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(共64張PPT)
專題09 化學(xué)反應(yīng)原理綜合
2024
高考二輪復(fù)習(xí)
01
考情分析
02
網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)
03
真題研析
04
核心提煉
目錄
CONTENTS
05
題型特訓(xùn)
考點要求 考題統(tǒng)計 考情分析
物質(zhì)的組成、性質(zhì)、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統(tǒng)文化中的性質(zhì)與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考情分析
考點要求
考題統(tǒng)計
化學(xué)反應(yīng)原理綜合
2023 全國甲卷28題，14分；2023 全國乙卷28題，14分；2023 全國新課標(biāo)卷29題，14分；2023 湖南卷16題，14分；
2023 山東卷20題，11分；
2023 遼寧省選擇性考試18題；2023 湖北省選擇性考試19題；2023 浙江省6月選考19題，10分；
2023 浙江省1月選考19題，10分；2022 全國甲卷28題，14分；2022 全國乙卷28題，15分；2022 河北省選擇性考試16題；
2022 重慶卷16題，14分；
2022 福建卷13題，13分；
2022 海南省選擇性考試16題，10分；
2022 湖北省選擇性考試19題，14分；
2022 遼寧省選擇性考試18題，13分；
2022 山東卷20題，11分；
2022 湖南選擇性考試題，13分；2022 湖南選擇性考試題，14分； 2022·浙江省1月選考29題，10分；2022·浙江省6月選考29題，10分；2022 江蘇卷18題，14分
考點要求 考題統(tǒng)計 考情分析
物質(zhì)的組成、性質(zhì)、分類 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分 ……
傳統(tǒng)文化中的性質(zhì)與變化 2023**卷**題，**分
2022**卷**題，**分
2021**卷**題，**分
考點要求 考情分析
【命題規(guī)律】
【命題預(yù)測】
考情分析
1.圍繞能源、環(huán)境問題、化工生產(chǎn)等主題，以“拼盤”形式呈現(xiàn)，每小題相對獨立，將熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)及三大平衡知識融合在一起進行考查；
2.題目結(jié)合圖象、表格、數(shù)據(jù)、裝置等信息，考查學(xué)生閱讀、讀圖、分析歸納的能力；
3.考點主要涉及蓋斯定律與熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素、平衡常數(shù)計算及其影響因素、化學(xué)平衡移動及其影響因素、電極反應(yīng)方程式書寫等。
1.預(yù)計2024年試題將以填空、讀圖、作圖、計算等形式呈現(xiàn)，以實際情景(場景)為背景，體現(xiàn)核心素養(yǎng)的要求；
2.主要以“多因素影響”出現(xiàn)，考查考生的綜合分析判斷能力。
化學(xué)反應(yīng)原理綜合
選材熱點如下：
1．安全與健康——人體必需的營養(yǎng)元素；重金屬對人體的危害；食品添加劑；有關(guān)化學(xué)與健康方面的材料等。
2．環(huán)境保護新進展——“霧霾”的產(chǎn)生、危害和治理；工業(yè)“三廢”和生活垃圾的處理；廢電池對飲用水和土壤的污染；綠色化學(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的導(dǎo)向作用等。
3．新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池；新能源開發(fā)利用的新進展。
4．新型無機非金屬材料和有機高分子材料在社會、生活中的應(yīng)用等。
5．涉及碳中和、碳達(dá)峰的知識。
知識建構(gòu)
化學(xué)反應(yīng)原理
化學(xué)反應(yīng)與能量變化
反應(yīng)熱及熱化學(xué)方程式書寫
化學(xué)平衡
化學(xué)反應(yīng)速率
電解質(zhì)溶液的平衡
化學(xué)反應(yīng)與鍵能
電化學(xué)（電極反應(yīng)）
化學(xué)反應(yīng)速率變化圖像分析
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
化學(xué)平衡及圖像分析
化學(xué)平衡常數(shù)（K平）的計算
轉(zhuǎn)化率α的計算：α(A)＝（c0A-c平A）÷c0A×100%
電離平衡：電離產(chǎn)生離子的速率=離子結(jié)合成弱電解質(zhì)的速率時，溶液中各粒子的濃度不再變化，電離過程達(dá)到平衡
Kw，溶液的pH：Kw＝c(H＋)·c(OH－)
鹽類水解：在溶液中鹽的離子跟水所電離出來的H+或OH-生成弱電解質(zhì)的過程叫做鹽類的水解。
化學(xué)平衡移動（比較轉(zhuǎn)化率大小）
Ksp計算：KSP(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度
反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，一定條件下用焓變表示：ΔH，單位為 kJ·mol－1
熱化學(xué)方程式的書寫
①“一方程”：寫出方程式②“二狀態(tài)”：s、l、g、aq標(biāo)物質(zhì)聚集狀態(tài)
③“三條件”：溫度和壓強
④“四ΔH”：注明-、+號
⑤“五數(shù)值”：計算ΔH的值
化學(xué)反應(yīng)：ΔH＝E1－E2
鍵能：鍵能越大物質(zhì)相對越穩(wěn)定
原電池——正負(fù)極
電解池——陰陽極
內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)（主要因素）
外因
濃度（c）：增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快
壓強（P）：有氣體參加，增大壓強，反應(yīng)速率加快
溫度（T）：升高溫度，反應(yīng)速率加快
催化劑：改變反應(yīng)速率
其他：表面積大小、光、超聲波、射線等
表達(dá)式：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) K＝
cm(A)·cn(B)
cp(C)·cq(D)
01
化學(xué)反應(yīng)原理綜合
PART ONE
1．(2023 全國乙卷，28)硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問題：(1)在N2氣氛中，F(xiàn)eSO4·7H2O的脫水熱分解過程如圖所示：根據(jù)上述實驗結(jié)果，可知x=_______，y=_______。(2)已知下列熱化學(xué)方程式：FeSO4·7H2O(s) FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1＝akJ·mol 1FeSO4·x H2O (s) FeSO4(s)+ xH2O(g) ΔH2＝b kJ·mol 1FeSO4·y H2O (s) FeSO4(s)+ yH2O(g) ΔH3＝c kJ·mol 1則FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·y H2O (s) 2FeSO4·x H2O (s)的ΔH =_______ kJ·mol 1。(3)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 的關(guān)系如下圖所示。660K時，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”)。
(4)提高溫度，上述容器中進一步發(fā)生反應(yīng)2SO3(g) 2SO2(g) +O2(g) (Ⅱ)，平衡時 _______(用 表示)。在929K時， 則 _______ kPa，KP(Ⅱ)=_______ kPa (列出計算式)。
真題研析·規(guī)律探尋
4
題型1　化工生產(chǎn)中條件選擇與控制
1
(a+c-2b)
3
2.25
增大
46.26
①+③-②×2
①
②
③
真題研析·規(guī)律探尋
2. (2023 全國新課標(biāo)卷，29)氨是最重要的化學(xué)品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問題：
(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應(yīng) 的ΔH =_______ kJ·mol－1。
(2)研究表明，合成氨反應(yīng)在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位，N2*表示被吸附于催化劑表面的N2 )。判斷上述反應(yīng)機理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為_______(填步驟前的標(biāo)號)，理由是_________________________________。
(3)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系，晶胞參數(shù)a=287pm，密度為7.8 g ·c m-3，則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為（ ） (列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
-45
(ⅱ)
在化學(xué)反應(yīng)中，最大的能壘為速率控制步驟，而斷開化學(xué)鍵的步驟都屬于能壘，由于N≡N的鍵能比H-H鍵的大很多
設(shè)其晶胞中含有Fe的原子數(shù)為x，則α-Fe晶體密度
真題研析·規(guī)律探尋
2. (2023 全國新課標(biāo)卷，29)氨是最重要的化學(xué)品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問題：
(4)在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應(yīng)達(dá)平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計算結(jié)果如下圖所示。其中一種進料組成為 ，另一種為 。(物質(zhì)i的摩爾分?jǐn)?shù)： )
①圖中壓強由小到大的順序為_______，判斷的依據(jù)是_______。
②進料組成中含有情性氣體Ar的圖是_______。
③圖3中，當(dāng)P2=20MPa、 時，氮氣的轉(zhuǎn)化率 ___。該溫度時,反應(yīng) 的平衡常數(shù)Kp=_______ (化為最簡式)。
P1＜P2＜P3
合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，壓強越大平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大
圖4
33.33%
壓強越大越有利于氨的合成
恒壓充入Ar，不利于合成氨
三段式，設(shè)進料氫氣和氮氣物質(zhì)的量分別為3mol和1mol，達(dá)到平衡時氮氣的變化量為x mol，列關(guān)系。
3． (2023 湖南卷，16)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制備
(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
①
②
③
計算反應(yīng)④C6H5C2H5(g) C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=_______kJ·mol－1；
(2)在某溫度、100kPa下，向反應(yīng)器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%，欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%，需要向反應(yīng)器中充入_______mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應(yīng))；
真題研析·規(guī)律探尋
題型2　設(shè)置情景制備新型工業(yè)材料
+118
5
①-②-③： H4=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/mol
可列三段式：
平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為1.5mol，此時容器的體積為V
乙苯、苯乙烯、H2物質(zhì)的量之和為1.75mol，混合氣的總物質(zhì)的量為(1.75+x)mol，在恒溫、恒壓時，體積之比等于物質(zhì)的量之比，此時容器的體積為
3． (2023 湖南卷，16)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制備
(3)在913K、100kPa下，以水蒸氣作稀釋氣。Fe2O3作催化劑，乙苯除脫氫生成苯乙烯外，還會發(fā)生如下兩個副反應(yīng)：
⑤C6H5C2H5(g) C6H6(g)+CH2=CH2(g)
⑥C6H5C2H5(g) +H2(g) C6H5CH3(g)+CH4(g)
以上反應(yīng)體系中，芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S( )隨乙苯轉(zhuǎn)化率的變化曲線如圖所示，其中曲線b代表的產(chǎn)物是_______，理由是_______；
真題研析·規(guī)律探尋
苯
反應(yīng)④為主反應(yīng)，反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng)，苯乙烯的選擇性最大；在恒溫恒壓下，隨乙苯轉(zhuǎn)化率的增大，反應(yīng)⑤正向移動，反應(yīng)⑥不移動，則曲線b代表產(chǎn)物苯
曲線a代表產(chǎn)物苯乙烯的選擇性，
減小壓強，反應(yīng)④⑤正移，
反應(yīng)⑥平衡不移動
3． (2023 湖南卷，16)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制備
真題研析·規(guī)律探尋
(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑Fe2O3的描述錯誤的是_______；A．X射線衍射技術(shù)可測定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)B．Fe2O3可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C．Fe2O3降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能D．改變Fe2O3顆粒大小不影響反應(yīng)速率Ⅱ．苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法，其中一種方法的關(guān)鍵步驟是某Cu (Ⅰ)的配合物促進C6H5CH2X (引發(fā)劑，X表示鹵素)生成自由基C6H5CH2 ，實現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑C6H5CH2 Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是___________________；(6)室溫下，①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，其反應(yīng)平衡常數(shù)為K；②CuBr在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知，CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______(所有方程式中計量系數(shù)關(guān)系均為最簡整數(shù)比)。
BD
C6H5CH2Cl
K Ksp
催化劑顆粒大小會影響接觸面積，會影響反應(yīng)速率
測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀
催化劑不能使平衡發(fā)生移動
催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率
)電負(fù)性Cl＞Br＞I，則極性C—Cl鍵＞C—Br鍵＞C—I鍵
=K Ksp
真題研析·規(guī)律探尋
4．(2023 遼寧省選擇性考試，18)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO2、_______和_______(填化學(xué)式)。
(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為___________________。(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是_______(答出兩點即可)。
CuO
SO3
催化劑
反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)、產(chǎn)率不高
700℃左右出現(xiàn)兩個吸熱峰，說明CuSO4發(fā)生熱分解反應(yīng)反應(yīng)的產(chǎn)物為CuO、SO2、SO3、O2
NO2在反應(yīng)過程中線消耗再生成
真題研析·規(guī)律探尋
(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是_______。a．溫度越高，反應(yīng)速率越大b．α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c．α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低d．可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對其進行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是_______(填標(biāo)號)。
(ⅲ)設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算)。
cd
d
隨著溫度的升高反應(yīng)速率先加快后減慢
無法判斷
α增大，最大反應(yīng)速率不斷減小
α增大，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低
分壓代替濃度計算平衡常數(shù)
設(shè)SO2初始量為m mol，平衡時n(SO2)=m·αe，n(SO3)=m-m·αe=m(1-αe)
真題研析·規(guī)律探尋
題型3　運用化學(xué)反應(yīng)原理利用能源
5．(2023 湖北省選擇性考試，19)納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20 (g) C40H18 (g) + H2(g)的反應(yīng)機理和能量變化如下：
真題研析·規(guī)律探尋
回答下列問題：(1)已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H-H鍵能為436.0 kJ·mol－1。估算C40H20 (g) C40H18 (g) + H2(g)的ΔH =_______ kJ·mol－1。
(2)圖示歷程包含_______個基元反應(yīng)，其中速率最慢的是第_______個。(3) C40H10納米碗中五元環(huán)和六元環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)目分別為_______、_______。
(4)1200K時，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12 (g) C40H10(g) + H2(g)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強恒定為p0(即C40H12的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為
_______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
128
3
3
6
10
ΔH =(431×2-298-436) kJ·mol－1=+128 kJ·mol－1
1.
2.
3.
第三個的活化能最大
C40H20含有1個五元環(huán)，10個六元環(huán)，每脫兩個氫形成一個五元環(huán)
假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12 (g) C40H10(g) + H2(g)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強恒定為p0 (即C40H12的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，設(shè)起始量為1mol，則根據(jù)信息列出三段式:
真題研析·規(guī)律探尋
(5) (g) C40H18 (g) + H (g)及 C40H10 (g) + H (g)反應(yīng)的lnK (K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實驗條件下， (R為理想氣體常數(shù)，c為截距)。圖中兩條線幾乎平行，從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是________________________。
(6)下列措施既能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，又能增大生成C40H10的反應(yīng)速率的____(填標(biāo)號)。 a．升高溫度 b．增大壓強 c．加入催化劑
在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同
a
斜率相等，則說明焓變相等
吸熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)正向進行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率反應(yīng)速率也加快
加壓，反應(yīng)逆向進行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率
加入催化劑，平衡不移動
真題研析·規(guī)律探尋
6．(2023 浙江省6月選考，19)水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：H2O(g)+ CO(g) CO2 (g)+ H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1該反應(yīng)分兩步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－12Fe3O4 (s)＋H2O(g) 3Fe2O3 (s)＋H2(g) ΔH2請回答：(1) ΔH2=_______ kJ·mol－1。(2)恒定總壓1.70MPa和水碳比[n (H2O)/ n(CO)] =12：5投料，在不同條件下達(dá)到平衡時CO2和H2的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))如下表：
①在條件1下，水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。②對比條件1，條件2中H2產(chǎn)率下降是因為發(fā)生了一個不涉及CO2的副反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式____。
(3)下列說法正確的是______。A．通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入O2B．恒定水碳比[n (H2O)/ n(CO)]，增加體系總壓可提高H2的平衡產(chǎn)率C．通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進一步還原為FeD．通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應(yīng)速率
6
2.0
CO+3H2 CH4+H2O
AC
(－41.2 kJ·mol－1)-( －47.2 kJ·mol－1)= 6 kJ·mol－1
三段式求解
CO和H2都可以和O2反應(yīng)
反應(yīng)前后氣體計量系數(shù)相同
降低體系中CO和H2的濃度
反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變
真題研析·規(guī)律探尋
(4)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進行。
①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b-c段對應(yīng)降溫操作的過程，實現(xiàn)該過程的一種操作方法是______。A．按原水碳比通入冷的原料氣 B．噴入冷水(蒸氣) C．通過熱交換器換熱②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線____。(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先增大后減小，其速率減小的原因是________。
AC
溫度過高時，不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附，從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應(yīng)速率減小；溫度過高還會導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小
降低溫度，同時化學(xué)反應(yīng)速率稍減小,CO的轉(zhuǎn)化率稍減小
降低溫度，但是同時水蒸氣的濃度增大，會導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率增大
降低溫度，CO的轉(zhuǎn)化率稍減小
核心提煉·考向探究
1．反應(yīng)熱問題
蓋斯定律
宏觀角度
ΔH＝H1(生成物的總能量)－H2(反應(yīng)物的總能量)
活化能角度
微觀角度
ΔH＝E1(反應(yīng)物的鍵能總和)－E2(生成物的鍵能總和)
05
04
03
02
01
計算步驟
計算方法
ΔH＝E1(正反應(yīng)活化能)－E2(逆反應(yīng)活化能)
“一倒”：顛倒方程式，反應(yīng)熱數(shù)值不變，符號變
“二乘”：方程式和反應(yīng)熱同乘某化學(xué)計量數(shù)
“三加”：方程式和反應(yīng)熱同時相加減
“對比”：目標(biāo)和已知方程式對比調(diào)整化學(xué)計量數(shù)
“疊加”：根據(jù)目標(biāo)方程式進行加減
“計算”：反應(yīng)熱計算也疊加調(diào)整
核心提煉·考向探究
01
固體、純液體
03
恒容壓強
02
恒溫壓強
04
恒壓壓強
05
溫度、催化劑
①氣體反應(yīng)物壓強增大→濃度增大→速率加快。
②惰性氣體總壓強增大→各氣體物質(zhì)的量濃度不變→反應(yīng)速率不變。
充入惰性氣體→壓強不變→體積增大→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。
1.溫度：對任何反應(yīng)的速率都有影響
2.催化劑：同等程度改變正逆反應(yīng)速率
濃度視為常數(shù)，用量不改變速率，
但固體顆粒的大小決定反應(yīng)物接觸面積的大小，會影響化學(xué)反應(yīng)速率。
增大壓強→體積縮小→濃度增大→化學(xué)反應(yīng)速率加快。
2．化學(xué)反應(yīng)速率問題
核心提煉·考向探究
3．化學(xué)平衡問題
影響化學(xué)平衡的因素
濃度（c）
壓強（P）
溫度（T）
催化劑：同等程度改變v正、v逆，平衡不移動
增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度→
正移
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度→
逆移
反應(yīng)前后氣體體積改變→增大壓強→
反應(yīng)前后氣體體積改變→減小壓強→
反應(yīng)前后氣體體積不變→改變壓強→
平衡不移動
升高溫度→
向吸熱反應(yīng)方向移動
降低溫度→
向放熱反應(yīng)方向移動
表達(dá)式：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) K＝
cm(A)·cn(B)
cp(C)·cq(D)
指平衡狀態(tài)的濃度
平衡轉(zhuǎn)化率
α(A)＝（c0A-c平A）÷c0A×100%
向氣體分子總數(shù)減小的方向移動
向氣體分子總數(shù)增大的方向移動
表達(dá)式：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) Q＝
cm(A)·cn(B)
cp(C)·cq(D)
指任意時刻的濃度
化學(xué)平衡計算
核心提煉·考向探究
原電池：
負(fù)極：氧化反應(yīng)——電極材料溶解、質(zhì)量減輕；
正極：還原反應(yīng)——質(zhì)量不變或增重、有氣體產(chǎn)生。
電解池：
與電源負(fù)極連接：陰極材料：不反應(yīng)；
與電源正極連接：陽極(除惰性電極外)材料：氧化反應(yīng)，可能出現(xiàn)電極溶解、質(zhì)量減輕等現(xiàn)象。
Fe在原電池與電解池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)時失去2個電子生成Fe2＋
可充電電池：
放電反應(yīng)：原電池反應(yīng)——負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)
充電反應(yīng)：電解池反應(yīng)——陰極發(fā)生還原反應(yīng)。
電池類型
1
電極名稱
2
電極反應(yīng)
3
實際問題
4
4．原電池與電解池問題
真題研析·規(guī)律探尋
電離平衡、水解平衡和溶解平衡應(yīng)用中注意
書寫電離平衡、水解平衡、溶解平衡方程式時要用可逆號連接。
分析離子的存在形式時要考慮弱酸弱堿的電離和離子能否發(fā)生水解。
分析離子濃度大小時要考慮酸堿鹽對水電離的影響。
利用溶度積常數(shù)分析沉淀是否能完成轉(zhuǎn)化時，要考慮溶解平衡式中陰陽離子計量數(shù)與溶度積常數(shù)關(guān)系，溶度積大的其溶解度不一定大。
可逆號
1
水解
2
水電離
3
離子計量數(shù)
4
易錯提醒
1．(2024·浙江省衢州、麗水、湖州三地市教學(xué)質(zhì)量檢測)合成氨是人工固氮最重要的途徑。合成氨反應(yīng)為：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ·mol 1
請回答：
(1)該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是 。
(2)現(xiàn)代常用工藝條件以Fe作催化劑，一定壓強下，控制溫度500℃，反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài))
化學(xué)吸附： (速率慢)； (速率快)
表面反應(yīng)： ； ； (速率快)
脫附： (速率快)
關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的是___________。
A．控制溫度遠(yuǎn)高于室溫，是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率
B．原料氣須經(jīng)過凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生
C．不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進行同時提高正反應(yīng)速率
D．實際生產(chǎn)中，N2適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率同時有利于提高整體反應(yīng)速率
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
題型1　化工生產(chǎn)中條件選擇與控制
低溫
BD
(3)為降低合成氨的能耗，我國科學(xué)家提出使用M-LiH復(fù)合催化劑，催化效果如圖1所示。若一定壓強下，以相同的投料，500℃用Fe作催化劑和350℃用Fe-LiH作催化劑，氨氣的產(chǎn)率隨時間變化如圖2。請在圖2中畫出相同壓強下350℃用Cr-LiH作催化劑氨氣的產(chǎn)率隨時間變化的曲線 。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)壓強為20MPa下，以 、 (x代表物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))進料，反應(yīng)達(dá)平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果如下圖3中曲線b所示。
①若保持壓強不變，以 、 、 進料，則平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果是曲線 (填“a”或“c”)。判斷的依據(jù)是 。
②若保持壓強不變，當(dāng)平衡時 ，則該溫度下，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)平衡常數(shù)KP= (化為最簡式)。[對于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作KP，如 ，p為平衡總壓強，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
a
相同溫度下，恒壓充入稀有氣體反應(yīng)物分壓減小，平衡逆向移動
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
2．(2023·廣東省佛山市二模)工業(yè)利用N2、H2催化合成氨實現(xiàn)了人類“向空氣中要面包”的夢想。(1)原料氣(含N2、H2、CO)中的CO能被催化劑吸附，需經(jīng)過銅氨液處理除去，反應(yīng)為：[Cu(NH3)3]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ ΔH＜0。①除去原料氣中CO的理由是______________________。②為提高CO吸收率，應(yīng)選擇的條件為___________。A．高溫高壓 B．高溫低壓 C．低溫高壓 D．低溫低壓③[Cu(NH3)3CO]+中的配體為____________(2)研究發(fā)現(xiàn)鐵催化劑表面上合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，
其中吸附在鐵催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
①該反應(yīng)歷程中最大活化能對應(yīng)步驟的化學(xué)方程式為____________________。合成氨反應(yīng)： 的ΔH =___________ kJ·mol－1 (用圖中字母表示)。②鐵催化合成氨時N2與H2需吸附在催化劑表面活性位點進行反應(yīng)，由合成氨反應(yīng)的速率方程 (k為速率常數(shù))可知，c(NH3)越大，反應(yīng)速率越小。原因是___________。(3)反應(yīng)N2(g)+ 3H2(g) 2NH3 (g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可表達(dá)為： ，其中 為標(biāo)準(zhǔn)壓強(0.1MPa)，pNH3、pN2、pH2和分別為各組分的平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。若N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3，反應(yīng)在恒溫、恒壓(10MPa)下進行，平衡時N2轉(zhuǎn)化率為50%，則 _____________(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
防止催化劑中毒
C
NH3、CO
(a b)
NH3濃度較大時，占據(jù)催化劑表面更多活性位點，阻礙N2的吸附
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
3．(2023·廣西三模)氨是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要原料，研究氨的合成和轉(zhuǎn)化是一項重要的科研課題。回答下列問題：(1)已知：工業(yè)合成氨合成塔中每產(chǎn)生2molNH3，放出92.2kJ熱量，
則1molN-H鍵斷裂吸收的能量為___________kJ。(2)在密閉容器中合成氨氣，有利于加快反應(yīng)速率且能提高H2轉(zhuǎn)化率的措施是___________(填字母)A．升高反應(yīng)溫度 B．增大反應(yīng)的壓強C．及時移走生成的NH3 D．增加H2的物質(zhì)的量
391
B
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
3．(2023·廣西三模)氨是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要原料，研究氨的合成和轉(zhuǎn)化是一項重要的科研課題。回答下列問題：(3)將0.6molN2和0.8molH2充入恒容密閉容器中，在不同溫度下，平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化的曲線如圖。
甲、乙、丙中溫度從高到低的順序是___________。d點N2的轉(zhuǎn)化率是___________，d點Kp=___________(Kp是以平衡分壓表示的平衡常數(shù)，平衡分壓=平衡時各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)。
丙>乙>甲
33.3%
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
3．(2023·廣西三模)氨是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要原料，研究氨的合成和轉(zhuǎn)化是一項重要的科研課題。回答下列問題：(4)催化氧化法消除NO反應(yīng)原理為：6NO+4NH35N2+6H2O。不同溫度條件下，氨氣與一氧化氮的物質(zhì)的量之比為2：1時，得到NO脫除率曲線如圖甲所示。脫除NO的最佳溫度是___________。在溫度超過1000°C時NO脫除率驟然下降的原因可能是___________。
(5)研究發(fā)現(xiàn)NH3與NO的反應(yīng)歷程如圖乙所示。
下列說法正確的是___________(填字母)。A．該反應(yīng)歷程中形成了非極性鍵和極性鍵B．每生成2molN2，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為8NAC．Fe2+能降低總反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率D．該反應(yīng)歷程中存在：NO+Fe2+-NH2=Fe2++N2↑+H2O
900°C
催化劑中毒
AD
4．(2023·重慶市九龍坡區(qū)高三學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測二模)尿素CO(NH2)2是一種高效化肥，也是一種化工原料。
(1)尿素-SCR技術(shù)可用于汽車尾氣的處理，該過程中會生成NH3，反應(yīng)如下。
Ⅰ.CO(NH2)2(s) HNCO(g)＋NH3(g) ΔH＞0
Ⅱ. HNCO(g)＋H2O(g) NH3(g)＋CO2(g) ΔH ＜0
一定溫度下，向恒容容器中投入足量CO(NH2)2 (s)和一定量的H2O(g)，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得 、 。則 _______ mol·L-1 (用含p、q的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為_______( mol·L-1)2。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
p-2q
p (p-2q)
(2)工業(yè)上以CO2和NH3為原料合成尿素，圖1是反應(yīng)歷程及能量變化，歷程中的所有物質(zhì)均為氣態(tài)。
①該反應(yīng)歷程中，若ΔE2＝241.0kJ·mol 1，則ΔE1＝_______ kJ·mol 1。
②在T1℃和T2℃時(T1＜T2)，向恒容容器中投入等物質(zhì)的量的HNCO(g)和NH3(g)，發(fā)生以下反應(yīng)：HNCO(g)＋NH3(g) CO(NH2)2(g)。平衡時lgp(NH3)與lgp [CO(NH2)2]的關(guān)系如圖2所示，p為物質(zhì)的分壓強(單位為kPa)。
若 、 。T1℃時， _______kPa-1。若點A時繼續(xù)投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物，再次達(dá)到平衡時(溫度不變)，CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)_______(填“變大”“變小”或“不變”)。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
66.5
1000
變大
(3)某實驗小組用Zn –CO2水介質(zhì)電池電解含有尿素的堿性廢水，裝置如圖3(電極a為Zn，b、c、d均為惰性電極)。
裝置Ⅰ中雙極膜為陽離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成，與b極室相連的交換膜為_______離子交換膜(填“陰”或“陽”)，裝置Ⅱ陽極上的反應(yīng)式為_______。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
陽離子
CO(NH2)2+2H2O-6e-=N2+CO32-+8H+
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
題型2　設(shè)置情景制備新型工業(yè)材料
1．(2024·浙江省寧波市高三選考模擬考試)丙烯是一種重要的化工原料，其主要產(chǎn)品聚丙烯是生產(chǎn)口罩噴溶布的原料。鉻基催化劑下丙烷生產(chǎn)丙烯相關(guān)主要反應(yīng)有：Ⅰ．C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＝+124.14kJ·mol 1Ⅱ．C3H8(g) C2H4(g)＋CH4(g)Ⅲ．C3H8(g) 3(s)＋4H2(g)請回答：(1)已知鍵能： ， 。C=C的鍵能與C-C的鍵能相差約 kJ/mol。
266.66
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(2)600℃時，容器壓強恒為P，鉻基催化劑下兩個密閉容器中分別按下表投料發(fā)生反應(yīng)：
①容器B生成C3H6的反應(yīng)流程如下：下列有關(guān)說法正確的是 。A．原料氣中通入N2可提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率B．升高溫度，一定能提高的C3H6平衡產(chǎn)率C．過程1產(chǎn)生C3H6的量大于過程2和過程3產(chǎn)生的C3H6D．在鉻基催化劑中適當(dāng)加入CaO可促進過程2平衡正移而提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率②若容器A中只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為α，C3H6的選擇性(選擇性
)為w，計算反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp= 。(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
A
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
③按照容器A和容器B的氣體組分比，將兩組氣體按相同流速分別通過催化劑固定床反應(yīng)器，C3H8的轉(zhuǎn)化率和C3H6的選擇性隨時間變化如圖所示：
隨反應(yīng)進行，A組中C3H8轉(zhuǎn)化率明顯降低的可能原因是_________________________________________，B組中CO2的作用是___________________________________________________________________________________________ (用化學(xué)方程式和必要的文字說明)。(3)恒溫恒容的密閉容器中通入氣體分壓比為 的混合氣體， ，已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生反應(yīng)Ⅳ和反應(yīng)Ⅴ( ， 為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)且 )：反應(yīng)Ⅳ：C3H8(g)+ CO2(g)=C3H6(g)＋H2O(g)+ CO(g) 反應(yīng)Ⅴ：C3H8(g)+6CO2(g)=9CO(g)＋3H2O(g) 實驗測得丙烯的凈生成速率方程為 ，
請在下圖中畫出丙烯的物質(zhì)的量隨時間的變化趨勢 。
C3H8分解產(chǎn)生的C附著于催化劑表面，使催化劑失活，反應(yīng)速率迅速減小
(曲線起點為0，縱坐標(biāo)最大值不超過2且終點時為1)
CO2+C==2CO，消除催化劑上積碳，增加催化劑的穩(wěn)定性和壽命；CO2促進C3H8按過程2和3發(fā)生反應(yīng)，減少C3H8裂解副反應(yīng)，提高C3H6選擇性
△
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
2．(2024·黑龍江龍東五地市高三聯(lián)考)甲烷和乙烯是重要的氣體燃料和化工原料。回答下列問題：(1)甲烷化反應(yīng)即為氫氣和碳氧化物反應(yīng)生成甲烷，有利于實現(xiàn)碳循環(huán)利用。已知涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO(g)+3H2 (g) CH4 (g)+ H2O(g) ΔH1＝-206.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO (g)+ H2O(g) CO2(g)+H2 (g) ΔH2反應(yīng)Ⅲ：CO2(g)+4H2 (g) CH4 (g)+2 H2O(g) ΔH3＝-165 kJ·mol－1則ΔH2=_______________kJ·mol－1。(2)研究表明CO2(g)和CH4 (g)在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)制得合成氣CO2(g)+ CH4(g) 2CO(g)+2H2 (g) ΔH。在其他條件相同，不同催化劑(A、B)作用下，使原料CO2(g)和CH4 (g)反應(yīng)相同的時間，CO(g)的產(chǎn)率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示：
①在催化劑A．B作用下，它們正、逆反應(yīng)活化能差值分別用 和 表示，則 (填“>”“<”或“=”)。②y點對應(yīng)的逆反應(yīng)速率v(逆) z點對應(yīng)的正反應(yīng)速率v(正)(填“>”“<”或“=”)。
-41.2
=
<
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)西北工業(yè)大學(xué)的張健教授、德累斯頓工業(yè)大學(xué)的馮新亮院士等人報道了一種電催化半氫化策略，在室溫條件下，水溶液介質(zhì)中可選擇性地將C2H2還原為C2H4，其原理示意圖如下：
①陰極的電極反應(yīng)式為_______________________________________。②同溫同壓下，相同時間內(nèi)，若進口處氣體物質(zhì)的量為amol，出口處氣體的總體積為進口處的x倍，則C2H2轉(zhuǎn)化率為__________________。
C2H2+2H2O+2e- =C2H4+2OH-
(2x-2)×100%
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)利用多晶銅高效催化電解CO2制乙烯的原理如圖所示。因電解前后電解液濃度幾乎不變，故可實現(xiàn)CO2的連續(xù)轉(zhuǎn)化。
①電解過程中HCO3-向 (填“鉑”或“多晶銅”)電極方向移動。②多晶銅電極上的電極反應(yīng)式為__________________________________________。③理論上當(dāng)生產(chǎn)0.05mol乙烯時，鉑電極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)況下體積為 (不考慮氣體的溶解)。
鉑
14CO2+8H2O+12e- =C2H4+12HCO3-
16.8L
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
3．(2024·廣西部分高中高三一模)綠色能源是未來能源發(fā)展的方向，積極發(fā)展氫能，是實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要舉措，可以用以下方法制備氫氣。I．甲烷和水蒸氣催化制氫氣。主要反應(yīng)如下：i．CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ mol-1ii．CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ mol-1(1)反應(yīng)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H=__________kJ mol-1。(2)在容積不變的絕熱密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填標(biāo)號)。A．氣體混合物的密度不再變化 B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等C．CO的濃度保持不變 D．氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化E．體系的溫度不再發(fā)生變化
+247.4
CDE
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)恒定壓強為P0MPa時，將n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合氣體投入反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)i和ii，平衡時，各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
①圖中表示CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的變化曲線是__________(填字母)。②結(jié)合圖中數(shù)據(jù)，其他條件不變，若要H2的產(chǎn)量最大，最適宜的反應(yīng)溫度是__________(填標(biāo)號)。A．550~600℃ B．650~700℃ C．750~800℃在其他條件不變的情況下，向體系中加入CaO可明顯提高平衡體系中H2的含量，原因是_______________。③600℃時，反應(yīng)ii的平衡常數(shù)的計算式為Kp=_______________________(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。Ⅱ．電解法制氫氣。某科研小組設(shè)計如圖所示電解池，利用CO2和H2O在堿性電解液中制備水煤氣(H2、CO)，產(chǎn)物中H2和CO的物質(zhì)的量之比為1∶1。
n
B
CaO為堿性氧化物，能吸收酸性氧化物CO2，導(dǎo)致CO2濃度減小，促使反應(yīng)ii平衡正向移動，導(dǎo)致CO濃度減小，引起反應(yīng)i平衡也正向移動
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)電極B是 極，生成水煤氣的電極反應(yīng)式為_________________________________.
陽
CO2+2H2O+2e-=H2+CO+2OH-
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
4．(2023·云南省二模)CO2與氫氣在固載金屬催化劑上可發(fā)生以下反應(yīng)： 反應(yīng)i． CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH1反應(yīng)ii． CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2>0反應(yīng)iii．……可能的反應(yīng)機理如下(M為催化劑)； 回答下列問題：(1)反應(yīng)iii的化學(xué)方程式為___________________________________________。(2)已知下列幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓(在101kPa時，由最穩(wěn)定單質(zhì)合成1mol指定產(chǎn)物時所放出的熱量)：
依據(jù)以上信息，ΔH1=__________________。
CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+ H2O(g)
+31.21kJ·mol-1
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)在一定壓強下，按n(H2)：n(CO2)=1：1 投料，發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii (忽略反應(yīng)iii)， 反應(yīng)相同時間，CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH選擇性(甲酸選擇性= 隨溫度變化曲線如下圖所示。
①下列措施能提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是___________ ( 填標(biāo)號)。A．降低溫度 B．再充入Ar C．分離出HCOOH②673.15K，反應(yīng)后體系中H2的分壓為a MPa，則反應(yīng)i的壓力商計算式Qp=___________ MPa-1。③當(dāng)溫度高于673.15K，隨溫度升高，反應(yīng)i與反應(yīng)ii的反應(yīng)速率相比，增加更顯著的是反應(yīng)___________ (填“ i”或“ii”)，判斷的理由是___________________________________________________________________。
C
ii
隨溫度升高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率升高，但HCOOH的選擇性卻迅速下降
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)若在Bi或Bi/CeO2催化劑表面還原CO2生成HCOOH， 模擬經(jīng)歷兩種中間體的能量變化如圖所示。HCOOH的合成更傾向于通過生成___________中間體，且___________ (填 “Bi”或“Bi/CeO2”)的催化活性更優(yōu)異。
HCOO*
Bi/CeO2
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
5．(2023·廣東省茂名市二模)二氧化碳催化加氫直接合成二甲醚(DME)既可以實現(xiàn)碳減排又可以得到重要的有機原料，對于保證經(jīng)濟的高速發(fā)展和實現(xiàn)長期可持續(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的選擇性回答下列問題：(1) 2CO2(g)+3H2(g) CH3OH(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，下列說法正確的是___________。A．常溫下，反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ均能自發(fā)B．410K時，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)鍵是尋找對甲醇具有高選擇性的催化劑
2a+b
D
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)在3.0MPa下，研究人員在體積固定的容器中充入4molH2和1molCO2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n(H2O)=___________，計算反應(yīng)2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)在220℃下的平衡常數(shù)___________(寫出計算過程，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。③當(dāng)其他條件不變，壓強為4.0MPa、溫度為260℃時，圖中點___________(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)，機理如圖：
該機理表示的是反應(yīng)___________(填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)的反應(yīng)過程。寫出轉(zhuǎn)化③的反應(yīng)方程式_________________________________________________。
>
0.56mol
24.9
B
ⅰ
HCOO-+4H=H2O+CH3O-
6．(2023·吉林省長春市三模)環(huán)己烯是重要的有機化工原料，廣泛用于制備各種中間體，進而用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：
(1)已知：苯( )、環(huán)己烯( )和氫氣的燃燒熱(ΔH)分別為：-3265KJ/mol、-3747KJ/mol和-285.8KJ/mol。則反應(yīng)Ⅰ： ΔH=_______kJ·mol 1。
(2)某溫度下，將等物質(zhì)的量的苯蒸汽和H2加入剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成氣態(tài)環(huán)己烯，起始總壓為1MPa，平衡時總壓減小了40%，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______ (保留一位小數(shù))。達(dá)到平衡后，欲增加苯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有_______(填標(biāo)號)。
A．通入惰性氣體 B．再加入等物質(zhì)的量的苯蒸汽和H2
C．增加催化劑的用量 D．增加氫氣的濃度
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
-89.6
66.7
BD
(3)液相中水作為添加劑苯選擇性加氫制備環(huán)己烯(反應(yīng)Ⅰ)過程的示意圖如圖1，采用能夠吸附氫氣的含釘(Ru）催化劑，將氫氣以一定速率通入液態(tài)苯與水的混合體系中生成環(huán)己烯，環(huán)己烯會進一步加成生成副產(chǎn)物環(huán)己烷。(已知：苯和環(huán)己烯在水中的溶解度分別為:2.1g/L和0.22g/L)
①研究表明使用水作為添加劑時，催化劑表面會被一層水吸附層覆蓋，使得環(huán)己烯的選擇性明顯提高，原因是_______________________________________________________________。
②反應(yīng)溫度與苯加氫反應(yīng)速率的關(guān)系如圖2所示，溫度高于60℃時，苯加氫速率降低的原因可能是__________________________________________________________________________。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
環(huán)己烯在水中的溶解度相對較小，促使環(huán)己烯及時從催化劑表面脫附，降低了生成環(huán)己烷的速率，提高環(huán)己烯的選擇性
反應(yīng)溫度過高，氫氣溶解度減小，降低苯加氫的反應(yīng)速度；反應(yīng)溫度過高使催化劑失活
(4)環(huán)氧環(huán)己烷( )是有機合成的重要中間體，有著廣泛的應(yīng)用。以環(huán)己烯和溴化鈉為原料，采用間接電解法是制備環(huán)氧環(huán)己烷的常用方法，其過程如下圖：
①采用無隔膜法電解NaBr溶液，陽極電極反應(yīng)方程式為__________________________。
②從踐行綠色發(fā)展理念，保護生態(tài)環(huán)境的角度分析，采用該方法制備環(huán)氧環(huán)己烷的優(yōu)點是___________________________________________________________。
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
Br-+3H2O -6e- =BrO3-+6H+
NaBr溶液可以循環(huán)利用，提高了溴原子利用率，減少排放
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
題型3　運用化學(xué)反應(yīng)原理環(huán)境保護
1．(2024·湖北鄂東南省級示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟高三聯(lián)考)空氣中CO2含量的控制和CO2資源利用具有重要意義。(1)已知25℃、101kPa下，在合成塔中，可通過二氧化碳和氫氣合成甲醇，后續(xù)可制備甲酸。某反應(yīng)體系中發(fā)生反應(yīng)如下：Ⅰ．CO2(g)+H2 (g) CO (g)+ H2O(g) ΔH1＝+41.2 kJ·mol－1Ⅱ．CO2(g)+3H2 (g) CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH2＝-49 kJ·mol－1Ⅲ．CO2(g)+4H2 (g) CH4 (g)+2 H2O(g) ΔH3＝-165 kJ·mol－1①幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示，則a= 。
②反應(yīng)Ⅰ的速率方程為 ，其中x表示相應(yīng)氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，Kp為平衡常數(shù)(用平衡分壓代替平衡濃度計算)，k為反應(yīng)的速率常數(shù)。已知平衡后 ，此時反應(yīng)Ⅰ的速率v= (用含k的代數(shù)式表示)。
436
0.09k
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(2)向剛性密閉容器中通入一定量CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，溫度對CO和CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)影響如圖所示。
圖中表示CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的為______(填“m”或“n”)；為提高CH3OH的選擇性，可采取的措施有__________________________(寫出1條即可)。
n
加壓、降溫
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉(zhuǎn)化為有機物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如圖所示。
其中，Qx=nF，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。①當(dāng)電解電壓為U1V時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的FE%為0，陰極主要還原產(chǎn)物為________(填化學(xué)式)。②當(dāng)電解電壓為U2V時，陰極由CO2生成HCOO-的電極反應(yīng)式為__________________________________。③當(dāng)電解電壓為U3V時，電解生成的C2H4和HCOO-的物質(zhì)的量之比為_________________。
H2
CO2+H2O+2e- =HCOO-+OH-
1∶2
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
2．(2023·廣東省高三模擬)綠水青山就是金山銀山。燃燒煤的煙氣含有SO2和NOx，直接排放會造成環(huán)境污染，排放前需要進行處理。試回答下列問題：(1)某實驗小組設(shè)想利用CO還原SO2。已知S和CO的燃燒熱分別是296.0kJ·mol-l、283.0kJ·mol-l，試寫出CO還原SO2生成CO2和S(s)的熱化學(xué)方程式____________________________________________________。(2)采用Na2SO3溶液吸收法處理SO2，25℃時用1mol·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2，當(dāng)溶液pH=7時，溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為________________________________________________。(已知25℃時：H2SO3的電離常數(shù)Kal=l.3×l0-2，Ka2=6.2×l0-8)
(3)采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。在脫硫、脫硝過程中，反應(yīng)器中一直維持下列條件：溫度為298K，pH=12，NaClO2溶液濃度為5×l0-3mol·L-1。通入含有SO2和NO的煙氣，則反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。
2CO(g)＋SO2(g)=2CO2(g)＋S(s) ΔH=-270kJ·mol-1
c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)=c(OH-)
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
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脫硝主要反應(yīng)的平衡表達(dá)式為： ，其中pe(NO)為平衡分壓。結(jié)合題目信息，計算298K時脫硫過程主要反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)：K=_________________________(只列算式代入數(shù)據(jù)，不作運算)(4)如果采用Ca(ClO2)2替代NaClO2，能得到更好的煙氣脫硫效果，其原因是_____________________。
2OH-+ClO-+SO2 SO42-+Cl-+H2O，Ca2+與SO42-形成CaSO4沉淀，反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動，SO2轉(zhuǎn)化率提高
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
3．(2023·安徽省高三質(zhì)量檢測)SO2是形成酸雨的主要氣體，減少SO2的排放和研究SO2綜合利用意義重大。回答下列問題：(1)已知25℃時：xSO2(g)+2xCO(g) 2xCO2(g)+Sx(s) ΔH=a kJ·mol-1；2xCOS(g)+xSO2(g) 2xCO2(g)+3Sx(s) ΔH=bkJ·mol-1。則25℃時，CO與Sx(s)反應(yīng)生成COS(g)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________。(2)焦炭催化還原SO2既可削除SO2，同時還可得到硫(S2)，化學(xué)方程式為2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定壓強下，向1L密閉容器中充入足量的焦炭和1molSO2發(fā)生反應(yīng)，測得SO2(g)的生成速率與S2(g)的生成速率隨溫度(T)變化的關(guān)系如圖1所示。圖中A、B、C、D四點中，處于平衡狀態(tài)的是_______點。
xCO(g)+Sx (s) xCOS(g) ΔH= kJ·mol-1
2
a-b
C
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)某科研小組研究臭氧氧化脫除SO2和NO的工藝，反應(yīng)原理及反應(yīng)熱活化能數(shù)據(jù)如下：反應(yīng)Ⅰ：NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1，E1=3.2kJ·mol-1；反應(yīng)Ⅱ：SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) ΔH2=-241.6kJ·mol-1，E2=58kJ·mol-1；已知該體系中臭氧還發(fā)生分解反應(yīng)：2O3(g) 3O2(g)。保持其他條件不變，每次向容積為2L的反應(yīng)器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模擬煙氣和4.0molO3，改變溫度，反應(yīng)相同時間t0min后，體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖2所示：
①Q(mào)點時反應(yīng)開始至t0min內(nèi)v(SO2)=_____________________。②由圖可知相同溫度下(溫度小于300℃)NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2，其原因可能是__________________________。③若反應(yīng)達(dá)到平衡后，縮小容器的體積，則NO和SO2轉(zhuǎn)化率_______(填“增大”“減少”或“不變”)。④假設(shè)100℃時，P、Q均為平衡點，此時發(fā)生分解反應(yīng)的O3占充入O3總量的10%，體系中O3的物質(zhì)的量是_______mol，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kc=_______。
mol·L-1·min-1
t0
0.3
反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ ，相同條件下反應(yīng)更快
增大
1.4
8
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)在一定條件下，CO可以去除煙氣中的SO2，其反應(yīng)原理為2CO+SO2=2CO2+S。其他條件相同，以γ-Al2O3(一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，具有良好的吸附性能)作為催化劑，研究表明，γ-Al2O3在240℃以上發(fā)揮催化作用。反應(yīng)相同的時間，SO2的去除率隨反應(yīng)溫度的變化如圖3所示。240℃以后，隨著溫度的升高，SO2去除率迅速增大的主要原因是_________________________________________________。
溫度升高，催化劑活性增強，反應(yīng)速率加快
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
4．(2023·廣東省梅州市二模)除去廢水中Cr(Ⅵ)的方法有多種。請按要求回答下列問題。(1)室溫下，含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡：H2CrO4(aq) H+(aq)+ HCrO4-(aq) ΔH1HCrO4-(aq) H+(aq)+ CrO42-(aq) ΔH22HCrO4-(aq) Cr2O72-(aq)＋H2O(l) ΔH3①室溫下，反應(yīng)2H+(aq)+ 2CrO42-(aq) Cr2O72-(aq)＋H2O(l)的ΔH=_________________(用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代數(shù)式表示)。②室溫下，初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)隨c(H+)的變化如圖所示。
根據(jù)A點數(shù)據(jù)計算反應(yīng)2CrO42-+2H+ Cr2O72-＋H2O
的K=_________，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是_________。A．加水稀釋，平衡右移，K值增大B．若達(dá)到A點的時間為5s，則C．若升高溫度，溶液中CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH＞0
ΔH3 -2ΔH2
1.0×1014
AC
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(2) NaHSO3與熟石灰除Cr(VI)法：向酸性廢水中加入NaHSO3，再加入熟石灰，使Cr3+沉淀。①實驗中的NaHCO3作用是____________________________________。②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形態(tài)分布如圖所示。當(dāng)pH>12時，Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用離子方程式表示為____________________________。
將Cr(Ⅵ)還原為Cr(III)
Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(3)微生物法：①用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水時，Cr(Ⅵ)去除率隨溫度的變化如圖所示。55℃時，Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是_____________________________________________________。
②水體中，F(xiàn)e合金在SRB存在條件下腐蝕的機理如圖所示。Fe腐蝕后生成FeS的過程可描述為：Fe失去電子轉(zhuǎn)化為Fe2+，H2O得到電子轉(zhuǎn)化為H，__________________________________________________。
55℃時，硫酸鹽還原菌發(fā)生變性，幾乎失去活性
SO42-被H還原為S2-，S2-與Fe2+結(jié)合為FeS
題型特訓(xùn)·命題預(yù)測
(4)可用電解法將廢水中鉻酸鉀溶液制成重鉻酸鉀，其工作原理如圖所示：
①該制備過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。②電解一段時間后，陽極區(qū)溶液中K+的物質(zhì)的量由amol變成bmol，則生成的重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為___________mol。
4K2CrO4+4H2O==2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH
電解
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