2024高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第三部分題型二化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題訓(xùn)練含解析

PAGE1-題型二化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題真題·考情『全國卷』1．[2024·全國卷Ⅰ]硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(→,\s\up14(釩催化劑))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1?；卮鹣铝袉栴}：(1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變更如圖(a)所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變更如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的α＝________，推斷的依據(jù)是__________________________________。影響α的因素有______________________________________。(3)將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強為________，平衡常數(shù)Kp(4)探討表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v＝keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(α,α′)－1))0.8(1－nα′)式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t上升而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α′為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α′＝0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲線，如圖(c)所示。曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最相宜溫度tm。t<tm時，v漸漸提高；t>tm后，v漸漸下降。緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．[2024·全國卷Ⅱ]自然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在肯定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286①ΔH1＝________kJ·mol－1。②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有____________、______________。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4eq\o(→,\s\up14(高溫))C2H6＋H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r＝k×cCH4，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。①設(shè)反應(yīng)起先時的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2＝__________r1。②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是_________。A．增加甲烷濃度，r增大B．增加H2濃度，r增大C．乙烷的生成速率漸漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減小(3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如圖所示：①陰極上的反應(yīng)式為________________________________________________________________________。②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2:1，則消耗的CH4和CO2體積比為____________。3．[2024·全國卷Ⅲ]二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點探討領(lǐng)域．回答下列問題：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4):n(H2O)＝________。當反應(yīng)達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)________(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)理論計算表明，原料初始組成n(CO2):n(H2)＝1:3，在體系壓強為0.1MPa，反應(yīng)達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)x隨溫度T的變更如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變更的曲線分別是________、________。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH____0(填“大于”或“小于”)。(3)依據(jù)圖中點A(440K,0.39)，計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________________(MPa)－3(列出計算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴?？隙囟群蛪簭姉l件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當________________________________________________________________________。4．[2024·全國卷Ⅰ]水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：(1)Shibata曾做過下列試驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0192。依據(jù)上述試驗結(jié)果推斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO____________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采納適當?shù)拇呋瘎┻M行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為____________(填標號)。A．＜0.25B．0.25C．0.25～0.50D．0.50E．＞0.50(3)我國學(xué)者結(jié)合試驗與計算機模擬結(jié)果，探討了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Shoichi探討了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變更關(guān)系(如下圖所示)，催化劑為氧化鐵，試驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。計算曲線a的反應(yīng)在30～90min內(nèi)的平均速率eq\o(v,\s\up6(－))(a)＝________________kPa·min－1。467℃時pH2和pCO隨時間變更關(guān)系的曲線分別是______________、________________。489℃時pH2和pCO隨時間變更關(guān)系的曲線分別是________________、________________。5．[2024·全國卷Ⅱ]環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：(1)已知：(g)=(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②對于反應(yīng)：(g)＋I2(g)=(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③，起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可實行的措施有________(填標號)。A．通入惰性氣體B．提高溫度C．增加環(huán)戊烯濃度D．增加碘濃度(3)環(huán)戊二烯簡潔發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是________(填標號)。A．T1>T2B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率D．b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－1(4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為]，后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為________，總反應(yīng)為____________________________。電解制備須要在無水條件下進行，緣由為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6．[2024·全國卷Ⅲ]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之快速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)探討的熱點?；卮鹣铝袉栴}：(1)Deacon獨創(chuàng)的干脆氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl):c(O2)分別等于1:1、4:1、7:1時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變更的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，依據(jù)進料濃度比c(HCl):c(O2)＝1:1的數(shù)據(jù)計算K(400℃)＝________________(列出計算式)。按化學(xué)計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分別的能耗。進料濃度比c(HCl):c(O2)過低、過高的不利影響分別是______________________、________________________________________________________________________。(2)Deacon干脆氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝83kJ·mol－1CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(3)在肯定溫度的條件下，進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是________________________________________________________________________。(寫出2種)(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采納碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________________________________________________________________________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣________L(標準狀況)?！菏∈芯怼?．[2024·山東卷]探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：(1)ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)肯定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為amol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為________mol·L－1(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為________。(3)不同壓強下，依據(jù)n(CO2):n(H2)＝1:3投料，試驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變更關(guān)系如圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(nCO2初始－nCO2平衡,nCO2初始)×100%CH3OH的平衡產(chǎn)率＝eq\f(nCH3OH平衡,nCO2初始)×100%其中縱坐標表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖__________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的依次為________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的緣由是________。(4)為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為________(填標號)。A．低溫、高壓B．高溫、低壓C．低溫、低壓D．高溫、高壓2．[2024·江蘇卷]CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。(1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO－，其離子方程式為__________________；其他條件不變，HCOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為HCOO－的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更如圖1所示。反應(yīng)溫度在40℃～80℃范圍內(nèi)，HCOeq\o\al(－,3)催化加氫的轉(zhuǎn)化率快速上升，其主要緣由是________________________________。(2)HCOOH燃料電池。探討HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過的半透膜隔開。①電池負極電極反應(yīng)式為____________________；放電過程中需補充的物質(zhì)A為________(填化學(xué)式)。②圖2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為____________________________。(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機理如圖3所示。①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成________(填化學(xué)式)。②探討發(fā)覺：其他條件不變時，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其詳細優(yōu)點是________________________。3．[2024·天津卷]利用太陽能光解水，制備的H2用于還原CO2合成有機物，可實現(xiàn)資源的再利用?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時可在其表面得到產(chǎn)物(1)圖1為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理示意圖。光解水能量轉(zhuǎn)化形式為__________________。(2)若將該催化劑置于Na2SO3溶液中，產(chǎn)物之一為SOeq\o\al(2－,4)，另一產(chǎn)物為________。若將該催化劑置于AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為O2，寫誕生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)式________________________。Ⅱ.用H2還原CO2可以在肯定條件下合成CH3OH(不考慮副反應(yīng))CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0(3)某溫度下，恒容密閉容器中，CO2和H2的起始濃度分別為amol·L－1和3amol·L－1，反應(yīng)平衡時，CH3OH的產(chǎn)率為b(4)恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1:3時，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變更如圖2所示，其中分子篩膜能選擇性分別出H2O。①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度上升而降低的緣由為__________________________________。②P點甲醇產(chǎn)率高于T點的緣由為__________________________________________。③依據(jù)圖2，在此條件下采納該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為________℃。Ⅲ.調(diào)整溶液pH可實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的捕獲和釋放(5)COeq\o\al(2－,3)的空間構(gòu)型為________。已知25℃碳酸電離常數(shù)為Ka1、Ka2，當溶液pH＝12時，c(H2CO3):c(HCOeq\o\al(－,3)):c(COeq\o\al(2－,3))＝1:________:________。4．[2024·北京卷]氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的探討熱點。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4:1，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應(yīng)，利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時，還須要利用________________________反應(yīng)的ΔH。③反應(yīng)物投料比采納n(H2O)n(CH4)＝4:1，大于初始反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，目的是________(選填字母序號)a．促進CH4轉(zhuǎn)化b．促進CO轉(zhuǎn)化為CO2c．削減積炭生成④用CaO可以去除CO2。H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變更關(guān)系如下圖所示。從t1時起先，H2體積分數(shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率________(填“上升”“降低”或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%，但已失效，結(jié)合化學(xué)方程式說明緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過限制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。②變更開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．[2024·天津卷]氮、磷、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鏌(Mc)為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的同族元素。回答下列問題：(1)砷在元素周期表中的位置______________________。eq\o\al(288,115)Mc的中子數(shù)為________。已知：P(s，白磷)=P(s，黑磷)ΔH＝－39.3kJ·mol－1；P(s，白磷)=P(s，紅磷)ΔH＝－17.6kJ·mol－1；由此推知，其中最穩(wěn)定的磷單質(zhì)是________。(2)氮和磷氫化物性質(zhì)的比較：熱穩(wěn)定性：NH3________PH3(填“＞”或“＜”)。沸點：N2H4________P2H4(填“＞”或“＜”)，推斷依據(jù)是________________________________________________________________________。(3)PH3和NH3與鹵化氫的反應(yīng)相像，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也相像。下列對PH3與HI反應(yīng)產(chǎn)物的推斷正確的是________(填序號)。a．不能與NaOH反應(yīng)b．含離子鍵、共價鍵c．能與水反應(yīng)(4)SbCl3能發(fā)生較劇烈的水解，生成難溶的SbOCl，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________，因此，配制SbCl3溶液應(yīng)留意________________________________________________________________________。(5)在1L真空密閉容器中加入amolPH4I固體，t℃時發(fā)生如下反應(yīng)：PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)①4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)③達平衡時，體系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，則t℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K值為________(用字母表示)。6．[2024·江蘇卷]CO2的資源化利用能有效削減CO2排放，充分利用碳資源。(1)CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變更如圖1。①寫出400～600℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。②與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖2。①寫出陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：__________________________________。②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒壓、CO2和H2的起始量肯定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變更如圖3。其中：CH3OCH3的選擇性＝eq\f(2×CH3OCH3的物質(zhì)的量,反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量)×100%①溫度高于300℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而上升的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②220℃時，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時間后，測得CH3OCH3的選擇性為48%(圖中A點)。不變更反應(yīng)時間和溫度，肯定能提高CH3OCH3選擇性的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________?？记榉治隹枷蚩键c考情1化學(xué)反應(yīng)與能量變更反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的書寫化學(xué)反應(yīng)與鍵能電化學(xué)(以書寫電極反應(yīng)式為主)考情2化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的計算化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素化學(xué)反應(yīng)速率變更圖像分析考情3化學(xué)平衡平衡狀態(tài)推斷及化學(xué)平衡影響因素分析化學(xué)平衡圖像分析反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計算化學(xué)平衡常數(shù)表達式及其計算考情4電解質(zhì)溶液電離平衡、水解平衡、溶解平衡的理解Ka(Kb)及Ksp的理解與計算題型·詳解題型角度1氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)中化學(xué)原理分析練1近期發(fā)覺，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)整神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：(1)下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是________(填標號)。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)電實力低于相同濃度的亞硫酸C．0.10mol·L－1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸(2)下圖是通過熱化學(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。通過計算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為________________________________________________________________________、________________________________________________________________________，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，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)的量分數(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)試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(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________(填標號)。A．H2SB．CO2C．COSD．N

題型角度2化學(xué)反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用分析練2亞磷酸(H3PO3)是重要的化工原料，可作尼龍增白劑、農(nóng)藥中間體等。(1)亞磷酸溶液與硝酸銀溶液混合生成黑色的銀和一氧化氮氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)亞磷酸為二元弱酸。已知：①H3PO3(aq)＋NaOH(aq)=NaH2PO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1②HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－bkJ·mol－1求H3PO3(aq)H＋(aq)＋H2POeq\o\al(－,3)(aq)ΔH＝________。(3)25℃時，H3PO3電離常數(shù)Ka1＝8.4×10－3，則NaH2PO3水解常數(shù)Kh＝________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；Na2HPO3為________(填“正鹽”或“酸式鹽”)，其溶液顯________(填“酸性”“中性”“堿性”或“無法推斷”)；濃度均為0.1mol·L－1的Na2HPO3和NaOH的混合液，加水稀釋10倍后的溶液中eq\f(cH2PO\o\al(－,3),cHPO\o\al(2－,3))將________(填“增大”“不變”或“減小”)。(4)亞磷酸可用電解Na2HPO3溶液來制得，裝置如圖所示：①A室的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________；②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。eq\x(高考必備基礎(chǔ))一、信息型氧化還原反應(yīng)化學(xué)(或離子)方程式的書寫1．常見的氧化劑及產(chǎn)物預(yù)料氧化劑還原產(chǎn)物KMnO4Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnOeq\o\al(2－,4)(堿性)K2Cr2O7(酸性)Cr3＋濃硝酸NO2稀硝酸NOX2(鹵素單質(zhì))X－H2O2OH－(堿性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO或(ClO－)Cl－、Cl2NaClO3Cl2、ClO22．常見的還原劑及產(chǎn)物預(yù)料還原劑氧化產(chǎn)物Fe2＋Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(堿性)SO2(或H2SO3、SOeq\o\al(2－,3))SOeq\o\al(2－,4)S2－或(H2S)S、SO2(或SOeq\o\al(2－,3))、SOeq\o\al(2－,4)H2C2OCO2H2O2O2I－(或HI)I2、IOeq\o\al(－,3)COCO2金屬單質(zhì)(Zn、Fe、Cu等)Zn2＋、Fe2＋(與強氧化劑反應(yīng)生成Fe3＋)、Cu2＋二、利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式[解題模板]應(yīng)對霧霾污染、改善空氣質(zhì)量須要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能源。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣袤的開發(fā)和應(yīng)用前景。已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1③CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－38.19kJ·mol－1則表示CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________

三、化學(xué)平衡狀態(tài)的推斷說明：對于平衡狀態(tài)的推斷，不斷出現(xiàn)新的推斷形式，如絕熱過程中的熱量變更，化學(xué)平衡常數(shù)，有關(guān)圖像等，推斷時緊緊抓住反應(yīng)過程中對應(yīng)物理量是否變更，假如在反應(yīng)過程中在變，達到平衡時不變，則能說明。如：汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)eq\o(,\s\up14(催化劑))2CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是________(填編號)。[答案]②④⑤四、化學(xué)平衡圖像分析1．依據(jù)圖像選擇合適條件如：氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。如圖為合成塔中不同氨碳比a[eq\f(nNH3,nCO2)]和水碳比b[eq\f(nH2O,nCO2)]時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率(α)。b宜限制在________(填字母)范圍內(nèi)。A．0.6～0.7B．1～1.1C．1.5～1.6a宜限制在4.0左右，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]限制變量，作垂直于橫軸的一條直線交三條曲線于三點，轉(zhuǎn)化率越高越好，所以選擇A。選擇最佳氨碳比，可看最上面曲線的走勢，整體增加，曲線先陡后平(略上升)，依舊選擇拐點，當氨碳比大于4.0時，增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比太小，CO2轉(zhuǎn)化率低。[答案]A氨碳比等于4，CO2轉(zhuǎn)化率較高；當氨碳比大于4.0時，增大NH3的量CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比小于4.0時，CO2的轉(zhuǎn)化率低2．依據(jù)圖像說明產(chǎn)生某種現(xiàn)象的緣由如：以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4干脆轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250～300℃時，溫度上升而乙酸的生成速率降低的緣由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]兩根曲線留意看清每個曲線對應(yīng)的條件，分析兩個量之間內(nèi)在的聯(lián)系。這里涉及影響反應(yīng)速率的兩個因素：催化劑和溫度，弄清影響因素即可。所以，250～300℃時，溫度上升而乙酸的生成速率降低的緣由是溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低。[答案]溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低3．依據(jù)圖像推斷ΔH變更如：為了削減空氣中的CO2，目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH4)2CO3，反應(yīng)為(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)=2NH4HCO3(aq)ΔH。為探討溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將肯定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入肯定量的CO2氣體(用氮氣作為稀釋劑)，在t時刻，測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其他初始試驗條件不變，重復(fù)上述試驗，經(jīng)過相同時間測得CO2氣體濃度，其關(guān)系如圖，則ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。[圖像分析]依據(jù)可逆反應(yīng)的特征，精確確定平衡點。溫度越高反應(yīng)速率越快，達到平衡所需的時間越短，在相等時間內(nèi)，CO2濃度最低的點應(yīng)當是平衡點。T3往后，溫度上升，CO2濃度增大，平衡逆向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱。[答案]<五、化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率1．化學(xué)平衡常數(shù)表達式(1)不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)表達式。如：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)K＝c(CO2)Cr2Oeq\o\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)2CrOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)K＝eq\f(c2CrO\o\al(2－,4)·c2H＋,cCr2O\o\al(2－,7))但在非水溶液中，若有水參與或生成，則此時水的濃度不行視為常數(shù)，應(yīng)寫進平衡常數(shù)表達式中。如：C2H5OH＋CH3COOHeq\o(,\s\up14(濃H2SO4),\s\do13(△))CH3COOC2H5＋H2OK＝eq\f(cCH3COOC2H5·cH2O,cC2H5OH·cCH3COOH)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K＝eq\f(cCO·cH2,cH2O)(2)同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式寫法不同，其平衡常數(shù)表達式及數(shù)值亦不同。如：N2O4(g)2NO2(g)K＝eq\f(c2NO2,cN2O4)eq\f(1,2)N2O4(g)NO2(g)K′＝eq\f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝eq\r(K)(3)有氣體參與的反應(yīng)，用平衡分壓(總壓乘以各自的物質(zhì)的量分數(shù))表示平衡常數(shù)。如：2A(g)＋B(s)C(g)。若達到平衡時，n(A)＝n1、n(C)＝n2密閉體系的壓強為p，則K＝eq\f(p·\f(n2,n1＋n2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p·\f(n1,n1＋n2)))2)＝eq\f(n2n1＋n2,pn\o\al(2,1))。2．悟透化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計算題解題模式依據(jù)反應(yīng)進行(或移動)的方向，設(shè)定某反應(yīng)物消耗的量，然后列式求解。例：mA＋nBpC＋qD起始量：ab00變更量：mxnxpxqx平衡量：a－mxb－nxpxqx留意：①變更量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成比例；②這里a、b可指：物質(zhì)的量、濃度、體積等；③弄清起始濃度、平衡濃度、平衡轉(zhuǎn)化率三者之間的互換關(guān)系；④在運用平衡常數(shù)時，要留意反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)。如：順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為：v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在肯定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。[答案]3小于六、Ksp曲線分析例題元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍紫色)、Cr(OH)eq\o\al(－,4)(綠色)、Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙紅色)、CrOeq\o\al(2－,4)(黃色)等形式存在。Cr(OH)3犯難溶于水的灰藍色固體?；卮鹣铝袉栴}：(1)Cr3＋與Al3＋的化學(xué)性質(zhì)相像。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可視察到的現(xiàn)象是____________________________________________。(2)CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))隨c(H＋)的變更如圖所示。①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②由圖可知，溶液酸性增大，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。依據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。③上升溫度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化學(xué)分析中采納K2CrO4為指示劑，以AgNO3標準溶液滴定溶液中Cl－，利用Ag＋與CrOeq\o\al(2－,4)生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當溶液中Cl－恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10－5mol·L－1)時，溶液中c(Ag＋)為________mol·L－1，此時溶液中c(CrOeq\o\al(2－,4))等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10－12和2.0×10－10)。(4)＋6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原成Cr3＋，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于Cr3＋與Al3＋的化學(xué)性質(zhì)相像，所以Cr(OH)3也具有兩性，依據(jù)題目信息，則可知在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成灰藍色沉淀Cr(OH)3，并漸漸增多，隨著滴加NaOH溶液的過量，灰藍色沉淀Cr(OH)3漸漸溶解并生成綠色Cr(OH)eq\o\al(－,4)溶液。(2)由圖可知，隨著溶液酸性增大，溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))漸漸增大，說明CrOeq\o\al(2－,4)漸漸轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(2－,7)，則CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率漸漸增大，其反應(yīng)的離子方程式為：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O；由圖中A點數(shù)據(jù)，可知：c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，則進一步可知c(CrOeq\o\al(2－,4))＝1.0mol·L－1－2×0.25mol·L－1＝0.5mol·L－1，依據(jù)平衡常數(shù)的定義可計算出該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.0×1014；上升溫度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明化學(xué)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即該反應(yīng)的ΔH小于0。(3)依據(jù)Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝2.0×10－10，可計算出當溶液中Cl－恰好完全沉淀(即濃度等于1.0×10－5mol·L－1)時，溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，然后再依據(jù)Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝2.0×10－12，又可計算出此時溶液中c(CrOeq\o\al(2－,4))＝5.0×10－3mol·L－1。(4)依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出NaHSO3將廢液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原成Cr3＋反應(yīng)的離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。答案：(1)藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，然后沉淀漸漸溶解形成綠色溶液(2)①2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O②增大1.0×1014③小于(3)2.0×10－55.0×10－3(4)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O?？肌ぞ?．CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題：(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH＝13，CO2主要轉(zhuǎn)化為________(寫離子符號)；若所得溶液c(HCOeq\o\al(－,3)):c(COeq\o\al(2－,3))＝2:1，溶液pH＝________。(室溫下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11)(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋CO2(g)eq\o(,\s\up14(催化劑))2CO(g)＋2H2(g)①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—HC＝OH—HCeq\o(,\s\up14(←))O(CO)鍵能/kJ·mol－14137454361075則該反應(yīng)的ΔH＝________。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達平衡后放出或汲取的熱量較多的是________(填“A”或“B”)。②按肯定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)O2協(xié)助的Al—CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。電池的正極反應(yīng)式：6O2＋6e－=6Oeq\o\al(－,2)6CO2＋6Oeq\o\al(－,2)=3C2Oeq\o\al(2－,4)＋6O2反應(yīng)過程中O2的作用是________________________________________________________________________。該電池的總反應(yīng)式：________________________________________________________________________。2．丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(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________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)實行的措施是________(填標號)。A．上升溫度B．降低溫度C．增大壓強D．降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以肯定流速通過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)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先上升后降低的變更趨勢，其降低的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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℃之前隨溫度上升而增大的緣由可能是__________________________________________________________________________________________、________________________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要緣由可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．氮及其化合物對生產(chǎn)、生活有重要的意義。(1)合成氨的原理如圖1所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)尿素是重要的肥料，工業(yè)合成尿素的反應(yīng)如下：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH>0該反應(yīng)合適的反應(yīng)條件是________。A．高溫B．低溫C．高壓D．低壓E．催化劑(3)氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產(chǎn)物。將體積比為21的NH3和CO2的混合氣體充入一個容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生下列反應(yīng)并達到平衡：2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)試驗測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表所示：溫度/℃15.020.025.030.035.0平衡狀態(tài)下氣體總濃度/(10－3mol·L－1)2.43.44.86.89.4①依據(jù)表中數(shù)據(jù)，則2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH________(填“>”或“<”)0，列式計算25.0℃時的平衡常數(shù)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②關(guān)于上述反應(yīng)的平衡狀態(tài)，下列說法正確的是________。A．分別出少量的氨基甲酸銨，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大B．平衡時降低反應(yīng)體系溫度，CO2的體積分數(shù)下降C．NH3的轉(zhuǎn)化率始終等于CO2的轉(zhuǎn)化率D．加入有效催化劑能夠提高氨基甲酸銨的產(chǎn)率③已知氨基甲酸銨極易發(fā)生水解反應(yīng)：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O某探討小組分別測定三份初始濃度不同的氨基甲酸銨溶液的水解反應(yīng)速率，得到c(NH2COO－)隨時間變更的趨勢如圖2所示。依據(jù)圖2中信息，說明水解反應(yīng)速率隨溫度上升而增大的依據(jù)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④現(xiàn)將氨基甲酸銨粉末漸漸加入1L0.1mol·L－1的鹽酸中直到溶液的pH＝7(室溫下，忽視溶液體積變更)，共用去0.052mol氨基甲酸銨，此時溶液中幾乎不含碳元素。此時溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝________。4．鋁的利用成為人們探討的熱點，是新型電池研發(fā)中重要的材料。(1)通過以下反應(yīng)制備金屬鋁。反應(yīng)1：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH1＝akJ·mol－l反應(yīng)2：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)ΔH2＝bkJ·mol－1反應(yīng)3：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH3①反應(yīng)3的ΔH3＝________kJ·mol－1。②950℃時，鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在高溫條件下進行反應(yīng)：2Al(l)＋AlCl3(g)3AlCl(g)。①向圖1所示的等容積A、B密閉容器中加入足量的鋁粉，再分別充入1molAlCl3(g)，在相同的高溫下進行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變更圖，在圖2中畫出B容器內(nèi)AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變更曲線。②1100℃時，向2L密閉容器中通入3molAlCl(g)，發(fā)生反應(yīng)：3AlCl(g)2Al(l)＋AlCl3(g)。已知該溫度下AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。③加入3molAlCl(g)，在不同壓強下發(fā)生反應(yīng)，溫度對產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)選擇溫度為900℃的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用鋁制作的快速放電鋁離子二次電池的原理如圖4所示。①該電池充電時，陰極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②AlCl3和NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池，電鍍時AlCleq\o\al(－,4)和Al2Cleq\o\al(－,7)兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)。NaCl的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。eq\x(溫馨提示：請完成題型分組訓(xùn)練10)題型二化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題真題·考情全國卷1．解析：(1)V2O5和SO2反應(yīng)生成VOSO4和V2O4的化學(xué)方程式為2V2O5＋2SO2=2VOSO4＋V2O4。由題圖(a)可得以下兩個熱化學(xué)方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1，②V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1，將①－2×②可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1。(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)削減的反應(yīng)，壓強增大，平衡正向移動，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率變大，故在相同溫度下，壓強越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，則p1＝5.0MPa，由題圖可知在550℃、5.0MPa時，α＝0.975；由該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)削減的放熱反應(yīng)可知，影響α的因素有壓強、溫度和反應(yīng)物的起始濃度等。(3)設(shè)充入氣體的總物質(zhì)的量為100mol，則SO2為2mmol，O2為mmol，N2為(100－3m)mol，SOSO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)n(起始)/mol2mmn(轉(zhuǎn)化)/mol2mαmα2mαn(平衡)/mol2m－2mαm－mα2m故平衡時容器中的氣體的總物質(zhì)的量為(2m－2mα＋m－mα＋2mα＋100－3m)mol＝(100－mα)mol。各物質(zhì)的分壓分別為p(SO2)＝eq\f(2m－2mα,100－mα)p，p(O2)＝eq\f(m－mα,100－mα)p，p(SO3)＝eq\f(2mα,100－mα)p，故Kp＝eq\f(\f(2mα,100－mα)p,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2m－2mα,100－mα)p))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m－mα,100－mα)p))0.5)＝eq\f(α,1－α1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))0.5)。(4)由反應(yīng)的速率方程可知，當α′＝0.90時，(1－nα′)是常數(shù)，溫度大于tm后，溫度上升，k增大，而v漸漸下降，緣由是SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)是放熱反應(yīng)，上升溫度時平衡逆向移動，α減小，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(α,α′)－1))0.8減小，k增大對v的提高小于α引起的降低。答案：(1)2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1(2)0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)削減，增大壓強，α提高。5.0MPa>2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa溫度、壓強和反應(yīng)物的起始濃度(組成)(3)eq\f(2mα,100－mα)peq\f(α,1－α1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))0.5)(4)上升溫度，k增大使v漸漸提高，但α降低使v漸漸下降。t<tm時，k增大對v的提高大于α引起的降低；t>tm后，k增大對v的提高小于α引起的降低2．解析：(1)①依據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫出熱化學(xué)方程式(ⅰ)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1560kJ·mol－1、(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1、(ⅲ)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，依據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋137kJ·mol－1。②由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)、且為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，因此可通過上升溫度、減小體系壓強等提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。③設(shè)起始時C2H6和H2的物質(zhì)的量均為1mol，列出三段式：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)起始量/mol101轉(zhuǎn)化量/molααα平衡量/mol1－αα1＋α平衡時C2H6、C2H4和H2對應(yīng)的分壓分別為eq\f(1－α,2＋α)p、eq\f(α,2＋α)p和eq\f(1＋α,2＋α)p，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\f(α,2＋α)p×\f(1＋α,2＋α)p,\f(1－α,2＋α)p)＝eq\f(α1＋α,2＋α1－α)×p。(2)①反應(yīng)初始時可認為cCH4＝1mol·L－1，則依據(jù)初期階段的速率方程可知k＝r1，當CH4的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，cCH4＝(1－α)mol·L－1，則此時r2＝(1－α)r1。②由r＝k×cCH4可知，CH4的濃度越大，反應(yīng)速率r越大，A項正確；增加H2濃度，CH4的濃度減小或不變，則r減小或不變，B項錯誤；隨著反應(yīng)的進行，CH4的濃度漸漸減小，則反應(yīng)速率漸漸減小，C項錯誤；降低溫度，該反應(yīng)進行特別緩慢甚至停止，即k也隨著減小，D項正確。(3)①結(jié)合圖示可知CO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO，即陰極上的反應(yīng)式為CO2＋2e－=CO＋O2－。②設(shè)生成C2H4和C2H6的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol×2＋2mol×1＝10mol，依據(jù)碳原子守恒，可知反應(yīng)的CH4為6mol；則由CO2→CO轉(zhuǎn)移10mol電子，需消耗5molCO2，則反應(yīng)中消耗CH4和CO2的體積比為6:5。答案：(1)①137②上升溫度減小壓強(增大體積)③eq\f(α1＋α,2＋α1－α)×p(2)①1－α②AD(3)①CO2＋2e－=CO＋O2－②6:53．解析：(1)由題意知二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2＋6H2CH2=CH2＋4H2O，n(C2H4):n(H2O)＝1:4；此反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向(正反應(yīng)方向)移動，n(C2H4)變大。(2)反應(yīng)方程式中CO2和H2的系數(shù)之比為1:3，起先時加入的n(CO2):n(H2)＝1:3，則平衡時n(CO2):n(H2)也應(yīng)為1:3，n(C2H4):n(H2O)應(yīng)為1:4，由題圖可知曲線a為H2，b為H2O，c為CO2，d為C2H4，隨溫度上升，平衡時C2H4和H2O的物質(zhì)的量分數(shù)漸漸減小，H2和CO2的物質(zhì)的量分數(shù)漸漸增加，說明上升溫度平衡逆向移動，依據(jù)上升溫度平衡向吸熱的方向移動，知正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng)，ΔH小于0。(3)在440K時，氫氣的物質(zhì)的量分數(shù)為0.39，H2O的物質(zhì)的量分數(shù)也為0.39，依據(jù)平衡時n(CO2):n(H2)＝1:3，知CO2的物質(zhì)的量分數(shù)為0.39/3，依據(jù)平衡時n(C2H4):n(H2O)＝1:4，知C2H4的物質(zhì)的量分數(shù)為0.39/4，則p(H2)＝0.39×0.1MPa，p(H2O)＝0.39×0.1MPa，p(C2H4)＝0.39×eq\f(0.1,4)MPa，p(CO2)＝0.39×eq\f(0.1,3)MPa，Kp＝eq\f(p4H2O·pC2H4,p6H2·p2CO2)＝eq\f(0.394×\f(0.39,4),0.396×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.39,3)))2)×eq\f(1,0.13)(MPa)－3＝eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)(MPa)－3。(4)壓強和溫度肯定，若要提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，可采納選擇合適催化劑等方法。答案：(1)1:4變大(2)dc小于(3)eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)或eq\f(0.394×\f(0.39,4),0.396×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.39,3)))2)×eq\f(1,0.13)等(4)選擇合適催化劑等4．解析：本題涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的相關(guān)計算及化學(xué)平衡移動的影響因素，主要考查學(xué)生運用圖表、圖形分析和解決化學(xué)問題的實力。借助水煤氣變換反應(yīng)相識化學(xué)變更有肯定限度、速率，體現(xiàn)變更觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)。(1)相同溫度下，分別用H2、CO還原CoO(s)，平衡時H2的物質(zhì)的量分數(shù)(0.0250)大于CO的物質(zhì)的量分數(shù)(0.0192)，說明轉(zhuǎn)化率：H2<CO，故還原CoO(s)為Co(s)的傾向：CO>H2。(2)利用“三段式”解答。721℃時，設(shè)氣體反應(yīng)物起先濃度均為1mol·L－1，則H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)起始(mol·L－1)10轉(zhuǎn)化(mol·L－1)xx平衡(mol·L－1)1－xx則有eq\f(1－x,1)＝0.0250，解得x＝0.975，故K1＝eq\f(cH2O,cH2)＝eq\f(x,1－x)＝39；CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)起始(mol·L－1)10轉(zhuǎn)化(mol·L－1)yy平衡(mol·L－1)1