專墓15化學(xué)攻成原理除合發(fā)

?——^5年考情?探規(guī)律夕------b

考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢(shì)

考查內(nèi)容有熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)

20254可」匕卷、2024?，可4匕速率及其影響因素、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、

化學(xué)反應(yīng)原理綜合

卷、2023河北卷、2022?河平衡移動(dòng)、平衡常數(shù)電離常數(shù)水解常數(shù)溶

（5年5考）

北卷、2021河北卷度積計(jì)算及應(yīng)用、反應(yīng)條件及控制、電化

學(xué)及其應(yīng)用等?？傊瘜W(xué)反應(yīng)原理這本書

中的內(nèi)容都有可能考到。

?——^5年真題?分點(diǎn)精準(zhǔn)練,----°

1.（2025?河北?高考真題）乙二醇正G）是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，可通過石油化工和煤化工等工業(yè)路線合

成。

（1）石油化工路線中，環(huán)氧乙烷（EO）水合工藝是一種成熟的乙二醇生產(chǎn)方法，環(huán)氧乙烷和水反應(yīng)生成乙二醇，

伴隨生成二乙二醇（DEG）的副反應(yīng)。

主反應(yīng)：EO（aq）+H2O（l）=EG（<q）AH<0

副反應(yīng)：EO（aq）+EG（aq）=DEG（aq）

體系中環(huán)氧乙烷初始濃度為L(zhǎng)5mol-LT，恒溫下反應(yīng)30min,環(huán)氧乙烷完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物中

n（EG）:n（DEG）=10:lo

?0~30min內(nèi)，v總（EO）=mol-L-1-min-1。

②下列說法正確的是（填序號(hào)）。

a.主反應(yīng)中，生成物總能量高于反應(yīng)物總能量

b.0?30min內(nèi)，v總（EO）=v總（EG）

c.0?30min內(nèi)，（EG）:v^j（DEG）=11:1

d.選擇適當(dāng)催化劑可提高乙二醉的最終產(chǎn)率

⑵煤化工路線中，利用合成氣直接合成乙二醉，原子利用率可達(dá)100%,具有廣闊的發(fā)展前景。反應(yīng)如下:

2CO（g）+3H2（g）^HOCH2CH2OH（g）AH（,按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料，固定平衡轉(zhuǎn)化率探究溫度與壓強(qiáng)的關(guān)

系。a分別為0.4、0.5和0.6時(shí)，溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖：

①代表a=0.6的曲線為（填或原因是。

②AH0（填或

③已知：反應(yīng)aA（g）+bB（g）=yY（g）+zZ（g）,Kx=-A_2_^,x為組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，M、N兩點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的體系,&（乂）匕（時(shí)（填”>皿〈”或“=”）,D點(diǎn)對(duì)應(yīng)體系的K,的值為。

_P'(Y)P'(Z)

④已知:反應(yīng)aA（g）+bB（g）「yY（g）+zZ（g）,p為組分的分壓。調(diào)整進(jìn)料比為

「下(A)d(B)

n（CO）:n（H2）=m:3,系統(tǒng)壓強(qiáng)維持PoMPa,使&（乩）=0.75,此時(shí)=MPa<（用含有m和P。的代數(shù)式

表不）。

【答案】⑴0.05cd

（2）L,該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率增大

____________1____________

<=12fm-1.5Yf0.75.V

ImP0MPaII巾PoMPaJ

【詳解】（1）①0~30min內(nèi)，環(huán)氧乙烷完全轉(zhuǎn)化，v（EO）==idmO1L=0.05mol-min-1；

f-lv）At30min

②a.AH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，主反應(yīng)中，AHvO,則生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，a錯(cuò)

誤；

b.由題中信息可知主反應(yīng)伴隨副反應(yīng)發(fā)生，EG作為主反應(yīng)的生成物同時(shí)也是副反應(yīng)的反應(yīng)物，即EG濃

度的變化量小于EO濃度的變化量，0?30min內(nèi)，v總（EO）>v總［EG）,b錯(cuò)誤;

C.主反應(yīng)中，v主（EG）=vi（EO）,副反應(yīng)VMJ（EG）=V〃DEG）,同?反應(yīng)體系中物質(zhì)?量變化量之比等于

濃度變化量之比，產(chǎn)物中n（EG）:n（DEG）=IO:l,即c（EG）:c（DEG）=10:l,v怠（EG）=v1（EG）-v副（EG）,

反應(yīng)時(shí)間相同，則v"EG）：v副（DEG）=1O:1,5巧渭產(chǎn)）=［0：］,則v主（EG）:v副（DEG）=11:1,

V掰（D匕GJ

c正確；

d.選擇適當(dāng)催化劑可提高主反應(yīng)的選擇性，可提高乙二醇的最終產(chǎn)率，d正確；

故選cd；

（2）①2co（g）+3H?（g）-HOCH2cH20H（g）AH該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),溫度相同時(shí),增大壓強(qiáng)，

平衡正向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,P（L,）＞P（L2）＞P（L3）,故L］、L2、L3對(duì)應(yīng)a為0.6、0.5、0.4；

②由圖可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反

應(yīng)，AH＜0；

③M、N的進(jìn)料相同，平衡轉(zhuǎn)化率相等，平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別相等，則K、（M）=Kx（N）；D點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5,根據(jù)題中信息，該反應(yīng)按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料，設(shè)起始加入2moicO和3moiH2,列三

2CO（g）+3H2（g）UHOCH2cH20H（g）

段式：馨:嗎2：0，平衡時(shí)，8、電、HOCH2cH20H

轉(zhuǎn)化（mol）I1.50.5

平衡（mol）11.50.5

I

的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為；、；、1,K「3；失=12：

⑸反

列三段式：

④設(shè)起始加入mmolCO和3molH2,此時(shí)a（H2）=0.75,

2CO(g)+3H2(g).HOCH2cH20H(g)

起始（mol）m30-

,平衡時(shí)，氣體總的物質(zhì)的量為mmol,CO、

轉(zhuǎn)化(mol)1.52.25075

平衡（mol）m-1.50.750.75

H,、HOCH2cH20H平衡分壓分別把12PoMPa、"p°MPa、"p°MPa,

mmm

0.75-

---PoMPaI

K=---------由「--------------=---------------：--------------MPa

。nYf0.75丫?fm-1.5.Yf0.75Y7

PoMPapMPap°NMDPap°MPa

Im7km0Jkm八mJ

XMCl@T

G

以上各反應(yīng)的速率方程均可表示為v=kc(A)c(B),其中c(A)、c(B)分別為各反應(yīng)中對(duì)應(yīng)反應(yīng)物的濃度，k為

速率常數(shù)(仁?七分別對(duì)應(yīng)反應(yīng)①?⑤)。某溫度下，反應(yīng)器中加入一定量的X,保持體系中氯氣濃度恒定(反

應(yīng)體系體枳變化忽略不計(jì))，測(cè)定不同時(shí)刻相關(guān)物質(zhì)的濃度。已知該溫度下，k,:k2:kA:k4:k5=100:21:7:4:23o

1111

①30min時(shí)，c(X)=6.80mol-E，且30?60min內(nèi)v(X)=0.042mol-L'-min',反應(yīng)進(jìn)行到60min時(shí)，c(X)=mol-E。

②60min時(shí),c(D)=0.099molL,,若0~60min產(chǎn)物T的含量可忽略不計(jì)，則此時(shí)c(G)=mol?L“;60min后,隨

T的含量增加，繇(填“增大F小，，或，，不變!

【答案】(1)EE+67.59T3>T2>T,該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，且氣體分子數(shù)減小，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，容器

內(nèi)壓強(qiáng)減小，從工到E平衡時(shí)Ap增大，說明反應(yīng)正向進(jìn)行程度逐漸增大，對(duì)應(yīng)溫度逐漸降低75%

0.03D

⑵5.540.033增大

【詳解】(1)①根據(jù)反應(yīng)熱AH與活化能E正和E地關(guān)系為止正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能可知，該反應(yīng)的

,

E^=EHkJniol-AH=(E,1+67.59)kJ.

②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，因此反應(yīng)正向進(jìn)行程度越大，平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)越小，Ap即越

大。從Z到E，Ap增大，說明反應(yīng)正向進(jìn)行程度逐漸增大，已知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則溫度由工到工逐漸

降低，即工>工>1。由題圖甲中M點(diǎn)可知，進(jìn)料比為n(SO2)：n(ClJ=2,平衡時(shí)ApuGOkPa,已知恒溫恒容

情況下，容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量之匕等丁壓強(qiáng)之比，可據(jù)此列出“三段式

SO2(g)+CI2(g)；*SO2CI2(g)Ap

起始?jí)簭?qiáng)/kPa16080

轉(zhuǎn)化壓強(qiáng)/kPa60606060

平衡壓強(qiáng)/kPa1002060

()

可計(jì)算得a(d)=：窿K=PS023=60kPa.

x100%=75%,

、p(SO2)p(Cl2)10DkPax20kPa'°

③山題圖甲中M點(diǎn)可知，進(jìn)料比為2時(shí)，Ap=60kPa,結(jié)合“三段式”，以及I時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)可知，進(jìn)料

比為0.5時(shí)，Ap也為60kPa,曲線D上存在(0.5,60)。本題也可以快解：根據(jù)“等效平衡”原理，該反應(yīng)中

SO?和。2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:1,則SO?和CU的進(jìn)料比互為倒數(shù)(如2與0.5)時(shí),加相等。

(2)①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式時(shí),KX尸警，60mln時(shí),

c(X)=6.80mol-E1-v(X)-At=6.80mol-E1-0.042mol-L1-min1x30min=5.54mol?L\

Ac(D)

②己知熟=血=篇，又由題給反應(yīng)速率方程推知，怒七:黑(Q：)=1=3'則

Ac(G)=xAc(D)=0.033mol-L1,即60mm后c(G)=0.033molL"。60min后，D和G轉(zhuǎn)化為T的速率比為

k.c(D)c(CL)4?一」c(D)

「為，G消耗得更快，則呆增大。

k5C(G)C(C/2)23X0.03323c(G)

3.(2023?河北?高考真題)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質(zhì)以及氮的循環(huán)利用對(duì)解決環(huán)

境和能源問題都具有重要意義。

已知：Imol物質(zhì)中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所需能量如卜表。

NO(g)

物質(zhì)N2(g)o2(g)

能量/kJ945498631

回答下列問題:

⑴恒溫下，將Imol空氣(電和O?的體積分?jǐn)?shù)分別為0.78和0.21,其余為惰性組分)置于容積為VL的恒容密

閉容器中，假設(shè)體系中只存在如下兩個(gè)反應(yīng)：

iN2(g)+O2(g)^2NO(g)K,AH,

ii2NO(g)+O2(g)^2NO,(g)K2AH2=-114kJmol

①AH1=kJ.mor'o

②以下操作可以降低上述平衡體系中NO濃度的有(填標(biāo)號(hào))。

A.縮小體積B.升高溫度C.移除NO?D.降低N?濃度

③若上述平衡體系中c(NO2)=anx)l?匚1c(NO)=bmolL-L則cQ)：m。1七10=(寫出含a、b、V的計(jì)算

式)。

(2)氧氣催化還原NQ作為一種高效環(huán)保的脫硝技術(shù)備受關(guān)注。高溫下氫氣還原NO反應(yīng)的速率方程為

v=kcX（NO）c，（H，,k為速率常數(shù)。在一定溫度下改變體系中各物質(zhì)濃度，測(cè)定結(jié)果如下表。

c(NO)/(molL-1)-1v/(mol-L-1-s-']

組號(hào)c(H2)/(molL)

10.100.10r

20.100.202r

30.200.104r

40.050.309

表中第4組的反應(yīng)速率為mol?L」。（寫出含r的表達(dá)式）

（3）①以空氣中的氮?dú)鉃樵想娊夂铣砂睍r(shí)，$在（填“陰”或“陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生NH,。

②氨燃料電池和氫燃料電池產(chǎn)生相同電量時(shí)，理論上消耗NH、和H,的質(zhì)量比為73,則在堿性介質(zhì)中氨燃

料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為。

③我國(guó)科學(xué)家研究了水溶液中三種催化劑（a、b、c）上N?電還原為NH.M圖I）和HQ電還原為H?（圖2）反應(yīng)

歷程中的能量變化，則三種催化劑對(duì)N2電還原為NH）的催化活性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ㄓ米帜竌、b、c排序）。

2.0IJ

HHXX

NNNN

1.54,

HN—N*J

NIH

1.0NHC'H

NHNN

***

g().5*上*

--?ii.

母0.0

二-=

LL-0.5-A?-

u，

“

15-1.0

^-1.5

-2.0

-2.5

-3.0

反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程

圖1圖2

b2

0.212a+b

【答案】（1）181CD70.78a+bY0.2I2a+b

V2

V2AV2

⑵0.75r

(3)陰2NH3+6OH-6e~=N,+6H,Obac

【詳解】（1）①AH尸反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=（945kJ/mol+498kJ/mol）-2x631kJ/mol=+181kJ/mol；

故答案為：+181；

②A.縮小體積，所有物質(zhì)濃度均增大，A不符合題意；

B,升高溫度，平衡向著吸熱方向進(jìn)行，反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，貝!升溫平衡正向進(jìn)行，NO濃度增大，B不符

合題意；

C.移除NO2,平衡ii向正向進(jìn)行，NO濃度降低，C符合題意；

D,降低N?濃度，平衡逆向進(jìn)行，消耗NO,NO濃度降低，D符合題意；

故答案為：CD；

③根據(jù)三段式

N2(g)+O2(g)「2N0(g)

0.780.21

起始/(mol/L)0

VV

(a+b)(a+b)

改變/(mol/L)(a+b)

22

0.78(alb)Q.21(aIb)

平衡/(mol/L)(a+b)

V2V2

2NO(g)+°2(g)=2NO2(g)

0.21(a+b)

起始/(mol/L)(a+b)0

V2

a

改變/(mol/L)aa

2

0.21(a+b)a

平衡/(mol/L)ba

V22

C2(NO)b2

cQ)=絲兄=-

-C(N2)C(O2)「0.78a+byo.212a+b］；

Iv2八V2J

b2

(2a+b)-

故答案為：—，f0.78a+bY0.212a+b］；

V2

LV2人2)

rk(0.1)x(0.l)y「二k(0.1)x(0.l),

(2)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2相比，y=l,實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3相比，

2r-k(0.1)x(0.2)y，4rk(O.2)x(Ol)y?

代人實(shí)驗(yàn)3,k=^=10、，根據(jù)實(shí)驗(yàn)4計(jì)算，v=103r(0.05)2i0.3)=0.75r；

故答案為:0.75r；

(3)①N2生成NH3,化合價(jià)降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則N?在陰極反應(yīng)；

故答案為：陰；

②燃料電池中，氨氣作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2,生成1個(gè)N2轉(zhuǎn)移6個(gè)電子，在堿性下發(fā)生,

2NH,-6e+6OW-2N2+6H,O；

故答案為：2NH?-6e+6OH=2N2+6H2O；

③催化劑通過降低反應(yīng)活化能提高反應(yīng)速度，則催化活性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閎>a>c；

故答案為：bac.

4.(2022?河北?高考真題)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前景。

⑴298K時(shí)，。凡燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,ImolHQ⑴蒸發(fā)吸熱44kJ,表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式

為。

(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

I.CH,(g)+H2O(g);CO(g)+3H2(g)

II,CO(g)4-H:O(g)._:CO式g)+H式g)

①下列操作中，能提高CH/g)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號(hào))。

A.增加CHj(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體

C.移除CO(g)D.加入催化劑

②恒溫恒壓條件下，ImolCHMg)和ImolFhCXg)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH’(g)的轉(zhuǎn)化率為a,CO式g)的物質(zhì)的量為

bmol,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=(寫出含有a、b的計(jì)算式；對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g).?pC(g)+qD(g),

K、=，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變,H?O(g)起始量增加到5moi，達(dá)平衡時(shí),a=0.90,b=0.65,

x(A)-x(B)

平衡體系中H?(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)氫氧燃料電池中氫氣在(填“正”或"負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。

(4)在允許-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，2n+2放電的電極反應(yīng)式為。

⑸甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO,四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對(duì)能量如圖，

則最可行途徑為a-(用b~j等代號(hào)表示)。

?€

CH2O

.?ay；蒜H.g

CHjOH

?b(-CHOU,

(KOH).?i

GCOHL?1

CHjOII脫期,個(gè)數(shù)

【答案】(l)H2(g)+；O2(g尸H2O(1)△H=-286kJ?moH

(a-b)(3a+b)3

(2)BC43%

(\-a)(\-a-b)(2+2a)2

⑶負(fù)

2

(4)CnH2n+2-(6n+2)e+(3n+l)O-nCO2+(n+l)H2O

(5)a—>b—e-h—>j

【詳解】(I)298K時(shí),IgHz燃燒生成HzO(g)放熱⑵kJ,則ImolHz燃燒生成HzCXg)放熱包舁=242kJ,

0.5

1

用熱化學(xué)方程式表示為：H2(g)+yO2(g)=H2O(g)AH/=-242kJ*mol?,又因?yàn)镮molH2O⑴蒸發(fā)吸熱44kJ,

則H2O(g)=H2O⑴△”2=-44kJ?moH②，根據(jù)蓋斯定律可知，表示H?燃燒熱的反應(yīng)熱為△”產(chǎn)

1

-286kbmol,故答案為：H2(g)+yO2(g)=H2O(l)△”=-286kJ?moH；

(2)①A.增加CH』(g)用量可以提高H2O(g)的轉(zhuǎn)化率，但是CHMg)平衡轉(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；

B.恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小體系壓強(qiáng)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)【的化學(xué)平衡

正向移動(dòng)，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B符合題意；

C.移除CO(g),減小了反應(yīng)混合物中CO(g)的濃度，反應(yīng)I的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，能提高CH?g)平衡轉(zhuǎn)化

率，C符合題意；

D.加入催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高CHMg)平衡轉(zhuǎn)化率，D不符合題意；

綜上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是BC；

②恒溫恒壓條件下，1molCHJg)和ImolH?O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH』(g)的轉(zhuǎn)化率為a,CO2Q)的物質(zhì)的量

為bmoL則轉(zhuǎn)化的84也)為。11101,剩余的CH4(g)為(l-a)moL根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量

為包-b)moL根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(l-a-b)mol,H?(g)的物質(zhì)的量為(3a+b]mol,則反應(yīng)

混合物的總物質(zhì)的量為(2a+2)moL平衡混合物中，CH』(g)、H2O(g).CO(g)、H?(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別

\-a\-a-b懸、舞'因此‘反應(yīng)I的平衡常數(shù)K，=

J2+2a'2+2a

a-b3a+b

x()3

2+2a2+2a(a-b)(3a+by

;其他條件不變，比03)起始量增加到5moi，達(dá)平衡時(shí)，a=0.90,

\-a\-a-b(1—a)(l—a—b)(2+2a)

------x---------

2+2a2+2。

b=D.65,則平衡時(shí)，CHMg^O.lmoL根據(jù)C元素守恒可知，C0(g)的物質(zhì)的量為0.25mol,,根據(jù)H和。

守恒可知，守0(g)的物質(zhì)的量為(5-0.90?0.為)mol=3.45moLHz(g)的物質(zhì)的量為(3a+b)mol=3.35moL平衡混

335

合物的總物質(zhì)的量為(2a+6)mol=7.8moL平衡體系中Fh(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為戢100%。43%；

7.0

(3)燃料電池中的燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因此，氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)；

(4)在允許02-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H2。，電極反

應(yīng)式為CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+l)CP^nCOz+Cn+l)H20；

(5)由圖不nJ知，吸附在催化劑表面的甲白字分子逐步脫氫得到CO,且能壘越低，活化能越小，越容易進(jìn)

行，根據(jù)圖示可知，其可行的途徑為：a->b->e—hTj。

5.(2021?河北?高考真題)當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利

用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。

(1)大氣中的二氧化碳主要來(lái)自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)

如表：

物質(zhì)C(石墨，s)

H2(g)C6H6。)

燃燒熱△”(kJ?moH)-285.8-393.5-3267.5

⑴則25℃時(shí)比值)和C(石墨，s)生成C6H6⑴的熱化學(xué)方程式為。

(2)雨水中含有來(lái)自大氣的C02,溶于水中的CCh進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離:

?CO2(g)=CO2(aq)

+

@CO2(aq)+H2O(l)=H(aq)+HCO3(aq)

25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2,

溶液中C02的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol?L」?kPaL當(dāng)

大氣壓強(qiáng)為pkPa,大氣中CCh(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H+濃度為mol?L」(寫出表達(dá)式，考慮水的

電離，忽略HCO3的電離)

(3)1059時(shí),將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置丁真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHe03⑸.--

M2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）o上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPao

保持溫度不變，開始時(shí)在體系中先通入一定量的C02（g）,再加入足量MHCO3（S）,欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣

的分壓小于5kPa,CO2（g）的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于kPa。

⑷我國(guó)科學(xué)家研究U-CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：

①Li—CO?電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO?在（填“正”或"負(fù)”）極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該

電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟法行，寫出步

驟IH的離子方程式。

-

I.2CO2+2e-C2O；II.C2Oj=CO2+CO^

+

III.IWCO3+2Li=Li2CO3

②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，C02氣體可被電化學(xué)還原。

I.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇（CH3cH2cH20H）的電極反應(yīng)方程式為。

I【.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑（a、b、c）上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中（H+被還原為H2的反應(yīng)

可同時(shí)發(fā)生），相對(duì)能量變化如圖曲此判斷，COz電還原為CO從易到難的順序?yàn)椋ㄓ胊、b、c字母排序）。

。6860

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51

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9o.)。27

。

唱

唱o.

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。22o.

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安-o.

其

箕oo

oo

o822

反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程

(a)CO2電還原為CO(b)H*電還原為H2

【答案】6c(石墨，s)+3H2(g)=C6H6⑴A”=49.1kJ.mol-jK2Pxy+所100.8正2CO；-

+C02=2CO--+C3co2+18e+l3H2OCH3cH2cH2OH+I8O6c、a、b

【詳解】(1)根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知，存在反應(yīng)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H/=393.5k「mclL②H?(g)+

1

7O2(g)=H2O(l)△，2=-285.8k「moH,③C6H6⑴+￡O2(g)=6CO2]g)+6H2。⑴AHj=-3267.5kJ-mol,根據(jù)蓋

斯定律，[①xl2+②x6]x；-③得反應(yīng)：6c(石墨，s)+3H2(g)=C、H6⑴，AH=[(-393.5kJ-mol1)xl2+(-285.8kJ

11

?mol-^x6Jxl-(-3267.5kJ-mol)=49.1kJ-mok,故答案為：6c(石墨，s)+3H2(g)=C6H6(1)△"=49.IkJ?moH；

(2)由題可知，?CO2(s)^-CO(aq),②CO2(aq)+H2。⑴?「H+gq^HCO,叫)，K=——；*—''>設(shè)c(H+)

22C

(co2)

為明則c(OH)=與，根據(jù)電荷守恒c(H+)=c(OH)+c(HCO3)可得c(HCCh)=a一旦,大氣中的CCh分壓

aa

p(CO2)=pxkPa,溶液中CO2的濃度c(CCh)(叫尸pxymol/L,將c(H+)、c(OH)、c(CCh)(aq)帶入平衡常數(shù)表

達(dá)式：)，所以解得a=c(H+尸病而以，故答案為：JK2Pxy+Kw；

P^y

.

(3)2MHCO3(S)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),等溫等容條件下，玉強(qiáng)之比等于物質(zhì)的軟之比，可用分壓表示

物質(zhì)的量濃度，平衡常數(shù)KkPH-PcoL；x46x；x46=529kPa2。溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)勺不變，設(shè)平衡

529

時(shí)，平衡體系中CO2的分壓為x,則K=PH,oPco,=529kPa2,/Vo=—kPa=IO5.8kPa,CO2的初始?jí)簭?qiáng)等

:5

于平衡壓強(qiáng)減去碳酹?dú)潲}分解產(chǎn)牛的CO,的分壓，即CO，(g)的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa,

故答案為：100.8；

(4)①由題意知，Li-CCh電池的總反應(yīng)式為：4Li+3co2=2Li2co『C,CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則CO2

作為電池的正極；co?還原后與Li+結(jié)合成Li2co3,按4個(gè)步驟進(jìn)行，由步驟n可知生成了C。；，而步驟

IV需要CO：參加反應(yīng)，所以步驟IH的離子方程式為：2CO；'CO2=2CO；-+C,故答案為：正；2c0；

+C02=2CO；-+C；

②ICO2在堿性條件下得電子生成CH3cH2cH2OH,碳元素從+4，'介降低到?2價(jià)，根據(jù)電子守恒和電荷守恒寫

出電極反應(yīng)式為：3c02+18e+l3H20=CH3cH2cH2OH+18OH；

H.c催化劑條件下，COz電還原的活化能小于H+電還原的活化能，更容易發(fā)生CO2的電還原；而催化劑a

和b條件下，CCh電還原曲線中a的最大能壘為0.51Vb曲線的0.76,a曲線電化學(xué)還原更容易。且H+電還

原中a曲線最大能壘0.27>b曲線的0.22,綜上所述，a催化劑化b催化劑更易發(fā)生CO2電還原。因此反應(yīng)

從易到難的順序?yàn)閏、a、b,故笞案為：a、bo

.——年模擬?精選模考題—?

1.(2()25.河北石家莊?二模)丙烯是重要的化工產(chǎn)品，也是衡量國(guó)家化工水平的重要指標(biāo)之一、工業(yè)上利用

丙烷脫氫法制丙烯，反應(yīng)方程式如下：

,

主反應(yīng)：i.C5H8(g)^C3H6(g)+H2(g)A//I=+124kJmor

副反應(yīng)：ii.CaHjgj.,CH/gHCzH/g)A/7,=+81.3kJmor'

ni.C2H4(g)+H2(g)^C2H6(g)AH3

請(qǐng)回答下列問題：

(1)已知Hz(g)、C2H6(g)、C2H4(g)的燃燒熱分別為-285.8kJ,mo「、一1560kJmoL、-141IkJ-mor1?計(jì)

算AH/。

(2)向體積可變的密閉容器中加入ImolC3H8(g),分別在O.lMPa和O.OIMPa下，不同溫度時(shí)，發(fā)生上述反

應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，內(nèi)烷的轉(zhuǎn)化率及O.lMPa下《3乩但)和QHjg)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如

圖所示：

---------------------------------------------------------------------------------X0

7lr

86/J

V.V

漫

5/

k菩

64<4哥

號(hào)

3

2辮

2L/J%、

50051052()530540550560570580590

溫度

①L?曲線所在的壓強(qiáng)為MPa；L代表物質(zhì)在O.lMPa下的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線，判斷埋由為;

②若在560℃,O.lMPa下反應(yīng)進(jìn)行nmin時(shí)反應(yīng)達(dá)至lj平衡，反應(yīng)i用GH&(g)表示0?nmin時(shí)間內(nèi)的平均

反應(yīng)速率為molmin。反應(yīng)i的壓強(qiáng)平衡常數(shù)儲(chǔ)為MPa(《為用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算的平衡常數(shù)，

保留三位有效數(shù)字)。

(3)在中性或堿性環(huán)境中，通過可再生電能進(jìn)行CO?電化學(xué)還原實(shí)現(xiàn)了高效合成丙烯，得到丙烯的電極為(填

“陰極”或“陽(yáng)極”)；其電極反應(yīng)式為。

【答案】(l)T36.8kJmo『

⑵0.01c3H8(g)反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，c3H8(g)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小

—O.(X)646

n

-

(3)陰極3c+18e+12H;O=C5H6+18OH

l

【詳解】(1)已知燃燒熱的熱化學(xué)方程式：@H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJmor；

②C2H6值)+工0式8)=20)2(8)+3&0(1)AH=-1560kJ?mo「；

2

③C2HKg)+3O2(g)=2CCMg)+2H2O⑴AH=-141IkJmor,,根據(jù)蓋斯定律，由①+③-②可得

-1-1_1-1

C2H4(g)+H2(g)C2H6(g),AH3=-285.8kJ-mol+(-141IkJmol)-(-1560kJ-mol)=-136.8kJ-mol

(2)①對(duì)于反應(yīng)i和ii,正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，丙烷轉(zhuǎn)化率增大，所

以L2曲線所在壓強(qiáng)為O.OIMPa,L3去哦在曲線表示的壓強(qiáng)為O.IMPa；反應(yīng)i是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡

正向移動(dòng),C3H8(g)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,C3H6(g)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,所以L代表C3H&(g)物質(zhì)在0.1MPa

卜的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線，理由是反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，GHx(g)物質(zhì)

的量分?jǐn)?shù)減小，則L&代表C3H6(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線；

②在560c,O.IMPa下，起始加入ImolC3H8，由圖可知平衡時(shí)丙烷轉(zhuǎn)化率為35%,則反應(yīng)的

n(C?Hs)=lmolx35%=0.35mol。反應(yīng)i用C3H8表示0-nmin時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率

v=絲士啰1=絲5moimin“；平衡時(shí)MC,Hs)=(1—0.35)mol=0.65mol,由曲線L可知，在560C,O.IMPa

nminn

下C3H“g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,則n總=0.65molX2=l.3mol，由曲線L4可知，在560℃,0.1MPa下C3H6(g)

的物質(zhì)的最分?jǐn)?shù)為20%,則11?3146)=13]1。1*20%=0.26111。1,由三段式

(

CA(g)=C3H6g)+H2(g)CA(g)=CH4(g)+C2H4(g)

起始mol100起始mol0.7400

變化mol0.260.260.26'變化mol0.090.090.09

'FWmol0.740.260.26平衡mol0.650.090.09

H

C2H4(g)+2(g)=C2H6(g)

起始mol0.090.260

,則

變化molXXX

平衡mol0.09-x0.26-xX

，65mo1

ns=(0.65+0.26+0.09+0.09-x+0.26-x+x)mol=1.3mol,解得x=0.()5molp(C.H8)=0xO.IMPa,

1.3mol

()26nH)1(0.26-0.05)moi八，、0.21mol

p(CAHft)=-X0.1MPa,p(H,)=-------------------x0.1MPa=----------xO.IMPa,壓強(qiáng)平衡常數(shù)

1.3mol1.3mol1.3mol

0.260.21

作風(fēng)”"皿=五二'百'°〔。.26x0.21x0』的0646MPa:

「P(C.HX)蟠x010.65x1.3

1.3.

(3)CO?電化學(xué)還原生成丙烯，碳元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，得到丙烯的電極為陰極，電極反應(yīng)式

為3CO2+18e'+12HQ=C3H+18OH，

2.(2025?河北保定三模)二甲因CHQCHJ在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途，同時(shí)其

能作為可再生的清潔能源。回答下列問題：

⑴已知：反應(yīng)I.2CO(g)+4H2(g)2CH,OH(