间内CO2的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效能较高的是 (填“Cat1”或“Cat2”)。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1变化的原因可能是 。 1．影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 (2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响 ①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动 ②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、 V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动 2．掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 (1)速率—时间图——注意断点 t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率 (3恒压(温)线——定一议二 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响 【答题模板及剖析】 恒压线(恒温线) 答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果) 答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论) 经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________ 标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高 【变式4-1】（2025·天津武清·一模）达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用可以合成生物质能源中断： 反应1： 反应2： 反应3： (4)时，在密闭容器甲、乙中，分别充入 和 ，它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1.测得平衡转化率与压强关系如图所示。 ①使用了水分子筛的容器是 (填“甲”或“乙”)。 ②M点 。 【变式4-2】（24-25高三下·天津武清·开学考试）综合利用CO2对完成“碳中和”的目标有重要意义。 (1)合成乙醇：向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入1.0molCO2(g)和3.0molH2(g)，在催化剂X、Y的催化下发生反应。测得5min时，CO2转化率与温度的变化关系如图甲所示。 时，a点对应容器在0~5min内的平均反应速率 。 ②该反应适宜选用的催化剂为 (填“X”或“Y”)，高于时，d点以后两条线重合的原因是 。 (2)合成二甲醚： 反应I： 反应Ⅱ： 在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图乙所示。其中：的选择性=×100% ①温度高于平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 时，起始投入在催化剂作用下与反应一段时间后，测得平衡转化率为40%，的选择性为50%(图中A点)，达到平衡时反应Ⅱ理论上消耗H2的物质的量为 mol。不改变反应时间和温度，一定能提高选择性的措施有 。 ③合成二甲醚时较适宜的温度为：其原因是 。 考向05 有关选择最佳反应条件的平衡图像 【例5-1】（2023·天津·高考真题）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。 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 。 【例5-2】（24-25高三上·天津和平·期末）探究合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高的产率。以为原料合成涉及的主要反应如下： I． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： (2)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择的反应条件为 (填标号)。 a．低温、高压      b．高温、低压      c．低温、低压      d．高温、高压 (3)不同压强下，按照投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 其中纵坐标表示平衡转化率的是图 填“甲”或“乙”)；压强由大到小的顺序为 ；图乙中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （1）温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 ②尽可能选择催化剂的最大温度 （2）压强 ①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大 ②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本 （3）催化剂 ①选用催化效率高的催化剂 ②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性 （4）浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。 （5）反应热的综合利用：一般采用热交换器 （6）反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率 2．工业合成氨生产条件的选择 （1）合成氨生产的要求。 ①反应要有较快的反应速率。 ②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 （2）合成氨生产条件的选择依据。 ①化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。②合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。 （3）选择合成氨生产条件的理论分析。 外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在700 K左右（且在此温度时催化剂的活性最大） 催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为1∶2.8的投料比，并且及时将氨气从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 【变式5-1】（24-25高三上·天津·期末）“液体阳光”工程是指通过太阳能、风能产生的电力电解水制得绿氢，再将绿氢与转化为等液体燃料的过程，可推动碳中和。反应可以通过以下步骤实现，反应能量变化如图1所示。 反应①： 反应②： 总反应： (5)将和按物质的量之比混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应①和反应②。在不同条件下，相同时间内气相催化合成过程中选择性和产率随温度变化曲线如图2所示。已知：的选择性 图2 在上述条件下合成甲醇的最优工业条件是___________(填序号)。 A．210℃ B．230℃ C．催化剂 D．催化剂CTZ (6)温度从210℃上升到230℃过程中，虽然甲醇的选择性下降，但产率却上升，其原因是 ；从化学平衡移动的角度解释，随着温度继续升高，甲醇产率下降的可能原因是 。 【变式5-2】（2025·天津·模拟预测）化学工业在碳中和领域起着重要作用，目前对二氧化碳的综合利用有多种途径。 途径一：将工业废气中的二氧化碳转化为甲烷，原理如下： 反应i   途径二：二氧化碳和氢气合成甲醇，原理如下： 反应ii   反应iii   请回答下列问题： (5)一定条件下研究途径一，相同时间内测得甲烷产率与催化剂、温度变化关系如下图所示。则反应i最适宜的催化剂和反应温度是 。 考向06 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 【例6-1】（2022·天津·高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。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，改进了湿法脱硫工艺。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      回答下列问题： (2)研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入，测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是 (填“A”、“B”或“C”)。 【例6-2】（24-25高三下·天津·开学考试）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，如何降低空气中二氧化碳的含量是当前研究热点。其中可利用多种方法将CO2转化成甲醇。 方法1：CO2催化加级制甲醇。 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： 反应i： 反应ⅱ： (4)现研究温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁，该膜能选择性的让极性更强的产物分子通过)对甲醇平衡产率的影响。将CO2和H2初始投料分别按1.0mol∙L-1和4.0 mol∙L-1充入恒容容器中，温度及分子筛膜对甲醇平衡产率的影响如图所示。 其他条件不变，甲醇的平衡产率有分子筛膜的总是高于没有分子筛膜的，其原因可能是 。 方法Ⅱ：电化学法制甲醇。 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 如果平衡向正反应方向移动，反应物转化率一定会增大吗?不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析: 【变式6-1】（24-25高三上·天津南开·期末）根据要求回答下列问题： (1)与比较，键角较小的是 。 (2)热分解处理的原理：  。不同温度和压强下，于恒容密闭容器中的平衡转化率变化如图所示。此反应中的状态为 ； 0(填“>”或“<”)，该反应自发进行的条件为 。 (3)常温下，溶液中含硫微粒的物质的量分数随变化如下图所示： ①代表的物质的量分数随变化的曲线为 (填“”“”或“”)。 ②的电离常数，。写出用溶液吸收的离子方程式： 。 ③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M。溶液M中 。 【变式6-2】（24-25高三上·天津·期末）化学工业在碳中和领域起着重要作用，目前对二氧化碳的综合利用有多种途径。 途径一：将工业废气中的二氧化碳转化为甲烷，原理如下： 反应i    途径二：二氧化碳和氢气合成甲醇，原理如下： 反应ii    反应iii    请回答下列问题： (5)一定条件下研究途径一，相同时间内测得甲烷产率与催化剂、温度变化关系如下图所示。则反应i最适宜的催化剂和反应温度是 。 (6)在某密闭容器中通入与各3.0mol，一定条件下发生反应：，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。则化学反应速率 (填“<”“=”或“>”，下同)， 。 考向07 电解 质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 【例7-1】（2022·天津·高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。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，改进了湿法脱硫工艺。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      回答下列问题： (3)的电离方程式为 。25℃时，溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算，的 ， 。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于 (已知25℃时，FeS的为)。 【例7-2】（2025·天津·模拟预测）当今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。 I．捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。 (1)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。 A．K2CO3 B．CaO C．Na2SO4 D．NH4Cl (2)已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10-5，H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收，工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2，所得溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。烟气需冷却至20℃左右的可能原因是 。 1．电离常数与水解常数的关系　 (1)电离常数表达式 ①一元弱酸(HA)： HAH+＋A－ ②二元弱酸(H2A)：H2AH+＋HA－ HA—H+＋A2－ ③一元弱碱(BOH)：BOHB+＋OH－ (2)电离常数(K电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA为例 25 ℃，c mol·L－1的弱酸HA，设电离度为α HA H＋ ＋ A－ 起始浓度/mol·L－1 c 0 0 变化浓度/mol·L－1 c酸·α c酸·α c酸·α 平衡浓度/mol·L－1 c酸－c酸·α c酸·α c酸·α 电离平衡常数Ka＝＝，由于α很小，可认为1－α≈1 则Ka＝c酸·α2，α＝ (越稀越电离)，则：c(H＋)＝c酸·α＝ (3)电离常数与水解常数的关系 ①对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系：Kh＝ 如：CH3COONa：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ ②对于二元弱酸H2B，Kal(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系： ； B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh1(B2－)＝＝＝ HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh2(HB－)＝＝＝ ③强酸弱碱盐：Kh＝ 如：NH4Cl：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+ (4)水解常数(Kh)与溶度积常数(Ksp)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝ 如：AlCl3：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ 2．计算电离常数的常见类型 （1）中和滴定中直线图像 常温下，向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示： 1）滴定原理：H2Y+OH－H2O+HY－、HY－+OH－H2O+Y2－ 2）滴定过程：随着NaOH的加入，c（H+）逐渐减小 ①lg＝lg＝lg逐渐增大 ②lg＝lg＝lg逐渐减小 3）电离常数：找浓度相等点 ①a点：lg＝0，c（H2Y）＝c（HY－），Ka1＝＝c（H+）＝10－1.3 ②e点：lg＝0，c（HY－）＝c（Y2－），Ka2＝＝c（H+）＝10－4.3 4）交点c的特殊性：lg＝lg，c（H2Y）＝c（Y2－） 5）酸式盐NaHY的酸碱性：比较Ka2和Kh2的相对大小 ①若Ka2＞Kh2，说明HY－的电离程度大于HY－的水解程度，溶液呈酸性 ②若Ka2＜Kh2，说明HY－的电离程度小于HY－的水解程度，溶液呈碱性 ③Kh2＝＝＝10－12.7＜Ka2＝10－4.3，说明NaHY呈酸性 （2）中和滴定曲线图像 1)起点：巧用三段式 例1．HR是一元酸。室温时，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka＝5×10－6 方法探究：此题根据纵坐标所给的数据，起点时刻pH＝3，HR中和一半时的pH＝4.7，可以优先考虑起点时刻计算电离常数，常用方法：三段式 解析：根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250 mol·L－1×0.02 L÷0.025 L＝0.2 mol·L－1，即0.2 mol·L－1的HR溶液的pH＝3 HR H+＋ R— 起始：0.2 0 0 转化：10－3 10－3 10－3 平衡：0.2-10－3 10－3 10－3 HR的电离常数Ka＝＝＝5×10－6 2)中性点：电荷守恒、物料守恒综合应用 例2．在25℃下，amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸以体积比3:4混合，此时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝ 方法探究：中性时刻采取电荷守恒和物料守恒，解题时建议用物质的量守恒去写，因为在反应过程中体积已经发生了变化 解析：根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(H＋)＝c(OH－)，故溶液显中性。 电荷守恒得：n(H＋)＋n(NH)＝n(Cl－)＋n(OH－)，则：n(NH)＝n(Cl－)=0.01×4=0.04 mol 物料守恒得：3a＝n(NH)＋n(NH3·H2O)，则：n(NH3·H2O)＝(3a—0.04) mol Kb＝ 3)恰好完全反应点：水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系 例3、25 ℃时，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液的pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝10－7 方法探究：方法I、直接列水解三段式求解 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 方法I、直接列水解三段式求解 HCOO—＋H2OHCOOH＋OH－ 起始: 0.1 0 0 转化: 10－4 10－4 10－4 平衡: 0.1-10－4 10－4 10－4 Ka＝＝ 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 利用左边的三段式，先求出HCOO—的水解常数 Kh＝＝ Ka＝ 【变式7-1】（2025·天津和平·二模）纳米铁在生产生活中有着广泛的用途。 (4)纳米铁也可将水体中Cr(Ⅵ)还原为Cr3+，再将Cr3+转化为Cr(OH)3从水体中除去。 ①常温下，Cr(Ⅵ)总浓度为0.20mol/L溶液中，含铬物种浓度随溶液pH的分布如图所示，则H2CrO4的= ，当时，pH= (均用含M、N的式子表示)。 ②实验发现，在纳米铁中添加少量铜粉，去除水体中六价铬的效率与纯纳米铁相比更高，其原因是 。 【变式7-2】（24-25高三上·天津红桥·期末）氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题： (2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数[，X为或]与pH的关系如图(b)所示，HClO的电离常数值为 。 (3)为淡棕黄色气体，是次氮酸的酸酐，可由新制的HgO和反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备的化学方程式为 ；当有3.36L(标准状况下)参加反应时，转移的电子数目为 。 考向08 溶度积(Ksp)相关计算 【例8-1】（2025·天津和平·三模）的吸收和资源化受到越来越多的关注。 (1)常温下，将一定量的通入石灰乳中充分吸收，达平衡后，溶液的pH为11，则 。（已知：，） 【例8-2】（24-25高三下·天津·阶段练习）我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，为此科研工作者进行了不懈的努力，研究了多种转化CO2的技术，请回答下列问题： (4)常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到化工产品Na2CO3。 ①欲用2L Na2CO3溶液将4.66g BaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为 mol/L。 [已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10](忽略溶液体积的变化) ②Na2CO3常用于污染物SO2的尾气吸收，洗脱液中的主要成分是Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3。利用生物电池技术(装置如图)，可以将洗脱液中的Na2SO3转化为单质S回收利用。该装置中正极的电极反应式为 ，一段时间后，若溶液中的物质的量减少了0.1mol，则理论上减少的物质的量是 mol。 类型一、由溶度积求饱和溶液溶质的物质的量浓度——比较溶解度的大小 计算技巧 饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系 1:1型 1:2型或2：1型 1:3型或3:1型 类型二、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度 计算技巧 某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10a mol·L－1 类型三、判断沉淀的生成或沉淀是否完全 计算技巧 ①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc<Ksp，无沉淀生成 ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 类型四、常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH 计算技巧 ①根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 类型五、计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 计算技巧 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 (若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化) 已知常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应： ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行 该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化 类型六、 溶度积常数(Ksp)与水解常数(Kh)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝ 计算技巧 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(aq)，平衡常数 类型七、溶度积与溶解度的相互计算 计算 技巧 ①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)饱和溶液的溶解度S(g) 以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1 即：1L溶液中含有1.34×10－5 mol的AgCl溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g 即：1L溶液中溶解的AgCl为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3 即：1000g溶液中溶解了1.92×10－3g的AgCl，100g水中溶解了1.92×10－4g的AgCl 即：AgCl的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g ②饱和溶液的溶解度S(g)由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)KSP 20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，也即是：0.1L溶液中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝，，c(AgCl)＝1.05×10－5 mol·L－1，KSP＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－10 【变式8-1】（2025·天津河西·二模）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： ，回答下列问题： (5)锂—硫酰氯电池是一种高能锂电池。该电池采用非编织玻璃隔膜，以金属和多孔碳为电极，溶解有的液态硫酰氯作为电解液。 ①负极的材料是 。 ②放电一段时间，正极生成的连二亚硫酸锂以固态形式析出，可维持电极结构的稳定性，则正极的电极反应式为 。 (6)可水解生成两种强酸，某温度下，。向溶于水所得溶液中逐滴加入溶液，首先生成的是 沉淀；计算反应在此温度下的平衡常数K值为 。 【变式8-2】（24-25高三上·天津北辰·阶段练习）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。 (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。 考向09 有关电极反应式的书写 【例9-1】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是 极，电极反应式为 ； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。 【例9-2】（2025·天津·二模）甲烷重整有多种技术路径，其中催化重整在获得CO和同时，也能同时减排两种温室气体。相关反应为：。已知燃烧热数据如下分别为： 物质 (g) CO(g) (g) 燃烧热 -891 -283 -286 (7)研究者利用电解法实现了和两种温室气体的耦合转化，其原理如图所示。则电极A为 (填“阴极”或“阳极”)，电极B上转化为的反应式为 。 一、原电池中电极反应式的书写 1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 二、电解池中电极反应式的书写 1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。 阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。 阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。 注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。 三、燃料电池电极反应式的书写 电极：惰性电极。 燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。 电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。 如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为： ①CH4 +2O2=CO2 +2H2O ②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O ①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况： （1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O （2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H- （3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2- （4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 四、可充电电池电极反应式的书写及应用 （一）可充电电池试题必备知识 1.对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。要能根据题给总反应式，写出原电池总反应式和电解池总反应式。 2.对可充电电池电极极性和材料的判断：判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料：得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。 3.可充电电池电极反应式的书写方法： 书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电 极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和 数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反 应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；第三，在电子守恒 的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 5.对溶液中离子的移动方向判断：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 6.可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。 7.有关电化学的计算：有关电化学的计算都必须利用电子守恒，要注意各电极转移的电子数均相等。这类计算通常有计算电极的增重或较少量、溶液的PH、溶液的离子浓度、电子转移的数目等。 五、特殊情况电极反应式的书写 在书写电极反应式时，一定要注意一些特殊情况。 1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。 2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。 【变式9-1】（24-25高三上·天津西青·期末）氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。目前有以下制取氢气的方法 II．某种过渡金属硫化物光催化分解水制的原理如图。 已知：可见光在催化剂表面可产生电子和带正电荷的空穴。 (3)发生的电极反应式为 。 (4)在反应过程中体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。 【变式9-2】（2025·天津红桥·三模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： Ⅰ： Ⅱ： ， Ⅲ： (6)2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为，其装置如图所示，负极为碳基材料，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。 ①放电时a极反应式为 。 ②用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得 纯铜。 1．（24-25高三上·天津南开·期末）研究之间的转化对减缓对环境的污染具有理论指导作用。回答下列问题： (1)已知： 若某反应的平衡常数表达式：，写出该反应的热化学方程式： 。 该反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (2)某同学利用如图所示的装置对可逆反应平衡体系进行探究。 ①关闭止水夹，保持温度不变，用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量NO2，则此时反应的浓度商Q K(填“>”“<”或“=”)，再次达平衡时，甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来 (填“深”“浅”或“不变”)，的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②打开止水夹，待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时，关闭止水夹，向乙烧杯中加入晶体，观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，则反应的 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)现将一定量和的混合气体通入体积为的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示，Y表示浓度随时间的变化曲线。 ①a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是 。 ②内用表示的平均化学反应速率是 。 ③据图分析，在时，可能改变的条件是 。 2．（2025·天津河西·三模）是重要的化工原料，下图为工业合成氨的流程图。 已知：  。 (1)合成氨反应中，的键能为，键能为，则的键能为 (用含“a、b、c”式子表示)。 (2)根据图中流程，可提高原料平衡转化率的是 (填流程序号)。 (3)在、压强为条件下，向恒压密闭容器中通入的混合气体，体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示： ①不能说明该条件下反应达到平衡状态的是 。 a．容器中保持不变 b．气体平均相对分子质量保持不变 c．气体密度保持不变 ②若用气体分压强的变化量描述合成氨的反应速率，则内， 。 ③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时的含量符合图中 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。 (4)实验测得合成氨速率与浓度的方程为：，为速率常数。 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 结合实验数据，回答： ① 。 ②合成氨时要及时分离出氨的原因：有利于平衡正向移动、 。 (5)25℃，甲胺、氨的水溶液电离常数分别为、；从结构上解释，甲胺水溶液的碱性较强的原因 。 3．（2025·天津红桥·二模）硫化氢是天然气开采、炼油行业和煤化工的副产物，在科研、生活及化学工业中均有重要应用。 (1)一种可将无害化处理的工艺涉及反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应的 。 (2)可以用作脱除的催化剂，脱除时需先进行吸附。过程如下图所示： 按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，请解释其原因 。 (3)工业上采用高温分解制取。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行分解实验：。以起始浓度均为测定的转化率，结果如图所示。 ①由图可知，关于该反应的判断正确的是 。 A．高温下才能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行 C．低温下才能自发进行曲线 D．任意温度下都能自发进行曲线 ②能说明某温度下该反应已达到平衡状态的是 。 A．气体密度保持不变        B．气体总物质的量保持不变 C．    D．不变 ③随温度升高，曲线b向曲线a逼近的原因是 。 ④计算985℃时，该反应的平衡常数K值为 (用含c的代数式表示)。 (4)也可应用于废水处理领域中，能使某些金属离子生成难溶硫化物而除去。 除去的原理为：         25℃时，向含有的废水中通入一定量气体，然后调节溶液的，当、时，开始沉淀，计算的溶度积为 。 4．（2025·天津南开·二模）含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题： (1)烟气中的捕集可通过下列转化实现。 ①的电子式为 。 ②捕集过程吸收的化学方程式： 。 ③捕集过程吸收速率随时间的变化如图所示。吸收速率逐渐降低的原因： 。 (2)通过电催化法将和合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题，电解原理如图所示。 ①电极b是电解池的 (填“阴”或“阳”)极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (3)催化加氢合成甲醇是重要的转化技术。 主反应： 副反应： 在密闭容器中，维持压强和投料比不变，平衡时和CO在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示。 ①CO与反应生成气态甲醇的热化学方程式为 。 ②图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“Ⅱ”)。 ③范围内转化率随温度升高而降低的原因是 。 5．（2025·天津和平·一模）甲酸(HCOOH)常用于制造农药、皮革等。CO2催化加氢合成甲酸的过程涉及以下反应： ① ② 回答下列问题： (1) 。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量和，发生上述2个反应。下列情况表明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．CO2消耗速率等于CO消耗速率 B．混合气体的平均摩尔质量不变 C．HCOOH体积分数不随时间变化 D．CO、H2O浓度相等 (3)在下，分别向恒容密闭容器中投入和适量仅发生反应②，测得平衡时与关系如图所示。 ① (填“>”“<”或“=”)。 ②代表的物质是 (填化学式)。 ③在a点对应的平衡体系中，再投入 (填“>”“<”或“=”)。 (4)某温度下，向密闭容器通入和发生反应①和②，经过达到平衡时转化率为的选择性为。的反应速率为 。 则反应②的平衡常数为 (结果保留2位小数)。 6．（2025·河南·二模）实现“碳达峰、碳中和”目标之一是有效固定和利用碳。以为原料合成和的有关反应如下： i．   ii．   iii．   回答下列问题： (1)   。 (2)在某催化剂作用下，还原制备的反应历程如图所示。 决速步的基元反应式为 。 (3)一定温度下，在刚性密闭容器中投入和合成，仅发生反应ⅰ。下列情况表明，可逆反应一定达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．气体密度不随时间变化 B．气体总压强不随时间变化 C．体积分数不随时间变化 D．平均摩尔质量不随时间变化 (4)在催化剂作用下，密闭容器发生反应i和ii，实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚物质的量分数关系如图所示。 温度低于600K时，物质的量分数变化可能的原因是 ；一定温度下，增大压强，的物质的量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)在5MPa下，和按体积比进入投料，只发生反应i和iii。平衡体系中，CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度变化如图所示。 ①乙代表 (填化学式)。内，随着温度升高，的平衡产量变化趋势是 。 ②时，的分压为 MPa(保留2位有效数字，下同)，反应ⅲ的平衡常数为 (用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 7．（2025·天津河北·二模）近年来，光伏产业在世界范围内展现出强劲的增长势头。三氯甲硅烷（SiHCl3）是生产多晶硅的原料，工业合成SiHCl3体系中同时存在如下反应： 反应I： 反应II： 反应III： 部分化学键的键能数据如表所示： 化学键 Si—H H—Cl Si—Cl H—H 键能/（） 318 431 360 436 回答下列问题。 (1) ，反应II的化学平衡常数表达式为 。 (2)压强与进料比都会影响SiHCl3的产率。图甲为573K及不同压强下随g的变化情况。由图甲可知最合适的进料比为 ，g=2时上述反应达到平衡，在 （填“p1”“p2”或“p3”）MPa下最大，g≥4时，接近于零的原因是 。 (3)在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中加入一定量的Si和amolHCl发生上述反应。达到平衡时，容器中SiHCl3为bmol，H2为cmol，此时HCl的浓度为 （用含V、a、b、c的代数式表示）。 (4)忽略副反应，反应I在不同催化剂作用下反应相同时间，HCl的转化率随温度的变化如图乙。下列说法正确的是 （填序号）。 A．催化剂I效果最佳，因此对应HCl的平衡转化率最大 B．b点的化学反应速率：v正<v逆 C．平衡常数：K(a)=K(b) D．c点HCl转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性 8．（2025·天津河西·一模）甲酸是常见的弱酸，可合成多种医药和农药的中间体，回答问题： 弱酸 甲酸 电离常数(25℃) (1)1个甲酸分子中，键和键数目之比为 。 (2)等浓度①  ②溶液中，水电离的较大的是 (填序号)。 (3)25℃，反应的平衡常数的值为 。 (4)将转化为高附加值产品，是实现“碳中和”的一种方式，温度为时，在Bi催化下，将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应：。 ①下列有利于提高的平衡转化率的措施有 (填标号)。 a．恒容充入Ar    b．恒容，按再充入混合气 c．移出HCOOH    d．升高温度 ②利用电化学催化还原法制备，用计算机模拟在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表示微粒与Bi的接触位点)，依据下图中数据，电催化还原生成的选择性高于生成CO的选择性。原因是 。 (5)天津大学团队以与辛胺为原料用电化学方法，实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。 ①一段时间后，右侧电极室内溶液pH (填“降低”、“升高”或“不变”)。 ②电极上发生的电极反应式为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型15 化学反应原理综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 考向02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算【重难】 考向03 有关分压平衡常数(Kp)计算【重难】 考向04 有关温度、压强影响的平衡图像分析 考向05 有关选择最佳反应条件的平衡图像 考向06 有关转化率、产率变化分析的平衡图像【重难】 考向07 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算【重难】 考向08 溶度积( Ksp)的相关计算【重难】 考向09 有关电极反应式的书写【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “化学反应原理综合” 是高考化学必考题中的核心压轴题型，覆盖化学热力学、动力学、水溶液三大核心模块。该题型是检验学生对化学变化本质规律理解、数据处理能力、逻辑推理能力的核心载体，贯穿 “宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想” 的化学核心素养，是区分中等生与高分生的关键题型。 以真实化学情境（工业生产、环境治理、能源转化、实验探究）为载体，通过 “反应热计算→化学反应速率与平衡→水溶液中的离子平衡” 的逻辑链，考查学生对化学反应原理的综合应用能力。命题本质是 “多原理融合的问题解决”，强调 “基于数据和图表的证据推理”，核心逻辑链为：情境信息→原理应用→数据处理→结论推导。 考向01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 【例1-1】（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)反应：的 。 【答案】(1) 【解析】（1）Ⅰ：  ，反应Ⅱ：   ，反应根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ×2得的。 【例1-2】（2025·天津武清·模拟预测）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/kJ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将1 mol空气和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为V L的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i． ii． ① 。 【答案】(1) +181 【解析】（1）①由表中数据得； 1．热化学方程式的书写方法 2．．根据盖斯定律进行计算 （1）计算步骤 （2）ΔH与书写方式的关系 ①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝0，K正·K逆＝1 ②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为n次方倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝ 3．常用关系式 热化学方程式 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 4．ΔH的三种计算式 (1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) (2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 ①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断 分子式 Cl2 O2 N2 H2O H2O2 CO2 结构式 Cl－Cl O＝O N≡N H－O－H H-O-O-H O＝C＝O 分子式 HCN NH3 CH4 C2H4 C2H6 N2H4 结构式 H－C≡N ②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄（As4S4） P4O10 S8单质 N4分子 P4O6 结构 键数 12个P-S键 2个P＝S键 2个As-As键 8个S-As键 4个P＝O键 12个P－O键 8个S－S键 6个N－N键 12个P－O键 ③特殊物质：选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO2 石墨 结构 键数/mol 6 2 2 4 1.5 (3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 【变式1-1】（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银()与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是 。 (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。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 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．升高温度反应i速率加快，反应ii速率减慢 c．   【答案】(1) (2)a 【解析】（1）氰酸银()与在一定条件下反应生成和，化学方程式为：。 （2）a．根据反应过程中能量变化图像可知，反应i活化能为<反应ii活化能为，a正确； b．升高温度反应i速率和反应ii速率均加快，b错误； c．根据图像可知，反应i为，反应ii为，根据盖斯定律，反应i+反应ii=总反应，即，c错误； 故选a。 【变式1-2】（2025·天津·二模）2024年中国甲醇产业大会在江西举行。甲醇是全球公认最有效的能够垂直替代柴油的能源，极有可能成为破解能源安全和双碳难题的“超级燃料”。请回答下列问题： Ⅰ．工业上用天然气为原料，分为两个阶段制备甲醇： ①制备合成气： ②合成甲醇： (1)制备合成气：工业生产中为解决合成气中过量而CO不足的问题，原料气中需添加，发生反应③：，二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为 。 【答案】(1) 【解析】（1）由盖斯定律可知，②+③得到二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式为； 考向02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 【例2-1】（2024·天津·高考真题）是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制。 I．的结构 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是 (填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是 ；p点之后的生成速率降低，主要原因是 。 【答案】 (4) M 该反应放热，随着反应的进行，温度升高，水解速率加快 临近反应结束，随着反应物浓度降低，水解速率减慢 【解析】（4）①水解反应是吸热反应，温度越高，水解反应速率越快，由图可知，同等浓度的条件下，M产生H2的速率更快，所以起始温度较高的实验对应的曲线是M； ②曲线M中，p点之前H2的生成速率提高，主要原因是反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，p点之后H2的生成速率降低，主要原因是随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，浓度对速率的影响其起着主要因素，导致H2的生成速率降低； 【例2-2】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为 (填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的 (填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是 (填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 【答案】(2)a (3)相等 (4)acd 【解析】（2）活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为a，故答案为a。 （3）反应的焓变只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，两种反应历程的相等，故答案为相等。 （4）a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a符合题意； b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b不符合题意； c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c符合题意；     d．该反应的，降低温度，平衡正向移动，d符合题意； 故答案选acd。 1．有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g) (1)计算公式：v(A)＝ (2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d (3)注意事项 ①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体 ②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值 2．化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L 　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx  nx px qx 平衡/mol a－mx  b－nx px qx 平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中) 反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 3．化学反应速率常数及应用 (1)速率常数含义：反应速率常数(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，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 (2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数 (3)速率方程 ①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 ②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数) 如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。 (4)速率常数与化学平衡常数之间的关系 ①K与k正、k逆的关系 对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)， 则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数) v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即： ②Kp与k正、k逆的关系 以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝ 【变式2-1】（2025·天津滨海新·三模）尿素[CO(NH2)2]的合成与发展体现了化学科学与技术的不断进步。 I. 将2molNH3和1mol CO2充入1L 恒容密闭容器中，在一定温度和压强下合成尿素：。 (2)下图是不同条件下CO(NH2)2体积分数与压强、温度的关系[不考虑催化剂活性变化]。 ①代表CO(NH2)2随温度变化的曲线是 (填“a”或“b”)，判断理由是 。 ②520℃下该反应的平衡常数 k= 。 ③实验测得：=c²(NH3)·c(CO2)， =c[CO(NH2)2]·c(H2O)，、为速率常数。若改变温度为T℃，平衡时 则 T 520℃(填“大于”或“小于”)。 【答案】(2) a 520K之前，反应未平衡，随着温度升高，反应速率增大，CO(NH2)2的体积分数增大，520K达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，CO(NH2)2的体积分数减小 63 大于 【解析】（2）①由题干反应可知，该反应是一个熵减的放热反应，相同压强下随着温度的升高，反应速率加快，CO(NH2)2体积分数增大，达到化学平衡后恒压升温，平衡逆向移动，CO(NH2)2体积分数减小，而相同温度下随着压强的增大，反应速率加快，CO(NH2)2体积分数增大，达到化学平衡后恒温加压，平衡正向移动，CO(NH2)2体积分数也增大，故代表CO(NH2)2随温度变化的曲线是a，故答案为：a；520K之前，反应未平衡，随着温度升高，反应速率增大，CO(NH2)2的体积分数增大，520K达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，CO(NH2)2的体积分数减小； ②由题干图像信息结合上述分析可知，520℃下反应达到化学平衡时CO(NH2)2的体积分数为40%，由三段式分析：，×100%=40%，解得：x=mol，容器体积为1L，即平衡时NH3、CO2、CO(NH2)2、H2O的浓度分别为：=mol/L、mol/L、mol/L、mol/L，则该反应的平衡常数 K===63，故答案为：63； ③若改变温度为T℃，平衡时=即c²(NH3)·c(CO2)=c[CO(NH2)2]·c(H2O)，则有，则当 K=＜63，该反应升高温度平衡逆向移动，K值减小，则T大于520℃，故答案为：大于； 【变式2-2】（2025·天津北辰·三模）I．将一定量的A、B加入一恒容密闭容器中发生反应，忽略固体体积，平衡时A 的转化率(%)随温度和压强的变化如表所示， 回答下列问题： (1)若a<b，则C的状态为 (填“固”或“气”)态，该反应的反应热ΔH 0(填“<”或“>”)， 该温度下反应 (填“能”或“不能”)自发进行。 (2)若e=f，1000℃ 时，将2molA、2molB充入1L的恒容容器中，10分钟达平衡。 ①从开始到恰好平衡时，B 的反应速率为 mol/(L·min)，反应的平衡常数的值为 。 ②平衡后，固定容器的容积不变；将A、B各增加1mol，达到新平衡后A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，第二次平衡后若A、C 分别再增加1mol、1mol， 此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。 【答案】(1) 固 ＞ 不能 (2) 0.12 9 不变 ＞ (3)Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH- (4)3.36 【解析】（1）a＜b，增大压强，A的转化率增大，平衡正向移动，说明正反应气体系数和减小，则C的状态为固体；升高温度，A的转化率增大，平衡正向移动，说明正反应吸热，该反应的反应热△H＞0；△H＞0、△s<0，该温度下反应不能自发进行。 （2）①若c=f，说明压强对平衡无影响，则C为气体，1000℃时，将2mol A、2mol B充入1L的恒容容器中，10分钟达平衡，A的转化率为60%； ； B的反应速率为0.12mol/(L•min)；反应的平衡常数为； ②平衡后，固定容器的容积不变，将A、B各增加1mol，相当于加压，压强对平衡无影响，新平衡后，A的转化率不变，若A、C分别再增加1mol、1mol，第二次平衡相当于初始加入3molA、3molB，，A、C分别再增加1mol、1mol，此时Q=，平衡正向移动，此时v(正)＞v(逆)； 考向03 有关分压平衡常数（(Kp）的计算 【例3-1】（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (3)在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。 ①0~20min内 。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数 。 ③平衡时的选择性= 。 (的选择性=) 【答案】(3) 2 40% 【解析】（3）在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，则平衡时气体总物质的量为10mol× =8mol，可知发生反应，气体物质的量减少2mol；设反应生成的物质的量为amol； a=0.5mol，反应消耗1molCO2、消耗3molH2、生成0.5mol、生成1.5molH2O；测得体系中，即n(H2O)=3mol，则反应生成1.5molH2O，即反应消耗1.5mol CO2、消耗1.5molH2、生成1.5molCO、生成1.5molH2O；平衡体系中n(CO2)=1.5mol、n(H2)=1.5mol、n()=0.5mol、n(CO)= 1.5mol、n(H2O)=3mol。 ①0~20min内。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数。 ③平衡时的选择性=； 【例3-2】（2025·天津·二模）二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物，从而实现碳的循环再利用。 (1)以为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行： Ⅰ、 Ⅱ、 加氢合成乙烯的热化学反应方程式为： 。 (2)以为原料催化加氢合成乙醇，其反应原理为：，向密闭容器中充入和，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。 ①温度 （填“大于”、“小于”或“等于”）。 ②某温度下，反应达到平衡状态X点，若在X点对反应容器降温，同时缩小体积使体系压强增大，重新达到平衡状态时，可能是图中A~F点中的 点。 ③在温度下，压强恒定为2MPa，反应达到平衡状态时的压强平衡常数 （是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。在相同的条下，若初始向密闭容器中充入的是和，则达到平衡状态时，的体积分数 25%（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O (2) 小于 F 27 大于 【解析】（1）CO2与H2合成乙烯的方程式为2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O，利用盖斯定律，得出Ⅰ×2＋Ⅱ得反应2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O，则，热化学反应方程式为2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O ； （2）①该反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡向逆反应方向进行，H2的体积分数增大，即小于； ②该反应为放热反应，降温，平衡向正反应方向进行，H2的体积分数减小，缩小体积压强增大，平衡正向进行，氢气的体积分数减小，因此重新达到平衡时，应是F点； ③在2MPa下，达到平衡时生成C2H5OH物质的量为amol，根据反应方程式： 达到平衡时，总的物质的量为12-4a，此时氢气的体积分数为25%，即有，解得a=1，此时二氧化碳、氢气、乙醇、水分别为2mol、2mol、1mol、3mol，；恒温恒压下，先通入2molCO2和4molH2，达到平衡与原平衡为等效平衡，H2体积分数为25%，再充入1molH2，平衡向正反应方向进行，但H2的体积分数增大，即相同条件下充入2molCO2和5molH2，达到平衡时，氢气的体积分数大于25%； 1．分压平衡常数(Kp) (1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa (2)分压定律 ①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝ ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B) 则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数 (3)分压平衡常数Kp (只受温度影响) 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压 幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下： ，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 2．Kp计算的两种类型 类型1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 第一步：根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数) 第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 类型2．直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g) p(始)： p0 3p0 0 Δp： p 3p 2p p(平)： p0－p 3p0－3p 2p Kp＝ 【变式3-1】（2025·天津·模拟预测）江南大学某团队开发了一种新型铑基单原子催化体系，实现了(或)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：； 反应2：。 回答下列问题： (4)某温度下，向恒容密闭容器充入和，起始压强为。发生上述反应1和2，达到平衡时测得转化率为为。反应2的平衡常数为 (只列计算式，已知：用分压计算的平衡常数为，分压等于总压×物质的量分数)。 【答案】(4) 【解析】（4）根据题意可知：；； 平衡体系中，气体总物质的量为。设平衡时气体总压强为p，恒温恒容下气体压强之比等于物质的量之比。有：，则，即平衡体系中，各组成的分压：p()=，p(CO2)=， p(H2)=，p()=，p(H2O)=，反应2的平衡常数：＝； 【变式3-2】（2025·天津和平·一模）用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题： (3)用还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。 ①低于时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是 。 ②下，向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入，起始压强为，主要发生反应：。该反应达到平衡时，，的转化率为80%，则初始时 ，该反应的分压平衡常数中 。(分压=总压×物质的量分数，忽略副反应)。 【答案】(3) 1.0×10-4 0.32a 【解析】（3）S的最低价态为－2价，则最低价盐为CaS；根据反应可知存在计量关系：CO~SO2~CO2，则反应掉的CO为8.0×10-5mol/L，则初始CO的浓度为；平衡时，c(CO2)= 8.0×10-5mol/L，c(CO)=( 1.0×10-4－8.0×10-5)mol/L=2×10-5 mol/L，则平衡时气体总物质的量浓度为=1.8×10-4 mol/L，设容器体积为VL，总压为，p(CO2)==p(SO2)，p(CO)=，Kp=； 考向04 有关温度、压强影响的平衡图像分析 【例4-1】（24-25高三上·天津红桥·期末）二甲醚()是一种洁净液体燃料，工业上以CO和为原料生产。制备二甲醚在催化反应室中(压强：2.0~10.0MPa，温度：230~280℃)进行下列反应： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)①在该条件下，若反应i的起始浓度分别为mol·L-1，mol·L-1，8min后CO的转化率为40%，则8min内CO的平均化学反应速率为 。 ②针对反应ⅰ进行研究，在容积可变的密闭容器中，充入nmolCO和2nmol进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得CO平衡转化率与温度的变化如图所示，图中X代表 (填“温度”或“压强”)。 容器的容积：a点 b点(填“>”“<”或“=”)。 【答案】(1) 0.06mol·L-1·min-1 温度 < 【解析】（1）①在该条件下，若反应i的起始浓度分别为mol·L-1，mol·L-1，8min后CO的转化率为40%，消耗的CO的为，则8min内CO的平均化学反应速率为； ②针对反应i进行研究，在容积可变的密闭容器中，在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得CO平衡转化率与温度的变化如下图所示，根据图中信息和反应i为放热反应与气体体积减小的反应可知，在压强相同时，温度越高，平衡向左移动，CO平衡转化率越低，当温度相同时，压强越大，平衡向右移动，CO平衡转化率越大，结合图形，则X代表的是温度，压强；对于a点和b点的体积大小关系，由于该反应i为放热反应，当升高温度，平衡向左移动，气体体积越大，同时压强，增大压强，平衡右移，体积越小，所以a点和b点的体积大小关系为； 【例4-2】（2025·天津河西·三模）通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为乙醇、甲酸等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 Ⅰ．江南大学某团队开发了一种新型佬基单原子催化体系(LiI，Rh1/CeTiOx)，实现了CO2(或CH3OH)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH1； 反应2：CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH2，回答下列问题： (1)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，发生上述反应。下列叙述不正确的是 。 a．总压强不随时间变化时达到平衡状态 b．增大催化剂质量、反应速率一定增大 c．达到平衡时，1<<3 (2)在恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化剂(Cat1和Cat2)作用下，仅发生反应1，实验测得单位时间内CO2的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效能较高的是 (填“Cat1”或“Cat2”)。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1变化的原因可能是 。 【答案】(1)bc (2) Cat2 温度升高，Cat1催化活性降低(合理即可) 【解析】（1）a．反应1、2反应前后气体计量数和不同，气体总压强是变量，总压强不随时间变化时达到平衡状态，故a正确； b．催化剂的质量并不是唯一决定反应速率的因素，增大催化剂质量、反应速率不一定增大，故b错误； c．反应1、2中CO2、H2的化学计量数比都等于CO2、H2的投料比，达到平衡时， =3，故c错误； 选bc。 （2）①根据图示，其他条件相同，使用催化剂Cat2时，CO2的转化率大，可知催化效能较高的是Cat2。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1 中CO2的转化率减小，变化的原因可能是：温度升高，Cat1催化活性降低。 1．影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 (2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响 ①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动 ②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、 V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动 2．掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 (1)速率—时间图——注意断点 t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率 (3恒压(温)线——定一议二 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响 【答题模板及剖析】 恒压线(恒温线) 答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果) 答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论) 经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________ 标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高 【变式4-1】（2025·天津武清·一模）达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用可以合成生物质能源中断： 反应1： 反应2： 反应3： (4)时，在密闭容器甲、乙中，分别充入 和 ，它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1.测得平衡转化率与压强关系如图所示。 ①使用了水分子筛的容器是 (填“甲”或“乙”)。 ②M点 。 【答案】(4) 乙 75 【解析】（4）①使用了水分子隔离膜的反应器可以去除生成物H2O，平衡正向移动，CO2平衡转化率高，所以使用了水分子隔离膜的反应器是乙； ②由已知条件列出“三段式” M点=75kPa。 【变式4-2】（24-25高三下·天津武清·开学考试）综合利用CO2对完成“碳中和”的目标有重要意义。 (1)合成乙醇：向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入1.0molCO2(g)和3.0molH2(g)，在催化剂X、Y的催化下发生反应。测得5min时，CO2转化率与温度的变化关系如图甲所示。 时，a点对应容器在0~5min内的平均反应速率 。 ②该反应适宜选用的催化剂为 (填“X”或“Y”)，高于时，d点以后两条线重合的原因是 。 (2)合成二甲醚： 反应I： 反应Ⅱ： 在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图乙所示。其中：的选择性=×100% ①温度高于平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 时，起始投入在催化剂作用下与反应一段时间后，测得平衡转化率为40%，的选择性为50%(图中A点)，达到平衡时反应Ⅱ理论上消耗H2的物质的量为 mol。不改变反应时间和温度，一定能提高选择性的措施有 。 ③合成二甲醚时较适宜的温度为：其原因是 。 【答案】(1) X 温度高于T3K时，由于温度过高，催化剂X和Y均失活，因此d点以后的两条线重合 (2) 反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 1.8 增大压强，或使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 温度过低，反应速率太慢，温度过高，CO选择性过大，二甲醚的选择性减小 【解析】（1）①时，a点对应容器中二氧化碳的转化率为40%，则在内二氧化碳的浓度变化量为×40%=0.2mol/L，二氧化碳的平均反应速率为=0.04，反应速率之比等于反应化学计量数之比，则氢气的平均反应速率3×0.04=； ②根据图示可知，在相同温度下，催化剂X作用下二氧化碳的转化率更高，则该反应适宜选用的催化剂为X，温度高于T3K时，由于温度过高，催化剂X和Y均失活，因此d点以后的两条线重合。 （2）①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是：反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度； ②起始投入3molCO2，6molH2，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CO2平衡转化率为40%，则反应的n(CO2)=40%×3mol=1.2mol，CH3OCH3的选择性=×100%=50%，则n(CH3OCH3)=0.3mol，反应Ⅱ为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，因此达到平衡时，反应Ⅱ理论上消耗H2的物质的量为0.3mol×6=1.8mol； 反应Ⅱ平衡正向进行二甲醚物质的量增大，二氧化碳物质的量减小，二甲醚选择性增大，反应Ⅰ压强不影响平衡移动，则不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强，或使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，增大二甲醚的选择性； ③温度过低，反应速率太慢，温度过高，CO选择性过大，二甲醚的选择性减小，因此合成二甲醚时较适宜的温度为260℃。 考向05 有关选择最佳反应条件的平衡图像 【例5-1】（2023·天津·高考真题）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。 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 。 【答案】(7) 98.3% 60℃ 【解析】（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； 【例5-2】（24-25高三上·天津和平·期末）探究合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高的产率。以为原料合成涉及的主要反应如下： I． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： (2)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择的反应条件为 (填标号)。 a．低温、高压      b．高温、低压      c．低温、低压      d．高温、高压 (3)不同压强下，按照投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 其中纵坐标表示平衡转化率的是图 填“甲”或“乙”)；压强由大到小的顺序为 ；图乙中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 【答案】(2)a (3) 乙 当温度到时，此时主要进行的是反应Ⅲ，反应Ⅲ为等气体体积的反应，压强的变化不会引起平衡的移动，平衡转化率几乎相同，故三条曲线几乎交于一点 【解析】（2）要同时提高的平衡转化率和的平衡产率，即需要使反应I向正反应方向移动，因反应I为放热反应，要使平衡向正反应方向移动则可以降低温度；同时反应I也是为气体减小的反应，要使平衡向正反应方向移动则可以增大压强；合起来则是需要使用低温、高压的条件，所给四个选项中，符合的选项为：a。 （3）开始的时候主要进行反应I，随着温度的升高，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，但到了后期主要进行反应Ⅲ，随着温度的升高，平衡正向移，的平衡转化率升高，故乙图表示平衡转化率；对反应I，压强增大，平衡正向移动，平衡转化率增大，即有；当图乙中温度到时，此时主要进行的是反应Ⅲ，反应Ⅲ为等气体体积的反应，压强的变化不会引起平衡的移动，平衡转化率几乎相同，故三条曲线几乎交于一点。 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （1）温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 ②尽可能选择催化剂的最大温度 （2）压强 ①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大 ②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本 （3）催化剂 ①选用催化效率高的催化剂 ②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性 （4）浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。 （5）反应热的综合利用：一般采用热交换器 （6）反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率 2．工业合成氨生产条件的选择 （1）合成氨生产的要求。 ①反应要有较快的反应速率。 ②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 （2）合成氨生产条件的选择依据。 ①化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。②合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。 （3）选择合成氨生产条件的理论分析。 外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在700 K左右（且在此温度时催化剂的活性最大） 催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为1∶2.8的投料比，并且及时将氨气从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 【变式5-1】（24-25高三上·天津·期末）“液体阳光”工程是指通过太阳能、风能产生的电力电解水制得绿氢，再将绿氢与转化为等液体燃料的过程，可推动碳中和。反应可以通过以下步骤实现，反应能量变化如图1所示。 反应①： 反应②： 总反应： (5)将和按物质的量之比混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应①和反应②。在不同条件下，相同时间内气相催化合成过程中选择性和产率随温度变化曲线如图2所示。已知：的选择性 图2 在上述条件下合成甲醇的最优工业条件是___________(填序号)。 A．210℃ B．230℃ C．催化剂 D．催化剂CTZ (6)温度从210℃上升到230℃过程中，虽然甲醇的选择性下降，但产率却上升，其原因是 ；从化学平衡移动的角度解释，随着温度继续升高，甲醇产率下降的可能原因是 。 【答案】(5)BC (6) 反应①为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升(或温度升高，反应①速度增大，单位时间内有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升。) 反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动甲醇产率下降 【解析】（5）由图知，温度为230℃，甲醇的选择性、甲醇的产率均高，所以在上述条件下合成甲醇的工业条件是230℃，使用催化剂CZ(Zr﹣1)T时，甲醇的选择性、甲醇的产率均比CTZ催化剂高； 故答案为：BC； （6）温度从210℃上升到230℃过程中，虽然甲醇的选择性下降，但产率却上升，其原因是反应①为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升(或温度升高，反应①速度增大，单位时间内有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升。)；从化学平衡移动的角度解释，随着温度继续升高，甲醇产率下降的可能原因是反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动甲醇产率下降。 故答案为：反应①为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升(或温度升高，反应①速度增大，单位时间内有更多的发生转化，所以甲醇的产率上升。)；反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动甲醇产率下降； 【变式5-2】（2025·天津·模拟预测）化学工业在碳中和领域起着重要作用，目前对二氧化碳的综合利用有多种途径。 途径一：将工业废气中的二氧化碳转化为甲烷，原理如下： 反应i   途径二：二氧化碳和氢气合成甲醇，原理如下： 反应ii   反应iii   请回答下列问题： (5)一定条件下研究途径一，相同时间内测得甲烷产率与催化剂、温度变化关系如下图所示。则反应i最适宜的催化剂和反应温度是 。 【答案】(5)80%NiO/CeO2，350℃ 【解析】（5）甲烷的产率较高的条件下，条件较为适宜，此时催化剂和温温度分别是80%NiO/CeO2，350℃； 考向06 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 【例6-1】（2022·天津·高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。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，改进了湿法脱硫工艺。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      回答下列问题： (2)研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入，测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是 (填“A”、“B”或“C”)。 【答案】(2)C 【解析】（2）根据图中信息以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，C持续时间最长，说明C的脱硫效率最高，因此结果最好的C；故答案为：C。 【例6-2】（24-25高三下·天津·开学考试）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，如何降低空气中二氧化碳的含量是当前研究热点。其中可利用多种方法将CO2转化成甲醇。 方法1：CO2催化加级制甲醇。 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： 反应i： 反应ⅱ： (4)现研究温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁，该膜能选择性的让极性更强的产物分子通过)对甲醇平衡产率的影响。将CO2和H2初始投料分别按1.0mol∙L-1和4.0 mol∙L-1充入恒容容器中，温度及分子筛膜对甲醇平衡产率的影响如图所示。 其他条件不变，甲醇的平衡产率有分子筛膜的总是高于没有分子筛膜的，其原因可能是 。 方法Ⅱ：电化学法制甲醇。 【答案】(4)有分子筛膜时能及时分离移除极性较强的产物水分子，使化学平衡正向移动，甲醇的产率增大 【解析】（4）因为分子筛膜能选择性的让极性更强的产物分子通过，即可让H2O分子通过，从而促进CO2、H2不断地发生反应，从而提高甲醇的产率。所以其他条件不变，甲醇的平衡产率有分子筛膜的总是高于没有分子筛膜的，其原因可能是：有分子筛膜时能及时分离移除极性较强的产物水分子，使化学平衡正向移动，甲醇的产率增大。 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 如果平衡向正反应方向移动，反应物转化率一定会增大吗?不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析: 【变式6-1】（24-25高三上·天津南开·期末）根据要求回答下列问题： (1)与比较，键角较小的是 。 (2)热分解处理的原理：  。不同温度和压强下，于恒容密闭容器中的平衡转化率变化如图所示。此反应中的状态为 ； 0(填“>”或“<”)，该反应自发进行的条件为 。 (3)常温下，溶液中含硫微粒的物质的量分数随变化如下图所示： ①代表的物质的量分数随变化的曲线为 (填“”“”或“”)。 ②的电离常数，。写出用溶液吸收的离子方程式： 。 ③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M。溶液M中 。 【答案】(1) (2) 气态 > 较高温度 (3) 【解析】（1）与中心原子都是sp3杂化，都含有1个孤电子对，但是电负性：大于，成键电子对之间的排斥力：大于，因此键角较小的； （2）因为相同温度下，当压强不同时，的平衡转化率不同，即压强影响平衡移动，所以此反应中的状态为气态；根据图知，相同压强下，升高温度，的平衡转化率增大，即升高温度平衡正向移动，所以此反应为吸热反应，即>0；当时，该反应可自发进行，因为该反应>0，，所以在较高温度下该反应可自发进行； （3）①随着pH升高，H2S发生反应H2S+OH-=+H2O、+ OH-=S2-+H2O，故代表H2S的物质的量分数随pH变化的曲线，代表的物质的量分数随pH变化的曲线，代表S2-的物质的量分数随pH变化的曲线，则答案为； ②根据图中曲线可知，当pH=7时，c(H2S)=c()，Ka1(H2S)==c(H+)=10-7，同理根据b点得Ka2(H2S)= 10-13，的电离常数、，则酸性H2CO3>H2S>>HS-，则用溶液吸收的离子方程式为：； ③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M，Ka1(H2S)Ka2(H2S)= ，则溶液M中。 【变式6-2】（24-25高三上·天津·期末）化学工业在碳中和领域起着重要作用，目前对二氧化碳的综合利用有多种途径。 途径一：将工业废气中的二氧化碳转化为甲烷，原理如下： 反应i    途径二：二氧化碳和氢气合成甲醇，原理如下： 反应ii    反应iii    请回答下列问题： (5)一定条件下研究途径一，相同时间内测得甲烷产率与催化剂、温度变化关系如下图所示。则反应i最适宜的催化剂和反应温度是 。 (6)在某密闭容器中通入与各3.0mol，一定条件下发生反应：，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。则化学反应速率 (填“<”“=”或“>”，下同)， 。 【答案】(5)80%NiO/、350℃ (6) < > 【解析】（5）由图可知，80%催化，350℃条件下甲烷产率最高，则反应i最适宜的催化剂和反应温度是80%NiO/、350℃； （6），其他条件相同时，增大压强，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，故由图可知，P2>P1；温度相同时，压强越大速率越快，故<；同压下升温平衡向着吸热方向移动，由图可知恒压升温的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，故反应为吸热反应，则温度越高K值越大，由图可知a点温度高于c点，故>； 考向07 电解 质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 【例7-1】（2022·天津·高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。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，改进了湿法脱硫工艺。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      回答下列问题： (3)的电离方程式为 。25℃时，溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算，的 ， 。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于 (已知25℃时，FeS的为)。 【答案】(3) 或 8 【解析】（3）是二元弱酸，其电离是一步一步电离，主要以第一步电离为主，因此其电离方程式为或；根据题意pH=7时、的所占分数相等，因此的，pH=13时、的所占分数相等，则。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，根据得到，根据和，得到，pH=8，因此为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于8；故答案为：或；；；8。 【例7-2】（2025·天津·模拟预测）当今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。 I．捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。 (1)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。 A．K2CO3 B．CaO C．Na2SO4 D．NH4Cl (2)已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10-5，H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收，工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2，所得溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。烟气需冷却至20℃左右的可能原因是 。 【答案】(1)AB (2) 碱性 降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对CO2的吸收 【解析】（1）A．碳酸钾溶液可以与二氧化碳反应，，可以作吸收剂，A符合题意； B．氧化钙可以与二氧化碳反应，，可以作吸收剂，B符合题意； C．硫酸钠溶液与二氧化碳不反应，不能作吸收剂，C不符合题意； D．氯化铵溶液与二氧化碳不反应，不能作吸收剂，D不符合题意； 故选AB。 （2）用氨水吸收过量的，发生反应：。铵根水解显酸性：，其水解常数为；碳酸氢根水解显碱性：，其水解常数为，由于，故溶液显碱性。烟气需冷却至左右的可能原因是：降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对的吸收。 1．电离常数与水解常数的关系　 (1)电离常数表达式 ①一元弱酸(HA)： HAH+＋A－ ②二元弱酸(H2A)：H2AH+＋HA－ HA—H+＋A2－ ③一元弱碱(BOH)：BOHB+＋OH－ (2)电离常数(K电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA为例 25 ℃，c mol·L－1的弱酸HA，设电离度为α HA H＋ ＋ A－ 起始浓度/mol·L－1 c 0 0 变化浓度/mol·L－1 c酸·α c酸·α c酸·α 平衡浓度/mol·L－1 c酸－c酸·α c酸·α c酸·α 电离平衡常数Ka＝＝，由于α很小，可认为1－α≈1 则Ka＝c酸·α2，α＝ (越稀越电离)，则：c(H＋)＝c酸·α＝ (3)电离常数与水解常数的关系 ①对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系：Kh＝ 如：CH3COONa：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ ②对于二元弱酸H2B，Kal(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系： ； B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh1(B2－)＝＝＝ HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh2(HB－)＝＝＝ ③强酸弱碱盐：Kh＝ 如：NH4Cl：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+ (4)水解常数(Kh)与溶度积常数(Ksp)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝ 如：AlCl3：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ 2．计算电离常数的常见类型 （1）中和滴定中直线图像 常温下，向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示： 1）滴定原理：H2Y+OH－H2O+HY－、HY－+OH－H2O+Y2－ 2）滴定过程：随着NaOH的加入，c（H+）逐渐减小 ①lg＝lg＝lg逐渐增大 ②lg＝lg＝lg逐渐减小 3）电离常数：找浓度相等点 ①a点：lg＝0，c（H2Y）＝c（HY－），Ka1＝＝c（H+）＝10－1.3 ②e点：lg＝0，c（HY－）＝c（Y2－），Ka2＝＝c（H+）＝10－4.3 4）交点c的特殊性：lg＝lg，c（H2Y）＝c（Y2－） 5）酸式盐NaHY的酸碱性：比较Ka2和Kh2的相对大小 ①若Ka2＞Kh2，说明HY－的电离程度大于HY－的水解程度，溶液呈酸性 ②若Ka2＜Kh2，说明HY－的电离程度小于HY－的水解程度，溶液呈碱性 ③Kh2＝＝＝10－12.7＜Ka2＝10－4.3，说明NaHY呈酸性 （2）中和滴定曲线图像 1)起点：巧用三段式 例1．HR是一元酸。室温时，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka＝5×10－6 方法探究：此题根据纵坐标所给的数据，起点时刻pH＝3，HR中和一半时的pH＝4.7，可以优先考虑起点时刻计算电离常数，常用方法：三段式 解析：根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250 mol·L－1×0.02 L÷0.025 L＝0.2 mol·L－1，即0.2 mol·L－1的HR溶液的pH＝3 HR H+＋ R— 起始：0.2 0 0 转化：10－3 10－3 10－3 平衡：0.2-10－3 10－3 10－3 HR的电离常数Ka＝＝＝5×10－6 2)中性点：电荷守恒、物料守恒综合应用 例2．在25℃下，amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸以体积比3:4混合，此时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝ 方法探究：中性时刻采取电荷守恒和物料守恒，解题时建议用物质的量守恒去写，因为在反应过程中体积已经发生了变化 解析：根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(H＋)＝c(OH－)，故溶液显中性。 电荷守恒得：n(H＋)＋n(NH)＝n(Cl－)＋n(OH－)，则：n(NH)＝n(Cl－)=0.01×4=0.04 mol 物料守恒得：3a＝n(NH)＋n(NH3·H2O)，则：n(NH3·H2O)＝(3a—0.04) mol Kb＝ 3)恰好完全反应点：水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系 例3、25 ℃时，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液的pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝10－7 方法探究：方法I、直接列水解三段式求解 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 方法I、直接列水解三段式求解 HCOO—＋H2OHCOOH＋OH－ 起始: 0.1 0 0 转化: 10－4 10－4 10－4 平衡: 0.1-10－4 10－4 10－4 Ka＝＝ 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 利用左边的三段式，先求出HCOO—的水解常数 Kh＝＝ Ka＝ 【变式7-1】（2025·天津和平·二模）纳米铁在生产生活中有着广泛的用途。 (4)纳米铁也可将水体中Cr(Ⅵ)还原为Cr3+，再将Cr3+转化为Cr(OH)3从水体中除去。 ①常温下，Cr(Ⅵ)总浓度为0.20mol/L溶液中，含铬物种浓度随溶液pH的分布如图所示，则H2CrO4的= ，当时，pH= (均用含M、N的式子表示)。 ②实验发现，在纳米铁中添加少量铜粉，去除水体中六价铬的效率与纯纳米铁相比更高，其原因是 。 【答案】(4) 10N-M 加入铜粉形成了原电池，加快了去除六价铬反应的速率 【解析】（4）①常温下，Cr(Ⅵ)总浓度为0.20mol/L溶液中，含铬物种浓度随溶液pH的分布如图所示，则对于H2CrO4，Ka1==c(H+)=10-Mmol/L，Ka2==c(H+)=10-Nmol/L，==10N-M，当时，Ka1∙ Ka2==c2(H+)=10-(M+N)，c(H+)=，pH=。 ②实验发现，在纳米铁中添加少量铜粉，Fe、Cu、水体中Cr(Ⅵ)构成原电池，使去除水体中六价铬的效率与纯纳米铁相比更高，其原因是：加入铜粉形成了原电池，加快了去除六价铬反应的速率。 【变式7-2】（24-25高三上·天津红桥·期末）氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题： (2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数[，X为或]与pH的关系如图(b)所示，HClO的电离常数值为 。 (3)为淡棕黄色气体，是次氮酸的酸酐，可由新制的HgO和反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备的化学方程式为 ；当有3.36L(标准状况下)参加反应时，转移的电子数目为 。 【答案】(2) (3) 【解析】（2）由图(b) 可知，当pH= 7.5时，电离平衡体系中HClO和ClO-的组成分数相同，即HClO和ClO-的浓度相同，所以HClO的电离平衡常数Ka==10-7.5； （3）该反应为歧化反应，说明Cl2中一部分氯元素的化合价由0价升高至+1价，另一部分Cl2中氯元素的化合价由0价降低至- 1价，则制备Cl2O的化学方程式为：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O；故答案为：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O； 根据化学方程式：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O，消耗2molCl2转移2mol电子，当有3.36 L(标准状况下)Cl2即0.15mol参加反应时，转移电子数目为：0.15NA，故答案为：0.15NA。 考向08 溶度积(Ksp)相关计算 【例8-1】（2025·天津和平·三模）的吸收和资源化受到越来越多的关注。 (1)常温下，将一定量的通入石灰乳中充分吸收，达平衡后，溶液的pH为11，则 。（已知：，） 【答案】(1) 【解析】（1）常温下，将一定量的通入石灰乳中充分吸收，达平衡后，溶液的pH为11，依据可知钙离子浓度是mol/L=5.6mol/L，因此根据可知mol/L=。 【例8-2】（24-25高三下·天津·阶段练习）我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，为此科研工作者进行了不懈的努力，研究了多种转化CO2的技术，请回答下列问题： (4)常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到化工产品Na2CO3。 ①欲用2L Na2CO3溶液将4.66g BaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为 mol/L。 [已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10](忽略溶液体积的变化) ②Na2CO3常用于污染物SO2的尾气吸收，洗脱液中的主要成分是Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3。利用生物电池技术(装置如图)，可以将洗脱液中的Na2SO3转化为单质S回收利用。该装置中正极的电极反应式为 ，一段时间后，若溶液中的物质的量减少了0.1mol，则理论上减少的物质的量是 mol。 【答案】(4) 0.11 0.2 【解析】（4）①，，物质的量为，设溶液物质的量浓度至少为c mol/L ，反应后浓度为0.01mol/L，，则平衡时，反应消耗物质的量为0.02mol，则，解得c = 0.11mol/L； ②正极发生还原反应，转化为S，电极反应式为；当溶液中物质的量减少0.1mol，电路中转移电子0.4mol，通过质子交换膜的为0.4mol，故0.1mol发生反应，消耗的为0.6mol，由方程式可知，所差的0.2mol由提供，则理论上减少的物质的量是0.2mol。 类型一、由溶度积求饱和溶液溶质的物质的量浓度——比较溶解度的大小 计算技巧 饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系 1:1型 1:2型或2：1型 1:3型或3:1型 类型二、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度 计算技巧 某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10a mol·L－1 类型三、判断沉淀的生成或沉淀是否完全 计算技巧 ①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc<Ksp，无沉淀生成 ②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全 类型四、常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH 计算技巧 ①根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH 类型五、计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 计算技巧 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 (若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化) 已知常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应： ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行 该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化 类型六、 溶度积常数(Ksp)与水解常数(Kh)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝ 计算技巧 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(aq)，平衡常数 类型七、溶度积与溶解度的相互计算 计算 技巧 ①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)饱和溶液的溶解度S(g) 以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1 即：1L溶液中含有1.34×10－5 mol的AgCl溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g 即：1L溶液中溶解的AgCl为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3 即：1000g溶液中溶解了1.92×10－3g的AgCl，100g水中溶解了1.92×10－4g的AgCl 即：AgCl的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g ②饱和溶液的溶解度S(g)由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)KSP 20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，也即是：0.1L溶液中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝，，c(AgCl)＝1.05×10－5 mol·L－1，KSP＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－10 【变式8-1】（2025·天津河西·二模）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： ，回答下列问题： (5)锂—硫酰氯电池是一种高能锂电池。该电池采用非编织玻璃隔膜，以金属和多孔碳为电极，溶解有的液态硫酰氯作为电解液。 ①负极的材料是 。 ②放电一段时间，正极生成的连二亚硫酸锂以固态形式析出，可维持电极结构的稳定性，则正极的电极反应式为 。 (6)可水解生成两种强酸，某温度下，。向溶于水所得溶液中逐滴加入溶液，首先生成的是 沉淀；计算反应在此温度下的平衡常数K值为 。 【答案】(5) (6) AgCl 【解析】（5）①锂—硫酰氯电池以金属和多孔碳为电极，溶解有的液态硫酰氯作为电解液，Li是活泼金属，为负极的材料，Li失去电子生成； ②由题意可知，在正极得到电子生成二亚硫酸锂，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：。 （6）已知：遇水强烈水解生成盐酸和硫酸，盐酸的浓度是硫酸的2倍，设硫酸浓度为a ，则生成Ag2SO4沉淀需要的银离子浓度为mol/L，生成AgCl沉淀需要的银离子浓度为mol/L<mol/L，所以AgCl先沉淀；在此温度下的平衡常数K==。 【变式8-2】（24-25高三上·天津北辰·阶段练习）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。 (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】（5）；， 。 考向09 有关电极反应式的书写 【例9-1】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是 极，电极反应式为 ； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。 【答案】(5) 阴 降低 K+ 【解析】（5）①由图可知，电极a上转化为，碳元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，故答案为阴极；。 ②由图可知，电极b上转化为，碳元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为， 反应过程中消耗，溶液的pH降低，故答案为降低。 ③电解过程中，阳离子向阴极（电极a）移动，左侧溶液中有，所以通过阳离子交换膜的离子为，故答案为。 【例9-2】（2025·天津·二模）甲烷重整有多种技术路径，其中催化重整在获得CO和同时，也能同时减排两种温室气体。相关反应为：。已知燃烧热数据如下分别为： 物质 (g) CO(g) (g) 燃烧热 -891 -283 -286 (7)研究者利用电解法实现了和两种温室气体的耦合转化，其原理如图所示。则电极A为 (填“阴极”或“阳极”)，电极B上转化为的反应式为 。 【答案】(7) 阴极 【解析】（7）根据图示装置可知，电极A上CO2转化为CO，C的化合价由+4价降为+2价，发生还原反应，电极A作阴极，则电极B作阳极；电极B上CH4转化为C2H4，发生失电子的氧化反应，电极反应式为。 一、原电池中电极反应式的书写 1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 二、电解池中电极反应式的书写 1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。 2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。 阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。 阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。 注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。 三、燃料电池电极反应式的书写 电极：惰性电极。 燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。 电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。 如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为： ①CH4 +2O2=CO2 +2H2O ②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O ①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况： （1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O （2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H- （3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2- （4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。 四、可充电电池电极反应式的书写及应用 （一）可充电电池试题必备知识 1.对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。要能根据题给总反应式，写出原电池总反应式和电解池总反应式。 2.对可充电电池电极极性和材料的判断：判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料：得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。 3.可充电电池电极反应式的书写方法： 书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电 极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和 数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反 应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；第三，在电子守恒 的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 5.对溶液中离子的移动方向判断：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 6.可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。 7.有关电化学的计算：有关电化学的计算都必须利用电子守恒，要注意各电极转移的电子数均相等。这类计算通常有计算电极的增重或较少量、溶液的PH、溶液的离子浓度、电子转移的数目等。 五、特殊情况电极反应式的书写 在书写电极反应式时，一定要注意一些特殊情况。 1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。 2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。 【变式9-1】（24-25高三上·天津西青·期末）氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。目前有以下制取氢气的方法 II．某种过渡金属硫化物光催化分解水制的原理如图。 已知：可见光在催化剂表面可产生电子和带正电荷的空穴。 (3)发生的电极反应式为 。 (4)在反应过程中体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。 【解析】（3）观察图中信息，可得出； （4）图中乙醇生成乙醛体现还原性，故h+体现氧化性； 【变式9-2】（2025·天津红桥·三模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： Ⅰ： Ⅱ： ， Ⅲ： (6)2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为，其装置如图所示，负极为碳基材料，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。 ①放电时a极反应式为 。 ②用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得 纯铜。 【答案】(6) 【解析】（6）①放电时，a极为正极，得电子结合生成，电极反应式为； ②电池中迁移1mol，转移1mol电子；电解精炼铜时，阴极，转移1mol电子时，生成0.5molCu，质量为。 1．（24-25高三上·天津南开·期末）研究之间的转化对减缓对环境的污染具有理论指导作用。回答下列问题： (1)已知： 若某反应的平衡常数表达式：，写出该反应的热化学方程式： 。 该反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (2)某同学利用如图所示的装置对可逆反应平衡体系进行探究。 ①关闭止水夹，保持温度不变，用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量NO2，则此时反应的浓度商Q K(填“>”“<”或“=”)，再次达平衡时，甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来 (填“深”“浅”或“不变”)，的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②打开止水夹，待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时，关闭止水夹，向乙烧杯中加入晶体，观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，则反应的 0(填“>”“<”或“=”)。 (3)现将一定量和的混合气体通入体积为的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示，Y表示浓度随时间的变化曲线。 ①a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是 。 ②内用表示的平均化学反应速率是 。 ③据图分析，在时，可能改变的条件是 。 【答案】(1) 任何温度 (2) < 深 增大 < (3) b 通入一定量的气体 【解析】（1）根据原子守恒及平衡常数K的表达式可知，将反应②×2-①-③得反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)H，则H=2H2-H1-H3=2×(-393.5 kJ/mol)-(-114 kJ/mol)-(+181kJ/mol)=-854kJ/mol则有；该反应为放热（）熵增反应（），自发进行的条件是，则在任何温度均可自发； （2）①用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量，，c()增大，浓度商Q<K，平衡正向移动，但最终c()增大，气体颜色比原来深；结合反应可知，增大的量可视为增大压强，有利于反应正向进行，则的转化率增大； ②晶体溶解是吸收热量，使乙烧杯中温度降低，此时观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，可知正向进行，则该反应为放热反应，<0； （3）①由图可知，10-25min及30min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b处于化学平衡状态； ②由图象可知，25～30 minN2O4的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L，所以； ③25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，所以曲线发生变化的原因是增加NO2浓度。 2．（2025·天津河西·三模）是重要的化工原料，下图为工业合成氨的流程图。 已知：  。 (1)合成氨反应中，的键能为，键能为，则的键能为 (用含“a、b、c”式子表示)。 (2)根据图中流程，可提高原料平衡转化率的是 (填流程序号)。 (3)在、压强为条件下，向恒压密闭容器中通入的混合气体，体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示： ①不能说明该条件下反应达到平衡状态的是 。 a．容器中保持不变 b．气体平均相对分子质量保持不变 c．气体密度保持不变 ②若用气体分压强的变化量描述合成氨的反应速率，则内， 。 ③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时的含量符合图中 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。 (4)实验测得合成氨速率与浓度的方程为：，为速率常数。 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 结合实验数据，回答： ① 。 ②合成氨时要及时分离出氨的原因：有利于平衡正向移动、 。 (5)25℃，甲胺、氨的水溶液电离常数分别为、；从结构上解释，甲胺水溶液的碱性较强的原因 。 【答案】(1) (2)②⑤ (3) a g (4) 1 可提高反应速率(减少产物对反应速率的抑制作用) (5)原子均为杂化，中属于推(给)电子基团，使得氮原子周围电子云密度增大，故结合水中氢离子能力增强 【分析】氮气和氢气净化，通过压缩机压缩、热交换器加热，进入反应器，在铁触媒催化下反应生成氨气，液化分离出液氨，剩余氨气和氢气可以循环利用； 【解析】（1）反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，则，； （2）反应为气体分子数减小的放热反应，加压、分离出产物，都会促使反应正向进行，可提高原料平衡转化率，故选②⑤； （3）①a．投料比等于反应系数比，则容器中保持不变，不能说明正逆反应速率相等，不能说明该条件下反应达到平衡状态； b．混合气体的平均摩尔质量为M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡； c．恒压密闭容器中进行反应，气体总质量不变，但是气体体积改变，则气体密度保持不变，能说明该条件下反应达到平衡状态； 故选a； ②在、压强为条件下，向恒压密闭容器中进行反应，由图，20min时，氮气含量降为，则内，。 ③反应为气体分子数减小的反应，若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，随着反应进行，压强减小，反应速率较恒压慢，平衡时间延长，且达到平衡时相当于在原平衡基础上反应逆向移动，故的含量增大，符合图中g点； （4）①由实验1、2数据，可知，则1；同理，实验1、3数据可知，γ=-1； ②由①分析，γ=-1；则合成氨时要及时分离出氨可提高反应速率(减少产物对反应速率的抑制作用)，故原因为：有利于平衡正向移动、可提高反应速率(减少产物对反应速率的抑制作用)； （5）甲胺、氨中原子均为杂化，中属于推(给)电子基团，使得氮原子周围电子云密度增大，使得甲胺结合水中氢离子能力增强，故甲胺水溶液的碱性较强。 3．（2025·天津红桥·二模）硫化氢是天然气开采、炼油行业和煤化工的副产物，在科研、生活及化学工业中均有重要应用。 (1)一种可将无害化处理的工艺涉及反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应的 。 (2)可以用作脱除的催化剂，脱除时需先进行吸附。过程如下图所示： 按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，请解释其原因 。 (3)工业上采用高温分解制取。在恒容密闭容器中，控制不同温度进行分解实验：。以起始浓度均为测定的转化率，结果如图所示。 ①由图可知，关于该反应的判断正确的是 。 A．高温下才能自发进行 B．任意温度下都不能自发进行 C．低温下才能自发进行曲线 D．任意温度下都能自发进行曲线 ②能说明某温度下该反应已达到平衡状态的是 。 A．气体密度保持不变        B．气体总物质的量保持不变 C．    D．不变 ③随温度升高，曲线b向曲线a逼近的原因是 。 ④计算985℃时，该反应的平衡常数K值为 (用含c的代数式表示)。 (4)也可应用于废水处理领域中，能使某些金属离子生成难溶硫化物而除去。 除去的原理为：         25℃时，向含有的废水中通入一定量气体，然后调节溶液的，当、时，开始沉淀，计算的溶度积为 。 【答案】(1) (2)H2S中H带正电、S带负电，Fe2O3中Fe3+带正电，O2-带负电；甲吸附方式为同种电性微粒靠近，乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时，吸附能力强 (3) A BD 温度升高，反应速率增大，反应更快地达到平衡状态，相同时间的转化率更接近平衡转化率 (4) 【解析】（1）已知反应Ⅰ：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-1006.5kJ•mol-1，反应Ⅱ：4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+90.3kJ•mol-1，反应Ⅲ：3S2(g)=S6(s)ΔH3=-500.9kJ•mol-1，反应Ⅳ：6H2S(g)+3O2(g)=S6(s)+6H2O(g)，反应Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，根据盖斯定律ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-1006.5kJ•mol-1+(+90.3kJ•mol-1)+(-500.9kJ•mol-1)=-1417.1 kJ•mol⁻1；故答案为：-1417.1kJ•mol-1； （2）按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，从结构角度解释其原因H2S中H带正电、S带负电，Fe2O3中Fe3+带正电，O2-带负电；甲吸附方式为同种电性微粒靠近，乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时，吸附能力强；故答案为：H2S中H带正电、S带负电，Fe2O3中Fe3+带正电，O2-带负电；甲吸附方式为同种电性微粒靠近，乙吸附方式中为不同电性微粒靠近时，吸附能力强； （3）①根据图像可知，温度升高，反应物平衡转化率(曲线a)增大，所以2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH＞0且ΔS＞0，该反应高温下自发进行；故答案为：A； ②A．该反应的反应前后气体总质量不变且恒容密闭容器，密度为定值，不能用密度来判断化学反应是否达到平衡，A错误； B．该反应的反应前后气体总物质的量变化，n总为变量，可以用气体总物质的量来判断化学反应是否达到平衡，B正确； C．平衡时，=2：1，即正(H2S)=2逆(S2)，C错误； D．随着反应的发生，c(H2S)逐渐减小，c(H2)逐渐增大，逐渐减小，当比值不变时达平衡，D正确； 故答案为：BD； ③根据题意结合平衡转化率是该条件下的最大转化率可知：温度升高，反应速率增大，缩短达到平衡的时间，相同时间的转化率更接近平衡转化率，所以随温度升高，曲线b向曲线a逼近；故答案为：温度升高，反应速率增大，缩短达到平衡的时间，相同时间的转化率更接近平衡转化率； ④根据题意结合图像可知，985℃时H2S的转化率为40%，得到三段式为： 可以得到K===，故答案为：； （4）当pH=6、[HS]-=1.0×10-4mol•L-1时，pH=6开始沉淀，Mn2++S2-=MnS↓，即沉淀为MnS，根据Ka2=1.3×10-13变式得：Ka2===1.3×10-13，c(S2-)=1.3×10-11mol•L-1，根据溶度积公式可得：Ksp=c(Mn2+)×c(S2-)=0.020×1.3×10-11=2.6×10-13，故答案为：2.6×10-13。 4．（2025·天津南开·二模）含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题： (1)烟气中的捕集可通过下列转化实现。 ①的电子式为 。 ②捕集过程吸收的化学方程式： 。 ③捕集过程吸收速率随时间的变化如图所示。吸收速率逐渐降低的原因： 。 (2)通过电催化法将和合成尿素，有助于解决含氮废水污染问题，电解原理如图所示。 ①电极b是电解池的 (填“阴”或“阳”)极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。 (3)催化加氢合成甲醇是重要的转化技术。 主反应： 副反应： 在密闭容器中，维持压强和投料比不变，平衡时和CO在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示。 ①CO与反应生成气态甲醇的热化学方程式为 。 ②图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“Ⅱ”)。 ③范围内转化率随温度升高而降低的原因是 。 【答案】(1) 、 随着反应进行，表面被固体产物覆盖，与的接触面积减少 (2) 阳 (3) Ⅰ 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，时，随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度 【解析】（1） ①为共价化合价，电子式为。 ②结合质量守恒，捕集过程吸收二氧化碳生成碳酸钙和二氧化硅、吸收生成碳酸锰，反应的化学方程式：、； ③碳酸钙、二氧化硅、碳酸锰均为固体，随着反应进行，表面被固体产物覆盖，与的接触面积减少，导致吸收速率逐渐降低； （2）①由分析，电极b是电解池的阳极。 ②由分析，电解过程中生成尿素的电极反应式是； （3）①由盖斯定律，主反应-负反应得反应，故CO与反应生成气态甲醇的热化学方程式为； ②主反应为放热反应，副反应为吸热反应，维持压强和投料比不变，随着温度升高主反应平衡会逆向移动，甲醇物质的量分数会降低，所以图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为I； ③50~250℃范围内转化率随温度升高而降低的是因为主反应为放热反应，副反应为吸热反应，150~250℃时，随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度。 5．（2025·天津和平·一模）甲酸(HCOOH)常用于制造农药、皮革等。CO2催化加氢合成甲酸的过程涉及以下反应： ① ② 回答下列问题： (1) 。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量和，发生上述2个反应。下列情况表明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．CO2消耗速率等于CO消耗速率 B．混合气体的平均摩尔质量不变 C．HCOOH体积分数不随时间变化 D．CO、H2O浓度相等 (3)在下，分别向恒容密闭容器中投入和适量仅发生反应②，测得平衡时与关系如图所示。 ① (填“>”“<”或“=”)。 ②代表的物质是 (填化学式)。 ③在a点对应的平衡体系中，再投入 (填“>”“<”或“=”)。 (4)某温度下，向密闭容器通入和发生反应①和②，经过达到平衡时转化率为的选择性为。的反应速率为 。 则反应②的平衡常数为 (结果保留2位小数)。 【答案】(1)-71 (2)BC (3) < CO > (4) 0.06 0.16 【解析】（1）已知：①CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1=-30.0kJ•mol-1，②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ•mol-1，由盖斯定律，①-②得反应CO(g)+H2O(g)HCOOH(g)，则ΔH=ΔH1-ΔH2=-71kJ•mol-1，故答案为：-71； （2）A. CO2消耗速率包括反应①和②的消耗速率，CO的消耗速率只有反应②的消耗速率，故CO2消耗速率等于CO消耗速率时不能说明正、逆反应速率相等，不能说明反应达到化学平衡，A不合题意； B. 反应①是气体分子数改变的化学反应，混合气体的质量不变，混合气体的平均摩尔质量不变与物质的量成反比，则混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化，达到平衡状态，B符合题意； C. HCOOH体积分数不随时间变化，则说明平衡不再移动，反应达到平衡状态，C符合题意； D. CO、H2O浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，不确定反应是否达到平衡，D不合题意； 故答案为：BC； （3）1L恒容密闭容器中投入1mol CO2和适量H2仅发生反应②，增加氢气投料，促使反应正向进行，二氧化碳量减小、一氧化碳量增大，但是氢气本身转化率下降，使得比值减小，结合图，则L3、L4为CO曲线，L1、L2为CO2曲线，反应为吸热反应，相同条件下，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳量减小、一氧化碳量增大，则T1＜T2； ①由分析，T1＜T2，故答案为：＜； ②由分析，L4代表的物质是CO，故答案为：CO； ③在a点对应的平衡体系中，平衡时二氧化碳、一氧化碳均为0.5mol/L，且水和氢气浓度相等，则： 则K===1，再投入0.1mol CO、0.2mol CO2，则Q==＜1，则反应正向进行，则正＞逆，故答案为：＞； （4）经过10min达到平衡时CO2转化率为60%，HCOOH的选择性50%，则共反应0.6mol二氧化碳，生成0.3mol HCOOH，三段式为： 平衡时二氧化碳、H2、一氧化碳、水的物质的量分别为0.4mol、1.4mol、0.3mol、0.3mol，容器的体积为1L，故H2的反应速率为==0.06，则反应②的平衡常数为K===0.16，故答案为：0.06；0.16。 6．（2025·河南·二模）实现“碳达峰、碳中和”目标之一是有效固定和利用碳。以为原料合成和的有关反应如下： i．   ii．   iii．   回答下列问题： (1)   。 (2)在某催化剂作用下，还原制备的反应历程如图所示。 决速步的基元反应式为 。 (3)一定温度下，在刚性密闭容器中投入和合成，仅发生反应ⅰ。下列情况表明，可逆反应一定达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．气体密度不随时间变化 B．气体总压强不随时间变化 C．体积分数不随时间变化 D．平均摩尔质量不随时间变化 (4)在催化剂作用下，密闭容器发生反应i和ii，实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚物质的量分数关系如图所示。 温度低于600K时，物质的量分数变化可能的原因是 ；一定温度下，增大压强，的物质的量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)在5MPa下，和按体积比进入投料，只发生反应i和iii。平衡体系中，CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度变化如图所示。 ①乙代表 (填化学式)。内，随着温度升高，的平衡产量变化趋势是 。 ②时，的分压为 MPa(保留2位有效数字，下同)，反应ⅲ的平衡常数为 (用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1)-123 (2) (3)BD (4) 温度对反应ⅱ影响大于反应ⅰ 增大 (5) CO 先减少后增加 0.16 【解析】（1）根据盖斯定律，2×ⅰ+ⅱ得目标反应：； （2）观察图示，过渡态为TS2的能垒最大，它是决速步，基元反应式为：； （3）A．刚性密闭容器体积不变，气体总质量始终不变，密度始终不变，气体密度不随时间变化不能说明反应达到平衡状态，A项不符合题意； B．建立平衡的过程中气体总物质的量减小，气体总压强减小，总压强不变时达到平衡，B项符合题意； C．根据反应式，假设某时刻二氧化碳的转化量为xmol，剩余（1-x）mol，氢气的转化量为3xmol，剩余（1-3x）mol，甲醇生成xmol，水蒸气生成xmol，代入数据计算：在任意时刻体积分数均为，二氧化碳体积分数不随时间变化不能说明反应达到平衡状态，C项不符合题意； D．平均摩尔质量等于质量与物质的量之比，建立平衡的过程中平均摩尔质量是变量，平均摩尔质量不变时达到平衡，D项符合题意； 选BD。 （4）反应ⅰ和ⅱ都是放热反应，升高温度，平衡都逆向移动，反应ⅰ逆向移动，物质的量分数减小，而反应ⅱ逆向移动，物质的量分数增大，综合作用结果，物质的量分数增大，说明温度低于600K时，随温度升高，温度对反应ⅱ影响大于反应ⅰ；反应ⅰ的正反应是气体分子数减小的反应，反应ⅱ是气体分子数相等的反应，增大压强，反应ⅰ正向移动，浓度增大，促进反应ⅱ正向移动，故甲醚的物质的量分数增大； （5）①根据反应可知，反应ⅰ是放热反应，反应ⅲ是吸热反应，升温，反应ⅰ逆向移动，量减小；反应ⅲ正向移动，CO量增大，故甲代表，乙代表CO，在反应ⅰ和ⅲ中反应的和生成的的物质的量之比为，故在该温度区间内水的量先减少后增加； ②设投料和，a、b点对应温度相等，都为270℃，平衡体系中，，，，根据H守恒，，气体总物质的量为；，，，；反应ⅲ平衡常数。 7．（2025·天津河北·二模）近年来，光伏产业在世界范围内展现出强劲的增长势头。三氯甲硅烷（SiHCl3）是生产多晶硅的原料，工业合成SiHCl3体系中同时存在如下反应： 反应I： 反应II： 反应III： 部分化学键的键能数据如表所示： 化学键 Si—H H—Cl Si—Cl H—H 键能/（） 318 431 360 436 回答下列问题。 (1) ，反应II的化学平衡常数表达式为 。 (2)压强与进料比都会影响SiHCl3的产率。图甲为573K及不同压强下随g的变化情况。由图甲可知最合适的进料比为 ，g=2时上述反应达到平衡，在 （填“p1”“p2”或“p3”）MPa下最大，g≥4时，接近于零的原因是 。 (3)在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中加入一定量的Si和amolHCl发生上述反应。达到平衡时，容器中SiHCl3为bmol，H2为cmol，此时HCl的浓度为 （用含V、a、b、c的代数式表示）。 (4)忽略副反应，反应I在不同催化剂作用下反应相同时间，HCl的转化率随温度的变化如图乙。下列说法正确的是 （填序号）。 A．催化剂I效果最佳，因此对应HCl的平衡转化率最大 B．b点的化学反应速率：v正<v逆 C．平衡常数：K(a)=K(b) D．c点HCl转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性 【答案】(1) (2) 3 p3 时，由于HCl过量，SiHCl3几乎完全转化为SiCl4，接近于零 (3) (4)D 【解析】（1）∆H =反应物的键能和-生成物的键能和，∆H = (318+3×360+431-4×360-436)kJ·mol-1 =-47 kJ·mol-1； 反应II：，Si是固体，化学平衡常数表达式为：； （2）由图可知相同条件下，g=3时，最大，因此最合适的进料比为3；在g相同时，压强p3下最大；g≥4时，主要发生反应Ⅲ，SiHCl3几乎完全转化为SiCl4，接近于零； （3）根据H原子守恒可知平衡后HCl的物质的量为：(a-b-2c)mol，此时HCl的浓度为mol/L； （4）A. 催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡，故不能改变HCl的平衡转化率，A错误； B. b点时未达到平衡，反应正向进行，因此v正>v逆，B错误； C. 该反应为放热反应，温度升高K减小，则平衡常数：K(a)>K(b)，C错误； D. 该图表示的为相同时间内的转化率，未必是平衡转化率，故c点HCl转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性，反应速率减慢，D正确； 答案选D。 8．（2025·天津河西·一模）甲酸是常见的弱酸，可合成多种医药和农药的中间体，回答问题： 弱酸 甲酸 电离常数(25℃) (1)1个甲酸分子中，键和键数目之比为 。 (2)等浓度①  ②溶液中，水电离的较大的是 (填序号)。 (3)25℃，反应的平衡常数的值为 。 (4)将转化为高附加值产品，是实现“碳中和”的一种方式，温度为时，在Bi催化下，将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应：。 ①下列有利于提高的平衡转化率的措施有 (填标号)。 a．恒容充入Ar    b．恒容，按再充入混合气 c．移出HCOOH    d．升高温度 ②利用电化学催化还原法制备，用计算机模拟在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表示微粒与Bi的接触位点)，依据下图中数据，电催化还原生成的选择性高于生成CO的选择性。原因是 。 (5)天津大学团队以与辛胺为原料用电化学方法，实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。 ①一段时间后，右侧电极室内溶液pH (填“降低”、“升高”或“不变”)。 ②电极上发生的电极反应式为 。 【答案】(1)4:1 (2)② (3)400 (4) bc 生成CO的中间体的活化能高于生成HCOOH的中间体的活化能(合理即可) (5) 降低 【解析】（1）甲酸的结构简式为HCOOH，单键都是σ键，双键中有1个σ键和1个π键。1个甲酸分子中含有4个σ键和1个π键，所以σ键和π键数目之比为4:1， （2）根据盐类水解规律，越弱越水解。HCOONa对应的酸是HCOOH，电离常数；对应的酸是，电离常数，酸性更弱，所以水解程度更大，等浓度时溶液中水电离的较大， （3）反应的平衡常数的值为 ， （4）①a．恒容充入Ar，各物质浓度不变，平衡不移动，CO2平衡转化率不变，a错误； b．恒容，按再充入混合气，相当于增大压强，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，b正确； c．移出HCOOH，减小生成物浓度，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，c正确。 d．升高温度，平衡逆向移动，CO2平衡转化率平衡转化率减小，d错误； 所以有利于提高CO2平衡转化率增大的措施有bc； ②从图中可知，生成CO的中间体的活化能为1.10eV，生成HCOOH的中间体的活化能为0.43eV，生成CO的中间体*COOH的活化能高于生成HCOOH的中间体的活化能，活化能越低反应越容易进行，所以电催化还原CO2生成HCOOH的选择性高于生成CO的选择性； （5）①右侧电极室中发生反应，消耗，一段时间后，右侧电极室内溶液pH降低， ②电极上CO2得电子转化为，电极反应式为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $