专题04 化学反应原理综合题（大题专练，逐空突破）（北京专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题04 化学反应原理综合题 第一部分 破类题/变式·参考答案 热点设问01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 破类题·提能力 1．(3) 2．(1) 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 破类题·提能力 3．(1) ＜ 降低温度、增大水蒸气浓度、及时分离生成物CO2和H2 86% 4．(2) 1/48(0.0208) bc 温度升高，i、iii速率均增大，但温度对iii速率的影响大于对i的影响 热点设问03 有关温度、压强影响的平衡图像分析 破类题·提能力 5．(1) 低温 (2)KA=KB＞KC (3)25% (4) > 350℃以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.7% 6．(1) (2) 以上，温度升高促进过氧化氢分解//氨挥发/丙酮易挥发/催化剂活性降低，浓度均降低，化学反应速率减慢，氨的转化率降低 吸热 热点设问04 有关反应条件选择原理 破类题·提能力 7．(2) 甲酸 5 1 (3)如果产物中水蒸气含量过大，则促使该溶剂发生水解反应：，随着碳酸分解：，平衡正向移动，溶剂水解损耗越多，脱碳能力下降 8．(1) (2)锰基载氧体的氧活性过高，氧化性强，可能将乙烷（或乙烯）氧化为其他产物如CO、等 (3) (4) c 进气比过高（如3:1）时，虽然乙烷转化率提高，但过量的会促进副反应iv的发生，导致乙烯选择性降低；进气比过低（如1:3）时，乙烷浓度相对较高，会促进其分解为碳的副反应v发生，导致乙烯产率降低 热点设问05 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 破类题·提能力 9．(1) 生成的反应是放热反应，步骤Ⅰ温度为800℃，高温使平衡逆向移动，不利于生成 10．(1) 低温 (2)KA=KB＞KC (3)25% (4) > 350℃以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.7% 热点设问06 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 破类题·提能力 11．(1) 中性 (2)①>②>③ (3)bd (4)>c(H+)=c(OH-) (5) (6)1 12．(1)10-12 (2) 10-5 = c(Na＋) > c(X-) > c(OH-) > c(H＋) (3) adcb 计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF) 热点设问07 有关电极反应式的书写 破类题·提能力 13．(3) 阴极 14．(3) 、(或) 正极区：由电极反应：可知，电路中每转移，消耗，同时会有 通过交换膜移入正极区，最终减小，pH增大 第二部分 实战刷题·参考答案 刷模拟 1．(1) (2) (3)决速步为基元反应3，反应速率小 (4)将SO2和NO同时通入反应器时，因部分ClO参与了基元反应4，与NO反应的c(ClO)减小，减小，使NO的氧化率降低 (5) 2．(1) (2) > 合成NH3是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强有利于正向反应，NH3的物质的量增大，体系总物质的量减小，NH3的物质的量分数增大 (3) a N2-10e-+6H2O = 2+12H+ (4) HCl 1/4 3．(1)bd(2) (3) 分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 (4) (5) (6)阴极同时还生成，随着阴极的电势降低，增大，减小，程度大于总电流增大的程度，的生成速率减小 4．(1) 键能大，不易断裂 ，反应吸热，与主反应放热相比耗能大，，反应限度小 (2) (3) 加压 提高氧气浓度 降温 5．(1)，可增大碱的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率或升高温度，降低在水中的溶解度，减小氨气的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率 (2) (3) 阴 在阳极放电生成，可以氧化氨氮生成无污染的 (4) 6．(1) (2) 合成是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强有利于平衡正向移动，的物质的量分数增大 (3)负极 (4) 在阳极发生反应生成，导致部分被氧化 (5) 大 采用脉冲式电解，aV电解，，累积；再bV电解，与仅bV电解相比，更大，使显著增大，提高和降低 7．(1)FeS2、C (2) 回收单质硫，处理尾气不需要另加氧化剂或还原剂，利用反应ii放热为反应i提供能量 减小至900K时S2的平衡产率后保持不变 温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c（SO2）、c（CO）增大；对于反应ii，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动 (3)根据电极方程式正极的电极反应式为：+4e-+6=S+3H2O+6可知，当消耗1mol亚硫酸根离子，转移4mol电子，同时消耗6mol碳酸氢根离子，生成6mol碳酸根离子，根据电荷守恒，则有4mol的H+通过质子交换膜来到正极，4mol氢离子可以结合4mol的碳酸根离子生成4mol的碳酸氢根离子，则理论上碳酸氢根离子减小了2mol 【分析】原电池中，葡萄糖转化为二氧化碳和水，碳的化合价在升高，作负极，Na2SO3中硫的化合价在降低，则正极电极反应为：+4e-+6=S+3H2O+6，据此回答。 刷真题 8．(1) (2) 、SO2 (3) 溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降 9．(1)难挥发性 (2) 该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积 (3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化 (4)分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 10．(1) (2)ab (3) 阳 (4) 样品的质量、步骤Ⅲ所加入溶液的体积和浓度 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应原理综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 北京试卷化学反应原理综合题属于高区分度核心大题，知识综合性、逻辑思维要求最高；融合热化学、化学平衡、反应速率、电化学、水溶液平衡，聚焦定量计算与原理阐释；紧密结合环保、新能源、催化工业，突出证据推理与模型认知核心素养。 命题规律体现五大特征：一、情境主流化。以 CO₂减排与转化、烟气脱硫脱硝、新型电池、催化合成等绿色化工场景为载体。二、考点模块化固定。必考盖斯定律计算焓变；速率计算与影响因素；平衡移动、平衡常数K与转化率；电化学电极反应与电量计算；图像分析。三、图像主导信息。以转化率 / 产率 — 温度 —压强图、速率时间图、电势—pH图为核心载体，重视拐点、平衡点分析。四、定量与文字解释并重。常规使用三段式计算，解释原因类设问需完整原理表述。五、多反应竞争体系常见。考查温度、压强对反应选择性与平衡的调控 命题趋势：一、动力学考查显著加强。侧重反应机理、决速步、催化剂选择性与活化能，不再局限于平衡判断。二、模块交叉深度融合。热力学、动力学、电化学联合设问，单一知识点考查减少。三、图像形式更创新。多维坐标、非常规图像增多，强化信息提取与数据分析。四、贴近工程实际。侧重工艺条件优化、催化剂选型、原子经济性评价。五、开放评价类设问增加。要求结合原理对比不同条件优劣，理由阐述完整。 热点·设问·拆解 热点设问01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 2025年北京卷18（1） 2024年北京卷18（1） 2023年北京卷18（1） 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 2025年北京卷18（3） 2024年北京卷18（2） 热点设问03 有关温度、压强影响的平衡图像分析 2024年北京卷18（2） 2023年北京卷18（1） 热点设问04 有关反应条件选择原理 2025年北京卷18（3） 热点设问05 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 2025年北京卷18（3） 2024年北京卷18（2） 热点设问06 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 2025年北京卷18（2） 热点设问07 有关电极反应式的书写 2024年北京卷18（3） 2023年北京卷18（3） 热点设问01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 析典例·明思路 1．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            由制的热化学方程式为_______。 研考点·通技法 1．热化学方程式的书写步骤： 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 破类题·提能力 1．（25-26高三上·北京·期末）乙烯产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志，通过乙烷氧化脱氢生产乙烯的工艺受到广泛关注。 已知：乙烯的选择性 乙烯的产率 I.乙烷化学链氧化脱氢法（CL-ODH）的反应过程如下图所示。图中，金属氧化物是载氧体，还原阶段、再生阶段为循环反应。 II.乙烷的二氧化碳氧化脱氢中，和在催化剂作用下主要发生的反应i，可能发生反应ii～v，相应热化学方程式如下。 i. ii.   iii.   iv.   v.   (3)反应i的__________。 2．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (1)煤制甲醇是传统煤化工的重要技术。该合成路线是将煤首先转化为水煤气，再经催化剂合成。 已知：i． ii． 由与合成的热化学方程式是___________。 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 析典例·明思路 2．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 (3)理论研究、与的反应。一定温度时，在浓度均为的和的混合溶液中，随的增加，和平衡转化率的变化如图。 ①，与优先反应的离子是_______。 ②，平衡转化率上升而平衡转化率下降，结合方程式解释原因：_______。 研考点·通技法 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＝ 破类题·提能力 3．（25-26高三上·北京通州·期末）在工业上称为水煤气变换反应。 已知：不同温度下水煤气变换反应的平衡常数如下表 温度 200 250 300 350 400 平衡常数 228.2 86.8 39.3 20.4 11.7 (1)①水煤气变换反应的______0(填“大于”“等于”或“小于”)。 ②提高CO平衡转化率的方法有______(写出两条)。 ③某温度下该反应的平衡常数，该温度下等物质的量的CO和水蒸气反应，CO的平衡转化率为______(保留两位有效数字)。 4．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (1)煤制甲醇是传统煤化工的重要技术。该合成路线是将煤首先转化为水煤气，再经催化剂合成。 已知：i． ii． (2)科研人员研制不同的催化剂以实现利用与合成。 ①与在催化剂的作用下只发生反应。一定温度下使用该催化剂，在体积为的恒温密闭容器中投入和，达到平衡时在混合气中物质的量分数为10%。该温度下反应的平衡常数为___________。 ②使用催化剂II时，反应i过程中能量变化示意图如图(表示吸附态)。下列说法不正确的是___________(填序号)。 a．反应进程中为反应的决速步 b．反应进程的微粒中，原子有两种杂化方式 c．反应进程中有极性共价键和非极性共价键的断裂与形成 ③使用催化剂Ⅲ时，同时发生反应i及iii。 iii．。 在定容密闭容器中充入与发生反应，单位时间内，未达平衡时，随温度升高，CO2的转化率增大，但减小，可能原因是___________。 热点设问03 有关温度、压强影响的平衡图像分析 析典例·明思路 3．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为_______。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。 研考点·通技法 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 破类题·提能力 5．（25-26高三上·北京海淀·月考）甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。 Ⅰ．工业上可使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与并充分反应至平衡，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 (1)当CO与发生化合反应，生成4 g气态甲醇时，放出11.3 kJ的热量。 ①写出该反应的热化学反应方程式：___________。 ②该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 (2)A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是：___________。 (3)在、条件下，的体积分数为：___________。 Ⅱ．由合成甲醇是资源化利用的重要方法。涉及的主要反应如下： 主反应：   副反应：   (4)按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率()和的选择性()随温度、压强的变化如图所示。 已知： ①、的大小关系为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 ②350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：___________。 ③250℃、条件下，的平衡转化率为：___________(保留到小数点后1位)。 6．（25-26高三下·北京·开学考试）羟胺()为无色固体，结构可视为-OH替代中1个-H。羟胺具有和类似的弱碱性，可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为和。 (1)中N元素的化合价是_______。 (2)过氧化氢催化氧化氨水法制备盐酸羟胺的原理如下： 步骤1： 步骤2： 资料：丙酮()是一种易溶于水的无色液体，沸点为。 ①X的分子式为，其核磁共振氢谱只有两个吸收峰，红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键。X的结构简式是_______。 ②步骤1中，相同反应时间氨的转化率随温度变化如图1.温度高于65℃时，随温度上升氨的转化率变化的可能原因是_______。 ③步骤2中，在密闭容器中反应时，X的平衡转化率随温度变化如图2.该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。 热点设问04 有关反应条件选择原理 析典例·明思路 4．（2026·北京·模拟预测）以氨为原料制备硝酸的原理示意图如下。 已知：氧化炉中相关反应的反应热和平衡常数如下表。 反应(，0.1 MPa) (主反应) (副反应) (1)理论分析不用制备NO的原因。 ①从分子结构角度解释：___________。 ②计算该反应的和，从反应原理角度解释：___________。 (2)热交换器中的反应分两步。 反应ⅰ： 反应ⅱ： 对应的反应过程示意图如下。 用、、、作答： ①由于___________>___________，反应ⅱ速率较慢。 ②请写出总反应的热化学反应方程式：___________。 (3)吸收塔中的总反应为   从平衡的角度推断有利于将转化为的措施是___________、___________、___________。 研考点·通技法 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 破类题·提能力 7．（25-26高三上·北京通州·期末）在工业上称为水煤气变换反应。 已知：不同温度下水煤气变换反应的平衡常数如下表 温度 200 250 300 350 400 平衡常数 228.2 86.8 39.3 20.4 11.7 (2)下图是水煤气变换反应的历程及能量变化。 ①反应过程中的中间体是______(写物质名称)。 ②反应过程中的决速步是过程______(写数字)。 ③以钠原子作该反应的催化剂主要有利于降低过程______(写一个数字)的活化能。 (3)工业上使用特定溶剂(结构简式为)对水煤气变换反应产物进行脱碳处理。使用该溶剂脱碳需要先控制产物的水蒸气含量，请结合化学用语说明原因：______。 8．（25-26高三上·北京·期末）乙烯产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志，通过乙烷氧化脱氢生产乙烯的工艺受到广泛关注。 已知：乙烯的选择性 乙烯的产率 I.乙烷化学链氧化脱氢法（CL-ODH）的反应过程如下图所示。图中，金属氧化物是载氧体，还原阶段、再生阶段为循环反应。 (1)乙烷CL-ODH总反应的化学方程式为__________。 (2)锰基载氧体（Me为Mn）成本低，但由于其所载氧的活性过高，会导致乙烯的选择性下降，原因是__________。 II.乙烷的二氧化碳氧化脱氢中，和在催化剂作用下主要发生的反应i，可能发生反应ii～v，相应热化学方程式如下。 i. ii.   iii.   iv.   v.   (3)反应i的__________。 (4)将总物质的量一定的混合气体通过含催化剂的恒温恒容反应器，测得不同进气比时，乙烷转化率、乙烯产率随时间的变化情况如下图。 ①图中三条曲线对应的进气比为3:1、1:1或1:3，进气比为1:3的曲线是__________（填“a”“b”或“c”）。 ②反应10 min时，曲线a所对应的乙烯选择性＝__________。 ③实际生产中，进气比不宜过高或过低，结合反应解释原因是__________。 热点设问05 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 析典例·明思路 5．（2026·北京·一模）乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的方法。该过程包括以下两个主要反应： 反应1：   反应2：   (2)一定条件下，使用某含Co催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。 ①乙炔转化率随温度变化的原因为___________。 ②在120~240℃范围内，反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为___________(填“＞”“＜”或“=”)，理由为___________。 研考点·通技法 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: 转化率变化具体分析 (恒容)反应物只有一种:a A (g) bB (g)+cC (g) 条件 特点 A的转化率 增加A的量 a>b+c 增大 a=b+c 不变 a<b+c 减小 反应物不止一种:a A (g) + bB (g)cC (g) +cC (g) 条件 特点 A的转化率 B的转化率 增加A的量 可逆反应 减小 增大 按原比例同时增加A、B的物质的量 a+b>c+d 增大 增大 a+b=c+d 不变 不变 a+b<c+d 减小 减小 破类题·提能力 9．（25-26高三上·北京朝阳·期末）是一种重要的工业原料，可采用不同方法制备。 (1)以为原料制，反应分三步。 ①Ⅰ中参加反应放出906kJ的热量。Ⅰ的热化学方程式为_____________。 ②对反应Ⅱ进行研究：在2 L的密闭容器中，充入和进行反应，的平衡转化率随温度的变化如图所示。温度下，反应经达到平衡，用浓度的变化表示的反应速率________。 ③Ⅰ中通入过量，的氧化产物主要是而不是，从平衡角度解释原因：________。 10．（25-26高三上·北京海淀·月考）甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。 Ⅰ．工业上可使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与并充分反应至平衡，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 (1)当CO与发生化合反应，生成4 g气态甲醇时，放出11.3 kJ的热量。 ①写出该反应的热化学反应方程式：___________。 ②该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 (2)A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是：___________。 (3)在、条件下，的体积分数为：___________。 Ⅱ．由合成甲醇是资源化利用的重要方法。涉及的主要反应如下： 主反应：   副反应：   (4)按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率()和的选择性()随温度、压强的变化如图所示。 已知： ①、的大小关系为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 ②350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：___________。 ③250℃、条件下，的平衡转化率为：___________(保留到小数点后1位)。 热点设问06 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 析典例·明思路 6．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 ①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。 ②配碱槽中，母液和过量配制反应液，发生反应的化学方程式是_______。 ③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是_______，需除去。 ④尾气吸收器中，吸收的气体有_______。 研考点·通技法 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+ (3)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 破类题·提能力 11．（25-26高三上·北京·月考）研究电解质在水溶液中的平衡有重要意义。 I．下表是常温时某些弱酸的电离平衡常数。 化学式 H2CO3 HClO HF CH3COOH HCN NH3·H2O Ka/Kb ， (1)常温下，NaF溶液显碱性的原因是______(用离子方程式表示)；CH3COONH4溶液显______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。 (2)常温下，浓度相同的①Na2CO3、②NaClO、③CH3COONa溶液，其pH由大到小的顺序为______(填序号)。 (3)常温下，0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列数据变大的是______(填序号)。 a．         b．         c．         d． (4)常温下，将0.1 mol/L HF和0.1 mol/L NH3·H2O混合，使溶液恰好呈中性，则溶液中离子浓度从大到小顺序为______。 II．含镉(Cd2+)废水是危害严重的重金属离子废水，处理含镉废水常采用化学沉淀法。常温下，、、、、。 工业上常加入CaCO3实现Cd2+沉淀转化。 (5)用碳酸钙处理Cd2+的离子反应方程式为______。 (6)常温下，若处理含镉废水过程中始终保持H2S饱和，即，通过调节pH使Cd2+形成硫化物沉淀。欲使废水中c(Cd2+)达到国家II类地表水质量控制标准，则Cd2+沉淀时应控制溶液的最低pH为______。 12．（24-25高三上·北京石景山·期末）水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。 (1)水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=___________。 (2)常温下向20.00 mL 0.100 mol·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 mol·L-1 NaOH的pH变化如图所示。 ①HX的电离常数为___________。 ②B点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。 ③C点为恰好完全反应点，溶液中的离子浓度顺序为___________。 (3)25℃时，三种酸的电离平衡常数如表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HF 电离平衡常数 1.8 ×10-5 K1=4.3 × 10-7，K2=5.6 ×10-11 6.0 ×10-4 ①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是___________(填序号)。 a．        b．F−        c．CH3COO−        d． ② 一般来说，如果一个反应的平衡常数数值大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；平衡常数数值小于10-5，这个反应很难进行；平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF ___________。 热点设问07 有关电极反应式的书写 析典例·明思路 7．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 研考点·通技法 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。 破类题·提能力 13．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (3)我国科研人员设计装置，通过耦合电解与，两电极同时生成甲酸盐，实现产品增值。如图为电解装置示意图。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电解过程中b电极生成甲酸盐的电极反应式是___________。 14．（25-26高三下·北京·开学考试）羟胺()为无色固体，结构可视为-OH替代中1个-H。羟胺具有和类似的弱碱性，可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为和。 (3)电化学法制备盐酸羟胺：向两侧电极分别通入NO和，以盐酸为电解质，组装原电池以制备盐酸羟胺。装置(图3)和正极反应机理图(图4)如下。 ①将图4方框中缺失的物质补充完整_______。 ②一段时间后，正极区的pH与反应前相比发生怎样的变化(不考虑溶液体积的变化)，结合化学用语解释原因_______。 刷模拟 1．（25-26高三下·北京·开学考试）对烟气高效的脱硫、脱硝是防治空气污染的重要方式。 Ⅰ．尿素液相脱硫脱硝 (1)尿素CO(NH2)2溶液吸收烟气中的SO2，生成一种正盐和CO2，反应的化学方程式是___________。 (2)研究发现，用尿素溶液吸收NO脱除率很低：若ClO2与尿素溶液联用，将NO转化为NO2，可大大提高NO的脱除率。NO2与尿素溶液反应生成两种无毒无污染的气体，化学方程式是___________。 Ⅱ．ClO2气相脱硫脱硝 一定温度下，将模拟烟气通入气相氧化反应器中。NO和SO2的初始浓度相同，改变ClO2的浓度，相同时间内，气体的氧化率随ClO2与NO或SO2的物质的量浓度之比的变化如图所示。其中①、④分别为NO和SO2单独通入反应器时NO、SO2的氧化率，②、③分别为将NO和SO2同时通入反应器时NO、SO2的氧化率。 已知：对于确定的基元反应，反应速率()与速率常数(k)成正比。 ClO2气相氧化NO的关键基元反应： 基元反应1：NO+ClO2=NO2+ClO  k1=1.7×1011 基元反应2：NO+ClO=NO2+Cl  k2=8.8×1012 ClO2气相氧化SO2的关键基元反应： 基元反应3：SO2+ClO2=SO3+ClO  k3=2.1×10-4 基元反应4：SO2+ClO=SO3+Cl  k4=6.9×1011 (3)ClO2单独氧化SO2时，氧化率很低。原因是___________。 (4)将SO2和NO同时通入气相氧化反应器中时，SO2和NO的氧化率与将其单独通入反应器中时不同。NO氧化率下降的原因是___________。 (5)当体系中有水蒸气时，ClO2单独氧化SO2的氧化率有很大提升。研究表明，此时SO2被氧化不再经历基元反应3和基元反应4，而是生成两种常见的强酸。反应的化学方程式是___________。 2．（25-26高三下·北京海淀·开学考试）氨是重要的化工原料，合成氨的研究一直是化学领域中重要的课题。 Ⅰ．N2和H2合成氨 (1)工业合成氨时，每生成放出热量，则合成氨的热化学方程式是___________。 (2)某一投料比时，两种压强下，在平衡体系中，NH3的物质的量分数随温度的变化如图。 P1___________P2(填“>”或“<”)，得出该结论的理由是___________。 Ⅱ． 电催化固氮联合生产氨和硝酸 (3)我国科学家合成了一种新型的催化剂，用该催化剂修饰电极，可实现室温条件下电催化固氮生产氨和硝酸，原理如图所示： ①电解时双极膜中的解离为和向 ___________室填“”或“移动。 ②写出阳极的电极反应式 ___________。 III .氯化镁循环法 (4)该方法转化关系如图，总反应为。 是___________。 科研人员将与混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物中 ___________。 3．（25-26高三下·北京·开学考试）是一种重要的工业原料，可采用不同的方法制备。 I.在和合成的反应中 (1)下列措施能用平衡移动原理解释的是_______。 a．升高温度至   b．增大压强至 c．使用铁触媒催化剂         d．在反应后混合物中分离出液氨 (2)由“煤的气化”可获得氢气作为合成氨的原料。用的水溶液能够脱除气化产物中的，该反应产物为、_______。 Ⅱ.基于电解方法，研究者通过“空气硝酸氨”的途径合成氨。 (3)空气硝酸：在电极上的反应路径如图所示。其中吸附在电极表面上的物种用*标注。 i．需要的能量较大，原因是_______。 ii．在溶液中生成的化学方程式是_______。 (4)氨：电解溶液，生成的电极反应式为_______。 III.中国科学家研究Cu—Mn合金催化剂电催化还原制，原理如图所示。 (5)阴极生成，其电极反应式是_______ (6)的生成速率、和的法拉第效率(FE)随阴极的电势变化如下图所示。 资料：i．相同条件下，阴极的电势越低，电流越大。 ii．某电极上产物B的FE(B)=。 阴极的电势由降到时，的生成速率增大。阴极的电势继续降低，的生成速率反而减小。结合FE解释NH的生成速率减小的原因_______。 4．（25-26高三上·北京东城·期末）以氨为原料制备硝酸的原理示意图如下。 已知：氧化炉中相关反应的反应热和平衡常数如下表。 反应(500℃，0.1MPa) (主反应) -454 (副反应) -634 (1)理论分析不用制备NO的原因。 ①从N2分子结构角度解释：___________。 ②计算该反应的ΔH和K，从反应原理角度解释：___________。 (2)热交换器中的反应分两步。 反应i： 反应ii： 对应的反应过程示意图如下。 用作答： ①由于___________＞___________，反应ii速率较慢。 ②___________kJ/mol。 (3)吸收塔中的总反应为从平衡的角度推断有利于将NO2转化为HNO3的措施是___________、___________、___________。 5．（25-26高三上·北京昌平·期末）氨氮作为一种水体污染物，主要以游离氨(NH3)和铵根离子()的形式存在。工业上可依据水质特点，联合多种方法处理氨氮废水，其中一种方案示意图如下。 (1)从平衡的角度分析提高方法Ⅰ氨氮去除率的条件并说明理由：___________(任写一条)。 (2)方法Ⅱ为磷酸铵镁沉淀法处理高浓度氨氮废水，向沉淀池中加入NaOH溶液调节pH，使氨氮去除率最大，沉淀池中转化为磷酸铵镁的离子方程式为___________。 (3)方法Ⅲ为电解法处理低浓度碱性氨氮废水，将其转化为无污染气体，原理如下图所示。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电极b处电极反应式为___________。 ③研究发现，当氨氮废水中存在Cl-时，Cl-会放电，但氨氮去除率不会下降，可能原因是___________。 (4)甲醛法测定含量的反应原理为。取含的废水浓缩至原体积的1/10后，移取20.00 mL，加入足量甲醛完全反应后，加入酚酞指示剂，用c mol/L的NaOH标准溶液滴定，达滴定终点时消耗V mL。废水中的含量为___________mg/L。 已知：(CH2)6N4H+可与OH-反应生成(CH2)6N4. 6．（25-26高三上·北京西城·期末）氨是重要的化工原料，合成氨的研究一直是化学领域中重要的课题。 Ⅰ．和合成氨 (1)工业合成氨反应的化学方程式是_______。 (2)某一投料比时，两种压强下，在平衡体系中，的物质的量分数随温度的变化如图1。 _______(填“”或“”)，得出该结论的理由是_______。 Ⅱ．电催化还原制，实现水体污染的资源化。电解装置示意图如图2。 (3)电极a与电源_______(填“正极”或“负极”)相连。 (4)研究电解质溶液对电解的影响 ①的还原产物与溶液的pH有关。在碱性溶液中，生成的电极反应式是_______。 ②当含废水中存在时，部分转化为，结合电极反应式解释原因：_______。 (5)研究电压对电解的影响 常温，取、为的溶液，不同电压下电解30min，a极产物的相关数据如下表。 电压 低压aV 46.1 48.8 1.2 高压bV 3.5 77.7 15.1 脉冲式(aV电解1秒，bV 电解3秒，依次重复) 4.5 95.2 0.1 已知：i．电解效率的定义为 ii．转化过程：(v为放电速率) ①高压bV时比低压aV时的_______(填“大”或“小”)。 ②与高压bV电解相比，采用脉冲式电解，可显著提高、降低。从放电速率的角度解释原因：_______(设的放电速率为)。 7．（25-26高三上·北京·期中）黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应 ⅰ. (1)反应ⅰ中还原剂为_______。 (2)反应ⅰ所得气体经冷凝回收S2后，尾气中还含有CO和SO2。将尾气通过催化剂进行处理，发生反应ⅱ，同时发生副反应ⅲ。 ⅱ.   ⅲ.   理论分析及实验结果表明，600~1000 K范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，S2、COS平衡产率和10 min时S2实际产率如下图。 ①从资源和能源利用的角度说明用反应ⅱ处理尾气的好处：_______。 ②900 K，在10 min后继续反应足够长时间，推测S2实际产率的变化趋势可能为_______。 ③随温度升高，S2平衡产率上升，推测其原因是_______。 (3)处理后的尾气仍含少量SO2，经Na2CO3溶液洗脱处理后(原理如图所示)，所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3。利用生物电池技术，可将洗脱液中的Na2SO3转化为单质硫(以S表示)回收。一段时间后，若洗脱液中的物质的量减小1 mol，则理论上的物质的量减少2 mol。 请结合电极反应式说明理由：_______。 刷真题 8．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            由制的热化学方程式为_______。 (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 ①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。 ②配碱槽中，母液和过量配制反应液，发生反应的化学方程式是_______。 ③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是_______，需除去。 ④尾气吸收器中，吸收的气体有_______。 (3)理论研究、与的反应。一定温度时，在浓度均为的和的混合溶液中，随的增加，和平衡转化率的变化如图。 ①，与优先反应的离子是_______。 ②，平衡转化率上升而平衡转化率下降，结合方程式解释原因：_______。 9．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为_______。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 10．（2023·北京·高考真题）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．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的__________极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是__________。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有__________。 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应原理综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 北京试卷化学反应原理综合题属于高区分度核心大题，知识综合性、逻辑思维要求最高；融合热化学、化学平衡、反应速率、电化学、水溶液平衡，聚焦定量计算与原理阐释；紧密结合环保、新能源、催化工业，突出证据推理与模型认知核心素养。 命题规律体现五大特征：一、情境主流化。以 CO₂减排与转化、烟气脱硫脱硝、新型电池、催化合成等绿色化工场景为载体。二、考点模块化固定。必考盖斯定律计算焓变；速率计算与影响因素；平衡移动、平衡常数K与转化率；电化学电极反应与电量计算；图像分析。三、图像主导信息。以转化率 / 产率 — 温度 —压强图、速率时间图、电势—pH图为核心载体，重视拐点、平衡点分析。四、定量与文字解释并重。常规使用三段式计算，解释原因类设问需完整原理表述。五、多反应竞争体系常见。考查温度、压强对反应选择性与平衡的调控 命题趋势：一、动力学考查显著加强。侧重反应机理、决速步、催化剂选择性与活化能，不再局限于平衡判断。二、模块交叉深度融合。热力学、动力学、电化学联合设问，单一知识点考查减少。三、图像形式更创新。多维坐标、非常规图像增多，强化信息提取与数据分析。四、贴近工程实际。侧重工艺条件优化、催化剂选型、原子经济性评价。五、开放评价类设问增加。要求结合原理对比不同条件优劣，理由阐述完整。 热点·设问·拆解 热点设问01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 2025年北京卷18（1） 2024年北京卷18（1） 2023年北京卷18（1） 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 2025年北京卷18（3） 2024年北京卷18（2） 热点设问03 有关温度、压强影响的平衡图像分析 2024年北京卷18（2） 2023年北京卷18（1） 热点设问04 有关反应条件选择原理 2025年北京卷18（3） 热点设问05 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 2025年北京卷18（3） 2024年北京卷18（2） 热点设问06 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 2025年北京卷18（2） 热点设问07 有关电极反应式的书写 2024年北京卷18（3） 2023年北京卷18（3） 热点设问01 热化学方程式书写及有关ΔH的计算 析典例·明思路 1．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            由制的热化学方程式为_______。 【答案】(1) 【解析】（1）已知： 反应Ⅰ：         反应Ⅱ：                  将Ⅰ×2+Ⅱ×2得：，所以由制的热化学方程式为； 研考点·通技法 1．热化学方程式的书写步骤： 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 破类题·提能力 1．（25-26高三上·北京·期末）乙烯产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志，通过乙烷氧化脱氢生产乙烯的工艺受到广泛关注。 已知：乙烯的选择性 乙烯的产率 I.乙烷化学链氧化脱氢法（CL-ODH）的反应过程如下图所示。图中，金属氧化物是载氧体，还原阶段、再生阶段为循环反应。 II.乙烷的二氧化碳氧化脱氢中，和在催化剂作用下主要发生的反应i，可能发生反应ii～v，相应热化学方程式如下。 i. ii.   iii.   iv.   v.   (3)反应i的__________。 【答案】(3) 【解析】（3）根据盖斯定律可知，ⅰ=ⅱ+ⅲ，可得，； 2．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (1)煤制甲醇是传统煤化工的重要技术。该合成路线是将煤首先转化为水煤气，再经催化剂合成。 已知：i． ii． 由与合成的热化学方程式是___________。 【答案】(1) 【解析】（1）由盖斯定律，将已知反应i+ii可得目标反应：则，故热化学方程式为； 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 析典例·明思路 2．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 (3)理论研究、与的反应。一定温度时，在浓度均为的和的混合溶液中，随的增加，和平衡转化率的变化如图。 ①，与优先反应的离子是_______。 ②，平衡转化率上升而平衡转化率下降，结合方程式解释原因：_______。 【答案】(3) 溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降 【解析】（3）① 由图可知，①，时，碳酸氢根平衡转化率较低，而亚硫酸根的平衡转化率较高，所以与优先反应； ②溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。 故答案为：；溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行。 研考点·通技法 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＝ 破类题·提能力 3．（25-26高三上·北京通州·期末）在工业上称为水煤气变换反应。 已知：不同温度下水煤气变换反应的平衡常数如下表 温度 200 250 300 350 400 平衡常数 228.2 86.8 39.3 20.4 11.7 (1)①水煤气变换反应的______0(填“大于”“等于”或“小于”)。 ②提高CO平衡转化率的方法有______(写出两条)。 ③某温度下该反应的平衡常数，该温度下等物质的量的CO和水蒸气反应，CO的平衡转化率为______(保留两位有效数字)。 【答案】(1) ＜ 降低温度、增大水蒸气浓度、及时分离生成物CO2和H2 86% 【解析】（1）①由表格数据可知：温度升高，反应平衡常数K减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，因此； ②该反应前后气体分子数不变，压强不改变平衡；正反应放热，降低温度可使平衡正向移动；增大水蒸气浓度、及时分离生成物CO2和H2，都能使平衡正向移动，提高CO的平衡转化率； ③设CO和水蒸气起始物质的量均为1，CO转化率为x，列平衡关系： ，计算结果修改为，即转化率为86%。 4．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (1)煤制甲醇是传统煤化工的重要技术。该合成路线是将煤首先转化为水煤气，再经催化剂合成。 已知：i． ii． (2)科研人员研制不同的催化剂以实现利用与合成。 ①与在催化剂的作用下只发生反应。一定温度下使用该催化剂，在体积为的恒温密闭容器中投入和，达到平衡时在混合气中物质的量分数为10%。该温度下反应的平衡常数为___________。 ②使用催化剂II时，反应i过程中能量变化示意图如图(表示吸附态)。下列说法不正确的是___________(填序号)。 a．反应进程中为反应的决速步 b．反应进程的微粒中，原子有两种杂化方式 c．反应进程中有极性共价键和非极性共价键的断裂与形成 ③使用催化剂Ⅲ时，同时发生反应i及iii。 iii．。 在定容密闭容器中充入与发生反应，单位时间内，未达平衡时，随温度升高，CO2的转化率增大，但减小，可能原因是___________。 【答案】 (2) 1/48(0.0208) bc 温度升高，i、iii速率均增大，但温度对iii速率的影响大于对i的影响 【解析】（2）① 设平衡时，列三段式： ； 总物质的量，由物质的量分数为10%： ，解得，容器体积为，平衡常数： ② a：决速步由活化能最大的步骤决定，图中最大能垒出现，a正确； b：中间体中、中C为杂化，中C为杂化，中C为杂化，共3种杂化方式，b错误； c：反应过程中只有反应物中非极性键断裂，以及极性键的断裂和形成，全程没有非极性键生成，c错误； ③CO2的转化率增大，但减小，说明反应iii的选择性大于反应i，即原因是：温度升高，i、iii速率均增大，但温度对iii速率的影响大于对i的影响； 热点设问03 有关温度、压强影响的平衡图像分析 析典例·明思路 3．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为_______。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。 【答案】(1)难挥发性 (2) 该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积 【解析】（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 （2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为； ②反应，升高温度，NO的平衡转化率减小，说明该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积。 研考点·通技法 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 破类题·提能力 5．（25-26高三上·北京海淀·月考）甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。 Ⅰ．工业上可使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与并充分反应至平衡，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 (1)当CO与发生化合反应，生成4 g气态甲醇时，放出11.3 kJ的热量。 ①写出该反应的热化学反应方程式：___________。 ②该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 (2)A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是：___________。 (3)在、条件下，的体积分数为：___________。 Ⅱ．由合成甲醇是资源化利用的重要方法。涉及的主要反应如下： 主反应：   副反应：   (4)按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率()和的选择性()随温度、压强的变化如图所示。 已知： ①、的大小关系为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 ②350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：___________。 ③250℃、条件下，的平衡转化率为：___________(保留到小数点后1位)。 【答案】(1) 低温 (2)KA=KB＞KC (3)25% (4) > 350℃以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.7% 解析（1）①已知：生成4  g气态CH3OH时放出11.3 kJ热量，=0.125 mol，则1 mol CH3OH放热量==90.4 kJ，该反应的热化学方程式为：  ； ②该反应是气体分子数减少的反应，且该反应为放热反应（），由 可知，低温下 ，反应能自发进行； （2）已知该反应为放热反应，升温平衡常数减小，且平衡常数只受温度影响，根据图像分析，A和B两点温度相同，则KA=KB，C点温度高于A、B点，则KA=KB＞KC； （3）依据题干已知信息可知，初始=0.15 ， ，列反应相关的三段式：则氢气的体积分数为=25%； （4）①根据题干可知，主反应为气体系数减小反应，其他条件相同时，压强越大，转化率越高，另根据图像分析可知，温度相同条件下，p1压强下的转化率更大，综合上述信息可知，压强p1> p2； ②随着温度升高，不同压强下的气体转化率趋近相同，是由于350℃以上副反应占主导，压强对平衡无影响导致的； ③依据题干所给数据信息，CO2的平衡转化率为40%，CH3OH的选择性为50%，且的投料比加入反应物，可列主反应和副反应的三段式（相同物质的平衡浓度合并计算）： ，则氢气的转化率==26.7%。 6．（25-26高三下·北京·开学考试）羟胺()为无色固体，结构可视为-OH替代中1个-H。羟胺具有和类似的弱碱性，可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为和。 (1)中N元素的化合价是_______。 (2)过氧化氢催化氧化氨水法制备盐酸羟胺的原理如下： 步骤1： 步骤2： 资料：丙酮()是一种易溶于水的无色液体，沸点为。 ①X的分子式为，其核磁共振氢谱只有两个吸收峰，红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键。X的结构简式是_______。 ②步骤1中，相同反应时间氨的转化率随温度变化如图1.温度高于65℃时，随温度上升氨的转化率变化的可能原因是_______。 ③步骤2中，在密闭容器中反应时，X的平衡转化率随温度变化如图2.该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。 【答案】(1) (2) 以上，温度升高促进过氧化氢分解//氨挥发/丙酮易挥发/催化剂活性降低，浓度均降低，化学反应速率减慢，氨的转化率降低 吸热 【解析】（1）中H为+1价，Cl为-1价，O为-2价，则元素的化合价是-1价。 （2）①其核磁共振氢谱只有两个吸收峰，说明含有两种环境的氢原子，红外光谱显示其分子结构中存在羟基和碳氮双键，则的结构简式是。 ②以上，温度升高促进过氧化氢分解，且氨和丙酮易挥发，浓度均降低，或催化剂活性降低等因素，导致化学反应速率减慢，氨的转化率降低。 ③由图可知，升高温度，的平衡转化率增大，则该反应为吸热。 热点设问04 有关反应条件选择原理 析典例·明思路 4．（2026·北京·模拟预测）以氨为原料制备硝酸的原理示意图如下。 已知：氧化炉中相关反应的反应热和平衡常数如下表。 反应(，0.1 MPa) (主反应) (副反应) (1)理论分析不用制备NO的原因。 ①从分子结构角度解释：___________。 ②计算该反应的和，从反应原理角度解释：___________。 (2)热交换器中的反应分两步。 反应ⅰ： 反应ⅱ： 对应的反应过程示意图如下。 用、、、作答： ①由于___________>___________，反应ⅱ速率较慢。 ②请写出总反应的热化学反应方程式：___________。 (3)吸收塔中的总反应为   从平衡的角度推断有利于将转化为的措施是___________、___________、___________。 【答案】(1) 键能大，不易断裂 ，反应吸热，与主反应放热相比能耗大，，反应限度小 (2) 、 (3) 加压 提高氧气浓度 降温 【解析】（1）分子中存在三键，键能大，分子稳定性强，断裂化学键需要极高能量，反应难以发生；根据盖斯定律，用主反应-副反应得到目标反应，，平衡常数。 该反应平衡常数非常小，平衡时NO的产率极低，不适用于制备NO。 （2）① 反应速率由活化能决定，活化能越大反应速率越慢，反应ⅱ的活化能为，反应ⅰ活化能为，因此由于 ，反应ⅱ速率较慢。 ② 总反应为两步反应加和，反应物总能量比生成物总能量高，因此总反应热化学方程式为： 。 （3）已知总反应：（放热），正反应为气体分子数减少的反应，根据勒夏特列原理，有利于平衡正向移动的措施为： 增大压强、降低温度、增大浓度（通入过量）（顺序可互换，合理即可）。 研考点·通技法 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 破类题·提能力 7．（25-26高三上·北京通州·期末）在工业上称为水煤气变换反应。 已知：不同温度下水煤气变换反应的平衡常数如下表 温度 200 250 300 350 400 平衡常数 228.2 86.8 39.3 20.4 11.7 (2)下图是水煤气变换反应的历程及能量变化。 ①反应过程中的中间体是______(写物质名称)。 ②反应过程中的决速步是过程______(写数字)。 ③以钠原子作该反应的催化剂主要有利于降低过程______(写一个数字)的活化能。 (3)工业上使用特定溶剂(结构简式为)对水煤气变换反应产物进行脱碳处理。使用该溶剂脱碳需要先控制产物的水蒸气含量，请结合化学用语说明原因：______。 【答案】(2) 甲酸 5 1 (3)如果产物中水蒸气含量过大，则促使该溶剂发生水解反应：，随着碳酸分解：，平衡正向移动，溶剂水解损耗越多，脱碳能力下降 【解析】（2）①反应物为CO和H2O，最终产物为CO2和H2，反应过程中生成、后续又分解的中间体为HCOOH，名称为甲酸； ②反应的决速步由活化能最大（反应速率最慢）的步骤决定，由能量图可知过程5的活化能最大，因此决速步为过程5； ③钠原子能与水分子作用，从而活化分子，有利于过程1中O-H键的断裂，结合图示可知，过程1中断裂了中的1条O-H键，因此催化剂主要降低过程1的活化能。 （3）该溶剂为环状碳酸酯，分子中含有酯基，酯基可与水发生水解反应：，水蒸气含量越高，同时温度越高伴随着碳酸分解，分解，平衡正向移动，溶剂水解损耗越多，且脱碳能力下降，因此需要控制水蒸气含量。 8．（25-26高三上·北京·期末）乙烯产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志，通过乙烷氧化脱氢生产乙烯的工艺受到广泛关注。 已知：乙烯的选择性 乙烯的产率 I.乙烷化学链氧化脱氢法（CL-ODH）的反应过程如下图所示。图中，金属氧化物是载氧体，还原阶段、再生阶段为循环反应。 (1)乙烷CL-ODH总反应的化学方程式为__________。 (2)锰基载氧体（Me为Mn）成本低，但由于其所载氧的活性过高，会导致乙烯的选择性下降，原因是__________。 II.乙烷的二氧化碳氧化脱氢中，和在催化剂作用下主要发生的反应i，可能发生反应ii～v，相应热化学方程式如下。 i. ii.   iii.   iv.   v.   (3)反应i的__________。 (4)将总物质的量一定的混合气体通过含催化剂的恒温恒容反应器，测得不同进气比时，乙烷转化率、乙烯产率随时间的变化情况如下图。 ①图中三条曲线对应的进气比为3:1、1:1或1:3，进气比为1:3的曲线是__________（填“a”“b”或“c”）。 ②反应10 min时，曲线a所对应的乙烯选择性＝__________。 ③实际生产中，进气比不宜过高或过低，结合反应解释原因是__________。 【答案】(1) (2)锰基载氧体的氧活性过高，氧化性强，可能将乙烷（或乙烯）氧化为其他产物如CO、等 (3) (4) c 进气比过高（如3:1）时，虽然乙烷转化率提高，但过量的会促进副反应iv的发生，导致乙烯选择性降低；进气比过低（如1:3）时，乙烷浓度相对较高，会促进其分解为碳的副反应v发生，导致乙烯产率降低 【解析】（1）由图可知，在催化剂作用下，乙烷与氧气反应生成乙烯和水，反应方程式为：； （2）锰基载氧体，其所载的氧活性过高，氧化性强，可能将乙烷或乙烯氧化为其他产物如CO、等； （3）根据盖斯定律可知，ⅰ=ⅱ+ⅲ，可得，； （4）①不同进气比时，相当于固定的物质的量，改变通入的量，通入越多，乙烷的转化率越大，由乙烷转化率图可知，a对应3:1，b对应1:1，c对应1:3； ②反应10min 时，由乙烷转化率图可知，乙烷转化率为40.8%，由乙烯产率图可知，乙烯的产率为30.6%，则曲线a所对应的乙烯选择性； ③进气比过高（如3:1）时，虽然乙烷转化率提高，但过量的会促进副反应iv的发生，导致乙烯选择性降低；进气比过低（如1:3）时，乙烷浓度相对较高，会促进其分解为碳的副反应v发生，导致乙烯产率降低。 热点设问05 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 析典例·明思路 5．（2026·北京·一模）乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的方法。该过程包括以下两个主要反应： 反应1：   反应2：   (2)一定条件下，使用某含Co催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。 ①乙炔转化率随温度变化的原因为___________。 ②在120~240℃范围内，反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为___________(填“＞”“＜”或“=”)，理由为___________。 【答案】(2) 220℃前，温度升高，化学反应速率加快(催化剂活性增强)；220℃至260℃，催化剂活性降低，导致反应速率减慢 ＞ 乙烯的选择性大于乙烷，说明反应1乙炔的转化速率大于反应2乙炔的转化速率 【解析】（2）① 220℃前，反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，乙炔的转化率增大或温度升高，催化剂活性增强，乙炔的转化率增大；220℃至260℃，催化剂活性降低，导致反应速率减慢。 ②在120~240 ℃范围内，反应1生成乙烯的选择性随温度升高而升高，反应2生成乙烷的选择性随温度升高而降低，故乙炔的转化速率大小关系为。理由为：乙烯的选择性大于乙烷，说明反应1乙炔的转化速率大于反应2乙炔的转化速率。 研考点·通技法 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: 转化率变化具体分析 (恒容)反应物只有一种:a A (g) bB (g)+cC (g) 条件 特点 A的转化率 增加A的量 a>b+c 增大 a=b+c 不变 a<b+c 减小 反应物不止一种:a A (g) + bB (g)cC (g) +cC (g) 条件 特点 A的转化率 B的转化率 增加A的量 可逆反应 减小 增大 按原比例同时增加A、B的物质的量 a+b>c+d 增大 增大 a+b=c+d 不变 不变 a+b<c+d 减小 减小 破类题·提能力 9．（25-26高三上·北京朝阳·期末）是一种重要的工业原料，可采用不同方法制备。 (1)以为原料制，反应分三步。 ①Ⅰ中参加反应放出906kJ的热量。Ⅰ的热化学方程式为_____________。 ②对反应Ⅱ进行研究：在2 L的密闭容器中，充入和进行反应，的平衡转化率随温度的变化如图所示。温度下，反应经达到平衡，用浓度的变化表示的反应速率________。 ③Ⅰ中通入过量，的氧化产物主要是而不是，从平衡角度解释原因：________。 【答案】(1) 生成的反应是放热反应，步骤Ⅰ温度为800℃，高温使平衡逆向移动，不利于生成 【解析】（1）①反应是氨的催化氧化反应，参加反应放出906kJ的热量，则热化学方程式为 ； ②由图得温度下NO平衡转化率为60%，转化的，对应转化的为0.6 mol，因此； ③由图可知，生成的反应是放热反应，步骤Ⅰ温度为800℃，高温使平衡逆向移动，不利于生成，因此主要产物为NO； 10．（25-26高三上·北京海淀·月考）甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。 Ⅰ．工业上可使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇。往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与并充分反应至平衡，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 (1)当CO与发生化合反应，生成4 g气态甲醇时，放出11.3 kJ的热量。 ①写出该反应的热化学反应方程式：___________。 ②该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 (2)A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是：___________。 (3)在、条件下，的体积分数为：___________。 Ⅱ．由合成甲醇是资源化利用的重要方法。涉及的主要反应如下： 主反应：   副反应：   (4)按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率()和的选择性()随温度、压强的变化如图所示。 已知： ①、的大小关系为：___________(填“>”、“<”或“=”)。 ②350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：___________。 ③250℃、条件下，的平衡转化率为：___________(保留到小数点后1位)。 【答案】(1) 低温 (2)KA=KB＞KC (3)25% (4) > 350℃以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.7% 解析（1）①已知：生成4  g气态CH3OH时放出11.3 kJ热量，=0.125 mol，则1 mol CH3OH放热量==90.4 kJ，该反应的热化学方程式为：  ； ②该反应是气体分子数减少的反应，且该反应为放热反应（），由 可知，低温下 ，反应能自发进行； （2）已知该反应为放热反应，升温平衡常数减小，且平衡常数只受温度影响，根据图像分析，A和B两点温度相同，则KA=KB，C点温度高于A、B点，则KA=KB＞KC； （3）依据题干已知信息可知，初始=0.15 ， ，列反应相关的三段式：则氢气的体积分数为=25%； （4）①根据题干可知，主反应为气体系数减小反应，其他条件相同时，压强越大，转化率越高，另根据图像分析可知，温度相同条件下，p1压强下的转化率更大，综合上述信息可知，压强p1> p2； ②随着温度升高，不同压强下的气体转化率趋近相同，是由于350℃以上副反应占主导，压强对平衡无影响导致的； ③依据题干所给数据信息，CO2的平衡转化率为40%，CH3OH的选择性为50%，且的投料比加入反应物，可列主反应和副反应的三段式（相同物质的平衡浓度合并计算）： ，则氢气的转化率==26.7%。 热点设问06 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 析典例·明思路 6．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 ①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。 ②配碱槽中，母液和过量配制反应液，发生反应的化学方程式是_______。 ③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是_______，需除去。 ④尾气吸收器中，吸收的气体有_______。 【答案】(2) 、SO2 【解析】（2）① 当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体，根据元素守恒，还有水生成，化学方程式：； ②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知，除了生成的焦亚硫酸钠外，母液中有亚硫酸氢钠剩余，又因为＞，亚硫酸氢钠与过量发生反应的化学方程式为：； ③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气，氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，生成硫酸钠，所以多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是，需除去； ④碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为，生成了二氧化碳，二氧化碳用氢氧化钠吸收，转化成碳酸钠，可到多级串联反应釜中循环使用，所以尾气吸收器中吸收的气体有，在多级串联反应釜中持续通入的，则尾气吸收器中吸收的气体还有； 故答案为：；；；、SO2； 研考点·通技法 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+ (3)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 破类题·提能力 11．（25-26高三上·北京·月考）研究电解质在水溶液中的平衡有重要意义。 I．下表是常温时某些弱酸的电离平衡常数。 化学式 H2CO3 HClO HF CH3COOH HCN NH3·H2O Ka/Kb ， (1)常温下，NaF溶液显碱性的原因是______(用离子方程式表示)；CH3COONH4溶液显______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。 (2)常温下，浓度相同的①Na2CO3、②NaClO、③CH3COONa溶液，其pH由大到小的顺序为______(填序号)。 (3)常温下，0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列数据变大的是______(填序号)。 a．         b．         c．         d． (4)常温下，将0.1 mol/L HF和0.1 mol/L NH3·H2O混合，使溶液恰好呈中性，则溶液中离子浓度从大到小顺序为______。 II．含镉(Cd2+)废水是危害严重的重金属离子废水，处理含镉废水常采用化学沉淀法。常温下，、、、、。 工业上常加入CaCO3实现Cd2+沉淀转化。 (5)用碳酸钙处理Cd2+的离子反应方程式为______。 (6)常温下，若处理含镉废水过程中始终保持H2S饱和，即，通过调节pH使Cd2+形成硫化物沉淀。欲使废水中c(Cd2+)达到国家II类地表水质量控制标准，则Cd2+沉淀时应控制溶液的最低pH为______。 【答案】(1) 中性 (2)①>②>③ (3)bd (4)>c(H+)=c(OH-) (5) (6)1 【解析】（1）NaF发生水解反应使其溶液显碱性：；根据表格数据，醋酸和氨水的电离常数相等，则醋酸根和铵根的水解常数也相等，所以醋酸铵溶液显中性。 （2）由于，所以水解程度CH3COONa<NaClO<Na2CO3，则溶液pH由大到小顺序为①>②>③。 （3）a．醋酸溶液加水稀释过程中，H+浓度持续减小，a不符题意； b．根据只和温度有关，稀释时c(CH3COO-)减小，则增大，b符合题意； c．温度不变，则Kw=c(H+)c(OH-)不变，c不符题意； d．，稀释时Kw不变，c(H+)减小，所以该式数据增大，d符合题意； 故选bd。 （4）常温下，根据电荷守恒，有，溶液为中性，则c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol/L，所以，且显然>=1.0×10-7 mol/L，所以溶液中离子浓度大小顺序为>c(H+)=c(OH-)。 （5）用碳酸钙处理Cd2+发生沉淀转化反应：。 （6）Cd2+在H2S饱和溶液中沉淀时发生反应： ，要使准，则需，即需要控制最低pH为1。 12．（24-25高三上·北京石景山·期末）水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。 (1)水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=___________。 (2)常温下向20.00 mL 0.100 mol·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 mol·L-1 NaOH的pH变化如图所示。 ①HX的电离常数为___________。 ②B点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。 ③C点为恰好完全反应点，溶液中的离子浓度顺序为___________。 (3)25℃时，三种酸的电离平衡常数如表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HF 电离平衡常数 1.8 ×10-5 K1=4.3 × 10-7，K2=5.6 ×10-11 6.0 ×10-4 ①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是___________(填序号)。 a．        b．F−        c．CH3COO−        d． ② 一般来说，如果一个反应的平衡常数数值大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；平衡常数数值小于10-5，这个反应很难进行；平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF ___________。 【答案】(1)10-12 (2) 10-5 = c(Na＋) > c(X-) > c(OH-) > c(H＋) (3) adcb 计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF) 【解析】（1）B点时，c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6mol/L，Kw=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=10-12； （2）①0.100 mol·L-1 HX起点时pH=3，c(H+)=10-3mol/L，电离出的c(X-)≈c(H+)=10-3mol/L，c(HX)=0.100 mol/L- c(X-)=0.100 mol/L-10-3mol/L≈0.100mol/L，Ka==； ②B点时，pH=7，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+ c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)=c(Na+)； ③C点恰好完全反应，pH>7，溶液呈碱性，c(H+)<c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+ c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)<c(Na+)，则溶液中离子浓度大小关系为：c(Na＋) > c(X-) > c(OH-) > c(H＋)； （3）①弱酸的电离常数越大，对应的酸酸性越强，其离子水解程度越小，结合氢离子能力越小，由电离常数大小可知，酸性HF>CH3COOH>H2CO3>，其酸根结合质子的能力由大到小的顺序为>> CH3COO−>F-，序号为：adcb； ②计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)。 热点设问07 有关电极反应式的书写 析典例·明思路 7．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 【答案】(3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化 (4)分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 【解析】（3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为； ②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。 （4）分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 研考点·通技法 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。 破类题·提能力 13．（25-26高三上·北京顺义·期末）甲醇是一种用途广泛的重要化工原料，也是一种有前景的新型清洁能源。 (3)我国科研人员设计装置，通过耦合电解与，两电极同时生成甲酸盐，实现产品增值。如图为电解装置示意图。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电解过程中b电极生成甲酸盐的电极反应式是___________。 【答案】(3) 阴极 【解析】（3）① a电极上转化为，C元素化合价从降低为，得电子，因此a是电解池的阴极； ② b电极上失电子生成，C从升高为，生成的是甲酸盐，说明是碱性环境，电极反应式为： 。 14．（25-26高三下·北京·开学考试）羟胺()为无色固体，结构可视为-OH替代中1个-H。羟胺具有和类似的弱碱性，可以与盐酸反应生成盐酸羟胺()。盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为和。 (3)电化学法制备盐酸羟胺：向两侧电极分别通入NO和，以盐酸为电解质，组装原电池以制备盐酸羟胺。装置(图3)和正极反应机理图(图4)如下。 ①将图4方框中缺失的物质补充完整_______。 ②一段时间后，正极区的pH与反应前相比发生怎样的变化(不考虑溶液体积的变化)，结合化学用语解释原因_______。 【答案】(3) 、(或) 正极区：由电极反应：可知，电路中每转移，消耗，同时会有 通过交换膜移入正极区，最终减小，pH增大 【解析】（3）①根据题意，羟胺具有类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以推出这一步发生的反应是：，盐酸羟胺是一种盐，易溶于水，溶解后完全电离为和。 ②在正极得到电子，电极反应式为：可知，电路中每转移，消耗，同时会有通过交换膜移入正极区，最终减小，增大。 刷模拟 1．（25-26高三下·北京·开学考试）对烟气高效的脱硫、脱硝是防治空气污染的重要方式。 Ⅰ．尿素液相脱硫脱硝 (1)尿素CO(NH2)2溶液吸收烟气中的SO2，生成一种正盐和CO2，反应的化学方程式是___________。 (2)研究发现，用尿素溶液吸收NO脱除率很低：若ClO2与尿素溶液联用，将NO转化为NO2，可大大提高NO的脱除率。NO2与尿素溶液反应生成两种无毒无污染的气体，化学方程式是___________。 Ⅱ．ClO2气相脱硫脱硝 一定温度下，将模拟烟气通入气相氧化反应器中。NO和SO2的初始浓度相同，改变ClO2的浓度，相同时间内，气体的氧化率随ClO2与NO或SO2的物质的量浓度之比的变化如图所示。其中①、④分别为NO和SO2单独通入反应器时NO、SO2的氧化率，②、③分别为将NO和SO2同时通入反应器时NO、SO2的氧化率。 已知：对于确定的基元反应，反应速率()与速率常数(k)成正比。 ClO2气相氧化NO的关键基元反应： 基元反应1：NO+ClO2=NO2+ClO  k1=1.7×1011 基元反应2：NO+ClO=NO2+Cl  k2=8.8×1012 ClO2气相氧化SO2的关键基元反应： 基元反应3：SO2+ClO2=SO3+ClO  k3=2.1×10-4 基元反应4：SO2+ClO=SO3+Cl  k4=6.9×1011 (3)ClO2单独氧化SO2时，氧化率很低。原因是___________。 (4)将SO2和NO同时通入气相氧化反应器中时，SO2和NO的氧化率与将其单独通入反应器中时不同。NO氧化率下降的原因是___________。 (5)当体系中有水蒸气时，ClO2单独氧化SO2的氧化率有很大提升。研究表明，此时SO2被氧化不再经历基元反应3和基元反应4，而是生成两种常见的强酸。反应的化学方程式是___________。 【答案】(1) (2) (3)决速步为基元反应3，反应速率小 (4)将SO2和NO同时通入反应器时，因部分ClO参与了基元反应4，与NO反应的c(ClO)减小，减小，使NO的氧化率降低 (5) 【解析】（1）尿素与、反应，生成正盐和，配平后为：； （2）与尿素反应生成两种无毒无污染气体（和），同时生成，配平后为：； （3）氧化的关键基元反应中，基元反应3的速率常数远小于基元反应1、2、4的速率常数，因此基元反应3是总反应的决速步，反应速率慢，导致的氧化率很低； （4）与将其单独通入反应器中相比，和NO同时通入气相氧化反应器中，因为很大，基元反应1速率很快，使得ClO浓度增大，导致基元反应4速率增大，使得二氧化硫的氧化率得到提高；又因为部分ClO参与了基元反应4，使得与NO反应的ClO的浓度减小，导致NO的氧化率降低； （5）被氧化为，被还原为，配平后为：。 2．（25-26高三下·北京海淀·开学考试）氨是重要的化工原料，合成氨的研究一直是化学领域中重要的课题。 Ⅰ．N2和H2合成氨 (1)工业合成氨时，每生成放出热量，则合成氨的热化学方程式是___________。 (2)某一投料比时，两种压强下，在平衡体系中，NH3的物质的量分数随温度的变化如图。 P1___________P2(填“>”或“<”)，得出该结论的理由是___________。 Ⅱ． 电催化固氮联合生产氨和硝酸 (3)我国科学家合成了一种新型的催化剂，用该催化剂修饰电极，可实现室温条件下电催化固氮生产氨和硝酸，原理如图所示： ①电解时双极膜中的解离为和向 ___________室填“”或“移动。 ②写出阳极的电极反应式 ___________。 III .氯化镁循环法 (4)该方法转化关系如图，总反应为。 是___________。 科研人员将与混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物中 ___________。 【答案】(1) (2) > 合成NH3是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强有利于正向反应，NH3的物质的量增大，体系总物质的量减小，NH3的物质的量分数增大 (3) a N2-10e-+6H2O = 2+12H+ (4) HCl 1/4 【解析】（1）工业通过氮气与氢气反应合成氨，反应为：N2 + 3H2 2NH3，每生成1 mol NH3放出46.1 kJ热量，则生成2 mol时放出92.2 kJ，可知热化学方程式为：。 （2）合成NH3是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强有利于正向反应，NH3的物质的量增大，体系总物质的量减小，NH3的物质的量分数增大，图中P1曲线在相同温度下NH3的物质的量分数更高，说明P1> P2。 （3）①电解池中，电极a上氮气与水反应生成氨气，该过程氮元素化合价降低，得到电子，发生还原反应，则电极a为阴极，电极b上氮气与水反应生成硝酸，该过程氮元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，则电极b为阳极，H+为阳离子，向阴极移动，即向a室移动。 ②阳极上氮气与水反应失去电子生成硝酸，电极反应式为：N2-10e-+6H2O = 2+12H+。 （4）①根据转化关系图， 氯化镁电解生成Mg和，B与反应生成，可知B为Mg、A为；与水反应生成氧气和D，根据氧化还原反应原理，氧元素化合价升高，则氯元素化合价降低，可知D为HCl；HCl与氨气反应，生成X为氯化铵；氯化铵与反应，生成氨气和氯化镁。 ②转氨过程为氯化铵与反应，生成氨气和氯化镁，化学方程式为：，则产物中 。 3．（25-26高三下·北京·开学考试）是一种重要的工业原料，可采用不同的方法制备。 I.在和合成的反应中 (1)下列措施能用平衡移动原理解释的是_______。 a．升高温度至   b．增大压强至 c．使用铁触媒催化剂         d．在反应后混合物中分离出液氨 (2)由“煤的气化”可获得氢气作为合成氨的原料。用的水溶液能够脱除气化产物中的，该反应产物为、_______。 Ⅱ.基于电解方法，研究者通过“空气硝酸氨”的途径合成氨。 (3)空气硝酸：在电极上的反应路径如图所示。其中吸附在电极表面上的物种用*标注。 i．需要的能量较大，原因是_______。 ii．在溶液中生成的化学方程式是_______。 (4)氨：电解溶液，生成的电极反应式为_______。 III.中国科学家研究Cu—Mn合金催化剂电催化还原制，原理如图所示。 (5)阴极生成，其电极反应式是_______ (6)的生成速率、和的法拉第效率(FE)随阴极的电势变化如下图所示。 资料：i．相同条件下，阴极的电势越低，电流越大。 ii．某电极上产物B的FE(B)=。 阴极的电势由降到时，的生成速率增大。阴极的电势继续降低，的生成速率反而减小。结合FE解释NH的生成速率减小的原因_______。 【答案】(1)bd (2) (3) 分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 (4) (5) (6)阴极同时还生成，随着阴极的电势降低，增大，减小，程度大于总电流增大的程度，的生成速率减小 【解析】（1）a．该正反应方向为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于氨气的生成，不能够用勒夏特列原理解释，a错误； b．该反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，选择在10 Mpa~50 Mpa高压下合成，有利于氨气的生成，能够用勒夏特列原理解，b正确； c．铁触媒作催化剂，可以加快反应速率，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，c错误； d．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，减少生成物的浓度，平衡正向移动，有利于氨气的生成，能够用勒夏特列原理解释，d正确； 故选bd； （2） 根据电荷守恒、原子守恒，化学方程式为：+=+； （3）i．分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量； ii．根据已知条件知溶液中生成的化学方程式是：； （4）硝酸根在阴极得电子还原为氨气，电极反应为：； （5）由装置图可知，阴极得到电子，生成，其电极反应式为：； （6）由图可知，阴极的电势由降到时，的生成速率增大，阴极的电势继续降低，的生成速率反而减小，结合解释的生成速率减小的原因是阴极同时还生成，随着阴极的电势降低，增大，减小，程度大于总电流增大的程度，的生成速率减小。 4．（25-26高三上·北京东城·期末）以氨为原料制备硝酸的原理示意图如下。 已知：氧化炉中相关反应的反应热和平衡常数如下表。 反应(500℃，0.1MPa) (主反应) -454 (副反应) -634 (1)理论分析不用制备NO的原因。 ①从N2分子结构角度解释：___________。 ②计算该反应的ΔH和K，从反应原理角度解释：___________。 (2)热交换器中的反应分两步。 反应i： 反应ii： 对应的反应过程示意图如下。 用作答： ①由于___________＞___________，反应ii速率较慢。 ②___________kJ/mol。 (3)吸收塔中的总反应为从平衡的角度推断有利于将NO2转化为HNO3的措施是___________、___________、___________。 【答案】(1) 键能大，不易断裂 ，反应吸热，与主反应放热相比耗能大，，反应限度小 (2) (3) 加压 提高氧气浓度 降温 【分析】以氨为原料制备硝酸的原理：氨气与氧气在氧化炉反应生成一氧化氮和水，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸。 【解析】（1）①分子内为键，键能较大，化学键不易断裂，因此难以用于制备，故答案为键能大，不易断裂； ②由主反应-副反应得，化学平衡常数为，由此可知该反应正向吸热，主反应为放热反应，两个反应相比，耗能大，平衡常数小，反应限度小，故答案为：，反应吸热，与主反应放热相比耗能大，，反应限度小。 （2）①由图可知，该反应正向合成过程中正反应活化能分别为、，而，使得反应ii速率较慢，故答案为； ②反应焓变=正反应活化能-逆反应活化能，因此反应i、ii的焓变分别为、，可由反应i+反应ii得到，因此该反应的焓变为，故答案为。 （3），正向为放热且气体体积减小的反应，因此若要提高转化率，可通过加压、提高氧气浓度、降温等措施实现，故答案为：加压、提高氧气浓度、降温。 5．（25-26高三上·北京昌平·期末）氨氮作为一种水体污染物，主要以游离氨(NH3)和铵根离子()的形式存在。工业上可依据水质特点，联合多种方法处理氨氮废水，其中一种方案示意图如下。 (1)从平衡的角度分析提高方法Ⅰ氨氮去除率的条件并说明理由：___________(任写一条)。 (2)方法Ⅱ为磷酸铵镁沉淀法处理高浓度氨氮废水，向沉淀池中加入NaOH溶液调节pH，使氨氮去除率最大，沉淀池中转化为磷酸铵镁的离子方程式为___________。 (3)方法Ⅲ为电解法处理低浓度碱性氨氮废水，将其转化为无污染气体，原理如下图所示。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电极b处电极反应式为___________。 ③研究发现，当氨氮废水中存在Cl-时，Cl-会放电，但氨氮去除率不会下降，可能原因是___________。 (4)甲醛法测定含量的反应原理为。取含的废水浓缩至原体积的1/10后，移取20.00 mL，加入足量甲醛完全反应后，加入酚酞指示剂，用c mol/L的NaOH标准溶液滴定，达滴定终点时消耗V mL。废水中的含量为___________mg/L。 已知：(CH2)6N4H+可与OH-反应生成(CH2)6N4. 【答案】(1)，可增大碱的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率或升高温度，降低在水中的溶解度，减小氨气的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率 (2) (3) 阴 在阳极放电生成，可以氧化氨氮生成无污染的 (4) 【解析】（1）氨氮废水中存在上述转化平衡，改变条件使平衡逆向移动，促进生成逸出，即可提高去除率，故可增大碱的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率或升高温度，降低在水中的溶解度，减小氨气的浓度，使平衡逆向移动，提高氨氮去除率； （2）反应物为、（来自Na2HPO4）、、，产物为磷酸铵镁沉淀和水，配平后得到该离子方程式为 （3）①电极a上得电子生成，发生还原反应，电解池中阴极发生还原反应，因此a为阴极； ②b为阳极，失电子转化为无污染的，废水为碱性，用配平电荷和原子得到该电极反应为； ③放电生成，可以氧化氨氮生成无污染的，自身又被还原为，因此氨氮去除率不下降； （4）根据反应关系：4 mol 生成共4 mol可与NaOH反应的物质，因此， 该物质的量来自20.00 mL浓缩后的废水，浓缩后体积为原废水的，因此对应原废水体积为200mL=0.2L， 的质量为：，因此原废水中含量为：。 6．（25-26高三上·北京西城·期末）氨是重要的化工原料，合成氨的研究一直是化学领域中重要的课题。 Ⅰ．和合成氨 (1)工业合成氨反应的化学方程式是_______。 (2)某一投料比时，两种压强下，在平衡体系中，的物质的量分数随温度的变化如图1。 _______(填“”或“”)，得出该结论的理由是_______。 Ⅱ．电催化还原制，实现水体污染的资源化。电解装置示意图如图2。 (3)电极a与电源_______(填“正极”或“负极”)相连。 (4)研究电解质溶液对电解的影响 ①的还原产物与溶液的pH有关。在碱性溶液中，生成的电极反应式是_______。 ②当含废水中存在时，部分转化为，结合电极反应式解释原因：_______。 (5)研究电压对电解的影响 常温，取、为的溶液，不同电压下电解30min，a极产物的相关数据如下表。 电压 低压aV 46.1 48.8 1.2 高压bV 3.5 77.7 15.1 脉冲式(aV电解1秒，bV 电解3秒，依次重复) 4.5 95.2 0.1 已知：i．电解效率的定义为 ii．转化过程：(v为放电速率) ①高压bV时比低压aV时的_______(填“大”或“小”)。 ②与高压bV电解相比，采用脉冲式电解，可显著提高、降低。从放电速率的角度解释原因：_______(设的放电速率为)。 【答案】(1) (2) 合成是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强有利于平衡正向移动，的物质的量分数增大 (3)负极 (4) 在阳极发生反应生成，导致部分被氧化 (5) 大 采用脉冲式电解，aV电解，，累积；再bV电解，与仅bV电解相比，更大，使显著增大，提高和降低 【解析】（1）在工业上用N2与H2在高温、高压、催化剂存在条件下合成NH3，该反应是可逆反应，则工业上合成氨气的化学方程式是：。 （2）合成氨正反应是气体分子数减少的反应，相同温度下压强越大，平衡正向移动，氨的物质的量分数越大，由图相同温度下条件下氨的分数更大，故：； （3）电极a上被还原为，N元素化合价降低，为阴极，故与电源负极相连； （4）①碱性条件，得电子生成，碱性条件用和配平，配平为：； ②在阳极失电子生成：，生成的将部分氧化生成； （5）①转化是：，是第一步速率，第二步。比越大，说明生成的被快速消耗转化为，剩余越少，高压下远小于低压，因此高压bV比低压aV时更大； ②脉冲电解时，低压aV阶段，，累积，水放电生成的速率很小，抑制生成，随后高压bV阶段，与仅bV电解相比，更大，使显著增大，提高和降低。 7．（25-26高三上·北京·期中）黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应 ⅰ. (1)反应ⅰ中还原剂为_______。 (2)反应ⅰ所得气体经冷凝回收S2后，尾气中还含有CO和SO2。将尾气通过催化剂进行处理，发生反应ⅱ，同时发生副反应ⅲ。 ⅱ.   ⅲ.   理论分析及实验结果表明，600~1000 K范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，S2、COS平衡产率和10 min时S2实际产率如下图。 ①从资源和能源利用的角度说明用反应ⅱ处理尾气的好处：_______。 ②900 K，在10 min后继续反应足够长时间，推测S2实际产率的变化趋势可能为_______。 ③随温度升高，S2平衡产率上升，推测其原因是_______。 (3)处理后的尾气仍含少量SO2，经Na2CO3溶液洗脱处理后(原理如图所示)，所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3。利用生物电池技术，可将洗脱液中的Na2SO3转化为单质硫(以S表示)回收。一段时间后，若洗脱液中的物质的量减小1 mol，则理论上的物质的量减少2 mol。 请结合电极反应式说明理由：_______。 【答案】(1)FeS2、C (2) 回收单质硫，处理尾气不需要另加氧化剂或还原剂，利用反应ii放热为反应i提供能量 减小至900K时S2的平衡产率后保持不变 温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c（SO2）、c（CO）增大；对于反应ii，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动 (3)根据电极方程式正极的电极反应式为：+4e-+6=S+3H2O+6可知，当消耗1mol亚硫酸根离子，转移4mol电子，同时消耗6mol碳酸氢根离子，生成6mol碳酸根离子，根据电荷守恒，则有4mol的H+通过质子交换膜来到正极，4mol氢离子可以结合4mol的碳酸根离子生成4mol的碳酸氢根离子，则理论上碳酸氢根离子减小了2mol 【分析】原电池中，葡萄糖转化为二氧化碳和水，碳的化合价在升高，作负极，Na2SO3中硫的化合价在降低，则正极电极反应为：+4e-+6=S+3H2O+6，据此回答。 【解析】（1）反应ⅰ中部分Fe的化合价由+2价升高到+3价，S的化合价由-1价升高到0价，C的化合价由0价升高到+2价，化合价升高被氧化，故还原剂为FeS2、C； （2）①反应ii处理尾气的好处有：回收单质硫，处理尾气不需要另加氧化剂或还原剂，利用反应ii放热为反应i提供能量； ②通过观察图像可知，10min时S2的实际产率大于平衡产率，所以最终要减小到与900K时产率相等，则900K，在10min后继续反应足够长时间，S2实际产率的变化趋势可能为：先增大后减小至900K时S2的平衡产率后保持不变，或减小至900K时S2的平衡产率后保持不变，故答案为：减小至900K时S2的平衡产率后保持不变； ③随温度升高，S2平衡产率上升，其原因是：温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c（SO2）、c（CO）增大，对于反应ii,浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动，故答案为：温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c（SO2）、c（CO）增大；对于反应ii，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动； （3）根据电极方程式正极的电极反应式为：+4e-+6=S+3H2O+6可知，当消耗1mol亚硫酸根离子，转移4mol电子，同时消耗6mol碳酸氢根离子，生成6mol碳酸根离子，根据电荷守恒，则有4mol的H+通过质子交换膜来到正极，4mol氢离子可以结合4mol的碳酸根离子生成4mol的碳酸氢根离子，则理论上碳酸氢根离子减小了2mol。 刷真题 8．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 (1)制 已知：                            由制的热化学方程式为_______。 (2)制 I．在多级串联反应釜中，悬浊液与持续通入的进行如下反应： 第一步： 第二步： Ⅱ．当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体。 ①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。 ②配碱槽中，母液和过量配制反应液，发生反应的化学方程式是_______。 ③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是_______，需除去。 ④尾气吸收器中，吸收的气体有_______。 (3)理论研究、与的反应。一定温度时，在浓度均为的和的混合溶液中，随的增加，和平衡转化率的变化如图。 ①，与优先反应的离子是_______。 ②，平衡转化率上升而平衡转化率下降，结合方程式解释原因：_______。 【答案】(1) (2) 、SO2 (3) 溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降 【分析】硫化氢通入燃烧炉中燃烧，生成了二氧化硫，还有少量氮气，氧气等，二氧化硫与碳酸钠在反应釜中反应，产生的废气用氢氧化钠吸收，出料液离心分离得到产品，母液中含有亚硫酸氢钠，返回配碱槽中循环使用。 解析（1）已知： 反应Ⅰ：         反应Ⅱ：                  将Ⅰ×2+Ⅱ×2得：，所以由制的热化学方程式为； （2）① 当反应釜中溶液达到3.8~4.1时，形成的悬浊液转化为固体，根据元素守恒，还有水生成，化学方程式：； ②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知，除了生成的焦亚硫酸钠外，母液中有亚硫酸氢钠剩余，又因为＞，亚硫酸氢钠与过量发生反应的化学方程式为：； ③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气，氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，生成硫酸钠，所以多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是，需除去； ④碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为，生成了二氧化碳，二氧化碳用氢氧化钠吸收，转化成碳酸钠，可到多级串联反应釜中循环使用，所以尾气吸收器中吸收的气体有，在多级串联反应釜中持续通入的，则尾气吸收器中吸收的气体还有； 故答案为：；；；、SO2； （3）① 由图可知，①，时，碳酸氢根平衡转化率较低，而亚硫酸根的平衡转化率较高，所以与优先反应； ②溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。 故答案为：；溶液中发生的反应：ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+，H2CO3H2O+CO2；ⅱ.+SO2+H2O2。amol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行，溶液中c()不断增加，促使反应ⅱ逆向进行。 9．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为_______。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 【答案】(1)难挥发性 (2) 该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积 (3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化 (4)分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 解析（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 （2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为； ②反应，升高温度，NO的平衡转化率减小，说明该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积。 （3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为； ②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。 （4）分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 10．（2023·北京·高考真题）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．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c． (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。    ①电极是电解池的__________极。 ②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。    ①消化液中的含氮粒子是__________。 ②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有__________。 【答案】(1) (2)ab (3) 阳 (4) 样品的质量、步骤Ⅲ所加入溶液的体积和浓度 解析（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是。答案为； （2）a．反应ⅰ的活化能是，反应ⅱ活化能是，，a项正确； b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确； c．总反应的：，c项错误； 故选ab。 （3）①电极b上发生失电子生成的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为。答案为阳极；； （4）①尿素消化分解生成和，由于反应中存在浓，则消化液中含氮粒子为。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入溶液的体积和浓度。答案为；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $