PAGEPAGEPAGE1第一部分專題高潮篇[編者按]26、27、28是化學試題中的3個必考大題，基本以化學反應原理綜合、化學試驗綜合、化學工藝流程綜合三個題型為主。表面上看三道題目考查的學問相對獨立，但涉及的問題常常又有交叉，這3道大題的命題方式都是設置一個新情境，對前面化學基本學問的“拼盤”考查。因此在學好前面基礎學問的前提下對這三個題型進行細致探討，找到命題規律、答題方法，對提升化學成果特別必要。通過把2024、2024、2024三年全國卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的命題點進行表格分析、對比，可以看出近年來26、27、28三題的命題特點：(1)題目偏重對過程和方法的考查，更加留意學問的綜合應用。如2024年全國卷Ⅰ的試驗題，除考查常規試驗操作、儀器名稱外，還涉及原理分析、離子方程式等的考查。(2)化學試題計算量顯著增多，如Ksp的計算應用、平衡常數的求算、滴定過程的分析等，都進一步加大了對計算的考查，同時部分試題的計算過程更加困難，所給數據處理也比較困難。(3)部分題目題干較長、信息較新、信息點多而分散，尤其涉及一些圖像、圖表的問題更是無形之中加大了題目難度，而此類試題卻常考常新，故備考時應當拓寬學問的廣度。一、化學反應原理綜合題·命題統計全國卷Ⅰ全國卷Ⅱ全國卷Ⅲ2024T28·以N2O5綠色硝化技術為題材考查氧化產物的推斷、蓋斯定律的應用、反應速率平衡常數的計算、反應條件的限制T27·以CH4—CO2催化重整為題材考查蓋斯定律的應用、化學平衡的移動、平衡常數的計算、反應條件的限制對速率、平衡的影響T28·以制備硅烷、多晶硅的重要原料三氯氫硅為題材考查生疏化學方程式的書寫、蓋斯定律的應用、轉化率平衡常數的計算、化學平衡的移動、反應速率的計算與比較2024T28·以H2S的探討為題材考查不同酸的酸性強弱比較、蓋斯定律的應用、平衡轉化率、化學平衡常數的計算、吸放熱反應的推斷、轉化率影響因素T27·以制備丁烯為題材考查反應熱、反應速率、化學平衡等學問，涉及蓋斯定律的應用、外界條件對反應速率和化學平衡移動的影響、圖像的分析和推斷、變更緣由的說明等T28·以砷及其化合物為題材考查元素周期表與原子結構、氧化還原反應及熱化學方程式的書寫、化學反應速率與平衡的影響因素、平衡狀態的推斷與平衡常數的計算等2024T27·以鉻的化合物為題材考查平衡轉化率、平衡常數、化學平衡的移動、沉淀滴定及Ksp相關計算T27·以丙烯腈為題材考查化學反應的方向、反應條件的選擇對化學平衡的影響以及圖像的分析T27·以硫、氮氧化物的處理為題材考查氧化還原反應，蓋斯定律及外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響二、化學試驗綜合題·命題統計全國卷Ⅰ全國卷Ⅱ全國卷Ⅲ2024T26·以制備醋酸亞鉻為題材考查儀器的名稱、化學試驗基本操作、離子方程式的書寫、物質的分別與提純、試驗方案的評價T28·以三草酸合鐵酸鉀為題材考查化學方程式的書寫、化學試驗操作、物質的檢驗方法、氧化還原滴定及相關計算T26·以硫化硫酸鈉晶體純度測定為題材考查試驗方案設計、物質的檢驗、試驗基本操作、樣品純度的相關計算2024T26·以凱氏定氮法為題材考查儀器的名稱及作用、化學試驗基本操作、離子方程式的書寫、化學方程式的計算T28·以測定水中溶解氧為題材考查基本操作、儀器的選擇、中和滴定原理的應用、氧化還原反應方程式的書寫以及定量計算等T26·以探究綠礬的性質為題材考查鐵與硫的化合物的性質，SO2、Fe2＋、Fe3＋的性質及檢驗，結晶水含量的測定，試驗誤差的分析，化學方程式的書寫等2024T26·以氮的氧化物和氨氣為題材考查氣體的制備、裝置連接、現象推想及緣由分析、化學方程式的書寫T28·以探究Fe2＋、Fe3＋的性質為題材考查溶液的配制、離子方程式的書寫及試驗方案的設計與評價等T26·以CaO2的制備為題材考查試驗基本操作、化學方程式的書寫、及試驗方案的設計與評價等三、化學工藝流程綜合題·命題統計全國卷Ⅰ全國卷Ⅱ全國卷Ⅲ2024T27·以生產Na2S2O5工藝為題材考查反應條件的限制、化學方程式的書寫、電解原理的應用、殘留物含量的相關計算T26·以閃鋅礦為原料制備金屬鋅為題材考查生疏化學方程式的書寫、反應條件的限制、物質的分別提純、離子方程式的書寫、電極方程式的書寫T27·以制備KIO3工藝為題材考查物質的命名、反應條件的限制、生疏化學方程式的書寫、電解原理的應用、制備方案的評價2024T27·以鈦鐵礦制備電極材料為題材考查反應條件的選擇和分析、離子方程式的書寫、化學方程式的書寫、轉化率的影響因素、化合價的計算、沉淀溶解平衡常數的計算等T26·以水泥中鈣含量的測定為題材考查元素及其化合物性質和氧化還原反應的相關學問。涉及硝酸、二氧化硅、Fe3＋和Al3＋的性質、氧化還原反應的計算等T27·以制備重鉻酸鉀工藝為題材考查電子守恒的應用，硅、鋁、鐵及其化合物的性質，化學平衡移動原理的應用，反應類型的推斷，溶解度曲線的應用，化學反應的簡潔計算等2024T28·以NaClO2為題材，以工藝流程的形式，考查生疏氧化還原反應方程式的書寫、除雜，電解池，氧化還原反應相關計算和新概念的接受與應用T26·以聯氨為題材考查電子式的書寫，化學方程式的書寫，反應熱、平衡常數、電子守恒等三種計算，緣由分析、現象描述等三個文字簡答題T28·以釩的化合物為題材的無機化工流程題，考查方程式的書寫、化學計算及溶液酸堿性、離子濃度大小推斷等這3道主觀題擔負著區分考生、選拔人才的功能，主觀大題得分的凹凸確定著名校幻想能否實現。假如說前面的專題復習是學問的鞏固和強化，那么本專題則是二輪復習的核心和高潮，這是因為攻克薄弱點，才是增分點。第1講化學反應原理綜合題1．(2024·全國卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題：(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發的無色透亮液體，遇潮氣時發煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應的化學方程式：______________________________________________________。(2)SiHCl3在催化劑作用下發生反應：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH1＝48kJ·mol－13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)＋2SiHCl3(g)ΔH2＝－30kJ·mol－1則反應4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH為________kJ·mol－1。(3)對于反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采納大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHCl3的轉化率隨時間變更的結果如圖所示。①343K時反應的平衡轉化率α＝________%。平衡常數K343K＝________(保留2位小數)。②在343K下：要提高SiHCl3轉化率，可實行的措施是________________；要縮短反應達到平衡的時間，可實行的措施有________________、________________。③比較a、b處反應速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數，x為物質的量分數，計算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數)。解析：(1)SiHCl3遇潮氣時發煙生成(HSiO)2O等，結合原子守恒推知SiHCl3與水蒸氣反應除生成(HSiO)2O外，還生成HCl，化學方程式為2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl。(2)將題給兩個熱化學方程式依次編號為①、②，依據蓋斯定律，由①×3＋②可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)，則有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48kJ·mol－1＋(－30kJ·mol－1)＝114kJ·mol－1。(3)溫度越高，反應速率越快，達到平衡的時間越短，a點所在曲線達到平衡的時間短，則該曲線代表343K時SiHCl3的轉化率變更，b點所在曲線代表323K時SiHCl3的轉化率變更。①由題圖可知，343K時反應的平衡轉化率α＝22%。設起始時SiHCl3(g)的濃度為1mol·L－1，則有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始(mol·L－1)100轉化(mol·L－1)0.220.110.11平衡(mol·L－1)0.780.110.11則343K時該反應的平衡常數K343K＝eq\f(cSiH2Cl2·cSiCl4,c2SiHCl3)＝eq\f(0.11mol·L－12,0.78mol·L－12)≈0.02。②在343K時，要提高SiHCl3轉化率，可實行的措施是剛好移去產物，使平衡向右移動；要縮短反應達到平衡的時間，需加快化學反應速率，可實行的措施有提高反應物壓強或濃度、改進催化劑等。③溫度越高，反應速率越快，a點溫度為343K，b點溫度為323K，故反應速率：va＞vb。反應速率v＝v正－v逆＝，則有v正＝，v逆＝，343K下反應達到平衡狀態時v正＝v逆，即，此時SiHCl3的平衡轉化率α＝22%，經計算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質的量分數分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉化率α＝20%，此時SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質的量分數分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)·＝0.02×eq\f(0.82,0.12)≈1.3。答案：(1)2SiHCl3＋3H2O=(HSiO)2O＋6HCl(2)114(3)①220.02②剛好移去產物改進催化劑提高反應物壓強(濃度)③大于1.32．(2024·江蘇高考)NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境愛護的重要課題。(1)用水汲取NOx的相關熱化學方程式如下：2NO2(g)＋H2O(l)=HNO3(aq)＋HNO2(aq)ΔH＝－116.1kJ·mol－13HNO2(aq)=HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)ΔH＝75.9kJ·mol－1反應3NO2(g)＋H2O(l)=2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)用稀硝酸汲取NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式：________________________________________________________________________。(3)用酸性(NH2)2CO水溶液汲取NOx，汲取過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式：___________________________________________。(4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。①NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1molN2時，轉移的電子數為________mol。②將肯定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應(裝置見圖1)。反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變更曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內隨著溫度的上升，NOx的去除領先快速上升后上升緩慢的主要緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；當反應溫度高于380℃時，NOx的去除率快速下降的緣由可能是________________________________________________________________________。解析：(1)將題給三個熱化學方程式依次編號為①、②和③，依據蓋斯定律可知，③＝(①×3＋②)/2，則ΔH＝(－116.1kJ·mol－1×3＋75.9kJ·mol－1)/2＝－136.2kJ·mol－1。(2)由題給信息可知，反應物為HNO2(弱酸)，生成物為HNO3，因此陽極反應式為HNO2－2e－＋H2O=3H＋＋NOeq\o\al(－,3)。(3)由題給信息可知，反應物為HNO2、(NH2)2CO，生成物為CO2和N2，依據氧化還原反應方程式的配平方法可寫出該反應的化學方程式為2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①NH3中N的化合價為－3，NO2中N的化合價為＋4，N2中N的化合價為0，每生成1molN2，有eq\f(4,7)的N由－3價變為0價，被氧化的N的物質的量為eq\f(8,7)mol，因此每生成1molN2轉移的電子數為eq\f(24,7)mol。②溫度上升，反應速率增大，同時催化劑的活性增大也會提高反應速率。一段時間后催化劑活性增大幅度變小，主要是溫度上升使反應速率增大。當溫度超過肯定值時，催化劑的活性下降，同時氨氣與氧氣能夠反應生成NO而使反應速率減小。答案：(1)－136.2(2)HNO2－2e－＋H2O=3H＋＋NOeq\o\al(－,3)(3)2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O(4)①eq\f(24,7)②快速上升段是催化劑活性隨溫度上升增大與溫度上升共同使NOx去除反應速率快速增大；上升緩慢段主要是溫度上升引起的NOx去除反應速率增大催化劑活性下降；NH3與O2反應生成了NO3．(2024·全國卷Ⅰ)近期發覺，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調整神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：(1)下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是________(填標號)。A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應，而亞硫酸可以B．氫硫酸的導電實力低于相同濃度的亞硫酸C．0.10mol·L－1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸(2)如圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。通過計算，可知系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為__________________、______________________________________________，制得等量H2所需能量較少的是____________。(3)H2S與CO2在高溫下發生反應：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02。①H2S的平衡轉化率α1＝__________%，反應平衡常數K＝________。②在620K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率α2______α1，該反應的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是________(填標號)。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：(1)依據較強酸制備較弱酸原理，氫硫酸不和NaHCO3反應，亞硫酸與NaHCO3反應，說明亞硫酸、碳酸、氫硫酸的酸性依次減弱，A項正確；相同濃度，溶液的導電實力與離子總濃度有關，相同濃度下，氫硫酸溶液導電實力弱，說明氫硫酸的電離實力較弱，即電離出的氫離子數較少，B項正確；相同濃度下，亞硫酸的pH較小，故它的酸性較強，C項正確；酸性強弱與還原性無關，酸性強調酸電離出氫離子的難易，而還原性強調還原劑失電子的難易，D項錯誤。(2)系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)都是吸熱反應，從熱化學方程式可以看出，系統(Ⅱ)制備1molH2須要消耗20kJ能量，而系統(Ⅰ)制備1molH2須要消耗286kJ能量，故系統(Ⅱ)消耗的能量較少。(3)①用三段式法計算：該反應是等氣體分子數反應，平衡時n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000轉化/mol0.010.010.010.01平衡/mol0.390.090.010.01α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。對于等氣體分子數反應，可干脆用物質的量替代濃度計算平衡常數：K＝eq\f(cCOS·cH2O,cH2S·cCO2)＝eq\f(0.01×0.01,0.39×0.09)≈2.8×10－3。②總物質的量不變，H2O的物質的量分數增大，說明平衡向右移動，H2S的轉化率增大。即上升溫度，平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應。③平衡之后，再充入H2S，則CO2的轉化率增大，H2S的轉化率減小，A項錯誤；充入CO2，平衡向右移動，H2S的轉化率增大，B項正確；充入COS，平衡向左移動，H2S的轉化率減小，C項錯誤；充入N2，無論體積是否變更，對于氣體分子數相等的反應，平衡不移動，H2S的轉化率不變，D項錯誤。答案：(1)D(2)H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝20kJ·mol－1系統(Ⅱ)(3)①2.52.8×10－3②>>③B一、“化學反應原理綜合題”常涉及的7個小考點考點(一)熱化學方程式的書寫或運用蓋斯定律計算反應熱[示例1]氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的探討熱點。已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝206.2kJ·mol－1①CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝247.4kJ·mol－1②2H2S(g)=2H2(g)＋S2(g)ΔH＝169.8kJ·mol－1③以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為_________________________________________________。[解析]寫出目標熱化學方程式的反應物和產物并標明狀態：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)，然后與已有的熱化學方程式比對，CH4(g)、H2O(g)在左邊，CO2(g)、H2(g)在右邊，但目標熱化學方程式中無硫元素與 ③無關，無CO(g)，所以①×2－②后再整理即可得到CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝165.0kJ·mol－1。[解題指導]首先依據要求書寫目標熱化學方程式的反應物、產物并配平，其次在反應物和產物的后面括號內注明其狀態，然后將目標熱化學方程式與已有的熱化學方程式比對(主要是反應物和產物的位置、系數)，最終依據蓋斯定律進行適當運算得出目標熱化學方程式的反應熱ΔH，空一格寫在熱化學方程式右邊即可。考點(二)電解池或原電池反應方程式和電極反應式的書寫、新情景下生疏氧化還原型離子方程式的書寫[示例2]銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉化為Ag，負極的Zn轉化為K2Zn(OH)4，寫出該電池的反應方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]第一步：一個氧化還原反應可以拆分為兩個半反應即氧化反應和還原反應，依據原電池原理正極發生還原反應、負極發生氧化反應，把Ag2O2和Zn寫在左邊、Ag和K2Zn(OH)4寫在右邊。Ag2O2＋Zn——Ag＋K2Zn(OH)4其次步：依據電子守恒即化合價升降總數相等原理，首先配平Ag2O2、Zn、Ag、K2Zn(OH)4等變價物質的系數。在該反應中Ag2O2的Ag、O兩種元素的化合價均降低，作為一個整體共下降4價，所以Zn的化合價應上升4價，其系數為2，再依據元素守恒配平產物系數。Ag2O2＋2Zn——2Ag＋2K2Zn(OH)4第三步：依據質量守恒在方程式的兩邊添加其他未變價物質并配平，左邊配4KOH和2H2O即可。Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O=2K2Zn(OH)4＋2Ag[解題指導]首先依據題意寫出化學方程式的反應物、產物，其次依據氧化還原反應原理、電子守恒配平氧化劑和還原劑的系數，然后配平還原產物和氧化產物的系數，最終依據質量守恒添加并配平其他未變價物質的系數。[示例3]電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖(電解池中隔膜僅阻擋氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。電解時，陽極的電極反應式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]依據題意知道，陰極室含有的陽離子有H＋、K＋，陽極室含有OH－、H2O以及尿素[CO(NH2)2]分子，陽極電解產物為N2，所以放電的應為CO(NH2)2，寫出CO(NH2)2→N2，經分析知道N元素化合價共上升6價，即一個CO(NH2)2分子失去6個電子，可寫出CO(NH2)2－6e－→N2，碳元素化合價不變(＋4)，在堿性溶液中轉化為COeq\o\al(2－,3)，然后依據電荷守恒在左邊添加8OH－，最終依據質量守恒在右邊添加6H2O，得出完整的電極反應式：CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O。[解題指導]讀懂題意尤其是相關示意圖，分析電解池的陰極室和陽極室存在的陽離子、陰離子及其放電依次，必要時依據題目要求還要考慮分子是否會放電。首先寫出陰(陽)極室發生還原(氧化)反應的反應物和產物離子(分子)，分析其化合價變更，標出其得失電子的狀況，然后依據電荷守恒在左邊或右邊配上其他離子，最終依據質量守恒配上其他物質。考點(三)化學平衡狀態的標記以及化學平衡的影響因素[示例4]已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57.20kJ·mol－1。肯定溫度下，在密閉容器中反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡。其他條件不變時，下列措施能提高NO2轉化率的是____________(填標號)。A．減小NO2的濃度 B．降低溫度C．增大NO2的濃度 D．上升溫度[解析]該問題考查反應物的轉化率與化學平衡移動的關系，但要留意這個反應的特殊性(反應物與產物都只有一種)。影響化學平衡的因素有濃度、壓強(有氣體參與且反應前后氣體分子數不等的可逆反應)、溫度。對于B、D項，降低溫度平衡向放熱反應(正反應)方向移動，NO2的濃度降低、轉化率上升，反之轉化率降低；對于A、C項，不能簡潔地理解為濃度問題，在容積不變的狀況下，增大NO2的濃度可以理解為增大壓強，平衡向右移動，NO2轉化率增大。[解題指導]①推斷一個可逆反應是否達到平衡狀態的兩個干脆標準是正、逆反應的速率相等，反應物與生成物濃度保持不變。間接標準是“變量不變”，即視察一個可逆反應的相關物理量，采納極端假設的方法(若全部為反應物如何、全部轉化為產物該物理量又如何，假如該物理量是可變的而題目說肯定條件下保持不變即可認為該條件下達到化學平衡)。另外也可以用Q與K比較(Q＝K則處于平衡狀態；Q<K，未達平衡狀態，v正>v逆；Q>K，未達平衡狀態，v正<v逆)。②平衡移動的方向、反應物的轉化率和產物的產率變更均可通過條件(濃度、壓強、溫度)的變更、平衡移動的方向加以推斷，也可以通過平衡常數的計算得到，但要關注特殊反應的特殊性。考點(四)化學平衡常數及平衡轉化率的計算[示例5]氯氣在298K、100kPa時，在1L水中可溶解0.09mol，試驗測得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應。請回答下列問題：(1)該反應的離子方程式為___________________________________________________。(2)估算該反應的平衡常數_________________________________________(列式計算)。[解析]題干中用“溶于水的Cl2約有三分之一與水反應”給出可逆反應Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(該反應在教材中通常沒提及可逆)；平衡常數的計算依據題中要求列三段式求算(水可視為純液體)：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClOc起(mol·L－1)0.09000c變(mol·L－1)0.09×eq\f(1,3)0.030.030.03c平(mol·L－1)0.060.030.030.03K＝eq\f(cH＋·cCl－·cHClO,cCl2)＝0.00045[解題指導]平衡常數的計算可用三段式法，即找出濃度可變的反應物、產物起始、轉化、平衡的濃度，然后代入平衡常數表達式(平衡時生成物濃度系數次冪的乘積與反應物系數次冪乘積的比值)進行計算即可。考點(五)酸堿中和滴定的擴展應用(儀器運用、平行試驗、空白試驗、誤差探討)[示例6]醫用氯化鈣可用于生產補鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業碳酸鈣(含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等雜質)生產醫藥級二水合氯化鈣(CaCl2·2H2O的質量分數為97.0%～103.0%)。測定樣品中Cl－含量的方法：a.稱量0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c.用0.05000mol·L－1AgNO3溶液滴定至終點，消耗AgNO3溶液體積的平均值為20.39mL。(1)上述測定過程中須要溶液潤洗的儀器有________________________________。(2)計算上述樣品中CaCl2·2H2O的質量分數為________。(3)若用上述方法測定的樣品中CaCl2·2H2O的質量分數偏高(測定過程中產生的誤差可忽視)，其可能緣由有_________________________；_________________________________。[解析](1)標準液為AgNO3溶液，所以用酸式滴定管，在運用前應先用AgNO3溶液進行潤洗。(2)依據到達滴定終點生成AgCl的物質的量等于消耗AgNO3的物質的量，n(AgCl)＝0.05000mol·L－1×0.02039L×10＝0.010195mol，然后依據n(AgCl)＝2n(CaCl2·2H2O)可以算出事實上的CaCl2·2H2O的物質的量為5.0975×10－3mol，進而求出其質量約為0.7493g，其質量分數＝eq\f(0.7493g,0.7500g)×100%≈99.91%。須要留意的是試驗是從250mL中取25mL。(3)樣品中存在少量的NaCl，據n(AgCl)＝2n(CaCl2·2H2O)，CaCl2·2H2O的物質的量增大，質量分數偏高。同樣若CaCl2·2H2O失水也會導致質量分數偏高。[解題指導]①酸堿中和滴定(氧化還原滴定、沉淀滴定)的儀器運用包括溶液配制和滴定兩個階段，所用玻璃儀器分別是燒杯、玻璃棒、肯定容量的容量瓶、膠頭滴管、酸(堿)式滴定管、錐形瓶、燒杯。其中只有酸(堿)式滴定管須要潤洗。②定量試驗為減小試驗誤差均要進行平行試驗(重復滴定1～2次)，必要時為防止環境對滴定造成誤差，還需進行空白試驗(不加待測物質進行滴定)。③誤差探討應圍繞待測物質含量的計算公式進行，分成操作造成的誤差和樣品本身的緣由兩方面。考點(六)Ksp的計算和應用[示例7]以水氯鎂石(主要成分為MgCl2·6H2O)為原料生產堿式碳酸鎂的主要流程如圖：預氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6mol·L－1，則溶液中c(Mg2＋)＝____________。[解析]依據Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)進行相關計算，c(Mg2＋)＝eq\f(1.8×10－11,3.0×10－62)mol·L－1＝2.0mol·L－1。[解題指導]有關Ksp的計算往往與pH的計算結合起來，要留意pH與c(OH－)濃度關系的轉換，難溶電解質的懸濁液即為其沉淀溶解平衡狀態，滿意相應的Ksp。考點(七)綜合計算(混合物計算、化學式的確定、關系式法、守恒法在計算中的應用)[示例8]精確稱取制備的Ag2O2樣品(設Ag2O2僅含Ag2O2和Ag2O)2.558g，在肯定的條件下完全分解為Ag和O2，得到224.0mLO2(標準狀況下)。計算樣品中Ag2O2的質量分數(計算結果精確到小數點后兩位)。[解析]n(O2)＝eq\f(224.0mL,22.4mol·L－1×1000mL·L－1)＝1.000×10－2mol。設樣品中Ag2O2的物質的量為x，Ag2O的物質的量為y。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(248g·mol－1×x＋232g·mol－1×y＝2.588g,x＋\f(1,2)y＝1.000×10－2mol))，eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝9.500×10－3mol,y＝1.000×10－3mol))。w(Ag2O2)＝eq\f(mAg2O2,m樣品)＝eq\f(9.500×10－3mol×248g·mol－1,2.588g)≈0.91。[解題指導]進行混合物計算時，一般可設混合物各成分的物質的量，然后依據質量守恒、電子守恒或電荷守恒列方程組求解，再轉換成所求的物理量即可。二、“化學反應原理綜合題”常采納的3種考查方式方式(一)以能量變更為主線串聯反應原理[典例1](2024·全國卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反應①的ΔH1為________kJ·mol－1。圖(a)是反應①平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產率提高，應實行的措施是________(填標號)。A．上升溫度 B．降低溫度C．增大壓強 D．降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以肯定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關系。圖中曲線呈現先上升后降低的變更趨勢，其降低的緣由是________________________________________________________________________。(3)圖(c)為反應產率和反應溫度的關系曲線，副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產率在590℃之前隨溫度上升而增大的緣由可能是__________________________、________________；590℃之后，丁烯產率快速降低的主要緣由可能是________________________________________________________。[解析](1)依據蓋斯定律，可得①＝②－③，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1＋242kJ·mol－1＝＋123kJ·mol－1。反應①為氣體總體積增大的反應，在溫度相同時降低壓強有利于提高平衡轉化率，故x<0.1。反應①為吸熱反應，上升溫度有利于平衡正向移動，A項正確；降低壓強平衡向氣體總體積增大的方向移動，D項正確。(2)結合圖(b)可看出隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，丁烯產領先上升后降低，這是因為氫氣是生成物，當n(氫氣)/n(丁烷)漸漸增大時，逆反應速率加快，故丁烯的產率漸漸降低。(3)在590℃之前隨溫度上升丁烯產率漸漸增大，這是因為溫度上升不僅能加快反應速率，還能促使平衡正向移動；但溫度高于590℃時，丁烯高溫裂解生成短鏈烴類，導致丁烯產率快速降低。[答案](1)＋123小于AD(2)氫氣是產物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大(3)上升溫度有利于反應向吸熱方向進行溫度上升反應速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類[備考錦囊]四角度突破反應能量與反應原理的綜合題[針對訓練]1．科學家開發出一種“干凈煤技術”，通過向地下煤層“氣化爐”中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續產出高熱值的煤炭氣，其主要成分是CO或H2。“氣化爐”中主要反應有：①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1……(1)氣化爐中CO2與C反應轉化為CO，該反應的熱化學方程式是________________________________________________________________________。(2)用煤炭氣合成甲醇的反應為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在密閉容器中，將CO和H2按物質的量之比1∶2混合反應，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示：①生成甲醇的反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。②圖中兩條曲線分別表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下CO轉化率隨溫度的變更，其中代表壓強是5.0MPa的曲線是________(填“A”或“B”)。③在不變更反應物用量的前提下，為提高CO轉化率可實行的一種措施為____________。④壓強為0.1MPa、溫度為200℃時，平衡混合氣中甲醇的物質的量分數是________。(3)某新型電池以熔融碳酸鹽作電解質，在650℃下工作，負極通入煤炭氣，正極通入空氣與CO2的混合氣。電池的正極反應式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，負極反應式為CO＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=2CO2和____________________________。解析：(1)依據蓋斯定律由①－②得C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝(131.3＋41.2)kJ·mol－1＝＋172.5kJ·mol－1。(2)①分析等壓曲線A或B可知，隨溫度上升CO的平衡轉化率減小，說明上升溫度化學平衡逆向移動，故生成甲醇的反應為放熱反應。②生成甲醇的反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，CO的平衡轉化率增大，所以代表壓強是5.0MPa的曲線是A。③因生成甲醇的反應是氣體體積減小的放熱反應，所以加壓或降溫均能提高CO的轉化率。④曲線B代表的壓強為0.1MPa，由題圖可知，在0.1MPa、200℃時CO的轉化率為0.5，設反應起先時CO、H2的物質的量分別為1mol、2mol，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始/mol120轉化/mol0.510.5平衡/mol0.510.5則平衡混合氣中甲醇的物質的量分數為eq\f(0.5,0.5＋1＋0.5)×100%＝25%。(3)煤炭氣的主要成分是CO和H2，H2在負極上發生氧化反應生成H＋，H＋與熔融碳酸鹽中的COeq\o\al(2－,3)反應生成CO2和H2O。答案：(1)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1(2)①放熱②A③降溫(或加壓)④25%(3)H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2方式(二)以平衡移動為主線串聯反應原理[典例2](2024·全國卷Ⅰ)采納N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫藥等工業中得到廣泛應用。回答下列問題：(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應的氧化產物是一種氣體，其分子式為________。(2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中探討了25℃時N2O5(g)分解反應：其中NO2二聚為N2O4的反應可以快速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變更如表所示[t＝∞時，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。②探討表明，N2O5(g)分解的反應速率v＝2×10－3×peq\a\vs4\al(N2O5)(kPa·min－1)。t＝62min時，測得體系中peq\a\vs4\al(O2)＝2.9kPa，則此時的peq\a\vs4\al(N2O5)＝________kPa，v＝________kPa·min－1。③若提高反應溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)________63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，緣由是________________________________。④25℃時N2O4(g)2NO2(g)反應的平衡常數Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數，計算結果保留1位小數)。(3)對于反應2N2O5(g)→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應歷程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡其次步NO2＋NO3→NO＋NO2＋O2慢反應第三步NO＋NO3→2NO2快反應其中可近似認為其次步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標號)。A．v(第一步的逆反應)＞v(其次步反應)B．反應的中間產物只有NO3C．其次步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D．第三步反應活化能較高[解析](1)Cl2與AgNO3反應生成N2O5，還應當有AgCl，氧化產物是一種氣體，則該氣體為O2。(2)①把已知兩反應按依次編號為a、b，依據蓋斯定律，a式×eq\f(1,2)－b式可得：N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝53.1kJ·mol－1。②由方程式2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)可知62min時，peq\a\vs4\al(O2)＝2.9kPa，則減小的N2O5為5.8kPa，此時peq\a\vs4\al(N2O5)＝35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，則v(N2O5)＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。③溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質的量增加，總壓強提高。④時間無限長時N2O5完全分解，故由2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)知，此時生成的peq\a\vs4\al(NO2)＝2peq\a\vs4\al(N2O5)＝2×35.8kPa＝71.6kPa，peq\a\vs4\al(O2)＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。由題意知，平衡時體系的總壓強為63.1kPa，則平衡體系中NO2、N2O4的壓強和為63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa，設N2O4的壓強為xkPa，則N2O4(g)2NO2(g)初始壓強/kPa071.6轉化壓強/kPax2x平衡壓強/kPax71.6－2x則x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，Kp＝eq\f(p2NO2,pN2O4)＝eq\f(18.8kPa2,26.4kPa)≈13.4kPa。(3)第一步反應快速平衡，說明正、逆反應速率很大，極短時間內即可達到平衡，A項正確；由題給三步反應可知，反應的中間產物有NO3和NO，B項錯誤；其次步反應慢，說明有效碰撞次數少，C項正確；反應快，說明反應的活化能較低，D項錯誤。[答案](1)O2(2)①53.1②30.06.0×10－2③大于溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質的量增加，總壓強提高④13.4(3)AC[備考錦囊]四步突破平衡移動與反應原理類試題[針對訓練]2．二氧化碳的捕集、利用是我國能源領域的一個重要戰略方向。(1)科學家提出由CO2制取C的太陽能工藝如圖1所示。若“重整系統”發生的反應中eq\f(nFeO,nCO2)＝6，則FexOy的化學式為____________________。(2)工業上用CO2和H2反應合成二甲醚。已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1CH3OCH3(g)＋H2O(g)=2CH3OH(g)ΔH2＝＋23.4kJ·mol－1則2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH3＝________kJ·mol－1。(3)①肯定條件下，上述合成二甲醚的反應達到平衡狀態后，若變更反應的某一個條件，下列變更能說明平衡肯定向正反應方向移動的是________(填標號)。a．逆反應速領先增大后減小b．H2的轉化率增大c．反應物的體積分數減小d．容器中eq\f(nCO2,nH2)減小②在某壓強下，合成二甲醚的反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的平衡轉化率如圖2所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應達到平衡狀態，則0～5min內的平均反應速率v(CH3OCH3)＝____________________。③上述合成二甲醚的過程中提高CO2的轉化率可實行的措施有_____________________________(回答2點)。(4)常溫下，用氨水汲取CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))______(填“>”“<”或“＝”)c(HCOeq\o\al(－,3))；反應NHeq\o\al(＋,4)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常數K＝__________。(已知常溫下NH3·H2O的電離常數Kb＝2×10－5，H2CO3的電離常數K1＝4×10－7，K2＝4×10－11)(5)據報道，以二氧化碳為原料采納特殊的電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到多種燃料，其原理如圖3所示。電解時b極上生成乙烯的電極反應式為_______________________________________________________________________________________________。解析：(1)依據eq\f(nFeO,nCO2)＝6可寫出反應的化學方程式：6FeO＋CO2700K,FexOy＋C，依據原子守恒知x∶y＝3∶4。(2)將題中熱化學方程式依次編號為a、b、c，依據蓋斯定律，a×2－b＝c，則ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝－53.7kJ·mol－1×2－23.4kJ·mol－1＝－130.8kJ·mol－1。(3)①逆反應速領先增大后減小，可能是增大了生成物濃度，平衡逆向移動，a項錯誤；H2的轉化率增大，平衡肯定正向移動，b項正確；反應物的體積分數減小，可能是加入了生成物，平衡逆向移動，c項錯誤；容器中eq\f(nCO2,nH2)減小，可能是移出了CO2，平衡逆向移動，d項錯誤。②T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，依據圖像可知二氧化碳的轉化率為60%，即消耗二氧化碳6mol×60%＝3.6mol，生成二甲醚1.8mol，v(CH3OCH3)＝eq\f(1.8mol,2L×5min)＝0.18mol·L－1·min－1。(4)依據電離常數及“越弱越水解”知水解程度：NHeq\o\al(＋,4)<HCOeq\o\al(－,3)，則c(NHeq\o\al(＋,4))>c(HCOeq\o\al(－,3))；平衡常數K＝eq\f(cNH3·H2O·cH2CO3,cNH\o\al(＋,4)·cHCO\o\al(－,3))＝eq\f(Kw·cNH3·H2O·cH2CO3,cNH\o\al(＋,4)·cOH－·cHCO\o\al(－,3)·cH＋)＝eq\f(Kw,Kb·K1)＝eq\f(10－14,2×10－5×4×10－7)＝1.25×10－3。(5)b極上CO2得電子，結合H＋生成乙烯和水：2CO2＋12H＋＋12e－=CH2=CH2＋4H2O。答案：(1)Fe3O4(2)－130.8(3)①b②0.18mol·L－1·min－1③增大投料比、增大壓強、降低溫度等(4)>1.25×10－3(5)2CO2＋12H＋＋12e－=CH2=CH2＋4H2O方式(三)以氧化還原反應為主線串聯反應原理[典例3](2024·邯鄲模擬)某地今年啟動11項工程治理氮磷污染，以愛護空氣環境和飲用水源。下面是有關氮污染防治及處理方法。據此回答下列問題：(1)三效催化劑是最常見的汽車尾氣催化劑，能同時凈化汽車尾氣中的CO、CxHy、NOx，其催化劑表面物質轉化的關系如圖1所示，化合物X可借助傅里葉紅外光譜圖(如圖2所示)確定。從最終排放的氣體看，氮元素將________(填“被氧化”或“被還原”)；若NOx中，NO、NO2的體積之比為1∶1，寫誕生成X的化學方程式：________________________________________________________________________。(2)已知CO可將NO轉化為N2，某探討小組在試驗室探討反應條件對NO轉化率的影響。①由圖3可知CO的百分含量越高，NO轉化為N2的轉化率越________(填“高”或“低”)。②當eq\f(nNO,nCO)＝1時，NO的轉化率隨溫度的變更如圖4所示，則應限制反應的最佳溫度在________左右。(3)在催化劑存在的條件下，用H2將NO還原為N2。已知：則氫氣和一氧化氮反應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是________________________________________________________________________。(4)氨氣—氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物，防止空氣污染，其裝置如圖5所示。通入氨氣的電極為____(填“正極”或“負極”)。負極的電極反應式為____________________________。[解析](1)依據圖1，NOx變為N2，N的化合價降低，被還原；依據圖2，X中含有NOeq\o\al(－,3)，因此反應方程式是BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2。(2)①2CO＋2NON2＋2CO2，依據圖像，隨著CO百分含量增加，NO的轉化率增大。②限制最佳溫度，應是NO的轉化率最高，依據圖4，溫度應是900K。(3)斷鍵汲取能量，形成化學鍵釋放能量，斷鍵汲取能量總和是(2×630＋2×436)kJ＝2132kJ，形成化學鍵釋放的能量總和是(941.7＋2×962.5)kJ＝2866.7kJ，釋放能量大于汲取能量，說明此反應是放熱反應，2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－(2866.7－2132)kJ·mol－1＝－734.7kJ·mol－1。(4)通入NH3的一極，氮元素化合價由－3價→0，化合價上升，依據原電池的工作原理，通NH3一極為負極，其電極反應式為2NH3－6e－=N2＋6H＋。[答案](1)被還原BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2(2)①高②900K(3)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－734.7kJ·mol－1(4)負極2NH3－6e－=N2＋6H＋[備考錦囊]四步突破氧化還原反應與反應原理類試題[針對訓練]3．(2024·福州質檢)高鐵酸鉀(K2FeO4)有強氧化性，是一種平安性很高的水處理劑。(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價是________，它可以將廢水中的亞硝酸鉀(KNO2)氧化，同時生成具有吸附性的Fe(OH)3，該反應的化學方程式為__________________。(2)某學習小組用廢鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO、CuO和少量Fe)制備高鐵酸鉀的流程如圖：①操作Ⅰ要在通風櫥中進行，其緣由是__________________________________________________________________________________________________________。②溶液A中含有的金屬陽離子是________。③25℃時，若將溶液B中的金屬離子完全沉淀，應調整c(H＋)小于_______________。{已知：ⅰ.Ksp[Fe(OH)3]＝2.7×10－39、Ksp[Fe(OH)2]＝4.0×10－17、Ksp[Cu(OH)2]＝1.6×10－20；ⅱ.溶液中離子濃度小于10－5mol·L－1時，可視為沉淀完全}④該小組經多次試驗，得到如圖結果，他們的試驗目的是______________________。(3)高鐵酸鉀還可以用電解法制取，電解池以鐵絲網為陽極，電解液運用氫氧化鉀溶液，其陽極反應式為__________________________________________。解析：(1)依據化合物中各元素化合價的代數和為零，可以推斷K2FeO4中鐵元素的化合價為＋6。K2FeO4與KNO2發生氧化還原反應，K2FeO4轉化為Fe(OH)3，鐵元素的化合價降低，則N的化合價上升，KNO2轉化為KNO3，依據得失電子守恒配平化學方程式。(2)①操作Ⅰ中Fe、FeO與硝酸反應產生有毒的氮氧化物，因此操作Ⅰ須在通風櫥中進行。②硝酸足量，因此溶液A中的金屬陽離子為Fe3＋、Cu2＋。③溶液B中的金屬離子為Cu2＋，依據供應的Ksp[Cu(OH)2]，Cu2＋沉淀完全時，c(OH－)>eq\r(\f(1.6×10－20,10－5))＝4×10－8mol·L－1，則c(H＋)<2.5×10－7mol·L－1。④該圖中縱坐標為K2FeO4的生成率，橫坐標為硝酸鐵的質量濃度，因此試驗目的是探究高鐵酸鉀的生成率與溫度、硝酸鐵的質量濃度的變更關系。(3)電解時陽極上Fe發生氧化反應，且OH－向陽極移動參與反應：Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。答案：(1)＋62K2FeO4＋3KNO2＋5H2O=2Fe(OH)3(膠體)＋3KNO3＋4KOH(2)①反應產生的氮氧化物有毒②Fe3＋、Cu2＋③2.5×10－7mol·L－1④探究高鐵酸鉀的生成率與溫度、硝酸鐵的質量濃度的變更關系(3)Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O三、突破“化學反應原理綜合題”中的一個難點——新型平衡圖像化學理論綜合題中的生疏圖像打破了傳統的速率平衡圖像模式，反應體系不再局限于氣相反應，引入了更多的液相反應，縱坐標和橫坐標不再局限于時間、溫度、壓強、速率、轉化率等物理量，而是引入了更多的變量，如兩種物質的物質的量之比、氣體分壓的負對數等，使得圖像更新奇、信息容量更大、題目難度更大。分析圖表與圖像時應留意的問題：1細致分析圖像中的起點、拐點、平衡點及曲線的變更趨勢。2找準縱坐標與橫坐標的對應數據。3分析表格數據時，找出數據大小的變更規律。4圖像與相關規律合理整合對接，作出正確合理規范的解答。類型一依據圖像推斷轉化率和平衡常數的變更[典例1](2015·全國卷Ⅱ)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發生的反應如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－99kJ·mol－1。反應的化學平衡常數K表達式為____________________；圖中能正確反映平衡常數K隨溫度變更關系的曲線為______(填曲線標記字母)，其推斷理由是____________________________________________________。[圖像分析]該反應正反應是放熱反應，上升溫度，平衡逆向移動，平衡常數K值減小，故曲線a符合要求。[答案]K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)或Kp＝eq\f(pCH3OH,pCO·p2H2)a該反應為放熱反應，平衡常數數值應隨溫度上升減小[針對訓練]1.煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采納NaClO2溶液作為汲取劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。由圖分析可知，反應溫度上升，脫硫、脫硝反應的平衡常數均________(填“增大”“不變”或“減小”)。[圖像分析]由圖可知，溫度上升，SO2和NO的平衡分壓pe對應的－lgpe漸漸減小，說明SO2和NO的平衡分壓pe漸漸增大，則脫硫、脫硝反應逆向進行，平衡常數均減小。答案：減小2．肯定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數。(1)該反應ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)，550℃時，平衡后若充入惰性氣體，平衡________(填“正移”“逆移”或“不移動”)。(2)650℃時，反應達平衡后CO2的轉化率為________________________________(保留2位有效數字)。(3)T℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp＝________p總。[圖像分析](1)依據圖像，隨著溫度上升，CO2的體積分數降低，說明平衡向正反應方向移動，依據勒夏特列原理，正反應方向是吸熱反應，即ΔH>0，恒壓狀態下，充入非反應氣體，體積增大，組分濃度降低，平衡向正反應方向移動。(2)設CO2的起始濃度為1mol·L－1,650℃達平衡時轉化了xmol·L－1C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始(mol·L－1)10變更(mol·L－1)x2x平衡(mol·L－1)1－x2xeq\f(2x,1＋x)×100%＝40%，解得x＝0.25，即CO2的轉化率為eq\f(0.25,1)×100%＝25%。(3)T℃時CO的平衡分壓為50%p總，CO2的平衡分壓為50%p總，Kp＝eq\f(p2CO,pCO2)＝0.5p總。答案：(1)>正移(2)25%(3)0.5類型二說明圖像中曲線的變更趨勢[典例2](2015·全國卷Ⅱ節選)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－99kJ·mol－1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－58kJ·mol－1③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3＝＋41kJ·mol－1合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時，體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖所示。α(CO)值隨溫度上升而_________(填“增大”或“減小”)，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；圖中的壓強由大到小為________，其推斷理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]由圖像可知，壓強肯定時，CO的平衡轉化率隨溫度的上升而減小，其緣由是反應①為放熱反應，溫度上升，平衡逆向移動，產生CO的量增大，反應③為吸熱反應，溫度上升，平衡正向移動，又使產生CO的量增大，而總結果是隨溫度上升，CO的轉化率減小。反應①的正反應為氣體總分子數減小的反應，溫度肯定時，增大壓強，平衡正向移動，CO的平衡轉化率增大，而反應③為氣體總分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強的影響，因此增大壓強時，CO的轉化率提高，故壓強p1、p2、p3的關系為p1＜p2＜p3。[答案]減小上升溫度時，反應①為放熱反應，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應③為吸熱反應，平衡向右移動，又使產生CO的量增大。總結果，隨溫度上升，使CO的轉化率降低p3＞p2＞p1相同溫度下，由于反應①為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提升CO的轉化率；而反應③為氣體分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時，有利于CO的轉化率上升[針對訓練]3．6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1807.0kJ·mol－1；NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應活性隨溫度的變更曲線如圖所示：隨著反應溫度的進一步上升，在有氧的條件下NO的轉化率明顯下降的可能緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]可逆反應轉化率的變更一般可以從平衡移動的角度去分析，該反應是放熱反應，上升溫度反應更有利于向逆反應方向進行；也可從高溫條件下會發生4NH3＋5O2=4NO＋6H2O副反應，導致NO轉化率降低。答案：溫度上升，發生了副反應：4NH3＋5O2=4NO＋6H2O；溫度上升，NOx和NH3反應的化學平衡向逆反應方向移動4．已知H2S高溫熱分解制H2的反應如下：H2S(g)H2(g)＋S(g)在恒容密閉容器中，限制不同溫度進行H2S的分解試驗。以H2S的起始濃度均為cmol·L－1測定H2S的轉化率，結果如圖所示。圖中a為H2S的平衡轉化率與溫度的關系曲線，b曲線表示不同溫度下反應經過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。請說明隨溫度的上升，曲線b向曲線a靠近的緣由：_______________________________________________________________________________________________________________________。[圖像分析]弄清兩條曲線表示的含義，溫度低時，H2S轉化率相差較大，溫度高時，H2S轉化率幾乎相等。說明溫度高時，在該段時間里已經達到平衡，因而溫度上升，反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短，故曲線b向曲線a靠近。答案：溫度上升，反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短，故曲線b向曲線a靠近類型三依據圖像選擇最佳的反應條件[典例3](2024·全國卷Ⅱ節選)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下：①C3H6(g)＋NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)=C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1丙烯腈和丙烯醛的產率與eq\f(n氨,n丙烯)的關系如圖所示。由圖可知，最佳eq\f(n氨,n丙烯)約為________，理由是__________________________________________________________________________________。[圖像分析]由圖可知，當eq\f(n氨,n丙烯)＝1時，丙烯腈的產率最高，而丙烯醛的產率已趨近于0，假如eq\f(n氨,n丙烯)再增大，丙烯腈的產率反而降低，故最佳eq\f(n氨,n丙烯)約為1。[答案]1該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低[針對訓練]5．用催化轉扮裝置凈化汽車尾氣，裝置中涉及的反應之一為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。探究上述反應中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到如圖所示的曲線。催扮裝置比較適合的溫度和壓強是________。[圖像分析]由圖可知，等壓條件下，溫度越低，NO的轉化率越高，因此溫度選400K；相同溫度下，NO的轉化率隨壓強變更不大，所以選用較為經濟的1MPa。答案：400K、1MPa6．(2024·天津高考節選)H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上實行多種方法削減這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題。生物脫H2S的原理為：H2S＋Fe2(SO4)3=S↓＋2FeSO4＋H2SO4；4FeSO4＋O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(硫桿菌),\s\do5())2Fe2(SO4)3＋2H2O。(1)硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是________________。(2)由圖1和圖2推斷運用硫桿菌的最佳條件為________________。若反應溫度過高，反應速率下降，其緣由是________________________________________________。[圖像分析](1)運用硫桿菌，反應速率加快，說明硫桿菌作催化劑，能夠降低反應的活化能，加快反應速率。(2)依據題圖可知，當溫度為30℃、pH＝2.0時，Fe2＋被氧化的速率最快。反應溫度過高，反應速率下降，可能是因為催化劑的催化活性降低，即硫桿菌中蛋白質發生變性。答案：(1)降低反應活化能(或作催化劑)(2)30℃、pH＝2.0蛋白質變性(或硫桿菌失去活性)類型四依據圖像數據進行計算[典例4]探討發覺利用NH3可消退硝酸工業尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質的量之比分別為1∶3、3∶1、4∶1時，NO脫除率隨溫度變更的曲線如圖所示。(1)曲線a中，NO的起始濃度為6×10－4mg·m－3，從A點到B點經過0.8s，該時間段內NO的脫