2023年高考化学二轮复习建议

主题52023高三二轮复习平衡原理综合应用全国卷考情分析

反应原理综合题为历年高考必考题,常以具体的事实或反应为背景,结合图表考查化学反应中能量变化、热化学方程式的书写、焓变的计算、化学反应速率计算及影响因素、化学平衡状态的判断、化学平衡移动、转化率和平衡常数计算以及条件选择和控制等,突出了变化观念和平衡思想的应用命题角度一反应热与化学平衡结合以实际工业生产为载体,考查反应热、盖斯定律、化学平衡及其移动、平衡常数和转化率计算等知识,考查考生对变化观念和平衡思想的理解和应用。【真题示例】例1.(XXXX年全国Ⅰ卷,28)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成加工等工业领域中。回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO

H2(填“大于”或“小于”)。

大于CO还原CoO(s)的反应进行的程度更大①H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g)②CO(g)+CoO(s)Co(s)+CO2(g)(2)721℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为

(填标号)。

A.<0.25

B.0.25

C.0.25~0.50D.0.50

E.>0.50CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)“大胆猜测答案”①H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g)②CO(g)+CoO(s)Co(s)+CO2(g)起始(mol)1 1

00转化(mol)x

x

xx平衡(mol)1-x 1-x

xx平衡时体系中H2的物质的量分数为:x<1<0.5③③=②—①>1>0.25平衡时体系中H2的物质的量分数为:C有办法计算出x的值吗？估算或大概推算(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用•标注。可知水煤气变换的ΔH

0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=

eV,写出该步骤的化学方程式:

。

小于2.02COOH·+H·+H2O·=COOH·+2H·+OH·(或H2O·=H·+OH·)(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、

pCO2和pH2相等计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率

(a)=

kPa·min-1。0.0047物质的分压变化量Δp=(4.08-3.80)kPa=0.28kPaCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、

pCO2和pH2相等467℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是

、

。489℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是

、

。

bcadCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0721℃时,K>1，反应物生成物“一增一减”关系下降0.28kPa增大0.34kPa增大0.28kPa下降0.34kPa降低温度,平衡正向移动，K增大467℃、489℃时，K>1而且K467℃

>K489℃平衡时pH2>pCOb、c一组a、d一组pH2pCOb、c一组a、d一组【必备知识】(1)注意ΔH的单位:ΔH的单位为kJ·mol-1。1.热化学方程式书写的注意事项(6)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。(5)注意ΔH的数值与符号:如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。

逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。(4)注意物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。

热化学方程式中不用“↑”和“↓”。(3)注意热化学方程式中的化学计量数:热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。(2)注意测定条件:绝大多数的反应热ΔH是在25℃、101kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。2.反应热的计算方法【必备知识】(1)根据盖斯定律求算“加、减、乘、除”四则运算反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。(2)根据键能进行计算ΔH=E吸-E放【必备知识】3.化学反应速率的计算与影响注意通常给出的是n,一定要先换算为浓度c,书写时要带上单位(2)有的题目可能算的其他物理量随时间的变化，比如

KP·min-1等。(3)影响因素:可归纳为“加增降减”即升温、加压、增加浓度、使用催化剂,化学反应速率一般增大,反之减小。【针对训练】1.CO2与CH4反应并转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要意义。回答下列问题:(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH1=+206.1kJ·mol-1②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l)

ΔH2=-128.3kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)

ΔH3=-483.6kJ·mol-125℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为

。

2×①+2×②+③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l)ΔH=-328.0kJ·mol-1①工业生产时一般会选择在p4和1250℃条件下进行反应,请解释其原因:

__。

(2)向某密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:②在压强为p4、1100℃的条件下,该反应在5min时达到平衡点X,则0~5min内,用CO表示该反应的平均速率为

;该温度下,反应的平衡常数为

(保留3位有效数字)。

较大的压强和较高的温度都能加快反应速率,提高生产效率0.032mol·L-1·min-11.64增大压强，平衡逆移，甲烷转化率下降p4>p3>p2>p1“三段式计算”比p4更小的压强，比1250℃更低的温度，α(CH4)可以达到接近100%②当反应在曲线a、b、c对应的投料比下,CO达到相同的平衡转化率时,对应的反应温度和投料比的关系是

。①曲线b对应的投料比是

。

(3)工业上用CO和H2制取甲醇的化学方程式为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。对于该合成反应,若通入的CO的物质的量一定,如图为4种投料比[n(CO)∶n(H2)分别为5∶7、10∶17、5∶9、1∶2]时,反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。③投料比为10∶17,反应温度为T1时,平衡混合气体中CO的物质的量分数为

。

5∶9投料比越大,反应温度越低20.8%10:1410:1810:20氢气投料越多，CO转化率越高1∶25∶910∶175∶775%“三段式计算”(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是___________________________________

。

命题角度二化学平衡与电解质溶液相结合【真题示例】例2.(XXXX年全国Ⅰ卷,27)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4-(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液高考中常以具体的化学反应为载体,考查有关化学平衡特征、弱电解质电离平衡、粒子浓度大小比较、平衡常数及其计算、平衡移动等。考查考生对平衡思想的理解和应用。Cr3+

+3OH－

=Cr(OH)3↓Cr(OH)3+OH－＝

Cr(OH)4-

Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O灰蓝色沉淀(绿色)(蓝紫色)①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:

。②由图可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率

(填“增大”“减小”或“不变”)。

根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为

。

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O增大1.0×1014(2)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图所示。0.251×10-70.5K===1.0×1014③升高温度,溶液中CrO42-的平衡转化率减小,则该反应的ΔH

0(填“大于”“小于”或“等于”)。小于0.25(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl-,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为

mol·L-1,此时溶液中c(CrO42-)等于

mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)

(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为

。

2.0×10-55.0×10-3Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O【必备知识】静态标志：1.化学平衡状态的判断(1)判断化学平衡状态的两种方法动态标志:反应速率相等,即v正=v逆≠0。①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必须是“一正一逆”，“量”上与方程式化学计量数成比例。“变量”不变，则平衡

各气体的体积、体系的密度、平均相对分子质量、温度、颜色、压强等不随时间改变而改变(2)化学平衡标志的判断要注意“三关注”:

一要关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器;

二要关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;

三要关注特殊情况,是否有固体或液体参加或生成,或固体的分解反应。【必备知识】1.化学平衡状态的判断例如：在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时,能说明NH2COONH4(s)

2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是

。①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量①②③【必备知识】2.掌握化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断{平衡移动原理}如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。&定义：①催化剂不影响化学平衡状态&注意：②只有一个条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度)，才能应用③适用对象：所有动态平衡体系。{注意:未平衡状态不能用此来分析}(多个条件改变就要具体问题具体分析)即:与外界条件变化对着干④改变固态或纯液态的量,化学平衡不移动.⑤作为离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才对平衡有影响。如,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3加入KCl，对平衡无影响。【必备知识】2.掌握化学平衡移动的判断方法(2)比较浓度商Qc规则判断Qc>k，逆向

Qc=k，达平衡Qc<k，正向对：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)m+n≠p+q：“等量”加料时平衡等效m+n=p+q：“等比”加料时平衡等效1、恒温恒容(TV固定)：2、恒温恒压(TP固定)“等比”加料时平衡等效等效平衡问题——绝对等效——相对等效——相对等效两次平衡时各组分百分量、浓度c相同，但n、m等成比例相当加压，平衡不移动，两次平衡时各组分百分量相同，但n、c等存在倍数关系3.溶液中“四大常数”的应用【必备知识】电离平衡常数ka、kb、水的离子积常数kw、水解平衡常数kh、溶度积常数ksp(1)它们均只与温度有关(2)计算时,一定要先写出表达式,然后结合已知条件进行变形。(3)若方程式相加,则常数相乘,若方程式相减,则常数相除。(4)Kw=Ka·Kh4.溶液中离子平衡答题思路阅读题目情境的信息,找出核心问题的分析对象,即平衡体系;找出题目信息中与平衡体系变化的有关因素;利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响,即平衡移动方向的判断;说明平衡移动后对实际问题体系产生的影响。一般用如下模式书写:“……存在……平衡,……(条件)使平衡向……(方向)移动,……(结论)”。1.2018年9月26日,第五届硒博会在恩施州文化中心大剧院开幕。第五届硒博会主题为“健康中国·硒引天下”。硒(Se)是第四周期ⅥA族元素,是人体内不可或缺的微量元素,H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的重要原料。(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l)

ΔH=akJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)

ΔH=bkJ·mol-1反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反应热ΔH=

kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。

【针对训练】(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2和1molSe,发生反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)。①下列情况可判断反应达到平衡状态的是

(填字母)。

a.气体的密度不变b.v(H2)=v(H2Se)c.气体的压强不变d.气体的平均摩尔质量不变②当反应达到平衡后,将混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为H2Se液体,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释其原因:

。

ad(移除产物H2Se后)将分离出的氢气重新通入容器中,平衡正向移动,Se的转化率提高③以5小时内得到的H2Se为产量指标,温度、压强对H2Se产率的影响如图所示:则制备H2Se的最佳温度和压强为

。

550℃、0.3MPa一般用如下模式书写:“……(条件)使平衡向……(方向)移动,……(结论)”。(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10-4,K2=5.0×10-11,则NaHSe溶液呈

(填“酸性”或“碱性”),该溶液中的物料守恒关系式为

。

碱性c(Na+)=c(HSe-)+c(Se2-)+c(H2Se)NaHSe溶液：电离平衡HSe-H++Se2-HSe-+H2OH2Se+OH-,水解平衡K2=5.0×10-11=7.69×10-11水解程度大于电离程度,溶液呈碱性(4)工业上从含硒废料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸钠的混合溶液处理后获得亚硒酸和少量硒酸,再与盐酸共热,硒酸转化为亚硒酸,硒酸与盐酸反应的化学方程式为

,最后通入SO2析出硒单质。

2HCl+H2SeO4H2SeO3+Cl2↑+H2OH2SeO4→H2SeO3+6+4+HCl+Cl2↑(5)H2Se在一定条件下可以制备出CuSe,已知常温时CuSe的Ksp=7.9×10-49,CuS的Ksp=1.3×10-36,则反应CuS(s)+Se2-(aq)CuSe(s)+S2-(aq)的化学平衡常数K=

(保留2位有效数字)。

1.6×10122.为有效提升空气质量,国家强制各燃煤企业要对燃煤烟气进行脱硫、脱硝处理后排放。回答下列问题:(1)燃煤烟气“脱硝”中涉及的部分反应如下:a.4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH1b.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH2=-925kJ·mol-1c.N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+175kJ·mol-1则ΔH1=

kJ·mol-1。

-1800b-5c=a【针对训练】(2)向某恒容密闭容器中加入2molNH3、3molNO,在适当条件下发生(1)中反应a,反应过程中NO的平衡转化率随温度T、压强p的变化曲线如图1所示:①p1

p2(填“>”“<”或“=”)。

②压强为p2、温度为600℃时,达到平衡时反应体系内化学能降低了300kJ,则NO的转化率为

。

③600℃时,下列各项数据中能表明该反应已达到平衡状态的是

(填字母)。

a.H2O与NO的生成速率相等

b.混合气体的密度保持不变c.NH3、N2的生成速率之比为5∶4

d.容器的总压强保持不变4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)

>ΔH1=-1800kJ/mol增大压强,平衡逆向移动300kJ1800kJ61mol=33.3%ad?①在建立平衡的过程中,三个容器中反应速率的相对大小为

(用x、y、z表示)。

②与y容器中反应相比,z容器中反应改变的条件及判断依据分别是

。

(3)将2molN2、3molH2O(g)、0.5molNO的混合气体置于x、y、z三个容积相同的恒容密闭容器中,控制适当的条件发生反应a,反应过程中c(NO)随时间的变化如图2所示。x>y>z降低温度.4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)

ΔH1=-1800kJ/mol“先拐先平”原则z容器达到平衡所用时间比y容器中的长,平衡时c(NO)也比y容器中的低(4)2000℃时,在一个2L的密闭容器里发生(1)中反应c,起始时氮气和氧气的浓度均为0.69mol·L-1,达到平衡时NO的浓度为0.18mol·L-1,则2000℃时该反应的平衡常数K=

。

N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+175kJ·mol-1反应c：0.09起、转、平三段式计算②反应后溶液中NO3-的浓度约为

mol·L-1。

①=

。

(5)常温下,在通入O2的条件下用0.1mol·L-1的NaOH溶液吸收NO,产物为NaNO3

和NaNO2。已知反应后溶液的pH=12,溶液中NO2-浓度为5.6×10-2mol·L-1(忽略反应过程中溶液体积变化,HNO2的电离平衡常数Ka=5.1×10-4),则:=5.1×1060.034滴入硝酸银溶液后,c(NO2-)≈1.0×10-6mol/L,Qc=c(NO2-)·c(Ag+)=1.0×10-6×1.0×10-3=<Ksp(AgNO2),故不能生成沉淀③某溶液中c(NO2-)=1.0×10-6mol·L-1,取该溶液5mL,加入一滴0.1mol·L-1硝酸银溶液(一滴为0.05mL),通过计算说明能否产生沉淀:__________________________________[Ksp(AgNO2)=2×10-8]

凑常数法NO+O2+NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O·c2(H+)·c2(H+)Ka·Kwc2(H+)=“电荷守恒”0.110-125.6×10-2

10-2忽略c(Ag+)=≈1.0×10-3mol/L1.0×10-9命题角度三化学平衡与电化学结合高考中常以工业上具体的反应或对污染处理原理为载体,考查有关平衡移动、平衡图像的处理、条件控制以及电化学知识等。考查考生对社会责任和平衡思想的理解和应用。【真题示例】例3.(XXXX年全国Ⅲ卷,28)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300℃)

K(400℃)(填“大于”或“小于”)。读图：温度升高，α(HCl)减小，平衡逆移平衡常数K减小大于按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是

。

设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=

(列出计算式)。c(HCl)∶c(O2)越大，α(HCl)越小1:14:17:1起、转、平三段式计算过低：过高：O2和Cl2分离能耗较高

HCl转化率较低(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)

ΔH1=+83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=

kJ·mol-1。

(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是

。(写出2种)

ⅢⅡⅠ(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ)×2-116增大反应体系压强、及时移去产物注意：若增大c(O2)，促使平衡正向移动，会增加分离O2和Cl2的能耗较高，所以不宜选择增大c(O2)的方法使平衡正移(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有

(写反应方程式)。电路中转移1mol电子,需消耗氧气

L(标准状况)。

Fe3++e-=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6基本上看图说话O2阴极—+~4Fe2+

~4e-2.随着现代工业的发展,工业副产物HCl的产量越来越大,有人提出利用常见氧化剂O2将其转化为重要化工原料Cl2,达到“变废为宝”的目的。回答下列问题:(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.2kJ·mol-1

②则反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=

kJ·mol-1。-117.2改编题②

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH=-183kJ·mol-1①-②×2(2)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知图中表示1∶1的曲线是

,设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=4∶1的数据计算K(400℃)=

(列出计算式);为了提高HCl的转化率,可采取的措施有

(填字母)。A.适当增大B.适当增加n(O2)C.选用高效催化剂 D.适当增大压强cBD(3)随着石墨烯在电池领域的大量使用,有人提出利用石墨烯的吸附性设计HCl-O2酸性燃料电池,则通HCl的电极为电源的

极,电极反应式为

。

2HCl-2e-=2H++Cl2↑负1:14:17:1【必备知识】1.平衡图像题的解题步骤和技巧(1)解题步骤串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算,要注意运用电子守恒法。万能恒等式为4e-~O2~2Cu~2H2~2Cl2~4Ag~4H+~4OH-,计算时,可直接根据已知量代入上述关系式求出相应的物质。(2)解题技巧【必备知识】①先拐先平在含量(转化率)-时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。②定一议二当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。③三步分析法一看反应速率是增大还是减小三看化学平衡移动的方向。二看v正、v逆的相对大小;2.电化学知识的有关计算1.随着低碳钢等洁净钢技术的发展,Al2O3-C耐火材料和钢水之间的相互作用已成为当前的一个研究重点。请回答下列问题:(1)日常生活中铝用品比铁器件更耐腐蚀,原因是

_。

【高考题改编】(2)在埋炭实验条件下,不同碳素材料的Al2O3-C耐火材料与铁液之间的可能反应如下:①2Al2O3(s)4Al(s)+3O2(g)ΔH1=+335kJ·mol-1;②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1;③C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3=+172.5kJ·mol-1。则3CO(g)+Al2O3(s)2Al(s)+3CO2(g)的ΔH4=

kJ·mol-1。

铝用品表面为一层致密的Al2O3薄膜,阻止铝的进一步氧化-681.5盖斯定律的运用×①+×②-×③(3)实验温度下,(Al2O3-C)/Fe系统中存在着相互反应。将Al2O3溶入铁液中,导致铁液中平衡的铝的百分含量的对数{lg[Al]}和平衡氧(O2)的百分含量的对数{lg[O2]}的变化关系如图1所示,则图中温度T1

1973K(填“>”或“<”)。

<2Al2O3(s)4Al(s)+3O2(g)ΔH1=+335kJ·mol-1其他条件相同时，升高T，平衡正移，lg[O2]增大图2①650℃时,该反应达到平衡后吸收的热量是

,消耗碳的质量为

。

43.125kJ3.0g(4)在埋炭情况下,碳过剩时,碳的氧化反应主要考虑:C(s)+CO2(g)2CO(g)。在实验室研究该反应,一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(总压强为p总)中加入足量的碳和1molCO2,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示:C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH3=+172.5kJ·mol-1起始(mol)

1

0转化(mol)

x

2x平衡(mol)

1-x

2x×100%=40%,解得x=0.25Q=0.25mol×172.5kJ·mol-1=43.125kJm(C)=12g·mol-1×0.25mol=3g图2③925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=

,[用含p总的代数式表示,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]。

②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量V(CO2)∶V(CO)=5∶4的混合气体,平衡__

(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。

向正反应方向23.04p总(4)在埋炭情况下,碳过剩时,碳的氧化反应主要考虑:C(s)+CO2(g)2CO(g)。在实验室研究该反应,一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(总压强为p总)中加入足量的碳和1molCO2,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示:V(CO2)∶V(CO)=1∶1相当于增大c(CO2)=23.04p总(5)CO可作某熔融盐电池的燃料,电解质为LiCO3和Na2CO3的熔融盐混合物,空气与CO2的混合气为助燃气,电池在650℃下工作时,负极的电极反应式为

。

CO+CO32--2e-=2CO22.低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),此研究对CO2的深度开发应用和构建生态文明社会具有重要的意义。(1)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示:①0~10min内,氢气的平均反应速率为

,第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入2molCO2(g)和2molH2O(g),则平衡

(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

0.225mol·L-1·min-1正向速率的计算根据Qc与K的大小关系，判断平衡的移动方向②一定温度下,若此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是

(填字母)。

a.容器中压强不变b.H2的体积分数不变c.c(H2)=3c(CH3OH)d.容器中气体的密度不变e.2个CO键断裂的同时有3个H—H键断裂bd考查平衡的判断(2)若已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-bkJ·mol-1③H2O(g)H2O(l)ΔH=-ckJ·mol-1④CH3OH(g)CH3OH(l)ΔH=-dkJ·mol-1则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为

_。

考查盖斯定律和热化学方程式的书写(3)如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源电解600mL一定浓度的NaCl溶液。稀硫酸NaCl溶液②电解一段时间后,NaCl溶液的pH变为12(假设电解前后NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为

mol。若向U形管内电解后的溶液中通入CO2气体,使所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,则此时溶液中的c(H+)=

mol·L-1(室温下,H2CO3的Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11)。

2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑0.00110-10Δn(OH-)=10-2mol·L-1×0.6L=0.006mol①U形管内发生反应的化学方程式为

。

CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+CH3OH~6e-~6NaOH~2e-0.0060.001相当提示要用Ka来计算3.以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,工业中主要使用还原剂(氨气、尿素、烷烃等)与氮氧化物发生化学反应而进行氮氧化物的处理。回答下列问题:(1)将二氧化氮和一氧化氮的混合物溶解在水中,可生成挥发性的亚硝酸。室温下,针对下列实验现象与结论说法正确的是

(填字母)。

a.NO2遇到湿润的淀粉-KI试纸,显蓝色,说明NO2具有氧化性b.充满VLNO2的试管倒立于盛有水的水槽中,最终试管中剩余气体体积为

Lc.pH试纸测得0.1mol·L-1

亚硝酸呈橙色,pH约为3,说明HNO2为弱酸d.向亚硝酸钠溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色,说明HNO2属于弱酸acd此反应为特定条件下的特殊反应，不做常规方程式记忆3NO2+H2O=2HNO3+NO生成的NO可能会与NO2、水反应产生HNO2【高考题改编】通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)处理氮氧化物的热化学方程式分别为_

、

。

CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(l)+N2(g)(2)下图为利用CH4为还原剂来处理一氧化氮和二氧化氮的反应系统原理。④②③①ΔH=(a+c-b)kJ·mol-1CH4+NO2→CO2+N2+H2O①-②+③【高考题改编】处理等质量的NOx(x=1或2)时,所需甲烷较少的是

[填“系统(Ⅰ)”或“系统(Ⅱ)”]。

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)处理氮氧化物的热化学方程式分别为_

、

。

CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(l)+N2(g)系统(Ⅱ)(2)下图为利用CH4为还原剂来处理一氧化氮和二氧化氮的反应系统原理。④②③①ΔH=(a+c-b)kJ·mol-1CH4+NO2→CO2+N2+H2O①-②+③CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)CH4+NO

→CO2+N2+H2OΔH=kJ·mol-1120961mol1mol【高考题改编】(3)NO与CO在高温下发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。在800K时,将0.5molCO与0.2molNO充入2L的密闭空钢瓶中,平衡后N2的物质的量分数为③向反应器中分别充入下列气体,能使CO转化率增大的是

(填字母)。

A.CO

B.NO

C.CO2

D.氩气②在820K重复实验,平衡后N2物质的量分数为

，CO的平衡转化率α2

α1(填“>”“<”或“=”,下同),该反应的ΔH3

0。

①CO的平衡转化率α1=

%,反应平衡常数K=

(保留两位有效数字)。

100.027>>B说明升高温度,平衡正向移动,则正向为吸热反应,CO的平衡转化率增大“起、转、平”三段式计算不移动逆向正向正向，但α(CO)减小2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)【高考题改编】4.亚砷酸(H3AsO3)可用于提炼元素砷,是冶炼砷合金和制造半导体的原料。玻璃工业用作澄清剂和脱色剂,以增强玻璃制品的透光性。回答下列问题。(1)已知:

①4As(s)+3O2(g)=2As2O3(s)

ΔH1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH2③As2O3(s)+3H2O(l)=2H3AsO3(s)

ΔH3则反应2As(s)+3H2(g)+3O2(g)=2H3AsO3(s)的ΔH=

。

考查盖斯定律和热化学方程式的书写【高考题改编】(2)观察图像可知,pKa1(H3AsO3)为

(第一步电离平衡常数,pKa=-lgKa),NaH2AsO3溶液呈

(填“酸性”“中性”或“碱性”),试通过计算说明:

__。

9碱性找交点计算KaKa1==10-9同理：Ka2=10-12Ka3=10-13.4Ka2=10-12c(H3AsO3)c(H2AsO3-)c(H+)【高考题改编】(3)室温下,将20mLamol·L-1H3AsO3、20mL2amol·L-1H2O2溶液混合(设混合后溶液体积为40mL),发生反应H3AsO3(aq)+H2O2(aq)H3AsO4(aq)+H2O(l)。溶液中c(H3AsO4)与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断该反应达到平衡的是

(填字母)。

a.溶液的pH不再变化b.v正(H2O2)=v逆(H3AsO4)C不再变化d.c(H3AsO3)=bmol·L-1②tp时v正

tq时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

c(H3AsO3)c(H3AsO4)abc大于c(H+)不变tptq该反应正向进行,tp和tq时均未达到平衡状态【高考题改编】(3)室温下,将20mLamol·L-1H3AsO3、20mL2amol·L-1H2O2溶液混合(设混合后溶液体积为40mL),发生反应H3AsO3(aq)+H2O2(aq)H3AsO4(aq)+H2O(l)。溶液中c(H3AsO4)与反应时间(t)的关系如图所示。③室温下,该反应的平衡常数K为

(用字母表示)。H3AsO3(aq)+H2O2(aq)H3AsO4(aq)+H2O(l)起始0.5a-b

a-b

bb

b

平衡转化0.5a

a

0b【高考题改编】(4)工业电解Na2HAsO3

溶液可得到亚砷酸,装置示意图如下,分析产品室可得到H3AsO3的原因:

。阳极OH-放电,阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,阴极H+放电,原料室的Na+经过阳膜进入阴极室，H+HAsO3-经过阴膜扩散至产品室,H+与HAsO3-反应生成H3AsO3HAsO3-阳极阴极4OH－－4e－＝2H2O+O2↑2H++2e－＝H2↑2H2O－4e－＝O2↑+4H+2H2O+2e－＝H2↑+2OH－Na+【高考题改编】②部分化学键的键能参数如表:则断开1molNO中的化学键需要吸收的能量是

kJ。

①工业上往往采用物料比[]在1.7~2.0之间,主要目的是

。

(1)氨催化氧化是硝酸工业的基础,生产过程中会发生以下反应:主反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905kJ·mol-1副反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1268kJ·mol-1类题一化学平衡与反应热的结合化学键键能/kJ·mol-1946497.3促进主反应发生,提高NH3的转化率630.91.碳、氮等元素及其化合物和人类生产、生活密切相关,请回答下列问题:=1.25=0.75增加O2的用量N2(g)+O2(g)2NO(g)

(主反应-副反应)÷2ΔH=+181.5kJ·mol-1②已知在t1时刻反应速率加快,则在t1时刻改变的条件可能是

。(填写1种)

(2)在一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1molNO和一定物质的量的CO,在催化剂作用下发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

ΔH>0。NO的物质的量随反应时间t的变化曲线如图:①前10s内N2的平均生成速率为

。

0.04mol·L-1·s-1升高温度(或增加了CO的浓度)v(N2)==0.04mol·L-1·s-1速率计算和平衡移动问题(3)在723K时,将0.1molH2和0.2molCO2通入抽空的上述密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。反应平衡后,水的物质的量分数为0.10。①CO2

的平衡转化率等于

,反应的平衡常数K等于

(保留两位有效数字)。

②再向容器中加入过量的CoO(s)和Co(s),则容器中又会增加如下平衡:CoO(s)+H2(g)Co(s)+H2O(g)

K1;CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)

K2。最后反应平衡时,容器中水的物质的量分数为0.30,则K1=

。

15%0.076=9“起、转、平”三段式计算关键：均为气体体积不变的反应n(H2O):(0.1+0.2)mol×0.30=0.09mol根据氢元素守恒,n(H2):0.1mol-0.09mol=0.01mol当有多个平衡存在时，要考虑是否能“巧算”已知:CO中的C与O之间形成的化学键为CO键。工业上制备甲醇的热化学方程式为

。

2.甲醇是一种新型的汽车动力燃料。请回答下列问题:ΔH=-116

kJ·mol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(1)工业上可通过CO和H2化合来制备CH3OH(g)。已知某些化学键的键能数据如下表:ΔH=反应物总键能总和-生成物总键能总和类题一化学平衡与反应热的结合则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率为

,该温度下的平衡常数K=

;若升高温度,则CO的转化率

(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计)后,在250℃下开始反应,并用压力计检测容器内压强的变化如下:40.0125mol·L-1·min-1减小恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)初始浓度(mol·L-1)

0.5

1

0变化浓度(mol·L-1) x2x

x平衡浓度(mol·L-1)

0.5-x

1-2x

x解得x=0.25mol·L-1ΔH=-116

kJ·mol-1(3)在三个容积均为1L的恒容密闭容器中只发生反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)。依据表中的相关数据可确定该反应的ΔH

0(填“>”“<”或“=”,下同);容器A、C达到平衡时,容器中总压强

2;容器A达到平衡时,向容器中再充入CH3OH(g)、C2H4(g)、H2O(g)各0.1mol,此时,v(正)

v(逆)。

<<相当升高温度，平衡逆移AAC(3)在三个容积均为1L的恒容密闭容器中只发生反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)。依据表中的相关数据可确定该反应的ΔH

0(填“>”“<”或“=”,下同);容器A、C达到平衡时,容器中总压强

2;容器A达到平衡时,向容器中再充入CH3OH(g)、C2H4(g)、H2O(g)各0.1mol,此时,v(正)

v(逆)。

<<<

2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)

起始0.2

0

0

转化0.1

0.050.1

平衡

0.1

0.050.1再加0.1

0.10.10.1

0.050.10.1

0.050.1①加压，平衡逆移②外加0.05molC2H4平衡逆移或计算并比较Qc与K的大小2.甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2

(g)+CO(g)=CH3OH(g)。(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH=

(用含字母的代数式表示)。

(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1(2)

(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H2)∶n(CO)分别为2∶1、3∶1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2)∶n(CO)=3∶1的变化曲线是

(填“曲线a”或“曲线b”)。

曲线an(H2)∶n(CO)越大,平衡时CO的转化率越大类题一化学平衡与反应热的结合(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测到容器内压强的变化如下:则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为

,该温度下的平衡常数K为

。

0.0125mol·L-1·min-14恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比“起、转、平”三段式计算T1、T2、T3由大到小的关系是

,判断理由是

。

T3>T2>T1温度相同时,压强越大,CO的体积分数越小,而T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1(4)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH<0温度相同时，增大压强，平衡正移，CO的体积分数减小但是，读图可知，增大压强，CO的体积分数越大，说明温度的改变使得平衡逆移，根据ΔH<0，可知，当温度升高时，平衡逆移，所以T1<T2<T3

(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图所示:

正CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+①石墨2为

(填“正”或“负”)极。

②石墨1极的电极反应式为:.

简单的电化学问题3.研究处理NOx、SO2,对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:(1)SO2的排放主要来自煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq)

ΔH1=akJ·mol-1;②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)ΔH2=bkJ·mol-1;③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)

ΔH3=ckJ·mol-1。则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=

。

(2a+2b+c)kJ·mol-1①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是

;在1100K达平衡时,CO2的体积分数为

。(2)NOx的排放主要来自汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

ΔH=-34.0kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K达平衡时,容器内压强为1.1×106Pa,该反应的化学平衡常数Kp=

(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。

1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大20%4(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

ΔH2=-746.8kJ·mol-1。实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数

k逆增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定