資源簡(jiǎn)介

綜合題突破二　反應(yīng)原理綜合題
命題角度1 速率、平衡與物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合題
1.(2023·廣東卷)配合物廣泛存在于自然界，且在生產(chǎn)和生活中都發(fā)揮著重要作用。
(1)某有機(jī)物R能與Fe2＋形成橙紅色的配離子[FeR3]2＋，該配離子可被HNO3氧化成淡藍(lán)色的配離子[FeR3]3＋。
①基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為　　　　。
②完成反應(yīng)的離子方程式：NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋　　　?。?[FeR3]3＋＋H2O。
(2)某研究小組對(duì)(1)中②的反應(yīng)進(jìn)行了研究。
用濃度分別為2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1 的HNO3溶液進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，得到c([FeR3]2＋)隨時(shí)間t的變化曲線如圖。
①c(HNO3)＝3.0 mol·L－1 時(shí)，在0～1 min內(nèi)，[FeR3]2＋的平均消耗速率＝　　　　。
②下列有關(guān)說(shuō)法中，正確的有　　　　。
A.平衡后加水稀釋，增大
B.[FeR3]2＋平衡轉(zhuǎn)化率：αⅢ>αⅡ>αⅠ
C.三組實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)速率都隨反應(yīng)進(jìn)程一直減小
D.體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時(shí)間：tⅢ>tⅡ>tⅠ
(3)R的衍生物L(fēng)可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在平衡：
M＋LML　K1
ML＋LML2　K2
研究組配制了L起始濃度c0(L)＝0.02 mol·L－1、M與L起始濃度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液，反應(yīng)平衡后測(cè)定其核磁共振氫譜。配體L上的某個(gè)特征H在三個(gè)物種L、ML、ML2中的化學(xué)位移不同，該特征H對(duì)應(yīng)吸收峰的相對(duì)峰面積S(體系中所有特征H的總峰面積計(jì)為1)如下表。
c0(M)/c0(L) S(L) S(ML) S(ML2)
0 1.00 0 0
a x <0.01 0.64
b <0.01 0.40 0.60
注　核磁共振氫譜中相對(duì)峰面積S之比等于吸收峰對(duì)應(yīng)H的原子數(shù)目之比；“<0.01”表示未檢測(cè)到。
①c0(M)/c0(L)＝a時(shí)，x＝ 　　　　。
②c0(M)/c0(L)＝b時(shí)，平衡濃度比c平(ML2)∶c平(ML)＝　　　　。
(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)c0(L)＝1.0×10－5 mol·L－1 時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各物種c平/c0(L)隨c0(M)/c0(L)的變化曲線如圖。c0(M)/c0(L)＝0.51時(shí)，計(jì)算M的平衡轉(zhuǎn)化率　　　　(寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
命題角度2 反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)速率、平衡綜合題
2.(2021·廣東卷)我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) 　ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH3
d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)　ΔH4
e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)　ΔH5
(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的ΔH1＝　　　　(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有　　　　。
A.增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加
B.移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)
C.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
D.降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a～e的正、逆反應(yīng)速率都減小
(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖1所示。該歷程分　　　　步進(jìn)行，其中，第　　　　步的正反應(yīng)活化能最大。
(4)設(shè)K為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖2所示。
①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有　　　　(填字母)。
②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝　　　　。
③在圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始總壓為100 kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40 kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程：_____________________________________。
(5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：　　　　　　　　。
命題角度3 反應(yīng)熱與離子平衡綜合題
3.(2022·廣東卷)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。
(1)催化劑Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加熱分解制備，反應(yīng)同時(shí)生成無(wú)污染氣體。
①完成化學(xué)方程式：(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋　　　＋　　　。
②Cr2O3催化丙烷脫氫過(guò)程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過(guò)程的焓變?yōu)椤　　　　?列式表示)。
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。設(shè)計(jì)從NH3出發(fā)經(jīng)過(guò)3步反應(yīng)制備HNO3的路線：　　　　(用“→”表示含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化)；其中一個(gè)有顏色變化的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。
(2)K2Cr2O7溶液中存在多個(gè)平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡：
(ⅰ)Cr2O(aq)＋H2O(l)2HCrO(aq)　K1＝3.0×10－2(25 ℃)
(ⅱ)HCrO(aq)CrO(aq)＋H＋(aq)　K2＝3.3×10－7(25 ℃)
①下列有關(guān)K2Cr2O7溶液的說(shuō)法正確的有　　　　　。
A.加入少量硫酸，溶液的pH不變
B.加入少量水稀釋，溶液中離子總數(shù)增加
C.加入少量NaOH溶液，反應(yīng)(ⅰ)的平衡逆向移動(dòng)
D.加入少量K2Cr2O7固體，平衡時(shí)c2(HCrO)與c(Cr2O)的比值保持不變
②25 ℃時(shí)，0.10 mol·L－1K2Cr2O7溶液中l(wèi)g隨pH的變化關(guān)系如圖。當(dāng)pH＝9.0時(shí)，設(shè)Cr2O、HCrO與CrO的平衡濃度分別為x mol·L－1、y mol·L－1、z mol·L－1，則x、y、z之間的關(guān)系式為　　　　　＝0.10；計(jì)算溶液中HCrO的平衡濃度_________________________________________(寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
③在稀溶液中，一種物質(zhì)對(duì)光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長(zhǎng)(λ)有關(guān)；在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)，最大A對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)(λmax)取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征；濃度越高，A越大?；旌先芤涸谀骋徊ㄩL(zhǎng)的A是各組分吸收程度之和。為研究對(duì)反應(yīng)(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影響，配制濃度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液，測(cè)得其A隨λ的變化曲線如圖，波長(zhǎng)λ1、λ2和λ3中，與CrO的λmax最接近的是　　　　??；溶液pH從a變到b的過(guò)程中，的值　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
命題熱點(diǎn)一　蓋斯定律的高階應(yīng)用
【必備知識(shí)】
1.蓋斯定律應(yīng)用建模
2.應(yīng)用口訣
同加異減成比例，觀察消去做標(biāo)記。
3.解釋：已知方程式中的物質(zhì)與目標(biāo)方程式中的物質(zhì)在同一邊為同，用“＋”，兩邊為異，用“－”；解題時(shí)若出現(xiàn)目標(biāo)方程式中沒(méi)有的物質(zhì)，則需要標(biāo)記出需要消去的物質(zhì)，再進(jìn)一步處理。
注意事項(xiàng)：每個(gè)方程式最多用一次；目標(biāo)方程式中的物質(zhì)只看在一個(gè)已知方程式中出現(xiàn)的物質(zhì)；消去時(shí)注意化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。
題空1 計(jì)算反應(yīng)熱
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2023·全國(guó)乙卷節(jié)選)已知下列熱化學(xué)方程式：
FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
則FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝　　　　 kJ·mol－1。
2.(2022·全國(guó)甲卷)(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ· mol－1，Kp1＝1.0×10－2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51 kJ· mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa
反應(yīng)2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH為　　　　kJ· mol－1，Kp＝　　　　　Pa。
3.二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W(xué)研究的熱點(diǎn)課題。已知CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴：2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。
(1)幾種物質(zhì)的能量如表所示(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測(cè)得其他物質(zhì)生成時(shí)的反應(yīng)熱為其具有的能量)：
物質(zhì) CO2(g) H2(g) CH2===CH2(g) H2O(g)
能量/(kJ· mol－1) －394 0 52 －242
ΔH＝　　　　 kJ· mol－1。
(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能：
化學(xué)鍵 C===O H—H C===C H—C H—O
鍵能/(kJ· mol－1) 803 436 615 a 463
a＝　　　　。
題空2 書寫熱化學(xué)方程式
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1. 異丙醇(C3H8O)可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到，催化異丙醇脫水制取高值化學(xué)品丙烯(C3H6)的工業(yè)化技術(shù)已引起人們的關(guān)注，其主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋52 kJ· mol－1
Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ· mol－1
已知2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ· mol－1，則C3H6(g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________
__________________________________________________________________。
2.(2020·全國(guó)卷Ⅰ)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)ΔH＝－98 kJ· mol－1?；卮鹣铝袉?wèn)題：
釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：_________________________________________。
命題熱點(diǎn)二　化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)和化學(xué)平衡常數(shù)
題空1 化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)
【必備知識(shí)】
1.含義：一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。
2.表達(dá)式
反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)
表達(dá)式：v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正為正反應(yīng)的速率常數(shù))，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆為逆反應(yīng)的速率常數(shù))。
3.速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系
推導(dǎo) 一定溫度下，可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)??gG(g)＋hH(g)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡時(shí)v正＝v逆，則k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)
關(guān)系 ＝＝K
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.溶于水的CO2只有部分轉(zhuǎn)化為H2CO3(aq)，大部分以水合CO2的形式存在，水合CO2可用CO2(aq)表示。已知25 ℃時(shí)，H2CO3(aq)CO2(aq)＋H2O(l)的平衡常數(shù)K＝600，正反應(yīng)的速率可表示為v(H2CO3)＝k1·c(H2CO3)，逆反應(yīng)的速率可表示為v(CO2)＝k2·c(CO2)，則k2＝　　　　　　(用含k1的代數(shù)式表示)。
2.(全國(guó)卷)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g) ＋I(xiàn)2(g)；在716 K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正＝k正·x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆＝k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為　　　　　　(以K和k正表示)。若k正＝ 0.002 7 min－1，在t＝40 min時(shí)，v正＝　　　　　　min－1。
題空2 化學(xué)平衡常數(shù)
【必備知識(shí)】
1.化學(xué)平衡常數(shù)及其關(guān)聯(lián)常數(shù)
(1)平衡常數(shù)表達(dá)通式：K＝。
(2)關(guān)聯(lián)圖示
2.Kp含義及計(jì)算
(1)含義
有氣體參與的反應(yīng)，在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的平衡分壓替代平衡濃度，計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。
(2)表達(dá)式
對(duì)于一般可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)其壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp可表示為Kp＝
其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反應(yīng)物和生成物的分壓，用平衡分壓可以這樣計(jì)算：
分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。
p(總)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)；
＝＝。
(3)計(jì)算技巧
①根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。
②計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。
③根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
④根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp＝。
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2023·全國(guó)乙卷節(jié)選)(1)將FeSO4置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡時(shí)pSO3－T的關(guān)系如下圖所示。660 K時(shí)，該反應(yīng)的平衡總壓p總＝　　　　 kPa、平衡常數(shù)Kp(Ⅰ)＝　　　　 (kPa)2。Kp(Ⅰ)隨反應(yīng)溫度升高而　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)提高溫度，上述容器中進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡時(shí)pO2＝
　　　　(用pSO3、pSO2表示)。在929 K時(shí)，p總＝84.6 kPa、pSO3＝35.7 kPa，則pSO2＝　　　　 kPa，Kp(Ⅱ)＝　　　　 kPa(列出計(jì)算式)。
2.苯催化加氫制備環(huán)己烷是化工生產(chǎn)中的重要工藝，一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)：
Ⅰ.主反應(yīng)：(g)＋3H2(g)(g) ΔH1<0
Ⅱ.副反應(yīng)：(g)(g)　ΔH2>0
恒壓反應(yīng)器中，按照n(H2)∶n(C6H6)＝4∶1投料，發(fā)生Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)，總壓為p0，平衡時(shí)苯的轉(zhuǎn)化率為α，環(huán)己烷的分壓為p，則反應(yīng)Ⅰ的Kp＝_________________ (列出計(jì)算式即可，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【解題建?！?br/>【典例】　某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)：
CO2(g)＋H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)
回答問(wèn)題：
(1)已知：電解液態(tài)水制備1 mol O2(g)，電解反應(yīng)的ΔH＝＋572 kJ· mol－1。由此計(jì)算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝　　　　　　kJ· mol－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。
①若反應(yīng)為一步完成的反應(yīng)，且反應(yīng)的ΔH與活化能(Ea)的關(guān)系為|ΔH|>Ea。補(bǔ)充完成該反應(yīng)過(guò)程的能量變化示意圖(圖2)。
②某研究小組模擬該反應(yīng)，溫度t下，向容積為10 L的抽空的密閉容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2，反應(yīng)平衡后測(cè)得容器中n(CH4)＝0.05 mol。則CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________________________________________________________，
反應(yīng)溫度t約為　　　　　　℃。
(3)在相同條件下，CO2(g)與H2(g)還會(huì)發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)，在反應(yīng)器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶4通入反應(yīng)物，在不同溫度、不同催化劑條件下，反應(yīng)進(jìn)行到2 min時(shí)，測(cè)得反應(yīng)器中CH3OH、CH4濃度(μ mol·L－1)如下表所示。
催化劑 t＝350 ℃ t＝400 ℃
c(CH3OH) c(CH4) c(CH3OH) c(CH4)
催化劑Ⅰ 10.8 12 722 345.2 42 780
催化劑Ⅱ 9.2 10 775 34 38 932
在選擇使用催化劑Ⅰ和350 ℃條件下反應(yīng)，0～2 min生成CH3OH的平均反應(yīng)速率為　　　　　　μ mol·L－1·min－1；若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400 ℃的反應(yīng)條件，原因是____________________________________
____________________________________________________________________。
[思維流程]
　　　反應(yīng)原理 素材 某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)： CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)。
反應(yīng)熱的計(jì)算 電解液態(tài)水制備1 mol O2(g)，電解反應(yīng)的ΔH＝＋572 kJ· mol－1，由此可以判斷，2 mol H2(g)完全燃燒消耗1 mol O2(g)，生成液態(tài)水的同時(shí)放出的熱量為572 kJ ，故1 mol H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286 kJ，因此，H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝－286 kJ· mol－1。
圖像 信息 能量變 化示意 圖的繪 畫　　 由CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系圖可知，K隨著溫度升高而減小，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。反應(yīng)為一步完成，由于反應(yīng)的ΔH與活化能(Ea)的關(guān)系為|ΔH|>Ea，由圖2信息可知Ea＝a kJ· mol－1，則|ΔH|>a kJ· mol－1，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量。
轉(zhuǎn)化率 的計(jì)算 溫度t下，向容積為10 L的抽空的密閉容器中通入0.1 mol CO2和0.4 mol H2，反應(yīng)平衡后測(cè)得容器中n(CH4)＝0.05 mol，則CO2的轉(zhuǎn)化率為＝0.5×100%＝50%。
圖像 信息 反應(yīng)條 件的判 斷　 　 根據(jù)C元素守恒可知，CO2的平衡量為0.05 mol，CO2和H2是按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料的，則H2的平衡量為0.2 mol，H2O(g)的平衡量是CH4(g)的2倍，則n(H2O)＝0.1 mol，CO2(g)、H2(g)、H2O(g)、CH4(g)的平衡濃度分別為0.005 mol·L－1、0.02 mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.005 mol·L－1，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝625，根據(jù)圖1中的信息可知，反應(yīng)溫度t約為660.2 ℃。
表格 信息 反應(yīng)速 率的計(jì) 算　　 在選擇使用催化劑Ⅰ和350 ℃條件下反應(yīng)，由表中信息可知，0～2 min CH3OH的濃度由0增加到10.8 μ mol·L－1，因此，0～2 min生成CH3OH的平均反應(yīng)速率為＝5.4 μ mol·L－1·min－1。
反應(yīng)條件 的確定 由表中信息可知，在選擇使用催化劑Ⅰ和350 ℃條件下反應(yīng)， 0～2 min CH3OH的濃度由0增加到10.8 μ mol·L－1，c(CH4)∶c(CH3OH)＝12 722∶10.8≈1 178；在選擇使用催化劑Ⅱ和350 ℃的反應(yīng)條件下，0～2 min CH3OH的濃度由0增加到9.2 μ mol·L－1，c(CH4)∶c(CH3OH)＝10 775∶9.2≈1 171；在選擇使用催化劑Ⅰ和400 ℃條件下反應(yīng)， 0～2 min CH3OH的濃度由0增加到345.2 μ mol·L－1，c(CH4)∶c(CH3OH)＝42 780∶345.2≈124；在選擇使用催化劑Ⅱ和400 ℃的反應(yīng)條件下，0～2 min CH3OH的濃度由0增加到34 μ mol·L－1，c(CH4)∶c(CH3OH)＝38 932∶34≈1 145。因此相同催化劑，400 ℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高。
[解題步驟]
【分類突破】
微題型1 速率、平衡——物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合題
1.(2023·廣東新高考調(diào)研)高效去除空氣中的NOx和SOx化合物一直是工業(yè)生產(chǎn)研究的主要課題。
Ⅰ.某MOFs多孔材料能高效選擇性吸附NO2，將材料泡入水中并通入氧氣能全部轉(zhuǎn)化為HNO3。原理示意圖如下：
已知：①2NO2(g)N2O4(g)　ΔH1
②3NO2(g)＋H2O(g)2HNO3(g)＋NO(g)　ΔH2
③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH3
(1)2N2O4(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===4HNO3(g)　ΔH＝　　　　。
(2)若取一定質(zhì)量的多孔材料吸收NO2至質(zhì)量不改變，下列選項(xiàng)中能說(shuō)明吸附反應(yīng)已達(dá)到極限的是(　　)
A.顏色不再發(fā)生變化
B.n(NO2)∶n(N2O4)＝2∶1
C.2v正(NO2)＝v逆(N2O4)
D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
Ⅱ.在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。
(3)ClO中心原子的雜化軌道類型為　　　　，ClO的空間構(gòu)型為　　　　。
(4)NaClO2脫硫的離子方程式為ClO(aq)＋2SO(aq)2SO(aq)＋Cl－(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_______________________________。
根據(jù)圖像可知，K(a)、K(b)、K(c)的大小關(guān)系為　　　　。
Ⅲ.臭氧脫硝反應(yīng)為2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。T ℃時(shí)，將NO2和O3混合氣體以物質(zhì)的量之比2∶1充入一個(gè)容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示：
(5)①平衡時(shí)，O2的體積分?jǐn)?shù)＝　　　　%(保留兩位小數(shù))。
②若起始?jí)簭?qiáng)為p0，T ℃下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝　　　　(Kp為用平衡分壓表示的平衡常數(shù)，即用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
2.(2023·汕頭二模)氨和氨的金屬配合物在許多方面有重要應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：
(1)哈伯·博施(Haber—Bosch)法合成氨反應(yīng)的能量變化如圖所示，則合成氨的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)合成氨反應(yīng)的速率方程為v＝k·cα(N2)·cβ(H2)·c－1(NH3)，在合成氨過(guò)程中，需要不斷分離出氨，可能的原因有__________________________________________
____________________________________________________________________。
反應(yīng)在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(NH3)，在T＝450 ℃下的x(NH3)與p的關(guān)系、在p＝5×107 Pa下的x(NH3)與T的關(guān)系如圖所示，則　　　　　　(填“曲線a”或“曲線b”)表示的是T＝450 ℃下的x(NH3)與p的關(guān)系圖像。
(3)銀氨溶液可以顯著提高鍍銀液的穩(wěn)定性。測(cè)得常溫下，向20 mL 0.125 mol/L AgNO3溶液中逐滴加入一定濃度的氨水，先出現(xiàn)沉淀，繼續(xù)滴加氨水至沉淀溶解。測(cè)得該過(guò)程溶液的酸度值(lg )與加入氨水的體積V(氨水)關(guān)系如圖所示。
已知e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液迅速由渾濁變得澄清，且此時(shí)溶液中的c(Ag＋)與c(NH3)均約為10－3 mol/L。則b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中：c(Ag＋)＋c([Ag(NH3)2]＋)　　　　　c(NO)(選填“＞”“＝”或“＜”)；常溫下，若忽略Ag＋的水解，由e點(diǎn)可計(jì)算出[Ag(NH3)2]＋Ag＋＋2NH3的平衡常數(shù)K＝　　　　　(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
(4)氨硼烷化合物成儲(chǔ)氫材料新星。H3NBH3(氨硼烷)中H—N—H的鍵角　　　　　NH3中H—N—H的鍵角(選填“＞”“＝”或“＜”)。某儲(chǔ)氫材料晶胞如圖，八面體中心為金屬離子Fe2＋，頂點(diǎn)均為配體NH3；四面體中心為硼原子，頂點(diǎn)均為氫原子。該晶體屬立方晶系，晶胞棱邊夾角均為90°，棱長(zhǎng)為a nm。
則晶體的密度為_(kāi)____________________________________________ g·cm－3
(只列出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
3.通過(guò)向煙道內(nèi)噴入還原劑NH3，然后在催化劑的作用下將煙氣中的NOx還原成清潔的N2和H2O?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
①2NH3(g)＋2NO(g)＋O2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH1＝－813 kJ·mol－1
②2NO2(g)＋NH3(g)N2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－912 kJ·mol－1
③NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH3
④2NH3(g)＋O2(g)N2(g)＋3H2O(g) 　ΔH4＝－633 kJ·mol－1
計(jì)算反應(yīng)③的ΔH3＝　　　　 kJ·mol－1。
(2)關(guān)于合成氨工藝的下列理解，不正確的是　　　　(填字母)。
A.工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中合成氨反應(yīng)的ΔH和ΔS都小于零
B.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
C.基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行
D.分離空氣可得N2，通過(guò)天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2，原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑“中毒”
(3)工業(yè)上生產(chǎn)NH3過(guò)程中，常用Fe作催化劑，控制溫度773 K，壓強(qiáng)3.0×107Pa，原料中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8。分析說(shuō)明原料氣中N2過(guò)量的理由：__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)若向容積為1.0 L的反應(yīng)容器中通入5 mol N2、15 mol H2，在不同溫度下分別達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示。
①溫度T1、T2、T3大小關(guān)系是________________________________________。
②M點(diǎn)的平衡常數(shù)K＝　　　　(可用計(jì)算式表示)。
(5)鐵和氨氣在一定條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣和另外一種化合物，該化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物的化學(xué)式為　　　　，若兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為a cm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶體的密度是　　　　 g·cm－3(列出表達(dá)式即可)。
微題型2 速率、平衡綜合題
4.(2023·廣東六校三次聯(lián)考)苯乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要有機(jī)原料，乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，反應(yīng)如下：
(g) ＋H2(g)　ΔH1＝＋124 kJ/mol。
(1)工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣，反應(yīng)溫度維持在600 ℃，并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下：
①一般控制原料氣中水油比n(水)∶n(乙苯)為9∶1，若水油比增大，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率　　　　(填“增大”或“減小”)，理由是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②控制反應(yīng)溫度為600 ℃的理由是_____________________________________
___________________________________________________________________。
(2)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開(kāi)發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝。反應(yīng)方程式為：(g)＋CO2(g) ＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH2。反應(yīng)歷程如圖：
①已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝－41 kJ·mol－1。則ΔH2＝　　　　 kJ·mol－1。
②催化劑表面酸堿性對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)性能影響較大，根據(jù)反應(yīng)歷程分析，如果催化劑表面堿性太強(qiáng)，對(duì)反應(yīng)造成的影響為：_______________________________
______________________________________________________(說(shuō)出一點(diǎn)即可)。
③一定溫度下，向恒容密閉容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2，起始?jí)簭?qiáng)為p0，平衡時(shí)容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為5 mol，乙苯的轉(zhuǎn)化率為　　　　，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝　　　　。(已知：氣體分壓＝氣體總壓×氣體體積分?jǐn)?shù))
5.(2023·茂名二模)二氧化碳催化加氫直接合成二甲醚(DME)既可以實(shí)現(xiàn)碳減排又可以得到重要的有機(jī)原料，對(duì)于保證經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略均具有重要意義，其中涉及的反應(yīng)有：
(ⅰ)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
(ⅱ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
(ⅲ)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
已知：生成物A的選擇性S＝×100%
回答下列問(wèn)題：
(1)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH4＝　　　　 kJ·mol－1(用含a、b或c的代數(shù)式表示)。
(2)反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ的吉布斯自由能隨溫度變化如圖，下列說(shuō)法正確的是　　　　。
A.常溫下，反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ均能自發(fā)
B.410 K時(shí)，反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅲ的反應(yīng)速率相等
C.溫度升高，CH3OH的選擇性提高，CO的選擇性降低
D.提高二甲醚產(chǎn)率的關(guān)鍵是尋找對(duì)甲醇具有高選擇性的催化劑
(3)在3.0 MPa下，研究人員在體積固定的容器中充入4 mol H2和1 mol CO2發(fā)生反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和生成物的選擇性隨溫度變化如圖(不考慮其他因素影響)。
①ΔH3　　　　0(填“>”或“<”)。
②若在220 ℃下，平衡時(shí)n(H2O)＝　　　　，計(jì)算反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)在220 ℃下的平衡常數(shù)　　　　(寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
③當(dāng)其他條件不變，壓強(qiáng)為4.0 MPa、溫度為260 ℃時(shí)，圖中點(diǎn)　　　　(填“A”、“B”、“C”或“D”)可表示二甲醚的選擇性。
(4)在Cu/ZnO/ZrO2基催化劑下發(fā)生反應(yīng)，機(jī)理如圖：
該機(jī)理表示的是反應(yīng)　　　　(填“ⅰ”、“ⅱ”或“?！?的反應(yīng)過(guò)程。寫出轉(zhuǎn)化③的反應(yīng)方程式_________________________________________________
________________________________________________________________。
微題型3 速率、平衡——電化學(xué)綜合題
6.(2023·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)段考)甲烷和氯氣都是重要的化工原料。
Ⅰ.CH4在光照條件下與Cl2反應(yīng)，可得到各種氯代甲烷。
(1)CH4氯代的機(jī)理為自由基(帶有單電子的原子或原子團(tuán)，如Cl·、·CH3)反應(yīng)，包括以下幾步：
Ⅰ.鏈引發(fā) Ⅱ.鏈傳遞 Ⅲ.鏈終止
Cl22Cl· Cl·＋CH4→·CH3＋HCl ·CH3＋Cl2→CH3Cl＋Cl· …… 2Cl·→Cl2 Cl·＋·CH3→CH3Cl ……
寫出由CH3Cl生成CH2Cl2過(guò)程中鏈傳遞的方程式：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
____________________________________________________________________。
(2)丙烷氯代反應(yīng)中鏈傳遞的一步反應(yīng)能量變化如下。
推知—CH3中C—H鍵能比—CH2—中C—H鍵能　　　　(填“大”或“小”)。
Ⅱ.甲烷重整制合成氣，主要反應(yīng)如下：
ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1
ⅱ.CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH2
各反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖。
(3)①假設(shè)ΔH、ΔS不隨溫度變化，平衡常數(shù)與溫度間存在的關(guān)系為：ln K1－ln K2＝(－)，R為正常數(shù)。則ΔH1　　　　0(填“＞”或“＜”)；ΔH1　　　　ΔH2(填“＞”或“＜”)。
②通過(guò)調(diào)整投料比可調(diào)控平衡時(shí)合成氣的值。1 000 K，平衡時(shí)＝2，則＝　　　　，應(yīng)控制投料比＝　　　　。
Ⅲ.氯堿工業(yè)是化工產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，其裝置示意圖如圖。
(4)X為　　　　，Y為　　　　(寫化學(xué)式)。
(5)淡鹽水中含少量的HClO，陰極區(qū)生成NaOH的物質(zhì)的量小于氫氣的兩倍，下列關(guān)于造成NaOH的物質(zhì)的量小于氫氣的兩倍的原因中合理的是　　　　(填序號(hào))。
a.Cl－在電極上放電，產(chǎn)生HClO
b.有H＋穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜
c.陽(yáng)離子交換膜破損導(dǎo)致OH－向陽(yáng)極區(qū)遷移
d.O2在陰極放電
微題型4 速率、平衡——電解質(zhì)溶液綜合題
7.天津地處環(huán)渤海灣，海水資源豐富?？蒲腥藛T把鐵的配合物Fe3＋L(L為配體)溶于弱堿性的海水中，制成吸收液，將氣體H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，改進(jìn)了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個(gè)階段：①H2S的吸收氧化；②Fe3＋L的再生。反應(yīng)原理如下：
①H2S(g)＋2Fe3＋L(aq)＋2OH－(aq)===S(s)＋2Fe2＋L(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－a kJ· mol－1(a>0)
②4Fe2＋L(aq)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe3＋L(aq)＋4OH－(aq)　ΔH＝－b kJ· mol－1(b>0)
回答下列問(wèn)題：
(1)該工藝的總反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________________________
__________________________________________________________________。
1 mol H2S(g)發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為_(kāi)__________________________________，
Fe3＋L在總反應(yīng)中的作用是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)研究不同配體與Fe3＋所形成的配合物(A、B、C)對(duì)H2S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H2S，測(cè)得單位體積吸收液中H2S吸收轉(zhuǎn)化率[α(H2S)]隨時(shí)間變化的曲線如圖1所示。以α(H2S)由100%降至80%所持續(xù)的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)鐵配合物的脫硫效率，結(jié)果最好的是　　　　　　(填“A”、“B”或“C”)。
(3)H2S的電離方程式為_(kāi)_______________________________________________
___________________________________________________________________。
25 ℃時(shí)，H2S溶液中H2S、HS－、S2－在含硫粒子總濃度中所占分?jǐn)?shù)δ隨溶液pH的變化關(guān)系如圖2，由圖2計(jì)算，H2S的Ka1＝______________________________，
Ka2＝　　　　　　。再生反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，F(xiàn)e2＋L解離出的Fe2＋易與溶液中的S2－形成沉淀。若溶液中的c(Fe2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，c(H2S)＝6.0×10－9 mol·L－1，為避免有FeS沉淀生成，應(yīng)控制溶液pH不大于　　　　　　(已知25 ℃時(shí)，F(xiàn)eS的Ksp為6.0×10－18)。
綜合題突破二　反應(yīng)原理綜合題
真題導(dǎo)航·明確考向
1.答案　(1)①?、贖NO2
(2)①5×10－5 mol·L－1·min－1?、贏、B
(3)①0.36?、?∶4或0.75　(4)98%
解析　(1)①基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為；②根據(jù)原子守恒可知離子方程式中需要增加HNO2。(2)①濃度分別為2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1 的HNO3溶液，反應(yīng)物濃度增加，反應(yīng)速率增大，據(jù)此可知三者對(duì)應(yīng)的曲線分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；c(HNO3)＝3.0 mol·L－1 時(shí)，在0～1 min內(nèi)，觀察圖像可知[FeR3]2＋的平均消耗速率為＝5×10－5 mol·L－1·min－1；②A.對(duì)于反應(yīng)NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋HNO2＋2[FeR3]3＋＋H2O，加水稀釋，平衡往粒子數(shù)增加的方向移動(dòng)，[FeR3]2＋含量增加，[FeR3]3＋含量減小，增大，A正確；B.HNO3濃度增加，[FeR3]2＋轉(zhuǎn)化率增加，故αⅢ>αⅡ>αⅠ，B正確；C.觀察圖像可知，三組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速率都是前期速率增加，后期速率減小，C錯(cuò)誤；D.硝酸濃度越高，反應(yīng)速率越快，體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時(shí)間越短，故tⅢ2.答案　(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)
(2)AD
(3)4　4
(4)①ac　②
③由題圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)c的ln K＝0，即K＝＝1，p(CH4)＝＝＝16 kPa，p初始(CH4)＝100 kPa×＝50 kPa，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝68%
(5)干冰做制冷劑、人工降雨等(合理即可)
解析　(1)由題給反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)a可由反應(yīng)c－d或反應(yīng)b＋c－e得到，故根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。(2)增大CO2的濃度，反應(yīng)a、b的正反應(yīng)速率增加；增大CH4的濃度，反應(yīng)a、c的正反應(yīng)速率增加，A正確。由于C(s)是固體，移去部分C(s)，平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤。催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，則不能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，c錯(cuò)誤。降低反應(yīng)溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，D正確。故選AD。(3)由題圖1可知，反應(yīng)分為CH4CH3＋HCH2＋2H CH＋3HC＋4H 4個(gè)步驟，其中第4步的正反應(yīng)活化能最大。(4)①由題圖2可知，反應(yīng)a、c的K隨T升高而增大，故a、c均為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)e的K隨T升高而減小，故e為放熱反應(yīng)。②由于C(s)是固體，因此反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝＝。③由題圖2可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)c的lnK＝0，即K＝＝1，p(CH4)＝＝＝16 kPa，根據(jù)反應(yīng)條件，可知二氧化碳與甲烷物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，則p初始(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝68%。(5)CO2經(jīng)加壓、降溫可轉(zhuǎn)化為干冰，干冰常用于制冷劑、人工降雨等。
3.答案　(1)①N2↑　4H2O?、?E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)
③NH3NONO2HNO3　2NO＋O2===2NO2
(2)①BD　②x＋y＋z　當(dāng)溶液pH＝9.0時(shí)，>104，因此可忽略溶液中Cr2O，即c(HCrO)＋c(CrO)＝0.20 mol·L－1，反應(yīng)(ⅱ)的平衡常數(shù)K2＝＝＝3.3×10－7，聯(lián)立兩個(gè)方程可得c(HCrO)≈6.0×10－4 mol·L－1?、郐?　增大
解析　(1)①(NH4)2Cr2O7分解過(guò)程中，生成Cr2O3和無(wú)污染氣體，根據(jù)元素守恒可知，其余生成物為N2、H2O，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)化學(xué)方程式為(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O。②設(shè)反應(yīng)過(guò)程中第一步的產(chǎn)物為M，第二步的產(chǎn)物為N，則X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。③NH3在Cr2O3作催化劑條件下，能與O2反應(yīng)生成NO，NO與O2反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2，NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，若同時(shí)通入O2，可將氮元素全部氧化為HNO3，因此從NH3出發(fā)經(jīng)過(guò)3步反應(yīng)制備HNO3的路線為NH3NONO2HNO3；其中NO反應(yīng)生成NO2的過(guò)程中，氣體顏色發(fā)生變化，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2===2NO2。
（2）①K2Cr2O7溶液中存在平衡：（ⅰ）Cr2O（aq）＋H2O（l）2HCrO（aq）、（ⅱ）HCrO（aq）CrO（aq）＋H＋（aq）。向溶液中加入少量硫酸，溶液中c（H＋）增大，反應(yīng)（ⅱ）平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡后，溶液中c（H＋）依然增大，因此溶液的pH將減小，故A錯(cuò)誤；加水稀釋過(guò)程中，根據(jù)“越稀越水解”、“越稀越電離”可知，反應(yīng)（?。┖头磻?yīng)（ⅱ）的平衡都正向移動(dòng)，兩個(gè)平衡正向都是離子數(shù)增大的反應(yīng)，因此稀釋后，溶液中離子總數(shù)將增大，故B正確；加入少量NaOH溶液，反應(yīng)（ⅱ）正向移動(dòng)，溶液中c（HCrO）將減小，反應(yīng)（ⅰ）將正向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)（ⅰ）的平衡常數(shù)K1＝，平衡常數(shù)只與溫度和反應(yīng)本身有關(guān)，因此加入少量K2Cr2O7固體，不變，故D正確。②0.10 mol·L－1 K2Cr2O7溶液中，Cr原子的總濃度為0.20 mol·L－1，當(dāng)溶液pH＝9.00時(shí)，溶液中Cr原子總濃度為2c（Cr2O）＋c（HCrO）＋c（CrO）＝0.20 mol·L－1，Cr2O、HCrO與CrO的平衡濃度分別為x mol·L－1、y mol·L－1、z mol·L－1，因此x＋y＋z＝0.10。③根據(jù)反應(yīng)（?。ⅲáⅲ┦请x子濃度增大的平衡可知，溶液pH越大，溶液中c（Cr2O）＋c（HCrO）＋c（CrO）越大，混合溶液在某一波長(zhǎng)的A越大，溶液的pH越大，溶液中c（CrO）越大，因此與CrO的λmax最接近的是λ3。反應(yīng)（?。┑钠胶獬?shù)K1＝，反應(yīng)（ⅱ）的平衡常數(shù)K2＝，（K2）2×K1＝×＝，因此＝，由上述分析逆推可知，b>a，即溶液pH從a變到b的過(guò)程中，溶液中c（H＋）減小，所以的值將增大。
化整為零·逐點(diǎn)突破
命題熱點(diǎn)一
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　（a＋c－2b）
解析　①FeSO4·7H2O（s）===FeSO4（s）＋7H2O（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1
②FeSO4·xH2O（s）===FeSO4（s）＋xH2O（g）　ΔH2＝b kJ·mol－1
③FeSO4·yH2O（s）===FeSO4（s）＋yH2O（g）　ΔH3＝c kJ·mol－1
根據(jù)蓋斯定律可知，①＋③－②×2可得FeSO4·7H2O（s）＋FeSO4·yH2O（s）===2（FeSO4·xH2O）（s），則ΔH＝（a＋c－2b） kJ·mol－1。
2.答案?。?23　1.2×1014
3.答案　（1）－128　（2）409.25
解析?。?）ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量＝（52－242×4－0＋394×2） kJ· mol－1＝－128 kJ· mol－1。（2）ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能＝（803×4＋436×6－615－4a－463×8） kJ· mol－1＝－128 kJ· mol－1，解得a＝409.25。
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　2C3H6（g）＋9O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（g）　ΔH＝－3 854 kJ· mol－1
2.答案　2V2O5（s）＋2SO2（g） 2VOSO4（s）＋V2O4（s）　ΔH＝－351 kJ· mol－1
解析　由題中信息可知：
①SO2（g）＋O2（g）SO3（g）　ΔH＝－98 kJ· mol－1
②V2O4（s）＋SO3（g）V2O5（s）＋SO2（g）ΔH2＝－24 kJ· mol－1
③V2O4（s）＋2SO3（g）2VOSO4（s）ΔH1＝－399 kJ· mol－1
根據(jù)蓋斯定律可知，③－②×2得2V2O5（s）＋2SO2（g） 2VOSO4（s）＋V2O4（s），則ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝（－399 kJ· mol－1）－（－24 kJ· mol－1）×2＝－351 kJ· mol－1，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2V2O5（s）＋2SO2（g）2VOSO4（s）＋V2O4（s）ΔH＝－351 kJ· mol－1。
命題熱點(diǎn)二
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　
解析　當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，則由v（H2CO3）＝v（CO2）可得：k1c（H2CO3）＝k2c（CO2），＝＝K＝600，解得k2＝。
2.答案　k逆＝k正/K　1.95×10－3
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案?。?）3.0　2.25　增大?。?）　46.26　
解析?。?）將FeSO4置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：2FeSO4（s）??Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）。由平衡時(shí)pSO3－T的關(guān)系圖可知，660 K時(shí)，pSO3＝1.5 kPa，則pSO2＝1.5 kPa，因此，該反應(yīng)的平衡總壓p總＝3 kPa，平衡常數(shù)Kp（Ⅰ）＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25 （kPa）2。由圖中信息可知，pSO3隨著溫度升高而增大，因此Kp（Ⅰ）隨反應(yīng)溫度升高而增大。（2）提高溫度，上述容器中進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ），在同溫同壓下，不同氣體的物質(zhì)的量之比等于其分壓之比，由于僅發(fā)生反應(yīng)（Ⅰ）時(shí)pSO3＝pSO2，則pSO3＋2pO2＝pSO2－2pO2，因此，平衡時(shí)pO2＝。在929 K時(shí)，p總＝84.6 kPa、pSO3＝35.7 kPa，則pSO3＋pSO2＋pO2＝p總、pSO3＋2pO2＝pSO2－2pO2，聯(lián)立方程組消去pO2，可得3pSO3＋5pSO2＝4p總，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求出pSO2＝46.26 kPa，則pO2＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，Kp（Ⅱ）＝＝ kPa。
2.答案　

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