2015-2024年十年高考化學(xué)真題分類匯編專題56 原理綜合題-反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)(原卷版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題56原理綜合題——反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢考點(diǎn)1涉及能源綜合利用2024·浙江6月卷、2024·全國甲卷、2024·浙江1月卷、2022?重慶卷、2022?河北省選擇性、2022?湖南選擇性、2022?江蘇卷、2020?新課標(biāo)Ⅱ、2020?江蘇卷、2016·天津理綜化學(xué)反應(yīng)原理綜合問題設(shè)計上往往以組合題的形式出現(xiàn)，題目往往圍繞一個主題，由多個小題組成，各小題具有一定的獨(dú)立性，分別考查不同的知識點(diǎn)，覆蓋面較廣，靈活性較強(qiáng)。近年來把電化學(xué)也融入其中，考查電極反應(yīng)式的書寫，以及利用電子守恒進(jìn)行相關(guān)計算?？键c(diǎn)2涉及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用2024·北京卷、2023?北京卷、2022?遼寧省選擇性、2021?湖南選擇性、2021?北京卷、2021?北京卷、2020?新課標(biāo)Ⅱ、2020?北京卷、2019?新課標(biāo)Ⅱ、2019?新課標(biāo)Ⅲ考點(diǎn)1涉及能源綜合利用1．(2024·浙江6月卷，19，10分)氫是清潔能源，硼氫化鈉(NaBH4)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，)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(aq)＋4H2(g)ΔH請回答：(1)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)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[(CH3)2CHNH2]C．加入少量固體硼酸[B(OH)3] D．增大體系壓強(qiáng)(3)為加速NaBH4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[n(NaBH4)：n(H2O)]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H2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H2的摩爾體積為24.5L·mol-1；電荷量q(C)=電流時間；NA=6.0mol·L-1；e=1.60。](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(jìn)行的多種制備方法，將反應(yīng)副產(chǎn)物偏硼酸鈉(NaBO2)再生為NaBH4。(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(jìn)行。)I．II．III．請書寫一個方程式表示NaBO2再生為NaBH4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。)2．(2024·全國甲卷，10，14分)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知如下熱化學(xué)方程式：CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(g)+HBr(g)ΔH1＝+29kJ·mol?13CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g)ΔH2＝+20kJ·mol?1計算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH＝__________kJ·mol?1。(2)CH4與Br2反應(yīng)生成CH3Br，部分CH3Br會進(jìn)一步溴化。將8mmolCH4和8mmolBr2。通入密閉容器，平衡時，n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關(guān)系見下圖(假設(shè)反應(yīng)后的含碳物質(zhì)只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。(i)圖中CH3Br的曲線是(填“a”或“b”)。(ii)時，CH4的轉(zhuǎn)化，。(iii)時，反應(yīng)CH3Br(g)+Br2(g)=CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常數(shù)。(3)少量I2可提高生成CH3Br的選擇性。500℃時，分別在有I2和無I2的條件下，將8mmolCH4和8mmolBr2，通入密閉容器，溴代甲烷的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)的變化關(guān)系見下圖。(i)在之間，有I2和無I2時CH3Br的生成速率之比。(ii)從圖中找出I2提高了CH3Br選擇性的證據(jù)：。(ⅲ)研究表明，I2參與反應(yīng)的可能機(jī)理如下：①②③④⑤⑥根據(jù)上述機(jī)理，分析I2提高CH3Br選擇性的原因：。3．(2024·浙江1月卷，19，10分)通過電化學(xué)、熱化學(xué)等方法，將CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH等化學(xué)品，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的途徑之一。請回答：(1)某研究小組采用電化學(xué)方法將CO2轉(zhuǎn)化為，裝置如圖。電極B上的電極反應(yīng)式是。(2)該研究小組改用熱化學(xué)方法，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：：C(s)＋O2(g)==CO2(g)ΔH1＝-393.5kJ·mol?1Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g)ΔH2＝-378.7kJ·mol?1Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)ΔH3①ΔH3=kJ·mol?1。②反應(yīng)Ⅲ在恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行，CO2和H2的投料濃度均為，平衡常數(shù)，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為。③用氨水吸收，得到氨水和甲酸銨的混合溶液，時該混合溶液的pH=。[已知：時，電離常數(shù)Kb(NH3?H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4](3)為提高效率，該研究小組參考文獻(xiàn)優(yōu)化熱化學(xué)方法，在如圖密閉裝置中充分?jǐn)嚢璐呋瘎㎝的(有機(jī)溶劑)溶液，CO2和H2在溶液中反應(yīng)制備，反應(yīng)過程中保持CO2(g)和H2(g)的壓強(qiáng)不變，總反應(yīng)CO2＋H2HCOOH的反應(yīng)速率為v，反應(yīng)機(jī)理如下列三個基元反應(yīng)，各反應(yīng)的活化能E2(不考慮催化劑活性降低或喪失)。Ⅳ：M+CO2Q

V：Q+H2L

VI：LM+HCOOH

①催化劑M足量條件下，下列說法正確的是。A．v與CO2(g)的壓強(qiáng)無關(guān)

B．v與溶液中溶解H2的濃度無關(guān)C．溫度升高，v不一定增大

D．在溶液中加入N(CH2CH3)3，可提高CO2轉(zhuǎn)化率②實驗測得：，下，v隨催化劑M濃度c變化如圖。cc0時，v隨c增大而增大：cc0時，v不再顯著增大。請解釋原因。4．(2022?重慶卷，16)(14分)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)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(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是_____。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。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：H22H，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)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(jìn)口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進(jìn)口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為_____(用a，b，y表示)。5．(2022?河北省選擇性，16)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼娜剂想姵赜辛己玫膽?yīng)用前景。(1)時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，1molH2O(1)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。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CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是_______(填標(biāo)號)。A．增加CH4(g)用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除

D．加入催化劑②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為α，CO2(g)的物質(zhì)的量為bmol，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(寫出含有a、b的計算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，H2O(g)起始量增加到，達(dá)平衡時，a=0.90，b=0.65，平衡體系中H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)氫氧燃料電池中氫氣在_______(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。(4)在允許O2-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2放電的電極反應(yīng)式為_______。(5)甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→_______(用等代號表示)。注：本小問暫缺相對能量圖。6．(2022?湖南選擇性，16)2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑?；卮鹣铝袉栴}：(1)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強(qiáng)為時，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1＝+131.4kJ·mol?1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2＝-41.1kJ·mol?1①下列說法正確的是_______；A．平衡時向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動B．混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C．平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于2/3D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為，CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時，整個體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO32-)：c(HCO3-)=1：2，則該溶液的=_______(該溫度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11)；②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為_______；③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應(yīng)式為_______。7．(2022?江蘇卷，18)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)“CuCl-H2O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(jìn)行。陽極區(qū)為酸性CuCl2-溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中CuCl2-轉(zhuǎn)化為CuCl22-。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)“Fe-HCO3--H2O”熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收CO2制得的NaHCO3溶液反應(yīng)，生成H2、和Fe3O4；Fe3O4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300℃時，密閉容器中NaHCO3溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有FeCO3生成并放出H2，該反應(yīng)的離子方程式為_______。②隨著反應(yīng)進(jìn)行，F(xiàn)eCO3迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe3O4-x，活性Fe3O4-x是HCOO-轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)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、HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)變化如題圖所示。HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)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，“Fe-HCO3--H2O”熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是_______。8．(2020?新課標(biāo)Ⅱ，28)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?jǐn)?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減小(3)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_________。9．(2020?江蘇，20)CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。(1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-，其離子方程式為__________；其他條件不變，HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖-1所示。反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi)，HCO3-催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是_____________。(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_________(填化學(xué)式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_______________。(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖-3所示。①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成__________(填化學(xué)式)。②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點(diǎn)是_______________。10．(2016·天津理綜，10)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：(1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是_________(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：____________。(2)氫氣可用于制備H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l)ΔH1O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機(jī)物，兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，則H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或“=”)。(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)＞v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉(zhuǎn)化形式為_______。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe+2H2O+2OH?FeO42?+3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42?，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在_______(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是_______。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________?？键c(diǎn)2涉及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用1．(2024·北京卷，16)HNO3是一種重要的工業(yè)原料?？刹捎貌煌牡粗苽銱NO3。(1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)為氮源制備HNO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaNO3+H2SO4(濃)=NaHSO4+HNO3↑。該反應(yīng)利用了濃硫酸的性質(zhì)是酸性和。(2)方法二：以NH3為氮源催化氧化制備HNO3，反應(yīng)原理分三步進(jìn)行。①第I步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②針對第Ⅱ步反應(yīng)進(jìn)行研究：在容積可變的密閉容器中，充入2nmolNO和nmolO2進(jìn)行反應(yīng)。在不同壓強(qiáng)下(p1、p2)，反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。解釋y點(diǎn)的容器容積小于x點(diǎn)的容器容積的原因。(3)方法三：研究表明可以用電解法以N2為氨源直接制備HNO3，其原理示意圖如下。①電極a表面生成NO3-的電極反應(yīng)式：。②研究發(fā)現(xiàn)：N2轉(zhuǎn)化可能的途徑為。電極a表面還發(fā)生iii．H2O→O2。iii的存在，有利于途徑ii，原因是。(4)人工固氮是高能耗的過程，結(jié)合N2分子結(jié)構(gòu)解釋原因。方法三為N2的直接利用提供了一種新的思路。2．(2023?北京卷，16)尿素[CO(NH2)2]合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。(1)十九世紀(jì)初，用氰酸銀()與NH4在一定條件下反應(yīng)制得CO(NH2)2，實現(xiàn)了由無機(jī)物到有機(jī)物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：ⅰ．CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ．NH2COONH4分解生成尿素。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為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．CO2(l)＋2NH3(l)=CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ΔH=E1-E4(3)近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)(NO3-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KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應(yīng)生成CO(NH2)2，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c(NH4+)不能直接用NaOH溶液準(zhǔn)確滴定。①消化液中的含氮粒子是。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)NaOH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。3．(2022?遼寧省選擇性，18)(13分)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：回答下列問題：(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400-500℃。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)方案二：復(fù)合催化劑。下列說法正確的是___________。a．300℃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(4)某合成氨速率方程為：，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，___________；實驗1mnpq2np3mn4mp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(5)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(diǎn)均為NH3配體；四面體中心為硼原子，頂點(diǎn)均為氫原子。若其摩爾質(zhì)量為188g·molˉ1，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___________。4．(2021?湖南選擇性，16)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(yùn)，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N≡NH﹣HN﹣H鍵能E/(kJ?mol﹣1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問題：(1)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝kJ?mol﹣1；(2)已知該反應(yīng)的△S＝198.9J?mol﹣1?K﹣1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)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(jìn)行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)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，t1時反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時間內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2)＝mol?L﹣1?min﹣1(用含t1的代數(shù)式表示)；②t2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N2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(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ＝(已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)Kθ=(PGPθ)g?(PHPθ)h(PDPθ)d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OH﹣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。5．(2021?北京卷，15)環(huán)氧乙烷(，簡稱EO)是一種重要的工業(yè)原料和消毒劑。由乙烯經(jīng)電解制備EO的原理示意圖如下。(1)①陽極室產(chǎn)生Cl2后發(fā)生的反應(yīng)有_______、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理：_______。(2)一定條件下，反應(yīng)物按一定流速通過該裝置，電解效率η和選擇性S的定義如下：η(B)=×100%S(B)=×100%①若η(EO)=100%，則溶液b的溶質(zhì)為_______。②當(dāng)乙烯完全消耗時，測得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推測η(EO)≈70%的原因。I.陽極有H2O放電II.陽極有乙烯放電III.陽極室流出液中含有Cl2和HClO……i.檢驗電解產(chǎn)物，推測I不成立。需要檢驗的物質(zhì)是_______。ii.假設(shè)沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，η(CO2)≈_______%。經(jīng)檢驗陽極放電產(chǎn)物沒有CO2。iii.實驗證實推測III成立，所用試劑及現(xiàn)象是_______?？蛇x試劑：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品紅溶液。6．(2021?北京卷，18)驗證反應(yīng)Fe2++Ag+Ag+Fe3+可逆并測定其K。實驗I：將0.01mol/LAg2SO4溶液與0.04mo/LFeSO4溶液(pH=1)等體積混合，得到灰黑色的沉淀和黃色的溶液。實驗II：將少量Ag粉與0.01mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1)混合，Ag粉完全溶解。(1)①向?qū)嶒濱所得溶液中加入濃硝酸，證實灰黑色固體是Ag。現(xiàn)象是_______。②實驗II使用的是Fe2(SO4)3溶液，而不是Fe(NO3)3溶液，原因是_______。使用如下裝置從平衡移動的角度進(jìn)行證明。補(bǔ)全試劑、操作及現(xiàn)象_______。(2)取I中所得上清液VmL。用c1mol/L的KSCN溶液滴定，至溶液變?yōu)榉€(wěn)定淺紅色時，消耗V1mL。已知：Ag++SCN-AgSCN，K=1012Fe3++SCN-FeSCN2+，K=102.3①溶液中，F(xiàn)e3+的作用是_______。②反應(yīng)的平衡常數(shù)是_______。(3)①若取實驗I所得濁液測定Ag+濃度，所得到的K_______(填“偏大”、“無影響”、“偏小”)。②不用實驗II所得溶液進(jìn)行測定并計算K的原因是_______。7．(2020?新課標(biāo)Ⅱ，28)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖(a)所示的裝置來制取。裝置中的離子膜只允許______離子通過，氯氣的逸出口是_______(填標(biāo)號)。(2)次氯酸為一元弱酸，具有漂白和殺菌作用，其電離平衡體系中各成分的組成分?jǐn)?shù)δ[δ(X)=，X為HClO或ClO?]與pH的關(guān)系如圖(b)所示。HClO的電離常數(shù)Ka值為______。(3)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為______。(4)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過程中，生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1molClO2消耗NaClO2的量為_____mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為____________。(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO，不可與酸性清潔劑混用的原因是______(用離子方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入到30%的NaOH溶液中來制備NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則生產(chǎn)1000kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為____kg(保留整數(shù))。8．(2020?北京卷，15)H2O2是一種重要的化學(xué)品，其合成方法不斷發(fā)展。(1)早期制備方法：Ba(NO3)2BaOBaO2濾液H2O2①I為分解反應(yīng)，產(chǎn)物除BaO、O2外，還有一種紅棕色氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________。②II為可逆反應(yīng)，促進(jìn)該反應(yīng)正向進(jìn)行的措施是___________________________。③III中生成H2O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________。④減壓能夠降低蒸餾溫度，從H2O2的化學(xué)性質(zhì)角度說明V中采用減壓蒸餾的原因：____。(2)電化學(xué)制備方法：已知反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2↑能自發(fā)進(jìn)行，反向不能自發(fā)進(jìn)行，通過電解可以實現(xiàn)由H2O和O2為原料制備H2O2，如圖為制備裝置示意圖。①a極的電極反應(yīng)式是________________________________________。②下列說法正確的是_________________。A．該裝置可以實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電極b連接電源負(fù)極C．該方法相較于早期劑備方法具有原料廉價，對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)9．(2019?新課標(biāo)Ⅱ，28)環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)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) ΔH1=100.3kJ·mol?1①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH2=?11.0kJ·mol?1②對于反應(yīng)：(g)+I2(g)(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol?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)③，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(dá)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(biāo)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(biāo)號)。A．T1＞T2B．a(chǎn)點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率D．b點(diǎn)時二聚體的濃度為0.45mol·L?1(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(xué)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(jī)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(jìn)行，原因為_________________________。10．(2019?新課標(biāo)Ⅲ，28)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(xué)研究的熱點(diǎn)。回答下列問題：(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(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1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(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計算K(400℃)=____________(列出計算式)。按化學(xué)計量比進(jìn)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(jìn)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(jìn)行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。(3)在一定溫度的條件下，進(jìn)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(xué)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(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣__________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。專題56原理綜合題——反應(yīng)熱+速率+平衡+電化學(xué)考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢考點(diǎn)1涉及能源綜合利用2024·浙江6月卷、2024·全國甲卷、2024·浙江1月卷、2022?重慶卷、2022?河北省選擇性、2022?湖南選擇性、2022?江蘇卷、2020?新課標(biāo)Ⅱ、2020?江蘇卷、2016·天津理綜化學(xué)反應(yīng)原理綜合問題設(shè)計上往往以組合題的形式出現(xiàn)，題目往往圍繞一個主題，由多個小題組成，各小題具有一定的獨(dú)立性，分別考查不同的知識點(diǎn)，覆蓋面較廣，靈活性較強(qiáng)。近年來把電化學(xué)也融入其中，考查電極反應(yīng)式的書寫，以及利用電子守恒進(jìn)行相關(guān)計算?？键c(diǎn)2涉及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用2024·北京卷、2023?北京卷、2022?遼寧省選擇性、2021?湖南選擇性、2021?北京卷、2021?北京卷、2020?新課標(biāo)Ⅱ、2020?北京卷、2019?新課標(biāo)Ⅱ、2019?新課標(biāo)Ⅲ考點(diǎn)1涉及能源綜合利用1．(2024·浙江6月卷，19，10分)氫是清潔能源，硼氫化鈉(NaBH4)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，)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(aq)＋4H2(g)ΔH請回答：(1)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)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[(CH3)2CHNH2]C．加入少量固體硼酸[B(OH)3] D．增大體系壓強(qiáng)(3)為加速NaBH4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[n(NaBH4)：n(H2O)]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H2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H2的摩爾體積為24.5L·mol-1；電荷量q(C)=電流時間；NA=6.0mol·L-1；e=1.60。](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(jìn)行的多種制備方法，將反應(yīng)副產(chǎn)物偏硼酸鈉(NaBO2)再生為NaBH4。(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(jìn)行。)I．II．III．請書寫一個方程式表示NaBO2再生為NaBH4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。)2．(2024·全國甲卷，10，14分)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知如下熱化學(xué)方程式：CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(g)+HBr(g)ΔH1＝+29kJ·mol?13CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g)ΔH2＝+20kJ·mol?1計算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH＝__________kJ·mol?1。(2)CH4與Br2反應(yīng)生成CH3Br，部分CH3Br會進(jìn)一步溴化。將8mmolCH4和8mmolBr2。通入密閉容器，平衡時，n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關(guān)系見下圖(假設(shè)反應(yīng)后的含碳物質(zhì)只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。(i)圖中CH3Br的曲線是(填“a”或“b”)。(ii)時，CH4的轉(zhuǎn)化，。(iii)時，反應(yīng)CH3Br(g)+Br2(g)=CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常數(shù)。(3)少量I2可提高生成CH3Br的選擇性。500℃時，分別在有I2和無I2的條件下，將8mmolCH4和8mmolBr2，通入密閉容器，溴代甲烷的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)的變化關(guān)系見下圖。(i)在之間，有I2和無I2時CH3Br的生成速率之比。(ii)從圖中找出I2提高了CH3Br選擇性的證據(jù)：。(ⅲ)研究表明，I2參與反應(yīng)的可能機(jī)理如下：①②③④⑤⑥根據(jù)上述機(jī)理，分析I2提高CH3Br選擇性的原因：。3．(2024·浙江1月卷，19，10分)通過電化學(xué)、熱化學(xué)等方法，將CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH等化學(xué)品，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的途徑之一。請回答：(1)某研究小組采用電化學(xué)方法將CO2轉(zhuǎn)化為，裝置如圖。電極B上的電極反應(yīng)式是。(2)該研究小組改用熱化學(xué)方法，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：：C(s)＋O2(g)==CO2(g)ΔH1＝-393.5kJ·mol?1Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g)ΔH2＝-378.7kJ·mol?1Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)ΔH3①ΔH3=kJ·mol?1。②反應(yīng)Ⅲ在恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行，CO2和H2的投料濃度均為，平衡常數(shù)，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為。③用氨水吸收，得到氨水和甲酸銨的混合溶液，時該混合溶液的pH=。[已知：時，電離常數(shù)Kb(NH3?H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4](3)為提高效率，該研究小組參考文獻(xiàn)優(yōu)化熱化學(xué)方法，在如圖密閉裝置中充分?jǐn)嚢璐呋瘎㎝的(有機(jī)溶劑)溶液，CO2和H2在溶液中反應(yīng)制備，反應(yīng)過程中保持CO2(g)和H2(g)的壓強(qiáng)不變，總反應(yīng)CO2＋H2HCOOH的反應(yīng)速率為v，反應(yīng)機(jī)理如下列三個基元反應(yīng)，各反應(yīng)的活化能E2(不考慮催化劑活性降低或喪失)。Ⅳ：M+CO2Q

V：Q+H2L

VI：LM+HCOOH

①催化劑M足量條件下，下列說法正確的是。A．v與CO2(g)的壓強(qiáng)無關(guān)

B．v與溶液中溶解H2的濃度無關(guān)C．溫度升高，v不一定增大

D．在溶液中加入N(CH2CH3)3，可提高CO2轉(zhuǎn)化率②實驗測得：，下，v隨催化劑M濃度c變化如圖。cc0時，v隨c增大而增大：cc0時，v不再顯著增大。請解釋原因。4．(2022?重慶卷，16)(14分)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)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(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是_____。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。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：H22H，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)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(jìn)口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進(jìn)口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為_____(用a，b，y表示)。5．(2022?河北省選擇性，16)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前景。(1)時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，1molH2O(1)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。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CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是_______(填標(biāo)號)。A．增加CH4(g)用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除

D．加入催化劑②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為α，CO2(g)的物質(zhì)的量為bmol，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)_______(寫出含有a、b的計算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，H2O(g)起始量增加到，達(dá)平衡時，a=0.90，b=0.65，平衡體系中H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)氫氧燃料電池中氫氣在_______(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。(4)在允許O2-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2放電的電極反應(yīng)式為_______。(5)甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→_______(用等代號表示)。注：本小問暫缺相對能量圖。6．(2022?湖南選擇性，16)2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑。回答下列問題：(1)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強(qiáng)為時，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1＝+131.4kJ·mol?1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2＝-41.1kJ·mol?1①下列說法正確的是_______；A．平衡時向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動B．混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C．平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于2/3D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為，CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時，整個體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=_______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO32-)：c(HCO3-)=1：2，則該溶液的=_______(該溫度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11)；②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為_______；③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應(yīng)式為_______。7．(2022?江蘇卷，18)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)“CuCl-H2O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(jìn)行。陽極區(qū)為酸性CuCl2-溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中CuCl2-轉(zhuǎn)化為CuCl22-。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)“Fe-HCO3--H2O”熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收CO2制得的NaHCO3溶液反應(yīng)，生成H2、和Fe3O4；Fe3O4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300℃時，密閉容器中NaHCO3溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有FeCO3生成并放出H2，該反應(yīng)的離子方程式為_______。②隨著反應(yīng)進(jìn)行，F(xiàn)eCO3迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe3O4-x，活性Fe3O4-x是HCOO-轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)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、HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)變化如題圖所示。HCOO-的產(chǎn)率隨c(HCO3-)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，“Fe-HCO3--H2O”熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是_______。8．(2020?新課標(biāo)Ⅱ，28)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?jǐn)?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減小(3)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_________。9．(2020?江蘇，20)CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。(1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-，其離子方程式為__________；其他條件不變，HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖-1所示。反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi)，HCO3-催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是_____________。(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_________(填化學(xué)式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_______________。(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖-3所示。①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成__________(填化學(xué)式)。②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點(diǎn)是_______________。10．(2016·天津理綜，10)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。回答下列問題：(1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是_________(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：____________。(2)氫氣可用于制備H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l)ΔH1O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2其中A、B為有機(jī)物，兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，則H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或“=”)。(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)＞v(吸氫)(4)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉(zhuǎn)化形式為_______。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe+2H2O+2OH?FeO42?+3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42?，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在_______(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是_______。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________。考點(diǎn)2涉及工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用1．(2024·北京卷，16)HNO3是一種重要的工業(yè)原料?？刹捎貌煌牡粗苽銱NO3。(1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)為氮源制備HNO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaNO3+H2SO4(濃)=NaHSO4+HNO3↑。該反應(yīng)利用了濃硫酸的性質(zhì)是酸性和。(2)方法二：以NH3為氮源催化氧化制備HNO3，反應(yīng)原理分三步進(jìn)行。①第I步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②針對第Ⅱ步反應(yīng)進(jìn)行研究：在容積可變的密閉容器中，充入2nmolNO和nmolO2進(jìn)行反應(yīng)。在不同壓強(qiáng)下(p1、p2)，反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。解釋y點(diǎn)的容器容積小于x點(diǎn)的容器容積的原因。(3)方法三：研究表明可以用電解法以N2為氨源直接制備HNO3，其原理示意圖如下。①電極a表面生成NO3-的電極反應(yīng)式：。②研究發(fā)現(xiàn)：N2轉(zhuǎn)化可能的途徑為。電極a表面還發(fā)生iii．H2O→O2。iii的存在，有利于途徑ii，原因是。(4)人工固氮是高能耗的過程，結(jié)合N2分子結(jié)構(gòu)解釋原因。方法三為N2的直接利用提供了一種新的思路。2．(2023?北京卷，16)尿素[CO(NH2)2]合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。(1)十九世紀(jì)初，用氰酸銀()與NH4在一定條件下反應(yīng)制得CO(NH2)2，實現(xiàn)了由無機(jī)物到有機(jī)物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：ⅰ．CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ．NH2COONH4分解生成尿素。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為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．CO2(l)＋2NH3(l)=CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ΔH=E1-E4(3)近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)(NO3-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KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應(yīng)生成CO(NH2)2，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c(NH4+)不能直接用NaOH溶液準(zhǔn)確滴定。①消化液中的含氮粒子是。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)NaOH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。3．(2022?遼寧省選擇性，18)(13分)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：回答下列問題：(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400-500℃。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)方案二：復(fù)合催化劑。下列說法正確的是___________。a．300℃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(4)某合成氨速率方程為：，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，___________；實驗1mnpq2np3mn4mp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(5)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(diǎn)均為NH3配體；四面體中心為硼原子，頂點(diǎn)均為氫原子。若其摩爾質(zhì)量為188g·molˉ1，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___________。4．(2021?湖南選擇性，16)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(yùn)，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N≡NH﹣HN﹣H鍵能E/(kJ?mol﹣1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝kJ?mol﹣1；(2)已知該反應(yīng)的△S＝198.9J?mol﹣1?K﹣1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)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(jìn)行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)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，t1時反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時間內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2)＝mol?L﹣1?min﹣1(用含t1的代數(shù)式表示)；②t2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N2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(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ＝(已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)Kθ=(PGPθ)g?(PHPθ)h(PDPθ)d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OH﹣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。5．(2021?北京卷，15)環(huán)氧乙烷(，簡稱EO)是一種重要的工業(yè)原料和消毒劑。由乙烯經(jīng)電解制備EO的原理示意圖如下。(1)①陽極室產(chǎn)生Cl2后發(fā)生的反應(yīng)有_______、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理：_______。(2)一定條件下，反應(yīng)物按一定流速通過該裝置，電解效率η和選擇性S的定義如下：η(B)=×100%S(B)=×100%①若η(EO)=100%，則溶液b的溶質(zhì)為_______。②當(dāng)乙烯完全消耗時，測得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推測η(EO)≈70%的原因。I.陽極有H2O放電II.陽極有乙烯放電III.陽極室流出液中含有Cl2和HClO……i.檢驗電解產(chǎn)物，推測I不成立。需要檢驗的物質(zhì)是_______。ii.假設(shè)沒有生成EO的乙烯全部在陽極放電生成CO2，η(CO2)≈_______%。經(jīng)檢驗陽極放電產(chǎn)物沒有CO2。iii.實驗證實推測III成立，所用試劑及現(xiàn)象是_______?？蛇x試劑：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品紅溶液。6．(2021?北京卷，18)驗證反應(yīng)Fe2++Ag+Ag+Fe3+可逆并測定其K。實驗I：將0.01mol/LAg2SO4溶液與0.04mo/LFeSO4溶液(pH=1)等體積混合，得到灰黑色的沉淀和黃色的溶液。實驗II：將少量Ag粉與0.01mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1)混合，Ag粉完全溶解。(1)①向?qū)嶒濱所得溶液中加入濃硝酸，證實灰黑色固體是Ag?，F(xiàn)象是_______。②實驗II使用的是Fe2(SO4)3溶液，而不是Fe(NO3)3溶液，原因是_______。使用如下裝置從平衡移動的角度進(jìn)行證明。補(bǔ)全試劑、操作及現(xiàn)象_______。(2)取I中所得上清液VmL。用c1mol/L的KSCN溶液滴定，至溶液變?yōu)榉€(wěn)定淺紅色時，消耗V1mL。已知：Ag++SCN-AgSCN，K=1012Fe3++SCN-FeSCN2+，K=102.3①溶液中，F(xiàn)e3+的作用是_______。②反應(yīng)的平衡常數(shù)是_______。(3)①若取實驗I所得濁液測定Ag+濃度，所得到的K_______(填“偏大”、“無影響”、“偏小”)。②不用實驗II所得溶液進(jìn)行測定并計算K的原因是_______。7．(2020?新課標(biāo)Ⅱ，28