2025年高考化学总复习分类训练：原理综合题-反应热+速率+平衡+电化学（原卷）

4<66原理保合毁

----双京拴+速率+平衡+电化学

1.【2023年北京卷】尿素［CO(NHz)」合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。

(1)十九世纪初，用氟酸银(AgOCN)与NH4cl在一定条件下反应制得CO(NH?)2,实现了由无机物到有

机物的合成。该反应的化学方程式是。

(2)二十世纪初，工业上以CO?和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：

i.CO2和NH3生成NH2COONH4；

结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是(填序号)。

a.活化能：反应i<反应ii

b.i为放热反应，ii为吸热反应

c.CO2(1)+2NH3(1)=CO(NH2)2(1)+H2O(1)AH=E1-E4

(3)近年研究发现，电催化CO?和含氮物质(NO］等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含

氮废水污染问题。向一定浓度的KN。,溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)”电解原理

如图所示。

质子交换膜

①电极b是电解池的极。

②电解过程中生成尿素的电极反应式是

（4）尿素样品含氮量的测定方法如下。

已知：溶液中c（NH：）不能直接用NaOH溶液准确滴定。

尿素浓HzSO,等浓NaOH溶液过量H2SO,溶液

消化液

NH3

样品i,消化分解ii.蒸储iii.吸收

标准NaOH溶液计算样品

iv.滴定含氮量

①消化液中的含氮粒子是=

②步骤iv中标准NaOH溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据

有________

2.【2022年重庆卷】反应CO（g）+Hq（g）、一定条”—CC）2（g）+H2（g）在工业上有重要应用。

（1）该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。

温度/℃7008008301000

平衡常数1.671.111.000.59

①反应的0（填“或“="）。

②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是。

（2）该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。

①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是o

②某温度下，出在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：H2-2H,其正反应的活化能远小于逆反

应的活化能。下列说法错误的是o

A.Pd膜对气体分子的透过具有选择性

B.过程2的△}!>()

C.加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离

D.H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反应

③同温同压下，等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd

膜反应器，CO的平衡转化率为90%,则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为=

(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。

进口I__进口II

CO+H2O------f鼻—N2吹扫

1固体电解质

9(只允许离子通过)

出口I出口II

---------d电源F----------

①固体电解质采用(填“氧离子导体”或“质子导体”)。

②阴极的电极反应式为。

③同温同压下，相同时间内，若进口I处n(CO)：n(H2O)=a：b,出口I处气体体积为进口I处的y

倍，则CO的转化率为(用a,b,y表示)。

3.(2021•北京真题)某小组实验验证“Ag++Fe2+UFe3++Ag：为可逆反应并测定其平衡常数。

(1)实验验证

实验I：将0.0100mol/LAg2s04溶液与0.0400mo/LFeSCU溶液(pH=l)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液

呈黄色。

实验H：向少量Ag粉中加入0.0100mol/LFe2(S04)3溶液(pH=l),固体完全溶解。

①取I中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是。

②II中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因是。

综合上述实验，证实“Ag++Fe2+UFe3++Ag为可逆反应。

③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图，写出操作及现象

-Ag电极

b(

(2)测定平衡常数

实验III：一定温度下，待实验I中反应达到平衡状态时，取vmL上层清液，用cimol/LKSCN标准溶液滴

定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液V1mLo

资料：Ag++SCN-UAgSCNJ(白色)K=10i2

Fe3++SCN-^FeSCN2+(红色)K=1(F3

①滴定过程中Fe3+的作用是。

②测得平衡常数K=o

(3)思考问题

①取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。

②不用实验II中清液测定K的原因是0

4.[2021年重庆卷】含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆帆

(CUSO4SH2O)是一种重要的结晶水合物。

(1)硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理

如图所示。回答下列问题:

―•电位计•—

------Cu1$'、,

参比电极

7'、,参比电极

I：一C11SO4溶液

-------y放大

潮湿土壤

二：CUSO/5HO，

--/42/

钢庙笛i首」.多孔木塞/

①负极的电极反应式为o

②测量后参比电极中CuSCU溶液的浓度(填"变大’，"变小”或"不变‘)。

(2)把胆矶放到密闭容器内，缓缓抽去其中的水气，胆矶分三次依次脱水，各步脱水过程为一系列的动

态平衡，反应式如下(脱水过程为吸热反应)。

反应I：CUSO4-5H2O(s)蓬》CUSO4-3H2O(S)+2H2O(g)

反应II：CUSO4-3H2O(S)馨为CUSO4-H2O(S)+2H2O(g)

反应HI：CUSO4H2O(s)脩为CuSO4(s)+H2O(g)

如图为5(rc时水合物中水的质量分数w与压强p(H2。)的关系图，回答下列问题：

40

求a

/

0

%

30-

白

*b—

岖

£20-...............-：—-"M

圣

后

辞10-：d—

如

士

。6266600

8000600040002000

压^^(HzOyPa

①用无水CuSCU检验乙醇中含有微量水的现象是

②反应I对应的线段为(填“ab”、“ed”或"eP)。

③反应II的平衡常数KP=Pa\

④反应III在60℃和50℃的平衡压强p(H2O)分别为pi和P2,则p2P2(填*>"、“<”或"=")。

⑤当样品状态c点下网到M点，体系存在的固体有；转化率为%(保留小数点后两

位)。

@25℃时为了保持CUSO4-5H2O晶体纯度，可将其存在盛有大量Na2CO3-H2O晶体(平衡压强

p(H2O)=706Pa)的密闭容器中，简述其理由___o

5.【2022年湖南卷】2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问

题：

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和ImolHzCMg),起始压强为Q2MPa时，发

生下列反应生成水煤气：

1

I,C(s)+H2O(g)UCO(g)+H2(g)AH1=+13L4kJ-mol

1

II.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ-mol

①下列说法正确的是;

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C.平衡时的体积分数可能大于:

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时，凡0稔)的转化率为50%,CO的物质的量为O.lmol。此时，整个体系(填“吸

收”或“放出”)热量______kJ,反应I的平衡常数Kp=(以分压表示，分压=总压x物质的量

分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:

①某温度下，吸收塔中K2c。3溶液吸收一定量的CO?后，c(CO^j：c(HCO-)=1:2,则该溶液的pH=

(该温度下H2CO3的K.=4.6x10-7,]＜血=5.0x10-")；

②再生塔中产生CO2的离子方程式为；

③利用电化学原理，将CO?电催化还原为C2H”，阴极反应式为。

6.【2022年河北卷】氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。

(1)298K时，坨凡燃烧生成HzCKg)放热121kJ,ImolHQCl)蒸发吸热44kJ,表示H?燃烧热的热化学方

程式为。

(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。

I.CH4(g)+H2O(g)^^CO(g)+3H2(g)

II.CO(g)+H2O(g)^^CO2(g)+H2(g)

①下列操作中，能提高CH^g)平衡转化率的是(填标号)。

A.增加CH^g)用量B.恒温恒压下通入惰性气体

C.移除CO(g)D.加入催化剂

②恒温恒压条件下，ImolCH’(g)和ImolH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为a,CO2(g)的物

质的量为bmol,则反应I的平衡常数K*=(写出含有A.b的计算式；对于反应

mA(g)+nB(g)=^pC(g)+qD(g),&=，x为物质的量分数)。其他条件不变，

凡。出)起始量增加到5mol,达平衡时，a=0.90,b=0.65,平衡体系中H?(g)的物质的量分数为

(结果保留两位有效数字)。

(3)氢氧燃料电池中氢气在______(填“正”或"负”)极发生反应。

(4)在允许一自由迁移的固体电解质燃料电池中，QH2n+2放电的电极反应式为。

(5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量

如图，则最可行途径为a-(用b~i等代号表示)。

•c

CH2O

(-C轴bri铲&top

>

u-•a

n、

CHOH(-CHOH)top

3•g

•b(仆0后

(-CH2OH)top

(-co)top

•h

(-COH)fs•J

(-3)乍

02?4~

CH30H脱氢个数

7.【2022年江苏卷】氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。

(1)“CuCl-H?。热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。

HCl(g)CuCl(s)

AA

%0(1)一溶解一电解I热水解I热分解

①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性CuClz溶液，阴极区为盐酸，电解过程中CuCl?转化为

CuClto电解时阳极发生的主要电极反应为(用电极反应式表示)。

②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有

(填元素符号)。

(2)“Fe-HCOyH?。热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收CO2制得的NaHCO3溶液

反应，生成H?、HCOONaWFe3O4；Fes。」再经生物柴油副产品转化为Fe。

①实验中发现，在300c时，密闭容器中NaHCC>3溶液与铁粉反应，反应初期有FeCOs生成并放出H?,该

反应的离子方程式为o

②随着反应进行，Fee。3迅速转化为活性Fes。*、，活性Fes。,，是HCOg转化为HCOCX的催化剂，其可能

反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤I可描述为o

OFe2+

③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、HCOO的产率随C(HCOj变化如题图所示。HCOCT的产率随

c(HCOj增加而增大的可能原因是

100

宗80

、

阱

Z60

瘠

w'-40

^

wr20

0

00.30.81.31.8

c(HCO3)/molL-'

(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“Fe-HCOl-H。热循环制氢和甲酸”的优点是

8.【2022年北京卷】煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO,、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴

定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。

净化后干燥库伦测

气体

的空气—*装置'硫仪

己知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。2、co?、H2O,N2,SO2O

(1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是.

(2)高温下，煤中CaSC>4完全转化为SC>2,该反应的化学方程式为

(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。

已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待

cl

测气体进入电解池后，SO2溶解并将月还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定

cl

结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。

①SC）2在电解池中发生反应的离子方程式为。

②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为o

（4）煤样为ag,电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为o

己知：电解中转移Imol电子所消耗的电量为96500库仑。

（5）条件控制和误差分析。

①测定过程中，需控制电解质溶液pH,当pH<l时，非电解生成的月使得测得的全硫含量偏小，生成

I；的离子方程式为o

②测定过程中，管式炉内壁上有SO3残留，测得全硫量结果为o（填“偏大”或“偏小”）

9.（2021・湖南真题）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，可通过下面两种

方法由氨气得到氢气。

方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键N=NH-HN-H

键能946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N?和H?。回答下列问题：

（1）反应2NH3（g）QN2（g）+3H2（g）AH=kJ-mor1；

（2）已知该反应的AS=198.9J-mol，KT,在下列哪些温度下反应能自发进行？（填标号）

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

（3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将O.lmolNR通入3L的密闭

容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

hh

Z/min

①若保持容器体积不变，4时反应达到平衡，用H?的浓度变化表示0~彳时间内的反应速率丫（应）=

mol-LT、minT（用含乙的代数式表示）

②马时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N?分压变化趋势的曲线

是（用图中A.B.C.d表示），理由是；

③在该温度下，反应的标准平衡常数K®==（己知：分压=总压x该组分物质的量分数，对于

反应dD（g）+eE（g）UgG（g）+hH（g）,）了’,其中p0=100kPa,a、PH、PD、

PE为各组分的平衡分压）。

方法H：氨电解法制氢气

利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

阴

离

N子

2H2

交

NH3换

膜

KOH溶液KOH溶液

（4）电解过程中OH-的移动方向为（填“从左往右”或“从右往左”）；

（5）阳极的电极反应式为o

10.（2021•河北真题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用

技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

（1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热

数据如表：

物质（石墨，）

H2(g)CsC6H6(1)

燃烧热△H(kJ・moE)-285.8-393.5-3267.5

（1）则25℃时H2（g）和C（石墨，s）生成C6H6⑴的热化学方程式为0

（2）雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CCh进一步和水反应，发生电离：

@CO2（g）=CO2（aq）

②CO2（aq）+H2（MD=H+（aq）+HCO式aq）

25℃时，反应②的平衡常数为K2。

溶液中CCh的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为ymol-L-^kPa-

1,当大气压强为pkPa,大气中CCh（g）的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为___mol-L-

1（写出表达式，考虑水的电离，忽略HCOJ的电离）

（3）105℃时，将足量的某碳酸氢盐（MHCCh）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHec）3（s）q

M2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）o上述反应达平衡时体系的总压为46kPa„

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2（g）,再加入足量MHCO3（S）,欲使平衡时体系中

水蒸气的分压小于5kPa,CO2（g）的初始压强应大于___kPao

（4）我国科学家研究Li—CCh电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—CCh电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CCh在—（填“正”或"负”）极发生电化学反应。研究

表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CCh电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个

步骤进行，写出步骤III的离子方程式。

-

I.2CO2+2e-=C2O4II.C201=82+8.

+

III.IV.COt+2Li=Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。

I.C02在碱性介质中电还原为正丙醇（CH3cH2cH20H）的电极反应方程式为。

II.在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上CO2电还原为CO的反应进程中（H+被还原为H2的

反应可同时发生），相对能量变化如图.由此判断，CCh电还原为C