2021年高考化学扫描考点微49 化学反应原理综合题（解析版）

49化学反应原理综合题

【基础拿分练】

i.对下列实验的描述正确的是（）

CuZn

ChS。博液

A.图甲所示的实验：根据溶液颜色变化可比较Zn、Cu的金属活泼性

B.图乙所示的实验：根据小试管中液面的变化判断铁钉发生析氢腐蚀

C.图丙所示的实验：根据温度计读数的变化用浓硫酸和NaOH反应测定中和热

D.图丁所示的实验：根据两烧瓶中气体颜色的变化判断2NO2（g）=N2O4（g）是吸热反应

【答案】A

【解析】A项，CuS04溶液中的Ci?+在Cu极（正极）上析出，说明Zn在反应中失去电子，说明Zn比Cu

活泼；B项，应该发生吸氧腐蚀；C项，不能用浓硫酸测定中和热；D项，2NO2（g）=N2O4（g）是放热反应。

2.由以下各图能得出的正确的结论是（）

沉

淀

的

量

0V(NaOH)/mL

反应过程

甲乙T

1

A.由甲图能量变化可知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；>-483.6kJ-mol

B.乙表示"（O2）=lmol时，高温下C和02在密闭容器中的反应产物

C.丙表示电解精炼铜时溶液中Cu2+浓度随时间的变化情况

D.T表示NaOH溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中

【答案】B

【解析】甲图的水为气态,A项中的水为液态，由于液态水的能量小于气态水，放出的热量大于483.6kJ,

1

AH<-483.6kJ-mol,A错误；n(C)：n(O2)=l：1,生成CCh,"(C)：n(O2)=2：1,生成CO,B正确；

电解精炼铜时溶液中Cu2+的浓度减小，C错误；Ca(HCO3)2溶液中加入NaOH溶液，立即就有CaCCh沉淀

生成，D不正确。

3.化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是()

S

70.10

导电性(/)\Fe(OH)3jCij(OH)2

20.05

S

0

1234567TH

新加入物质的量难溶金展，氢氧化物的s-pH图

③④

A.根据图①可判断可逆反应"A2(g)+3B2(g)2AB3(g)”的AH>0

B.图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D⑸的影响，乙的压强大

C.图③可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化

D.根据图④，若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO,至pH在4左右

【答案】D

【解析】根据图①温度升高平衡向逆反应方向移动，可判断可逆反应"A2(g)+3B2(g)^^2AB3(g)”的AH

<0；图②表示催化剂对可逆反应2A(g)+2B(g)—03c(g)+D(s)的影响，乙使用了催化剂；图③不能可表示

乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化，最关键一点错误曲线不可能与横轴相交；根据图④，

若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO,降低溶液中的氢离子浓度，至pH在4左右，Fe3+

能以Fe(OH)3沉淀完全。

4.下列化学用语书写正确的是()

A.固体酒精是餐桌上常用的燃料，已知酒精的标准燃烧热是一1366.8口皿0尸，则表示酒精标准燃烧热

-1

的热化学方程式为：C2H50H(s)+3C)2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)1366.8kJ-mol

++

B.CH3coONH4水解的离子反应方程式为：NH4+H2O-NH3H2O+H

C.电解MgCb水溶液的离子方程式：2C「+2H2。基型H2T+CI2T+2OH-

D.CO2(g)+C(s)2co(g)的化学平衡常数表达式为：KS

c(CQ)

【答案】D

【解析】酒精的标准燃烧热表示的是液态酒精而不是固体酒精，A错；CH3coONH4中阴阳离子均能水

解，应为CH3cOOMN+HzOCH3coOH+NH3H2O,B错；电解MgCb水溶液的反应为：Mg2++2C1

-+2H2O^^=Mg(OH)21+H2T+CI2T,C错；化学平衡常数表达式中没有固体浓度，D正确。

5.下列判断中，正确的是()

A.已知25□时NH4CN显碱性，则25口时的电离常数K(NH3-H2O)>K(HCN)

1

B.25℃时，Mg(OH)2固体在20ml0.01mol-L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol-L」NH4cl溶液中的Ksp

小

C.pH试纸测得新制氯水的pH为4

D.FeCb溶液和Fe2(SO4)3溶液加热蒸干、灼烧都得到FezCh

【答案】A

-+

【解析】NH4CN显碱性说明水解程度CN>NH4,从而说明NH3H2O比HCN易电离，故A正确；“

仅与温度有关，故B错；pH试纸只能测量出溶液pH的范围，且氯水能是pH试纸褪色，故C错；H2s04

不挥发，Fe2(SO4)3不能水解彻底，故D错。

6.下列说法中正确的是()

A.在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反

应

C.生成物的总焰大于反应物的总焰时，反应吸热，AH>0

D.的大小与热化学方程式的计量数无关

【答案】C

【解析】化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，A〃=反应物的键能总和一生成物的键能总和，

得AHO,故为放热反应。

7.化学原理是中学重要基本理论之一，在日常生活和化学工业中有着广泛应用。下列分析正确的是()

A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

B.粗铜需要在电解槽中进行电解精炼得到精铜，硫酸铜溶液作为电解液浓度不变，不需要更换

C.用石墨作阳极，铁作阴极，电解含有CnC^一的酸性工业废水，从而生成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀,

除Cr的污染

D.用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间，假设电解时温度不

变且用惰性电极，电解后c(Na2c。3)不变，且溶液中有晶体析出

【答案】D

【解析】涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部位形成有效的保护，A选项错

误；粗铜中含有少量锌、铁等杂质，比铜活泼而先失电子，但阴极上只是C/+得电子，所以电解过程中硫

酸铜溶液的浓度减小，B项错误。铁作阴极，铁不会被氧化，最终不会生成Fe(OH)3沉淀，C选项错误；

电解饱和碳酸钠溶液，电解的本质是电解水，所以电解前后碳酸钠溶液浓度不变，但是因为水减少，所以

有晶体析出，D项正确

8.下列说法正确的是()

A.AH<0,AS>0的反应都是自发反应；AH>0,AS>0的反应任何条件都是非自发反应

B.在密闭容器发生可逆反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CC)2(g)

A^=-113.0kJ/mol,达到平衡后，保持温度不变，缩小容器体积，重新达到平衡后，△”变小

C.已知：Ksp(AgCl)=1.8x10-。，Ksp(Ag2CrO4)=2.0xl0-i2,将等体积的浓度为LOxlcnmoi/L的AgNCh

溶液滴入到浓度均为1.0xl(T4moim的KC1和K2CrO4的混合溶液中产生两种不同沉淀，且Ag2Cr()4沉淀先

产生

D.反应3H2(g)+N2(g)=^2NH3(g)AH<()在其它条件不变时，降低体系温度达到新的平衡时，反

应速率减慢，H2的转化率减小

【答案】D

【解析】A项，AH>0,AS>0在较高温度下能自发；B项，与反应程度无关，不变；C项，等体

41

积溶液混合时，溶液体积增大，浓度减小，即c(Ag+尸0.5x10-4mol.L-i,c(cr)=0.5xl0-mol-L,

41+92+13

c(Ag2CrO4)=0.5xl0-molL,c(Ag)-c(Cl)=2.5xlO_>Ksp(AgCl),c(Ag)xc(Ag2CrO4)=1.25x10<

Ksp(Ag2CrO4),无Ag2CrO4沉淀产生；D项，合成氨的反应为放热反应，降低体系温度，平衡正向移动，反

应速率减慢，比的转化率增大。

9.下列说法正确的是()

A.其他条件不变加水稀释，醋酸的电离平衡向右移动，醋酸的电离平衡常数增大

B.向明矶溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至A13+刚好沉淀完全的离子方程式为：

3+2-2+

Al+SO4+Ba+30H^=BaSO4i+Al(OH)3；

C.0.2moH?的某一元弱酸HA溶液和0.1moH/NaOH溶液等体积混合后的溶液：

2c(OH-)+c(A-)=2c(H+)+c(HA)

11

D.已知后=2.2。在25°C时，Ka(CH3coOH)=1.8x10-5,Ksp[Mg(OH)2]=1.8xlO-,

Ksp[Cd(OH)2]=2.5xl0」4,在该温度下，某含有Mg2+、cd2+两种离子浓度均为0.01molL」的溶液中，

加入固体醋酸钠，使其浓度为0.9mokL",则溶液中Mg2+、Cd2+均能生成沉淀。

【答案】C

【解析】A中电离平衡常数只与温度有关，只要温度不变其他条件改变电离平衡常数不变，A不正确；

B正确的离子方程式为：24户++3SO4,+3&2++6O/f===2Al。切3J+3&SO4LB不正确；C中正确关系式为

鼻C(Cff3COOZO

2d011一)+06一)=2£<11+)+(：(1拉)，(3正确；痴=c(Cff/30tr)，所以cRMT)

=2.2xlO-5mobL,根据Ksp可以求算镁离子不沉淀，D不正确

10.用NA代表阿伏加德罗常数的数值，下列叙述正确的是()

A.5.3gNa2c。3溶于水，配成100mL溶液，溶液中COf的数目为0.05NA

B.密封保存的46gNO2气体含有的分子数为必

C.50□时，pH=l的1.OLH2s。4溶液中含有的H+数目为0.1NA

1

D.500口、30Mpa下：N2(g)+3H2(g)：2NH3(g)△//=-38.6kJ-moP；将1.52VA的H2和过量N?

在此条件下充分反应，放出热量19.3kJ

【答案】C

【解析】5.3gNa2c。3溶于水后COF水解,则数目小于0.05NA；密,封容器NO2气体存在平衡2NO2

+1

N2O4,故46gNC>2气体含有的分子数为小于NA，B项错误；pH=l,c(H)=0.1mol-L,1.OLH2sO4溶

液中含有的H+的物质的量为：0.Imol-L-'xl.0L=0.1mol,数目为0.INA,C项正确；可逆反应中的反

应热表示该反应完全进行到底时的热效应，由于1.5moi的H2在合成氨反应中不可能完全完全转化，因此

放出的热量必小于19.3kJ,D项错误。

【易错得分练】

1.臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.

(1)臭氧几乎可与除钳、金、钺、氟以外的所有单质反应。如：

6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s)AH=-235.8kJ/moL

已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+C)2(g)AH=+62,2kJ/mol,

则常温下反应：2O3(g)=3C>2(g)的AH=.

(2)科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,

+

电极反应式为3H2O-6e=O3t+6H,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢，其电极反应式

(3)03在碱性条件下可将Na2sO4氧化成Na2s2O8。写出该反应的化学方程式为：

g

富

空

3/(32,514)\

(0.78,34.2)\(6.24.23.1)

(4)所得的Na2s2。8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na2s2。8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由

基由0广)。通过测定4-CP降解率可判断Na2s2。8溶液产生SO4一•的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱

性、Fe2+的浓度对产生SOr•的影响。

①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2s2。8溶液中，结果如图a所示。由

此可知：溶液酸性增强，(填“有利于”或“不利于")Na2s2。8产生SO4'。

②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56xl(y4moi.L

22+

c(Na2s2。8尸3.12xlO-3moi.Lr的混合溶液中。反应240min后测得实验结果如图b所示。已知S2O8-+Fe=

23+

SO4-+SO4-+Fe»则由图示可知下列说法正确的是(填序号)

A.反应开始一段时间内，4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，其原因是Fe2+能使Na2s2。8产生更

多的SO4-o

B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂

C.当c(Fe2+)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SOL.发生反应，消耗部分SO4一

D.4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于降解反应的进行。

③当c(Fe2+)=3.2xlO-3mol.Li时，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为=

【答案】⑴-285.0kJ・mol"

+

⑵302+6H++6e-=3H2O2(或O2+2H+2e=H2O2)

(3)2Na2s。4+。3+H2O=Na2s2。8+2NaOH+O2

(4)①有利于②AC③生区加迎21moi力/

240

【解析】(1)①6Ag(s)+C)3(g)=3Ag2O(s),△H=-235.8kJ・mol",②2Ag2O(s)=4Ag(s)+C)2(g)，△H=+62.2kJ・mol",

根据盖斯定律可知①x2+②x3可得到，2O3(g)=3O2(g),则反应热

△H=(-235.8kJ«mol1)x2+(+62.2kJ«mor1)x3=-285kJ.mol^lo(2)酸性条件下电解水的方法制得臭氧，臭氧在阳

极周围的水中产生，其电极反应式为3H2O-6e=O3T+6H+,阴极附近的氧气得电子生成过氧化氢，其电极反

应式为3O2+6H++6e-=3H2C>2。(3)。3在碱性条件下可将Na2sO4氧化成Na2s2。8是一个氧化还原反应，因03

具有强氧化性，且不稳定，容易转变成02,故在该反应中，。3中的氧原子不是全部做氧化剂，部分化合价

不变；而Na2s04中的硫元素由+6升至+7价，所以找出相应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物后，

用缺项配平法得化学方程式为：2Na2s04+O3+H2O=Na2s2O8+2NaOH+。2。(4)①右图a中明显可以看出，

随着横坐标pH的增大，4-CP降解率逐渐减小，而起到降解作用的是具有强氧化性的自由基母0广)，所以

讲解率降低说明强氧化自由基减少，所以酸性增强才有利于Na2s2。8产生SOr。②根据图b可以看出，开

始的一段时间内随着横坐标Fe2+浓度增大，4-CP降解率在增大，所以说明在这段时间内，Fe2+能使Na2s2。8

产生更多的SOr，A正确。强氧化性自由基是通过S2O82-+Fe2+=SO「+SO42-+Fe3+反应产生的，所以Fe?+

不是讲解反应的催化剂，B错误;因为自由基S04一•有强氧化性，所以若Fe2+浓度过大，则来不及反应的

Fe2+会被生成的自由基氧化，导致自由基减少，降解率下降，C正确，D错误；故选AC；③当c(Fe2+)=3.2

xlOTmoli/i时,从图像b中可以找到此时的降解率52.4%,而初始浓度为c(4-CP尸1.56'10-4moR/i,所以

在240min内的反应速率v=AC/At=52-4%xl-56x10-4mol-L1-mm1o

240

2.过量排放含氮物质会污染大气或水体，研究氮及其化合物的性质及转化，对降低含氮物质的污染有

着重大的意义。

(1)合成氨反应。

己知，氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g),活化能Ea=600kJ・moH,合成氨有关化学键的键

能如下表：

化学键H—HN三NN—H

E/kJ*mol-1436946391

13

则合成氨反应：yN2(g)+yH2(g)--NH3(g)的活化能Ea=

(2)已知2NO+O2=2NC)2反应历程分两步

方程式活化能焙变

总反应总△

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)E//<0

第一步(快速平衡)Eal

2NO(g)N2O2(g)△7/i

第二步(慢反应)N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)Ea2△〃2

①平衡常数K可用气体分压来表示，即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压x物质的量

分数(例如：p(NO)=P^xx(NO)),某一时刻第一步达到平衡，写出第一步反应的平衡常数Kp=

(用P总和各气体的物质的分数来表示)。

②用NO表示总反应的速率方程为v(NO)=&-c(NO)-c(O2)；NO2表示的总反应速率方程为

1

v(NO2)=k2C(NO)C(O2),匕与左2是速率常数，贝Jkjk2=。

③下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是。

A.2Ee.=Eal+Ea2B.增大压强，反应速率常数增大

C.温度升高，正逆反应速率都增大D.总反应快慢由第二步决定

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

①用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，请写出图1中所示

的总反应方程式,该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度大于600K时，可能发生

副反应的化学方程式。

图1氨气选择性还原NO反应历程图2气体中含氨组分浓度随温度变化

②在有催化剂的作用下，经过相同时间,测得脱氮率随反应温度的变化情况如下图所示，其他条件相

同时，请在图中补充在无催化剂作用下脱氮率随温度变化的曲线

(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路，原理是将NOx在电解池中分解成无污染

的N2和02除去，如下图示，两电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可自由传导O'电解池阴极

反应为.1♦1।

-dUD

v

【答案】(l)254kJ*mol1⑵①②1③CD

P总,(NO)

(3)①4NHJ+4N0+O2=4N2+6H2O

4NH3+5C)2=4NO+6H2。(或N2+O2=2NO)

R&K%

-2-

(4)2NOx+4xe=N2+2xO

131

【解析】(1)AH=反应物总键能-生成物总键能，-x(N=N)+-X(H-H)-3X(N-H)=-x946kJ/mol

31

H—x436kJ/mol-3><39IkJ/mol=-46kJ/mol,AH=正反应活化能-逆反应活化能，贝卜46=Ea-—x600,Ea

22

=254kJ/mol；

PIN?。?)X(N0)

(2)①根据平衡常数KP=；②平衡时，根据反应速率与计量系数成正比,V(NO)

P(NO)2P“X2(NO)

=V(NC)2),即ki・c(NO)・c(O2)=k2・c(NO)・c(C)2),则ki=k2,j=1；③A项，总反应的活化能由决速步骤决

定，即由慢反应决定，故A错误；B项，平衡常数只与温度有关，故B错误；C项，温度升高，正逆反应

速率都增大，故C正确；D项，总反应快慢由慢反应决定，故D正确；故选CD；(3)①根据图示1可知NH3、

NO、Ch反应生成N2和H2O,方程式为：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；根据图2,发生副反应产生NO,

方程式为：4NH3+5O2=4NO+6H20(或N2+C)2=2NO)；②催化剂可加快反应速率，缩短反应时间，平衡

不移动。相同时间内，没有催化剂时单位时间内脱氮率将下降，由此作图：

;(4)由题意可知NOx经电解形成N2,结合电子转移、电荷守恒，阴极

反应为：2N0x+4xe-=N2+2x02-o

3.氮氧化物是目前造成大气污染的主要气体。NO在空气中存在如下反应:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH

(1)上述反应分两步完成，其中第一步反应①如下，写出第二步反应②的热化学方程式(其反应的焰变AH2

用含AH、4Hi的式子来表示)：

①2NO(g)2N2O2(g)AHi<0

(2)在某温度下的一密闭容器中充人一定量的N02发生上述反应，测得NO2的浓度随时间的变化曲线如

下图所示，前5秒内。2的平均生成速率为mol.L-1.S4,该条件下反应：2NO+O22NO2的化学

平衡常数数值为，平衡后某时刻，升高反应体系的温度，建立新平衡状态后，测的混合气体

的平均相对分子质量小于原平衡状态，则：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH(填"/或“<”)0。

5101$2025MlJ5«）4550

时Ws

(3)2NO(g)+O2(g)=^2NO2(g)的两步反应中，反应①的反应速率数值较大，是一个快反应，会快速建

立平衡状态，而反应②是一个慢反应，则决定反应2NO(g)+C)2(g)2NO2(g)反应速率的是反应

(填“①”或“②”)；对⑵中反应体系升高温度的过程中，发现2NO(g)+C)2(g)2NO2(g)的反应速

率变慢，结合该反应的两步反应过程分析可能的原因：(反应未使用催化剂)。

(4)若(2)中反应体系，反应开始时使用催化剂，请在(2)的图中画出该反应体系反应进程可能的曲线。

(5)电解法处理氮氧化物是目前大气污染治理的一个新思路。其原理是将NO.在电解池中分解成无污染

的N2和02除去，如图所示，，两电极间是固体氧化物电解质，在一定条件下可自由传导O'则电解池阴极

的电极反应式为

―中里电

A」源

NO,__

【答案】（l）N2O2（g）+O2（g）=2NO2（g）AH2=AH-AH1

(2)0.001100<

(3)决定总反应速率的是反应②，温度升高后反应①向左移动，造成N2O2的浓度减小，温度升高对于反

应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，导致反应②的速率变慢

0045

O(MO

OJO35

OOM>

0.025

0010

0.005

^0000

7OS101$202530354045

(5)2NOx+4xe=N2+2x0〉

【解析】(1)总式减去①，得出N2O2(g)+O2(g尸2NO2(g2H2=ZkH—△Hi；(2)根据化学反应速率的定义，

V(N02)=(0.04-0.03)/5mol/(L-s)=0.002mol/(L-s),根据反应速率之比等于化学计量数之比，即

v(02)=v(N02)/2=0.001mol/(Ls),2NO2(g)-2NO(g)+O2(g),

2222

K=C(NO)XC(02)/C(N02)=0.02X0.01/0.02=0.01,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),此时的平衡常数=1长一i=100；

升高温度，平均摩尔质量减少，说明平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，

即△!!<()；(3)根据信息，反应②是一个慢反应，决定反应速率是慢反应，即反应②温度升高后反应①向左移

动，造成N2O2的浓度减小，温度升高对于反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，导致反应②的速率变

慢；(4)使用催化剂，加快反应速率，对化学平衡无影响，因此图像是：

(5)阴极上得到电子化合价降低，根据装置图，NOx在阴极上得电子，根据电解原理，阴离子向阳极移

动,即阴极上产生，因此阴极电极反应式为2NOx+4xe-=N2+2xO2-。

4.硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用，而S02直接排放会对环境造成危害。

□.已知：重晶石(BaSO。高温燃烧可发生一系列反应，其中部分反应如下:

1

BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJ-moF

BaS(s)=Ba(s)+S(s)AH=+460kJ-moF1

已知：2c(s)+C)2(g)=2CO(g)AH=-221kJ-moF1

则：Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)AH=。

u.so2的尾气处理通常有以下几种方法：

(1)活性炭还原法

反应原理：恒温恒容时2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)o

反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分图像如图：

\I>------------

□1

□I

①0〜20min反应速率表示为v(SC>2)=；

②30min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是；

③40min时，平衡常数K=»

(2)亚硫酸钠吸收法

①Na2s。3溶液吸收SO2的离子方程式为;

②常温下，当吸收至NaHSCh时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是(填序号)。

++2

a.c(Na)+C(H)>C(SO3)+c(HSO3)+c(OlT)

b.水电离出c(H+)=lxio-8moi/L

++2

c.c(Na)>c(HSO3-)>c(H)>c(SO3-)

(3)电化学处理法

阳离子交换膜

①如图所示，Pt(口)电极的反应式为；

②当电路中转移0.02mol-时(较浓H2sCM尚未排出)，交换膜左侧溶液中约增加mol离子。

【答案】1473.2kJ-moF1

口，⑴①0.03mol/(L-min)②减少CO2的浓度③0.675

2

(2)@SO3-+SO2+H2O=2HSO3-②ac

(3)①SO2—21+2H2O=SC>42—+4H+②0.03

【解析】□.已知：①BaSCU(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)AH=+571.2kJmol-1

②BaS(s)=Ba(s)+S(s)AH=+460kJ-moF1

③2c(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221kJ-mol-1,根据盖斯定律分析，反应③x2-反应①-反应②可得热化学

方程式为Ba(s)+S(s)+2C)2(g)=BaSO4(s)AH=-221x2-460-571.2=-1473.2kJ-moF^

口⑴①由图可知，0〜20分钟内二氧化硫浓度变化量为1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,故二氧化硫的反应

速率=0.6mol/L+20min=0.03mol/(L-min)o②30分钟时瞬间，二氧化碳的浓度降低，S2的浓度不变，而后二

氧化碳和S2的浓度均增大，应是减小二氧化碳的浓度。③其平衡常数为生成物的浓度幕之积/反应物浓度的

0.3x0.62

暴之积，由于平衡常数只与温度有关系，则K=c(S2)c2(CO2)/c2(SO2)=od=0.675。(2)①亚硫酸钠溶液与

2

二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应离子方程式为SO3+SO2+H2O=2HSO3-O②a项，根据电荷守恒，c(Na

++2--++2--

)+C(H)=2C(SO3)+C(HSO3)+c(OH-),所以c(Na)+c(H)>c(SO3)+c(HSO3)+c(OH-),a正确；b

项，水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度，由于亚硫酸氢钠溶液的pH未知，所以不能计

算水电离出c(H+)浓度，b错误；c项，在亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸氢根的电离大于水解，所以离子浓度关

系为c(Na+)>c(HSO3Ac(H+)>c(SO32-),c正确。所以选ac。(3)①由图可知，Pt。)电极上也好了氧化成硫酸，

2+

电极反应为SO2-2e+2H2O=SO42—+4H+。②左侧电解反应SCh—25+2H,0=SO4+4H,根据电子守恒，

生成硫酸根的物质的量为0.02mol/2=0.01mol,生成氢离子物质的量为0.04mol,为保持溶液电中性，O.Olmol

的硫酸根需要0.02mol+的氢离子，多余的氢离子通过阳离子交换膜移动到右侧，即有0.02mol氢离子移动

到右侧，故左侧溶液中增加的离子为0.01mol+0.02mol=0.03molo

【难题高分练】

1.(202。新课标口卷)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化

氧化：S02(g)+,02(g)钿催化剂>S03(g)AH=-98kJ-molL回答下列问题：

(1)机催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(S)与SO2(g)反应生成V0S04(S)和V2O4(S)的热化学方

程式为：«

反应过程

(2)当S02(g)、02(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和

5.0MPa压强下，SO2平衡转化率a随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550□时的a=,判

断的依据是。影响a的因素有。

1.00

z/r

(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%Ch(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p

条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为a,则SO3压强为，平衡常数Kp=(以

分压表示，分压=总压x物质的量分数)。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(2-I)。%—n")。式中：k为反应速率常数，随温

a

度t升高而增大；a为SO2平衡转化率，”为某时刻SO2转化率，n为常数。在a=0.90时，将一系列温度下

的k、a值代入上述速率方程，得到v-t曲线，如图所示。

5

80

曲线上V最大值所对应温度称为该“下反应的最适宜温度tm。t<tm时，V逐渐提高；t>tm后，V逐渐下

降。原因是«

1

［答案］(1)2V2O5(S)+2s02(g)2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kJ-mol-

(2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强，a提高；所以，该反应在550口、压强为5.0MPa>2.5MPa

=02的，所以pi=5.0MPa

反应物(N2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强

a

2map0.5

⑶---------\1.5mp

100-mcif-a)

100-ma

(4)升高温度，发增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当YRk增大对v的提高大于a引起的

降低；当/>/m,左增大对v的提高小于a引起的降低

【解析】(1)由题中信息可知：

…1_,

©S02(g)+—02(g)-S03(g)A27=-98kJmol_|

@V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)AH2=-24kJmoH

@V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(S)AHI=-399kJ-moH

根据盖斯定律可知，③-②x2得2V2C)5(s)+2so2(g)2VOSO4(S)+V2()4(S),则NH=

lI

A^i-2Aft=(-399kJ-mol)-(-24kJmol)x2=-351kJmoH,所以该反应的热化学方程式为：2V2O5(s)+2SO2(g)

1

2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kJ-mol；

(2)SO2(g)+；O2(g)=SO3(g),该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学

平衡向正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，S02的平衡转化率越大，所以，该反应在550口、

压强为5.0MPa条件下，S02的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5MPa的，因此，〃=5.0MPa,由

图中数据可知，a=0.975。影响a的因素就是影响化学平衡移动的因素，主要有反应物(N2和。2)的浓度、温

度、压强等。

(3)假设原气体的物质的量为lOOmol,则S02、02和N2的物质的量分别为2mmoUmmol和qmol,

2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡转化率为a,则有下列关系：

SO,+-0,=二

2so3

起始量("?。7)2mm0

变化量(〃?。，)2niama2nia

平衡量(〃?。7)2m(l-a)m(l-a)2ma

平衡时气体的总物质的量为n(总尸2m(1-a)+m(1-a)+2mamol+qmol,则SOs的物质的量分数为

史学xlOO%=------------------里则-----------xlOO%=2m.xlOO%。该反应在恒压容器中进行，因此,

n(总2m(l-a|+2monrlmol100-ma

-2mappm(l-a)p，在该条件下，SO(g)+10(g)

SO3的分压,(SC)3)=--------------，p(SO2)=---------------，夕(。2)=22

100—ma100—ma100—ma

2map

P(SC)3)_________100-m。_____________________a

2SCh(g)的Kp-p(sc)2)xp"(。2)2m(l-6r)p-°a)J1np

100-ma100-ma)\100-ma

0.8

(4)由于该反应是放热反应，温度升高后a降低。由题中信息可知，尸k三-1I(1—〃优)，升高温

度，发增大使V逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当f<fm,k增大对v的提高大于a引起的降低；当