重難點14化學反應原理綜合題

命題趨勢

考點三年考情分析2025考向預測

預計2025年高考中化學反應原理綜合題依

化學反應原理綜2024?廣東卷T19；2023?廣東卷T19；

然是結合圖像分析考查為主，包括氧化還原

合題2022?廣東卷T19；2021?廣東卷T19；

反應的書寫、平衡移動分析、計算等

重難詮釋◎

【思維導圖】

學能與熱能

夠與

應

化學反應原理

能量原理

質量守恒原理

化學動力學原理一化學反應速率及其影響因素

化學熱力學原理化學進行的方向

【高分技巧】

一、反應熱的計算及蓋斯定律的應用

1.掌握反應熱計算的三種方法

AH=正反應活化能一

逆反應活化能

AH=E（生成物的總能量）

4'三”公式一

-E（反應物的總能量）

AH=E（反應物的鍵能總和）

-E（生成物的鍵能總和）

反應熱計根

笈*

算方法據

T蓋斯定律一丙

AH=AH\+AH2

焙變與反應物的

q熱化學方程式卜

物質的量成正比

2.蓋斯定律的應用

（1）蓋斯定律既可以計算出目標反應的AH,也可以得出目標反應的熱化學方程式。

（2）應用步驟。

①調方向:根據目標化學方程式反應物、生成物的位置，調整已知化學方程式的反應方向。AH的隨之

改變,但數值不變。

②調化學計量數:調整已知化學方程式,將目標化學方程式中不存在的物質的化學計量數調整為相等,AH隨

之進行調整，與化學計量數成比例。

③相加:把調整好的化學方程式相加就得到目標化學方程式，必要時可約簡化學計量數，同時也得到相應化學

方程式的反應熱AHo

3.熱化學方程式書寫中易出現的錯誤

（1）未標明反應物或生成物的狀態而造成錯誤。

（2）反應熱的符號使用不正確，即吸熱反應未標出“+”號，放熱反應未標出“「號，從而導致錯誤。

（3）漏寫AH的單位，或者將AH的單位寫為kJ,從而造成錯誤。

（4）反應熱的數值與方程式的計量數不對應而造成錯誤。

（5）對燃燒熱、中和熱的概念理解不到位,忽略其標準是1mol可燃物或生成1molH2。。）而造成錯誤。

二、化學平衡狀態及移動方向的判斷

1.兩步法判斷化學平衡狀態

第一步析特點

分析反分析物理量

-分析容器特點-

應特點的變化特點

...I.........I

等體:琲等恒T：i恒r愧熱

積反;;體積恒y：降容器

應：;反應

第二步作判斷

根據參加反應的體系的特點，通過推理作出判斷，如v正可逆，則處于平衡狀態,否則反應未達到平衡狀態。

2.化學平衡移動的判斷

如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、濃度、壓強等），平衡就向能使這種

依據勒夏特列原理判斷

改變減弱的方向移動

依據圖像中正、逆反應速率相對

若V1E>V逆,則平衡向正反應方向移動;反之向逆反應方向移動

大小判斷

依據變化過程中速率變化的性若平衡移動的過程中，正反應速率增大（減?。?，則平衡向逆（正）反應方向移

質判斷動

依據濃度商（Q）規則判斷若某溫度下Q<K,反應向正反應方向進行;Q>K,反應向逆反應方向進行

三、速率、轉化率及平衡常數的計算

1.速率、轉化率及平衡常數的計算方法一三段式法

mA(g)+nB(g)^^pC(g)+qD(g)

起始量/(mol/L)ab00

變化量/(mol/L)mxnxPXqx

平衡量/(mol/L)a-mxb-nxPXqx

平衡轉化率T笠黑腎小。。％,如a（A）產詈XI。。％。

(1)

平衡常數：K_"?(qx)q

(2)

(a~mx)m?(b-nx)n

a~mx

(3)百分含量:。（A）FM百赤^7100%。

P平(a-mx)+{b-nx)+px+qx

(4)平衡前后的壓強之比（物質的量之比）：

P始a+b

-日寸a?M(A)+b?"(B),

(5)平均摩爾質里:----------------------g/moL

{a~mx)+{b-nx)+px+qx

甘爾八附/*工n八某氣體組分的物質的量sc.,

某氣體組分的體積分數=---------------------X100%。

混合氣體總的物質的量

實際產量

(7)生成物的產率:產率=xlOO%。

理論產量

2.分壓常數（Kp）與速率常數（k正、k逆）

（1）0的兩種計算模板。

①平衡總壓為Po。

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

n(平)abc

abC

P（分壓）—:—Po

a+b+c0°a+b+ca+b+c0°

c

Po)之

a+力+c

'a+b+cPo),(a+b+c0。)

②剛性容器起始壓強為po,平衡轉化率為a。

2NO2(g)一N2O4?

p（始）Po0

1

△pPoet-Poa

1

P(平)Po-Poa-Poa

i

"oa

(Po-Po?)2

（2）Kp與k正、k逆的關系。

以2NO2（g）=^N2O4（g）為例:

〃正=上正?p2（N（）2）-

平衡時ck正p（NO）

上正爐郃。2尸k逆下的。4）一立而k24%

〃逆=々逆?P（N2OQ_W=3

3.平衡常數與速率常數之間的關系

對于基元反應aA(g)+bB(g)^=^cC(g)+dD(g),v正=k正-ca(A)-cb(B),v逆=k逆cc(C)-cd(D),平衡常數K=

c，(C)?cd(D)7^_上，反應達到平衡時v正=丫逆，故K=r^o

ca(A)?cb(B)k逆?”正卜逆

四、速率、平衡圖像題的綜合分析

1.新高考試題中速率、平衡圖像題的特點

（1）圖像的形式。

①直接呈現平衡體系中變量的變化:物質的量濃度-時間、組分百分含量-溫度、壓強-溫度。

②平衡體系變量延伸出的變量的變化:分壓（物質的量）-時間、轉化率-原料物質的量分數、平衡常數K（lnK）-

溫度倒數中的圖像。

（2）考查方式。

①分析出縱、橫坐標之間的關系，判斷出適宜的反應條件（溫度、壓強、濃度、反應物的配比等）。

②需要根據分析出的數據信息進行轉化、計算得出結果。

2.化學反應速率、平衡圖像的分析方法

（1）整體掃描圖像，明確面、線、點的物理、化學意義。

①看面:弄清縱、橫坐標的物理含義,注意把坐標的變化轉變為化學量的變化。

②看線:弄清線的斜率、變化趨勢及線的陡與平所代表的化學意義。

③看點:弄清曲線上點的含義，特別是一些特殊點，如與坐標軸的交點、曲線的交點、拐點、最高點與最低點

等。

④作線:多條件變化時,是否需要確定一個條件為衡量的線，如等溫線、等壓線。

（2）找準切入口，明確圖像的意義。

①從“斷點”著手。

當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發生改變，可能使速率-時間圖像的曲線出現不連續的情況,

即出現“斷點”。根據“斷點”前后的速率大小，即可確定變化的是何種條件。

②從“拐點”入手。

同一可逆反應，若反應條件不同，達到平衡所用的時間也可能不同，反映到圖像出現“拐點”的時間也就有差異。

根據外界條件對化學反應速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大小及是否使用催化劑。

③從曲線的變化趨勢著手。

a.對于速率-溫度(或壓強)圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強逐漸增大，反應速率會逐漸增大,因此圖像上出

現的是平滑的遞增曲線。

b.溫度或壓強的改變對正、逆反應速率的影響是一致的，在圖像上，就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢大致相同。

c.分析外界條件對化學反應速率的影響時，只能分析達到平衡之后化學反應速率的變化情況。

-----------------------------h

限時提升練

(建議用時：40分鐘)

1.(2025?廣東廣州?測試)煤制天然氣的關鍵步驟是從合成氣中生產CH4，合成氣轉化為CH4的過程中涉及

以下反應：

I-CO(g)+3H2(g)^CH4(g)+H2O(g)AH1<0;

II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)AH2<0；

HI.CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)AH3?

(1)煤的綜合利用途徑主要有干儲、氣化和液化，煤的干儲屬于—變化(填“物理”或“化學”)。

(2)已知幾種物質的燃燒熱如下表：

物質CO(g)CHOH(g)

H2(g)3

燃燒熱AH/(kJ-moH)-283.0-285.8-764.6

結合上述數據，可知AHa=kJ-molL

(3)向添加了催化劑的管式反應器中以一定的氣體流速通入合成氣[n(CO)：n(H2)：n(N2)=l：3：1,P,a

=0.1MPa],在一定溫度下發生上述反應，在管式反應器的進、出口檢測各成分的含量，并計算下列物理量:

11

CO轉化率:a(CO)=%M“二g^xlOO%,CH4選擇性:S(CHj=-出「凡:_100%

'n進(CO)'"na(CO)-nJCO)

①對于反應I,下列說法正確的是(填序號)。

A.混入N2能提高CO的平衡轉化率

B.管式反應器的進、出口氣體壓強相同時，說明反應在反應器內已達平衡

C.在恒容密閉容器中反應達到平衡后，降低溫度可使a(CO)增大

D.為了提高S(CH4),需要使a(CC>2)增大的同時抑制反應I以外的化學反應

②某次實驗過程中測得如下數據：

物質n進(CO)n山(CHJn出(CO2)n山(CH3OH)

n/mol1.000.870.020.01

此次實驗中CH4選擇性S(CH)和氫氣的轉化率。(氏)分別是多少？0(保留2位有效數字，要求寫出

計算過程)

(4)利用太陽能電池在室溫下能將CH轉化為CH3OH,工作原理如圖:

太陽光

——------------

三二二二二二二二二三二二二二二二二WE二二二CH4二吞

爰奉奉奉函百送

?葉-?

PtNa2cO3溶液CuO/CeO2

c(CO；)

①電池工作一段時間后，電解質溶液的pH變為10,此時溶液中.'co-)：______。已知：H2c。3的

711

Kai=4.6xl0-,Ka2=5.0xl0-?

②CH4轉化為CH30H的電極反應式為0

【答案】(1)化學

(2)-90

(3)CD96.7%、87%

_

(4)0.5CH4-2e+CO；=CH3OH+CO2

【解析】(1)煤的干儲是隔絕空氣加強熱使之分解的過程，屬于化學變化；

(2)根據燃燒熱可得：@CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH=-283kJ/mol,②

i3

H2(g)+-O2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ/mol,③CH30H(g)+5O2(g)=CO2(g)+2HQ(l)AH=_764kJ/mol根據蓋斯

定律，反應in=(D+2x②-③，可知AH=-90kJ/moll；

(3)①A.壓強一定，混入N2導致各物質濃度減小，反應向氣體分子數增大的方向移動，降低了CO的轉

化率，A錯誤；

B.一定的氣體流速通入合成氣，壓強恒定P總=0.1MPa,反應管的進、出口氣體物質的量相同時，不能說

明反應器內已達平衡，B錯誤；

C.該反應放熱，降低溫度平衡正向移動可使"CO)增大，C正確；

D.根據其表達式，為了提高S(CH6,需要使a(CO)增大，同時抑制反應I以外的化學反應，D正確；故選

CD；

CO(g)+3H2(g)uCH4(g)+H2O(g)

起始

②根據數據列出三段式：變化(.)

0.872.610.870.87'

平衡(10Tmoi)0.870.87

CO(g)+H2o(g)uCO2(g)+H2(g)

起始(loomed)

變化(lOlol)0.020.020.020.02、

平衡(lO+mol)0.020.02

CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)

起始(IO"1nol)

故此次實驗中

變化0.010.020.01

平衡0.01

Q氫氣的轉化率a(C0)=2.61+；：jO.O2x]00%=.

S(CH)=--------------------X1OO%=96.7%,87%

40.87+0.02+0.01

c(CO^)-c(H+)c(CO：)q5x10-"

(4)①由HCO；UCO：+H+可得Ka2=

c(HCO；)，c(HCO；)c(H+)IO-。"

②CH4轉化為CH3OH的過程中C化合價由-4變為-2,化合價升高，失去電子，電極反應式為

-

CH4-2e+CO3=CH3OH+CO2；

2.（2025?廣東汕頭?質量檢測）銀氨溶液（Tollens試劑）具有弱氧化性,能與醛發生銀鏡反應，通常用來鑒別

醛和酮。

(1)乙醛的銀鏡反應a：CH3CHO(aq)+2Ag(NH3(aq)+H2O(l)=CH3COO-(aq)+3NHt(aq)+2Ag(s)+NH3(aq)

已知：

\H

++2++

CH3CHO(aq)+H2O(l)2Ag(aq)CH3COOH(aq)+2H(aq)2Ag(s)

1

+4NH3(aq)+3NH3(aq)

\HXAH3

\H

CHCHO(aq)+HO(l)++

322Ag(NH3)；(aq)CH3coeT(aq)+3NH：(aq)2Ag(s)+NH3(aq)

①反應a的AH=o(用AH]、AHrAH3表示)

②乙酸的沸點明顯高于乙醛，其可能原因是.

（2）實驗室現取25mL0.12mol-L」的AgNOs溶液，邊振蕩邊逐滴加入1.2mol-L」的稀氨水，產生少量白色沉

淀，繼續滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解為止，制得銀氨溶液。

①在銀氨溶液中繼續滴加稀氨水，測得溶液中Ag+、Ag（NH3）；的物質的量分數&（X）隨溶液中-lgc（NH3）變

化的關系如圖所示。已知：忽略Ag+的水解，且溶液中的NW、NHg-HzO的總濃度以c（NHj表示（下同）；

c(X)

5(X)=

+

c(Ag)+c[Ag(NH3)^]

絡合物MLn的累積生成常數Kf（MLj可衡量金屬離子M與配體L形成的絡合物ML”的穩定性。

c（ML）

M+nLUML”K（ML）=n

fnc（M）.cn（L）

由此分析，計算K（Ag（NH3）；]=.

②下列說法正確的是o

A.lmolAg（NH3）；中含有61noi◎鍵

B.曲線A表示3（Ag+）的變化趨勢

c（Ag+）

C.向銀氨溶液中通入NH3,溶液中丁二~f減小

c[Ag（NH3）J

+

D.在銀氨溶液中，c（Ag）+c[Ag（NH3）；]+c（NH：）＞c（NO；）

（3）在（2）銀氨溶液配制過程中測定溶液pH隨氨水加入體積增加的變化曲線，如圖所示。C點加入的氨

水恰好使最初生成的沉淀完全溶解，溶液中c（NH3）=0.0022mol.L」。

②計算此時溶液中的Ag+的近似濃度（寫出計算過程，保留兩位有效數字，

③此時溶液中Ag（NH3）；、0H\NO3的物質的量濃度大小關系為。

【答案】（1）-AHj+AH^AH,乙酸的分子結構中含有羥基，分子間能形成氫鍵

（2）IO72CD

根據元素質量守恒，止匕時溶液中（）；（）

（3）0.10c[AgNH3]+cAg+=0.10mol/L,

（；

Ag++2NH3uAgNHj

起始濃度（mol/L）0.10,則

平衡濃度jmol/L，

x0.00220.10-x

c[Ag（NH）^]

30.10-x0.10.

Kf[Ag（NH3）；]==1q72尚軍得c（Ag+）=xp1.3x10-3mol/L

+222

c（Ag）-c（NH3）x.0.0022x.0.0022

c（NO；）>c[Ag（NH3）；]>c（OHj

【解析】（1）根據蓋斯定律，反應a的反應熱AH=-AH|+AH2+AH3；乙酸的分子結構中含有羥基，分子

間能形成氫鍵，故沸點明顯高于乙醛；

故答案為：-AHi+AHz+AHs：乙酸的分子結構中含有羥基，分子間能形成氫鍵;

（2）根據圖像分析，曲線A為Ag（NHs）；、曲線B為Ag+的物質的量分數NX）隨溶液中-廖必耳）變化,

36+

-lgc（NH3）=3.6Bt,C（NH3）=10--Ag（NH3）；與Ag+的物質的量分數相等，貝h[Ag（NH3）；]=c（Ag）,

c[Ag（NH3）；]_j_iq72

Kf[Ag（NH3）^]=

+2362

c（Ag）-c（NH3）（1Q-）

A.1個Ag（NH3）；含有2個配位鍵和6個N-H鍵，則lmolAg（NH3）；中含有8moi◎鍵，A項錯誤；

B.由分析可知，曲線A表示6[Ag（NH3）1的變化趨勢，B項錯誤；

C.向銀氨溶液中通入NH3,根據圖像可知，隨溶液中C（NH3）增大，Ag（NH3）；物質的量分數增大，Ag+的

c（Ag+）

物質的量分數減小，則「人[二\+1減小，C項正確；

c^AgNH3）2J

D.在銀氨溶液中，存在電荷守恒c（Ag+）+c[Ag（NH3）；]+c（NH：）+c（H+）=c（N0；）+c（0H-）,銀氨溶液顯

堿性，則c（Ag+）+c[Ag（NH3）；]+c（NH：）＞c（NOj,D項正確;

故答案為CD；

（3）①C點加入的氨水體積為5mL,忽略溶液體積變化，總體積為30mL,根據元素質量守恒,

c（NO；）=n（AgNO3）=25mLx0.12moi?!?=o]0moi匚\

\7V30mL

②根據元素質量守恒，此時溶液中c[Ag（NH3）；]+c（Ag+）=0.10mol/L,

+（；

Ag+2NH3=AgNHj

起始濃度（mol/L）0.10，則

平衡濃度）

jmol/Lx0.00220.10-x

c[Ag(NH3)^]

0.10-x0.1072

Kf[Ag(NH3)^]==10,,解得c(Ag>xa1.3x10-3moi/L；

+2x.0.00222~x.0.00222

c(Ag)-c(NH3)

③C點對應溶液的pH=1。3,則c（H+）=10-m3mol.L」，c（OH）=10Hmol.L」,c（NO；）=o.lOmol.L1,

-3

c[Ag（NH3）^]=0.1OmoVL-1,3x10moVL,故c（NOj）>c[Ag（NH3）^>c（OH"）o

3.（2025?廣東汕頭?期中）酸在多種反應中具有廣泛應用，其性能通常與酸的強度密切相關。

（1）最新研究工業上可以用H+-Ag為催化劑氧化乙烯制備環氧乙烷（簡稱EO）；反應方程式為2c2H4（g）+

O2（g）―2E0（g）（反應a）

已知：

++

C2H4(g)+AgO-(s)—!>EO(g)+AgO-(s)

Ag（s）+O2（g）Ag（s）+1O2（g）

①Ag位于第五周期，與Cu同族，有相似的核外電子排布，寫出Ag價電子排布式。

②反應a的AH=o

（2）某小組研究了3種酸對反應a的催化作用。在相同條件下，向反應體系中滴加等物質的量的少量酸,

測得體系的溫度T隨時間t的變化如圖。

據圖可知，在該過程中=

A.催化劑酸性增強，可增大反應焰變

B.催化劑酸性增強，有利于提高反應速率

C.催化劑分子中含H越多，越有利于加速反應

D.反應速率并不始終隨著反應物濃度下降而減小

（3）我國科學家報道了一種高效O-to-C的替換反應，可在溫和條件下將環氧化物快速轉化為環丙烷結構。

一種脫氧/環加成串聯反應機理如圖，其中的催化劑為（填圖中字母）。

AgTpBR

D

(4)在非水溶劑中研究弱酸的電離平衡具有重要科學價值：弱酸H2A在有機相和水相中存在平衡：H2A(環

己烷)UH2A(aq),平衡常數為。25。(2時，向丘1LSlmolBH2A環己烷溶液中加入質1L水進行萃取，

用NaOH(s)或HCl(g)調節水溶液pH。測得水溶液中以用人)、c(HA')>c(A2')，環己烷中H2A的濃度[c環襁

C(HA)

(H2A)],水相萃取率a[a=l-^；]ffipH的變化關系如圖。

100

0.08-80

60%

、

0.06-40D

20

0樹

0.04-岸

相

。

o2箕

?

OO

0.

I1I—III'

3456789

10

PH

已知：H2A在環己烷中不電離，且忽略過程中溶液體積的變化

①表示c環藥MEA)的曲線為o(填字母)

②)由圖計算pH=6,H2A的,Ka]=,K02=及水相萃取率a=。(保

留三位有效數字)

【答案】(1)4di°5sl2A//y-2NH2+2NH3

(2)BD

(3)T

(4)a0.25IO-4IO-70.965

【解析】(1)①銀和銅位于同一族的相鄰周期，即Ag位于元素周期表的第五周期IB族，基態Ag原子的

價層電子排布式為：4d105s1o

②已知：反應IC2H4(g)+Ag+0式s)fEO(g)+Ag+CT(s)明

反應+

nAgOj(s)Ag(s)+O2(g)\H2

反應HIAg+CT⑸-Ag(s)+；C)2(g)

由蓋斯定律可知，反應1x2-反應nx2+反應nix2可得2c2H4(g)+C)2(g)->2EO(g),貝U2AH-23+22^。

答案為①4dl05sl②2AH/-2AH2+2AZ/3。

(2)A.催化劑不能改變反應的焰變，A錯誤；

B.由圖示可知，酸性：硫酸〉磷酸〉乙酸，催化劑酸性增強，反應速率提高，B正確；

C.一個硫酸分子中含有2個H,一個磷酸分子中含有3個H,一個乙酸分子中含有4個H,但含H最少的

硫酸催化時，最有利于加速反應，C錯誤；

D.由圖示可知，反應開始一段時間，反應物濃度減小，但反應速率加快，反應速率并不始終隨著反應物濃

度下降而減小，D正確；

綜上，BD符合題意；

答案選BD。

(3)由圖可知，物質T參與第①步反應，并且在第④步反應生成；反應前后沒有發生變化，T為反應的催

化劑。

答案為T。

(4)①向水溶液中加入NaOH(s)時，NaOH與水溶液中的H2A反應，平衡：H2A(環己烷)UH2A(aq)正向

移動，c環泳(H2A)減小，水相萃取率增大。當pH足夠大的時候，水相萃取率達到100%,此時c環泳(H2A)=0

mol/L,b和a符合c朝達H2A)、水相萃取率的變化趨勢；則表示"兩氯I^A)的曲線為a。

②向水溶液中力口入NaOH(s)時，NaOH與水溶液中的H2A反應，《EA)逐漸減小，c(HA)增大；到一定程度

時，c(HA)減小，c(A2-)增大，因此表示C(H2A)、C(HA),々A')的曲線分別為C、d、f。平衡常數(、%、

K位只與溫度有關，與pH無關。根據圖示，當pH=2時，c(HA)和c(A2)均為0mol/L,水相中只有H2A。

C(H2A)=0.02mol/L,c^H2A)=0.08mol/L,平衡：H2A(環己烷)UH2A(aq)的平衡常數

2

K&=~^4--=―—r—r=0-25oH2A在水溶液中電禺，電禺萬程式為H2AUHA-+H+、HA-^A

c環己烷(H2A)0.08mol.L

-+H+。當pH=4時，C(H2A)=C(HA),則平衡常數降=生修答U=C(H+)=1°Y。當pH=7時，

C(H2A)

2-6

c(HA-)=c(A),儲?=&A)：但)=。3+)=]0-7。當pH=6時，c(H+)=10-mol/L,帶入降八Kai,可得

c(HA)

嘴上=10°，=另外根據有產辭I"?！?，以及"派(H2A)+c(H2A)+c(HA)+c(A2-尸0.1

C(H2A)C(HA)c環己烷

mol/L,聯立方程式，可得c環百MH2A)u0.00348moi/L,則水相萃取率a=1^生之0.965。

答案為①a②0.25IO-410-70.965o

4.(2025?廣東大灣區?模擬)我國自主研發的航天粉煤加壓氣化技術，是把干煤粉與氧氣、水蒸氣混合在氣

化爐內燃燒，可將煤炭高效、環保、低成本地轉化為清潔的氣體，廣泛用于煤制甲醇、合成氨、合成油、

烯崎、制氫等領域。

(1)原料煤粉要研磨粉碎為5?90微米，其目的是,輸送干煤粉入氣化爐的介質一般用N2或

CO2,下列關于輸送介質的說法不正確的是(填標號)。

A.輸送介質使用CO?能減少碳排放

B.弗和CO2分子中含有的◎鍵和兀鍵之比均為1：1

C.在高溫下CO2與粉煤發生反應生成CO,增加了合成氣中CO的含量

(2)我國研制的煤氣化爐，碳轉化率大于99%,產生的有效氣體CO和H2含量大于90%。該混合氣體在

一定條件下反應制得甲醇，根據下圖寫出CO和反應制甲醇的熱化學方程式：0下圖中，過程

I與過程n比較，達平衡所需時間：t⑴t(n)(填或“=”)。

O7

JU

r?

o

'

M

褪

1molCH30H(g)

反應過程

(3)在容積為2L的恒容密閉容器中，分別研究反應在300℃>350。(2和40(TC三種溫度下CO和4合成甲

醇的規律，如下圖。

①在上述三種溫度中，圖中曲線X對應的溫度是。

②圖中a點對應反應達平衡時壓強為pkPa,計算在a點對應溫度下該反應的平衡常數耳=(耳用

平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓x物質的量分數)。

(4)煤氣化爐產生的有效氣體可用于合成氨，在工業生產中用途極其廣泛。25。(2時，用HC1氣體調節0.1

mol-L-i氨水的pH,體系中粒子濃度的對數值(lgc)、反應物的物質的量之比［尸c、］與pH的關系

如圖所示。若忽略通入氣體后溶液體積的變化，25。(2時，NH3H2O的電離平衡常數Kb=；P2所示

溶液中，c(NH：)100c(NH3比0)(填“'或"=”)；P3所示溶液中離子濃度大小關系為o

(2)CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)AH=-91kJ-mol4>

9

⑶300℃—

P*

(4)IO-475>c(Cl-)>c(NH*)>c(H+)>c(OH-)

【解析】(1)煤粉要研磨粉碎，是為了增大反應物的接觸面積，加快反應速率，使反應更充分；高溫下CO2

與粉煤發生反應生成CO,增加了合成氣中CO的含量，減少了碳排放，A、C正確；用分子中含有1個氮

氮三鍵，?鍵和兀鍵之比為1：2,B錯誤。

(2)由圖可知，1molCO和2mol氏的總能量大于1molCH30H的總能量，屬于放熱反應，焰變等于斷

開反應物中化學鍵吸收的總能量減去形成生成物中化學鍵釋放的總能量，因此AH=(419-510)kJ-moH=-91

kJ-mol-1,故熱化學方程式為CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)AH=-91kJmol-1；過程II加入了該反應的催化劑，

使反應的活化能降低，化學反應速率更快，需要的時間更短，所以達平衡所需時間：t⑴

(3)①因為正反應為放熱反應，溫度減低時，化學平衡正向移動，因此溫度低時CO的平衡轉化率大，則

圖2中曲線X對應的溫度是300℃o

②a點時，CO的平衡轉化率為50%,假設此反應的起始量：11((20戶111101,11(112尸1.511101,由此可建立以下

三段式：

CO2(g)+2H2(g)UCH30H(g)

起始/mol11.50

變化/mol0.510.5

平衡/mol0.50.50.5

X

該溫度下，CO、H2>CH30H的平衡分壓分別為p(CO)=wxp,p(H2)=—P>P(CH3OH)=-xp；此反應

0.5

（）——xp

/7CH3OH1.59

的平衡常數Kp=*6行國r

0.5)0.5I2p2°

EJ

（4）NH3H2O的電離平衡常數Kb=c（NH4）,c（°H）,據圖可知當［gc（NH；尸lgc（NH3-H2。），即

C（NH3-H2O）

c（NH；尸（:缶印比。）時，溶液pH=9.25,pOH=4.75,則此時c（OH）=10475mol-LT,所以Kb=l（）475；p?所示

10卬5

（

溶液pH=7,貝Uc（OH）=10-7,N\；o）==1。225＞102=100,C（NH：）＞100C（NH3H20）；由圖可知，

n（HCl）

P3點時，"（N3.HO）=L貝Un（HCl）=n（NH3-H2。），此時得到NH4cl溶液，NH；水解生成H+使溶液呈酸性,

+

P3所示溶液存在：c（Cl）＞c（NH：）＞c（H）＞c（OH）。

5.（2025?廣東?聯考）甲酸是重要化工原料，在新能源領域應用潛力大，對環保和可持續發展也很重要。

（1）根據以下信息，寫出甲酸分解制氫的熱化學方程式：O

已知：HCOOH（l）=CO（g）+H2O（l）AH,

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）AH2

H2O（g）=H2O（l）AH3

（2）甲烷與Hz。?定向轉化制甲酸等物質的反應歷程和能壘變化如圖所示（部分自由基未畫出）。有催化劑時,

微粒吸附在催化劑表面進行反應。

口2—2

①下列說法不正確的是o

A.甲烷定向制甲酸的反應是放熱反應

B.該過程的決速步是甲烷產生自由基過程

c.從i-ii的過程中，?H2O2=-OOH+-H

D.微粒ii和iii是反應的中間體

②由CHO生成HCOOH的過程中，凡。?產生自由基的過程可表示為

（3）利用甲酸鈉脫除水體中的NO；,反應的還原主產物是N2,存在中間產物NO?和副產物NH：,其他可

能的還原產物不考慮。水體中NO；初始濃度為lOOmgL-1,測得過程中N。：-N和NH；-N（N元素的含量）

隨時間變化如圖所示。75min時NO］轉化完全，檢測不到NO.

+

口NH

1204(

△No-

3

(?NO-

L2

防

￡

、

褪

—

理O

ON

N乓

N

I

人X

乃N

02515304560

反應時間/min

①NO］中N原子的雜化方式是0

②從開始到轉化完全時，反應速率v（NOj為（保留3位有效數字，下同）mg-L，minL氮的脫除

效率（還原的N%100%）可以達到_________o

總N

（4）己知（（118011）=1.8*10-4,吆9=0.63。常溫下，0.10mol1T的甲酸鈉溶液中，c（HCO（r）

（填，或"=’,）c（HCOOH）,溶液pH=（寫出此空的計算過程）。

【答案】（1）AH=AH1+AH2-AH3

（2）DH2O2=2*OH

（3）sp21.33mg*L-1Tnin_|97%

（4）>8.37（計算過程看解析）

【解析】（1）設①HCOOH（l）=CO（g）+HQ（l）AH1,②CO（g）+HQ（g）=CO?（g）+H?（g）AH2,③

H2O（g）=H2O（l）根據蓋斯定律①+②-③，可得HCOOH（l）=CO2（g）+H2（g）AH=AU+AH2-AH3；

（2）①A.由圖可知，甲烷定向制甲酸的反應是放熱反應，A正確；

B.該過程的決速步是能量壁壘最高的步驟，是甲烷產生自由基過程，B正確；

C.從i—ii的過程中有CH3OOH的生成，可知C&?要形成CH3OOH需要QOH,故存在H?。？=QOH+.H

D.微粒ii和iii是反應的產物，D錯誤；

故選D；

②CHO生成HCOOH需要OH自由基，H2O2產生自由基的過程可表示為H2O2=2-OH；

（3）①NO：中N的價層電子對數2+5+1；2X2=3,雜化方式是sp2；

②從開始到轉化完全時，反應速率為v