2017-2021年北京高考化學真題分類匯編之化學反應速率和化學平衡

2017-2021年北京高考化學真題分類匯編之化學反應速率和化學

平衡

一.選擇題（共5小題）

1.（2020?北京）一定溫度下，反應匕（g）+H2（g）=2HI（g）在密閉容器中達到平衡時,

測得c（12）=c（H2）=0.1lmmol*L"c（HI）=0.78mmol*L相同溫度下，按下列

4組初始濃度進行實驗，反應逆向進行的是（）（注：lrnmol?L“=l（）-3mo]?L”）

2.（2016?北京）下列食品添加劑中，其使用目的與反應速率有關(guān)的是（）

A.抗氧化劑B.調(diào)味劑C.著色劑D.增稠劑

3.（2016?北京）?SO?溶液中存在平衡：CrzO?2-（橙色）+也0=20042一（黃色）+2H*.用

七。2。7溶液進行下列實驗：

「加—瑞液.口—G烤OH山（溶液變成綠g

口分成兩份Q

"2容液I施加30%NaOH溶液“0，加GHQH山（溶液不變色）

③④

結(jié)合實驗，下列說法不正確的是（）

A.①中溶液橙色加深，③中溶液變黃

B.②中CrzCh?-被C2H50H還原

C.對比②和④可知七02。7酸性溶液氧化性強

D.若向④中加入70%H2s04溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬?/p>

4.(2021?北京)NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)#N2O4(g)△H<0。下列分析正確的

是()

A.Imol平衡混合氣體中含ImolN原子

B.斷裂2molNO2中的共價鍵所需能量小于斷裂ImolN2O4中的共價鍵所需能量

C.恒溫時，縮小容積，氣體顏色變深，是平衡正向移動導致的

D.恒容時，水浴加熱，由于平衡正向移動導致氣體顏色變淺

5.(2021?北京)丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯：C3H8=C3H6+H2。600℃,將一定濃度的CO2

與固定濃度的C3H8通過含催化劑的恒容反應器，經(jīng)相同時間，流出的C3H6、CO和H2

濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖。下列說法不正確的是()

己知：①C3H8(g)+502(g)—3CO2(g)+4H2O(1)AH=-2220kJ-moI-'

②C3H6(g)+%2(g)=3CO2(g)+3H2O(1)AH=-2058kJ*mol-1

2

③H2(g)+-k)2(g)-H2O(1)AH=?286kJ?mo「i

濃

度

A.C3H8(g)-C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ?mo「i

B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2#CO+H2O

C.其他條件不變，投料比：(;嚴?)越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越大

c(C02)

D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度co與流出物質(zhì)濃度c之間

一定存在:3co(C3H8)+C0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)

二.實驗題(共1小題)

6.(2018?北京)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲,

過程如下：

太陽能一熱能然俺一電能

1

(1)反應【：2H2so4(1)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)AHi=+551kJ-mol

1

反應HI：S(s)+O2(g)=S02(g)△H3=-297kJ?mol

反應n的熱化學方程式：。

(2)對反應n,在某一投料比時，兩種壓強下，H2s04在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫

度的變化關(guān)系如圖所示，P2pi(填“>”或“<”)，得出該結(jié)論的理由是。

舞

會

臺

二

與

紀

運

-

O

S

Z'

(3)「可以作為水溶液中S02歧化反應的催化劑，可能的催化過程如下，將ii補充完整。

i.SO2+4I+4H+=SI+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+—++21

(4)探究i、ii反應速率與SO2歧化反應速率的關(guān)系，實驗如下：分別將18mLs02飽

和溶液加入到2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象，(已知：h易溶解在KI溶液中)

序號ABCD

試劑組成0.4moPL^KIamol-L'KI0.2mobL'0.2mol*L'KI

0.2mol,LH2so40.0002molI2

%2s04

實驗現(xiàn)象溶液變黃，一段溶液變黃，出現(xiàn)無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很

時間后出現(xiàn)渾濁渾濁較A快快褪色，變成黃

色，出現(xiàn)渾濁較A

快

①B是A的對比實驗，則2=-

②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是o

③實驗表明，SO2的歧化反應速率D>A.結(jié)合i,ii反應速率解釋原因：。

三.解答題(共4小題)

7.(2019?北京)氫能源是最具有應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點。

(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。

①反應器中初始反應的生成物為H2和C02,其物質(zhì)的量之比為4：1,甲烷和水蒸氣反

應的方程式是o

②己知反應器中還存在如下反應：

i.CH4(g)+H2O(g)=C0(g)+3H2(g)AHi

ii.CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AH2

iii.CH4(g)—C(s)+2出(g)AH3

iii為積炭反應，利用AHi和A也計算4比時，還需要利用反應的AH。

③反應物投料比采用n(H2O)：n(CH4)=4：1,大于初始反應的化學計量數(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CO2

c.減少積炭生成

④用CaO可以去除CO2.H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變化關(guān)系如圖所示。

6o

005o

%90

804o察

菰

3o腐

金

就

生70

2o設(shè)

姓^O

61OE

K0。

50

O3

00

tmin

從U時開始，比體積分數(shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率(填“升高”“降低”

或“不變”）。此時CaO消耗率約為35%,但已失效，結(jié)合化學方程式解釋原因:

（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.通過控制開關(guān)連接K1

電

電

極

極

12

①制H2時，連接o產(chǎn)生H2的電極方程式是

②改變開關(guān)連接方式，可得02。

③結(jié)合①和②中電極3的電極反應式，說明電極3的作用:

8.（2015?北京）氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)

分解水是?種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如圖1所示:

SO?平衡轉(zhuǎn)化率％

（1）反應I的化學方程式是。

反應I得到的產(chǎn)物用12進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量上的存在下會分成兩層--含低

濃度12的H2s04層和含高濃度h的HI層。

（2）①根據(jù)上述事實，下列說法正確的是（選填序號）。

a.兩層溶液的密度存在差異

b.加12前，H2so4溶液和HI溶液不互溶

c.12在HI溶液中比在H2so4溶液中易溶

②辨別兩層溶液的方法是。

③經(jīng)檢測，H2s04層中C（H+）：c（SO?）=2.06：1.其比值大于2的原因是

（3）反應II：

2H2s04(I)=2SO2(g)+O2+2H2O(g)△H=+550kJ?mo「L

它由兩步反應組成：

i.H2SO4(I)=SO3(g)+H2O(g),△H=+177kJ?mo「i；

ii.SO3(g)分解。

L(Li，L2),X可分別代表壓強或溫度。圖2表示L一定時，ii中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)

化率隨X的變化關(guān)系。

①X代表的物理量是

②判斷Li、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：o

9.(2015?北京)為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規(guī)律的聯(lián)系，某同學通過改變濃

度研究“2Fe3++2「=2Fe2++b”反應中Fe3+和F/+的相互轉(zhuǎn)化。實驗如圖1所示：

3od.00lmdl.*

KI希液、

上■MjiSO.'iS液(pl嚴:力h

仔黃色心渝|分成三?一

morrInilmoll1fIml.11,0

AfNO,寄湘■UflFcSO,寄總wfyl

riifeoD.野娥厘色用故青皮之”或.修?源

圖1

(1)待實驗I溶液顏色不再改變時，再進行實驗H目的是使實驗I的反應到達

(2)適是ii的對比實驗，目的是排除ii中造成的影響。

(3)i和ii的顏色變化表明平衡逆向移動，F(xiàn)e2+向Fe3+轉(zhuǎn)化。用化學平衡移動原理解釋

原因：。

(4)根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，該同學推測I中Fe?+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因：外力口Ag+使c

(I)降低，導致I的還原性弱于Fe2+.用圖2裝置(a、b均為石墨電極)進行實驗驗

證。

①K閉合時，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作極。

②當指針歸零(反應達到平衡)后，向U型管左管中滴加O.Olmol/LAgNO3溶液。產(chǎn)生

的現(xiàn)象證實了其推測。該現(xiàn)象是o

(5)按照(4)的原理，該同學用圖2裝置進行實驗，證實了ii中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原

因。

①轉(zhuǎn)化的原因是。

②與(4)實驗對比，不同的操作是。

（6）實驗I中，還原性：廠>Fe2；而實驗II中，還原性Fe?-將（3）和（4）、（5）

作對比，得出的結(jié)論是。

10.（2021?北京）某小組實驗驗證“Ag++Fe?+=Fe3++AgI”為可逆反應并測定其平衡常數(shù)。

（1）實驗驗證

實驗I.將O.OlOOmokl/iAg2s04溶液和0.0400mol,l/iFeS04溶液（pH=l）等體積混

合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。

實驗^.向少量Ag粉中加入0.0100mol?LlFe2（S04）3溶液（pH=l）,固體完全溶解。

①取I中沉淀，加入濃硝酸，證實沉淀為Ag?，F(xiàn)象是o

②H中溶液選用Fez（S04）3,不選用Fe（NO3）3的原因是“

綜合上述實驗，證實“Ag++Fe:+=Fe3++AgI”為可逆反應。

③小組同學采用電化學裝置從平衡移動角度進行驗證。補全電化學裝置示意圖，寫出操

作及現(xiàn)象o

a（

b（

（2）測定平衡常數(shù)

實驗III.一定溫度下，待實驗I中反應達到平衡狀態(tài)時，取vmL上層清液，用cimol?I/

1KSCN標準溶液滴定Ag+,至出現(xiàn)穩(wěn)定的淺紅色時消耗KSCN標準溶液vimL。

資料：Ag++SCN>AgSCNI,（白色）K=1012

Fe3++SCN^FeSCN2+（紅色）K=1023

①滴定過程中Fe3+的作用是。

②測得平衡常數(shù)K=0

（3）思考問題

①取實驗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不用實驗n中清液測定K的原因是

2017-2021年北京高考化學真題分類匯編之化學反應速率和化學

平衡

參考答案與試題解析

一.選擇題(共5小題)

1.(2020?北京)一定溫度下，反應12(g)+H2(g)=2HI(g)在密閉容器中達到平衡時,

測得c(h)=c(H2)=0.11mmol?LIC(HI)=0.78mmol*LL相同溫度下，按下列

4組初始濃度進行實驗，反應逆向進行的是()(注：i=

ABCD

C(12)1.000.220.440.11

/mmoleL

-1

C(H2)1.000.220.440.44

/mmol-L

-1

c(HI)1.001.564.001.56

/mmol*L

-1

A.AB.BC.CD.D

【考點】化學平衡的計算.

【專題】化學平衡專題.

【分析】先計算平衡常數(shù)，但可比較4個選項中Qc與K的大小關(guān)系，當Qc>K,則可

平衡逆向移動。

【解答】解：平衡時，測得c&2)=c(H2)=0.Ummol?L/i,c(HI)=0.78mmol*L-

I由此溫度下平衡常數(shù)K==-------------(0.邛XI。4——=

-3-3

。(電)Xc(I2)(o.11X1Q)X(0.11X10)

,一3、2

50.28；已知Qc(A)=-----------1°—)--------------=1,Qc(B)=

(1X10-3)X(IXio-3)

/-3、2

(1.56X103)

50.28,Q(C)

-3c

(0.22X10-3)x(Q.22X10)

(4X10-3)2

82.64,Qc(D)

(0.44X10-3)X(0.44X10-3)

(1.56X10-3)2

=50.28,其中Qc（C）>K,此時平衡逆向移動,

(0.44X10-3)X(0.11X10-3)

故選：Co

【點評】本題考查濃度商的計算，根據(jù)反應的方程式列出濃度商的表達式，結(jié)合選項數(shù)

據(jù)計算判斷是解題的關(guān)鍵，難度不大。

2.（2016?北京）下列食品添加劑中，其使用目的與反應速率有關(guān)的是（）

A.抗氧化劑B.調(diào)味劑C.著色劑D.增稠劑

【考點】化學反應速率的影響因素.

【專題】化學反應速率專題.

【分析】一般來說，食品中常加入抗氧劑、調(diào)味劑、著色劑以及增稠劑等，其中加入抗

氧化劑可減緩食品的腐蝕，延長保質(zhì)期，而調(diào)味劑、著色劑以及增稠劑與食品的色、態(tài)、

味有關(guān)，以此解答該題.

【解答】解：A.抗氧化劑減少食品與氧氣的接觸，延緩氧化的反應速率，故A正確；

B.調(diào)味劑是為了增加食品的妖道，與速率無關(guān)，故B錯誤；

C.著色劑是為了給食品添加某種顏色，與速率無關(guān)，故C錯誤：

D.增稠劑是改變物質(zhì)的濃度，與速率無關(guān)，故D錯誤。

故選：Ao

【點評】本題考查常見食品的添加劑，與化學反應速率相結(jié)合綜合考查學生的雙基以及

分析能力，側(cè)重于化學與生活的考查，有利于培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，難度不大，注

意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累.

3.（2016?北京）KzSOj溶液中存在平衡：Cracky橙色）+H2OU2CQ42-（黃色）+2H+.用

KzCrzO7溶液進行下列實驗：

「加—丁液.□典野f□（溶液變成綠色）

口分成兩份Q

KzCrg容液力口30%NaOH溶液.［理峋幽川（溶液不變色）

③④

結(jié)合實驗，下列說法不正確的是（）

A.①中溶液橙色加深，③中溶液變黃

B.②中CrzCh?-被C2H50H還原

C.對比②和④可知K25207酸性溶液氧化性強

D.若向④中加入70%H2so4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬?/p>

【考點】化學平衡的影響因素；氧化還原反應.

【專題】氧化還原反應專題；化學平衡專題.

+

【分析】七5。7溶液中存在平衡：Cr2O?2-（橙色）+H2O=2CrO產(chǎn)（黃色）+2H,加

入酸，氫離子濃度增大，平衡逆向移動，則溶液橙色加深，加入堿，平衡正向移動，溶

液變黃，由實驗②、④可知CCS?-具有較強的氧化性，可氧化乙醉，而CIO42不能，

以此解答該題。

【解答】解：A.在平衡體系中加入酸，平衡逆向移動，重鋸酸根離子濃度增大，橙色加

深，加入堿，平衡正向移動，溶液變黃，故A正確；

B.②中重鋁酸鉀氧化乙醇，重銘酸鉀被還原，故B正確；

C.②是酸性條件，④是堿性條件，酸性條件下氧化乙醇，而堿性條件不能，說明酸性條

件下氧化性強，故C正確：

D.若向④溶液中加入70%的琉酸到過量，溶液為酸性，可以氧億乙醇，溶液變綠色，

故D錯誤。

故選：D。

【點評】本題綜合考查氧化還原反應以及化學平衡的移動問題，側(cè)重于學生的分析能力

22

的考查，注意把握題給信息，為解答該題的關(guān)鍵，易錯點為D,注意Cr2O7\CrO4'

氧化性的比較，難度不大。

4.（2021?北京）NO2和N2O4存在平衡：2NO2（g）#N2O4（g）△HV0。下列分析正確的

是（）

A.Imol平衡混合氣體中含ImolN原子

B.斷裂2molNO2中的共價鍵所需能量小于斷裂ImolN2O4中的共價鍵所需能量

C.恒溫時，縮小容積，氣體顏色變深，是平衡正向移動導致的

D.恒容時，水浴加熱，由于平衡正向移動導致氣體顏色變淺

【考點】化學平衡的影響因素.

【專題】化學平衡專題.

【分析】A.lmolNCh中含ImolN原子，ImoMCM中含2molN原子；

B.烙變?yōu)樨摚瑸榉艧岱磻?，且焰變等于斷裂化學鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量；

C.恒溫時，縮小容積，濃度增大；

D.恒容時，升高溫度平衡逆向移動。

【解答】解：A.lmolNCh中含ImolN原子,ImolNzCU中含2moiN原子,平衡時混合氣

體的組成未知，不能確定Imol平衡混合氣體中N原子的物質(zhì)的量，故A錯誤；

B.給變?yōu)樨?，為放熱反應，且啥變等于斷裂化學鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量，則

斷裂2moiNO2中的共價鍵所需能量小于斷裂ImolN2O4中的共價鍵所需能量，故B正確;

C.恒溫時，縮小容積，濃度增大，則氣體顏色變深，濃度增大的程度大于平衡正向移動

的程度，故C錯誤；

D.恒容時，水浴加熱時，升高溫度平衡逆向移動，氣體顏色變深，故D錯誤；

故選：Bo

【點評】本題考查化學平衡，為高頻考點，把握溫度、壓強對平衡的影響為解答的關(guān)鍵,

側(cè)重分析與應用能力的考查，注意選項C為解答的難點，題目難度不大。

5.(2021?北京)丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯：C3H8=C3H6+w。600℃,將一定濃度的CO2

與固定濃度的C3H8通過含催化劑的恒容反應器，經(jīng)相同時間，流出的C3H6、CO和H2

濃度隨初始CO2濃度的變化關(guān)系如圖。下列說法不正確的是()

己知：①C3H8(g)+502(g)-3CO2(g)+4H2O(1)AH=?2220kJ?mo「i

②C3H6(g)+%2(g)=3CO2(g)+3H2O(1)AH=?2058kJ-moL

2

③H2(g)+-I02(g)=H2O(1)AH=?286kJ?moL

2

CO

Oco?濃度

A.C3H8(g)—C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ*mol1

B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因；CO2+H2^CO+H2O

C.其他條件不變，投料比越大,C3H8轉(zhuǎn)化率越大

c(C02)

D.若體系只有C3H6、CO、H?和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度co與流出物質(zhì)濃度c之間

一定存在：3co(C3H8)+co(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)

【考點】化學平衡的影響因素；反應熱和焰變.

【專題】化學反應中的能量變化；化學平衡專題.

【分析】A.根據(jù)蓋斯定律合寫方程式計算；

B.根據(jù)C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g),C(H2)和c(C3H6)應該相等，因為其它反

應造成二者濃度變化不同；

C.根據(jù)圖示投料比3H8)越大,c3H8轉(zhuǎn)化率越小；

c(C02)

D.根據(jù)碳原子守恒分析。

【解答】解：A.根據(jù)蓋斯定律方程式①-②-③得C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△

H=AHi-AH2-AH3=-2220kJ?mo「i+2058kJ?mol7+286kJ?mo「i=+124kJ?mo「L

故A正確；

B.根據(jù)坐標系c(H2)和c(C3H6)的變化不同，根據(jù)方程式C3H8(g)=C3H6(g)

4-H2(g),c(H2)和c(C3H6)應該相等，因為CO2+H2=CO+H2O,C(C3H6)增加快,

故B正確；

C(COn)

C.根據(jù)圖示，橫坐標為二氧化碳的濃度，所以投料比「_J越大，C3H8轉(zhuǎn)化率越

c(C3H8)

大，故C錯誤；

D.根據(jù)碳原子守恒，若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度co與流

出物質(zhì)濃度c之間一定存在:3co(C3H8)+co(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)

+3c(C3H6),故D正確;

故選：Co

【點評】本題綜合考查化學知識，側(cè)重考查學生運用化學知識解決問題的能力，題目涉

及蓋斯定律計算反應熱、化學平衡的移動、轉(zhuǎn)化率和質(zhì)量守恒定徨等，正確分析題目信

息，得出正確結(jié)論，此題難度紋大。

二.實驗題(共1小題)

6.(2018?北京)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲,

過程如下：

太陽能—熱能然俺一電能

1

(1)反應【：2H2so4(1)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)AHi=+551kJ-mol

1

反應HI：S(s)+O2(g)=S02(g)△H3=-297kJ?mol

反應II的熱化學方程式:3so2(g)+2HzO(g)=2H2so4(1)+S(S),Z^H=?254kJ/mol°

(2)對反應H,在某一投料比時，兩種壓強下，H2s04在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫

度的變化關(guān)系如圖所示，D2>P1(填”>”或"V")，得出該結(jié)論的理由是當溫

度相同時，增大壓強，平衡正向移動，導致硫酸在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)增大。

舞

會

臺

自

與

交

運

-

O

S

Z'

溫度/℃

(3)I-可以作為水溶液中S02歧化反應的催化劑，可能的催化過程如下，將ii補充完整。

i.SO2+4I+4H'=SI+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+SO2—4H++SO42-+21

(4)探究i、ii反應速率與S5歧化反應速率的關(guān)系，實驗如下：分別將18mLs02飽

和溶液加入到2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象，(已知：h易溶解在KI溶液中)

序號ABCD

試劑組成0.4mol?L7Klamol-L'KI0.2moleL0.2mol-L'KI

0.2mol,L-2s040.0002molI2

2sO4

實驗現(xiàn)象溶液變黃，一段溶液變黃，出現(xiàn)無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很

時間后出現(xiàn)渾濁渾濁較A快快褪色，變成黃

色，出現(xiàn)渾濁較A

快

①B是A的對比實驗，則a=0.4。

②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是在酸性條件下，SO2與「反應速率更快，且SO2

與稀硫酸不發(fā)生反應。

③實驗表明，SO2的歧化反應速率D>A.結(jié)合i,ii反應速率解釋原因：反應ii比反

應i快，D中由反應ii產(chǎn)生的氫離子使反應i加快。

【考點】化學平衡的影響因素：產(chǎn)物百分含量與壓強的關(guān)系曲線：含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜

合應用；熱化學方程式.

【分析】(1)根據(jù)圖知，反應n為3so2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1)+S(s),

將方程式-I-III即得3s6(g)+2H2O(g)=2H2so4(1)+S(s),AH進行相應的改

變；

(2)相同溫度下，增大壓強，平衡正向移動；

(3)化學反應中的催化劑在第一個反應中作反應物、第二個反應中作生成物，總方程式

+

為得3s02(g)+2H2O(g)=2H2s04(1)+S(s),催化過程中ioSO2+4I+4H=SI

+2I2+2H2O,說明I\H?在i中作反應物，在ii中作生成物，同時ii中還生成H2so4,

根據(jù)元素守恒知，反應物還有SO2；

(4)①B是A的對比實驗，所用c(KD應該相等；

②比較A、B、C,A中只含KI、B中含有KI和硫酸、C中只含硫酸，反應快慢順序是

B>A>C,且C中沒有明顯現(xiàn)象，說明不反應；

③實驗表明，S02的歧化反應速率D>A,反應ii比反應i快。

【解答】解：(1)根據(jù)圖知，反應II為3s02(g)+2H2O(g)=2H2sO4(1)+S(s),

將方程式-1-ni即得3so2(g)+2H2O(g)=2H2s04(1)+S(s),AH=-(+551kJ

?mol1)-(-297kJemol1)=

-254kJ/mol,

故答案為：3SO2(g)+2H2O(g)=2H2so4(1)+S(s),AH=-254kJ/mol；

(2)相同溫度下，增大壓強，平衡正向移動，導致硫酸在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)增大,

根據(jù)圖知，相同溫度下，達到平衡狀態(tài)時硫酸含量：Pi〈P2,說明壓強P2>Pi，

故答案為：>;當溫度相同時，增大壓強，平衡正向移動，導致硫酸在平衡體系中物質(zhì)

的量分數(shù)增大；

(3)化學反應中的催化劑在第一個反應中作反應物、第二個反應中作生成物，總方程式

+

為得3s02(g)+2H2O(g)=2H2so4(1)+S(s),催化過程中i。SO2+4I+4H=SI

+2I2+2H2O,說明ITH+在i中作反應物，在ii中作生成物，同時ii中還生成H2so4,

根據(jù)元素守恒知，反應物還有SOz，所以ii中方程式應該為：

I2+2H2O+SO2—4H++SO42+21,

2

答案為：S02;4才；SO4';

(4)①B是A的對比實驗，所用c(KI)應該相等，否則無法得出正確結(jié)論，所以a=

0.4,

故答案為：0.4：

②比較A、B、C,A中只含KI、B中含有KI和硫酸、C中只含硫酸，反應快慢順序是

B>A>C,且C中沒有明顯現(xiàn)象，說明不反應，B中含有酸導致其反應速率加快，所以

得出的結(jié)論是：在酸性條件下，S02與1一反應速率更快，且S02與稀硫酸不發(fā)生反應，

故答案為：在酸性條件下，SQ2與「反應速率更快，且SO2與稀硫酸不發(fā)生反應；

③實驗表明，SO2的歧化反應速率D>A,結(jié)合i、ii反應速率解釋原因為反應ii比反應

i快，D中由反應ii產(chǎn)生的氫離子使反應i加快，

故答案為：反應近比反應i快，D中由反應ii產(chǎn)生的氫離子使反應i加快。

【點評】本題考查較綜合，涉及蓋斯定律、外界條件對化學平衡移動影響、實驗探究等,

明確化學反應原理、實驗原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意：作對比實驗時應該只有

一個條件不同，其它條件完全用同，題目難度中等。

三,解答題(共4小題)

7.(2019?北京)氫能源是最具有應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點。

(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。

①反應器中初始反應的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4：1,甲烷和水蒸氣反

應的方程式是CH4+2H2O(口)1由(外JIHz+CO?。

②已知反應器中還存在如下反應：

i.CH4(g)+H2O(g)=C0(g)+3H2(g)AHi

ii.CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)△Hz

iii.CH4(g)—C(s)+2H2(g)AH3

iii為積炭反應，利用和計算△七時，還需要利用2H2S)+CO2S)=C

(S)+2H2OS)或C(s)+CO2S)=2CO(H)反應的△H。

③反應物投料比采用n(H2O)：n(CH4)=4：1,大于初始反應的化學計量數(shù)之比，目

的是abc(選填字母序號)。

a.促進CH4轉(zhuǎn)化

b.促進CO轉(zhuǎn)化為CO2

c.減少積炭生成

④用CaO可以去除CO2.H2體積分數(shù)和CaO消耗率隨時間變化關(guān)系如圖所示。

。

。

協(xié)

萊

O裝

S

從ti時開始，H2體積分數(shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率降低(填“升高”“降低”

或“不變”)。此時CaO消耗率約為35%,但已失效，結(jié)合化學方程式解釋原因：二氧

化碳與CaO發(fā)生CO2+CaO=CaCOa,覆蓋在CaO的表面，阻礙C5的與CaO的繼續(xù)進

(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，，作示意圖如圖。逋過控制開關(guān)連接Ki

或K2，可交替得到H2和02。

%二?氣體

NiOOH

電極3

Ni(OH)2

堿性電解液

①制H2時，連接Kio產(chǎn)生H2的電極方程式是2HzO+2c=垣t+20H

②改變開關(guān)連接方式，可得02。

③結(jié)合①和②中電極3的電極反應式，說明電極3的作用：①中電極3發(fā)生.Ni(OH)

2?屋+OH-=NiOOH+H2O,制氫氣時消耗電極1產(chǎn)牛?的OH\②中電極3發(fā)生

NiOOH+H2O+/=Ni(OH)2+0H\制氧氣時補充電極2消耗的OH.。

【考點】轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線；電解原理.

【分析】(1)①甲烷和水蒸氣反應生成H2和C02,結(jié)合質(zhì)量守恒書寫化學方程式；

②三個反應還涉及到氫氣和二氧化碳反應生成C和水的反應；

③水過量，可分別與CH4、CO、C等反應；

④由圖象可知，CaO消耗率曲線斜率減小，則CaO消耗率降低：過多的二氧化碳可與氫

氣反應，導致氫氣的體積分數(shù)減小；

(2)電解水生成氫氣和氧氣，氧氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，電極3可分別連接

Ki或K2,分別發(fā)生氧化、還原反應，實現(xiàn)NiOOH=Ni(OH)2的轉(zhuǎn)化，且可循環(huán)使用，

以此解答該題。

【解答】解：(1)①甲烷和水蒸氣反應生成H2和C02,其物質(zhì)的量之比為4：1,則反

應的方程式為CH4+2H2O(g)傕化劑4為+CO2,故答案為：CH4+2H2O(g)

②i.CH4(g)+H20(g)—CO(g)+3H2(g)△Hi

ii.CO(g)+H20(g)—CO2(g)+H2(g)△也，則i+ii可得CH4(g)+2H2O(g)

=C02(g)+4H2(g),如要得到m.CH4(g)—C(s)+2H2(g)△H3,則還應需要

2H?(g)+CO?(g)=C(S)+2H?O(g)的△H,CH4(g)+2H?O(g)=CO?(g)+4H?

(g)與2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)相加可得CH4(g)=C(s)+2H1(g),

或i?ii得CH4(g)+CO2(g)=2C0(g)+2H2(g),然后與C:s)+CO2(g)=2CO

(g)相減，亦可得到反應iii的AH,

故答案為：2H2(g)+CO2(g)=C(S)+2H2O(g)或C(s)+CO2(g)=2C0(g)；

③水過量，可分別與i中的CH4,ii中的CO反應，則可促進CH4轉(zhuǎn)化、促進CO轉(zhuǎn)化為

CO2、且與iii生成的C等反應，減少積炭生成，

故答案為：abc；

④由圖象可知，CaO消耗率曲線斜率減小，則CaO消耗率降低；過多的二氧化碳與CaO

發(fā)生CO2+CaO=CaCO3,覆蓋在CaO的表面，阻礙C6的與CaO的繼續(xù)進行，導致CaO

消耗率約為35%時已失效，

故答案為：降低；二氧化碳與CaO發(fā)生CO2+CaO=CaCCh，覆蓋在CaO的表面，阻礙

CO2的與CaO的繼續(xù)進行；

(2)①電解水生成氫氣和氧氣，氧氣在陽極生成，氫氣在陰極生成，則應連接K),電

極方程式為2H2O+2e-=H2t+2OH,

故答案為：Ki；2H2O+2e=H2t+20H；

③電極3可分別連接Ki或K2,①中電極3發(fā)生Ni(OH)2-e+0H=NiOOH+H2O,

制氫氣時消耗電極1產(chǎn)生的0H一,②中電極3發(fā)生NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH,

制氧氣時補充電極2消耗的OFT,實現(xiàn)NiOOHUNi(OH)2的轉(zhuǎn)化，且可循環(huán)使用，

故答案為：①中電極3發(fā)生Ni(OH)2-e+OH=NiOOH+H2O,制氫氣時消耗電極1

產(chǎn)生的OK,②中電極3發(fā)生NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH,制氧氣時補充電極

2消耗的OH。

【點評】本題為2019年北京考題理綜卷化學試題，題目涉及化學平衡、電解等知識，為

高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力，注意把握蓋斯定律以及電解池的分析，掌握電極

方程式的書寫，題目難度中等。

8.(2015?北京)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础Ｒ蕴柲転闊嵩?，熱化學硫碘循環(huán)

(1)反應［的化學方程式是SO2+2H2O+I2=H2so4+2HI。

反應I得到的產(chǎn)物用12進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量h的存在下會分成兩層--含低

濃度12的H2s04層和含高濃度h的HI層。

(2)①根據(jù)上述事實，下列說法正確的是ac(選填序號)。

a.兩層溶液的密度存在差異

b.加I2前，H2so4溶液和HI溶液不互溶

c.12在HI溶液中比在H2so4溶液中易溶

②辨別兩層溶液的方法是觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層。

③經(jīng)檢測，H2s04層中c(H+)：c(SO?)=2.06：1.其比值大于2的原因是硫酸

層中含少量的12，l2+H2O=HI+HIO,旦HI電離出氫離子.

(3)反應II：

2H2sCM(I)=2SO2(g)+O2+2H2O(g)△H=+550kJ?moL。

它由兩步反應組成：

i.H2SO4(I)=S03(g)+H20(g),△H=+177kJ?molI

ii.SO3(g)分解。

L(Li，L2),X可分別代表壓強或溫度。圖2表示L一定時，ii中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)

化率隨X的變化關(guān)系。

①X代表的物理量是壓強°

②判斷Li、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：LI〈L2,分解反應為吸熱反應，溫度高，轉(zhuǎn)

化率大°

【考點】化學平衡的影響因素；反應熱和焰變.

【分析】(1)由圖可知，反應I為二氧化硫與碘發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和HI；

(2)①分成兩層，與溶解性、密度有關(guān)；

②兩層的顏色不同；

+2

③H2SO4中c(H)：c(SO4')=2：1,且HI電離出氫離子；

(3)①由圖可知，X越大，轉(zhuǎn)化率越低；

②分解反應為吸熱反應，溫度高，轉(zhuǎn)化率大。

【解答】解：(1)由圖可知，反應I為二氧化硫與碘發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和HL

該反應為S5+2H2O+l2=H2so4+2HI,故答案為：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；

(2)①a.兩層溶液的密度存在差，才出現(xiàn)上下層，故a正確；

b.加I2前，H2sCM溶液和HI溶液互溶，與分層無關(guān)，故b錯誤；

C.12在HI溶液中比在H2s04溶液中易溶，則碘在不同溶劑中溶解性不同，類似萃取，

與分層有關(guān)，故C正確；

故答案為：ac；

②辨別兩層溶液的方法是觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層，故答案為：

觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層；

③H2s04層中c(H+)：c(SCM?-)=2.06：1.其比值大于2的原因是硫酸層中含少量的

12,I2+H2O=HI+HIO,且HI也離出氫離子，故答案為：硫酸層中含少量的12,I2+H2O

=HI+HIO,且HI電離出氫離子；

（3）①由圖可知，X越大，轉(zhuǎn)化率越低，升高溫度轉(zhuǎn)化率增大，則X表示壓強，故答案

為：壓強；

②由S03（g）=SO2（g）+O2（g）AH>0,溫度高，轉(zhuǎn)化率大，圖中等壓強時L2對應

的轉(zhuǎn)化率大，則L1VL2,故答案為：L1VL2,分解反應為吸熱反應，溫度高，轉(zhuǎn)化率大。

【點評】本題考查混合物分離提純及化學平衡等，為高頻考點，把握發(fā)生的反應、平衡

影響因素為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應用能力的綜合考查，題目難度中等。

9.（2015?北京）為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規(guī)律的聯(lián)系，某同學通過改變濃

度研究“2Fe3++2「=2Fe2++l2”反應中Fe3+^Fe?+的相互轉(zhuǎn)化。實驗如圖1所示:

3od.OOlmoll.'

Ki希演

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仁黃色石油川三等歸

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