專題66 原理綜合題-反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)-學(xué)易金卷：十年（2014-2023）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編全國通含解析

專題66原理綜合題——反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)-學(xué)易金卷：十年（2014-2023）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（全國通用專題66原理綜合題——反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)-學(xué)易金卷：十年（2014-2023）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（全國通用專題66原理綜題專題66原理綜題——反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)1．【2023年北京卷】尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。（1）十九世紀(jì)初，用氰酸銀與在一定條件下反應(yīng)制得，實(shí)現(xiàn)了由無機(jī)物到有機(jī)物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（2）二十世紀(jì)初，工業(yè)上以和為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：?。蜕桑虎ⅲ纸馍赡蛩?。

結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．（3）近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。①電極是電解池的極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是。（4）尿素樣品含氮量的測定方法如下。已知：溶液中不能直接用溶液準(zhǔn)確滴定。

①消化液中的含氮粒子是。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積分別為和，計(jì)算樣品含氮量還需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有。2．【2022年重慶卷】反應(yīng)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。（1）該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59①反應(yīng)的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。②反應(yīng)常在較高溫度下進(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是_____。（2）該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時(shí)具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是_____。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡：，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能。下列說法錯(cuò)誤的是_____。A．Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性B．過程2的△H＞0C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．H原子在Pd膜表面上結(jié)合為H2的過程為放熱反應(yīng)③同溫同壓下，等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則相同時(shí)間內(nèi)出口a和出口b中H2的質(zhì)量比為_____。（3）該反應(yīng)也可采用電化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)裝置如圖所示。①固體電解質(zhì)采用______(填“氧離子導(dǎo)體”或“質(zhì)子導(dǎo)體”)。②陰極的電極反應(yīng)式為______。③同溫同壓下，相同時(shí)間內(nèi)，若進(jìn)口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進(jìn)口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為_____(用a，b，y表示)。3．（2021·北京真題）某小組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”為可逆反應(yīng)并測定其平衡常數(shù)。（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)I：將0.0100mol/LAg2SO4溶液與0.0400mo/LFeSO4溶液(pH=1)等體積混合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。實(shí)驗(yàn)II：向少量Ag粉中加入0.0100mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1)，固體完全溶解。①取I中沉淀，加入濃硝酸，證實(shí)沉淀為Ag?，F(xiàn)象是_______。②II中溶液選用Fe2(SO4)3，不選用Fe(NO3)3的原因是_______。綜合上述實(shí)驗(yàn)，證實(shí)“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”為可逆反應(yīng)。③小組同學(xué)采用電化學(xué)裝置從平衡移動角度進(jìn)行驗(yàn)證。補(bǔ)全電化學(xué)裝置示意圖,寫出操作及現(xiàn)象_______。（2）測定平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ：一定溫度下，待實(shí)驗(yàn)Ⅰ中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，取vmL上層清液，用c1mol/LKSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+，至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時(shí)消耗KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液v1mL。資料：Ag++SCN-AgSCN↓（白色）K=1012Fe3++SCN-FeSCN2+（紅色）K=102.3①滴定過程中Fe3+的作用是_______。②測得平衡常數(shù)K=_______。（3）思考問題①取實(shí)驗(yàn)I的濁液測定c(Ag+)，會使所測K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。②不用實(shí)驗(yàn)II中清液測定K的原因是_______。4．【2021年重慶卷】含結(jié)晶水的無機(jī)物可應(yīng)用在吸波材料、電極材料和相變儲能材料等領(lǐng)域。膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要的結(jié)晶水合物。（1）硫酸銅參比電極具有電位穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可用于土壤環(huán)境中鋼質(zhì)管道的電位監(jiān)測。測量的電化學(xué)原理如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______。②測量后參比電極中CuSO4溶液的濃度_______(填"變大”，“變小”或“不變")。（2）把膽礬放到密閉容器內(nèi)，緩緩抽去其中的水氣，膽礬分三次依次脫水，各步脫水過程為一系列的動態(tài)平衡，反應(yīng)式如下(脫水過程為吸熱反應(yīng))。反應(yīng)I：CuSO4·5H2O(s)CuSO4·3H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)II：CuSO4·3H2O(s)CuSO4·H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)III：CuSO4·H2O(s)CuSO4(s)+H2O(g)如圖為50°C時(shí)水合物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w與壓強(qiáng)p(H2O)的關(guān)系圖，回答下列問題：①用無水CuSO4檢驗(yàn)乙醇中含有微量水的現(xiàn)象是_______。②反應(yīng)Ⅰ對應(yīng)的線段為_______(填“ab”、“ed”或“ef”)。③反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=_______Pa2。④反應(yīng)III在60°C和50°C的平衡壓強(qiáng)p(H2O)分別為p1和p2，則p2_______p2(填*>”、“<”或“=”)。⑤當(dāng)樣品狀態(tài)c點(diǎn)下網(wǎng)到M點(diǎn)，體系存在的固體有_______；轉(zhuǎn)化率為_______%(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。⑥25°C時(shí)為了保持CuSO4·5H2O晶體純度，可將其存在盛有大量Na2CO3·H2O晶體(平衡壓強(qiáng)p(H2O)=706Pa)的密閉容器中，簡述其理由_______。5．【2022年湖南卷】2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑?；卮鹣铝袉栴}：（1）在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的和，起始壓強(qiáng)為時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：Ⅰ.Ⅱ.①下列說法正確的是_______；A．平衡時(shí)向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動B．混合氣體的密度保持不變時(shí)，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C．平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)可能大于D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為，CO的物質(zhì)的量為。此時(shí)，整個(gè)體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。（2）一種脫除和利用水煤氣中方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，則該溶液的_______(該溫度下的)；②再生塔中產(chǎn)生的離子方程式為_______；③利用電化學(xué)原理，將電催化還原為，陰極反應(yīng)式為_______。6．【2022年河北卷】氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前景。（1）時(shí)，燃燒生成)放熱，蒸發(fā)吸熱，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。（2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。Ⅰ.Ⅱ.①下列操作中，能提高平衡轉(zhuǎn)化率的是_______(填標(biāo)號)。A．增加用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除

D．加入催化劑②恒溫恒壓條件下，和反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為，的物質(zhì)的量為，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(寫出含有A．b的計(jì)算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，起始量增加到，達(dá)平衡時(shí)，，平衡體系中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。（3）氫氧燃料電池中氫氣在_______(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。（4）在允許自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，放電的電極反應(yīng)式為_______。（5）甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→_______(用等代號表示)。7．【2022年江蘇卷】氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。（1）“熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個(gè)步驟，其過程如圖所示。①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行。陽極區(qū)為酸性溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中轉(zhuǎn)化為。電解時(shí)陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為_______(用電極反應(yīng)式表示)。②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價(jià)變化的元素有_______(填元素符號)。（2）“熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收制得的溶液反應(yīng)，生成、和；再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。①實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在時(shí)，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，該反應(yīng)的離子方程式為_______。②隨著反應(yīng)進(jìn)行，迅速轉(zhuǎn)化為活性，活性是轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為_______。③在其他條件相同時(shí)，測得Fe的轉(zhuǎn)化率、的產(chǎn)率隨變化如題圖所示。的產(chǎn)率隨增加而增大的可能原因是_______。（3）從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是_______。8．【2022年北京卷】煤中硫的存在形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫(、硫化物及微量單質(zhì)硫等)。庫侖滴定法是常用的快捷檢測煤中全硫含量的方法。其主要過程如下圖所示。已知：在催化劑作用下，煤在管式爐中燃燒，出口氣體主要含。（1）煤樣需研磨成細(xì)小粉末，其目的是___________。（2）高溫下，煤中完全轉(zhuǎn)化為，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（3）通過干燥裝置后，待測氣體進(jìn)入庫侖測硫儀進(jìn)行測定。已知：庫侖測硫儀中電解原理示意圖如下。檢測前，電解質(zhì)溶液中保持定值時(shí)，電解池不工作。待測氣體進(jìn)入電解池后，溶解并將還原，測硫儀便立即自動進(jìn)行電解到又回到原定值，測定結(jié)束，通過測定電解消耗的電量可以求得煤中含硫量。①在電解池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。②測硫儀工作時(shí)電解池的陽極反應(yīng)式為___________。（4）煤樣為，電解消耗的電量為x庫侖，煤樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。已知：電解中轉(zhuǎn)移電子所消耗的電量為96500庫侖。（5）條件控制和誤差分析。①測定過程中，需控制電解質(zhì)溶液，當(dāng)時(shí)，非電解生成的使得測得的全硫含量偏小，生成的離子方程式為___________。②測定過程中，管式爐內(nèi)壁上有殘留，測得全硫量結(jié)果為___________。(填“偏大”或“偏小”)9．（2021·湖南真題）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應(yīng)_______；（2）已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？_______(填標(biāo)號)A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃（3）某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢的曲線是_______(用圖中A．B．C．d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。（4）電解過程中的移動方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；（5）陽極的電極反應(yīng)式為_______。10．（2021·河北真題）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。（1）大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱△H(kJ?mol-1)-285.8-393.5-3267.5（1）則25℃時(shí)H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為________。（2）雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)=CO2(aq)②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol?L-1?kPa-1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H+濃度為________mol?L-1(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)（3）105℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開始時(shí)在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始壓強(qiáng)應(yīng)大于________kPa。（4）我國科學(xué)家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)開______(用a、b、c字母排序)。11．（2020·北京真題）H2O2是一種重要的化學(xué)品，其合成方法不斷發(fā)展。（1）早期制備方法：Ba(NO3)2BaOBaO2濾液H2O2①I為分解反應(yīng)，產(chǎn)物除BaO、O2外，還有一種紅棕色氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。②II為可逆反應(yīng)，促進(jìn)該反應(yīng)正向進(jìn)行的措施是____。③III中生成H2O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。④減壓能夠降低蒸餾溫度，從H2O2的化學(xué)性質(zhì)角度說明V中采用減壓蒸餾的原因：____。（2）電化學(xué)制備方法：已知反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2↑能自發(fā)進(jìn)行，反向不能自發(fā)進(jìn)行，通過電解可以實(shí)現(xiàn)由H2O和O2為原料制備H2O2，如圖為制備裝置示意圖。①a極的電極反應(yīng)式是____。②下列說法正確的是____。A．該裝置可以實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電極b連接電源負(fù)極C．該方法相較于早期劑備方法具有原料廉價(jià)，對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)

1．【2023年北京卷】尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。（1）十九世紀(jì)初，用氰酸銀與在一定條件下反應(yīng)制得，實(shí)現(xiàn)了由無機(jī)物到有機(jī)物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（2）二十世紀(jì)初，工業(yè)上以和為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：?。蜕桑虎ⅲ纸馍赡蛩?。

結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．（3）近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。①電極是電解池的極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是。（4）尿素樣品含氮量的測定方法如下。已知：溶液中不能直接用溶液準(zhǔn)確滴定。

①消化液中的含氮粒子是。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積分別為和，計(jì)算樣品含氮量還需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有。【答案】（1）（2）ab（3）陽（4）樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入溶液的體積和濃度【解析】（1）根據(jù)原子守恒分析，二者反應(yīng)生成尿素和氯化銀，化學(xué)方程式是。答案為；（2）a．反應(yīng)ⅰ的活化能是，反應(yīng)ⅱ活化能是，，a項(xiàng)正確；b．從圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ放熱，反應(yīng)ⅱ吸熱，b項(xiàng)正確；c．總反應(yīng)的：，c項(xiàng)錯(cuò)誤；故選ab。（3）①電極b上發(fā)生失電子生成的氧化反應(yīng)，是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉(zhuǎn)化為尿素，再結(jié)合酸性環(huán)境可分析出電極反應(yīng)式為。答案為陽極；；（4）①尿素消化分解生成和，由于反應(yīng)中存在濃，則消化液中含氮粒子為。②除了已知數(shù)據(jù)外，還需要的是樣品的質(zhì)量、步驟ⅲ所加入溶液的體積和濃度。答案為；樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入H2SO4溶液的體積和濃度。2．【2022年重慶卷】反應(yīng)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。（1）該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59①反應(yīng)的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。②反應(yīng)常在較高溫度下進(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是_____。（2）該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時(shí)具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是_____。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡：，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能。下列說法錯(cuò)誤的是_____。A．Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性B．過程2的△H＞0C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．H原子在Pd膜表面上結(jié)合為H2的過程為放熱反應(yīng)③同溫同壓下，等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則相同時(shí)間內(nèi)出口a和出口b中H2的質(zhì)量比為_____。（3）該反應(yīng)也可采用電化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)裝置如圖所示。①固體電解質(zhì)采用______(填“氧離子導(dǎo)體”或“質(zhì)子導(dǎo)體”)。②陰極的電極反應(yīng)式為______。③同溫同壓下，相同時(shí)間內(nèi)，若進(jìn)口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進(jìn)口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為_____(用a，b，y表示)?！敬鸢浮浚?）

優(yōu)點(diǎn)是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點(diǎn)是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低（2）

Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大

BD

1:8（3）

質(zhì)子導(dǎo)體

【解析】（1）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，；②優(yōu)點(diǎn)是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點(diǎn)是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低；（2）①Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大；②A.Pd膜只允許通過，不允許通過，對氣體分子的透過具有選擇性，A正確；B.過程正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能，，B錯(cuò)誤；C.加快Pd膜內(nèi)H原子遷移，平衡正向移動，有利于的解離，C正確；D.為放熱過程，H原子在Pd膜表面上結(jié)合為的過程為吸熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選BD；③根據(jù)反應(yīng)，設(shè)通入的為1mol，無膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡時(shí)CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.25mol、0.25mol、0.75mol、0.75mol，可計(jì)算出此溫度下平衡常數(shù)K=3；有膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則平衡時(shí)CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a口和b口總量，其中只有a口的處于平衡體系)，設(shè)a口產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量為xmol，則，解得x=0.1，則出口a產(chǎn)生的為0.1mol，出口b的為0.9mol-0.1mol=0.8mol，質(zhì)量比為1:8；（3）①電解時(shí)，一氧化碳和水從均從陽極口進(jìn)入，陽極一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，則氫氣要在陰極產(chǎn)生，故陽極產(chǎn)生二氧化碳的同時(shí)產(chǎn)生氫離子，氫離子通過固體電解質(zhì)進(jìn)入陰極附近得電子產(chǎn)生氫氣，故固體電解質(zhì)應(yīng)采用質(zhì)子導(dǎo)體；②電解時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：；③根據(jù)三段式：，出口Ⅰ處氣體為體積為x，進(jìn)口Ⅰ處的氣體體積為，則，CO的轉(zhuǎn)化率為：。3．（2021·北京真題）某小組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”為可逆反應(yīng)并測定其平衡常數(shù)。（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)I：將0.0100mol/LAg2SO4溶液與0.0400mo/LFeSO4溶液(pH=1)等體積混合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。實(shí)驗(yàn)II：向少量Ag粉中加入0.0100mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1)，固體完全溶解。①取I中沉淀，加入濃硝酸，證實(shí)沉淀為Ag。現(xiàn)象是_______。②II中溶液選用Fe2(SO4)3，不選用Fe(NO3)3的原因是_______。綜合上述實(shí)驗(yàn)，證實(shí)“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”為可逆反應(yīng)。③小組同學(xué)采用電化學(xué)裝置從平衡移動角度進(jìn)行驗(yàn)證。補(bǔ)全電化學(xué)裝置示意圖,寫出操作及現(xiàn)象_______。（2）測定平衡常數(shù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ：一定溫度下，待實(shí)驗(yàn)Ⅰ中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，取vmL上層清液，用c1mol/LKSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+，至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時(shí)消耗KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液v1mL。資料：Ag++SCN-AgSCN↓（白色）K=1012Fe3++SCN-FeSCN2+（紅色）K=102.3①滴定過程中Fe3+的作用是_______。②測得平衡常數(shù)K=_______。（3）思考問題①取實(shí)驗(yàn)I的濁液測定c(Ag+)，會使所測K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。②不用實(shí)驗(yàn)II中清液測定K的原因是_______?！敬鸢浮浚?）灰黑色固體溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體防止酸性條件下，氧化性氧化Fe2+干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果a：鉑/石墨電極，b：FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，c：AgNO3溶液；操作和現(xiàn)象：閉合開關(guān)K，Ag電極上固體逐漸溶解，指針向左偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，與之前的現(xiàn)象相同；或者閉合開關(guān)K，Ag電極上有灰黑色固體析出，指針向右偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，Ag電極上固體逐漸減少，指針向左偏轉(zhuǎn)（2）指示劑（3）偏低Ag完全反應(yīng)，無法判斷體系是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)【解析】（1）①由于Ag能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)：Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+H2O，故當(dāng)觀察到的現(xiàn)象為灰黑色固體溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體，即可證實(shí)灰黑色固體是Ag，故答案為：灰黑色固體溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體。②由于Fe(NO3)3溶液電離出將與溶液中的H+結(jié)合成由強(qiáng)氧化性的HNO3，能氧化Fe2+，而干擾實(shí)驗(yàn)，故實(shí)驗(yàn)II使用的是Fe2(SO4)3溶液，而不是Fe(NO3)3溶液，故答案為：防止酸性條件下，氧化性氧化Fe2+干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。③由裝置圖可知，利用原電池原理來證明反應(yīng)Fe2++Ag+Ag+Fe3+為可逆反應(yīng)，兩電極反應(yīng)為：Fe2+-e-Fe3+，Ag++e-Ag，故另一個(gè)電極必須是與Fe3+不反應(yīng)的材料，可用石墨或者鉑電極，左側(cè)燒杯中電解質(zhì)溶液必須含有Fe3+或者Fe2+，采用FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，右側(cè)燒杯中電解質(zhì)溶液必須含有Ag+，故用AgNO3溶液，組裝好儀器后，加入電解質(zhì)溶液，閉合開關(guān)K，裝置產(chǎn)生電流，電流從哪邊流入，指針則向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)，根據(jù)b中所加試劑的不同，電流方向可能不同，因此可能觀察到的現(xiàn)象為：Ag電極逐漸溶解，指針向左偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，說明此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，與之前的現(xiàn)象相同，表明平衡發(fā)生了移動；另一種現(xiàn)象為：Ag電極上有灰黑色固體析出，指針向右偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，說明此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，Ag電極上固體逐漸減少，指針向左偏轉(zhuǎn)，表明平衡發(fā)生了移動，故答案為：a：鉑/石墨電極，b：FeSO4或Fe2(SO4)3或二者混合溶液，c：AgNO3溶液；操作和現(xiàn)象：閉合開關(guān)K，Ag電極上固體逐漸溶解，指針向左偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，與之前的現(xiàn)象相同；或者閉合開關(guān)K，Ag電極上有灰黑色固體析出，指針向右偏轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后指針歸零，再向左側(cè)燒杯中加入滴加較濃的Fe2(SO4)3溶液，Ag電極上固體逐漸減少，指針向左偏轉(zhuǎn)。（2）①Fe3+與SCN-反應(yīng)生成紅色FeSCN2+，因Ag+與SCN-反應(yīng)相較于Fe3+與SCN-反應(yīng)更加容易及徹底，當(dāng)溶液變?yōu)榉€(wěn)定淺紅色，說明溶液中的Ag+恰好完全滴定，且溶液中Fe3+濃度不變，說明上述反應(yīng)答案平衡，故溶液中Fe3+的作用是滴定反應(yīng)的指示劑，故答案為：指示劑。②取I中所得上清液vmL。用c1mol/L的KSCN溶液滴定，至溶液變?yōu)榉€(wěn)定淺紅色時(shí)，消耗v1mL，已知：Ag++SCN-AgSCN，K=1012，說明反應(yīng)幾乎進(jìn)行完全，故有I中上層清液中Ag+的濃度為：c(Ag+)=mol/L，根據(jù)平衡三段式進(jìn)行計(jì)算如下：，故反應(yīng)的平衡常數(shù)K==，故答案為：指示劑；。（3）①若取實(shí)驗(yàn)I所得濁液測定Ag+濃度，則濁液中還有Ag，因存在平衡Fe2++Ag+Ag+Fe3+，且隨著反應(yīng)Ag++SCN-AgSCN，使得上述平衡逆向移動，則測得平衡體系中的c(Ag+)偏大，即偏大，故所得到的K=偏小，故答案為：偏小。②由于實(shí)驗(yàn)II中Ag完全溶解，故無法判斷體系是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，因而不用實(shí)驗(yàn)II所得溶液進(jìn)行測定并計(jì)算K，故答案為：Ag完全反應(yīng)，無法判斷體系是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。4．【2021年重慶卷】含結(jié)晶水的無機(jī)物可應(yīng)用在吸波材料、電極材料和相變儲能材料等領(lǐng)域。膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要的結(jié)晶水合物。（1）硫酸銅參比電極具有電位穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可用于土壤環(huán)境中鋼質(zhì)管道的電位監(jiān)測。測量的電化學(xué)原理如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______。②測量后參比電極中CuSO4溶液的濃度_______(填"變大”，“變小”或“不變")。（2）把膽礬放到密閉容器內(nèi)，緩緩抽去其中的水氣，膽礬分三次依次脫水，各步脫水過程為一系列的動態(tài)平衡，反應(yīng)式如下(脫水過程為吸熱反應(yīng))。反應(yīng)I：CuSO4·5H2O(s)CuSO4·3H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)II：CuSO4·3H2O(s)CuSO4·H2O(s)+2H2O(g)反應(yīng)III：CuSO4·H2O(s)CuSO4(s)+H2O(g)如圖為50°C時(shí)水合物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w與壓強(qiáng)p(H2O)的關(guān)系圖，回答下列問題：①用無水CuSO4檢驗(yàn)乙醇中含有微量水的現(xiàn)象是_______。②反應(yīng)Ⅰ對應(yīng)的線段為_______(填“ab”、“ed”或“ef”)。③反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=_______Pa2。④反應(yīng)III在60°C和50°C的平衡壓強(qiáng)p(H2O)分別為p1和p2，則p2_______p2(填*>”、“<”或“=”)。⑤當(dāng)樣品狀態(tài)c點(diǎn)下網(wǎng)到M點(diǎn)，體系存在的固體有_______；轉(zhuǎn)化率為_______%(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。⑥25°C時(shí)為了保持CuSO4·5H2O晶體純度，可將其存在盛有大量Na2CO3·H2O晶體(平衡壓強(qiáng)p(H2O)=706Pa)的密閉容器中，簡述其理由_______?！敬鸢浮浚?）

不變（2）

乙醇呈現(xiàn)出藍(lán)色

ab

1.6×107

>

CuSO4·3H2O和CuSO4·H2O

38.89%

25°C時(shí)Na2CO3·H2O的平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=706Pa，低于反應(yīng)II中平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=747Pa，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過反應(yīng)III中平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=107Pa，此時(shí)反應(yīng)II的平衡正向移動得比較充分，而反應(yīng)III的平衡會大幅度逆向移動，從而抑制Na2CO3·H2O的脫水，有利于其保持純度【解析】（1）①鋼制管道、參比電極、潮濕土壤構(gòu)成原電池，參比電極為Cu電極，鋼制管道為鐵電極，金屬性Fe＞Cu，則Fe做負(fù)極材料，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：；②Cu電極為正極，電極反應(yīng)式為：，CuSO4·5H2O溶解與電解質(zhì)溶液中，此時(shí)硫酸銅溶液的濃度不變；（2）①無水CuSO4遇水變?yōu)樗{(lán)色，則用無水CuSO4檢驗(yàn)乙醇中含有微量水的現(xiàn)象是：乙醇變?yōu)樗{(lán)色；②反應(yīng)Ⅰ中水合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，符合條件的線段為ab；③反應(yīng)Ⅱ中p(H2O)=4000Pa，反應(yīng)II：CuSO4·3H2O(s)CuSO4·H2O(s)+2H2O(g)列出平衡常數(shù)，；④脫水過程為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)Ⅲ溫度升高平衡正向移動，且正反應(yīng)的總體積增大的反應(yīng)，則溫度越高，壓強(qiáng)越大，則p1＞p2；⑤c點(diǎn)時(shí)固體為CuSO4·3H2O，d點(diǎn)時(shí)固體為CuSO4·H2O，則M點(diǎn)時(shí)固體為CuSO4·3H2O和CuSO4·H2O；M點(diǎn)時(shí)水合物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，c點(diǎn)到M點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng)為反應(yīng)Ⅱ，列出三段式如下：計(jì)算可得轉(zhuǎn)化率為38.89%；⑥25°C時(shí)Na2CO3·H2O的平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=706Pa，低于反應(yīng)II中平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=747Pa，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過反應(yīng)III中平衡壓強(qiáng)為p(H2O)=107Pa，此時(shí)反應(yīng)II的平衡正向移動得比較充分，而反應(yīng)III的平衡會大幅度逆向移動，從而抑制Na2CO3·H2O的脫水，有利于其保持純度。5．【2022年湖南卷】2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑?；卮鹣铝袉栴}：（1）在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的和，起始壓強(qiáng)為時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：Ⅰ.Ⅱ.①下列說法正確的是_______；A．平衡時(shí)向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動B．混合氣體的密度保持不變時(shí)，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C．平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)可能大于D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為，CO的物質(zhì)的量為。此時(shí)，整個(gè)體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。（2）一種脫除和利用水煤氣中方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，則該溶液的_______(該溫度下的)；②再生塔中產(chǎn)生的離子方程式為_______；③利用電化學(xué)原理，將電催化還原為，陰極反應(yīng)式為_______?！敬鸢浮浚?）

BD

吸收

31.2

（2）

10

2CO2↑++H2O

2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-【解析】（1）①A．在恒溫恒容條件下，平衡時(shí)向容器中充入情性氣體不能改變反應(yīng)混合物的濃度，因此反應(yīng)Ⅰ的平衡不移動，A說法不正確；B．在反應(yīng)中有固體C轉(zhuǎn)化為氣體，氣體的質(zhì)量增加，而容器的體積不變，因此氣體的密度在反應(yīng)過程中不斷增大，當(dāng)混合氣體的密度保持不變時(shí)，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡，B說法正確；C．若C(s)和H2O(g)完全反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)和H2(g)，由C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)可知，H2的體積分?jǐn)?shù)的極值為，由于可逆反應(yīng)只有一定的限度，反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，因此，平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)不可能大于，C說法不正確；D．將炭塊粉碎可以增大其與H2O(g)的接觸面積，因此可加快反應(yīng)速率，D說法正確；綜上所述，相關(guān)說法正確的是BD。②反應(yīng)平衡時(shí)，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，則水的變化量為0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物質(zhì)的量為0.1mol，則根據(jù)O原子守恒可知CO2的物質(zhì)的量為0.2mol，生成0.2molCO2時(shí)消耗了0.2molCO，故在反應(yīng)Ⅰ實(shí)際生成了0.3molCO。根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可知，生成0.3molCO要吸收熱量39.42kJ，生成0.2molCO2要放出熱量8.22kJ此時(shí)，因此整個(gè)體系吸收熱量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H原子守恒可知，平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為0.5mol，CO的物質(zhì)的量為0.1mol，CO2的物質(zhì)的量為0.2mol，水的物質(zhì)的量為0.5mol，則平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同溫同體積條件下，氣體的總壓之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比，則平衡體系的總壓為0.2MPa1.3=0.26MPa，反應(yīng)I（C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)）的平衡常數(shù)Kp=。（2）①某溫度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，由可知，=，則該溶液的pH=10；②再生塔中KHCO3受熱分解生成K2CO3、H2O和CO2，該反應(yīng)的離子方程式為2CO2↑++H2O；③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上水放電生成氧氣和H+，H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū)參與反應(yīng)生成乙烯，鉑電極和Ag/AgCl電極均為陰極，在電解過程中AgCl可以轉(zhuǎn)化為Ag，則陰極的電極反應(yīng)式為2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-。6．【2022年河北卷】氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前景。（1）時(shí)，燃燒生成)放熱，蒸發(fā)吸熱，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。（2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。Ⅰ.Ⅱ.①下列操作中，能提高平衡轉(zhuǎn)化率的是_______(填標(biāo)號)。A．增加用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除

D．加入催化劑②恒溫恒壓條件下，和反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為，的物質(zhì)的量為，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(寫出含有A．b的計(jì)算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，起始量增加到，達(dá)平衡時(shí)，，平衡體系中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。（3）氫氧燃料電池中氫氣在_______(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。（4）在允許自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，放電的電極反應(yīng)式為_______。（5）甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→_______(用等代號表示)?！敬鸢浮浚?）H2(g)+O2(g)=H2O（1）△H=-286kJ?mol-1（2）

BC

（3）負(fù)（4）CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O（5）abehj【解析】（1）298K時(shí)，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，1molH2O（1）蒸發(fā)吸熱44kJ，則1molH2燃燒生成1molH2O（1）放熱286kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H2(g)+O2(g)=H2O（1）△H=-286kJ?mol-1；（2）①A．增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的轉(zhuǎn)化率，但是CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；B．恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小體系壓強(qiáng)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B符合題意；C．移除CO(g)，減小了反應(yīng)混合物中CO(g)的濃度，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，C符合題意；D．加入催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，D不符合題意；綜上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是BC；②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為α，CO2(g)的物質(zhì)的量為bmol，則轉(zhuǎn)化的CH4(g)為αmol，剩余的CH4(g)為(1-α)mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為(α-b)mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(1-α-b)mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol，則反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量為(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、、，因此，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=;其他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol，達(dá)平衡時(shí)，a=0.90，b=0.65，則平衡時(shí)，CH4(g)為0.1mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為0.25mol，，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(5-0.90-0.65)mol=3.45mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol=3.35mol，平衡混合物的總物質(zhì)的量為(2α+6)mol=7.8mol，平衡體系中H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為；（3）燃料電池中的燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因此，氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)；（4）在允許O2-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H2O，電極反應(yīng)式為CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O；（5）由圖示可知，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，且能壘越低，活化能越小，越容易進(jìn)行，根據(jù)圖示可知，其可行的途徑為：abehj。7．【2022年江蘇卷】氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。（1）“熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個(gè)步驟，其過程如圖所示。①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行。陽極區(qū)為酸性溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中轉(zhuǎn)化為。電解時(shí)陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為_______(用電極反應(yīng)式表示)。②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價(jià)變化的元素有_______(填元素符號)。（2）“熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收制得的溶液反應(yīng)，生成、和；再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。①實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在時(shí)，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，該反應(yīng)的離子方程式為_______。②隨著反應(yīng)進(jìn)行，迅速轉(zhuǎn)化為活性，活性是轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為_______。③在其他條件相同時(shí)，測得Fe的轉(zhuǎn)化率、的產(chǎn)率隨變化如題圖所示。的產(chǎn)率隨增加而增大的可能原因是_______。（3）從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是_______?！敬鸢浮浚?）

Cu、O（2）

H的電負(fù)性大于Fe，小于O，在活性表面，H2斷裂為H原子，一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上，略帶負(fù)電，一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電，前者與中略帶正電的碳結(jié)合，后者與中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H2O，轉(zhuǎn)化為

隨增加，生成和H2的速率更快、產(chǎn)量增大，生成的速率更快、產(chǎn)率也增大（3）高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無污染【解析】（1）①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行，H+可自由通過，陽極區(qū)為酸性溶液，電解過程中轉(zhuǎn)化為，電解時(shí)陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為：；②電解后，經(jīng)熱水解得到的HCl和熱分解得到的CuCl等物質(zhì)可循環(huán)使用，從圖中可知，熱分解產(chǎn)物還有O2，從詳解①中得知，進(jìn)入熱水解的物質(zhì)有，故發(fā)生化合價(jià)變化的元素有Cu、O。（2）①在時(shí)，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，離子方程式為：；②H的電負(fù)性大于Fe，小于O，在活性表面，H2斷裂為H原子，一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上，略帶負(fù)電，一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電，前者與中略帶正電的碳結(jié)合，后者與中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H2O，轉(zhuǎn)化為；③在其他條件相同時(shí)，隨增加，其與鐵粉反應(yīng)加快，從圖中得知Fe的轉(zhuǎn)化率也增大，即生成和H2的速率更快，量更大，則得到活性的速度更快，量也更多，生成的速率更快，產(chǎn)率也更大。（3）“熱循環(huán)制氫和甲酸”系統(tǒng)將轉(zhuǎn)化為和生成H2的速率快，原子利用率高，不產(chǎn)生污染物，F(xiàn)e初期生成后迅速轉(zhuǎn)化為活性，氧化為再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe，得到循環(huán)利用，故該原理的優(yōu)點(diǎn)是：高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無污染。8．【2022年北京卷】煤中硫的存在形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫(、硫化物及微量單質(zhì)硫等)。庫侖滴定法是常用的快捷檢測煤中全硫含量的方法。其主要過程如下圖所示。已知：在催化劑作用下，煤在管式爐中燃燒，出口氣體主要含。（1）煤樣需研磨成細(xì)小粉末，其目的是___________。（2）高溫下，煤中完全轉(zhuǎn)化為，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（3）通過干燥裝置后，待測氣體進(jìn)入庫侖測硫儀進(jìn)行測定。已知：庫侖測硫儀中電解原理示意圖如下。檢測前，電解質(zhì)溶液中保持定值時(shí)，電解池不工作。待測氣體進(jìn)入電解池后，溶解并將還原，測硫儀便立即自動進(jìn)行電解到又回到原定值，測定結(jié)束，通過測定電解消耗的電量可以求得煤中含硫量。①在電解池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。②測硫儀工作時(shí)電解池的陽極反應(yīng)式為___________。（4）煤樣為，電解消耗的電量為x庫侖，煤樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。已知：電解中轉(zhuǎn)移電子所消耗的電量為96500庫侖。（5）條件控制和誤差分析。①測定過程中，需控制電解質(zhì)溶液，當(dāng)時(shí)，非電解生成的使得測得的全硫含量偏小，生成的離子方程式為___________。②測定過程中，管式爐內(nèi)壁上有殘留，測得全硫量結(jié)果為___________。(填“偏大”或“偏小”)【答案】（1）與空氣的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分（2）2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑（3）

SO2+I+H2O=3I—+SO+4H+

3I——2e—=I（4）（5）

I2+I—=I

偏低【解析】（1）煤樣研磨成細(xì)小粉末后固體表面積增大，與空氣的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分，故答案為：與空氣的接觸面積增大，反應(yīng)更加充分；（2）由題意可知，在催化劑作用下，硫酸鈣高溫分解生成氧化鈣、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑，故答案為：2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑；（3）①由題意可知，二氧化硫在電解池中與溶液中I反應(yīng)生成碘離子、硫酸根離子和氫離子，離子方程式為SO2+I+H2O=3I—+SO+4H+，故答案為：SO2+I+H2O=3I—+SO+4H+；②由題意可知，測硫儀工作時(shí)電解池工作時(shí)，碘離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碘三離子，電極反應(yīng)式為3I——2e—=I，故答案為：3I——2e—=I；（4）由題意可得如下關(guān)系：S—SO2—I—2e—，電解消耗的電量為x庫侖，則煤樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=，故答案為：；（5）①當(dāng)pH<1時(shí)，非電解生成的碘三離子使得測得的全硫含量偏小說明碘離子與電解生成的碘反應(yīng)生成碘三離子，導(dǎo)致消耗二氧化硫的量偏小，反應(yīng)的離子方程式為I2+I—=I，故答案為：I2+I—=I；②測定過程中，管式爐內(nèi)壁上有三氧化硫殘留說明硫元素沒有全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，會使二氧化硫與碘三離子反應(yīng)生成的碘離子偏小，電解時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目偏小，導(dǎo)致測得全硫量結(jié)果偏低，故答案為：偏低。9．（2021·湖南真題）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應(yīng)_______；（2）已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？_______(填標(biāo)號)A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃（3）某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢的曲線是_______(用圖中A．B．C．d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。（4）電解過程中的移動方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；（5）陽極的電極反應(yīng)式為_______。【答案】（1）+90.8（2）CD（3）①②b開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要?、?.48（4）從右往左（5）2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，H=390.8kJmol-1-(946kJmol-1+436.0kJmol-1)=+90.8kJmol-1，故答案為：+90.8；（2）若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則需H-TS<0，T>==456.5K，即溫度應(yīng)高于(456.5-273)℃=183.5℃，CD符合，故答案為：CD；（3）①設(shè)t1時(shí)達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x，列出三段式：根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，=，解得x=0.02mol，(H2)==molL-1min-1，故答案為：；②t2時(shí)將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小；③由圖可知，平衡時(shí)，NH3、N2、H2的分壓分別為120kPA．40kPA．120kPa，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)==0.48，故答案為：0.48；（4）由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電極為陰極，電解過程中OH-移向陽極，則從右往左移動，故答案為：從右往左；（5）陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。10．（2021·河北真題）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。（1）大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱△H(kJ?mol-1)-285.8-393.5-3267.5（1）則25℃時(shí)H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為________。（2）雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)=CO2(aq)②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol?L-1?kPa-1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H+濃度為________mol?L-1(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)（3）105℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開始時(shí)在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始壓強(qiáng)應(yīng)大于________kPa。（4）我國科學(xué)家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)開______(用a、