三年高考（2017_2019）高考化學真題分項匯編專題15化學反應(yīng)原理綜合（含解析）.docx

專題15 化學反應(yīng)原理綜合12019新課標水煤氣變換CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：（1）Shibata曾做過下列實驗：使純H2緩慢地通過處于721 下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0250。在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0192。根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO_H2（填“大于”或“小于”）。（2）721 時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當?shù)拇呋瘎┻M行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)為_（填標號）。A0.25B0.25 C0.250.50D0.50E0.50（3）我國學者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標注?？芍簹庾儞Q的H_0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E正=_eV，寫出該步驟的化學方程式_。（4）Shoichi研究了467 、489 時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系（如下圖所示），催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的和相等、和相等。計算曲線a的反應(yīng)在3090 min內(nèi)的平均速率(a)=_kPamin1。467 時和隨時間變化關(guān)系的曲線分別是_、_。489 時和隨時間變化關(guān)系的曲線分別是_、_。【答案】（1）大于（2）C（3）小于 2.02 COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*（或H2O*H*+OH*）（4）0.0047 b c a d【解析】【分析】（1）由H2、CO與CoO反應(yīng)后其氣體物質(zhì)的量分數(shù)判斷二者的傾向大??；（2）根據(jù)三段式以及CO與H2的傾向大小關(guān)系綜合判斷；（3）根據(jù)反應(yīng)物與生成物的相對能量差大小進行比較判斷；根據(jù)反應(yīng)物達到活化狀態(tài)所需能量為活化能以及相對能量差值大小計算并比較最大能壘；根據(jù)最大能壘對應(yīng)的反應(yīng)歷程對應(yīng)的物質(zhì)寫出方程式；（4）根據(jù)圖中曲線a在3090 min內(nèi)分壓變化量計算平均反應(yīng)速率；先根據(jù)CO與H2的傾向大小關(guān)系判斷CO與H2的含量范圍，然后根據(jù)溫度變化對化學平衡的影響判斷出在不同溫度下曲線對應(yīng)的物質(zhì)。【詳解】（1）H2還原氧化鈷的方程式為：H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)；CO還原氧化鈷的方程式為：CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)，平衡時H2還原體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)（）高于CO還原體系中CO的物質(zhì)的量分數(shù)（），故還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO大于H2；（2）721 時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，可設(shè)其物質(zhì)的量為1mol，則CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始（mol） 1 1 0 0轉(zhuǎn)化（mol） x x x x平衡（mol） 1-x 1-x x x則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)=，因該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故x0.5，由此可判斷最終平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分數(shù)介于0.250.50，故答案為C；（3）根據(jù)水煤氣變換CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)并結(jié)合水煤氣變換的反應(yīng)歷程相對能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤氣變換的H小于0；活化能即反應(yīng)物狀態(tài)達到活化狀態(tài)所需能量，根據(jù)變換歷程的相對能量可知，最大差值為：其最大能壘（活化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；該步驟的反應(yīng)物為COOH+H+H2OCOOH+2H+OH；因反應(yīng)前后COOH和1個H未發(fā)生改變，也可以表述成H2OH+OH；（4）由圖可知，3090 min內(nèi)a曲線對應(yīng)物質(zhì)的分壓變化量p=（4.08-3.80）kPa=0.28 kPa，故曲線a的反應(yīng)在3090 min內(nèi)的平均速率(a)=0.0047 kPamin1；由（2）中分析得出H2的物質(zhì)的量分數(shù)介于0.250.5，CO的物質(zhì)的量分數(shù)介于00.25，即H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將圖分成兩部分：由此可知，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動，CO分壓增加，H2分壓降低，故467 時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c；489 時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。【點睛】本題以水煤氣交換為背景，考察化學反應(yīng)原理的基本應(yīng)用，較為注重學生學科能力的培養(yǎng)，難點在于材料分析和信息提取，圖像比較新，提取信息能力較弱的學生，會比較吃力。第（3）問來源于我國化學工作者發(fā)表在頂級刊物Science中的文章“沉積在-MoC上單層金原子對水煤氣的低溫催化反應(yīng)”，試題以文章中的單原子催化能量變化的理論計算模型為情境，讓學生認識、分析催化吸附機理及反應(yīng)過程中的能量變化。本題屬于連貫性綜合題目，本題的解題關(guān)鍵在于第（1）問的信息理解與應(yīng)用，若本題的第（1）問判斷錯誤，會導致后續(xù)多數(shù)題目判斷錯誤；第（2）問可以采取特殊值法進行賦值并結(jié)合極限法計算，考生若只是考慮到完全轉(zhuǎn)化極限，則只能判斷出H2的物質(zhì)的量分數(shù)小于0.5，這是由于對題干的信息應(yīng)用能力不熟練而導致；對于第（4）問中曲線對應(yīng)物質(zhì)的確定需根據(jù)第（1）（2）問得出的相關(guān)結(jié)論進行推斷，需先確定物質(zhì)對應(yīng)曲線，然后再根據(jù)勒夏特列原理判讀相關(guān)物質(zhì)的變化。22019新課標 環(huán)戊二烯（）是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知：(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 對于反應(yīng)：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。（2）某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯（）在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為_，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有_（填標號）。A通入惰性氣體B提高溫度C增加環(huán)戊烯濃度D增加碘濃度（3）環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是_（填標號）。AT1T2Ba點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率Ca點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率Db點時二聚體的濃度為0.45 molL1（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為），后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機溶劑）。該電解池的陽極為_，總反應(yīng)為_。電解制備需要在無水條件下進行，原因為_。【答案】（1）89.3（2）403.56104BD（3）CD（4）Fe電極Fe+2=+H2（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2）水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH，進一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2【解析】【分析】（1）利用蓋斯定律解題；（2）利用差量法計算轉(zhuǎn)化率；三行式法計算平衡常數(shù)；根據(jù)平衡移動原理解釋；（3）通過外界因素對速率的影響和平衡狀態(tài)的形成分析A、B、C選項，D選項觀察圖象計算；（4）根據(jù)陽極：升失氧；陰極：降得還進行分析確定陰陽極；根據(jù)題干信息中Na元素的變化確定環(huán)戊二烯得電子數(shù)和還原產(chǎn)物，進而寫出電極反應(yīng)式；注意Na與水會反應(yīng)，F(xiàn)e2+在堿性條件下生成沉淀?！驹斀狻浚?）根據(jù)蓋斯定律-，可得反應(yīng)的H=89.3kJ/mol；（2）假設(shè)反應(yīng)前碘單質(zhì)與環(huán)戊烯均為nmol，平衡時環(huán)戊烯反應(yīng)了xmol，根據(jù)題意可知；（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物質(zhì)的量 1mol 1mol 1mol 2mol 1molxmol 2n20%得x=0.4nmol，轉(zhuǎn)化率為0.4n/n100%=40%；（g） + I2（g）= （g）+ 2HI（g）P（初） 0.5105 0.5105 0 0P 0.510540% 0.510540% 0.510540% 110540%P（平） 0.3105 0.3105 0.2105 0.4105Kp=3.56104；AT、V一定，通入惰性氣體，由于對反應(yīng)物和生成物濃度無影響，速率不變，平衡不移動，故A錯誤；B升高溫度，平衡向吸熱方向移動，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故B正確；C增加環(huán)戊烯的濃度平衡正向移動，但環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率降低，故C錯誤；D,增加I2的濃度，平衡正向移動，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故D正確；（3）A溫度越高化學反應(yīng)速率越快，單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度減少越多，則T1v(逆)，a點反應(yīng)物濃度大于b點，故a點正反應(yīng)速率大于b點，故C正確；Db點時環(huán)戊二烯濃度由1.5mol/L減小到0.6mol/L，減少了0.9mol/L，因此生成二聚體0.45mol/L，故D正確。（4）根據(jù)陽極升失氧可知Fe為陽極；根據(jù)題干信息Fe-2e-=Fe2+，電解液中鈉離子起到催化劑的作用使得環(huán)戊二烯得電子生成氫氣，同時與亞鐵離子結(jié)合生成二茂鐵，故電極反應(yīng)式為Fe+2=+H2；電解必須在無水條件下進行，因為中間產(chǎn)物Na會與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會和氫氧根離子結(jié)合生成沉淀?！军c睛】本題以能力立意，考查提取信息、處理信息的能力及分析問題、解決問題的能力。充分體現(xiàn)了化學學科思想、學科方法、創(chuàng)新意識和學科價值，易錯點第（2）小題平衡常數(shù)計算；第（4）小題電極反應(yīng)式的書寫。32019新課標 近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：（1）Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl) c(O2)分別等于11、41、71時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K（300）_K（400）（填“大于”或“小于”）。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進料濃度比c(HCl)c(O2)=11的數(shù)據(jù)計算K（400）=_（列出計算式）。按化學計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)c(O2)過低、過高的不利影響分別是_。（2）Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol-1。（3）在一定溫度的條件下，進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是_。（寫出2種）（4）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_（寫反應(yīng)方程式）。電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，需消耗氧氣_L（標準狀況）?！敬鸢浮浚?）大于 O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低（2）116（3）增加反應(yīng)體系壓強、及時除去產(chǎn)物（4）Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6【解析】【詳解】（1）根據(jù)反應(yīng)方程式知，HCl平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡常數(shù)K越大，結(jié)合圖像知升高溫度平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行，則K(300)K(400)；由圖像知，400時，HCl平衡轉(zhuǎn)化率為84%，用三段式法對數(shù)據(jù)進行處理得：起始（濃度） c0 c0 0 0變化（濃度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡（濃度）(1-0.84)c0(1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0則K=；根據(jù)題干信息知，進料濃度比過低，氧氣大量剩余，導致分離產(chǎn)物氯氣和氧氣的能耗較高；進料濃度比過高，HCl不能充分反應(yīng)，導致HCl轉(zhuǎn)化率較低；（2）根據(jù)蓋斯定律知，（反應(yīng)I+反應(yīng)II+反應(yīng)III）2得 H=（H1+H2+H3）2=-116kJmol-1；（3）若想提高HCl的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該促使平衡正向移動，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，可以增大壓強，使平衡正向移動；也可以及時除去產(chǎn)物，減小產(chǎn)物濃度，使平衡正向移動；（4）電解過程中，負極區(qū)即陰極上發(fā)生的是得電子反應(yīng)，元素化合價降低，屬于還原反應(yīng)，則圖中左側(cè)為負極反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知電極反應(yīng)為：Fe3+eFe2+和4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子，根據(jù)電子得失守恒可知需消耗氧氣的物質(zhì)的量是1mol40.25mol，在標準狀況下的體積為0.25mol22.4L/mol5.6L。42019江蘇 CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。（1）CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見下圖。寫出400600 范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學方程式： 。與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是 。（2）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。寫出陰極CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式： 。電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是 。（3）CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H =41.2 kJmol1反應(yīng)：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H =122.5 kJmol1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中：CH3OCH3的選擇性=100溫度高于300 ，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是 。220 時，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時間后，測得CH3OCH3的選擇性為48%（圖中A點）。不改變反應(yīng)時間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有 ?！敬鸢浮浚?）CaC2O4CaCO3+COCaC2O4H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔（2）CO2+H+2eHCOO或CO2+2eHCOO+陽極產(chǎn)生O2，pH減小，濃度降低；K+部分遷移至陰極區(qū)（3）反應(yīng)的H0，反應(yīng)的H0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過下降幅度增大壓強，使用對反應(yīng)催化活性更高的催化劑【解析】【分析】本題注重理論聯(lián)系實際，引導考生認識并體會化學科學對社會發(fā)展的作用，試題以減少CO2排放，充分利用碳資源為背景，考查化學反應(yīng)原理模塊中方程式的計算、電化學、外界條件對化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響等基本知識；【詳解】（1）令CaC2O4H2O的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為146g，根據(jù)圖像，第一階段剩余固體質(zhì)量為128，原固體質(zhì)量為146 g，相差18 g，說明此階段失去結(jié)晶水，第二階段從剩余固體質(zhì)量與第一階段剩余固體質(zhì)量相對比，少了28 g，相差1個CO，因此400600范圍內(nèi)，分解反應(yīng)方程式為CaC2O4CaCO3+CO。CaC2O4H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔，增加與CO2的接觸面積，更好捕捉CO2。（2）根據(jù)電解原理，陰極上得到電子，化合價降低，CO2+H+2eHCOO或CO2+2eHCOO+。陽極反應(yīng)式為2H2O4eO24H，陽極附近pH減小，H與HCO3反應(yīng)，同時部分K遷移至陰極區(qū)，所以電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低。（3）根據(jù)反應(yīng)方程式，反應(yīng)I為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進行，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)圖像，上升幅度超過下降幅度，因此溫度超過300時，CO2轉(zhuǎn)化率上升。 圖中A點CH3OCH3的選擇性沒有達到此溫度下平衡時CH3OCH3的選擇性，依據(jù)CH3OCH3選擇性公式，提高CH3OCH3選擇性，不改變反應(yīng)時間和溫度時，根據(jù)反應(yīng)II，可以增大壓強，或者使用對反應(yīng)II催化活性更高的催化劑?！军c睛】本題的難點（1）是文字敘述，應(yīng)根據(jù)圖像和所學知識，結(jié)合所問問題進行分析解答；（2）電極反應(yīng)式的書寫，陰極反應(yīng)是將CO2還原成HCOO，先寫出CO22eHCOO，然后根據(jù)原子守恒和電荷守恒，得出CO2+H+2eHCOO，或者為CO2+2eHCOO+。52019北京氫能源是最具應(yīng)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。反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為41，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是_。已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)C(s)+2H2(g) H3iii為積炭反應(yīng)，利用H1和H2計算H3時，還需要利用_反應(yīng)的H。反應(yīng)物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于初始反應(yīng)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)系如下圖所示。從t1時開始，H2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，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2時，連接_。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_。改變開關(guān)連接方式，可得O2。結(jié)合和中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：_。【答案】（1）CH4+2H2O4H2+CO2 C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+ CO2(g)2CO(g) a b c 降低 CaO+ CO2CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積（2）K1 2H2O+2e-H2+2OH-制H2時，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2+ OH-e-NiOOH+H2O。制O2時，上述電極反應(yīng)逆向進行，使電極3得以循環(huán)使用【解析】【詳解】（1）由于生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4：1，反應(yīng)物是甲烷和水蒸氣，因而反應(yīng)方程式為CH4+2H2O4H2+CO2。-可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，設(shè)為，用-可得C(s)+CO2(g)2CO(g)，因為還需利用C(s)+CO2(g)2CO(g)反應(yīng)的焓變。初始反應(yīng)n(H2O):n(CH4)=2：1，說明加入的水蒸氣過量，又反應(yīng)器中反應(yīng)都存在一定可逆性，根據(jù)反應(yīng)知水蒸氣濃度越大，甲烷的轉(zhuǎn)化率越高，a正確；根據(jù)反應(yīng)知水蒸氣濃度越大，CO的轉(zhuǎn)化率越高，b正確；和產(chǎn)生氫氣，使得氫氣濃度變大，抑制反應(yīng)，積炭生成量減少，c正確。t1時CaO消耗率曲線斜率減小，因而單位時間內(nèi)CaO的消耗率降低。CaO+ CO2CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積，因而失效。（2）電極生成H2時，根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?，因而電極須連接負極，因而制H2時，連接K1，該電池在堿性溶液中，由H2O提供H+，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2+2OH-。電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-，當連接K1時，Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH，當連接K2時，NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2，因而作用是連接K1或K2時，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移。62019天津 多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。回答下列問題：硅粉與在300時反應(yīng)生成氣體和，放出熱量，該反應(yīng)的熱化學方程式為_。的電子式為_。將氫化為有三種方法，對應(yīng)的反應(yīng)依次為：（1）氫化過程中所需的高純度可用惰性電極電解溶液制備，寫出產(chǎn)生的電極名稱_（填“陽極”或“陰極”），該電極反應(yīng)方程式為_。 （2）已知體系自由能變，時反應(yīng)自發(fā)進行。三個氫化反應(yīng)的與溫度的關(guān)系如圖1所示，可知：反應(yīng)能自發(fā)進行的最低溫度是_；相同溫度下，反應(yīng)比反應(yīng)的小，主要原因是_。（3）不同溫度下反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率如圖2所示。下列敘述正確的是_（填序號）。aB點：b：A點點c反應(yīng)適宜溫度：（4）反應(yīng)的_（用，表示）。溫度升高，反應(yīng)的平衡常數(shù)_（填“增大”、“減小”或“不變”）。（5）由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質(zhì)除、和外，還有_（填分子式）。【答案】（1）陰極或（2）1000導致反應(yīng)的?。?）a、c（4）減小（5）、【解析】【分析】書寫熱化學方程式時一定要標注出各物質(zhì)的狀態(tài)，要將熱化學方程式中焓變的數(shù)值與化學計量數(shù)對應(yīng)。本題的反應(yīng)溫度需要標注為條件；（1）惰性電極電解KOH溶液，實質(zhì)是電解水，產(chǎn)生氫氣的必為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。（2）“看圖說話”，將反應(yīng)的縱、橫坐標對應(yīng)起來看，即可順利找到最低溫度。影響自由能變的因素主要是焓變和熵變，分析發(fā)現(xiàn)熵變對反應(yīng)反而不利，說明焓變影響大，為主要影響因素；（3）據(jù)圖判斷化學平衡的建立和移動是分析的關(guān)鍵。注意時間是一個不變的量。（4）此問是蓋斯定律的簡單應(yīng)用，對熱化學方程式直接進行加減即可?！驹斀狻繀⒓臃磻?yīng)的物質(zhì)是固態(tài)的Si、氣態(tài)的HCl，生成的是氣態(tài)的SiHCl3和氫氣，反應(yīng)條件是300，配平后發(fā)現(xiàn)SiHCl3的化學計量數(shù)恰好是1，由此可順利寫出該條件下的熱化學方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H=-225kJmol-1；SiHCl3中硅與1個H、3個Cl分別形成共價單鍵，由此可寫出其電子式為：，注意別漏標3個氯原子的孤電子對；（1）電解KOH溶液，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生O2、陰極發(fā)生還原反應(yīng)才產(chǎn)生H2；陰極的電極反應(yīng)式可以直接寫成2H+2e-=H2，或?qū)懗捎伤秒娮右部梢裕?H2O+2e-=H2+2OH-；（2）由題目所給的圖1可以看出，反應(yīng)（最上面那條線）當G=0時，對應(yīng)的橫坐標溫度是1000；從反應(yīng)前后氣體分子數(shù)的變化來看，反應(yīng)的熵變化不大，而反應(yīng)中熵是減小的，可見熵變對反應(yīng)的自發(fā)更不利，而結(jié)果反應(yīng)的G更負，說明顯然是焓變產(chǎn)生了較大的影響，即H2H1導致反應(yīng)的G?。▋蓚€反應(yīng)對應(yīng)的H，一個為正值，一個為負值，大小比較很明顯）；（3）圖2給的是不同溫度下的轉(zhuǎn)化率，注意依據(jù)控制變量法思想，此時所用的時間一定是相同的，所以圖示中A、B、C點反應(yīng)均正向進行，D點剛好達到平衡，D點到E點才涉及平衡的移動。在到達平衡狀態(tài)以前，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，a項正確，B點反應(yīng)正向進行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；b點錯誤，溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以E點的正（或逆）反應(yīng)速率均大于A點；c項正確，C到D點，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率較高，選擇此溫度范圍比較合適，在實際工業(yè)生產(chǎn)中還要綜合考慮催化劑的活性溫度。（4）將反應(yīng)反向，并與反應(yīng)直接相加可得反應(yīng)，所以H3=H2-H1，因H20，所以H3必小于0，即反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而放熱反應(yīng)的化學平衡常數(shù)隨著溫度的升高而減小；（5）反應(yīng)生成的HCl可用于流程中粗硅提純的第1步，三個可逆反應(yīng)中剩余的H2也可循環(huán)使用?！军c睛】對于反應(yīng)的吉布斯自由能大小比較及變化的分析，要緊緊抓住焓判據(jù)和熵判據(jù)進行分析。判斷圖2中時間是一個不變的量，是看清此圖的關(guān)鍵。明白了自變量只有溫度，因變量是SiCl4的轉(zhuǎn)化率，才能落實好平衡的相關(guān)知識的應(yīng)用，如平衡的建立，平衡的移動以及平衡常數(shù)隨溫度變化的規(guī)律等。72019浙江4月選考 水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠值得探究的物質(zhì)”。（1）關(guān)于反應(yīng)H2(g)1/2O2(g) H2O(l)，下列說法不正確的是_。A焓變H0，熵變S0B可以把反應(yīng)設(shè)計成原電池，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化C一定條件下，若觀察不到水的生成，說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進行D選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進行（2）根據(jù)H2O的成鍵特點，畫出與圖中H2O分子直接相連的所有氫鍵(OHO)_。將一定量水放入抽空的恒容密閉容器中，測定不同溫度(T)下氣態(tài)、液態(tài)水平衡共存H2O(l)H2O(g)時的壓強(p)。在圖中畫出從20開始經(jīng)過100的p隨T變化關(guān)系示意圖(20時的平衡壓強用p1表示)_。（3）水在高溫高壓狀態(tài)下呈現(xiàn)許多特殊的性質(zhì)。當溫度、壓強分別超過臨界溫度(374.2)、臨界壓強(22.1 MPa)時的水稱為超臨界水。與常溫常壓的水相比，高溫高壓液態(tài)水的離子積會顯著增大。解釋其原因_。如果水的離子積Kw從1.01014增大到1.01010，則相應(yīng)的電離度是原來的_倍。超臨界水能夠與氧氣等氧化劑以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。一定實驗條件下，測得乙醇的超臨界水氧化結(jié)果如圖所示，其中x為以碳元素計的物質(zhì)的量分數(shù)，t為反應(yīng)時間。下列說法合理的是_。A乙醇的超臨界水氧化過程中，一氧化碳是中間產(chǎn)物，二氧化碳是最終產(chǎn)物B在550條件下，反應(yīng)時間大于15 s時，乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全C乙醇的超臨界水氧化過程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應(yīng)的速率，而且兩者數(shù)值相等D隨溫度升高，xCO峰值出現(xiàn)的時間提前，且峰值更高，說明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增長幅度更大（4）以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計電解池，通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。陽極的電極反應(yīng)式是_。制備H2O2的總反應(yīng)方程式是_?！敬鸢浮浚?）C（2）（3）水的電離為吸熱過裎，升高溫度有利于電離(壓強對電離平衡影響不大)100ABD（4）2HSO4-2eS2O82-2H+或2SO42-2eS2O82-2H2OH2O2H2【解析】【分析】本題以水為載體考查了化學反應(yīng)原理的相關(guān)知識，如電化學，化學平衡等?！驹斀狻浚?）A氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，H0，該反應(yīng)中氣體變?yōu)橐后w，為熵減過程，故S0，A項正確；B該反應(yīng)可設(shè)計為氫氧燃料電池，其化學能轉(zhuǎn)為電能，B項正確；C某條件下自發(fā)反應(yīng)是一種傾向，不代表真實發(fā)生，自發(fā)反應(yīng)往往也需要一定的反應(yīng)條件才能發(fā)生，如點燃氫氣，C項錯誤；D催化劑降低活化能，加快反應(yīng)速率，D項正確。故答案選C。（2）H2O電子式為，存在兩對孤電子對，因而O原子可形成兩組氫鍵，每個H原子形成一個氫鍵，圖為：100，101kPa為水的氣液分界點，20和p1為另一個氣液分界點，同時升高溫度和增加壓強利于水從液體變?yōu)闅怏w，因而曲線為增曲線，可做圖為：（3）水的電離為吸熱過裎，升高溫度有利于電離，壓強對固液體影響不大，可忽略。c(H+)=，當Kw=1.010-14，c1(H+)=10-7mol/L，當Kw=1.010-10，c2(H+)=10-5mol/L，易知后者是前者的100倍，所以相應(yīng)的電離度是原來的100倍。A觀察左側(cè)x-t圖像可知，CO先增加后減少，CO2一直在增加，所以CO為中間產(chǎn)物，CO2為最終產(chǎn)物，A項正確；B觀察左側(cè)x-t圖像，乙醇減少為0和CO最終減少為0的時間一致，而右圖xCO-t圖像中550，CO在15s減為0，說明乙醇氧化為CO2趨于完全，B項正確；C乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應(yīng)的速率，但兩者數(shù)值不相等，比值為化學計量數(shù)之比，等于1：2，C項錯誤；D隨著溫度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中間產(chǎn)物，為乙醇不完全氧化的結(jié)果，CO峰值出現(xiàn)的時間提前，且峰值更高，說明乙醇氧化為CO和CO2速率必須加快，且大于CO的氧化速率，D項正確。故答案選ABD。（4）電解池使用惰性電極，陽極本身不參與反應(yīng)，陽極吸引HSO4-（或SO42-）離子，并放電生成S2O82-，因而電極反應(yīng)式為2HSO4-2e=S2O82-2H+或2SO42-2e=S2O82- 。通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8和H2。由題中信息可知，生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用，說明(NH4)2S2O8與水反應(yīng)除了生成H2O2，還有NH4HSO4生成，因而總反應(yīng)中只有水作反應(yīng)物，產(chǎn)物為H2O2和H2,故總反應(yīng)方程式為2H2OH2O2H2。82018新課標卷 采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：（1）1840年 Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為_。（2）F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25時N2O5（g）分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=時，N2O5（g）完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g） H1=4.4 kJmol1 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJmol1則反應(yīng)N2O5（g）=2NO2（g）+O2（g）的H =_ kJmol1。研究表明，N2O5（g）分解的反應(yīng)速率v=2103（kPamin1）。t=62 min時，測得體系中 =2.9 kPa，則此時的=_ kPa，v=_ kPamin1。若提高反應(yīng)溫度至35，則N2O5（g）完全分解后體系壓強p（35）_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_。25時N2O4（g）2NO2（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。（3）對于反應(yīng)2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步 N2O5NO3+NO2 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反應(yīng)第三步 NO+NO32NO2 快反應(yīng)其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_（填標號）。Av（第一步的逆反應(yīng)）v（第二步反應(yīng)）B反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D第三步反應(yīng)活化能較高【答案】（1）O2 （2）53.1 30.0 6.0102 大于 溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高 13.4 （3）AC【解析】分析：（1）根據(jù)還原劑失去電子轉(zhuǎn)化為氧化產(chǎn)物判斷；（2）根據(jù)蓋斯定律計算；根據(jù)壓強之比是物質(zhì)的量之比計算；根據(jù)溫度對壓強和平衡狀態(tài)的影響分析；根據(jù)五氧化二氮完全分解時的壓強計算出二氧化氮、氧氣的壓強，然后再根據(jù)二氧化氮轉(zhuǎn)化的方程式計算平衡時二氧化氮、四氧化二氮的壓強。（3）根據(jù)三步反應(yīng)的特點分析判斷。詳解：（1）氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價會升高，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2；（2）已知：、2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H14.4kJ/mol、2NO2(g)N2O4(g) H255.3kJ/mol根據(jù)蓋斯定律可知2即得到N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g) H153.1kJ/mol；根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2，又因為壓強之比是物質(zhì)的量之比，所以消耗五氧化二氮減少的壓強是2.9kPa25.8kPa，則此時五氧化二氮的壓強是35.8kPa5.8kPa30.0kPa，因此此時反應(yīng)速率v2.0103306.0102（kPamin1）；由于溫度升高，容器容積不變，總壓強提高，且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高，所以若提高反應(yīng)溫度至35，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p(35)大于63.1 kPa。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時的壓強是63.1kPa，根據(jù)方程式可知完全分解時最初生成的二氧化氮的壓強是35.8kPa271.6 kPa，氧氣是35.8kPa217.9 kPa，總壓強應(yīng)該是71.6 kPa+17.9 kPa89.5 kPa，平衡后壓強減少了89.5 kPa63.1kPa26.4kPa，所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時四氧化二氮對應(yīng)的壓強是26.4kPa，二氧化氮對應(yīng)的壓強是71.6 kPa26.4kPa218.8kPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)。（3）A、第一步反應(yīng)快，所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率，A正確； B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO，B錯誤；C、根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效，C正確；D、第三步反應(yīng)快，所以第三步反應(yīng)的活化能較低，D錯誤。答案選AC。點睛：本題主要是考查化學反應(yīng)原理，側(cè)重于化學反應(yīng)速率與化學平衡的有關(guān)分析與計算，題目難度較大。試題設(shè)計新穎，陌生感強，計算量較大，對學生的要求較高。壓強和平衡常數(shù)的計算是解答的難點，注意從阿伏加德羅定律的角度去理解壓強與氣體物質(zhì)的量之間的關(guān)系，注意結(jié)合反應(yīng)的方程式和表中數(shù)據(jù)的靈活應(yīng)用。也可以直接把壓強看作是物質(zhì)的量利用三段式計算。92018新課標卷 CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：（1）CH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)= CH4 (g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+(g)=CO(g) H=-111 kJmol1該催化重整反應(yīng)的H=_ kJmol1，有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_（填標號）。A高溫低壓B低溫高壓C高溫高壓D低溫低壓某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為_mol2L2。（2）反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：積碳反應(yīng)CH4(g)= C(s)+2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化劑X33 91 催化劑Y4372由上表判斷，催化劑X_Y（填“優(yōu)于”或“劣于”），理由是_。在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）和速率（v）的敘述正確的是_（填標號）。AK積、K消均增加Bv積減小，v消增加 CK積減小，K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=kp(CH4) （k為速率常數(shù)）。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為_?！敬鸢浮浚?）247 A （2）劣于 相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算；根據(jù)反應(yīng)特點結(jié)合溫度和壓強對平衡狀態(tài)的影響解答；根據(jù)轉(zhuǎn)化率利用三段式計算平衡常數(shù)；（2）根據(jù)活化能對反應(yīng)的影響分析；根據(jù)反應(yīng)熱結(jié)合溫度對平衡狀態(tài)的影響以及圖像曲線變化趨勢解答；根據(jù)反應(yīng)速率方程式分析影響其因素結(jié)合圖像解答。詳解：（1）已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1根據(jù)蓋斯定律可知2即得到該催化重整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)，所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓，答案選A；某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，根據(jù)方程式可知CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)起始濃度（mol/L） 1 0.5 0 0轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5平衡濃度（mol/L） 0.75 0.25 0.5 0.5所以其平衡常數(shù)為 m