專題24 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題-能量主線型-五年（2020-2024）高考化學(xué)真題分類匯編（解析版）

2024年高考真題化學(xué)試題PAGEPAGE1專題24化學(xué)反應(yīng)原理綜合題——能量主線型考向五年考情（2020-2024）命題趨勢能量主線型化學(xué)反應(yīng)原理綜合題2024·浙江6月卷2024·甘肅卷2024·湖南卷2024·江蘇卷2023·全國甲卷2023·海南卷2023·江蘇卷2023·河北卷2023·天津卷2023·重慶卷2023·北京卷2022·浙江卷2022·湖北卷2022·天津卷2022·江蘇卷2022·重慶卷2022·遼寧卷2021·河北卷2021·湖南卷2020·新課標(biāo)Ⅱ卷2020·江蘇卷2020·天津卷化學(xué)反應(yīng)原理綜合題主要考查熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等主干理論知識，主要命題點有蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的分析、化學(xué)平衡常數(shù)的表達式書寫與計算、反應(yīng)條件的分析選擇、生產(chǎn)生活中的實際應(yīng)用等，試題常以填空、讀圖、作圖、計算等形式呈現(xiàn)。試題一般以與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系的物質(zhì)為背景材料命制組合題，各小題之間又有一定的獨立性。主要考查學(xué)生的信息處理能力、學(xué)科內(nèi)綜合分析能力，應(yīng)用反應(yīng)原理解決生產(chǎn)實際中的具體問題，體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)。在近幾年的相關(guān)考題中，對單一因素影響的考查已經(jīng)越來越少了，主要以“多因素影響”出現(xiàn)，考查學(xué)生的綜合分析判斷能力。以實際情景(場景)為背景，更能體現(xiàn)核心素養(yǎng)的要求。而在實際生產(chǎn)過程中，影響因素是多元化、多方位和多層次的。1．（2024·浙江6月卷）氫是清潔能源，硼氫化鈉()是一種環(huán)境友好的固體儲氫材料，其水解生氫反應(yīng)方程式如下：(除非特別說明，本題中反應(yīng)條件均為，)請回答：（1）該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是_______。A．高溫 B．低溫 C．任意溫度 D．無法判斷（2）該反應(yīng)比較緩慢。忽略體積變化的影響，下列措施中可加快反應(yīng)速率的是_______。A．升高溶液溫度 B．加入少量異丙胺C．加入少量固體硼酸 D．增大體系壓強（3）為加速水解，某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑，當(dāng)該催化劑足量、濃度一定且活性不變時，測得反應(yīng)開始時生氫速率v與投料比之間的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。請解釋ab段變化的原因。（4）氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池中產(chǎn)生電能。某研究小組的自制熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖2所示，正極上的電極反應(yīng)式是。該電池以恒定電流工作14分鐘，消耗體積為，故可測得該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為。[已知：該條件下的摩爾體積為；電荷量電流時間；；。]（5）資源的再利用和再循環(huán)有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。選用如下方程式，可以設(shè)計能自發(fā)進行的多種制備方法，將反應(yīng)副產(chǎn)物偏硼酸鈉()再生為。(已知：是反應(yīng)的自由能變化量，其計算方法也遵循蓋斯定律，可類比計算方法；當(dāng)時，反應(yīng)能自發(fā)進行。)I．II．III．請書寫一個方程式表示再生為的一種制備方法，并注明。(要求：反應(yīng)物不超過三種物質(zhì)；氫原子利用率為。)〖答案〗（1）C（2）A（3）隨著投料比增大，NaBH4的水解轉(zhuǎn)化率降低（4）O2+4e-+2CO2=270%（5）〖解析〗（1）反應(yīng)，，由可知，任意溫度下，該反應(yīng)均能自發(fā)進行，故〖答案〗選C；（2）A．升高溫度，活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大，反應(yīng)速率加快，A符合題意；B．加入少量異丙胺，H2O的量減少，化學(xué)反應(yīng)速率降低，B不符合題意；C.加入少量固體硼酸，H2O的量減少，化學(xué)反應(yīng)速率降低，C不符合題意；D．增大體系壓強，忽略體積變化，則氣體濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，D不符合題意；〖答案〗選A。（3）隨著投料比增大，NaBH4的水解轉(zhuǎn)化率降低，因此生成氫氣的速率不斷減小。（4）根據(jù)題干信息，該燃料電池中H2為負極，O2為正極，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)溶液，故正極的電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2CO2=2，該條件下，0.49LH2的物質(zhì)的量為，工作時，H2失去電子：H2-2e-=2H+，所帶電荷量為：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19=3840C，工作電荷量為：3.2×14×60=2688C，則該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為：；（5）結(jié)合題干信息，要使得氫原子利用率為100%，可由（2×反應(yīng)3）-（2×反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅰ）得，。2．（2024·甘肅卷）是制備半導(dǎo)體材料硅的重要原料，可由不同途徑制備。（1）由制備：已知時，由制備硅(填“吸”或“放”)熱。升高溫度有利于制備硅的原因是。（2）在催化劑作用下由粗硅制備：。，密閉容器中，經(jīng)不同方式處理的粗硅和催化劑混合物與和氣體反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示：①，經(jīng)方式處理后的反應(yīng)速率最快；在此期間，經(jīng)方式丙處理后的平均反應(yīng)速率。②當(dāng)反應(yīng)達平衡時，的濃度為，平衡常數(shù)K的計算式為。③增大容器體積，反應(yīng)平衡向移動?！即鸢浮剑?）吸587.02該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)正向移動，有利于制備硅（2）甲0.1952逆反應(yīng)方向〖解析〗（1）由題給熱化學(xué)方程式：①，；②，；則根據(jù)蓋斯定律可知，①+②，可得熱化學(xué)方程式，，則制備56gSi，即2molSi，需要吸收熱量為；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)正向移動，有利于制備硅。（2）①由轉(zhuǎn)化率圖像可知，0-50min，經(jīng)方式甲處理后反應(yīng)速率最快；經(jīng)方式丙處理后，50min時SiCl4的轉(zhuǎn)化率為4.2%，反應(yīng)的SiCl4的物質(zhì)的量為0.1mol×4.2%=0.0042mol，根據(jù)化學(xué)化學(xué)計量數(shù)可得反應(yīng)生成的SiHCl3的物質(zhì)的量為，平均反應(yīng)速率；②反應(yīng)達到平衡時，SiCl4的轉(zhuǎn)化率為14.6%，列出三段式為：當(dāng)反應(yīng)達平衡時，H2的濃度為，平衡常數(shù)K的計算式為；③增大容器體積，壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，即反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動。3．（2024·湖南卷）丙烯腈()是一種重要的化工原料。工業(yè)上以為載氣，用作催化劑生產(chǎn)的流程如下：已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應(yīng)溫度恒定：②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)：?。?/p>

③反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)：ⅱ：

ⅲ：

④在此生產(chǎn)條件下，酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：（1）總反應(yīng)(用含、、和的代數(shù)式表示)；（2）進料混合氣中，出料中四種物質(zhì)(、、、)的流量，(單位時間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時間變化關(guān)系如圖：①表示的曲線是(填“a”“b”或“c”)；②反應(yīng)釜Ⅰ中加入的作用是。③出料中沒有檢測到的原因是。④反應(yīng)后，a、b、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是。（3）催化劑再生時會釋放，可用氨水吸收獲得?，F(xiàn)將一定量的固體(含水)置于密閉真空容器中，充入和，其中的分壓為，在℃下進行干燥。為保證不分解，的分壓應(yīng)不低于(已知

分解的平衡常數(shù))；（4）以為原料，稀硫酸為電解液，Sn作陰極，用電解的方法可制得，其陰極反應(yīng)式?！即鸢浮剑?）ΔH1+ΔH2+ΔH3（2）c降低分壓有利于反應(yīng)i平衡正向移動且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率CH2=CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解反應(yīng)時間過長，催化劑中毒活性降低，反應(yīng)速率降低，故產(chǎn)物減少（3）40（4）Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4〖祥解〗工業(yè)上以N2為載氣，用TiO2作催化劑，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH為進料氣體生產(chǎn)CH2=CHCN，在反應(yīng)釜I中發(fā)生反應(yīng)i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3后，在反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反應(yīng)iii：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故產(chǎn)物的混合氣體中有CH2=CHCN、未反應(yīng)完的C2H5OH、CH2=CHCOOC2H5(g)和水；〖解析〗（1）根據(jù)蓋斯定律，總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應(yīng)i+反應(yīng)ii+反應(yīng)iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；（2）①根據(jù)總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，設(shè)進料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料氣中CH2=CHCOOC2H5含量很少，則生成CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物質(zhì)的量約為1mol，生成H2O(g)的物質(zhì)的量約為2mol，故出料氣中C2H5OH(g)物質(zhì)的量共約3mol，故出料氣中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O物質(zhì)的量之比約為1:3:2，故曲線c表示CH2=CHCN的曲線；②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)i是氣體體積增大的反應(yīng)，故加入C2H5OH降低分壓有利于反應(yīng)i平衡正向移動且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率；③丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的分解溫度約為160°C至170°C，出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是CH2=CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解；④反應(yīng)11h后，a、b、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是反應(yīng)時間過長，催化劑中毒活性降低，反應(yīng)速率降低，故產(chǎn)物減少；（3）0.72g水的物質(zhì)的量為0.04mol，故p(H2O)=2.5×102kPa?mol?1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反應(yīng)式為NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得p(NH3)=40kPa，故為保證NH4HCO3不分解，NH3的分壓應(yīng)不低于40kPa；（4）Sn(CH2CH2CN)4是有機化合物，與水不溶，水中不電離，以CH2=CHCN為原料在Sn做的陰極得電子制得Sn(CH2CH2CN)4，故陰極的電極反應(yīng)式為Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。4．（2024·江蘇卷）氫能是理想清潔能源，氫能產(chǎn)業(yè)鏈由制氫、儲氫和用氫組成。（1）利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫，原理如圖所示。反應(yīng)器Ⅰ中化合價發(fā)生改變的元素有；含CO和各1mol的混合氣體通過該方法制氫，理論上可獲得。（2）一定條件下，將氮氣和氫氣按混合勻速通入合成塔，發(fā)生反應(yīng)。海綿狀的作催化劑，多孔作為的“骨架”和氣體吸附劑。①中含有CO會使催化劑中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②含量與表面積、出口處氨含量關(guān)系如圖所示。含量大于，出口處氨含量下降的原因是。（3）反應(yīng)可用于儲氫。①密閉容器中，其他條件不變，向含有催化劑的溶液中通入，產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示。溫度高于，產(chǎn)率下降的可能原因是。②使用含氨基物質(zhì)(化學(xué)式為，CN是一種碳衍生材料)聯(lián)合催化劑儲氫，可能機理如圖所示。氨基能將控制在催化劑表面，其原理是；用重氫氣(D2)代替H2，通過檢測是否存在(填化學(xué)式)確認反應(yīng)過程中的加氫方式。〖答案〗（1）C、H、Fe（2）多孔Al2O3可作為氣體吸附劑，含量過多會吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%時，α-Fe表面積減小，反應(yīng)速率減小，產(chǎn)生NH3減少。（3）NaHCO3受熱分解，導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降-NH2可以與形成氫鍵HDO〖解析〗（1）①反應(yīng)器I中參與反應(yīng)的物質(zhì)有CO、H2、Fe2O3，產(chǎn)物有CO2、H2O、Fe，發(fā)生反應(yīng)、化合價發(fā)生改變的元素有C、H、Fe。②CO、H2各1mol參與上述反應(yīng)，各生成molFe，共生成molFe，molFe在反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)，列比例計算，共生成molH?。（2）①根據(jù)題給反應(yīng)物及生成物書寫即可。②多孔Al2O3可作為氣體吸附劑，含量過多會吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%時，α-Fe表面積減小，反應(yīng)速率減小，這也會導(dǎo)致產(chǎn)生的NH3減少。（3）①NaHCO3受熱易分解，導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降。②氨基中的H原子連在電負性較大的N原子上，中的H原子連在電負性較大的O原子上，二者之間可以形成氫鍵③總反應(yīng)為，用D2代替H2，若生成HDO，則可確認反應(yīng)過程中的加氫方式。5．（2023·全國甲卷）甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①

②

反應(yīng)③的_______，平衡常數(shù)_______(用表示)。（2）電噴霧電離等方法得到的(等)與反應(yīng)可得。與反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在和下(其他反應(yīng)條件相同)進行反應(yīng)，結(jié)果如下圖所示。圖中的曲線是_______(填“a”或“b”。、時的轉(zhuǎn)化率為_______(列出算式)。

（3）分別與反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似，圖中以示例)。

(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則與反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線_______(填“c”或“d”)。(ⅲ)與反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量_______(填“＞”“＜”或“=”)。若與反應(yīng)，生成的氘代甲醇有_______種?！即鸢浮剑?）或（2）b（3）Ⅰc＜2〖解析〗（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③=(反應(yīng)②-①)，所以對應(yīng)；根據(jù)平衡常數(shù)表達式與熱化學(xué)方程式之間的關(guān)系可知，對應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)或，故〖答案〗為：；或；（2）根據(jù)圖示信息可知，縱坐標(biāo)表示-lg()，即與MO+的微粒分布系數(shù)成反比，與M+的微粒分布系數(shù)成正比。則同一時間內(nèi)，b曲線生成M+的物質(zhì)的量濃度比a曲線的小，證明化學(xué)反應(yīng)速率慢，又因同一條件下降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率減慢，所以曲線b表示的是300K條件下的反應(yīng)；根據(jù)上述分析結(jié)合圖像可知，、時-lg()=0.1，則=10-0.1，利用數(shù)學(xué)關(guān)系式可求出，根據(jù)反應(yīng)可知，生成的M+即為轉(zhuǎn)化的，則的轉(zhuǎn)化率為；故〖答案〗為：b；；（3）(ⅰ)步驟Ⅰ涉及的是碳氫鍵的斷裂和氫氧鍵的形成，步驟Ⅱ中涉及碳氧鍵形成，所以符合題意的是步驟Ⅰ；(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則此時正反應(yīng)活化能會增大，根據(jù)圖示可知，與反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；(ⅲ)與反應(yīng)時，因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則單位時間內(nèi)產(chǎn)量會下降，則氘代甲醇的產(chǎn)量＜；根據(jù)反應(yīng)機理可知，若與反應(yīng)，生成的氘代甲醇可能為或共2種，故〖答案〗為：＜；2。6．（2023·海南卷）磷酸二氫鉀在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。某研究小組用質(zhì)量分數(shù)為85%的磷酸與反應(yīng)制備，反應(yīng)方程式為一定條件下的實驗結(jié)果如圖1所示。

回答問題：（1）該條件下，反應(yīng)至1h時KCl的轉(zhuǎn)化率為。（2）該制備反應(yīng)的隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。該條件下反應(yīng)為反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)，且反應(yīng)熱隨溫度升高而。

（3）該小組為提高轉(zhuǎn)化率采用的措施中有：使用濃磷酸作反應(yīng)物、向系統(tǒng)中不斷通入水蒸氣等。它們能提高轉(zhuǎn)化率的原因是：不使用稀磷酸；通入水蒸氣。（4）298K時，的平衡常數(shù)。(已知的)〖答案〗（1）70%（2）吸熱降低（3）使用濃磷酸作反應(yīng)物可以提高磷酸的濃度，促使反應(yīng)正向進行使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應(yīng)正向進行（4）〖解析〗（1）由圖可知，該條件下，反應(yīng)至1h時KCl的轉(zhuǎn)化率為70%；（2）由圖可知，焓變?yōu)檎担瑒t該條件下反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且反應(yīng)熱隨溫度升高而降低；（3）使用濃磷酸作反應(yīng)物可以提高磷酸的濃度，促使反應(yīng)正向進行；向系統(tǒng)中不斷通入水蒸氣，使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應(yīng)正向進行；都可以促進氯化鉀的轉(zhuǎn)化率的提高；（4）298K時，的離子方程式為，其平衡常數(shù)。7．（2023·江蘇卷）空氣中含量的控制和資源利用具有重要意義。（1）燃煤煙氣中的捕集可通過如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)。

“吸收”后所得的溶液與石灰乳反應(yīng)的化學(xué)方程式為；載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的，其原因是。（2）合成尿素[]是利用的途徑之一。尿素合成主要通過下列反應(yīng)實現(xiàn)反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：①密閉體系中反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如圖甲所示，反應(yīng)Ⅰ的(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反應(yīng)體系中除發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ外，還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[]和尿素轉(zhuǎn)化為氰酸銨()等副反應(yīng)。尿素生產(chǎn)中實際投入和的物質(zhì)的量之比為，其實際投料比值遠大于理論值的原因是。（3）催化電解吸收的KOH溶液可將轉(zhuǎn)化為有機物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率()隨電解電壓的變化如圖乙所示。

其中，，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。①當(dāng)電解電壓為時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的為0，陰極主要還原產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。②當(dāng)電解電壓為時，陰極由生成的電極反應(yīng)式為。③當(dāng)電解電壓為時，電解生成的和的物質(zhì)的量之比為(寫出計算過程)。〖答案〗（1）相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳（2）<0適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高（3）H2或每生成1mol轉(zhuǎn)移12mole-，每生成1mol轉(zhuǎn)移2mole-，故電解生成的和的物質(zhì)的量之比為〖解析〗（1）由圖可知“吸收”后所得的溶液與石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣用于煅燒產(chǎn)生二氧化碳，產(chǎn)物KOH可回收利用，故化學(xué)方程式為。載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的的原因為相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳。（2）由圖可知升高溫度反應(yīng)Ⅰ的lgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其<0。實際投料比值遠大于理論值的原因是適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高。（3）當(dāng)電解電壓為時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的為0，說明二氧化碳為得電子，為氫離子得電子變成氫氣。當(dāng)電解電壓為時，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知堿性條件下陰極由生成的電極反應(yīng)式為或。當(dāng)電解電壓為時，電解過程中還原產(chǎn)物的為24%，還原產(chǎn)物的為8%，每生成1mol轉(zhuǎn)移12mole-，每生成1mol轉(zhuǎn)移2mole-，故電解生成的和的物質(zhì)的量之比為。8．（2023·河北卷）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質(zhì)以及氮的循環(huán)利用對解決環(huán)境和能源問題都具有重要意義。已知：物質(zhì)中的化學(xué)鍵斷裂時所需能量如下表。物質(zhì)能量/945498631回答下列問題：（1）恒溫下，將空氣(和的體積分數(shù)分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為的恒容密閉容器中，假設(shè)體系中只存在如下兩個反應(yīng)：i

ii

①。②以下操作可以降低上述平衡體系中濃度的有(填標(biāo)號)。A．縮小體積

B．升高溫度

C．移除

D．降低濃度③若上述平衡體系中，則(寫出含a、b、V的計算式)。（2）氫氣催化還原作為一種高效環(huán)保的脫硝技術(shù)備受關(guān)注。高溫下氫氣還原反應(yīng)的速率方程為為速率常數(shù)。在一定溫度下改變體系中各物質(zhì)濃度，測定結(jié)果如下表。組號10.100.10r20.100.2030.200.1040.050.30？表中第4組的反應(yīng)速率為。(寫出含r的表達式)（3）①以空氣中的氮氣為原料電解合成氨時，在(填“陰”或“陽”)極上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生。②氨燃料電池和氫燃料電池產(chǎn)生相同電量時，理論上消耗和的質(zhì)量比為，則在堿性介質(zhì)中氨燃料電池負極的電極反應(yīng)式為。③我國科學(xué)家研究了水溶液中三種催化劑(a、b、c)上電還原為(圖1)和電還原為(圖2)反應(yīng)歷程中的能量變化，則三種催化劑對電還原為的催化活性由強到弱的順序為(用字母a、b、c排序)。〖答案〗（1）181CD（2）（3）陰bac〖解析〗（1）①ΔH1=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=；故〖答案〗為：+181；②A．縮小體積，所有物質(zhì)濃度均增大，A不符合題意；B．升高溫度，平衡向著吸熱方向進行，反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，則升溫平衡正向進行，NO濃度增大，B不符合題意；C．移除NO2，平衡ii向正向進行，NO濃度降低，C符合題意；D．降低N2濃度，平衡逆向進行，消耗NO，NO濃度降低，D符合題意；故〖答案〗為：CD；③根據(jù)三段式，；故〖答案〗為：；；（2）實驗1與實驗2相比，，y=1，實驗1與實驗3相比，，x=2，代入實驗3，，根據(jù)實驗4計算，；故〖答案〗為：0.75r；（3）①N2生成NH3，化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則N2在陰極反應(yīng)；故〖答案〗為：陰；②燃料電池中，氨氣作負極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2，生成1個N2轉(zhuǎn)移6個電子，在堿性下發(fā)生，；故〖答案〗為：；③催化劑通過降低反應(yīng)活化能提高反應(yīng)速度，則催化活性由強到弱的順序為b＞a＞c；故〖答案〗為：bac。9．（2023·天津卷）工業(yè)上以硫黃為原料制備硫酸的原理示意圖如下，其過程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個階段。Ⅰ.硫液化后與空氣中的氧反應(yīng)生成SO2。（1）硫磺()的晶體類型是。（2）硫的燃燒應(yīng)控制事宜溫度。若進料溫服超過硫的沸點，部分燃燒的硫以蒸汽的形式隨SO2進入到下一階段，會導(dǎo)致(填序號)。a.硫的消耗量增加

b.SO2產(chǎn)率下降

c.生成較多SO3（3）SO2(g)氧化生成80gSO3(g)放出熱量98.3kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。隨溫度升高，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(填“升高”或“降低”)。（4）從能量角度分析，釩催化劑在反應(yīng)中的作用為。Ⅱ.一定條件下，釩催化劑的活性溫度范圍是450～600℃。為了兼顧轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可采用四段轉(zhuǎn)化工藝：預(yù)熱后的SO2和O2通過第一段的釩催化劑層進行催化氧化，氣體溫度會迅速接近600℃，此時立即將氣體通過熱交換器，將熱量傳遞給需要預(yù)熱的SO2和O2，完成第一段轉(zhuǎn)化。降溫后的氣體依次進行后三段轉(zhuǎn)化，溫度逐段降低，總轉(zhuǎn)化率逐段提高，接近平衡轉(zhuǎn)化率。最終反應(yīng)在450℃左右時，SO2轉(zhuǎn)化率達到97％。（5）氣體經(jīng)過每段的釩催化劑層，溫度都會升高，其原因是。升高溫度后的氣體都需要降溫，其目的是。（6）采用四段轉(zhuǎn)化工藝可以實現(xiàn)(填序號)。a．控制適宜的溫度，盡量加快反應(yīng)速率，盡可能提高SO2轉(zhuǎn)化率b．使反應(yīng)達到平衡狀態(tài)c．節(jié)約能源Ⅲ．工業(yè)上用濃硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3會產(chǎn)生酸霧，導(dǎo)致吸收效率降低。（7）SO3的吸收率與所用硫酸的濃度、溫度的關(guān)系如圖所示。據(jù)圖分析，最適合的吸收條件；硫酸的濃度，溫度。（8）用32噸含S99%的硫磺為原料生成硫酸，假設(shè)硫在燃燒過程中損失2%，SO2生成SO3的轉(zhuǎn)化率是97%，SO3吸收的損失忽略不計，最多可以生產(chǎn)98%的硫酸噸。〖答案〗（1）分子晶體（2）ab（3）2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)降低（4）降低反應(yīng)活化能（5）反應(yīng)放熱保持釩催化劑活性溫度，提高SO2轉(zhuǎn)化率，保證反應(yīng)速率（6）ac（7）98.3%60℃（8）94〖祥解〗先將硫黃在空氣中燃燒或焙燒，和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，生成的SO2和氧氣發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三氧化硫，生成的SO3用濃硫酸吸收得到硫酸；〖解析〗（1）是硫單質(zhì)的分子晶體；（2）a．第Ⅰ步時，硫粉液化并與氧氣共熱生成二氧化硫，若反應(yīng)溫度超過硫粉沸點，部分硫粉會轉(zhuǎn)化為硫蒸氣損失，消耗的硫粉會增大，a正確；b．硫蒸氣與生成的二氧化硫一同參加第Ⅱ步反應(yīng)過程中，降低二氧化硫的生成率，b正確；c．二氧化硫產(chǎn)率降低后，生成的三氧化硫也會減少，c錯誤；故選ab。（3）若每生成80g氣體三氧化硫，放出98.3kJ能量，80g三氧化硫的物質(zhì)的量為：80g÷80g/mol=1mol，則生成三氧化硫的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，則二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低；（4）催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率；（5）通入催化劑層后，體系(剩余反應(yīng)物與生成物)溫度升高的原因在于：二氧化硫和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)釋放能量使得溫度升高；每輪反應(yīng)后進行熱交換降溫的目的是：保持釩催化劑活性溫度，提高SO2轉(zhuǎn)化率，保證反應(yīng)速率；（6）a．由題目信息可知，在每段SO2向SO3轉(zhuǎn)化的過程中，各段控制適宜的溫度，溫度逐段降低，可以保持釩催化劑的活性溫度，保證SO2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率均保持較高水平，故a正確；b．由題目信息可知，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近平衡轉(zhuǎn)化率，也就是使得反應(yīng)接近平衡狀態(tài)，故b錯誤；c．降溫后的氣體依次進行后三段轉(zhuǎn)化，溫度逐段降低，節(jié)約了能源，故c正確；故選ac。（7）由圖可知，最適合吸收三氧化硫的濃硫酸質(zhì)量分數(shù)為98.3%，最適合吸收的溫度為60℃，此時SO3吸收率最高；（8）由題意可知，32噸含硫元素99%的硫粉物質(zhì)的量為，在第一步反應(yīng)中硫元素損失了2%，則生成二氧化硫，二氧化硫在第二步反應(yīng)中97%轉(zhuǎn)化為了三氧化硫，則生成三氧化硫，三氧化硫在第三步反應(yīng)中被吸收時，視作全部吸收，那么這批硫粉總計可以生產(chǎn)98%的濃硫酸，為94噸。10．（2023·重慶卷）銀及其化合物在催化與電化學(xué)等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用。（1）在銀催化下，乙烯與氧氣反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根據(jù)圖所示，回答下列問題：

①中間體生成吸附態(tài)的活化能為。②由生成的熱化學(xué)方程式為。（2）一定條件下，銀催化劑表面上存在反應(yīng)：，該反應(yīng)平衡壓強與溫度的關(guān)系如下：4014434631051100①時的平衡常數(shù)。②起始狀態(tài)Ⅰ中有和，經(jīng)下列過程達到各平衡狀態(tài)：

已知狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相等，下列敘述正確的是(填字母)。A．從Ⅰ到Ⅱ的過程B．C．平衡常數(shù)：D．若體積，則E．逆反應(yīng)的速率：③某溫度下，向恒容容器中加入，分解過程中反應(yīng)速率與壓強的關(guān)系為，k為速率常數(shù)(定溫下為常數(shù))。當(dāng)固體質(zhì)量減少時，逆反應(yīng)速率最大。若轉(zhuǎn)化率為，則(用表示)。（3）可用作固體離子導(dǎo)體，能通過加熱制得。上述兩種晶體的晶胞示意圖如圖所示(為了簡化，只畫出了碘離子在晶胞中的位置)。

①測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是(填字母)。A．質(zhì)譜儀

B．紅外光譜儀

C．核磁共振儀

D．射線衍射儀②與晶胞的體積之比為。③測定中導(dǎo)電離子類型的實驗裝置如圖所示。實驗測得支管a中質(zhì)量不變，可判定導(dǎo)電離子是而不是，依據(jù)是。

〖答案〗（1）83（2）10CDE（3）D12:7a中銀電極質(zhì)量減小，b中銀電極質(zhì)量增大〖解析〗（1）①過渡態(tài)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)物總能量的差值為活化能，中間體生成吸附態(tài)的活化能為。②由圖可知，生成放出熱量，放熱焓變?yōu)樨撝?，故熱化學(xué)方程式為；（2）①反應(yīng)中只有氧氣為氣體，結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知，時的平衡常數(shù)。②結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知，升高溫度，壓強變大，平衡正向移動，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；A．從Ⅱ到Ⅲ為體積增大，反應(yīng)正向移動的過程，導(dǎo)致固體質(zhì)量減小，已知狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相等，則從Ⅰ到Ⅱ的過程為固體質(zhì)量增大的過程，平衡逆向移動，為熵減過程，故從Ⅰ到Ⅱ的過程，A錯誤；B．平衡常數(shù)只受溫度的影響，則，B錯誤；C．反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)：，C正確；D．已知狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相等，則氧氣的物質(zhì)的量相等，若體積，根據(jù)阿伏伽德羅定律可知，，，，則，D正確；E．結(jié)合A分析可知，逆反應(yīng)的速率：；固體不影響反應(yīng)速率，溫度越低反應(yīng)速率越低，逆反應(yīng)的速率：，故有逆反應(yīng)的速率：，E正確；故選CDE；③某溫度下，設(shè)向恒容容器中加入mg，當(dāng)固體質(zhì)量減少時，逆反應(yīng)速率最大，此時達到平衡狀態(tài)，減小質(zhì)量為生成氧氣的質(zhì)量，則生成，若轉(zhuǎn)化率為，則此時生成，根據(jù)阿伏伽德羅定律，此時，故；（3）①晶體與非晶體的最可靠的科學(xué)方法是X射線衍射法；故測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是D．射線衍射儀；②據(jù)“均攤法”，晶胞中含個I，則晶體密度為；，晶胞中含個I，則晶體密度為；故，則與晶胞的體積之比為12:7。③由圖可知，a極為陽析，銀氧化為銀離子，根據(jù)a中AgI質(zhì)量不變，可判斷I-沒有進入a極（否則AgI質(zhì)量會增加），從而推斷導(dǎo)電的是Ag+從a極移向b極。11．（2023·北京卷）尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進步。（1）十九世紀初，用氰酸銀與在一定條件下反應(yīng)制得，實現(xiàn)了由無機物到有機物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。（2）二十世紀初，工業(yè)上以和為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應(yīng)分兩步：?。蜕桑虎ⅲ纸馍赡蛩?。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是__________(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．（3）近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。①電極是電解池的__________極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是_____________。（4）尿素樣品含氮量的測定方法如下。已知：溶液中不能直接用溶液準確滴定。①消化液中的含氮粒子是__________。②步驟ⅳ中標(biāo)準溶液的濃度和消耗的體積分別為和，計算樣品含氮量還需要的實驗數(shù)據(jù)有__________?！即鸢浮剑?）（2）ab（3）陽（4）樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入溶液的體積和濃度〖解析〗（1）根據(jù)原子守恒分析，二者反應(yīng)生成尿素和氯化銀，化學(xué)方程式是。〖答案〗為；（2）a．反應(yīng)ⅰ的活化能是，反應(yīng)ⅱ活化能是，，a項正確；b．從圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ放熱，反應(yīng)ⅱ吸熱，b項正確；c．總反應(yīng)的：，c項錯誤；故選ab。（3）①電極b上發(fā)生失電子生成的氧化反應(yīng)，是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉(zhuǎn)化為尿素，再結(jié)合酸性環(huán)境可分析出電極反應(yīng)式為?！即鸢浮綖殛枠O；；（4）①尿素消化分解生成和，由于反應(yīng)中存在濃，則消化液中含氮粒子為。②除了已知數(shù)據(jù)外，還需要的是樣品的質(zhì)量、步驟ⅲ所加入溶液的體積和濃度?！即鸢浮綖?；樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入H2SO4溶液的體積和濃度。12．（2022·浙江卷）主要成分為的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。（1）回收單質(zhì)硫。將三分之一的燃燒，產(chǎn)生的與其余混合后反應(yīng)：。在某溫度下達到平衡，測得密閉系統(tǒng)中各組分濃度分別為、、，計算該溫度下的平衡常數(shù)_______。（2）熱解制。根據(jù)文獻，將和的混合氣體導(dǎo)入石英管反應(yīng)器熱解(一邊進料，另一邊出料)，發(fā)生如下反應(yīng)：Ⅰ

Ⅱ

總反應(yīng)：Ⅲ

投料按體積之比，并用稀釋；常壓，不同溫度下反應(yīng)相同時間后，測得和體積分數(shù)如下表：溫度/95010001050110011500.51.53.65.58.50.00.00.10.41.8請回答：①反應(yīng)Ⅲ能自發(fā)進行的條件是_______。②下列說法正確的是_______。A．其他條件不變時，用Ar替代作稀釋氣體，對實驗結(jié)果幾乎無影響B(tài)．其他條件不變時，溫度越高，的轉(zhuǎn)化率越高C．由實驗數(shù)據(jù)推出中的鍵強于中的鍵D．恒溫恒壓下，增加的體積分數(shù)，的濃度升高③若將反應(yīng)Ⅲ看成由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ兩步進行，畫出由反應(yīng)原料經(jīng)兩步生成產(chǎn)物的反應(yīng)過程能量示意圖_______。④在，常壓下，保持通入的體積分數(shù)不變，提高投料比，的轉(zhuǎn)化率不變，原因是_______。⑤在范圍內(nèi)(其他條件不變)，的體積分數(shù)隨溫度升高發(fā)生變化，寫出該變化規(guī)律并分析原因_______。〖答案〗（1）8×108L·mol－1（2）

高溫

AB

1000℃時CH4不參與反應(yīng)，相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時間轉(zhuǎn)化率相同

先升后降；在低溫段，以反應(yīng)Ⅰ為主，隨溫度升高，S2(g)的體積分數(shù)增大；在高溫段，隨溫度升高；反應(yīng)Ⅱ消耗S2的速率大于反應(yīng)Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的體積分數(shù)減小〖解析〗（1）根據(jù)方程式可知該溫度下平衡常數(shù)K＝；（2）①根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ+Ⅱ即得到反應(yīng)Ⅲ的ΔH＝234kJ/mol，這說明反應(yīng)Ⅲ是吸熱的體積增大（即ΔS＞0）的反應(yīng)，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0可自發(fā)進行可知反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進行的條件是高溫下自發(fā)進行；②A．Ar是稀有氣體，與體系中物質(zhì)不反應(yīng)，所以其他條件不變時，用Ar替代N2作稀釋氣體，對實驗結(jié)果幾乎無影響，A正確；B．正反應(yīng)吸熱，升高溫度平衡正向進行，溫度越高，H2S的轉(zhuǎn)化率越高，B正確；C．根據(jù)表中數(shù)據(jù)無法得出H2S中S-H鍵和CH4中C-H鍵的相對強弱，事實上C-H鍵的鍵能大于S-H鍵鍵能，C錯誤；D．恒溫恒壓下，增加N2的體積分數(shù)，相當(dāng)于減壓，平衡正向進行，H2的物質(zhì)的量增加，容器容積增加，H2濃度減小，D錯誤；〖答案〗選AB；③反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)過程能量示意圖可表示為；④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知1000℃時CH4不參與反應(yīng)，相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時間轉(zhuǎn)化率相同，所以在1000℃常壓下，保持通入的H2S體積分數(shù)不變，提高投料比時H2S的轉(zhuǎn)化率不變；⑤由于在低溫段，以反應(yīng)Ⅰ為主，隨溫度升高，S2(g)的體積分數(shù)增大；在高溫段，隨溫度升高；反應(yīng)Ⅱ消耗S2的速率大于反應(yīng)Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的體積分數(shù)減小，因此變化規(guī)律是先升后降。13．（2022·湖北卷）自發(fā)熱材料在生活中的應(yīng)用日益廣泛。某實驗小組為探究“”體系的發(fā)熱原理，在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗，測得相應(yīng)實驗體系的溫度升高值()隨時間(t)的變化曲線，如圖所示。實驗編號反應(yīng)物組成a粉末b粉c粉飽和石灰水d粉石灰乳e粉粉末回答下列問題：（1）已知：①②③則的___________。（2）溫度為T時，，則飽和溶液中___________(用含x的代數(shù)式表示)。（3）實驗a中，后基本不變，原因是___________。（4）實驗b中，的變化說明粉與在該條件下___________(填“反應(yīng)”或“不反應(yīng)”)。實驗c中，前的有變化，其原因是___________；后基本不變，其原因是___________微粒的量有限。（5）下列說法不能解釋實驗d在內(nèi)溫度持續(xù)升高的是___________(填標(biāo)號)。A．反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移B．反應(yīng)③的發(fā)生促使反應(yīng)②平衡右移C．氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行D．溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快（6）歸納以上實驗結(jié)果，根據(jù)實驗e的特征，用文字簡述其發(fā)熱原理___________。〖答案〗（1）-911.9（2）mol?L-1（3）Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達到了平衡狀態(tài)（4）

不反應(yīng)

Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)

OH-（5）A（6）實驗e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快?！冀馕觥剑?）根據(jù)蓋斯定律可得，①+②+2③可得反應(yīng)CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)，則ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ?mol-1)+(-16.73kJ?mol-1)+2(-415.0kJ?mol-1)=-911.9kJ?mol-1。（2）溫度為T時，Ca(OH)2飽和溶液中，Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=2c(Ca2+)?，Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)?c2(OH-)=x，則c(OH-)=mol?L-1。（3）實驗a中，CaO和H2O反應(yīng)①生成Ca(OH)2，4min后ΔT基本不變，是因為Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達到了平衡狀態(tài)。（4）實驗b中，ΔT幾乎不變，說明Al粉與H2O在該條件下不反應(yīng)；實驗c中，前3min的ΔT有變化，是因為Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)，3min后ΔT基本不變，是因為飽和石灰水中OH-的濃度較低，OH-的量有限。（5）實驗d中，發(fā)生反應(yīng)②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，這兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快；綜上所述，實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高與反應(yīng)①無關(guān)，故選A。（6）實驗e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。14．（2022·天津卷）天津地處環(huán)渤海灣，海水資源豐富。科研人員把鐵的配合物(L為配體)溶于弱堿性的海水中，制成吸收液，將氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，改進了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個階段：①的吸收氧化；②的再生。反應(yīng)原理如下：①

②

回答下列問題：（1）該工藝的總反應(yīng)方程式為___________。1mol發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為___________，在總反應(yīng)中的作用是___________。（2）研究不同配體與所形成的配合物(A、B、C)對吸收轉(zhuǎn)化率的影響。將配合物A、B、C分別溶于海水中，配成相同物質(zhì)的量濃度的吸收液，在相同反應(yīng)條件下，分別向三份吸收液持續(xù)通入，測得單位體積吸收液中吸收轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線如圖1所示。以由100%降至80%所持續(xù)的時間來評價鐵配合物的脫硫效率，結(jié)果最好的是___________(填“A”、“B”或“C”)。（3）的電離方程式為___________。25℃時，溶液中、、在含硫粒子總濃度中所占分數(shù)隨溶液pH的變化關(guān)系如圖2，由圖2計算，的___________，___________。再生反應(yīng)在常溫下進行，解離出的易與溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，為避免有FeS沉淀生成，應(yīng)控制溶液pH不大于___________(已知25℃時，F(xiàn)eS的為)?！即鸢浮剑?）(或)放出熱量作催化劑或降低反應(yīng)活化能（2）A（3）或8〖解析〗（1）將第一個方程式2倍加上第二個方程式得到該工藝的總反應(yīng)方程式為(或)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，因此1mol發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為放出熱量，參與了化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前后量沒有改變，因此在總反應(yīng)中的作用是作催化劑或降低反應(yīng)活化能；故〖答案〗為：(或)；放出熱量；作催化劑或降低反應(yīng)活化能。（2）根據(jù)圖中信息以由100%降至80%所持續(xù)的時間來評價鐵配合物的脫硫效率，A持續(xù)時間最短，說明A的脫硫效率最高，因此結(jié)果最好的A；故〖答案〗為：A。（3）是二元弱酸，其電離是一步一步電離，主要以第一步電離為主，因此其電離方程式為或；根據(jù)題意pH=7時、的所占分數(shù)相等，因此的，pH=13時、的所占分數(shù)相等，則。再生反應(yīng)在常溫下進行，解離出的易與溶液中的形成沉淀。若溶液中的，根據(jù)得到，根據(jù)和，得到，pH=8，因此為避免有FeS沉淀生成，應(yīng)控制溶液pH不大于8；故〖答案〗為：或；；；8。15．（2022·江蘇卷）氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。（1）“熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個步驟，其過程如圖所示。①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行。陽極區(qū)為酸性溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中轉(zhuǎn)化為。電解時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為_______(用電極反應(yīng)式表示)。②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價變化的元素有_______(填元素符號)。（2）“熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收制得的溶液反應(yīng)，生成、和；再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。①實驗中發(fā)現(xiàn)，在時，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，該反應(yīng)的離子方程式為_______。②隨著反應(yīng)進行，迅速轉(zhuǎn)化為活性，活性是轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機理如圖所示。根據(jù)元素電負性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為_______。③在其他條件相同時，測得Fe的轉(zhuǎn)化率、的產(chǎn)率隨變化如題圖所示。的產(chǎn)率隨增加而增大的可能原因是_______。（3）從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點是_______?！即鸢浮剑?）Cu、O（2）吸附在催化劑的Fe2+上的H與中碳原子作用，吸附在O2-的H與中的羥基氧作用生成的H2O和均吸附在上Fe2+隨增加，催化劑的量增多，增大了接觸面積，H2的產(chǎn)量增大，的產(chǎn)率增大（3）制得H2，CO2轉(zhuǎn)化為甲酸，生物柴油副產(chǎn)品的利用〖解析〗（1）①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行，H+可自由通過，陽極區(qū)為酸性溶液，電解過程中轉(zhuǎn)化為，電解時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為：；②電解后，經(jīng)熱水解得到的HCl和熱分解得到的CuCl等物質(zhì)可循環(huán)使用，從圖中可知，熱分解產(chǎn)物還有O2，從詳析①中得知，進入熱水解的物質(zhì)有，故發(fā)生化合價變化的元素有Cu、O。（2）①在時，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，離子方程式為：；②H的電負性大于Fe，小于O，在活性表面，部分H吸附在催化劑的亞鐵離子上，略帶負電；另一部分H吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電；前者與中略帶正電的碳結(jié)合，后者與中略帶負電的羥基氧結(jié)合生成H2O，轉(zhuǎn)化為；故〖答案〗為：吸附在催化劑的Fe2+上的H與中碳原子作用，吸附在O2-的H與中的羥基氧作用生成的H2O和均吸附在上Fe2+；③在其他條件相同時，隨增加，其與鐵粉反應(yīng)加快，從圖中得知Fe的轉(zhuǎn)化率也增大，即生成和H2的速率更快，量更大，則得到活性的速度更快，量也更多，生成的速率更快，產(chǎn)率也更大。故〖答案〗為：隨增加，催化劑的量增多，增大了接觸面積，H2的產(chǎn)量增大，的產(chǎn)率增大；（3）“熱循環(huán)制氫和甲酸”系統(tǒng)將轉(zhuǎn)化為和生成H2的速率快，原子利用率高，不產(chǎn)生污染物，F(xiàn)e初期生成后迅速轉(zhuǎn)化為活性，氧化為再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe，得到循環(huán)利用，故該原理的優(yōu)點是：制得H2，CO2轉(zhuǎn)化為甲酸，生物柴油副產(chǎn)品的利用。16．（2022·重慶卷）反應(yīng)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。（1）該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59①反應(yīng)的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。②反應(yīng)常在較高溫度下進行，該措施的優(yōu)缺點是_____。（2）該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是_____。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡：，其正反應(yīng)的活化能遠小于逆反應(yīng)的活化能。下列說法錯誤的是_____。A．Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性B．過程2的△H＞0C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．H原子在Pd膜表面上結(jié)合為H2的過程為放熱反應(yīng)③同溫同壓下，等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則相同時間內(nèi)出口a和出口b中H2的質(zhì)量比為_____。（3）該反應(yīng)也可采用電化學(xué)方法實現(xiàn)，反應(yīng)裝置如圖所示。①固體電解質(zhì)采用______(填“氧離子導(dǎo)體”或“質(zhì)子導(dǎo)體”)。②陰極的電極反應(yīng)式為______。③同溫同壓下，相同時間內(nèi)，若進口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為_____(用a，b，y表示)?！即鸢浮剑?）優(yōu)點是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低（2）Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大BD1:8（3）質(zhì)子導(dǎo)體〖解析〗（1）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，；②優(yōu)點是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低；（2）①Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大；②A.Pd膜只允許通過，不允許通過，對氣體分子的透過具有選擇性，A正確；B.過程正反應(yīng)的活化能遠小于逆反應(yīng)的活化能，，B錯誤；C.加快Pd膜內(nèi)H原子遷移，平衡正向移動，有利于的解離，C正確；D.為放熱過程，H原子在Pd膜表面上結(jié)合為的過程為吸熱反應(yīng)，D錯誤；故選BD；③根據(jù)反應(yīng)，設(shè)通入的為1mol，無膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡時CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.25mol、0.25mol、0.75mol、0.75mol，可計算出此溫度下平衡常數(shù)K=3；有膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則平衡時CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a口和b口總量，其中只有a口的處于平衡體系)，設(shè)a口產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量為xmol，則，解得x=0.1，則出口a產(chǎn)生的為0.1mol，出口b的為0.9mol-0.1mol=0.8mol，質(zhì)量比為1:8；（3）①電解時，一氧化碳和水從均從陽極口進入，陽極一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，則氫氣要在陰極產(chǎn)生，故陽極產(chǎn)生二氧化碳的同時產(chǎn)生氫離子，氫離子通過固體電解質(zhì)進入陰極附近得電子產(chǎn)生氫氣，故固體電解質(zhì)應(yīng)采用質(zhì)子導(dǎo)體；②電解時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：；③根據(jù)三段式：，出口Ⅰ處氣體為體積為x，進口Ⅰ處的氣體體積為，則，CO的轉(zhuǎn)化率為：。17．（2022·遼寧卷）工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎，其反應(yīng)為：?；卮鹣铝袉栴}：（1）合成氨反應(yīng)在常溫下_______(填“能”或“不能”)自發(fā)。（2）_______溫(填“高”或“低”，下同)有利于提高反應(yīng)速率，_______溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，綜合考慮催化劑(鐵觸媒)活性等因素，工業(yè)常采用。針對反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國科學(xué)家提出了兩種解決方案。（3）方案一：雙溫-雙控-雙催化劑。使用雙催化劑，通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為時，的溫度為，而的溫度為)。下列說法正確的是_______。a．氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率b．在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)速率c．“熱Fe”高于體系溫度，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率d．“冷Ti”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應(yīng)速率（4）方案二：復(fù)合催化劑。下列說法正確的是_______。a．時，復(fù)合催化劑比單一催化劑效率更高b．同溫同壓下，復(fù)合催化劑有利于提高氨的平衡產(chǎn)率c．溫度越高，復(fù)合催化劑活性一定越高（5）某合成氨速率方程為：，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，_______；實驗1mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q在合成氨過程中，需要不斷分離出氨的原因為_______。a．有利于平衡正向移動

b．防止催化劑中毒

c．提高正反應(yīng)速率（6）某種新型儲氫材料的晶胞如圖，八面體中心為M金屬離子，頂點均為配體；四面體中心為硼原子，頂點均為氫原子。若其摩爾質(zhì)量為，則M元素為_______(填元素符號)；在該化合物中，M離子的價電子排布式為_______。〖答案〗（1）能（2）高低（3）ab（4）a（5）-1a（6）Fe3d6〖解析〗（1），則?G=?H-T?S=(-92.4+0.2×298)kJ?mol-1=-32.4kJ?mol-1＜0，所以合成氨反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進行。〖答案〗為：能；（2）溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以高溫有利于提高反應(yīng)速率；因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率?！即鸢浮綖椋焊?；低；（3）a．因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫有利于平衡正向移動，氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率，a正確；b．溫度升高，反應(yīng)速率加快，所以在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)速率，b正確；c．合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“熱Fe”高于體系溫度，不利于提高氨的平衡產(chǎn)率，c不正確；d．溫度升高，可提高合成氨反應(yīng)的速率，所以“冷Ti”低于體系溫度，不利于提高合成氨反應(yīng)速率，d不正確；故選ab?！即鸢浮綖椋篴b；（4）a．從圖中可以看出，時，復(fù)合催化劑比單一催化劑的反應(yīng)速率快，催化效率更高，a正確；b．催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡產(chǎn)率，所以同溫同壓下，復(fù)合催化劑不能提高氨的平衡產(chǎn)率，b不正確；c．雖然圖中顯示溫度高反應(yīng)速率快，但溫度高到一定程度后，復(fù)合催化劑活性就可能不變或變低，c不正確；故選a?！即鸢浮綖椋篴；（5）選擇實驗1和3進行分析，此時，則γ=-1；a．在合成氨過程中，需要不斷分離出氨，有利于平衡正向移動，a正確；b．氨是在該催化劑的催化作用下生成，不會使催化劑中毒，b不正確；c．分離出氨，并沒有增大反應(yīng)物的濃度，所以不會提高正反應(yīng)速率，c不正確；故選a?！即鸢浮綖椋?1；a；（6）從圖中信息可以進行以下計算：含黑球的數(shù)目為=4，含白球的數(shù)目為8，則黑球與白球的個數(shù)比為1:2。黑球的化學(xué)式為，白球的化學(xué)式為。從而得出M+17×6+15×2=188，M=56，則M元素為Fe；在該化合物中，F(xiàn)e2+的價電子排布式為3d6?！即鸢浮綖椋篎e；3d6。【『點石成金』】計算晶胞中所含微粒數(shù)目時，可采用均攤法。18．（2021·河北卷）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。（1）大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱△H(kJ?mol-1)-285.8-393.5-3267.5（1）則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為________。（2）雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)=CO2(aq)②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)25℃時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，比例系數(shù)為ymol?L-1?kPa-1，當(dāng)大氣壓強為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中H+濃度為________mol?L-1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)（3）105℃時，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反應(yīng)達平衡時體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始壓強應(yīng)大于________kPa。（4）我國科學(xué)家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為_______(用a、b、c字母排序)?！即鸢浮?C(石墨，s)+3H2(g)=C6H6(l)H=49.1kJmol-1100.8正極2C+CO2=2C+C12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9Cc、b、a〖解析〗（1）根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知，存在反應(yīng)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJmol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)H2=-285.8kJmol-1，③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)H3=-3267.5kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，[①12+②6]-③得反應(yīng)：6C(石墨，s)+3H2(g)=C6H6(l)，H=[(-393.5kJmol-1)+(-285.8kJmol-1)6]-(-3267.5kJmol-1)=49.1kJmol-1，故〖答案〗為：6C(石墨，s)+3H2(g)=C6H6(l)H=49.1kJmol-1；（2）由題可知，①CO2(s)CO2(aq)，②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HC(aq)，K2=，又因為p(CO2)=p(kPa)x，則c(CO2)=y(mol?L-1?kPa-1)p(CO2)=pxymol/L，在忽略HC的電離時，c(H+)=c(HC)，所以可得c(H+)=，故〖答案〗為：；（3）2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)，等溫等容條件下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，可用分壓表示物質(zhì)的量濃度，平衡常數(shù)Kp===529kPa2。溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)Kp不變，設(shè)平衡時，平衡體系中CO2的分壓為x，則K==529kPa2，=kPa=105.8kPa，CO2的初始壓強等于平衡壓強減去碳酸氫鹽分解產(chǎn)生的CO2的分壓，即CO2(g)的初始壓強應(yīng)大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa，故〖答案〗為：100.8；（4）①由題意知，Li-CO2電池的總反應(yīng)式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則CO2作為電池的正極；CO2還原后與Li+結(jié)合成Li2CO3，按4個步驟進行，由步驟II可知生成了C，而步驟IV需要C參加反應(yīng)，所以步驟III的離子方程式為：2C+CO2=2C+C，故〖答案〗為：正極；2C+CO2=2C+C；②I.CO2在堿性條件下得電子生成CH3CH2CH2OH，根據(jù)電子守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)式為：12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9C，故〖答案〗為：12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9C；II.c催化劑條件下，CO2電還原的活化能小于H+電還原的活化能，更容易發(fā)生CO2的電還原；而催化劑a和b條件下，CO2電還原的活化能均大于H+電還原的活化能，相對來說，更易發(fā)生H+的電還原。其中a催化劑條件下，H+電還原的活化能比CO2電還原的活化能小的更多，發(fā)生H+電還原的可能性更大，因此反應(yīng)從易到難的順序為c、b、a，故〖答案〗為：c、b、a。19．（2021·湖南卷）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I：氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應(yīng)_______；（2）已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進行？_______(填標(biāo)號)A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃（3）某興趣小組對該反應(yīng)進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變，時反應(yīng)達到平衡，用的濃度變化表示時間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢的曲線是_______(用圖中a、b、c、d表示)，理由是_______；③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。（4）電解過程中的移動方向為_______(填“從左往右”或“從右往左”)；（5）陽極的電極反應(yīng)式為_______。KOH溶液KOH溶液〖答案〗+90.8CDb

開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小0.48從右往左2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O〖解析〗（1）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，H=390.8kJmol-1-(946kJmol-1+436.0kJmol-1)=+90.8kJmol-1，故〖答案〗為：+90.8；（2）若反應(yīng)自發(fā)進行，則需H-TS<0，T>==456.5K，即溫度應(yīng)高于(456.5-273)℃=183.5℃，CD符合，故〖答案〗為：CD；（3）①設(shè)t1時達到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x，列出三段式：根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，=，解得x=0.02mol，(H2)==molL-1min-1，故〖答案〗為：；②t2時將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故〖答案〗為：b；開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小；③由圖可知，平衡時，NH3、N2、H2的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa，反應(yīng)的標(biāo)準平衡常數(shù)==0.48，故〖答案〗為：0.48；（4）由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電極為陰極，電解過程中OH-移向陽極，則從右往左移動，故〖答案〗為：從右往左；（5）陽極NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故〖答案〗為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。20.（2020·新課標(biāo)Ⅱ）天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。（1）乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol?1)-1560-1411-286①ΔH=_________kJ·mol?1。②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有_________、_________。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。（2）高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4C2H6+H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r=k×，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2=_____r1。②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是_________。A．增加甲烷濃度，r增大B．增加H2濃度，r增大C．乙烷的生成速率逐漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減?。?）CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示：①陰極上的反應(yīng)式為_________。②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2體積比為_________。〖答案〗（1）①137②升高溫度減小壓強(增大體積)③（2）①1－α②AD（3）①CO2+2e?=CO+O2?②6∶5〖解析〗（1）①由表中燃燒熱數(shù)值可知：①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)?H1=-1560kJ?mol-1；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)?H2=-1411kJ?mol-1；③H2(g)+O2(g)=H2O(l)?H3=-286kJ?mol-1；根據(jù)蓋斯定律可知，①-②-③得C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)，則?H=?H1-?H2-?H3=(-1560kJ?mol-1)-(-1411kJ?mol-1)-(-286kJ?mol-1)=137kJ?mol-1，故〖答案〗為137；②反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度、減小壓強平衡都向正反應(yīng)方向移動，故提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有升高溫度、減小壓強（增大體積）；③設(shè)起始時加入的乙烷和氫氣各為1mol，列出三段式，C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)起始（mol）101轉(zhuǎn)化（mol）ααα平衡（mol）1-αα1+α平衡時，C2H6、C2H4和H2平衡分壓分別為p、p和p，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp=；（2）①根據(jù)r=k×，若r1=kc，甲烷轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，甲烷的濃度為c(1-α)，則r2=kc(1-α)，所以r2=(1-α)r1；②增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大，故A說法正確；由速率方程可知，初期階段的反應(yīng)速率與氫氣濃度無關(guān)，故B說法錯誤；反應(yīng)物甲烷的濃度逐漸減小，結(jié)合速率方程可知，乙烷的生成速率逐漸減小，故C說法錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，溫度降低，反應(yīng)速率常數(shù)減小，故D正確?！即鸢浮竭xAD。（3）①由圖可知，CO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO2+2e-=CO+O2-；②令生成乙烯和乙烷分別為2體積和1體積，根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，氣體體積比等于物質(zhì)的量之比，再根據(jù)得失電子守恒，得到發(fā)生的總反應(yīng)為：6CH4+5CO2=2