高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第一部分專題高潮篇學(xué)案

第一部分專題高潮篇[編者按]26、27、28是化學(xué)試題中的3個(gè)必考大題，基本以化學(xué)反應(yīng)原理綜合、化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合、化學(xué)工藝流程綜合三個(gè)題型為主。表面上看三道題目考查的知識(shí)相對(duì)獨(dú)立，但涉及的問(wèn)題常常又有交叉，這3道大題的命題方式都是設(shè)置一個(gè)新情境，對(duì)前面化學(xué)基本知識(shí)的“拼盤”考查。因此在學(xué)好前面基礎(chǔ)知識(shí)的前提下對(duì)這三個(gè)題型進(jìn)行細(xì)致研究，找到命題規(guī)律、答題方法，對(duì)提升化學(xué)成績(jī)十分必要。通過(guò)把2016、2017、2018三年全國(guó)卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的命題點(diǎn)進(jìn)行表格分析、對(duì)比，可以看出近年來(lái)26、27、28三題的命題特點(diǎn)：(1)題目偏重對(duì)過(guò)程和方法的考查，更加注重知識(shí)的綜合應(yīng)用。如2018年全國(guó)卷Ⅰ的實(shí)驗(yàn)題，除考查常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作、儀器名稱外，還涉及原理分析、離子方程式等的考查。(2)化學(xué)試題計(jì)算量顯著增多，如Ksp的計(jì)算應(yīng)用、平衡常數(shù)的求算、滴定過(guò)程的分析等，都進(jìn)一步加大了對(duì)計(jì)算的考查，同時(shí)部分試題的計(jì)算過(guò)程更加復(fù)雜，所給數(shù)據(jù)處理也比較困難。(3)部分題目題干較長(zhǎng)、信息較新、信息點(diǎn)多而分散，尤其涉及一些圖像、圖表的問(wèn)題更是無(wú)形之中加大了題目難度，而此類試題卻?？汲Ｐ拢蕚淇紩r(shí)應(yīng)該拓寬知識(shí)的廣度。一、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題·命題統(tǒng)計(jì)全國(guó)卷Ⅰ全國(guó)卷Ⅱ全國(guó)卷Ⅲ2018T28·以N2O5綠色硝化技術(shù)為題材考查氧化產(chǎn)物的判斷、蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)速率平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)條件的控制T27·以CH4—CO2催化重整為題材考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的移動(dòng)、平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)條件的控制對(duì)速率、平衡的影響T28·以制備硅烷、多晶硅的重要原料三氯氫硅為題材考查陌生化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、轉(zhuǎn)化率平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)、反應(yīng)速率的計(jì)算與比較2017T28·以H2S的研究為題材考查不同酸的酸性強(qiáng)弱比較、蓋斯定律的應(yīng)用、平衡轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、吸放熱反應(yīng)的判斷、轉(zhuǎn)化率影響因素T27·以制備丁烯為題材考查反應(yīng)熱、反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等知識(shí)，涉及蓋斯定律的應(yīng)用、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、圖像的分析和判斷、變化原因的解釋等T28·以砷及其化合物為題材考查元素周期表與原子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)及熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的影響因素、平衡狀態(tài)的判斷與平衡常數(shù)的計(jì)算等2016T27·以鉻的化合物為題材考查平衡轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的移動(dòng)、沉淀滴定及Ksp相關(guān)計(jì)算T27·以丙烯腈為題材考查化學(xué)反應(yīng)的方向、反應(yīng)條件的選擇對(duì)化學(xué)平衡的影響以及圖像的分析T27·以硫、氮氧化物的處理為題材考查氧化還原反應(yīng)，蓋斯定律及外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題·命題統(tǒng)計(jì)全國(guó)卷Ⅰ全國(guó)卷Ⅱ全國(guó)卷Ⅲ2018T26·以制備醋酸亞鉻為題材考查儀器的名稱、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、離子方程式的書寫、物質(zhì)的分離與提純、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)T28·以三草酸合鐵酸鉀為題材考查化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、物質(zhì)的檢驗(yàn)方法、氧化還原滴定及相關(guān)計(jì)算T26·以硫化硫酸鈉晶體純度測(cè)定為題材考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)基本操作、樣品純度的相關(guān)計(jì)算2017T26·以凱氏定氮法為題材考查儀器的名稱及作用、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、離子方程式的書寫、化學(xué)方程式的計(jì)算T28·以測(cè)定水中溶解氧為題材考查基本操作、儀器的選擇、中和滴定原理的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫以及定量計(jì)算等T26·以探究綠礬的性質(zhì)為題材考查鐵與硫的化合物的性質(zhì)，SO2、Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及檢驗(yàn)，結(jié)晶水含量的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)誤差的分析，化學(xué)方程式的書寫等2016T26·以氮的氧化物和氨氣為題材考查氣體的制備、裝置連接、現(xiàn)象推測(cè)及原因分析、化學(xué)方程式的書寫T28·以探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)為題材考查溶液的配制、離子方程式的書寫及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等T26·以CaO2的制備為題材考查實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式的書寫、及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等三、化學(xué)工藝流程綜合題·命題統(tǒng)計(jì)全國(guó)卷Ⅰ全國(guó)卷Ⅱ全國(guó)卷Ⅲ2018T27·以生產(chǎn)Na2S2O5工藝為題材考查反應(yīng)條件的控制、化學(xué)方程式的書寫、電解原理的應(yīng)用、殘留物含量的相關(guān)計(jì)算T26·以閃鋅礦為原料制備金屬鋅為題材考查陌生化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)條件的控制、物質(zhì)的分離提純、離子方程式的書寫、電極方程式的書寫T27·以制備KIO3工藝為題材考查物質(zhì)的命名、反應(yīng)條件的控制、陌生化學(xué)方程式的書寫、電解原理的應(yīng)用、制備方案的評(píng)價(jià)2017T27·以鈦鐵礦制備電極材料為題材考查反應(yīng)條件的選擇和分析、離子方程式的書寫、化學(xué)方程式的書寫、轉(zhuǎn)化率的影響因素、化合價(jià)的計(jì)算、沉淀溶解平衡常數(shù)的計(jì)算等T26·以水泥中鈣含量的測(cè)定為題材考查元素及其化合物性質(zhì)和氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。涉及硝酸、二氧化硅、Fe3＋和Al3＋的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算等T27·以制備重鉻酸鉀工藝為題材考查電子守恒的應(yīng)用，硅、鋁、鐵及其化合物的性質(zhì)，化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用，反應(yīng)類型的判斷，溶解度曲線的應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)的簡(jiǎn)單計(jì)算等2016T28·以NaClO2為題材，以工藝流程的形式，考查陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、除雜，電解池，氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算和新概念的接受與應(yīng)用T26·以聯(lián)氨為題材考查電子式的書寫，化學(xué)方程式的書寫，反應(yīng)熱、平衡常數(shù)、電子守恒等三種計(jì)算，原因分析、現(xiàn)象描述等三個(gè)文字簡(jiǎn)答題T28·以釩的化合物為題材的無(wú)機(jī)化工流程題，考查方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算及溶液酸堿性、離子濃度大小判斷等這3道主觀題擔(dān)負(fù)著區(qū)分考生、選拔人才的功能，主觀大題得分的高低決定著名校夢(mèng)想能否實(shí)現(xiàn)。如果說(shuō)前面的專題復(fù)習(xí)是知識(shí)的鞏固和強(qiáng)化，那么本專題則是二輪復(fù)習(xí)的核心和高潮，這是因?yàn)楣タ吮∪觞c(diǎn)，才是增分點(diǎn)。第1講化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透明液體，遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________。(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH1＝48kJ·mol－13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)＋2SiHCl3(g)ΔH2＝－30kJ·mol－1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH為_(kāi)_______kJ·mol－1。(3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。①343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。②在343K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有________________、________________。③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數(shù))。解析：(1)SiHCl3遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等，結(jié)合原子守恒推知SiHCl3與水蒸氣反應(yīng)除生成(HSiO)2O外，還生成HCl，化學(xué)方程式為2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl。(2)將題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①×3＋②可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)，則有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48kJ·mol－1＋(－30kJ·mol－1)＝114kJ·mol－1。(3)溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡的時(shí)間越短，a點(diǎn)所在曲線達(dá)到平衡的時(shí)間短，則該曲線代表343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化，b點(diǎn)所在曲線代表323K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化。①由題圖可知，343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%。設(shè)起始時(shí)SiHCl3(g)的濃度為1mol·L－1，則有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始(mol·L－1)100轉(zhuǎn)化(mol·L－1平衡(mol·L－1則343K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K343K＝eq\f(c?SiH2Cl2?·c?SiCl4?,c2?SiHCl3?)＝eq\f(?0.11mol·L－1?2,?0.78mol·L－1?2)≈0.02。②在343K時(shí)，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是及時(shí)移去產(chǎn)物，使平衡向右移動(dòng)；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，需加快化學(xué)反應(yīng)速率，可采取的措施有提高反應(yīng)物壓強(qiáng)或濃度、改進(jìn)催化劑等。③溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va＞vb。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝，則有v正＝，v逆＝，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)v正＝v逆，即，此時(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正2＝k逆2，eq\f(k正,k逆)＝eq\22)≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)·＝0.02×eq\22)≈1.3。答案：(1)2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl2．(2018·江蘇高考)NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。(1)用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：2NO2(g)＋H2O(l)=HNO3(aq)＋HNO2(aq)ΔH＝－116.1kJ·mol－13HNO2(aq)=HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)ΔH＝75.9kJ·mol－1反應(yīng)3NO2(g)＋H2O(l)=2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過(guò)程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應(yīng)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________。(4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。①NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中，當(dāng)生成1molN2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)_______mol。②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見(jiàn)圖1)。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________________________________________________________________________。解析：(1)將題給三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②和③，根據(jù)蓋斯定律可知，③＝(①×3＋②)/2，則ΔH＝(－116.1kJ·mol－1×3＋75.9kJ·mol－1)/2＝－136.2kJ·mol－1。(2)由題給信息可知，反應(yīng)物為HNO2(弱酸)，生成物為HNO3，因此陽(yáng)極反應(yīng)式為HNO2－2e－＋H2O=3H＋＋NOeq\o\al(－,3)。(3)由題給信息可知，反應(yīng)物為HNO2、(NH2)2CO，生成物為CO2和N2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①NH3中N的化合價(jià)為－3，NO2中N的化合價(jià)為＋4，N2中N的化合價(jià)為0，每生成1molN2，有eq\f(4,7)的N由－3價(jià)變?yōu)?價(jià)，被氧化的N的物質(zhì)的量為eq\f(8,7)mol，因此每生成1molN2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為eq\f(24,7)mol。②溫度升高，反應(yīng)速率增大，同時(shí)催化劑的活性增大也會(huì)提高反應(yīng)速率。一段時(shí)間后催化劑活性增大幅度變小，主要是溫度升高使反應(yīng)速率增大。當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，催化劑的活性下降，同時(shí)氨氣與氧氣能夠反應(yīng)生成NO而使反應(yīng)速率減小。(2)HNO2－2e－＋H2O=3H＋＋NOeq\o\al(－,3)(3)2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O(4)①eq\f(24,7)②迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大催化劑活性下降；NH3與O2反應(yīng)生成了NO3．(2017·全國(guó)卷Ⅰ)近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問(wèn)題：(1)下列事實(shí)中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是________(填標(biāo)號(hào))。A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以B．氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸C．0.10mol·L－1D．氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸(2)如圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過(guò)計(jì)算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_(kāi)_________________、______________________________________________，制得等量H2所需能量較少的是____________。(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝__________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。②在620K重復(fù)實(shí)驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2______α1，該反應(yīng)的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號(hào))。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：(1)根據(jù)較強(qiáng)酸制備較弱酸原理，氫硫酸不和NaHCO3反應(yīng)，亞硫酸與NaHCO3反應(yīng)，說(shuō)明亞硫酸、碳酸、氫硫酸的酸性依次減弱，A項(xiàng)正確；相同濃度，溶液的導(dǎo)電能力與離子總濃度有關(guān)，相同濃度下，氫硫酸溶液導(dǎo)電能力弱，說(shuō)明氫硫酸的電離能力較弱，即電離出的氫離子數(shù)較少，B項(xiàng)正確；相同濃度下，亞硫酸的pH較小，故它的酸性較強(qiáng)，C項(xiàng)正確；酸性強(qiáng)弱與還原性無(wú)關(guān)，酸性強(qiáng)調(diào)酸電離出氫離子的難易，而還原性強(qiáng)調(diào)還原劑失電子的難易，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)都是吸熱反應(yīng)，從熱化學(xué)方程式可以看出，系統(tǒng)(Ⅱ)制備1molH2需要消耗20kJ能量，而系統(tǒng)(Ⅰ)制備1molH2需要消耗286kJ能量，故系統(tǒng)(Ⅱ)消耗的能量較少。(3)①用三段式法計(jì)算：該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，平衡時(shí)n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。對(duì)于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，可直接用物質(zhì)的量替代濃度計(jì)算平衡常數(shù)：K＝eq\f(c?COS?·c?H2O?,c?H2S?·c?CO2?)＝eq\f(0.01×0.01,0.39×0.09)≈2.8×10－3。②總物質(zhì)的量不變，H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明平衡向右移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率增大。即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。③平衡之后，再充入H2S，則CO2的轉(zhuǎn)化率增大，H2S的轉(zhuǎn)化率減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充入CO2，平衡向右移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)正確；充入COS，平衡向左移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充入N2，無(wú)論體積是否變化，對(duì)于氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，平衡不移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：(1)D(2)H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝20kJ·mol－1系統(tǒng)(Ⅱ)(3)①2.52.8×10－3②>>③B一、“化學(xué)反應(yīng)原理綜合題”常涉及的7個(gè)小考點(diǎn)考點(diǎn)(一)熱化學(xué)方程式的書寫或運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱[示例1]氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝206.2kJ·mol－1①CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝247.4kJ·mol－1②2H2S(g)=2H2(g)＋S2(g)ΔH＝169.8kJ·mol－1③以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________。[解析]寫出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物和產(chǎn)物并標(biāo)明狀態(tài)：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)，然后與已有的熱化學(xué)方程式比對(duì)，CH4(g)、H2O(g)在左邊，CO2(g)、H2(g)在右邊，但目標(biāo)熱化學(xué)方程式中無(wú)硫元素與 ③無(wú)關(guān)，無(wú)CO(g)，所以①×2－②后再整理即可得到CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝165.0kJ·mol－1。[解題指導(dǎo)]首先根據(jù)要求書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物、產(chǎn)物并配平，其次在反應(yīng)物和產(chǎn)物的后面括號(hào)內(nèi)注明其狀態(tài)，然后將目標(biāo)熱化學(xué)方程式與已有的熱化學(xué)方程式比對(duì)(主要是反應(yīng)物和產(chǎn)物的位置、系數(shù))，最后根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行適當(dāng)運(yùn)算得出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱ΔH，空一格寫在熱化學(xué)方程式右邊即可?？键c(diǎn)(二)電解池或原電池反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)式的書寫、新情景下陌生氧化還原型離子方程式的書寫[示例2]銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池的反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]第一步：一個(gè)氧化還原反應(yīng)可以拆分為兩個(gè)半反應(yīng)即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，根據(jù)原電池原理正極發(fā)生還原反應(yīng)、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，把Ag2O2和Zn寫在左邊、Ag和K2Zn(OH)4寫在右邊。Ag2O2＋Zn——Ag＋K2Zn(OH)4第二步：根據(jù)電子守恒即化合價(jià)升降總數(shù)相等原理，首先配平Ag2O2、Zn、Ag、K2Zn(OH)4等變價(jià)物質(zhì)的系數(shù)。在該反應(yīng)中Ag2O2的Ag、O兩種元素的化合價(jià)均降低，作為一個(gè)整體共下降4價(jià)，所以Zn的化合價(jià)應(yīng)升高4價(jià)，其系數(shù)為2，再根據(jù)元素守恒配平產(chǎn)物系數(shù)。Ag2O2＋2Zn——2Ag＋2K2Zn(OH)4第三步：根據(jù)質(zhì)量守恒在方程式的兩邊添加其他未變價(jià)物質(zhì)并配平，左邊配4KOH和2H2O即可。Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O=2K2Zn(OH)4＋2Ag[解題指導(dǎo)]首先根據(jù)題意寫出化學(xué)方程式的反應(yīng)物、產(chǎn)物，其次根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理、電子守恒配平氧化劑和還原劑的系數(shù)，然后配平還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的系數(shù)，最后根據(jù)質(zhì)量守恒添加并配平其他未變價(jià)物質(zhì)的系數(shù)。[示例3]電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰、陽(yáng)極均為惰性電極)。電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]根據(jù)題意知道，陰極室含有的陽(yáng)離子有H＋、K＋，陽(yáng)極室含有OH－、H2O以及尿素[CO(NH2)2]分子，陽(yáng)極電解產(chǎn)物為N2，所以放電的應(yīng)為CO(NH2)2，寫出CO(NH2)2→N2，經(jīng)分析知道N元素化合價(jià)共升高6價(jià)，即一個(gè)CO(NH2)2分子失去6個(gè)電子，可寫出CO(NH2)2－6e－→N2，碳元素化合價(jià)不變(＋4)，在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)，然后根據(jù)電荷守恒在左邊添加8OH－，最后根據(jù)質(zhì)量守恒在右邊添加6H2O，得出完整的電極反應(yīng)式：CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O。[解題指導(dǎo)]讀懂題意尤其是相關(guān)示意圖，分析電解池的陰極室和陽(yáng)極室存在的陽(yáng)離子、陰離子及其放電順序，必要時(shí)根據(jù)題目要求還要考慮分子是否會(huì)放電。首先寫出陰(陽(yáng))極室發(fā)生還原(氧化)反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物離子(分子)，分析其化合價(jià)變化，標(biāo)出其得失電子的情況，然后根據(jù)電荷守恒在左邊或右邊配上其他離子，最后根據(jù)質(zhì)量守恒配上其他物質(zhì)。考點(diǎn)(三)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志以及化學(xué)平衡的影響因素[示例4]已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57.20kJ·mol－1。一定溫度下，在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡。其他條件不變時(shí)，下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是____________(填標(biāo)號(hào))。A．減小NO2的濃度 B．降低溫度C．增大NO2的濃度 D．升高溫度[解析]該問(wèn)題考查反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系，但要注意這個(gè)反應(yīng)的特殊性(反應(yīng)物與產(chǎn)物都只有一種)。影響化學(xué)平衡的因素有濃度、壓強(qiáng)(有氣體參加且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng))、溫度。對(duì)于B、D項(xiàng)，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)(正反應(yīng))方向移動(dòng)，NO2的濃度降低、轉(zhuǎn)化率升高，反之轉(zhuǎn)化率降低；對(duì)于A、C項(xiàng)，不能簡(jiǎn)單地理解為濃度問(wèn)題，在容積不變的情況下，增大NO2的濃度可以理解為增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，NO2轉(zhuǎn)化率增大。[解題指導(dǎo)]①判斷一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的兩個(gè)直接標(biāo)準(zhǔn)是正、逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)物與生成物濃度保持不變。間接標(biāo)準(zhǔn)是“變量不變”，即觀察一個(gè)可逆反應(yīng)的相關(guān)物理量，采用極端假設(shè)的方法(若全部為反應(yīng)物如何、全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物該物理量又如何，如果該物理量是可變的而題目說(shuō)一定條件下保持不變即可認(rèn)為該條件下達(dá)到化學(xué)平衡)。另外也可以用Q與K比較(Q＝K則處于平衡狀態(tài)；Q<K，未達(dá)平衡狀態(tài)，v正>v逆；Q>K，未達(dá)平衡狀態(tài)，v正<v逆)。②平衡移動(dòng)的方向、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率變化均可通過(guò)條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度)的改變、平衡移動(dòng)的方向加以判斷，也可以通過(guò)平衡常數(shù)的計(jì)算得到，但要關(guān)注特殊反應(yīng)的特殊性?？键c(diǎn)(四)化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算[示例5]氯氣在298K、100kPa時(shí)，在1L水中可溶解0.09mol，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________。(2)估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)_________________________________________(列式計(jì)算)。[解析]題干中用“溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)”給出可逆反應(yīng)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(該反應(yīng)在教材中通常沒(méi)提及可逆)；平衡常數(shù)的計(jì)算根據(jù)題中要求列三段式求算(水可視為純液體)：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClOc起(mol·L－1)0.09000c變(mol·L－1)0.09×eq\f(1,3)c平(mol·L－1K＝eq\f(c?H＋?·c?Cl－?·c?HClO?,c?Cl2?)＝0.00045[解題指導(dǎo)]平衡常數(shù)的計(jì)算可用三段式法，即找出濃度可變的反應(yīng)物、產(chǎn)物起始、轉(zhuǎn)化、平衡的濃度，然后代入平衡常數(shù)表達(dá)式(平衡時(shí)生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物系數(shù)次冪乘積的比值)進(jìn)行計(jì)算即可。考點(diǎn)(五)酸堿中和滴定的擴(kuò)展應(yīng)用(儀器使用、平行實(shí)驗(yàn)、空白實(shí)驗(yàn)、誤差討論)[示例6]醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補(bǔ)鈣、抗過(guò)敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣(含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)二水合氯化鈣(CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.0%～103.0%)。測(cè)定樣品中Cl－含量的方法：a.稱量0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；c.用0.05000mol·L－1AgNO3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO3溶液體積的平均值為20.39mL。(1)上述測(cè)定過(guò)程中需要溶液潤(rùn)洗的儀器有________________________________。(2)計(jì)算上述樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。(3)若用上述辦法測(cè)定的樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有_________________________；_________________________________。[解析](1)標(biāo)準(zhǔn)液為AgNO3溶液，所以用酸式滴定管，在使用前應(yīng)先用AgNO3溶液進(jìn)行潤(rùn)洗。(2)根據(jù)到達(dá)滴定終點(diǎn)生成AgCl的物質(zhì)的量等于消耗AgNO3的物質(zhì)的量，n(AgCl)＝0.05000mol·L－1×0.02039L×10＝0.010195mol，然后根據(jù)n(AgCl)＝2n(CaCl2·2H2O)可以算出實(shí)際上的CaCl2·2H2O的物質(zhì)的量為5.0975×10－3mol，進(jìn)而求出其質(zhì)量約為0.7493g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(0.7493g,0.7500g)×100%≈99.91%。需要注意的是實(shí)驗(yàn)是從250mL中取25mL。(3)樣品中存在少量的NaCl，據(jù)n(AgCl)＝2n(CaCl2·2H2O)，CaCl2·2H2O的物質(zhì)的量增大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。同樣若CaCl2·2H2O失水也會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。[解題指導(dǎo)]①酸堿中和滴定(氧化還原滴定、沉淀滴定)的儀器使用包括溶液配制和滴定兩個(gè)階段，所用玻璃儀器分別是燒杯、玻璃棒、一定容量的容量瓶、膠頭滴管、酸(堿)式滴定管、錐形瓶、燒杯。其中只有酸(堿)式滴定管需要潤(rùn)洗。②定量實(shí)驗(yàn)為減小實(shí)驗(yàn)誤差均要進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)(重復(fù)滴定1～2次)，必要時(shí)為防止環(huán)境對(duì)滴定造成誤差，還需進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)(不加待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行滴定)。③誤差討論應(yīng)圍繞待測(cè)物質(zhì)含量的計(jì)算公式進(jìn)行，分成操作造成的誤差和樣品本身的原因兩方面。考點(diǎn)(六)Ksp的計(jì)算和應(yīng)用[示例7]以水氯鎂石(主要成分為MgCl2·6H2O)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如圖：預(yù)氨化過(guò)程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6mol·L－1，則溶液中c(Mg2＋)＝____________。[解析]根據(jù)Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，c(Mg2＋)＝eq\f(1.8×10－11,?3.0×10－6?2)mol·L－1＝2.0mol·L－1。[解題指導(dǎo)]有關(guān)Ksp的計(jì)算往往與pH的計(jì)算結(jié)合起來(lái)，要注意pH與c(OH－)濃度關(guān)系的轉(zhuǎn)換，難溶電解質(zhì)的懸濁液即為其沉淀溶解平衡狀態(tài)，滿足相應(yīng)的Ksp?？键c(diǎn)(七)綜合計(jì)算(混合物計(jì)算、化學(xué)式的確定、關(guān)系式法、守恒法在計(jì)算中的應(yīng)用)[示例8]準(zhǔn)確稱取制備的Ag2O2樣品(設(shè)Ag2O2僅含Ag2O2和Ag2O)2.558g，在一定的條件下完全分解為Ag和O2，得到224.0mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。[解析]n(O2)＝eq\f(224.0mL,22.4mol·L－1×1000mL·L－1)＝1.000×10－2mol。設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x，Ag2O的物質(zhì)的量為y。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(248g·mol－1×x＋232g·mol－1×y＝2.588g,x＋\f(1,2)y＝1.000×10－2mol))，eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝9.500×10－3mol,y＝1.000×10－3mol))。w(Ag2O2)＝eq\f(m?Ag2O2?,m?樣品?)＝eq\f(9.500×10－3mol×248g·mol－1,2.588g)≈0.91。[解題指導(dǎo)]進(jìn)行混合物計(jì)算時(shí)，一般可設(shè)混合物各成分的物質(zhì)的量，然后根據(jù)質(zhì)量守恒、電子守恒或電荷守恒列方程組求解，再轉(zhuǎn)換成所求的物理量即可。二、“化學(xué)反應(yīng)原理綜合題”常采用的3種考查方式方式(一)以能量變化為主線串聯(lián)反應(yīng)原理[典例1](2017·全國(guó)卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反應(yīng)①的ΔH1為_(kāi)_______kJ·mol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。A．升高溫度 B．降低溫度C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是________________________________________________________________________。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是__________________________、________________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是________________________________________________________。[解析](1)根據(jù)蓋斯定律，可得①＝②－③，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1＋242kJ·mol－1＝＋123kJ·mol－1。反應(yīng)①為氣體總體積增大的反應(yīng)，在溫度相同時(shí)降低壓強(qiáng)有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，故x<0.1。反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)正確；降低壓強(qiáng)平衡向氣體總體積增大的方向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。(2)結(jié)合圖(b)可看出隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，丁烯產(chǎn)率先升高后降低，這是因?yàn)闅錃馐巧晌?，?dāng)n(氫氣)/n(丁烷)逐漸增大時(shí)，逆反應(yīng)速率加快，故丁烯的產(chǎn)率逐漸降低。(3)在590℃之前隨溫度升高丁烯產(chǎn)率逐漸增大，這是因?yàn)闇囟壬卟粌H能加快反應(yīng)速率，還能促使平衡正向移動(dòng)；但溫度高于590℃時(shí)，丁烯高溫裂解生成短鏈烴類，導(dǎo)致丁烯產(chǎn)率快速降低。[答案](1)＋123小于AD(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行溫度升高反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類[備考錦囊]四角度突破反應(yīng)能量與反應(yīng)原理的綜合題[針對(duì)訓(xùn)練]1．科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種“潔凈煤技術(shù)”，通過(guò)向地下煤層“氣化爐”中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出高熱值的煤炭氣，其主要成分是CO或H2。“氣化爐”中主要反應(yīng)有：①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1……(1)氣化爐中CO2與C反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(2)用煤炭氣合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在密閉容器中，將CO和H2按物質(zhì)的量之比1∶2混合反應(yīng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：①生成甲醇的反應(yīng)為_(kāi)_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。②圖中兩條曲線分別表示壓強(qiáng)為0.1MPa和5.0MPa下CO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化，其中代表壓強(qiáng)是5.0MPa的曲線是________(填“A”或“B”)。③在不改變反應(yīng)物用量的前提下，為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的一種措施為_(kāi)___________。④壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為200℃時(shí)，平衡混合氣中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是________。(3)某新型電池以熔融碳酸鹽作電解質(zhì)，在650℃下工作，負(fù)極通入煤炭氣，正極通入空氣與CO2的混合氣。電池的正極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，負(fù)極反應(yīng)式為CO＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=2CO2和____________________________。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律由①－②得C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝(131.3＋41.2)kJ·mol－1＝＋172.5kJ·mol－1。(2)①分析等壓曲線A或B可知，隨溫度升高CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升高溫度化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，故生成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②生成甲醇的反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以代表壓強(qiáng)是5.0MPa的曲線是A。③因生成甲醇的反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以加壓或降溫均能提高CO的轉(zhuǎn)化率。④曲線B代表的壓強(qiáng)為0.1MPa，由題圖可知，在0.1MPa、200℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)CO、H2的物質(zhì)的量分別為1mol、2mol，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始/mol120則平衡混合氣中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.5,0.5＋1＋0.5)×100%＝25%。(3)煤炭氣的主要成分是CO和H2，H2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成H＋，H＋與熔融碳酸鹽中的COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成CO2和H2O。答案：(1)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1(2)①放熱②A③降溫(或加壓)④25%(3)H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2方式(二)以平衡移動(dòng)為主線串聯(lián)反應(yīng)原理[典例2](2018·全國(guó)卷Ⅰ)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為_(kāi)_______。25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示[t＝∞時(shí)，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa①已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v＝2×10－3×peq\a\vs4\al(N2O5)(kPa·min－1)。t＝62min時(shí)，測(cè)得體系中peq\a\vs4\al(O2)＝2.9kPa，則此時(shí)的peq\a\vs4\al(N2O5)＝________kPa，v＝________kPa·min－1。③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是________________________________。④25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。(3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡第二步NO2＋NO3→NO＋NO2＋O2慢反應(yīng)第三步NO＋NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．v(第一步的逆反應(yīng))＞v(第二步反應(yīng))B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D．第三步反應(yīng)活化能較高[解析](1)Cl2與AgNO3反應(yīng)生成N2O5，還應(yīng)該有AgCl，氧化產(chǎn)物是一種氣體，則該氣體為O2。(2)①把已知兩反應(yīng)按順序編號(hào)為a、b，根據(jù)蓋斯定律，a式×eq\f(1,2)－b式可得：N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝53.1kJ·mol－1。②由方程式2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)可知62min時(shí)，peq\a\vs4\al(O2)＝2.9kPa，則減小的N2O5為5.8kPa，此時(shí)peq\a\vs4\al(N2O5)＝35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，則v(N2O5)＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。③溫度提高，體積不變，總壓強(qiáng)提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高。④時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)時(shí)N2O5完全分解，故由2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)知，此時(shí)生成的peq\a\vs4\al(NO2)＝2peq\a\vs4\al(N2O5)＝2×35.8kPa＝71.6kPa，peq\a\vs4\al(O2)＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。由題意知，平衡時(shí)體系的總壓強(qiáng)為63.1kPa，則平衡體系中NO2、N2O4的壓強(qiáng)和為63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa，設(shè)N2O4的壓強(qiáng)為xkPa，則N2O4(g)2NO2(g)轉(zhuǎn)化壓強(qiáng)/kPax2x平衡壓強(qiáng)/kPax71.6－2x則x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，Kp＝eq\f(p2?NO2?,p?N2O4?)＝eq\f(?18.8kPa?2,26.4kPa)≈13.4kPa。(3)第一步反應(yīng)快速平衡，說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率很大，極短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到平衡，A項(xiàng)正確；由題給三步反應(yīng)可知，反應(yīng)的中間產(chǎn)物有NO3和NO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；第二步反應(yīng)慢，說(shuō)明有效碰撞次數(shù)少，C項(xiàng)正確；反應(yīng)快，說(shuō)明反應(yīng)的活化能較低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[答案](1)O2(2)①53.1②30.06.0×10－2③大于溫度提高，體積不變，總壓強(qiáng)提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高④13.4(3)AC[備考錦囊]四步突破平衡移動(dòng)與反應(yīng)原理類試題[針對(duì)訓(xùn)練]2．二氧化碳的捕集、利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。(1)科學(xué)家提出由CO2制取C的太陽(yáng)能工藝如圖1所示。若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中eq\f(n?FeO?,n?CO2?)＝6，則FexOy的化學(xué)式為_(kāi)___________________。(2)工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚。已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1CH3OCH3(g)＋H2O(g)=2CH3OH(g)ΔH2＝＋23.4kJ·mol－1則2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH3＝________kJ·mol－1。(3)①一定條件下，上述合成二甲醚的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，若改變反應(yīng)的某一個(gè)條件，下列變化能說(shuō)明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________(填標(biāo)號(hào))。a．逆反應(yīng)速率先增大后減小b．H2的轉(zhuǎn)化率增大c．反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小d．容器中eq\f(n?CO2?,n?H2?)減?、谠谀硥簭?qiáng)下，合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)＝____________________。③上述合成二甲醚的過(guò)程中提高CO2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有_____________________________(回答2點(diǎn))。(4)常溫下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))______(填“>”“<”或“＝”)c(HCOeq\o\al(－,3))；反應(yīng)NHeq\o\al(＋,4)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常數(shù)K＝__________。(已知常溫下NH3·H2O的電離常數(shù)Kb＝2×10－5，H2CO3的電離常數(shù)K1＝4×10－7，K2＝4×10－11)(5)據(jù)報(bào)道，以二氧化碳為原料采用特殊的電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到多種燃料，其原理如圖3所示。電解時(shí)b極上生成乙烯的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)eq\f(n?FeO?,n?CO2?)＝6可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：6FeO＋CO2700K,FexOy＋C，根據(jù)原子守恒知x∶y＝3∶4。(2)將題中熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為a、b、c，根據(jù)蓋斯定律，a×2－b＝c，則ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝－53.7kJ·mol－1×2－23.4kJ·mol－1＝－130.8kJ·mol－1。(3)①逆反應(yīng)速率先增大后減小，可能是增大了生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；H2的轉(zhuǎn)化率增大，平衡一定正向移動(dòng)，b項(xiàng)正確；反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小，可能是加入了生成物，平衡逆向移動(dòng)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；容器中eq\f(n?CO2?,n?H2?)減小，可能是移出了CO2，平衡逆向移動(dòng)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。②T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，根據(jù)圖像可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為60%，即消耗二氧化碳6mol×60%＝3.6mol，生成二甲醚1.8mol，v(CH3OCH3)＝eq\f(1.8mol,2L×5min)＝0.18mol·L－1·min－1。(4)根據(jù)電離常數(shù)及“越弱越水解”知水解程度：NHeq\o\al(＋,4)<HCOeq\o\al(－,3)，則c(NHeq\o\al(＋,4))>c(HCOeq\o\al(－,3))；平衡常數(shù)K＝eq\f(c?NH3·H2O?·c?H2CO3?,c?NH\o\al(＋,4)?·c?HCO\o\al(－,3)?)＝eq\f(Kw·c?NH3·H2O?·c?H2CO3?,c?NH\o\al(＋,4)?·c?OH－?·c?HCO\o\al(－,3)?·c?H＋?)＝eq\f(Kw,Kb·K1)＝eq\f(10－14,2×10－5×4×10－7)＝1.25×10－3。(5)b極上CO2得電子，結(jié)合H＋生成乙烯和水：2CO2＋12H＋＋12e－=CH2=CH2＋4H2O。答案：(1)Fe3O4(3)①b②0.18mol·L－1·min－1③增大投料比、增大壓強(qiáng)、降低溫度等(4)>1.25×10－3(5)2CO2＋12H＋＋12e－=CH2=CH2＋4H2O方式(三)以氧化還原反應(yīng)為主線串聯(lián)反應(yīng)原理[典例3](2018·邯鄲模擬)某地今年啟動(dòng)11項(xiàng)工程治理氮磷污染，以保護(hù)空氣環(huán)境和飲用水源。下面是有關(guān)氮污染防治及處理方法。據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)三效催化劑是最常見(jiàn)的汽車尾氣催化劑，能同時(shí)凈化汽車尾氣中的CO、CxHy、NOx，其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖1所示，化合物X可借助傅里葉紅外光譜圖(如圖2所示)確定。從最終排放的氣體看，氮元素將________(填“被氧化”或“被還原”)；若NOx中，NO、NO2的體積之比為1∶1，寫出生成X的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)已知CO可將NO轉(zhuǎn)化為N2，某研究小組在實(shí)驗(yàn)室研究反應(yīng)條件對(duì)NO轉(zhuǎn)化率的影響。①由圖3可知CO的百分含量越高，NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率越________(填“高”或“低”)。②當(dāng)eq\f(n?NO?,n?CO?)＝1時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖4所示，則應(yīng)控制反應(yīng)的最佳溫度在________左右。(3)在催化劑存在的條件下，用H2將NO還原為N2。已知：則氫氣和一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程式是________________________________________________________________________。(4)氨氣—氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物，防止空氣污染，其裝置如圖5所示。通入氨氣的電極為_(kāi)___(填“正極”或“負(fù)極”)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________。[解析](1)根據(jù)圖1，NOx變?yōu)镹2，N的化合價(jià)降低，被還原；根據(jù)圖2，X中含有NOeq\o\al(－,3)，因此反應(yīng)方程式是BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2。(2)①2CO＋2NON2＋2CO2，根據(jù)圖像，隨著CO百分含量增加，NO的轉(zhuǎn)化率增大。②控制最佳溫度，應(yīng)是NO的轉(zhuǎn)化率最高，根據(jù)圖4，溫度應(yīng)是900K。(3)斷鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵釋放能量，斷鍵吸收能量總和是(2×630＋2×436)kJ＝2132kJ，形成化學(xué)鍵釋放的能量總和是(941.7＋2×962.5)kJ＝2866.7kJ，釋放能量大于吸收能量，說(shuō)明此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－(2866.7－2132)kJ·mol－1＝－734.7kJ·mol－1。(4)通入NH3的一極，氮元素化合價(jià)由－3價(jià)→0，化合價(jià)升高，根據(jù)原電池的工作原理，通NH3一極為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為2NH3－6e－=N2＋6H＋。[答案](1)被還原BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2(2)①高②900K(3)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－734.7kJ·mol－1(4)負(fù)極2NH3－6e－=N2＋6H＋[備考錦囊]四步突破氧化還原反應(yīng)與反應(yīng)原理類試題[針對(duì)訓(xùn)練]3．(2018·福州質(zhì)檢)高鐵酸鉀(K2FeO4)有強(qiáng)氧化性，是一種安全性很高的水處理劑。(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)是________，它可以將廢水中的亞硝酸鉀(KNO2)氧化，同時(shí)生成具有吸附性的Fe(OH)3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。(2)某學(xué)習(xí)小組用廢鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO、CuO和少量Fe)制備高鐵酸鉀的流程如圖：①操作Ⅰ要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，其原因是__________________________________________________________________________________________________________。②溶液A中含有的金屬陽(yáng)離子是________。③25℃時(shí)，若將溶液B中的金屬離子完全沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)c(H＋)小于_______________。{已知：ⅰ.Ksp[Fe(OH)3]＝2.7×10－39、Ksp[Fe(OH)2]＝4.0×10－17、Ksp[Cu(OH)2]＝1.6×10－20；ⅱ.溶液中離子濃度小于10－5mol·L－1時(shí)，可視為沉淀完全}④該小組經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得到如圖結(jié)果，他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_____________________。(3)高鐵酸鉀還可以用電解法制取，電解池以鐵絲網(wǎng)為陽(yáng)極，電解液使用氫氧化鉀溶液，其陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________________。解析：(1)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零，可以推斷K2FeO4中鐵元素的化合價(jià)為＋6。K2FeO4與KNO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，K2FeO4轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，鐵元素的化合價(jià)降低，則N的化合價(jià)升高，KNO2轉(zhuǎn)化為KNO3，根據(jù)得失電子守恒配平化學(xué)方程式。(2)①操作Ⅰ中Fe、FeO與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒的氮氧化物，因此操作Ⅰ須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。②硝酸足量，因此溶液A中的金屬陽(yáng)離子為Fe3＋、Cu2＋。③溶液B中的金屬離子為Cu2＋，根據(jù)提供的Ksp[Cu(OH)2]，Cu2＋沉淀完全時(shí)，c(OH－)>eq\r(\f(1.6×10－20,10－5))＝4×10－8mol·L－1，則c(H＋)<2.5×10－7mol·L－1。④該圖中縱坐標(biāo)為K2FeO4的生成率，橫坐標(biāo)為硝酸鐵的質(zhì)量濃度，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄扛哞F酸鉀的生成率與溫度、硝酸鐵的質(zhì)量濃度的變化關(guān)系。(3)電解時(shí)陽(yáng)極上Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，且OH－向陽(yáng)極移動(dòng)參與反應(yīng)：Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。答案：(1)＋62K2FeO4＋3KNO2＋5H2O=2Fe(OH)3(膠體)＋3KNO3＋4KOH(2)①反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物有毒②Fe3＋、Cu2＋③2.5×10－7mol·L－1④探究高鐵酸鉀的生成率與溫度、硝酸鐵的質(zhì)量濃度的變化關(guān)系(3)Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O三、突破“化學(xué)反應(yīng)原理綜合題”中的一個(gè)難點(diǎn)——新型平衡圖像化學(xué)理論綜合題中的陌生圖像打破了傳統(tǒng)的速率平衡圖像模式，反應(yīng)體系不再局限于氣相反應(yīng)，引入了更多的液相反應(yīng)，縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)不再局限于時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)、速率、轉(zhuǎn)化率等物理量，而是引入了更多的變量，如兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比、氣體分壓的負(fù)對(duì)數(shù)等，使得圖像更新穎、信息容量更大、題目難度更大。分析圖表與圖像時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：?1?仔細(xì)分析圖像中的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、平衡點(diǎn)及曲線的變化趨勢(shì)。?2?找準(zhǔn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。?3?分析表格數(shù)據(jù)時(shí)，找出數(shù)據(jù)大小的變化規(guī)律。?4?圖像與相關(guān)規(guī)律合理整合對(duì)接，作出正確合理規(guī)范的解答。類型一依據(jù)圖像判斷轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的變化[典例1](2015·全國(guó)卷Ⅱ)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的反應(yīng)如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－99kJ·mol－1。反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)___________________；圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(kāi)_____(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是____________________________________________________。[圖像分析]該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K值減小，故曲線a符合要求。[答案]K＝eq\f(c?CH3OH?,c?CO?·c2?H2?)或Kp＝eq\f(p?CH3OH?,p?CO?·p2?H2?)a該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高減小[針對(duì)訓(xùn)練]2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均________(填“增大”“不變”或“減小”)。[圖像分析]由圖可知，溫度升高，SO2和NO的平衡分壓pe對(duì)應(yīng)的－lgpe逐漸減小，說(shuō)明SO2和NO的平衡分壓pe逐漸增大，則脫硫、脫硝反應(yīng)逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)均減小。答案：減小2．一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。(1)該反應(yīng)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)，550℃時(shí)，平衡后若充入惰性氣體，平衡________(填“正移”“逆移”或“不移動(dòng)”)。(2)650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________________________(保留2位有效數(shù)字)。(3)T℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝________p總。[圖像分析](1)根據(jù)圖像，隨著溫度升高，CO2的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，恒壓狀態(tài)下，充入非反應(yīng)氣體，體積增大，組分濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)設(shè)CO2的起始濃度為1mol·L－1,650℃達(dá)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化了xmol·L－1C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始(mol·L－1)10變化(mol·L－1)x2x平衡(mol·L－1)1－x2xeq\f(2x,1＋x)×100%＝40%，解得x＝0.25，即CO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.25,1)×100%＝25%。(3)T℃時(shí)CO的平衡分壓為50%p總，CO2的平衡分壓為50%p總，Kp＝eq\f(p2?CO?,p?CO2?)p總。類型二解釋圖像中曲線的變化趨勢(shì)[典例2](2015·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－99kJ·mol－1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－58kJ·mol－1③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3＝＋41kJ·mol－1合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。α(CO)值隨溫度升高而_________(填“增大”或“減小”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；圖中的壓強(qiáng)由大到小為_(kāi)_______，其判斷理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，其原因是反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)生CO的量增大，反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，又使產(chǎn)生CO的量增大，而總結(jié)果是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。反應(yīng)①的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，而反應(yīng)③為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)的影響，因此增大壓強(qiáng)時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率提高，故壓強(qiáng)p1、p2、p3的關(guān)系為p1＜p2＜p3。[答案]減小升高溫度時(shí)，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向左移動(dòng)，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，又使產(chǎn)生CO的量增大?？偨Y(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3＞p2＞p1相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響。故增大壓強(qiáng)時(shí)，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高[針對(duì)訓(xùn)練]3．6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1807.0kJ·mol－1；NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應(yīng)活性隨溫度的變化曲線如圖所示：隨著反應(yīng)溫度的進(jìn)一步升高，在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]可逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的變化一般可以從平衡移動(dòng)的角度去分析，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；也可從高溫條件下會(huì)發(fā)生4NH3＋5O2=4NO＋6H2O副反應(yīng)，導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率降低。答案：溫度升高，發(fā)生了副反應(yīng)：4NH3＋5O2=4NO＋6H2O；溫度升高，NOx和NH3反應(yīng)的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)4．已知H2S高溫?zé)岱纸庵艸2的反應(yīng)如下：H2S(g)H2(g)＋S(g)在恒容密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行H2S的分解實(shí)驗(yàn)。以H2S的起始濃度均為cmol·L－1測(cè)定H2S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如圖所示。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線，b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。請(qǐng)說(shuō)明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]弄清兩條曲線表示的含義，溫度低時(shí)，H2S轉(zhuǎn)化率相差較大，溫度高時(shí)，H2S轉(zhuǎn)化率幾乎相等。說(shuō)明溫度高時(shí)，在該段時(shí)間里已經(jīng)達(dá)到平衡，因而溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短，故曲線b向曲線a逼近。答案：溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短，故曲線b向曲線a逼近類型三根據(jù)圖像選擇最佳的反應(yīng)條件[典例3](2016·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：①C3H6(g)＋NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)=C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與eq\f(n?氨?,n?丙烯?)的關(guān)系如圖所示。由圖可知，最佳eq\f(n?氨?,n?丙烯?)約為_(kāi)_______，理由是__________________________________________________________________________________。[圖像分析]由圖可知，當(dāng)eq\f(n?氨?,n?丙烯?)＝1時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率最高，而丙烯醛的產(chǎn)率已趨近于0，如果eq\f(n?氨?,n?丙烯?)再增大，丙烯腈的產(chǎn)率反而降低，故最佳eq\f(n?氨?,n?丙烯?)約為1。[答案]1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低[針對(duì)訓(xùn)練]5．用催化轉(zhuǎn)化裝置凈化汽車尾氣，裝置中涉及的反應(yīng)之一為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。探究上述反應(yīng)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系，得到如圖所示的曲線。催化裝置比較適合的溫度和壓強(qiáng)是________。[圖像分析]由圖可知，等壓條件下，溫度越低，NO的轉(zhuǎn)化率越高，因此溫度選400K；相同溫度下，NO的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化不大，所以選用較為經(jīng)濟(jì)的1MPa。答案：400K、1MPa6．(2017·天津高考節(jié)選)H2S和SO2會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來(lái)極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問(wèn)題。生物脫H2S的原理為：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO4；4FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(硫桿菌),\s\do5())2Fe2(SO4)3＋2H2O。(1)硫桿菌存在時(shí)，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5×105倍，該菌的作用是________________。(2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為_(kāi)_______________。若反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降，其原因是________________________________________________。[圖像分析](1)使用硫桿菌，反應(yīng)速率加快，說(shuō)明硫桿菌作催化劑，能夠降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率。(2)根據(jù)題圖可知，當(dāng)溫度為30℃、pH＝2.0時(shí)，F(xiàn)e2＋被氧化的速率最快。反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降，可能是因?yàn)榇呋瘎┑拇呋钚越档停戳驐U菌中蛋白質(zhì)發(fā)生變性。答案：(1)降低反應(yīng)活化能(或作催化劑)(2)30℃、pH＝2.0蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)類型四根據(jù)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算[典例4]研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可消除硝酸工業(yè)尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1∶3、3∶1、4∶1時(shí)，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。(1)曲線a中，NO的起始濃度為6×10－4mg·m－3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為_(kāi)_______mg·m－3·s－1。(2)曲線b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是________，其理由是________________________________________________________________________。[圖像分析](1)從A點(diǎn)到B點(diǎn)的濃度變化為(0.75－0.55)×6×10－4mg·m－3＝1.2×10－4mg·m－3，脫除速率為eq\f(1.2×10－4mg·m－3,0.8s)＝1.5×10－4mg·m－3·s－1。(2)根據(jù)勒夏特列原理，NH3與NO的物質(zhì)的