高考冲刺资源提升练09 化学反应原理综合（含答案解析）

提升练09化学反应原理综合目录01挑战题型·查能力漏洞【题型一】 热化学方程式及反应热的计算【题型二】 有关反应速率、转化率、速率常数的计算【题型三】 分压平衡常数(Kp)计算【题型四】 平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析【题型五】 平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析【题型六】 平衡图像中转化率、产率变化的原因分析【题型七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算【题型八】 溶度积(Ksp)的相关计算【题型九】电极方程式书写02攻克重难·补能力漏洞03知识通关·限时演练【题型一】热化学方程式及反应热的计算1．（2024·上海宝山·二模）Ⅰ.氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。通过氨热分解法制取氢气，其反应的化学方程式如下：(1)根据下表数据，写出氨热分解法的热化学方程式。相关化学键的键能数据化学键N≡NH-HN-H键能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8(2)已知该反应的∆S=198.9×10-3kJ·mol-1·K-1，判断在300℃时反应是否能自发进行(填“是”或“否”)，理由是。2．（2024·广西柳州·三模）将二氧化碳资源化是实现“碳中和”目标的重要手段。回答下列问题：(1)利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO和)，反应如下：I：

Ⅱ：

反应的，该反应活化能(正)(逆)(填“>”“<”或“=”)。【题型二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算3．（2024·上海金山·二模）Ⅰ.随着碳中和目标的提出，CO2回收技术已成为科学研究热点问题，其中逆水煤气变换反应引起了广泛关注。该反应是将CO2加氢转化为CH3OH等高附加值化学品的关键步骤。在催化剂作用下，逆水煤气变换体系中存在以下反应：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；∆H1=‒49.5kJ∙mol-1；K1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)；∆H2=41.2kJ∙mol-1；K2③CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g)；∆H3=‒90.7kJ∙mol-1；K3(1)K1=(用K2、K3表示)。Ⅱ.将6molCO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中，分别在T1、T2温度下发生反应①，H2的物质的量变化如表所示：物质的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minH28.03.52.02.01.71.51.5(2)T1温度下，5~10min内以CO2表示该反应速率v(CO2)=。该温度下，若各物质的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol，则v(正)v(逆)。A．>

B．=

C．<(3)下列说法正确的是___________。A．T1<T2B．混合气体的密度保持不变时，反应已达到平衡C．平衡后向容器中充入稀有气体，平衡不发生移动D．加入合适的催化剂可以降低反应的活化能，∆H减小Ⅲ.一定条件下，将原料气n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料，在恒容密闭容器中模拟上述三个反应，CO和CH3OH在含碳产物(CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的平衡转化率随温度变化的情况如图所示(4)CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大的原因是。曲线代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数。A．m

B．n(5)有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有___________。A．使用催化性能好的催化剂 B．降低反应温度C．投料比不变，增加反应物的浓度 D．增大CO2和H2的初始投料比4．（2024·湖南邵阳·二模）碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。低碳烃类（甲烷、乙烯、丙烯等）作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。Ⅲ．一定条件下，碘甲烷热裂解制低碳烯烃的主要反应有：反应①：反应②：反应①和②在不同温度下的分压平衡常数如下表，回答下列问题：反应①2.80反应②(4)根据表中数据推出反应①的活化能（正）（填“”或“”）（逆）；(5)反应②的正、逆反应速率表达式有：，（、为反应速率常数，只与温度有关)。1889年，瑞典物理化学家阿仑尼乌斯根据实验结果，提出了速率常数与温度关系的经验公式：[k为速率常数；A为常数；e为自然对数的底数]。在相同温度下，活化能越大，速率常数越（填“大”或“小”）。当该反应达到平衡后，升高温度，的值（填“增大”“减小”或“不变”）；【题型三】分压平衡常数(Kp)计算5．（2024·广东·一模）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，选择高效催化剂实现降能提效是目前研究的重点。回答下列问题：(1)合成氨反应为，理论上(填“高”或“低”，下同)温有利于提高反应速率，温有利于提高平衡转化率。(2)合成氨反应在催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下：注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位：eV)，TS表示过渡态，*表示吸附态。①写出参与化学吸附的反应方程式：。②以上历程须克服的最大能垒为eV。(3)在t℃、压强为0.9MPa的条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：①反应20min达到平衡，试求0~20min内氨气的平均反应速率，该反应的(用数字表达式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。②下列叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是(填标号)。a．氨气的体积分数保持不变

b．容器中氢氮比保持不变c．和的平均反应速率之比为1∶2

d．气体密度保持不变③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时H2的含量符合图中(填“d”“e”“f”或“g”)点。【题型四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析6．（2024·北京·一模）黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应：i．3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO(1)反应i生成1molS2时，转移电子的物质的量为mol。(2)反应i所得气体经冷凝回收S2后，尾气中还含有CO和SO2。将尾气通过催化剂进行处理，发生反应ii，同时发生副反应iii。ii．2SO2(g)+4CO(g)S2(g)+4CO2(g)ΔH<0iii．SO2(g)+3CO(g)COS(g)+2CO2(g)ΔH<0理论分析及实验结果表明，600~1000K范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，S2、COS平衡产率和10min时S2实际产率如图。①从资源和能源利用的角度说明用反应ii处理尾气的好处：。②随温度升高，S2平衡产率上升，推测其原因是。③900K，在10min后继续反应足够长时间，推测S2实际产率的变化趋势可能为。7．（2024·北京西城·一模）烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为，并进一步将转化获得含氮产品，流程示意图如下。深度氧化器中发生的反应：i．

ii．

iii．

(1)被深度氧化，补全热化学方程式：

(2)一定条件下，不同温度时，的浓度随时间的变化如图所示。①(填“>”或“<”)。②8s时，的浓度不同的原因是。(3)一定条件下，NO的初始浓度为时，不同反应时间，深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。①时，深度氧化器中发生的反应主要是(填“i”“ii”或“iii”)。②时，的浓度随变化的原因是。(4)且恒压的条件下进行烟气处理，烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3)，保持上述条件不变，解决这一问题可采取的措施及目的分别是。(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品，产品浓度的测定方法如下。已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为。【题型五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析8．（2024·宁夏石嘴山·一模）空间站处理的一种重要方法是对进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步：Ⅰ.固态胺吸收与浓缩在水蒸气存在下固态胺吸收反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出的简单方法是加热。Ⅱ.的加氢甲烷化还原制的部分反应如下：i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ii．CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)

(1)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的。(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO与2amolH2，进行反应ii，下列能判断反应已达化学平衡状态的是；a．容器中混合气体密度不变

b．混合气体中与之比不变c．

d．容器内温度不变Ⅲ.和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示：(3)高于320℃后，以Ni为催化剂，转化率仍在上升，其原因是。(4)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是，使用的合适温度为。(5)控制起始时，P=1atm，恒容条件下，若只发生反应i、ii，平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示：①随投料比增大，CO2的转化率如何变化(填增大，减小或者不变)。②图中代表的曲线是(填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应(填“i”或“ii”)化学平衡常数大，反应完全。③反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。【题型六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析9．（23-24高三上·陕西安康·阶段练习）碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色化学品，具有优良的化学反应性能和广泛的应用前景。回答下列问题：(1)工业上可采用CO低压气相法合成DMC。已知下列反应的热化学方程式：①2NO(g)+O2(g)N2O3(g)

K1

△H1=akJ/mol②2CH3OH(g)+N2O3(g)2CH3ONO(g)+H2O(g)

K2

△H2=bkJ/mol③CO(g)+2CH3ONO(g)(CH3O)2CO(g)+2NO(g)

K3△H=ckJ/mol合成反应2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)(CH3O)2CO(g)+H2O(g)的△H=kJ/mol，其平衡常数K=(用K1、K2、K3表示)。(2)甲醇气相氧化羰基化法合成DMC的总反应为：2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)(CH3O)2CO(g)+H2O(g)。在3.2MPa下，将物质的量之比为4∶2∶1的反应物CH3OH、CO、O2混合，按一定流速通过装有催化剂的容器，测得甲醇的转化率、DMC的产率受温度影响的曲线如图所示(该工艺的副产物主要是二甲醚和甲酸甲酯)：①温度在90～105℃之间，随温度升高甲醇的转化率和DMC的产率均增大的主要原因是。②结合上图判断，下列有关该反应的说法正确的是(填标号)。a.压强增大平衡正向移动

b.平衡常数随温度升高而增大c.温度升高平衡正向移动

d.110～130℃之间，随温度升高副反应增多③在一定条件下，物质的量之比为4：2：1的反应物CH3OH、CO、O2充分反应达到平衡后，甲醇的转化率为24%，生成DMC的选择性为90%。假设副产物只有二甲醚(2CH3OH→CH3OCH3+H2O)，则平衡混合气中DMC与H2O的物质的量之比为，DMC的体积分数是(保留两位有效数字)。(3)研究表明，在碱式氯化铜催化剂表面上，甲醇氧化羰基化反应的机理为：(CH3OH)※→CH3O…H…Cl+*

①CH3O…H…Cl+*→CH3O*+HCl

②CH3O*+CO→CH3OCO*

③CH3O*+CH3OCO*→CH3OCOOCH3+**

④……※、*代表催化剂活性中心，且*为※失去Cl的活性中心；CH3O*代表活化状态。上述四步反应中第②步速率最小，说明该反应的活化能(填“最大”或“最小”)，其原因是。【题型七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算10．（23-24高三上·浙江舟山·阶段练习）研究海洋中珊瑚礁(主要成分CaCO3)的形成机制及其影响具有重要意义，相关主要反应有：反应Ⅰ：CO2(aq)+H2O(l)(aq)+H+(aq)

K1=4.5×10-7反应Ⅱ：(aq)(aq)+H+(aq)

K2=4.7×10-11反应Ⅲ：CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)

K3=3.4×10-9请回答：(1)珊瑚礁形成的总反应可表示为Ca2+(aq)+2(aq)=CaCO3(s)+CO2(aq)+H2O(l)。有利于珊瑚礁形成的环境是(填“温暖海域”或“冰冷海域”)，该反应的平衡常数K=(用K1、K2、K3表示)。(2)海水的pH为8.0~8.3，下列有关珊瑚礁形成过程的叙述中正确的是_______。A．海水中最主要的含碳微粒为B．海水中的c(Ca2+)>c()+c()C．、的水解反应是海水呈弱碱性的主要原因D．珊瑚礁形成的反应阻碍了的电离(3)温室气体CO2的浓度上升，会导致海水酸化，促使珊瑚礁的溶解。科学家模拟海洋环境探究不同温度下海水中CO2浓度与浓度间的关系。已知T1℃下测得c(CO2)与c()的关系如图，请画出T2℃(T2>T1)时c()随c(CO2)的变化趋势。(4)工业上可用(NH4)2CO3溶液捕获CO2以减少其排放：(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)

△H。不同温度下，在同一密闭容器中充入同浓度的CO2，加入同浓度同体积的(NH4)2CO3溶液，经相同时间，测得CO2浓度如图，则△H0(填“>”“<”或“=”)；随温度的升高，容器中CO2的浓度在T3温度下出现最低值的原因是。【题型八】溶度积(Ksp)的相关计算11．（23-24高三下·上海·阶段练习）已知时，部分电解质的电离常数如下表所示：电解质电离常数电解质电离常数(1)根据在时，用蒸馏水稀释的醋酸溶液至，随着溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是_____。(单选)A． B．C． D．(2)常温下，同浓度的下列物质的水溶液最小的是_____。(单选)A． B． C． D．(3)常温下，下列操作(忽略过程中温度变化)可以使亚硫酸稀溶液中的增大的是_____。(单选)A．通入气体 B．通入气体 C．加入固体 D．加入固体(4)下列关于溶液中微粒关系错误的是_____。(不定项)A．B．C．D．(5)向溶液中通入少量，写出反应的离子方程式。(6)含镉废水是危害严重的重金属离子废水，处理含镉废水常采用化学沉淀法。常温下，、。若用处理实现沉淀转化，写出反应的离子方程式：，此时该反应的化学平衡常数为。【题型九】电极方程式书写12．（23-24高三下·上海·开学考试）回答下列问题。(1)Fujta等学者开展了在Cu催化剂上进行合成甲醇机理的研究。机理如下：过程3的化学方程式为。(2)科学家设计了一种新的可循环系统，可以实现温室气体的零排放，同时也回避了的难储存问题，装置如下：①系统中的能量转化形式有。②b电极上的电极反应式为，如果将电解质溶液换为KOH溶液，对合成甲醇造成的不良后果是。(3)常温下，向NaOH溶液中逐渐通入气体，溶液中由水电离的随着通入体积的变化曲线如图所示：①写出c点的电荷守恒式：。②比较pH：bd(填“>”“<”或“=”)。③向a、b、c、d四点溶液中加入少量等质量的固体后，溶液漂白性最强的点是。(4)向含有、、、四种离子的溶液中加入少量固体后，这四种离子中离子数目肯定增加的是。1．书写热化学方程式的“五环节”一写方程式写出配平的化学方程式二标状态用s、l、g、aq标明物质的聚集状态三定条件确定反应的温度和压强并在ΔH后注明(101kPa、25℃时可不标注)四标ΔH在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－”五标数值根据化学计量系数写出ΔH的值2．ΔH的三种计算式(1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)(2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金刚石SiS8(S－S)键数24641.5228(3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能3．化学平衡计算中常用公式对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mxmol，容器容积为VLmA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00变化/molmx

nxpxqx平衡/mola－mx

b－nxpxqx平衡常数：K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)(固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)反应物(A)的转化率：α(A)＝eq\f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（转化）,c（起始）)×100%＝eq\f(mx,a)×100%4．化学反应速率常数及应用(1)速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率(2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数(3)速率方程①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数)如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。(4)速率常数与化学平衡常数之间的关系①K与k正、k逆的关系对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，则：v正＝k正·ca(A)·cb(B)(k正为正反应速率常数)v逆＝k逆·cp(C)·cq(D)(k逆为逆反应速率常数)反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：②Kp与k正、k逆的关系以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)eq\f(k正,k逆)＝eq\f(pN2O4,p2NO2)＝Kp，即：Kp＝eq\f(k正,k逆)5．Kp计算的两种方法：方法1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数第一步根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度第二步计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。第三步根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数)第四步根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)方法2．直接根据分压强计算压强平衡常数N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)p(始)：p03p00Δp：p3p2pp(平)：p0－p3p0－3p2pKp＝6．掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0(1)速率—时间图【注意断点】t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大(2)转化率(或含量)—时间图【先拐先平】甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率(3恒压(温)线【定一议二】分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响7．电离常数与水解常数的关系(1)电离常数表达式=1\*GB3①一元弱酸(HA)：HAH+＋A－=2\*GB3②二元弱酸(H2A)：H2AH+＋HA－HA—H+＋A2－=3\*GB3③一元弱碱(BOH)：BOHB+＋OH－8．计算电离常数的常见类型(1)起点时刻：巧用三段式例1．HR是一元酸。室温时，用0.250mol·L－1NaOH溶液滴定25.0mLHR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka＝5×10－6方法探究：此题根据纵坐标所给的数据，起点时刻pH＝3，HR中和一半时的pH＝4.7，可以优先考虑起点时刻计算电离常数，常用方法：三段式解析：根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250mol·L－1×0.02L÷0.025L＝0.2mol·L－1，即0.2mol·L－1的HR溶液的pH＝3HRH+＋R—起始：0.200转化：10－310－310－3平衡：0.2-10－310－310－3HR的电离常数Ka＝＝eq\f(10－3×10－3,0.2－10－3)＝5×10－6(2)遇中性时刻：电荷守恒配合物料守恒两步搞定例2．在25℃下，amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸以体积比3:4混合，此时溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝方法探究：中性时刻采取电荷守恒和物料守恒，解题时建议用物质的量守恒去写，因为在反应过程中体积已经发生了变化解析：根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，所以c(H＋)＝c(OH－)，故溶液显中性。电荷守恒得：n(H＋)＋n(NHeq\o\al(＋,4))＝n(Cl－)＋n(OH－)，则：n(NHeq\o\al(＋,4))＝n(Cl－)=0.01×4=0.04mol物料守恒得：3a＝n(NHeq\o\al(＋,4))＋n(NH3·H2O)，则：n(NH3·H2O)＝(3a—0.04)molKb＝(3)恰好完全反应时刻：水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系例3、25℃时，0.1mol·L－1的HCOONa溶液的pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝10－7方法探究：方法=1\*ROMANI、直接列水解三段式求解方法=2\*ROMANII、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算方法=1\*ROMANI、直接列水解三段式求解HCOO—＋H2OHCOOH＋OH－起始:0.100转化:10－410－410－4平衡:0.1-10－410－410－4Ka＝＝方法=2\*ROMANII、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算利用左边的三段式，先求出HCOO—的水解常数Kh＝＝Ka＝8．溶度积(Ksp)的相关计算类型一、由溶度积求饱和溶液溶质的物质的量浓度——比较溶解度的大小计算技巧饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系1:1型1:2型或2：1型1:3型或3:1型类型二、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度计算技巧某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10amol·L－1类型三、判断沉淀的生成或沉淀是否完全计算技巧①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc<Ksp，无沉淀生成②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5mol·L－1，则该离子沉淀完全类型四、常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH计算技巧①根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5mol·L－1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH类型五、计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度计算技巧依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大(若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化)已知常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应：ZnS(s)＋Cu2＋(aq)=CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行该反应的平衡常数K＝eq\f(c（Zn2＋）,c（Cu2＋）)＝eq\f(c（Zn2＋）·c（S2－）,c（Cu2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（ZnS）,Ksp（CuS）)＝eq\f(1.6×10－24,6.4×10－36)＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化类型六、溶度积常数(Ksp)与水解常数(Kh)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝计算技巧Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(aq)，平衡常数类型七、溶度积与溶解度的相互计算计算技巧①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)饱和溶液的溶解度S(g)以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1即：1L溶液中含有1.34×10－5mol的AgCl溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g即：1L溶液中溶解的AgCl为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3即：1000g溶液中溶解了1.92×10－3g的AgCl，100g水中溶解了1.92×10－4g的AgCl即：AgCl的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g②饱和溶液的溶解度S(g)由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)KSP20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，也即是：0.1L溶液中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝，，c(AgCl)＝1.05×10－5mol·L－1，KSP＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－101．（2024·山西太原·一模）深入研究含碳、氨元素物质的转化有着重要的实际意义。Ⅰ．合成尿素：如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：)，表示过渡态。(1)若，则总反应

。(2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和发生上述反应。结合以上机理，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是(填标号)。a．的体积分数不再变化

b．平衡常数K不再变化c．

d．断裂键的同时断裂键(3)图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，A点(填“是”或“不是”)平衡状态，以上下降的原因可能是(答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。Ⅱ．处理大气污染物(4)①、在催化剂的表面进行两步反应转化为无毒的气体，第一步为；则第二步为。②已知：的速率方程为，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是(填标号)。A．升温

B．恒容时，再充入

C．恒容时，再充入

D．恒压时，再充入(5)在总压为的恒容密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，温度时的转化率随变化的曲线，以及在时的转化率随变化的曲线如图所示：①表示的转化率随变化的曲线为曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；上述反应的0(填“>”或“<”)。②在时，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数(结果保留两位小数)[已知：气体分压()=气体总压()×该气体的物质的量分数]。2．（2024·河北保定·一模）化石燃料燃烧、硫酸工业等都会释放出大量的二氧化硫，针对二氧化硫排放量大的问题，我国已经采取了一系列的治理措施，减少二氧化硫排放，保障环境的稳定和持续发展。回答下列问题：(1)“钙基固硫”是燃煤时加入或CaO可减少二氧化硫的排放，涉及的反应有：①

②

③

则

。(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了二氧化硫的处理，主要反应：。℃时，向1L密闭容器中加入等物质的量的和，达到平衡时NO和的浓度之比为：，该温度下该反应的化学平衡常数为，温度升高，平衡常数（填“增大”“减小”或“不变”）。保持温度不变，向1L密闭容器中同时充入、、、NO各1mol（填“>”“<”或“=”），达到平衡时二氧化硫的转化率为。(3)模仿工业上用反应：以得到硫酸，除去工业废气中的。现在一容积固定为1L的密闭容器中进行该反应，测得如下数据：实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达平衡所需时间/min15502110265014①分析第1组和第2组实验数据，可以得出有关反应速率的结论是。②已知，反应中，，，、为速率常数，只与温度有关。若实验组2，1min时，，则，。3．（2024·黑龙江·二模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产量仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上以WO3/SiO2为催化剂，利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制丙烯：

。请回答下列问题：(1)相关物质的燃烧热数据如下表所示：物质燃烧热-1411-2049-2539催化歧化反应的；(2)利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制备丙烯时，仅发生如下反应：反应ⅰ：反应ⅱ：一定条件下，经相同反应时间，丙烯的产率、丁烯的转化率随温度变化的关系如图所示：①丁烯的转化率随温度升高而增大可能的原因是，500~550℃丙烯产率下降的原因为。②某温度下，保持体系总压强为1.0MPa，按投料，达平衡状态时，C4H8、C2H4的转化率分别为96%、32%，则平衡时；反应ⅰ的压强平衡常数(保留三位有效数字)。(3)反应ⅱ中，WO3/SiO2催化机理如图，关于该过程中的说法错误的是___________(填字母)。A．有加成反应发生 B．能将2-丁烯转化为1-丁烯C．W元素的成键数目一直未发生变化 D．存在碳碳单键的断裂和形成(4)为了增强WO3/SiO2催化剂的活性和吸附能力，其他条件一定时，可向WO3/SiO2催化剂中添加催化剂助剂。下图为不同催化剂助剂的加入对丁烯的转化率、丙烯的选择性(产率转化率选择性)的影响，选择作催化剂助剂为优选方案(填化学式)。4．（2024·河北·一模）近年来，以清洁的氢气选择性催化还原引起研究者的青睐，某研究以贵金属Pt为主要催化剂，催化还原主要发生在金属(Pt)表面、金属与载体界面(Pt-HY)和载体(HY)表面，反应机理如下：(1)在金属Pt表面，NO被还原为，NO在空气中容易和氧气发生反应，结合下表数据，请写出NO与反应的热化学方程式：。物质1mol物质中化学键断裂所需要的能量／kJ631498937(2)研究表明，当催化剂表面有Pt活性位且有相邻的氧空位时，与Pt活性位直接吸附NO相比，更有利于的生成。下图是和改良后的催化剂的活性比较，请结合题干信息说明改良后的催化剂活性明显高于的原因。(3)研究表明，新型催化剂(Pt／SSZ-13)的使用温度对的脱除率和反应机理的关系图如下，下列有关说法正确的是_______。(填标号)A．在低温区，NO与催化剂表面的吸附O结合为，最终转化为B．高温区，NO先被还原为，再转化为，最终转化为C．适当增大的用量，有利于在催化剂表面形成吸附O，在一定范围内提高的脱除率D．在恒温恒容密闭容器中，通入惰性气体以增加体系压强，有利于提升的脱除率(4)理论上和也可以作为还原剂进行的脱除，下图为和在1200℃下、过量空气系数(直接反映为氧气浓度)为0～1.2时NO还原率的变化。随着过量空气系数的增加，对NO的脱除率趋势为；请结合所学及题干信息，推测趋势呈现的原因：。(5)对比、、及CO作为还原剂，在相同条件不同温度下进行的脱除，脱除率如下图：①以上四种还原剂中在相对较低温度下可以实现NO脱除的还原剂为(填化学式)。②在还原NO时，一般在有氧环境下进行，主要存在以下两个竞争反应：反应Ⅰ：反应Ⅱ：实验室利用计算机在10L的容器中模拟1350℃时还原NO，原始投料：的物质的量为10mol，NO的物质的量为5mol，的物质的量为16mol，反应达到平衡时，NO脱除率为64％，转化率为80％，则此反应条件下反应Ⅱ的平衡常数K：。5．（2024·新疆塔城·二模）CO在工农业生产及科学研究中有着重要应用。(1)CO催化脱氮：在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中充入和4.0molCO，在催化制作用下发生反应：，测得相关数据如下：时间/min051015202.01.71.561.51.500.150.220.250.25①其他条件不变，若不使用催化剂，则0～5min内的转化率将。（填“变大”、“变小”或“不变”）②下列表述能说明该反应已达到平衡状态的是。（填序号）A．CO的消耗反应速率为消耗反应速率的4倍B．气体的颜色不再变化C．化学平衡常数K不再变化D．混合气体的密度不再变化③有利于提高该反应中平衡转化率的条件是。（填序号）A．高温低压

B．低温高压

C．高温高压

D．低温低压(2)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂，Ni的羰化反应为：。温度下，将足量的Ni粉和3.7molCO加入到刚性密闭容器中，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的。则：①0～10min内平均反应速率g/min。②研究表明，正反应速率，逆反应速率（和分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数），计算温度下的。(3)已知：Ⅰ.Ⅱ.由合成的热化学方程式为。如果在不同压强下，和的起始物质的量比仍为1:3，测定的平衡转化率和的平衡产率随温度升高的变化关系，如图所示：已知：的平衡转化率，的平衡产率。①压强（填“＞”或“＜”），原因。②其中图中纵坐标表示平衡转化率的是图（填“甲”或“乙”）。③图乙中温度时，两条曲线几乎交于一点，分析原因。6．（2023·北京丰台·二模）化学平衡常数在定性分析与定量分析中应用广泛。(1)一定温度下，在密闭容器中反应：，测得如下数据。开始浓度10s20s30s0.500.220.110.110.500.220.110.110.000.560.780.78①该温度下，的平衡转化率为。②该温度下，当初始投入浓度为，，时，进行实验，反应进行的方向为(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。(2)已知：25℃时，、、、的电离平衡常数。物质电离平衡常数①25℃时，相同物质的量浓度的、、、溶液，由大到小的顺序为。②25℃时，向溶液中加入溶液达到滴定终点，再向溶液中加入溶液，使溶液中，溶液中。③结合电离平衡常数分析与溶液反应的产物。④将足量通入溶液中，迅速反应得到无色溶液和白色沉淀()。放置一段时间，有和生成。先产生白色沉淀，后生成和的可能原因是。7．（2022·天津·高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下：①

②

回答下列问题：(1)该工艺的总反应方程式为。1mol发生该反应的热量变化为，在总反应中的作用是。(2)研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入，测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是(填“A”、“B”或“C”)。(3)的电离方程式为。25℃时，溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算，的，。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于(已知25℃时，FeS的为)。8．（2024·上海青浦·二模）Ⅰ.柠檬酸是一种重要的工业原料，化学式可表示为H3Cit，属于三元弱酸。25℃时，柠檬酸的电离常数如下：Ka1=7.4×10-4、Ka2=1.7×10-5、Ka3=4.0×10-7。(1)25℃时，不同pH范围内，H3Cit、H2Cit-、HCit2-和Cit3-所占的比例(该微粒浓度与四种微粒浓度之和的比值)如下图所示，则其中代表HCit2-的是___________。A．X B．Y C．Z D．M(2)25℃时，0.1mol∙L-1下列溶液中微粒的浓度关系正确的是___________。A．Na3Cit溶液中，[Na+]+[H+]=[OH-]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-]B．Na3Cit溶液中，[OH-]>[H+]C．NaH2Cit溶液中，[Na+]=[H3Cit]+[H2Cit-]+[HCit2-]+[Cit3-]D．Na2HCit溶液中，[OH-]>[H+](3)已知25℃时，碳酸的电离常数为：Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11，向NaHCO3溶液中加入NaH2Cit溶液，请写出反应的化学方程式。Ⅱ.电子元器件经处理后可得贵金属溶液。在适宜条件下，柠檬酸亚铁中的Fe2+可将贵金属溶液中的AuCl还原为金颗粒沉淀。(4)请写出离子反应方程式，并标出电子转移的方向和数目。。Ⅲ.柠檬酸亚铁是一种高效补铁剂。利用硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3及少量CaO、Al2O3)制备柠檬酸亚铁的工艺流程如图。已知常温下：Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Kb[NH3•H2O]=1.8×10-5。(5)基态Fe原子价电子排布式为。(6)滤渣1为。(填化学式)(7)“沉铝”过程中，为了使铝充分沉淀的同时减少铁的损失，需要精确控制氨水的加入量。已知溶液中[Al3+]≤10-5mol•L-1，认为已经沉淀完全。请计算：(计算结果保留2位有效数字)，Al3+恰好沉淀完全时，溶液中[OH-]=。(8)“沉铁”过程需控制温度在35℃以下，可能原因是。(9)“合成”过程中，需加入少量的抗氧化剂，下列试剂合适的是___________。A．FeSO4 B．Fe C．Cu D．H2O2

提升练09化学反应原理综合目录01挑战题型·查能力漏洞【题型一】 热化学方程式及反应热的计算【题型二】 有关反应速率、转化率、速率常数的计算【题型三】 分压平衡常数(Kp)计算【题型四】 平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析【题型五】 平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析【题型六】 平衡图像中转化率、产率变化的原因分析【题型七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算【题型八】 溶度积(Ksp)的相关计算【题型九】电极方程式书写02攻克重难·补能力漏洞03知识通关·限时演练【题型一】热化学方程式及反应热的计算1．（2024·上海宝山·二模）Ⅰ.氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。通过氨热分解法制取氢气，其反应的化学方程式如下：(1)根据下表数据，写出氨热分解法的热化学方程式。相关化学键的键能数据化学键N≡NH-HN-H键能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8(2)已知该反应的∆S=198.9×10-3kJ·mol-1·K-1，判断在300℃时反应是否能自发进行(填“是”或“否”)，理由是。【答案】(1)2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)

∆H=+90.8kJ·mol-1(2)是∆H-T∆S=90.8-573×198.9×10-3=-23.17<0，所以该反应能自发进行【解析】（1）则根据H=反应物总键能-生成物总键能有，热化学方程式为：；（2）该反应的吉布斯自由能变为，则该反应在300℃下都能自发发生。2．（2024·广西柳州·三模）将二氧化碳资源化是实现“碳中和”目标的重要手段。回答下列问题：(1)利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO和)，反应如下：I：

Ⅱ：

反应的，该反应活化能(正)(逆)(填“>”“<”或“=”)。【答案】(1)+329>【解析】（1）根据盖斯定律，反应I+2×反应Ⅱ可得反应的247+2×41=+329，由(正)-(逆)>0，则(正)>(逆)；【题型二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算3．（2024·上海金山·二模）Ⅰ.随着碳中和目标的提出，CO2回收技术已成为科学研究热点问题，其中逆水煤气变换反应引起了广泛关注。该反应是将CO2加氢转化为CH3OH等高附加值化学品的关键步骤。在催化剂作用下，逆水煤气变换体系中存在以下反应：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；∆H1=‒49.5kJ∙mol-1；K1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)；∆H2=41.2kJ∙mol-1；K2③CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g)；∆H3=‒90.7kJ∙mol-1；K3(1)K1=(用K2、K3表示)。Ⅱ.将6molCO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中，分别在T1、T2温度下发生反应①，H2的物质的量变化如表所示：物质的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minH28.03.52.02.01.71.51.5(2)T1温度下，5~10min内以CO2表示该反应速率v(CO2)=。该温度下，若各物质的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol，则v(正)v(逆)。A．>

B．=

C．<(3)下列说法正确的是___________。A．T1<T2B．混合气体的密度保持不变时，反应已达到平衡C．平衡后向容器中充入稀有气体，平衡不发生移动D．加入合适的催化剂可以降低反应的活化能，∆H减小Ⅲ.一定条件下，将原料气n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料，在恒容密闭容器中模拟上述三个反应，CO和CH3OH在含碳产物(CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的平衡转化率随温度变化的情况如图所示(4)CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大的原因是。曲线代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数。A．m

B．n(5)有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有___________。A．使用催化性能好的催化剂 B．降低反应温度C．投料比不变，增加反应物的浓度 D．增大CO2和H2的初始投料比【答案】(1)K2∙K3(2)0.05mol∙L-1∙min-1C(3)C(4)反应①为放热反应，反应②为吸热反应。开始(温度低于250℃)升温，对反应①的影响程度大于反应②，CO2平衡转化率减小；后来(温度高于250℃)升温，对反应②的影响程度大于反应①，CO2平衡转化率增大A(5)BC【解析】（1）根据题中所给反应，反应②+反应③=反应①，故K1=K2∙K3；（2）5~10min内氢气物质的量变化了1.5mol，根据反应方程式中化学计量数之比，二氧化碳物质的量变化为0.5mol，则以CO2表示该反应速率v(CO2)=；根据表中数据，T1温度下，达到平衡时，列出三段式，平衡常数K=，若各物质的起始量n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol，即浓度均为1mol/L，Q=>K，反应向逆方向进行，则v(正)<v(逆)；（3）A．T2温度平衡时氢气的量更少，说明平衡正向程度更大，反应是正向放热反应，温度低有利于正向反应，故T1

>T2，A错误；B．容器容积不变，反应满足气体质量守恒，混合气体密度一定不变，无法判断反应是否到达平衡，B错误；C．平衡后向容器中充入稀有气体，各物质分压不变，平衡不发生移动，C正确；D．加入合适的催化剂可以降低反应的活化能，但∆H不变，D错误；故选C；（4）反应①为放热反应，反应②为吸热反应。开始(温度低于250℃)升温，对反应①的影响程度大于反应②，CO2平衡转化率减小；后来(温度高于250℃)升温，对反应②的影响程度大于反应①，CO2平衡转化率增大，故CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大，反应①CO2转化率减小，故乙醇物质的量分数减小，m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数；（5）提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率要使反应①的平衡转化率增大：A．使用催化剂能加快反应速率，但是不能提高平衡转化率，A错误；B．反应①为放热反应，降低温度平衡正向移动，有利于提高平衡转化率，B正确；C．反应①生成物化学计量数之和小于反应物化学计量数之和，投料比不变，增加反应物的浓度有利于正向进行，可以提高平衡转化率，C正确；D．增大CO2和H2的初始投料比，会使二氧化碳转化率降低，D错误；故选BC；4．（2024·湖南邵阳·二模）碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。低碳烃类（甲烷、乙烯、丙烯等）作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。Ⅲ．一定条件下，碘甲烷热裂解制低碳烯烃的主要反应有：反应①：反应②：反应①和②在不同温度下的分压平衡常数如下表，回答下列问题：反应①2.80反应②(4)根据表中数据推出反应①的活化能（正）（填“”或“”）（逆）；(5)反应②的正、逆反应速率表达式有：，（、为反应速率常数，只与温度有关)。1889年，瑞典物理化学家阿仑尼乌斯根据实验结果，提出了速率常数与温度关系的经验公式：[k为速率常数；A为常数；e为自然对数的底数]。在相同温度下，活化能越大，速率常数越（填“大”或“小”）。当该反应达到平衡后，升高温度，的值（填“增大”“减小”或“不变”）；【答案】(4)>(5)小减小【解析】（4）根据表中数据，可知升高温度，K值变大，平衡正向移动，则为吸热反应，则推出反应①的活化能（正）>（逆）；（5）在相同温度下，活化能越大，反应进行越困难，则速率常数越小。当该反应达到平衡后，正逆反应速率相等，则=，，结合图表可知，升高温度，的值变小；【题型三】分压平衡常数(Kp)计算5．（2024·广东·一模）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，选择高效催化剂实现降能提效是目前研究的重点。回答下列问题：(1)合成氨反应为，理论上(填“高”或“低”，下同)温有利于提高反应速率，温有利于提高平衡转化率。(2)合成氨反应在催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下：注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位：eV)，TS表示过渡态，*表示吸附态。①写出参与化学吸附的反应方程式：。②以上历程须克服的最大能垒为eV。(3)在t℃、压强为0.9MPa的条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：①反应20min达到平衡，试求0~20min内氨气的平均反应速率，该反应的(用数字表达式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。②下列叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是(填标号)。a．氨气的体积分数保持不变

b．容器中氢氮比保持不变c．和的平均反应速率之比为1∶2

d．气体密度保持不变③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时H2的含量符合图中(填“d”“e”“f”或“g”)点。【答案】(1)高低(2)[或]1.47(3)0.005adg【解析】（1）温度越高，反应速率越快，故理论上高温有利于提高反应速率；但是该反应，升高温度平衡逆向移动，，平衡转化率降低，故低温有利于提高平衡转化率；（2）①由图知，第一步表示化学吸附，反应方程式为[或]；②第二步克服的能垒为最大能垒，最大能垒为0.01-（-1.46）=1.47eV；（3）①反应20min达到平衡时，氮气、氢气、氨气的分压分别为、、，则0~20min内氨气的平均反应速率为；反应的平衡常数为；②a．氨气的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，a符合题意；b．由质量守恒定律可知，反应中容器中的氢氮比始终保持不变，则容器中氢氮比保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，b不符合题意；c．氮气和氨气平均反应速率之比为1:2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，c不符合题意；d．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积减小的反应，在恒压密闭容器中反应时，混合气体的密度是变量，则混合气体的密度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，d符合题意；故选ad；③该反应为气体体积减小的反应，若起始|条件相同,恒压密闭容器相当于恒容容器增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间减少，平衡向正反应方向移动，氢气的百分含量减小，则若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，达到平衡所需时间大于恒压密闭容器，氢气的百分含量高于恒压密闭容器，故达到平衡时H2的含量符合图中g点。【题型四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析6．（2024·北京·一模）黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应：i．3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO(1)反应i生成1molS2时，转移电子的物质的量为mol。(2)反应i所得气体经冷凝回收S2后，尾气中还含有CO和SO2。将尾气通过催化剂进行处理，发生反应ii，同时发生副反应iii。ii．2SO2(g)+4CO(g)S2(g)+4CO2(g)ΔH<0iii．SO2(g)+3CO(g)COS(g)+2CO2(g)ΔH<0理论分析及实验结果表明，600~1000K范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，S2、COS平衡产率和10min时S2实际产率如图。①从资源和能源利用的角度说明用反应ii处理尾气的好处：。②随温度升高，S2平衡产率上升，推测其原因是。③900K，在10min后继续反应足够长时间，推测S2实际产率的变化趋势可能为。【答案】(1)4(2)回收单质硫，处理尾气不需要另加氧化剂或还原剂；利用反应ii放热为反应i提供能量温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c(SO2)、c(CO)增大；对于反应ii，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动先增大后减小至900K时S2的平衡产率后保持不变或：减小至900K时S2的平衡产率后保持不变【分析】原电池中，葡萄糖转化为二氧化碳和水，碳的化合价在升高，作负极，Na2SO3中硫的化合价在降低，则正极电极反应为：，据此回答。【解析】（1）根据题目所给反应方程式可知，每当生成3molS2，理论上转移12mol电子，则生成1molS2时，转移电子的物质的量为4mol；（2）①反应ii处理尾气的好处有：回收单质硫，处理尾气不需要另加氧化剂或还原剂，利用反应ii放热为反应i提供能量；②随温度升高，S2平衡产率上升，其原因是：温度升高，反应iii平衡逆向移动，使c(SO2)、c(CO)增大，对于反应ii，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，平衡正向移动；③通过观察图像可知，10min时S2的实际产率大于平衡产率，所以最终要减小到与900K时产率相等，则900K，在10min后继续反应足够长时间，S2实际产率的变化趋势可能为：先增大后减小至900K时S2的平衡产率后保持不变，或：减小至900K时S2的平衡产率后保持不变；7．（2024·北京西城·一模）烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为，并进一步将转化获得含氮产品，流程示意图如下。深度氧化器中发生的反应：i．

ii．

iii．

(1)被深度氧化，补全热化学方程式：

(2)一定条件下，不同温度时，的浓度随时间的变化如图所示。①(填“>”或“<”)。②8s时，的浓度不同的原因是。(3)一定条件下，NO的初始浓度为时，不同反应时间，深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。①时，深度氧化器中发生的反应主要是(填“i”“ii”或“iii”)。②时，的浓度随变化的原因是。(4)且恒压的条件下进行烟气处理，烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3)，保持上述条件不变，解决这一问题可采取的措施及目的分别是。(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品，产品浓度的测定方法如下。已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为。【答案】(1)(2)<8s时反应已达到平衡状态，将深度氧化为是放热反应，温度越高，越不利于反应正向进行，生成的浓度越低(3)i0.9s、n(O3)∶n(NO)＞1.0时，n(O3)∶n(NO)增大，使vⅱ增大、vⅲ增大，从而使的浓度减小(4)使用适宜的催化剂，以增大ⅱ的反应速率(5)【解析】（1）根据盖斯定律知：i2+ii+iii可得，；（2）由图知，T2温度下，反应速率快，首先到达平衡，因此<；由图知，8s时反应已达到平衡状态，将深度氧化为是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，越不利于反应正向进行，生成的浓度越低，所以答案为：8s时反应已达到平衡状态，将深度氧化为是放热反应，温度越高，越不利于反应正向进行，生成的浓度越低；（3）当时，NO主要转化为NO2,所以深度氧化器中发生的反应主要是i；由图知，时，的浓度随着增大而减小的原因是：n(O3)∶n(NO)增大，使vⅱ增大、vⅲ增大，从而使NO2的浓度减小；（4）由（3）知反应过程中NO3的浓度极低，说明反应ⅲ比反应ⅱ快，因为烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长，所以为了加快反应速率，采取的措施及目的分别是：使用适宜的催化剂，以增大ⅱ的反应速率；（5）溶液X中的与亚铁离子发生氧化还原反应后，剩余的亚铁离子与发生氧化还原反应，，则与发生氧化还原反应的Fe2+为n2=，则与反应的Fe2+为n1=，，则物质的量，则的物质的量浓度为。【题型五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析8．（2024·宁夏石嘴山·一模）空间站处理的一种重要方法是对进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步：Ⅰ.固态胺吸收与浓缩在水蒸气存在下固态胺吸收反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出的简单方法是加热。Ⅱ.的加氢甲烷化还原制的部分反应如下：i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ii．CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)

(1)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的。(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO与2amolH2，进行反应ii，下列能判断反应已达化学平衡状态的是；a．容器中混合气体密度不变

b．混合气体中与之比不变c．

d．容器内温度不变Ⅲ.和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示：(3)高于320℃后，以Ni为催化剂，转化率仍在上升，其原因是。(4)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是，使用的合适温度为。(5)控制起始时，P=1atm，恒容条件下，若只发生反应i、ii，平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示：①随投料比增大，CO2的转化率如何变化(填增大，减小或者不变)。②图中代表的曲线是(填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应(填“i”或“ii”)化学平衡常数大，反应完全。③反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。【答案】(1)-205(2)cd(3)以Ni为催化剂，CO2甲烷化速率较慢，升高温度加快反应速率，相同的时间内CO2转化率提高(4)Ni-CeO2320℃(5)增大bⅱ625【解析】（1）根据盖斯定律，反应i+ⅱ可得反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的41+(-246)=-205kJ/mol；（2）达到平衡状态的判断方法是“正逆反应速率相等”，“变量不变”；a.容器中混合气体密度是定值，密度不变不能说明达到平衡状态，故a错误；b.混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比是定值，始终是1：1，不能说明达到平衡状态，故b错误；c.v正(H2)=3v逆(H2O)符合正逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，故c正确；d.恒容绝热的密闭容器中温度是变量，温度不变说明达到平衡状态，故d正确；故选cd；（3）高于320℃后，以Ni为催化剂，CO2转化率仍在上升，其原因是以Ni为催化剂，CO2甲烷化速率较慢，升高温度加快反应速率，相同的时间内CO2转化率提高；（4）对比上述两种催化剂，Ni-CeO2作为催化剂时甲烷的选择性高，工业上应选择的催化剂是Ni-CeO2，320℃时转化率高选择性大，使用的合适温度为320℃；（5）①随投料比增大，氢气过量，甲烷的转化率增大；②对于反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)

ΔH=-205kJ•mol-1，升高温度，反应逆向移动，H2的物质的量分数增大，CH4和H2O的物质的量分数减小，且CH4和H2O的物质的量分数之比为1：2，故图中a、b、c代表的物质分别为H2O、CH4、H2；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明CO几乎完全反应，化学平衡常数越大，反应越完全，则反应ii的化学平衡常数大；③起始时，设CO2的起始量为a mol,变化量为x mol,则H2的起始量为4amol,列三段式计算如下：，M点时，，即4a-4x=x，整理得x=0.8a，则平衡时CO2、H2、CH4、H2O的物质的量分别为0.2amol、0.8amol、0.8amol、1.6amol,各气体的总物质的量为(0.2a+0.8a+0.8a+1.6a)mol=3.4amol,在恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则，平衡时，平衡分压，，，，。【题型六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析9．（23-24高三上·陕西安康·阶段练习）碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色化学品，具有优良的化学反应性能和广泛的应用前景。回答下列问题：(1)工业上可采用CO低压气相法合成DMC。已知下列反应的热化学方程式：①2NO(g)+O2(g)N2O3(g)

K1

△H1=akJ/mol②2CH3OH(g)+N2O3(g)2CH