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专题18 化学反应原理综合
目录
1
【考向一】热化学方程式及反应热的计算 1
【考向二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算 4
【考向三】分压平衡常数(Kp)计算 8
【考向四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析 11
【考向五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析 15
【考向六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析 18
【考向七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 21
【考向八】溶度积( Ksp)的相关计算 25
【考向九】电极方程式书写 28
32
【考向一】热化学方程式及反应热的计算
【典例1】（2024·福建·节选）是制造多晶硅的原料，可由和耦合加氢得到，相关反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
(1)生成的总反应：
Ⅳ．
答案：(1)
解析：（1）根据盖斯定律可知，。
1．书写热化学方程式的“五环节”
一写方程式 写出配平的化学方程式
二标状态 用s、l、g、aq标明物质的聚集状态
三定条件 确定反应的温度和压强并在ΔH后注明(101kPa、25℃时可不标注)
四标ΔH 在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－”
五标数值 根据化学计量系数写出ΔH的值
2．利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法
（1）步骤 ①对比： 对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致
②叠加： 根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式
③计算： 按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化
（2）方法 ①倒： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错
②乘： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘
③加： 上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加
3．常用关系式
热化学方程式 焓变之间的关系
aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
4．ΔH的三种计算式
（1）ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)
（2）ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和
常见物质中的化学键数目
物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S)
键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8
（3）ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能
【变式1-1】铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态Ⅶ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。完成下列问题：
（1）催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
（2）根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
答案:（1） ① 吸热
（2）-92kJ/mol
解析:（1）图中分析可知ad表示吸附在催化剂表面的物质，从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad，代表N2和H2吸附在催化剂表面，则吸附过程是上图中的第①步基元反应，图中能量变化可知NH3da转化为NH3即脱附过程吸收了能量，则脱附过程为吸热过程，故答案为：①；吸热；
（2）图中能量变化可知molN2，molH2反应生成NH3时放出热量46kJ，合成氨反应的焓变：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol，故答案为：-92kJ/mol。
【变式1-2】（2025·陕西·二模节选）CO具有毒性，浓度较高时会使人出现不同程度中毒症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织，但CO也是一种重要的化工原料，可用于甲醇和光气的生产以及有机合成等。
(1)已知：断开1mol化学键所需能量如表所示。
化学键
所需能量/(kJ·mol-1) 1076 436 413 463
则反应 kJ·mol-1；该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
答案：(1) 低温
解析：（1）反应物总键能：CO中有1个C = O键，3H2中有3个H - H键，所以反应物总键能，生成物总键能： CH4中有4个C - H键 ，H2O中有2个O - H键，所以生成物总键能，根据反应物总键能 - 生成物总键能，则；该反应（放热反应），反应，气体的物质的量减少，，根据（T为绝对温度），当时反应自发进行，要使，因为，，则需要低温条件；
【考向二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算
【典例2】（2024·甘肃·节选）(2)在催化剂作用下由粗硅制备：。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示：
①，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率 。
答案：甲
解析： （2）①由转化率图像可知，0-50min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50min时SiCl4的转化率为4.2%，反应的SiCl4的物质的量为0.1mol×4.2%=0.0042mol，根据化学化学计量数可得反应生成的SiHCl3的物质的量为，平均反应速率；
1．有关化学反应速率计算公式的理解
对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g)
（1）计算公式：v(A)＝
（2）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d
（3）注意事项
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体
②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值
2．化学平衡计算中常用公式
对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L
　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)
反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100%
3．化学反应速率常数及应用
（1）速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率
（2）速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数
（3）速率方程
①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比
②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数)
如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。
（4）速率常数与化学平衡常数之间的关系
①K与k正、k逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
②Kp与k正、k逆的关系
以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝
【变式2-1】（24-25高三下·甘肃白银·阶段练习节选）(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应 。
实验测得：，。其中分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；为气体分压(分压=物质的量分数总压)。一定温度下在刚性密闭容器中充入、和物质的量之比为，压强为，达平衡时压强为，则 。
答案：
解析：（4）一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2∶2∶1，设初始CO、NO和N2的物质的量分别为2mol、2mol、1mol，则生成N2的物质的量为xmol，列出三段式
反应后总物质的量为(5-x)mol，初始压强为p0 kPa，平衡时的压强为0.9p0 kPa，则，解得x=0.5，平衡时CO、NO、N2、CO2物质的量分别为1mol、1mol、1.5mol、1mol，总物质的量为4.5mol，则Kp=，反应达到平衡，v正=v逆，故Kp=；
【变式2-2】（2025·海南·一模节选）氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源之一，利用乙醇与水重整可获取氢能源，该重整过程涉及的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
恒压(100kPa)条件下，在密闭容器中通入1mol (g)、3mol (g)，发生上述反应，测得平衡时(g)的转化率和CO(g)、(g)的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。
已知：CO的选择性=。
请回答下列问题：
(3)℃时，(g)的平衡转化率为 %(结果保留一位小数)；该温度下，平衡体系中的分压p()= kPa(结果用分数表示)。
答案：60.7
解析：（3）℃时，乙醇转化率为70%，则反应乙醇0.7mol、剩余乙醇0.3mol，根据碳守恒，生成二氧化碳、一氧化碳共0.7mol×2=1.4mol，则二氧化碳、一氧化碳分别为1.4mol×80%=1.12mol、1.4mol×20%=0.28mol，由三段式：
则x+z=0.7、2x-y=0.28、y+2z=1.12，，(g)的平衡转化率为；、，该温度下，平衡体系中的分压kPa；
【考向三】分压平衡常数(Kp)计算
【典例3】（2024·福建·节选）(3)在压强为的恒压体系中通入和，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为 。(填化学式)
②时，反应Ⅲ：的平衡常数 。(列出计算式)
答案：(3)
解析：（3）在压强为的恒压体系中通入和，①根据反应可知，温度升高反应和向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n为HCl，m为；②时按照反应进行：，由图中可知道平衡时，，，则；
1．分压平衡常数(Kp)
（1）气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa
（2）分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数
（3）分压平衡常数Kp (只受温度影响)
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压
幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：
，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压
2．Kp计算的两种方法：
方法1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数
第一步 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度
第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
第三步 根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数)
第四步 根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝
方法2．直接根据分压强计算压强平衡常数
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
p(始)： p0 3p0 0
Δp： p 3p 2p
p(平)： p0－p 3p0－3p 2p
Kp＝
【变式3-1】（2024·贵州·节选）(5)下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，则的平衡转化率为 ，平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数，列出计算式即可)。
答案：(5) 20% 或
解析：（5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，设起始时C6H6的物质的量为1mol，CH4的物质的量为5mol，参加反应C6H6的物质的量为xmol，则可建立如下三段式：
依题意，，解得x=0.2，平衡时，n(C6H6)=0.8mol，n(CH4)=4.8mol，n(C7H8)=0.2mol，n(H2)=0.2mol，则的平衡转化率为=20%，平衡常数Kp=或。
【变式3-2】（24-25高三上·山东青岛·期末节选）(2)某团队研究途径2，找到无需CO2的乙苯直接脱氢的高效催化剂，原理如图：。工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1：10；N2不参与反应)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下。
③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp= MPa。
答案：0.019
解析：③由题图可知，反应温度为600℃，并保持体系总压为0.1MPa时，乙苯转化率为40%，设乙苯起始物质的量为1mol，则依据题意可建立如下三段式：，平衡时总物质的量为1.4mol，乙苯的平衡分压为0.1MPa，苯乙烯和氢气的平衡分压均为0.1MPa，则600℃时的平衡常数MPa；
【考向四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析
【典例4】（2025·黑龙江吉林·一模节选）工业合成氨反应是在催化剂表面上进行的，其反应历程如下(*表示吸附态)：
化学吸附：
表面反应：
脱附：其中，的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
回答下列问题：
(1)①催化剂的选择是合成氨的核心技术之一，使用催化剂1或催化剂2合成氨，产氨速率与温度的关系如图。
根据由图判断，活化能 (填“>”“=”“<”)。
②分析说明原料气中过量的理由
答案：< N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压可加快该限速反应并有利于平衡向生成氨方向移动，从而提高产率
解析：（1）①由图可知，使用催化剂1时反应速率更快，说明催化剂1降低反应活化能的效果更好，则活化能<；
②工业上往往使原料气中 N2适当过量，其理由是：N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压可加快该限速反应并有利于平衡向生成氨方向移动，从而提高产率。
1．影响化学平衡的因素
（1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
（2）“惰性气体”对化学平衡移动的影响
①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动
②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、
V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
2．掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0
（1）速率—时间图【注意断点】
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大
（2）转化率(或含量)—时间图【先拐先平】
甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率
(3恒压(温)线【定一议二】
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响
【答题模板及剖析】
恒压线(恒温线)
答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)
答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论)
经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________
标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高
【变式4-1】（24-25高三下·辽宁·开学考试节选）(5)二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。在特定催化剂条件下，其反应机理为：
Ⅰ．
Ⅱ．
②如果在不同压强下，CO2和H2的起始物质的量比仍为1:3，测定CO2的平衡转化率随温度升高的变化关系，如图2所示。则压强p1 p2(填“＞”或“＜”)，图中T1温度时，两条曲线几乎交于一点，试分析原因： 。
答案：＞ 反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，T1时温度高，体系中以反应Ⅰ为主，反应Ⅰ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响
解析：②如果在不同压强下，CO2和H2的起始物质的量比仍为1:3，则CO2合成CH3OH的总化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，图中p1时CO2的平衡转化率比p2时大，则压强p1＞p2，图中T1温度时，两条曲线几乎交于一点，表明压强对平衡不产生影响，则以反应Ⅰ为主。原因：反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，T1时温度高，体系中以反应Ⅰ为主，反应Ⅰ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响。
【变式4-2】（2025·河南商丘·一模节选）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。
【资源化一：利用CO2制水煤气】
(1)在容积为1L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为 。当投料比时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。
①初始压强 (填“>”“<”或“=”，下同)；当温度为℃、初始压强为时，a点时的 。
②起始时向容器中加入1molCH4和1molCO2，在温度为℃时反应，此时初始压强为，该反应的平衡常数K= 。
答案：(1) < > 4
解析：（1）①是体积增大的反应，℃时，从下到上，二氧化碳平衡转化率升高，平衡正向移动，即减小压强向体积增大的方向移动，因此。当温度为℃、初始压强为时，从a点到平衡点，二氧化碳平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此a点时的。
②起始时向容器中加入1molCH4和1molCO2，在温度为℃、初始压强为时反应，二氧化碳平衡转化率为50%，列出三段式得：，该反应的平衡常数。
【考向五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析
【典例5】（2025·贵州六盘水·一模节选）二甲醚有含氢量高、廉价无毒等优点，利用二甲醚催化重整制氢的反应如下：
反应：
反应：
回答下列问题：
(2)将和以体积比充入恒容反应器，只发生反应。
②实验测得相同投料比和流速时，二甲醚的平衡转化率、单位时间内二甲醚的转化率和温度的关系如图1所示。据图分析，适宜的催化剂是 (填“HZSM-a”或“HZSM-b”)，温度为 。
答案：HZSM-b 280
解析：②由图1可知，选择催化剂HZSM-b时，在相同温度下比选择催化剂HZSM-a时，二甲醚的转化率高，故选择的催化剂为HZSM-b；温度为280时，二甲醚的转化率比其它温度下高，故选择的温度为280；
化工生产适宜条件选择的一般原则
1.既不能过快，又不能太慢
2.既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
3.增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
4.如设备承受高温、高压能力等
5.注意催化剂的活性对温度的限制
【变式5-1】（2025·黑龙江·一模节选）的综合利用，对于资源综合利用有重要意义。转化为二甲醚()是常见的一种方式。加氢制总反应可表示为： △H。该反应通过两步完成：
Ⅰ．
Ⅱ．
体系中同时发生副反应：
Ⅲ．
请回答下列问题：
(4)一定压强下，和的起始量一定时，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示。
以下温度，二甲醚产率最高的是_______。
A．300℃ B．350℃ C．400℃ D．450℃
答案：(4)D
解析：（4）由给定图可见，随温度升高，CO2转化率不断增大而CH3OCH3选择性降低，二甲醚的选择性增大，在450 ℃时二甲醚的产率最高，选D。
【变式5-2】（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末节选）CO2加氢制甲醇(CH3OH)不仅减少了CO2排放，而且缓解了能源短缺的问题。该过程发生的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(4)某小组为了研究不同条件下催化剂对相同时间内CH3OH产率的影响，根据实验结果将不同温度下，不同催化剂对相同时间内CH3OH产率影响绘图如下，据图应选择的温度及催化剂为___________。
A． B．
C． D．
答案：(4)C
解析：（4）从图中可以看出，220℃、作催化剂时，CH3OH的产率最大，所以据图应选择的温度及催化剂为220℃、，故选C。
【考向六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析
【典例6】（2024·江西节选）石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol
反应Ⅲ：2H2S(g) S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol
回答下列问题：
(3)保持反应器进料口总压为100kPa．分别以8kPaCH4、24kPaH2S(He作辅气)与25kPaCH4、75kPaH2S进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1，含有He的曲线为 ，理由是 。
答案：(3) M 总压一定，充入氦气，反应物分压减小，相当于减压，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，CH4平衡转化率增大
解析：（3）保持反应器进料口总压为100kPa。分别以8kPaCH4、24kPaH2S（He作辅气）与25kPaCH4、75kPaH2S进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1，含有He的曲线为M，理由是总压一定，充入氦气，反应物分压减小，相当于减压，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，CH4平衡转化率增大
答题要领
转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响
【变式6-1】（2025·广西来宾·一模节选）工业上可以利用合成，主要涉及以下两个反应。
反应Ⅰ．
反应Ⅱ．
④若向3.0MPa恒压密闭容器中通入体积比的混合气体，在1mol催化剂作用下只发生反应Ⅰ：，测得时空收率（表示单位物质的量催化剂表面物质的平均生成速率）随温度的变化曲线如图所示。则169℃与223℃时，的平均反应速率之比为 。甲醇时空收率随温度升高先增大后减小，请解释减小的可能原因是 。
答案： 1：2；该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降。
解析：④由图中信息可知“”与“”时甲醇时空收率分别为 与 ，而反应Ⅰ每生成 要消耗，故 的平均反应速率之比 ；甲醇时空收率随温度升高先增大后减小的原因可能为：该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降。
【变式6-2】（2025·广东汕头·一模节选）氯乙酸是一种化工中间体，具有重要的应用与研究价值。
(3)将控制醇酸物质的量比、含有氯乙酸的乙醇溶液通入填充固体酸催化剂的恒压反应器中，在相同反应时间内合成氯乙酸乙酯，测得流出液中各组分含量随温度的变化曲线如图3所示。
已知：当温度低于物质沸点(见下表)时，该物质挥发对反应的影响可忽略。
氯乙酸 乙醇 氯乙酸乙酯
沸点/℃ 189.0 78.3 143.0
①催化剂的最佳催化温度为 。
②温度高于时，氯乙酸乙酯产量明显下降的原因是 。
答案：60℃ 当反应温度高于乙醇沸点，升温加剧乙醇挥发损失，催化剂活性可能降低，氯乙酸乙酯产量减小
解析：（3）①由图可知，60℃时，合成得到氯乙酸乙酯的量达到最高，则催化剂的最佳催化温度为60℃；
②当反应温度高于乙醇沸点，升温加剧乙醇挥发损失，催化剂活性可能降低，使氯乙酸乙酯产量减小；
【考向七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算
【典例7】（24-25高三上·天津南开·期末节选）(3)常温下，溶液中含硫微粒的物质的量分数随变化如下图所示：
①代表的物质的量分数随变化的曲线为 (填“”“”或“”)。
②的电离常数，。写出用溶液吸收的离子方程式： 。
③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M。溶液M中 。
答案：
解析：（3）①随着pH升高，H2S发生反应H2S+OH-=+H2O、+ OH-=S2-+H2O，故代表H2S的物质的量分数随pH变化的曲线，代表的物质的量分数随pH变化的曲线，代表S2-的物质的量分数随pH变化的曲线，则答案为；
②根据图中曲线可知，当pH=7时，c(H2S)=c()，Ka1(H2S)==c(H+)=10-7，同理根据b点得Ka2(H2S)= 10-13，的电离常数、，则酸性H2CO3>H2S>>HS-，则用溶液吸收的离子方程式为：；
③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M，Ka1(H2S)Ka2(H2S)= ，则溶液M中。
1．电离常数与水解常数的关系　
（1）电离常数表达式
①一元弱酸(HA)： HAH+＋A－
②二元弱酸(H2A)：H2AH+＋HA－
HA—H+＋A2－
③一元弱碱(BOH)：BOHB+＋OH－
（2）电离常数(K电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA为例
25 ℃，c mol·L－1的弱酸HA，设电离度为α
HA H＋ ＋ A－
起始浓度/mol·L－1 c 0 0
变化浓度/mol·L－1 c酸·α c酸·α c酸·α
平衡浓度/mol·L－1 c酸－c酸·α c酸·α c酸·α
电离平衡常数Ka＝＝，由于α很小，可认为1－α≈1
则Ka＝c酸·α2，α＝ (越稀越电离)，则：c(H＋)＝c酸·α＝
（3）电离常数与水解常数的关系
①对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系：Kh＝
如：CH3COONa：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
②对于二元弱酸H2B，Kal(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系： ；
B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh1(B2－)＝＝＝
HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh2(HB－)＝＝＝
③强酸弱碱盐：Kh＝
如：NH4Cl：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+
（4）水解常数(Kh)与溶度积常数(Ksp)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝
如：AlCl3：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
2．计算电离常数的常见类型
（1）起点时刻：巧用三段式
例1．HR是一元酸。室温时，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka＝5×10－6
方法探究：此题根据纵坐标所给的数据，起点时刻pH＝3，HR中和一半时的pH＝4.7，可以优先考虑起点时刻计算电离常数，常用方法：三段式
解析：根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250 mol·L－1×0.02 L÷0.025 L＝0.2 mol·L－1，即0.2 mol·L－1的HR溶液的pH＝3 HR H+＋ R— 起始：0.2 0 0 转化：10－3 10－3 10－3 平衡：0.2-10－3 10－3 10－3 HR的电离常数Ka＝＝＝5×10－6
（2）遇中性时刻：电荷守恒配合物料守恒两步搞定
例2．在25℃下，amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸以体积比3:4混合，此时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝
方法探究：中性时刻采取电荷守恒和物料守恒，解题时建议用物质的量守恒去写，因为在反应过程中体积已经发生了变化
解析：根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(H＋)＝c(OH－)，故溶液显中性。 电荷守恒得：n(H＋)＋n(NH)＝n(Cl－)＋n(OH－)，则：n(NH)＝n(Cl－)=0.01×4=0.04 mol 物料守恒得：3a＝n(NH)＋n(NH3·H2O)，则：n(NH3·H2O)＝(3a—0.04) mol Kb＝
（3）恰好完全反应时刻：水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系
例3、25 ℃时，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液的pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝10－7
方法探究：方法I、直接列水解三段式求解 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算
方法I、直接列水解三段式求解 HCOO—＋H2OHCOOH＋OH－ 起始: 0.1 0 0 转化: 10－4 10－4 10－4 平衡: 0.1-10－4 10－4 10－4 Ka＝＝ 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 利用左边的三段式，先求出HCOO—的水解常数 Kh＝＝ Ka＝
【变式7-1】（2024·上海松江·二模节选）I 碱法脱硫。用K2CO3溶液吸收H2S。
已知：常温下，氢硫酸和碳酸的电离常数如表。
二元酸 Ka1 Ka2
H2S 1.1×10-7 7.1×10-15
H2CO3 4.5×10-7 4.7×10-11
计算溶液中的= 。
答案：0.1
解析：向某FeCl2溶液中加入一定浓度的NaHS溶液，采用分光光度法测得[Fe2+]=8.88×10-5mol L-1。Ksp(FeS)=6.3×10-18= c(Fe2+)×c(S2-)=8.88×10-5mol L-1×c(S2-)，Ka2(H2S)=7.1×10-15；
【变式7-2】(24-25高三上·山东泰安·期末节选）电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表：
弱酸
电离常数(25℃)
④室温下，一定浓度的溶液，用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是 ，溶液中 。
答案：
解析：④溶液，为弱酸，则溶液呈碱性，水解的离子方程式为，水解平衡常数，则溶液中；
【考向八】溶度积( Ksp)的相关计算
【典例8】（24-25高三上·上海·期末节选）(5)加热锅炉时，水中的MgCO3可以先转化为Mg(HCO3)2，然后转化为Mg(OH)2。已知：MgCO3+H2OMg2++HCO+OH ，在80℃时的平衡常数为K，水的离子积为Kw，碳酸的一级和二级电离常数分别为Ka1和Ka2，则该温度下Ksp(MgCO3)= (用相关常数表示)。
答案：
解析：（5）MgCO3+H2OMg2++HCO+OH 为①，在80℃时的平衡常数为，水的电离为②，离子积为，碳酸的第二步电离为为③，二级电离常数为Ka2，①-②＋③得，则该温度下。
类型一、由溶度积求饱和溶液溶质的物质的量浓度——比较溶解度的大小
计算技巧
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系 1:1型
1:2型或2：1型
1:3型或3:1型
类型二、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度
计算技巧 某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10a mol·L－1
类型三、判断沉淀的生成或沉淀是否完全
计算技巧 ①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全
类型四、常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH
计算技巧 ①根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH
类型五、计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度
计算技巧 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 (若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化)
已知常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应： ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行 该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化
类型六、 溶度积常数(Ksp)与水解常数(Kh)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝
计算技巧 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(aq)，平衡常数
类型七、溶度积与溶解度的相互计算
计算 技巧 ①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)饱和溶液的溶解度S(g) 以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1 即：1L溶液中含有1.34×10－5 mol的AgCl溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g 即：1L溶液中溶解的AgCl为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3 即：1000g溶液中溶解了1.92×10－3g的AgCl，100g水中溶解了1.92×10－4g的AgCl 即：AgCl的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g
②饱和溶液的溶解度S(g)由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)KSP 20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，也即是：0.1L溶液中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝，，c(AgCl)＝1.05×10－5 mol·L－1，KSP＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－10
【变式8-1】（2025·上海嘉定·一模节选）小嘉同学在实验室尝试制备碳酸钙，他向1.0 mol·L-1 CaCl2溶液中通入CO2至饱和，并未看到沉淀。该溶液中[H2CO3]=0.033 mol·L-1，pH=3.9。常温下，Ksp(CaCO3) = 2.8×10-9，H2CO3的电离常数分别为：Ka1 = 4.2×10-7、Ka2 = 4.8×10-11。
(9)请通过计算解释以上现象 。(写出计算过程)
答案：根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀
解析：（9）根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀，故答案为：根据H2CO3的电离平衡常数表达式：Ka1=，Ka2=，则有，，，Q＜Ksp(CaCO3) 所以不能生成沉淀。
【变式8-2】(24-25高三上·山东泰安·期末节选）(3)已知，。
①现将浓度为溶液与溶液等体积混合，则生成沉淀所需溶液的最小浓度为 。
②向含有固体的溶液中滴加溶液，当有沉淀生成时，溶液 (保留三位有效数字)。
答案：(3) 23.6
解析：（3）①等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为，要生成沉淀需要钡离子浓度为，故需要溶液的最小浓度为；
②；，所以。
【考向九】电极方程式书写
【典例9】（2024·重庆节选）③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 。
答案：
解析：①电解池的阳极为，阳极上Pb失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为。
一、原电池中电极反应式的书写
1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。
二、电解池中电极反应式的书写
1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。
2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。
阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。
阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。
注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。
三、燃料电池电极反应式的书写
电极：惰性电极。
燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。
电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为：
①CH4 +2O2=CO2 +2H2O
②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O
①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O
（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H-
（3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2-
（4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
四、可充电电池电极反应式的书写及应用
（一）可充电电池试题必备知识
1.对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。要能根据题给总反应式，写出原电池总反应式和电解池总反应式。
2.对可充电电池电极极性和材料的判断：判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料：得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。
3.可充电电池电极反应式的书写方法：
书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电
极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和
数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反
应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；第三，在电子守恒
的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。
5.对溶液中离子的移动方向判断：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
6.可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
7.有关电化学的计算：有关电化学的计算都必须利用电子守恒，要注意各电极转移的电子数均相等。这类计算通常有计算电极的增重或较少量、溶液的PH、溶液的离子浓度、电子转移的数目等。
五、特殊情况电极反应式的书写
在书写电极反应式时，一定要注意一些特殊情况。
1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。
2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。
【变式9-1】（23-24高三下·上海·阶段练习）I．某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质，其结构如图所示。其充电时发生的总反应为：LiMn2O4+C6=Li1-xMn2O4+LixC6。
(2)写出放电时，正极的电极反应 。
答案：Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
解析：Ⅰ．根据电池总反应式为Li+LiMn2O4═Li2Mn2O4，可知原电池放电时，电极b即Li为负极，被氧化，电极反应式为Li-e-═Li+，正极a电极得电子被还原，电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4。
【变式9-2】（2025·重庆·一模）(3)电解可以制取，其电解原理如下图所示。双极膜内为水，电解时双极膜内的水解离成和，分别向两侧发生迁移。
①电源的负极是 (填“”或“”)。
②催化电极的电极反应式为 。
答案：(3)
解析：（3）①电解时生成得电子化合价降低，作阴极连电源的负极，即电源的负极是；
②催化电极为阴极，阴极的电极反应式为；
1．（2025·浙江·）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：
(1)用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。
A．温度 B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C．压强 D．催化剂
(2)25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液的pH= 。
(3)在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是 ________________________________________ 。
(4)上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下 0(填“>”、“<”或“=”)。
(5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下：
Ⅳ．
V．
三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。
(例：HCOOH的物质的量百分比
①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。
②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 ________________________________ 。
答案:(1)AB
(2)5.4
(3)CO2+2e-+2[(CH3)2NH2] += HCON(CH3)2+(CH3)2NH+H2O
(4)＜
(5) t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢 用H2作氢源需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度
解析:（1）A．已知化学反应必然有热效应，故改变温度化学平衡一定能够发生改变，即改变温度一定能够改变甲醇的平衡转化率，A符合题意；
B．增大投料比[n(NH3):n(CH3OH)] 将增大CH3OH的转化率，相反减小投料比[n(NH3):n(CH3OH)]，将减小CH3OH的平衡转化率，B符合题意；
C．由题干方程式可知，反应前后气体的体积不变，故改变压强不能使上述化学平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，C不合题意；
D．催化剂只能同等幅度的改变正逆化学反应速率，故不能使平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，D不合题意；
故答案为：AB；
（2）25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，即Kb==10-3.2，则[(CH3)2NH2] ++H2O(CH3)2NH·H2O+H+的水解平衡常数为：Kh===10-10.8，1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液中Kh===10-10.8，故c(H+)==10-5.4，故其pH=-lgc(H+)=-lg10-5.4=5.4，故答案为：5.4；
（3）已知电解池中阴极发生还原反应，故在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是：CO2+2e-+2[(CH3)2NH2] += HCON(CH3)2+(CH3)2NH+H2O；
（4）反应生产HCON(CH3)2的反应方程式是一个某条件下反应自发且熵减，根据自由能变＜0时反应自发可知，则反应在该条件下<0；
（5）①由题干图示信息可知，t时刻之前HCOOH的物质的量百分比增大速率比HCON(CH3)2的增大速率，而t时刻之后HCOOH逐渐减小至不变，HCON(CH3)2继续增大，故t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢；
②用H2作氢源需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。
2．（2024·广西·）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题：
(1)合成前先制备。有关转化关系为：
则的 。
(2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下：
Ⅰ
Ⅱ
①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②466K时，平衡体系内各组分的物质的是分数随的变化如图。
反应Ⅱ的平衡常数 (保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。
③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填“”“”“”或“”)处。
(3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ________________ ；正极的电极反应式为 ________ 。
答案:(1)-50
(2) 放热 32.4 移走或加入SO2Cl2 d
(3) 催化作用
解析:（1）由盖斯定律可知，的焓变为，则的；
（2）①由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应；
②由图可知，=2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13，由于为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)=1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)=0.74，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数；保持和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大平衡转化率的措施有移走或加入SO2Cl2；
③反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得含量减小、增加，则图中等于的新交点将会提前，出现在d处；
（3）由图可知，在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为：。
3．（2024·海南·）氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知时，反应①：；物质的量分数。
回答问题：
(1)题述条件下，反应②： 。
(2)设反应为一步完成，且与温度无关，已知下，反应①活化能为，则分解反应的活化能为 。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 ________ 、 ________ 。
(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，关系曲线如图所示，其函数关系
(写表达式)，增大氨的初始分压，氨的转化速率 ；假设吸附到催化剂表面后都变成活化分子，其它条件不变，改用比表面积更大的催化剂，则单位时间的产量将 。
答案:(1)+92
(2)427
(3) 压强 温度
(4) 不变 增大
解析:（1）由方程式可知，反应①是反应②的逆反应，反应①H=—92kJ/mol，则反应②H=+92kJ/mol，故答案为：+92；
（2）由方程式可知，反应①是反应②的逆反应，由题意可知，673K下，反应①活化能为335 kJ/mol，则氨气分解的活化能为335 kJ/mol+92kJ/mol=427kJ/mol，故答案为：427；
（3）反应②是气体体积增大的吸热反应，改变温度和压强，化学反应速率均改变，平衡都会发生移动，所以温度和压强既能影响反应平衡转化率又能影响其反应速率，故答案为：温度；压强；
（4）由图可知，反应起始时氨气的分压为35kPa、5min时氨气的分压为23.5kPa、10min时氨气的分压为12kPa，0—5min时，分压的变化量为2.3×5=35-23.5，0—5min时，分压的变化量为2.3×10=35-12，则函数关系p(NH3)= ；由关系式可知，增大氨的初始分压，氨的转化速率不变；由题意可知，吸附到催化剂表面后氨分子都变成活化分子，则其它条件不变，改用比表面积更大的催化剂，反应速率加快，所以单位时间氢气的产量将增大，故答案为：；不变；增大。
4．高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。
(1)在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。
异构化反应
反应1 2.80 2.50 2.31
反应2 1.40 1.00 0.77
①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡 ________ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
②平衡时，和的体积比值为 ________ 。
③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是 ________ 。
(2)加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)：
对于反应，下列说法正确的是_______。
A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应
B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行
C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成
D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生
(3)(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。
①阳极上生成的电极反应式为 ________________________________ 。
②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是 ________________________________ 。
答案:(1) 不移动 2 由盖斯定律可知，反应1-反应2得，根据上表数据，、、，升高温度，K值增大，反应正向进行
(2)C
(3) 阴极得到电子发生还原反应生成镁单质：，在阴极区不断加入适量的，发生反应，实现阴极产物的循环利用 0.5
解析:（1）①反应1为气体分子数不变的反应，体系平衡后，增加压强，反应1的平衡不移动。
②由盖斯定律可知，反应1-反应2得，则平衡时，，则和的体积比值为2；
③由盖斯定律可知，反应1-反应2得，根据上表数据，、、，升高温度，K值增大，反应正向进行，则为吸热反应；
（2）A．反应为可逆反应，由图可知能催化脱氢反应，也能催化加氢反应，错误；
B．平衡常数受温度影响，的加入不改变平衡常数，错误；
C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，氢离子浓度越大，越有利于的形成，正确；
D．的加入促进了的加氢反应，但是也会和加成，副反应也会增多，错误；
故选C；
（3）②阴极得到电子发生还原反应生成镁单质：，在阴极区不断加入适量的，发生反应，实现阴极产物的循环利用；
③由图，A极二氧化碳得到电子发生还原生成CO和：，CO和再和Pt2+反应生成：，则总反应为二氧化碳和甲醇反应生成和水：；反应中电子转移为，则外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为0.5。
5．（2024·广东·）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
(1)酸催化下与混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为 ________ 。
②反应a：
已知：
则反应a的 。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知，在该过程中 。
A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C．催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小
(2)在非水溶剂中，将转化为化合物ⅱ(一种重要的电子化学品)的催化机理示意图如图，其中的催化剂有 和 。
(3)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸(X为A或B)在某非水溶剂中的。
a．选择合适的指示剂其钾盐为，；其钾盐为。
b．向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中， ； 。(填“>”“<”或“=”)
答案:(1) BD
(2) AcOH KI
(3) ＞ ＞
解析:（1）
①N的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA族，基态N原子价层电子的轨道表示式为；
②由已知可得：
Ⅰ．，；
Ⅱ．，；
Ⅲ．，；
Ⅳ．，；
由盖斯定律可知，目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应；
③A．催化剂不能改变反应的焓变，A项错误；
B．由图示可知，酸性：硫酸＞磷酸＞乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B项正确；
C．一个硫酸分子中含有2个H，一个磷酸分子中含有3个H，一个乙酸分子中含有4个H，但含H最少的硫酸催化时，最有利于加速反应，C项错误；
D．由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D项正确；
故选BD。
（2）催化剂参与化学反应，但反应前后质量和化学性质并未改变，由催化机理示意图可知，催化剂有AcOH和KI；
（3）由变化曲线图可知，当时，，设初始，则初始，转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
由，即，解得，则该反应的平衡常数为
解得；
②根据图像可知，当时，设此时转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
此时，即，则，则平衡常数，则；
由于，则，。
6．（2024·北京·）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 ________ 。
(2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为 ________________________________________ 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 ________________________________________________________ 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式： ________________________________________ 。
②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 ________________________________________________________ 。
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 ________________________________ 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
答案:(1)难挥发性
(2) ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
(3) 反应iii生成，将氧化成，更易转化成
(4)中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程
解析:（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。
（2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为；
②，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，根据，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。
（3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为；
②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。
（4）中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。
7．（2024·湖南·）丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：
(1)总反应 (用含、、和的代数式表示)；
(2)进料混合气中，出料中四种物质(、、、)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图：
①表示的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入的作用是 ________________________________________ 。
③出料中没有检测到的原因是 ________________________________ 。
④反应后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 ________________________________ 。
(3)催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体(含水)置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为，在℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于 (已知 分解的平衡常数)；
(4)以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式 ________________________________________________ 。
答案:(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2) c 抑制酯的水解从而提高产率 反应iii的速率远大于反应ii 反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少
(3)40
(4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
解析:工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH为进料气体生产CH2=CHCN，在反应釜I中发生反应i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3后，在反应釜Ⅱ中发生反应ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反应iii：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故产物的混合气体中有CH2=CHCN、未反应完的C2H5OH、CH2=CHCOOC2H5(g)和水；
（1）根据盖斯定律，总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反应i+反应ii+反应iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；
（2）①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，设进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少，则生成CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物质的量约为1mol，生成H2O(g)的物质的量约为2mol，故出料气中C2H5OH(g)物质的量共约3mol，故出料气中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O物质的量之比约为1:3:2，故曲线c表示CH2=CHCN的曲线；
②反应釜Ⅰ中发生反应i生成丙烯酸乙酯和水，若丙烯酸乙酯水解会生成乙醇，因此，加入C2H5OH可以抑制酯的水解从而提高产率；
③反应釜Ⅱ中发生的两个反应是竞争反应，其选择性由速率决定，出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因是：反应iii的速率远大于反应ii；
④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少；
（3）0.72g水的物质的量为0.04mol，故p(H2O)=2.5×102kPa mol 1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反应式为NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得p(NH3)=40kPa，故为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于40kPa；
（4）Sn(CH2CH2CN)4是有机化合物，与水不溶，水中不电离，以CH2=CHCN为原料在Sn做的阴极得电子制得Sn(CH2CH2CN)4，故阴极的电极反应式为Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。
8．（2024·浙江·）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)
请回答：
(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺
C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强
(3)为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 ________________________________ 。
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是 ________________________ 。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 ________ 。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠()再生为。(已知：是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比计算方法；当时，反应能自发进行。)
I．
II．
III．
请书写一个方程式表示再生为的一种制备方法，并注明 。(要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为。)
答案:(1)C
(2)AC
(3)随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低
(4) O2+4e-+2CO2=2 70%
(5)
解析:（1）反应， ，由可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故答案选C；
（2）A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；
B．该反应的本质是NaBH4与H+反应，加入少量异丙胺，异丙胺水溶液呈碱性，溶液中H+浓度减小，化学反应速率降低，B不符合题意；
C. 加入少量固体硼酸，硼酸溶液呈酸性，溶液中H+浓度增大，化学反应速率加快，C符合题意；
D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意；
答案选AC。
（3）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。
（4）根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2， 该条件下，0.49L H2的物质的量为，工作时，H2失去电子：H2-2e-=2H+，所带电荷量为：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C，工作电荷量为：3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：；
（5）结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）-（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得， 。
9．（2024·河北·）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
(1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能 (用含的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。M点的转化率为 ，温度下用分压表示的平衡常数 。
③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是 (填序号)。
(2)1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。
①时，，且内，反应进行到时， 。
②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时 后，随T的含量增加， (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:(1) 该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 0.03 D
(2) 5.54 0.033 增大
解析:（1）①根据反应热与活化能E正和E逆关系为正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的。
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由到逐渐降低，即。由题图甲中M点可知，进料比为，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。
可计算得，。
③由题图甲中M点可知，进料比为2时，，结合“三段式”，以及时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，也为，曲线D上存在（0.5，60）。本题也可以快解：根据“等效平衡”原理，该反应中和的化学计量数之比为，则和的进料比互为倒数(如2与0.5)时，相等。
（2）①根据化学反应速率的计算公式时，，时，。
②已知，又由题给反应速率方程推知，，则，即后。后，D和G转化为T的速率比为，G消耗得更快，则增大。
10．（2024·山东·）水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下：
回答下列问题：
(1)的焓变 (用代数式表示)。
(2)压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在温度时完全分解。气相中，和摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物质为 (填化学式)。当温度高于时，随温度升高c线对应物质摩尔分数逐渐降低的原因是 。
(3)压力p下、温度为时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应的平衡常数 ；此时气体总物质的量为，则的物质的量为 ；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，分压将 (填“增大”“减小”或“不变”)，将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:(1)++
(2) 当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以的摩尔分数减小。
(3) 0.5 不变 不变
解析:（1）已知三个反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
设目标反应为Ⅳ，根据盖斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以++。
（2）图示温度范围内已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，量减小，摩尔分数减小，量升高，摩尔分数增大，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a曲线代表的摩尔分数的变化，则c曲线代表的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以的摩尔分数减小。
（3）①压力p下、温度为时，、、和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为：，则反应的平衡常数 ；
②气体总物质的量为4.0mol，则H2、CO、CO2、H2O(g)的物质的量依次为2mol、0.6mol、0.2mol、1.2mol，设反应Ⅰ生成CO和H2物质的量都为xmol，反应Ⅱ消耗CO物质的量为ymol、生成H2物质的量为ymol，则x+y=2、x-y=0.6，解得x=1.3、y=0.7，反应Ⅱ生成CO2物质的量为0.7mol，反应Ⅲ消耗CO2物质的量为0.7mol-0.2mol=0.5mol，则由反应Ⅲ知，此时CaCO3(s)物质的量为0.5mol；
③若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，反应的Kp=，温度不变，Kp不变，则分压不变；将反应Ⅰ-反应Ⅱ得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，温度不变，该反应的Kp=不变，则不变。
11．（2024·全国甲卷·）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：


计算反应的 。
(2)与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。
(i)图中的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)时，的转化率 ， 。
(iii)时，反应的平衡常数 。
(3)少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在之间，有和无时的生成速率之比 。
(ii)从图中找出提高了选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析提高选择性的原因： 。
答案:(1)-67
(2) a 80% 7.8 10.92
(3) (或3：2) 5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br
解析:根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。
（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的 H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。
（2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br的曲线为a；
(ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol；
(iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K===10.92。
（3）(i)11~19s时，有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==；
(ii)从图中可以看出，大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性；
(iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br的选择性。
12．（2024·湖北·）用和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)写出与水反应的化学方程式 。
(2)已知、(n是的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。
①反应在的 。
②保持不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时 ，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后 。
(3)恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为，为载气。和下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为，缓慢加热至时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为 。
②下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。
答案:(1)BaC2+2H2O=Ba(OH)2+HC≡CH↑
(2) 1016 105 105
(3) BaO 正反应的反应速率保持不变，逆反应的速率逐渐增大后保持不变 容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，反应物BaO和C都是固体，其浓度是固定不变的，则该化学反应的正反应的反应速率保持不变；t2之前，生成物CO的浓度逐渐增大，故逆反应的速率逐渐增大，t2之后，CO的浓度保持不变，逆反应的速率保持不变
解析:（1）Ba、Ca元素同主族，所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似，其反应的化学方程式为BaC2+2H2O=Ba(OH)2+HC≡CH↑；
（2）①反应I+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)，所以其平衡常数K=KI×KⅡ=，由图1可知，1585K时KI=102.5，KⅡ=10-1.5，即=102.5×10-1.5=10，所以p3CO=10×(105Pa)3=1016Pa3，则Kp= p3CO=1016Pa3；
②由图1可知，1320K时反应I的KI=100=1，即KI==1，所以p2CO=(105Pa)2，即pCO=105Pa；
③若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO=105Pa；
（3）①由图2可知，1400K时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaBO3已全部消耗，所以此时反应体系中含Ba物种为BaO；
②1400K时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，反应物BaO和C都是固体，其浓度是固定不变的，则该化学反应的正反应的反应速率不变；之前，生成物CO的浓度逐渐增大，故逆反应的速率逐渐增大，之后，CO的浓度保持不变，逆反应的速率保持不变。
13．（2024·安徽·）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：
【乙烷制乙烯】
(1)氧化脱氢反应：


计算：
(2)直接脱氢反应为，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则 0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近的是 (填标号)。
a． b． c．
(3)一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ (远大于)(是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应i时，的平衡转化率为，计算 。
②同时发生反应i和ⅱ时。与仅发生反应i相比，的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现和混合气的分离。的 与分子的键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离和的优点是 。
(5)常温常压下，将和等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度()之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。
A．前，两种气体均未被吸附
B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b对应的时间段内，吸附的逐渐被替代
答案:(1)-566
(2) > b
(3) 增大
(4) 4s空轨道 识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高
(5)BC
解析:（1）将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2可得目标反应，则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol；
（2）从图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，ΔH4>0；
a．600℃，0.6MPa时，C2H6的平衡转化率约为20%，a错误；
b．700℃，0.7MPa时，C2H6的平衡转化率约为50%，最接近40%，b正确；
c．700℃，0.8MPa时，C2H6的平衡转化率接近50%，升高温度，该反应的化学平衡正向移动，C2H6转化率增大，因此800℃，0.8MPa时，C2H6的平衡转化率大于50%，c错误；
故答案选b；
（3）①仅发生反应i，设初始时C2H6物质的量为1mol，平衡时C2H6转化率为25%，则剩余的C2H6物质的量为1-0.25=0.75mol，生成C2H40.25mol，生成H20.25mol，容器内气体总物质的量为(0.75+0.25+0.25)=1.25mol，Ka1=；
②反应i压强平衡常数，反应ⅱ按消耗了反应i的反应物C2H6和产物H2，则，现要比较Kp1和Qp1的大小，因，所以比较与的大小关系，，故，反应i平衡正向移动，生成更多的C2H4，因此C2H4的平衡产率增大；
（4）配合物中，金属离子通常提供空轨道，配体提供孤电子对，则Cu+的4s空轨道与C2H4分子的π键电子形成配位键。C2H4能与Cu+形成配合物而吸附在Y分子筛上，C2H6中无孤电子对不能与Cu+形成配合物而无法吸附，通过这种分子筛分离C2H4和C2H6，优点是识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高；
（5）A．前30min，等于0，出口浓度c为0，说明两种气体均被吸附，A错误；
B．p点时，C2H6对应的约为1.75，出口处C2H6浓度较大，而C2H4对应的较小，出口处C2H4浓度较小，说明此时出口处气体的主要成分为C2H6，B正确；
C．a点处C2H6的=1，说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上，而a点后C2H6的>1，说明原来吸附在吸附剂上的C2H6也开始脱落，同时从图中可知，a点后一段时间，C2H4的仍为0，说明是吸附的C2H6逐渐被C2H4替代，p点到b点之间，吸附的C2H6仍在被C2H4替代，但是速率相对之前有所减小，同时吸附剂可能因吸附量有限等原因无法一直吸附C2H4，因此p点后C2H4的也逐步增大，直至等于1，此时吸附剂不能再吸附两种物质，C正确；
故答案选BC。
14．（2024·吉林·）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1) 0(填“>”或“<”)； ℃。
(2)结合以下信息，可知的燃烧热 。


(3)下列措施可提高M点转化率的是____ ___(填标号)
A．增大的流速 B．将温度升高
C．增大 D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，小于和，原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)
(6)负载在上的催化活性高，稳定性强，和的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体积近似相等，与的密度比为1.66，则的相对原子质量为 (精确至1)。
答案:(1) ＜ 360℃
(2)-285.8
(3)BD
(4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。
(5)6
(6)101
解析:（1）反应前后的气体分子数目在减小，所以该反应 <0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。
（2）表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③ ，则，因此氢气的燃烧热－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-285.8
（3）A．增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率在减小，不符合题意；
B．M对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl的转化率增大，符合题意；
C．增大n(HCl):n(O2)，HCl的转化率减小，不符合题意；
D．使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，符合题意；
故选BD。
（4）图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。
（5）由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4mol，可列出三段式
则。
（6）由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比。故，则Ru的相对原子质量为101。
15．（2024·上海·）已知：
①
②
③
(1)以下能判断总反应达到平衡状态的是_______。
A．钙离子浓度保持不变 B．保持不变
C． D．
(2)增大有利于珊瑚的形成，请解释原因 。
(3)已知的，为 。当 时，开始产生沉淀。
(4)根据如图，写出电极a的电极反应式 。
(5)关于上述电化学反应过程，描述正确的是___ ____。
A．该装置实现电能转化为化学能
B．电极b是负极
C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a
D．每参与反应时，转移电子
(6)解释在溶液中氧气的浓度变大后，为何有利于的除去，但不利于硝酸根的除去。 。
答案:(1)AB
(2)pH越大，即c（H+）越小，促进的平衡正向移动，即增大，方程式平衡正向移动，有利于生成CaCO3；
(3) 4.2×10-3
(4)
(5)B
(6)氧气浓度增大后，O2也会在正极参与得到电子，总得到电子增加，（CH2O)n消耗更有效，但由于氧气的参与，当相同量的（CH2O)n参与反应时，得电子数量则下降，除去效应下降，不利于硝酸根的除去
解析:（1）A．钙离子浓度保持不变，说明此时，反应达到平衡，A符合题意；
B．反应①中，即，K只与温度有关，保持不变，即保持不变，说明此时，反应达到平衡，B符合题意；
C．CaCO3为固体，其浓度为常数，一般不用固体来表示化学反应速率，C不符合题意；
D．不同物质表示正逆反应速率，且之比不等于化学计量数之比，说明正反应速率不等于逆反应速率，反应未达到平衡状态，D不符合题意；
故选AB；
（2）pH越大，即c（H+）越小，促进的平衡正向移动，即增大，方程式平衡正向移动，有利于生成CaCO3；
（3），，H2CO3的，；，即，；
（4）电极a上得到电子变为N2，电极反应式为：；
（5）A．由图可知，电极与负载相连接，该装置为原电池，能实现化学能到电能的转化，故A错误；
B．电极b上失去电子变为CO2，电极b是负极，故B正确；
C．电极a为正极，电极b为负极，电子从电极b经过负载到电极a，电子不会进入水体中，故C错误；
D．电极b的电极反应式为：，每参与反应时，转移电子，故D错误；
故选B；
（6）氧气浓度增大后，O2也会在正极参与得到电子，总得到电子增加，（CH2O)n消耗更有效，但由于氧气的参与，当相同量的（CH2O)n参与反应时，得电子数量则下降，除去效应下降，不利于硝酸根的除去。
16．（2024·上海·）I.铝的三种化合物的沸点如下表所示：
铝的卤化物
沸点 1500 370 430
(1)解释三种卤化专题18 化学反应原理综合
目录
1
【考向一】热化学方程式及反应热的计算 1
【考向二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算 4
【考向三】分压平衡常数(Kp)计算 6
【考向四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析 9
【考向五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析 12
【考向六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析 14
【考向七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算 16
【考向八】溶度积( Ksp)的相关计算 20
【考向九】电极方程式书写 22
25
【考向一】热化学方程式及反应热的计算
【典例1】（2024·福建·节选）是制造多晶硅的原料，可由和耦合加氢得到，相关反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
(1)生成的总反应：
Ⅳ．
1．书写热化学方程式的“五环节”
一写方程式 写出配平的化学方程式
二标状态 用s、l、g、aq标明物质的聚集状态
三定条件 确定反应的温度和压强并在ΔH后注明(101kPa、25℃时可不标注)
四标ΔH 在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－”
五标数值 根据化学计量系数写出ΔH的值
2．利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法
（1）步骤 ①对比： 对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致
②叠加： 根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式
③计算： 按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化
（2）方法 ①倒： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错
②乘： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘
③加： 上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加
3．常用关系式
热化学方程式 焓变之间的关系
aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
4．ΔH的三种计算式
（1）ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)
（2）ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和
常见物质中的化学键数目
物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S)
键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8
（3）ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能
【变式1-1】铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态Ⅶ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。完成下列问题：
（1）催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
（2）根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
【变式1-2】（2025·陕西·二模节选）CO具有毒性，浓度较高时会使人出现不同程度中毒症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织，但CO也是一种重要的化工原料，可用于甲醇和光气的生产以及有机合成等。
(1)已知：断开1mol化学键所需能量如表所示。
化学键
所需能量/(kJ·mol-1) 1076 436 413 463
则反应 kJ·mol-1；该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
【考向二】有关反应速率、转化率、速率常数的计算
【典例2】（2024·甘肃·节选）(2)在催化剂作用下由粗硅制备：。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示：
①，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率 。
1．有关化学反应速率计算公式的理解
对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g)
（1）计算公式：v(A)＝
（2）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d
（3）注意事项
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体
②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值
2．化学平衡计算中常用公式
对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L
　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)
反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100%
3．化学反应速率常数及应用
（1）速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率
（2）速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数
（3）速率方程
①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比
②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数)
如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。
（4）速率常数与化学平衡常数之间的关系
①K与k正、k逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
②Kp与k正、k逆的关系
以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝
【变式2-1】（24-25高三下·甘肃白银·阶段练习节选）(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应 。
实验测得：，。其中分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；为气体分压(分压=物质的量分数总压)。一定温度下在刚性密闭容器中充入、和物质的量之比为，压强为，达平衡时压强为，则 。
【变式2-2】（2025·海南·一模节选）氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源之一，利用乙醇与水重整可获取氢能源，该重整过程涉及的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
恒压(100kPa)条件下，在密闭容器中通入1mol (g)、3mol (g)，发生上述反应，测得平衡时(g)的转化率和CO(g)、(g)的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。
已知：CO的选择性=。
请回答下列问题：
(3)℃时，(g)的平衡转化率为 %(结果保留一位小数)；该温度下，平衡体系中的分压p()= kPa(结果用分数表示)。
【考向三】分压平衡常数(Kp)计算
【典例3】（2024·福建·节选）(3)在压强为的恒压体系中通入和，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。
①图中n代表的组分为 。(填化学式)
②时，反应Ⅲ：的平衡常数 。(列出计算式)
1．分压平衡常数(Kp)
（1）气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa
（2）分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数
（3）分压平衡常数Kp (只受温度影响)
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压
幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：
，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压
2．Kp计算的两种方法：
方法1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数
第一步 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度
第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
第三步 根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数)
第四步 根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝
方法2．直接根据分压强计算压强平衡常数
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
p(始)： p0 3p0 0
Δp： p 3p 2p
p(平)： p0－p 3p0－3p 2p
Kp＝
【变式3-1】（2024·贵州·节选）(5)下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，则的平衡转化率为 ，平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数，列出计算式即可)。
【变式3-2】（24-25高三上·山东青岛·期末节选）(2)某团队研究途径2，找到无需CO2的乙苯直接脱氢的高效催化剂，原理如图：。工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1：10；N2不参与反应)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下。
③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp= MPa。
【考向四】平衡图像曲线受温度、压强影响的原因分析
【典例4】（2025·黑龙江吉林·一模节选）工业合成氨反应是在催化剂表面上进行的，其反应历程如下(*表示吸附态)：
化学吸附：
表面反应：
脱附：其中，的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
回答下列问题：
(1)①催化剂的选择是合成氨的核心技术之一，使用催化剂1或催化剂2合成氨，产氨速率与温度的关系如图。
根据由图判断，活化能 (填“>”“=”“<”)。
②分析说明原料气中过量的理由
1．影响化学平衡的因素
（1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
（2）“惰性气体”对化学平衡移动的影响
①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动
②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、
V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
2．掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0
（1）速率—时间图【注意断点】
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大
（2）转化率(或含量)—时间图【先拐先平】
甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率
(3恒压(温)线【定一议二】
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响
【答题模板及剖析】
恒压线(恒温线)
答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)
答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论)
经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________
标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高
【变式4-1】（24-25高三下·辽宁·开学考试节选）(5)二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。在特定催化剂条件下，其反应机理为：
Ⅰ．
Ⅱ．
②如果在不同压强下，CO2和H2的起始物质的量比仍为1:3，测定CO2的平衡转化率随温度升高的变化关系，如图2所示。则压强p1 p2(填“＞”或“＜”)，图中T1温度时，两条曲线几乎交于一点，试分析原因： 。
【变式4-2】（2025·河南商丘·一模节选）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。
【资源化一：利用CO2制水煤气】
(1)在容积为1L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为 。当投料比时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。
①初始压强 (填“>”“<”或“=”，下同)；当温度为℃、初始压强为时，a点时的 。
②起始时向容器中加入1molCH4和1molCO2，在温度为℃时反应，此时初始压强为，该反应的平衡常数K= 。
【考向五】平衡图像中最佳反应条件选择的原因分析
【典例5】（2025·贵州六盘水·一模节选）二甲醚有含氢量高、廉价无毒等优点，利用二甲醚催化重整制氢的反应如下：
反应：
反应：
回答下列问题：
(2)将和以体积比充入恒容反应器，只发生反应。
②实验测得相同投料比和流速时，二甲醚的平衡转化率、单位时间内二甲醚的转化率和温度的关系如图1所示。据图分析，适宜的催化剂是 (填“HZSM-a”或“HZSM-b”)，温度为 。
化工生产适宜条件选择的一般原则
1.既不能过快，又不能太慢
2.既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
3.增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
4.如设备承受高温、高压能力等
5.注意催化剂的活性对温度的限制
【变式5-1】（2025·黑龙江·一模节选）的综合利用，对于资源综合利用有重要意义。转化为二甲醚()是常见的一种方式。加氢制总反应可表示为： △H。该反应通过两步完成：
Ⅰ．
Ⅱ．
体系中同时发生副反应：
Ⅲ．
请回答下列问题：
(4)一定压强下，和的起始量一定时，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示。
以下温度，二甲醚产率最高的是_______。
A．300℃ B．350℃ C．400℃ D．450℃
【变式5-2】（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末节选）CO2加氢制甲醇(CH3OH)不仅减少了CO2排放，而且缓解了能源短缺的问题。该过程发生的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(4)某小组为了研究不同条件下催化剂对相同时间内CH3OH产率的影响，根据实验结果将不同温度下，不同催化剂对相同时间内CH3OH产率影响绘图如下，据图应选择的温度及催化剂为___________。
A． B．
C． D．
【考向六】平衡图像中转化率、产率变化的原因分析
【典例6】（2024·江西节选）石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol
反应Ⅲ：2H2S(g) S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol
回答下列问题：
(3)保持反应器进料口总压为100kPa．分别以8kPaCH4、24kPaH2S(He作辅气)与25kPaCH4、75kPaH2S进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1，含有He的曲线为 ，理由是 。
答题要领
转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响
【变式6-1】（2025·广西来宾·一模节选）工业上可以利用合成，主要涉及以下两个反应。
反应Ⅰ．
反应Ⅱ．
④若向3.0MPa恒压密闭容器中通入体积比的混合气体，在1mol催化剂作用下只发生反应Ⅰ：，测得时空收率（表示单位物质的量催化剂表面物质的平均生成速率）随温度的变化曲线如图所示。则169℃与223℃时，的平均反应速率之比为 。甲醇时空收率随温度升高先增大后减小，请解释减小的可能原因是 。
【变式6-2】（2025·广东汕头·一模节选）氯乙酸是一种化工中间体，具有重要的应用与研究价值。
(3)将控制醇酸物质的量比、含有氯乙酸的乙醇溶液通入填充固体酸催化剂的恒压反应器中，在相同反应时间内合成氯乙酸乙酯，测得流出液中各组分含量随温度的变化曲线如图3所示。
已知：当温度低于物质沸点(见下表)时，该物质挥发对反应的影响可忽略。
氯乙酸 乙醇 氯乙酸乙酯
沸点/℃ 189.0 78.3 143.0
①催化剂的最佳催化温度为 。
②温度高于时，氯乙酸乙酯产量明显下降的原因是 。
【考向七】电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数的计算
【典例7】（24-25高三上·天津南开·期末节选）(3)常温下，溶液中含硫微粒的物质的量分数随变化如下图所示：
①代表的物质的量分数随变化的曲线为 (填“”“”或“”)。
②的电离常数，。写出用溶液吸收的离子方程式： 。
③常温下，工业上用烧碱吸收，得到的溶液M。溶液M中 。
1．电离常数与水解常数的关系　
（1）电离常数表达式
①一元弱酸(HA)： HAH+＋A－
②二元弱酸(H2A)：H2AH+＋HA－
HA—H+＋A2－
③一元弱碱(BOH)：BOHB+＋OH－
（2）电离常数(K电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA为例
25 ℃，c mol·L－1的弱酸HA，设电离度为α
HA H＋ ＋ A－
起始浓度/mol·L－1 c 0 0
变化浓度/mol·L－1 c酸·α c酸·α c酸·α
平衡浓度/mol·L－1 c酸－c酸·α c酸·α c酸·α
电离平衡常数Ka＝＝，由于α很小，可认为1－α≈1
则Ka＝c酸·α2，α＝ (越稀越电离)，则：c(H＋)＝c酸·α＝
（3）电离常数与水解常数的关系
①对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系：Kh＝
如：CH3COONa：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
②对于二元弱酸H2B，Kal(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系： ；
B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh1(B2－)＝＝＝
HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh2(HB－)＝＝＝
③强酸弱碱盐：Kh＝
如：NH4Cl：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+
（4）水解常数(Kh)与溶度积常数(Ksp)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝
如：AlCl3：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
2．计算电离常数的常见类型
（1）起点时刻：巧用三段式
例1．HR是一元酸。室温时，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。计算的电离常数Ka＝5×10－6
方法探究：此题根据纵坐标所给的数据，起点时刻pH＝3，HR中和一半时的pH＝4.7，可以优先考虑起点时刻计算电离常数，常用方法：三段式
解析：根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250 mol·L－1×0.02 L÷0.025 L＝0.2 mol·L－1，即0.2 mol·L－1的HR溶液的pH＝3 HR H+＋ R— 起始：0.2 0 0 转化：10－3 10－3 10－3 平衡：0.2-10－3 10－3 10－3 HR的电离常数Ka＝＝＝5×10－6
（2）遇中性时刻：电荷守恒配合物料守恒两步搞定
例2．在25℃下，amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸以体积比3:4混合，此时溶液中c(NH)＝c(Cl－)，则溶液显中性(填“酸”、“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝
方法探究：中性时刻采取电荷守恒和物料守恒，解题时建议用物质的量守恒去写，因为在反应过程中体积已经发生了变化
解析：根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(H＋)＝c(OH－)，故溶液显中性。 电荷守恒得：n(H＋)＋n(NH)＝n(Cl－)＋n(OH－)，则：n(NH)＝n(Cl－)=0.01×4=0.04 mol 物料守恒得：3a＝n(NH)＋n(NH3·H2O)，则：n(NH3·H2O)＝(3a—0.04) mol Kb＝
（3）恰好完全反应时刻：水解三段式法或利用水解常数和电离常数的关系
例3、25 ℃时，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液的pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝10－7
方法探究：方法I、直接列水解三段式求解 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算
方法I、直接列水解三段式求解 HCOO—＋H2OHCOOH＋OH－ 起始: 0.1 0 0 转化: 10－4 10－4 10－4 平衡: 0.1-10－4 10－4 10－4 Ka＝＝ 方法II、先求出水解常数，再利用水解常数和电离常数的关系进行计算 利用左边的三段式，先求出HCOO—的水解常数 Kh＝＝ Ka＝
【变式7-1】（2024·上海松江·二模节选）I 碱法脱硫。用K2CO3溶液吸收H2S。
已知：常温下，氢硫酸和碳酸的电离常数如表。
二元酸 Ka1 Ka2
H2S 1.1×10-7 7.1×10-15
H2CO3 4.5×10-7 4.7×10-11
计算溶液中的= 。向某FeCl2溶液中加入一定浓度的NaHS溶液，采用分光光度法测得[Fe2+]=8.88×10-5mol L-1。Ksp(FeS)=6.3×10-18= c(Fe2+)×c(S2-)=8.88×10-5mol L-1×c(S2-)，Ka2(H2S)=7.1×10-15；【变式7-2】(24-25高三上·山东泰安·期末节选）电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表：
弱酸
电离常数(25℃)
④室温下，一定浓度的溶液，用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是 ，溶液中 。
【考向八】溶度积( Ksp)的相关计算
【典例8】（24-25高三上·上海·期末节选）(5)加热锅炉时，水中的MgCO3可以先转化为Mg(HCO3)2，然后转化为Mg(OH)2。已知：MgCO3+H2OMg2++HCO+OH ，在80℃时的平衡常数为K，水的离子积为Kw，碳酸的一级和二级电离常数分别为Ka1和Ka2，则该温度下Ksp(MgCO3)= (用相关常数表示)。
类型一、由溶度积求饱和溶液溶质的物质的量浓度——比较溶解度的大小
计算技巧
饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系 1:1型
1:2型或2：1型
1:3型或3:1型
类型二、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度
计算技巧 某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10a mol·L－1
类型三、判断沉淀的生成或沉淀是否完全
计算技巧 ①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全
类型四、常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH
计算技巧 ①根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH ②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 mol·L－1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH
类型五、计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度
计算技巧 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大 (若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化)
已知常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应： ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行 该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化
类型六、 溶度积常数(Ksp)与水解常数(Kh)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝
计算技巧 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(aq)，平衡常数
类型七、溶度积与溶解度的相互计算
计算 技巧 ①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)饱和溶液的溶解度S(g) 以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1 即：1L溶液中含有1.34×10－5 mol的AgCl溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g 即：1L溶液中溶解的AgCl为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3 即：1000g溶液中溶解了1.92×10－3g的AgCl，100g水中溶解了1.92×10－4g的AgCl 即：AgCl的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g
②饱和溶液的溶解度S(g)由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)KSP 20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L水中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，也即是：0.1L溶液中溶解了AgCl的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝，，c(AgCl)＝1.05×10－5 mol·L－1，KSP＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－10
【变式8-1】（2025·上海嘉定·一模节选）小嘉同学在实验室尝试制备碳酸钙，他向1.0 mol·L-1 CaCl2溶液中通入CO2至饱和，并未看到沉淀。该溶液中[H2CO3]=0.033 mol·L-1，pH=3.9。常温下，Ksp(CaCO3) = 2.8×10-9，H2CO3的电离常数分别为：Ka1 = 4.2×10-7、Ka2 = 4.8×10-11。
(9)请通过计算解释以上现象 。(写出计算过程)
【变式8-2】(24-25高三上·山东泰安·期末节选）(3)已知，。
①现将浓度为溶液与溶液等体积混合，则生成沉淀所需溶液的最小浓度为 。
②向含有固体的溶液中滴加溶液，当有沉淀生成时，溶液 (保留三位有效数字)。
【考向九】电极方程式书写
【典例9】（2024·重庆节选）③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 。
一、原电池中电极反应式的书写
1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式：若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。
二、电解池中电极反应式的书写
1、首先看阳极材料，如果阳极是活泼电极（金属活动顺序表Ag以前），则应是阳极失电子，阳极不断溶解，溶液中的阴离子不能失电子。
2、如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写电极反应式。
阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2->SO＞I-＞Br-＞C1-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。
阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+>K+。
注：在水溶液中A13+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得。
三、燃料电池电极反应式的书写
电极：惰性电极。
燃料包含：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等。
电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液：②碱性电解质溶液如：NaOH溶液：③熔融氧化物如：Al2O3；④熔融碳酸盐如：K2CO3等。
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O：甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为：
①CH4 +2O2=CO2 +2H2O
②CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O
①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O
（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=40H-
（3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2-
（4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
四、可充电电池电极反应式的书写及应用
（一）可充电电池试题必备知识
1.对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。要能根据题给总反应式，写出原电池总反应式和电解池总反应式。
2.对可充电电池电极极性和材料的判断：判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料：得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。
3.可充电电池电极反应式的书写方法：
书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电
极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和
数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反
应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；第三，在电子守恒
的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电止极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断：可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。
5.对溶液中离子的移动方向判断：放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
6.可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
7.有关电化学的计算：有关电化学的计算都必须利用电子守恒，要注意各电极转移的电子数均相等。这类计算通常有计算电极的增重或较少量、溶液的PH、溶液的离子浓度、电子转移的数目等。
五、特殊情况电极反应式的书写
在书写电极反应式时，一定要注意一些特殊情况。
1、注意溶液中的离子浓度的改变会引起离子放电顺序的改变溶液中的离子浓度改变，有时可导致离子放电顺序的改变。
2、注意电解质溶液的改变会引起电极正负的改变在原电池中，一般较活泼金属作负极，但当电解质溶液发生改变时，较活泼金属就不一定作负极了。
【变式9-1】（23-24高三下·上海·阶段练习）I．某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质，其结构如图所示。其充电时发生的总反应为：LiMn2O4+C6=Li1-xMn2O4+LixC6。
(2)写出放电时，正极的电极反应 。
【变式9-2】（2025·重庆·一模）(3)电解可以制取，其电解原理如下图所示。双极膜内为水，电解时双极膜内的水解离成和，分别向两侧发生迁移。
①电源的负极是 (填“”或“”)。
②催化电极的电极反应式为 。
1．（2025·浙江·）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：
(1)用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。
A．温度 B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C．压强 D．催化剂
(2)25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液的pH= 。
(3)在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是 ________________________________________ 。
(4)上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下 0(填“>”、“<”或“=”)。
(5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下：
Ⅳ．
V．
三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。
(例：HCOOH的物质的量百分比
①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。
②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 ________________________________ 。
2．（2024·广西·）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题：
(1)合成前先制备。有关转化关系为：
则的 。
(2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下：
Ⅰ
Ⅱ
①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②466K时，平衡体系内各组分的物质的是分数随的变化如图。
反应Ⅱ的平衡常数 (保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有 (任举一例)。
③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在 (填“”“”“”或“”)处。
(3)我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是 ________________ ；正极的电极反应式为 ________ 。
3．（2024·海南·）氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知时，反应①：；物质的量分数。
回答问题：
(1)题述条件下，反应②： 。
(2)设反应为一步完成，且与温度无关，已知下，反应①活化能为，则分解反应的活化能为 。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 ________ 、 ________ 。
(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，关系曲线如图所示，其函数关系
(写表达式)，增大氨的初始分压，氨的转化速率 ；假设吸附到催化剂表面后都变成活化分子，其它条件不变，改用比表面积更大的催化剂，则单位时间的产量将 。
4．高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。
(1)在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。
异构化反应
反应1 2.80 2.50 2.31
反应2 1.40 1.00 0.77
①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡 ________ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
②平衡时，和的体积比值为 ________ 。
③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是 ________ 。
(2)加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)：
对于反应，下列说法正确的是_______。
A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应
B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行
C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成
D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生
(3)(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。
①阳极上生成的电极反应式为 ________________________________ 。
②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是 ________________________________ 。
5．（2024·广东·）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
(1)酸催化下与混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为 ________ 。
②反应a：
已知：
则反应a的 。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知，在该过程中 。
A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C．催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小
(2)在非水溶剂中，将转化为化合物ⅱ(一种重要的电子化学品)的催化机理示意图如图，其中的催化剂有 和 。
(3)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸(X为A或B)在某非水溶剂中的。
a．选择合适的指示剂其钾盐为，；其钾盐为。
b．向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中， ； 。(填“>”“<”或“=”)
6．（2024·北京·）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 ________ 。
(2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为 ________________________________________ 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 ________________________________________________________ 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式： ________________________________________ 。
②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 ________________________________________________________ 。
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 ________________________________ 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
7．（2024·湖南·）丙烯腈()是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：
(1)总反应 (用含、、和的代数式表示)；
(2)进料混合气中，出料中四种物质(、、、)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图：
①表示的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入的作用是 ________________________________________ 。
③出料中没有检测到的原因是 ________________________________ 。
④反应后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 ________________________________ 。
(3)催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体(含水)置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为，在℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于 (已知 分解的平衡常数)；
(4)以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式 ________________________________________________ 。
8．（2024·浙江·）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)
请回答：
(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺
C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强
(3)为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 ________________________________ 。
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是 ________________________ 。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 ________ 。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠()再生为。(已知：是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比计算方法；当时，反应能自发进行。)
I．
II．
III．
请书写一个方程式表示再生为的一种制备方法，并注明 。(要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为。)
9．（2024·河北·）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
(1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能 (用含的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。M点的转化率为 ，温度下用分压表示的平衡常数 。
③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是 (填序号)。
(2)1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。
①时，，且内，反应进行到时， 。
②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时 后，随T的含量增加， (填“增大”“减小”或“不变”)。
10．（2024·山东·）水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下：
回答下列问题：
(1)的焓变 (用代数式表示)。
(2)压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在温度时完全分解。气相中，和摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物质为 (填化学式)。当温度高于时，随温度升高c线对应物质摩尔分数逐渐降低的原因是 。
(3)压力p下、温度为时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应的平衡常数 ；此时气体总物质的量为，则的物质的量为 ；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，分压将 (填“增大”“减小”或“不变”)，将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
11．（2024·全国甲卷·）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：


计算反应的 。
(2)与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。
(i)图中的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)时，的转化率 ， 。
(iii)时，反应的平衡常数 。
(3)少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在之间，有和无时的生成速率之比 。
(ii)从图中找出提高了选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析提高选择性的原因： 。
12．（2024·湖北·）用和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)写出与水反应的化学方程式 。
(2)已知、(n是的化学计量系数)。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。
①反应在的 。
②保持不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时 ，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后 。
(3)恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为，为载气。和下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为，缓慢加热至时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为 。
②下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。
13．（2024·安徽·）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：
【乙烷制乙烯】
(1)氧化脱氢反应：


计算：
(2)直接脱氢反应为，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则 0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近的是 (填标号)。
a． b． c．
(3)一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ (远大于)(是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)
①仅发生反应i时，的平衡转化率为，计算 。
②同时发生反应i和ⅱ时。与仅发生反应i相比，的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现和混合气的分离。的 与分子的键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离和的优点是 。
(5)常温常压下，将和等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度()之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。
A．前，两种气体均未被吸附
B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b对应的时间段内，吸附的逐渐被替代
14．（2024·吉林·）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1) 0(填“>”或“<”)； ℃。
(2)结合以下信息，可知的燃烧热 。


(3)下列措施可提高M点转化率的是____ ___(填标号)
A．增大的流速 B．将温度升高
C．增大 D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，小于和，原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)
(6)负载在上的催化活性高，稳定性强，和的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体积近似相等，与的密度比为1.66，则的相对原子质量为 (精确至1)。
15．（2024·上海·）已知：
①
②
③
(1)以下能判断总反应达到平衡状态的是_______。
A．钙离子浓度保持不变 B．保持不变
C． D．
(2)增大有利于珊瑚的形成，请解释原因 。
(3)已知的，为 。当 时，开始产生沉淀。
(4)根据如图，写出电极a的电极反应式 。
(5)关于上述电化学反应过程，描述正确的是___ ____。
A．该装置实现电能转化为化学能
B．电极b是负极
C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a
D．每参与反应时，转移电子
(6)解释在溶液中氧气的浓度变大后，为何有利于的除去，但不利于硝酸根的除去。 。
16．（2024·上海·）I.铝的三种化合物的沸点如下表所示：
铝的卤化物
沸点 1500 370 430
(1)解释三种卤化物沸点差异的原因 。
(2)已知反应。
①
②
③
④
⑤
则 。
(3)由图可知，若该反应自发，则该反应的____ ___。
A． B． C． D．
II.已如的晶胞如图所示(已知结构为平行六面体，各棱长不相等，在棱心)
(4)该晶体中，每个，距离其最近的有_______个。
A．4 B．5 C．8 D．12
(5)已知，一个晶胞的体积。求的晶胞密度 。
(6)水解可得胶体，请解释用可净水的原因 。
(7)用上述制得的胶体做电泳实验时，有某种胶体粒子向阴极移动，该粒子可能是_______。
A． B．
C． D．
17．（2024·浙江·）通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答：
(1)某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是 。
(2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：
Ⅱ：
Ⅲ：
① 。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为 。
③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，时该混合溶液的 。[已知：时，电离常数、]
(3)为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能(不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：
V：
VI：
①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v与的压强无关 B．v与溶液中溶解的浓度无关
C．温度升高，v不一定增大 D．在溶液中加入，可提高转化率
②实验测得：，下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因 。
18．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
（1）在气氛中，的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知 ， 。
（2）已知下列热化学方程式：
则的 。
（3）将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时 (用表示)。在时，，则 ， (列出计算式)。
19．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③的 ，平衡常数 (用表示)。
（2）电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。
（3）分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有 种。
1．（2025·广东肇庆·二模）含氮化合物在工农业、医药等领域有着重要用途。
(1)基态氮原子的价层电子排布式为 。
(2)采用深度氧化锅炉废气中的NO可获得，其反应历程及焓变如图所示、、以及对应每一步中参加反应的氮氧化物气体各1mol时反应的焓变。
则总反应的焓变 用含“”“”“”以及“”的代数式表示。
(3)工业合成氨的原料气中混有少量CO，常用溶液将其吸收，发生反应的离子方程式为 下列说法中正确的有___________。
A．该反应在较低温度下进行时自发性更强
B．增大原料气的通入流速，可提高CO的吸收率
C．中的配位数为3
D．吸收后的溶液可在低压环境中实现再生
(4)合成氨反应历程中各基元反应的能量变化如图所示吸附在催化剂上的物质用“*”表示。
该历程中决定反应速率的基元反应的热化学方程式为 。
(5)某温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入、和发生反应：
ⅰ
ⅱ
后反应达到平衡，测得此时容器内的总压强为1MPa，和均为。
①内平均反应速率
②该温度下，反应i的分压平衡常数 为各组分分压，总压强组分物质的量百分数]。
③下列能说明反应达到平衡状态的有 。
A．气体的密度保持不变 B．气体的相对分子质量保持不变
C． D．气体颜色保持不变
(6)研究发现，电解空气中的也可获得，且能耗更低、环境更友好。该电解装置的原理如图所示。
请写出电极a上发生的电极反应式： 。
2．（24-25高三上·云南德宏·期末）新能源是未来能源发展的方向，积极开发新能源是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。
Ⅰ．实现绿色低碳循环发展，二氧化碳的吸收和利用是一项重要的研究课题，利用二氧化碳合成二甲醚方法通常是和先合成甲醇，再由甲醇脱水制备二甲醚：
反应①： 。
反应②： 。
(1)二氧化碳与氢气直接合成二甲醚： ，该反应正向自发的条件为 (填“高温”或“低温”)自发。
(2)某反应容器中按照投料进行反应①合成甲醇，若反应在恒容、绝热容器中进行，则下列说法一定能说明反应达到化学平衡状态的是 。
A．
B．
C．混合气体的密度保持不变
D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
E．反应体系温度保持不变
Ⅱ．氢能是一种重要的绿色能源，工业上用乙醇与水催化重整制氢气，发生以下反应：
反应①：C2H5OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH1=+255.7kJ/mol
反应②：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ/mol
反应③：C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) ΔH3=+173.3kJ/mol
(3)压强为100kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示：
i．反应②的平衡常数： (填“>”“=”或“<”)，判断理由是 。
ii．平衡体系中乙醇的物质的量分数：C点 (填“>”“=”或“<”)B点。
(4)维持压强在不变情况下，和发生上述反应，平衡时乙醇的转化率、CO2的选择性、CO的选择性随温度升高的变化曲线如图所示：
[已知：的选择性]。
ⅰ．图中表示CO选择性的曲线是 (填标号)。
ⅱ．时，反应达到平衡，则平衡时CO2的物质的量为 。
ⅲ．时，反应③的 kPa4(列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
3．（24-25高三下·天津武清·开学考试）综合利用CO2对完成“碳中和”的目标有重要意义。
(1)合成乙醇：向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入1.0molCO2(g)和3.0molH2(g)，在催化剂X、Y的催化下发生反应。测得5min时，CO2转化率与温度的变化关系如图甲所示。
时，a点对应容器在0~5min内的平均反应速率 。
②该反应适宜选用的催化剂为 (填“X”或“Y”)，高于时，d点以后两条线重合的原因是 。
(2)合成二甲醚：
反应I：
反应Ⅱ：
在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图乙所示。其中：的选择性=×100%
①温度高于平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
时，起始投入在催化剂作用下与反应一段时间后，测得平衡转化率为40%，的选择性为50%(图中A点)，达到平衡时反应Ⅱ理论上消耗H2的物质的量为 mol。不改变反应时间和温度，一定能提高选择性的措施有 。
③合成二甲醚时较适宜的温度为：其原因是 。
4．（2025·江西赣州·一模）复旦大学郑耿锋教授团队合成了空心多层纳米球催化剂，并利用该催化剂光催化氧化制乙醇。相关反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)根据上述反应， 。
(2)DFT理论计算研究活化的机理以及转化为乙醇的三个关键步骤机理如下图所示。结合图中信息，该过程中可能产生的烃类物质为 （填结构简式）。
(3)被活化为超氧自由基（），该自由基在四个不同的金属位点的能量如图所示，则该反应主要在 位点（填“、、或”）发生，理由是 。
(4)整个偶联反应生成过程的能量变化如图所示，则决定该反应速率快慢的是第 步（*表示吸附在催化剂表面）。
(5)在450℃、101kPa条件下，将和按投入一恒温密闭容器中，在催化剂作用下，发生反应Ⅰ和Ⅱ，经过相同反应时间（未达平衡）测得乙醇的选择性S和的转化率如下表所示。
已知：产物A的选择性
催化剂 乙醇选择性（%） 转化率（%）
58.2 43.5
26.8 33.8
46.3 50
①依据表中数据应选择 作催化剂（填“”或“”或“”）。
②某温度下，向容积为2L的恒容容器中加入，发生反应Ⅰ和Ⅱ，在催化剂的作用下达到平衡时的体积分数为，的转化率为80%，则的选择性为 ，该温度下反应Ⅰ的平衡常数 （保留三位有效数字）。
5．（2025·辽宁·一模）丙烯是重要的化工原料，其中较为成熟的制备方法为丙烷无氧脱氢法。
涉及的反应为；
主要副反应为。
(1)已知反应(I)在温度以上才可自发，则其 0(填“”“”或“=”)。
(2)丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性随温度变化如图所示。
随温度的升高丙烯选择性下降的原因除了上述副反应和碳化外还可能发生聚合反应，该聚合反应的化学方程式为 。
(3)生产过程中温度控制在，在和下丙烷和丙烯平衡物质的量分数随温度变化如图所示。
请判断和下丙烷平衡物质的量分数随温度变化曲线为 、 (选填“a”“b”“c”或“d”)，判断依据是 。
(4)在某温度、100kPa下，向反应器中充入气态丙烷发生反应(I)，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入 mol惰性气体作为稀释气(计算时忽略副反应)。
(5)研究发现，Pt颗粒能吸附并高效活化键，Pt晶面上丙烷系列脱氢过程中物质的相对能量关系如下图所示。
为了提高丙烯的产率，科研工作者根据图中信息对催化剂功能应做出的调整是 (填“提高”或“降低”，下同)步骤1的活化能， 步骤2的活化能。

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