2019版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二篇 理綜化學(xué)填空題突破 第9題 以速率、平衡為中心的原理綜合題學(xué)案.doc

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第9題　以速率、平衡為中心的原理綜合題 復(fù)習(xí)建議：4課時(shí)(題型突破2課時(shí)　習(xí)題2課時(shí)) 1．(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，28)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題： (1)1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為________。 (2)F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 ℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)： 2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)  2N2O4(g) 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示(t＝∞時(shí)，N2O5(g)完全分解)： t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJmol－1 2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJmol－1 則反應(yīng)N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJmol－1。 ②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v＝210－3pN2O5(kPamin－1)。t＝62 min時(shí)，測(cè)得體系中pO2＝2.9 kPa，則此時(shí)的pN2O5＝________kPa，v＝________kPamin－1。 ③若提高反應(yīng)溫度至35 ℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是________________________________________________________________________。 ④25 ℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。 (3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程： 第一步　N2O5NO2＋NO3　　　　　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反應(yīng) 第三步　NO＋NO3―→2NO2 快反應(yīng) 其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。 A．v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng)) B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D．第三步反應(yīng)活化能較高 解析　(1)氯氣與硝酸銀反應(yīng)生成N2O5，氯氣作氧化劑，還原產(chǎn)物為氯化銀，又硝酸銀中氮元素、銀元素已經(jīng)是最高化合價(jià)，則只能是氧元素化合價(jià)升高，所以氣體氧化產(chǎn)物為O2。(2)①將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為a、b，根據(jù)蓋斯定律，由a－b得N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＝kJmol－1＝＋53.1 kJmol－1。②t＝62 min時(shí)，體系中pO2＝2.9 kPa，根據(jù)三段式法得 則62 min時(shí)pN2O5＝30.0 kPa，v＝210－330.0 kPamin－1＝6.010－2kPamin－1。③剛性反應(yīng)容器的體積不變，25 ℃ N2O5(g)完全分解時(shí)體系的總壓強(qiáng)為63.1 kPa，升高溫度，從兩個(gè)方面分析：一方面是體積不變，升高溫度，體系總壓強(qiáng)增大；另一方面，2NO2N2O4的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫，平衡向生成NO2的方向移動(dòng)，氣體物質(zhì)的量增大，故體系總壓強(qiáng)增大。④N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始pN2O5＝35.8 kPa，其完全分解時(shí)pN2O4＝35.8 kPa，pO2＝17.9 kPa，設(shè)25 ℃平衡時(shí)N2O4轉(zhuǎn)化了x，則 35．8 kPa－x＋2x＋17.9 kPa＝63.1 kPa，解得x＝9.4 kPa。平衡時(shí)，pN2O4＝26.4 kPa，pNO2＝18.8 kPa，K＝＝ kPa＝13.4 kPa。(3)快速平衡，說(shuō)明第一步反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率都較大，則第一步反應(yīng)的逆反應(yīng)速率大于第二步反應(yīng)的速率，A項(xiàng)正確；反應(yīng)的中間產(chǎn)物除NO3外還有NO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；有效碰撞才能發(fā)生反應(yīng)，第二步反應(yīng)慢，說(shuō)明部分碰撞有效，C項(xiàng)正確；第三步反應(yīng)快，說(shuō)明反應(yīng)活化能較低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　(1)O2 (2)①53.1?、?0.0　6.010－2　③大于　溫度升高，體積不變，總壓強(qiáng)增大；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)增大　④13.4 (3)AC 2．(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，27)CH4CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)CH4CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJmol－1 該催化重整反應(yīng)的ΔH＝________kJmol－1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________(填標(biāo)號(hào))。 A．高溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫高壓 D．低溫低壓 某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為________ mol2L－2。 (2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表： 積碳反應(yīng) CH4(g)=== C(s)＋2H2(g) 消碳反應(yīng) CO2(g)＋C(s) ===2CO(g) ΔH/(kJmol－1) 75 172 活化能(kJmol－1) 催化劑X 33 91 催化劑Y 43 72 ①由上表判斷，催化劑X________Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是____________________________________________________________。 在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示，升高溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。 A．K積、K消均增加 B．v積減小、v消增加 C．K積減小、K消增加 D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大 ②在一定溫度下，測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v＝kp(CH4)[p(CO2)]－0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí)，不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)開________________________________________________。 解析　(1)將已知中3個(gè)反應(yīng)依次記為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律③2－①－②得該催化重整反應(yīng)的ΔH＝[(－111)2＋75＋394]kJmol－1＝＋247 kJmol－1。由于該反應(yīng)為吸熱且氣體體積增大的反應(yīng)，要提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，需在高溫低壓下進(jìn)行。根據(jù)平衡時(shí)消耗的CO2為1 mol50%＝0.5 mol，則消耗的CH4為0.5 mol，生成的CO和H2均為1 mol，根據(jù)三段式法可知平衡時(shí)CH4、CO2、CO和H2的平衡濃度分別為0.75 molL－1、0.25 molL－1、0.5 molL－1、0.5 molL－1，則平衡常數(shù)K＝＝ mol2L－2。(2)①?gòu)谋砀裰袛?shù)據(jù)可看出相對(duì)于催化劑X，用催化劑Y催化時(shí)積碳反應(yīng)的活化能大，則積碳反應(yīng)的反應(yīng)速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，則消碳反應(yīng)的反應(yīng)速率大，再根據(jù)題干信息“反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低”可知催化劑X劣于催化劑Y。兩個(gè)反應(yīng)均吸熱，故隨溫度升高，K積和K消均增加，且消碳反應(yīng)速率增加的倍數(shù)比積碳反應(yīng)的大，故A、D正確。②由該圖像可知在反應(yīng)時(shí)間和p(CH4)相同時(shí)，圖象中速率關(guān)系va>vb>vc，結(jié)合沉積碳的生成速率方程v＝kp(CH4)[p(CO2)]－0.5，在p(CH4)相同時(shí)，隨著p(CO2)增大，反應(yīng)速率逐漸減慢，即可判斷：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。 答案　(1)247　A　 (2)①劣于　相對(duì)于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率?。欢挤磻?yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大　AD　②pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2) 3．(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，28)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透明液體，遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。 (2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)： 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH＝48 kJmol－1 3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH＝－30 kJmol－1 則反應(yīng)4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH為________kJmol－1。 (3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。 ①343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343 K＝________(保留2位小數(shù))。 ②在343 K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有______________________。 ③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的＝________(保留1位小數(shù))。 解析　(1)SiHCl3遇潮氣發(fā)生反應(yīng)生成(HSiO)2O和HCl，即2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。(2)將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①3＋②，可得：4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)　ΔH＝348 kJmol－1－30 kJmol－1＝114 kJmol－1。(3)①溫度越高，反應(yīng)越先達(dá)到平衡，根據(jù)圖示，左側(cè)曲線對(duì)應(yīng)的溫度為343 K，343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)開始時(shí)加入SiHCl3的濃度為a molL－1，根據(jù)化學(xué)方程式和SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率知，達(dá)平衡時(shí)，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的濃度分別為0.78a molL－1、0.11a molL－1、0.11a molL－1，化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝0.02。②根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理并結(jié)合該反應(yīng)特點(diǎn)，及時(shí)分離出生成物可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率?？s短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，實(shí)質(zhì)就是提高反應(yīng)速率，可采用加壓的方式或選擇更為高效的催化劑。③溫度越高，反應(yīng)速率越大，a點(diǎn)所在曲線對(duì)應(yīng)的溫度高于b點(diǎn)所在曲線對(duì)應(yīng)的溫度，所以a點(diǎn)反應(yīng)速率大于b點(diǎn)反應(yīng)速率。a點(diǎn)所在曲線達(dá)到平衡時(shí)，v正＝v逆，即k正x2SiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，從題圖上可知a點(diǎn)所在曲線平衡時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%，設(shè)投入SiHCl3 y mol，則根據(jù)三段式法得 代入k正x2SiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4得，k正0.782＝k逆0.112，則＝?、? 在a處SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為20%，根據(jù)三段式法得 則＝＝，將①代入計(jì)算得出v正/v逆＝1.3。 答案　(1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl (2)114 (3)①22　0.02 ②及時(shí)移去產(chǎn)物　改良催化劑；提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度) ③大于　1.3 4．(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，28)近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問(wèn)題： (1)下列事實(shí)中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是________(填標(biāo)號(hào))。 A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以 B．氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸 C．0.10 molL－1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1 D．氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸 (2)下圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。 通過(guò)計(jì)算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_____________________________________________________________、 _________________________________________________________， 制得等量H2所需能量較少的是________。 (3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g) ＋H2O(g)。在610 K時(shí)，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。 ①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。 ②在620 K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2________α1，該反應(yīng)的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”) ③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號(hào)) A．H2S B．CO2 C．COS D．N2 解析　(1)H2SO3能和NaHCO3反應(yīng)放出CO2，說(shuō)明酸性：H2SO3>H2CO3，而H2S不能和NaHCO3反應(yīng)，說(shuō)明酸性：H2S　>?、跙 5．(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，27)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍(lán)紫色)、[Cr(OH)4]－(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問(wèn)題： (1)Cr3＋與Al3＋的化學(xué)性質(zhì)相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過(guò)量，可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________ _____________________________________________________________。 (2)CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H＋)的變化如圖所示。 ①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)_________________________ ____________________________________________________。 ②由圖可知，溶液酸性增大，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率______(填“增大”、“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。 ③升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl－，利用Ag＋與CrO生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl－恰好完全沉淀(濃度等于1.010－5 molL－1)時(shí)，溶液中c(Ag＋)為________molL－1，此時(shí)溶液中c(CrO)等于________molL－1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.010－12和2.010－10)。 (4)＋6價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3＋，該反應(yīng)的離子方程式為__________________________________ _______________________________________________________。 解析　(1)由于Cr3＋與Al3＋的化學(xué)性質(zhì)相似，所以Cr(OH)3也具有兩性，根據(jù)題目信息，則可知在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成灰藍(lán)色沉淀Cr(OH)3，并逐漸增多，隨著滴加NaOH溶液的過(guò)量，灰藍(lán)色沉淀Cr(OH)3逐漸溶解并生成綠色[Cr(OH)4]－溶液。 (2)由圖可知，隨著溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐漸增大，說(shuō)明CrO逐漸轉(zhuǎn)化為Cr2O，則CrO的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其反應(yīng)的離子方程式為：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；由圖中A點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知：c(Cr2O)＝0.25 molL－1、c(H＋)＝1.010－7 molL－1，則進(jìn)一步可知c(CrO)＝1.0 molL－1－20.25 molL－1＝0.5 molL－1，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.01014；升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即該反應(yīng)的ΔH小于0。 (3)根據(jù)Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)c(Cl－)＝2.010－10，可計(jì)算出當(dāng)溶液中Cl－恰好完全沉淀(即濃度等于1.010－5 molL－1)時(shí)，溶液中c(Ag＋)＝2.010－5 molL－1，然后再根據(jù)Ksp(Ag2 CrO4)＝c2(Ag＋)c(CrO)＝2.010－12，又可計(jì)算出此時(shí)溶液中c(CrO)＝510－3 molL－1。 (4)根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3＋反應(yīng)的離子方程式：Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。 答案　(1)藍(lán)紫色溶液變淺，同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成，最后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液 (2)①2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O?、谠龃蟆?.01014?、坌∮? (3)2.010－5　510－3 (4)Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O 命題調(diào)研(2014～2018五年大數(shù)據(jù)) 命題角度 設(shè)空方向 頻數(shù) 難度 1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化 反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的書寫 12 0.42 化學(xué)反應(yīng)與鍵能 3 0.40 電化學(xué)(以書寫電極反應(yīng)式為主) 1 0.38 2.化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 4 0.44 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 8 0.46 化學(xué)反應(yīng)速率變化圖像分析 10 0.42 3.化學(xué)平衡 平衡狀態(tài)判斷及化學(xué)平衡圖像分析 12 0.41 化學(xué)平衡影響因素分析 8 0.48 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 7 0.46 化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及其計(jì)算 13 0.40 4.電解質(zhì)溶液 電離平衡、水解平衡、溶解平衡的理解 1 0.45 Ka (Kb)及Ksp的理解與計(jì)算 2 0.39 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題，是高考的固定題型，通常以速率、平衡知識(shí)為中心，還常涉及到化學(xué)反應(yīng)與能量變化及電解質(zhì)溶液等內(nèi)容。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)與能量變化的考查，一方面涉及到氧化還原反應(yīng)分析及電化學(xué)電極書寫，但最為常見(jiàn)的題型還是蓋斯定律的應(yīng)用，根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求熱化學(xué)方程式或直接計(jì)算其反應(yīng)熱，難度不大，是高考熱點(diǎn)；對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的考查主要有以下方面：化學(xué)反應(yīng)速率的定量計(jì)算、外界條件對(duì)速率、平衡的影響、新情境下平衡狀態(tài)的判定、平衡常數(shù)的表達(dá)式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、以及其速率平衡圖像、數(shù)據(jù)表格分析等。預(yù)計(jì)在2019年的高考中，化學(xué)反應(yīng)原理的綜合仍會(huì)以創(chuàng)新考查為主，特別是在情境、取材上創(chuàng)新，在圖像上創(chuàng)新，同時(shí)聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際考查學(xué)生選擇溫度、壓強(qiáng)、酸堿性環(huán)境等適宜的反應(yīng)條件，體現(xiàn)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力，另外化學(xué)平衡常數(shù)的多種表達(dá)形式，通過(guò)圖像信息獲取解題數(shù)據(jù)，完成平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一，應(yīng)給予關(guān)注！ 1．計(jì)算反應(yīng)熱 解題模板 [示例1] 甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列問(wèn)題： 已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 H—H C—O C≡O(shè) H—O C—H E/(kJmol－1) 436 343 1 076 465 413 由此計(jì)算ΔH1＝________ kJmol－1； 已知ΔH2＝－58 kJmol－1，則ΔH3＝________ kJmol－1。 [模型應(yīng)用] 答案?。?9?。?1 [示例2]　工業(yè)生產(chǎn)中可用苯乙烷生產(chǎn)苯乙烯 已知： ΔH1＝＋117.6 kJmol－1 H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJmol－1 則 (g)＋CO2(g) (g)＋CO(g)＋H2O(g)的ΔH為________。 答案?。?58.8 kJmol－1(將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①＋②可得) 2．利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式 [解題模板] 應(yīng)對(duì)霧霾污染、改善空氣質(zhì)量需要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能源。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。 已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋93.0 kJmol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1 ③CH3OH(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－38.19 kJmol－1 則表示CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________________________ _________________________________________________________ _____________________________________________________。 [示例3]　[2017江蘇化學(xué)，26(1)]TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=== TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋175.4 kJmol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220.9 kJmol－1 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 答案　TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝－45.5 kJ/mol 說(shuō)明：對(duì)于平衡狀態(tài)的判斷，不斷出現(xiàn)新的判斷形式，如絕熱過(guò)程中的熱量變化，化學(xué)平衡常數(shù)，有關(guān)圖像等，判斷時(shí)緊緊抓住反應(yīng)過(guò)程中對(duì)應(yīng)物理量是否變化，如果在反應(yīng)過(guò)程中在變，達(dá)到平衡時(shí)不變，則能說(shuō)明。 [示例4] 汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填編號(hào))。 答案?、冖堍? 分析：在研究平衡移動(dòng)時(shí)，常用構(gòu)造模型的方法，比如在一定溫度下，2 mol SO2和1 mol O2在容器甲中建立的平衡體系中，再加入2 mol SO2和1 mol O2的混合氣體，你可以在另一個(gè)相同體積的容器乙中先建立平衡如圖，此時(shí)這兩個(gè)平衡體系完全一致，此時(shí)如果把甲、乙之間的隔板抽去，各物質(zhì)的量增倍，百分含量不變，然后再把它壓成此時(shí)體積的，壓強(qiáng)增大，平衡右移，所以通過(guò)這樣的虛擬過(guò)程，可以看出，在體積不變時(shí)，成比例加入反應(yīng)物相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 [示例5]　在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1] 容器 甲 乙 丙 反應(yīng)物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3 c1 c2 c3 體系壓強(qiáng)(Pa) p1 p2 p3 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α1 α2 α3 判斷：2c1________c3　2p2________p3　α1＋α3________1(填“>” “＜” “＝”) 答案?。肌?>　＜ 1．根據(jù)圖像選擇合適條件 [示例6]　氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。 下圖為合成塔中不同氨碳比a[]和水碳比b[]時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率(α)。b宜控制在________(填字母)范圍內(nèi)。 A．0.6～0.7 B．1～1.1 C．1.5～1.6 a宜控制在4.0左右，理由是___________________________ _________________________________________________。 [圖像分析]　控制變量，作垂直于橫軸的一條直線交三條曲線于三點(diǎn)，轉(zhuǎn)化率越高越好，所以選擇A。選擇最佳氨碳比，可看最上面曲線的走勢(shì)，整體增加，曲線先陡后平(略上升)，依然選擇拐點(diǎn)，當(dāng)氨碳比大于4.0時(shí)，增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比太小，CO2轉(zhuǎn)化率低。 答案　A　氨碳比等于4，CO2轉(zhuǎn)化率較高　當(dāng)氨碳比大于4.0時(shí)，增大NH3的量CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比小于4.0時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率低。 2.根據(jù)圖像解釋產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因 [示例7]　以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250～300 ℃時(shí)，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是：___________ ________________________________________________。 [圖像分析]　兩根曲線注意看清每個(gè)曲線對(duì)應(yīng)的條件，分析兩個(gè)量之間內(nèi)在的聯(lián)系。這里涉及影響反應(yīng)速率的兩個(gè)因素：催化劑和溫度，弄清影響因素即可。所以，250～300 ℃時(shí)，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過(guò)250 ℃時(shí)，催化劑的催化效率降低。 答案　溫度超過(guò)250 ℃時(shí)，催化劑的催化效率降低 3．根據(jù)圖像推斷ΔH變化 [示例8]　為了減少空氣中的CO2，目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH4)2CO3，反應(yīng)為(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)===2NH4HCO3(aq)　ΔH。為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?，在t時(shí)刻，測(cè)得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度，其關(guān)系如圖，則ΔH________(填“>”、“＝”或“<”)0。 [圖像分析]　根據(jù)可逆反應(yīng)的特征，準(zhǔn)確確定平衡點(diǎn)。溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間越短，在相等時(shí)間內(nèi)，CO2濃度最低的點(diǎn)應(yīng)該是平衡點(diǎn)。T3往后，溫度升高，CO2濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱。 答案　< 1．化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 (1)不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式。如： CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2) Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝ 但在非水溶液中，若有水參加或生成，則此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù)，應(yīng)寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。如： C2H5OH＋CH3COOHCH3COOC2H5＋H2O K＝ C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝ (2)同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式寫法不同，其平衡常數(shù)表達(dá)式及數(shù)值亦不同。如： N2O4(g)2NO2(g)　K＝ N2O4(g)NO2(g)　K′＝＝ (3)有氣體參與的反應(yīng)，用平衡分壓(總壓乘以各自的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))表示平衡常數(shù)。 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若達(dá)到平衡時(shí)，n(A)＝n1、 n(C)＝n2密閉體系的壓強(qiáng)為p，則K＝＝。 2．悟透化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計(jì)算題解題模式 根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行(或移動(dòng))的方向，設(shè)定某反應(yīng)物消耗的量，然后列式求解。 例：　　　mA?。B　　pC　＋　qD 起始量： a b 0 0 變化量： mx nx px qx 平衡量： a－mx b－nx px qx 注意：①變化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例； ②這里a、b可指：物質(zhì)的量、濃度、體積等； ③弄清起始濃度、平衡濃度、平衡轉(zhuǎn)化率三者之間的互換關(guān)系； ④在使用平衡常數(shù)時(shí)，要注意反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)。 [示例9]　順1，2二甲基環(huán)丙烷和反1，2二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： 該反應(yīng)的速率方程可表示為：v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 答案　3　小于 1．題型特點(diǎn) 此類試題以元素及化合物、化學(xué)平衡知識(shí)為主題，借助圖像、圖表的手段考查相關(guān)聯(lián)的知識(shí)。主要考查點(diǎn)： (1)反應(yīng)現(xiàn)象的描述。 (2)氧化還原反應(yīng)、原電池與電解池、陌生離子方程式的書寫。 (3)化學(xué)鍵與反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算、信息條件下速率計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算、Ksp的計(jì)算。 (4)平衡的影響因素、平衡移動(dòng)與圖像及相關(guān)原因的分析。 2．解題思路：四步突破物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)平衡綜合題 　 分析： 2016課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ27題(題目見(jiàn)“考情解碼”第5題)就是借助元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍(lán)紫色)、[Cr(OH)4]－(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在， 根據(jù)Cr3＋與Al3＋的化學(xué)性質(zhì)相似， 寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)，進(jìn)一步根據(jù)圖像考查化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率。 [典例演示1] (2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題： (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下： ①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJmol－1 ③H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJmol－1 反應(yīng)①的ΔH1為________ kJmol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。 A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是___________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 ℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是______________________________________________________________、 ______________________________________________________________； 590 ℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是____________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol＋242 kJ/mol＝＋123 kJ/mol。由a圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1 MPa變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)更小，x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤，D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過(guò)量的H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590 ℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過(guò)590 ℃時(shí)，由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)①的丁烷也就相應(yīng)減少。 答案　(1)＋123　小于　AD (2)原料中過(guò)量H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 (3)590 ℃前升高溫度，反應(yīng)①平衡正向移動(dòng)　升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多　高于590 ℃時(shí)則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 [題型訓(xùn)練1] (2018天津理綜，10)CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH＝13，CO2主要轉(zhuǎn)化為________(寫離子符號(hào))；若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，溶液pH＝________。(室溫下，H2CO3的K1＝410－7；K2＝510－11) (2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣： CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 C—H C===O H—H CO(CO) 鍵能/kJmol－1 413 745 436 1 075 則該反應(yīng)的ΔH＝________。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是________(填“A”或“B”)。 ②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 ℃的原因是_________________________________________________________。 (3)O2輔助的AlCO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 電池的負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________。 電池的正極反應(yīng)式：6O2＋6e－===6O 6CO2＋6O===3C2O＋6O2 反應(yīng)過(guò)程中O2的作用是_____________________________________。 該電池的總反應(yīng)式：___________________________________________。 解析　(1)若所得溶液的pH＝13，溶液呈強(qiáng)堿性，則CO2主要轉(zhuǎn)化為CO。若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，根據(jù)K2＝，則c(H＋)＝K2＝510－112 molL－1＝10－10 molL－1，pH＝－lg 10－10＝10。(2)①根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，該反應(yīng)的ΔH＝(4134＋7452)kJmol－1－(1 0752＋4362)kJmol－1＝＋120 kJmol－1。該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，恒容時(shí)達(dá)到的平衡相當(dāng)于恒壓條件下達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，加壓平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故恒容時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量比恒壓時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量少。②根據(jù)題圖1知，900 ℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但升高溫度，能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。(3)該電池中Al作負(fù)極，電解質(zhì)為含AlCl3的離子液體，故負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋。正極為多孔碳電極，根據(jù)正極反應(yīng)式，得正極總反應(yīng)為6CO2＋6e－===3C2O，O2不參與正極的總反應(yīng)，故O2為催化劑。將負(fù)極反應(yīng)式：2Al－6e－===2Al3＋和正極反應(yīng)式：6CO2＋6e－===3C2O相加，可得該電池的總反應(yīng)式為2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。 答案　(1)CO　10 (2)①＋120 kJmol－1　B ②900 ℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低 (3)Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)　催化劑 2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3 [題型訓(xùn)練2] NO2與SO2能發(fā)生反應(yīng)：NO2＋SO2SO3＋NO，某研究小組對(duì)此進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。 (1)硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問(wèn)題是____________________________ _________________________________________________。 (2)為了減少SO2的排放，將含SO2的煙氣通過(guò)洗滌劑X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收SO2，同時(shí)又可得到化肥。上述洗滌劑X可以是________(填序號(hào))。 a．Ca(OH)2 b．K2CO3 c．Na2SO3 d．NH3H2O (3)實(shí)驗(yàn)中，尾氣可以用堿溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，反應(yīng)中形成的化學(xué)鍵是________(填化學(xué)鍵的類型)。用NaOH溶液吸收少量SO2的離子方程式為________________________ _____________________________________________________________。 (4)已知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－113.0 kJmol－1 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1 則NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝________。 (5)在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變?cè)蠚馀浔冗M(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)(各次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同，也可能不同)，測(cè)定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示： ①如果要將圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài)，應(yīng)采取的措施是_________________________________________________________________ ____________________________________________________________； ②若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，SO2(g)的起始濃度為c0 molL－1，經(jīng)過(guò)t min達(dá)到平衡狀態(tài)，該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)＝________ molL－1min－1； ③圖中C、D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為TC和TD，通過(guò)計(jì)算判斷TC________TD(填“>”“＝”或“<”)。 解析　(1)硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問(wèn)題是酸雨、光化學(xué)煙霧等。(2)SO2是酸性氧化物，由于同時(shí)又可得到化肥，因此洗滌劑應(yīng)該是碳酸鉀或氨水。(3)發(fā)生的反應(yīng)為2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，反應(yīng)中生成亞硝酸根、硝酸根和水，形成的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵；用NaOH溶液吸收少量SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為SO2＋2OH－===SO＋H2O。(4)①2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－113.0 kJmol－1，②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，利用蓋斯定律由(②－①)1/2得到NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJmol－1。(5)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJmol－1，反應(yīng)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，則①如果將圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài)，平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向進(jìn)行。②A點(diǎn)平衡轉(zhuǎn)化率為50%，n0(NO2)∶n0(SO2)＝0.4，SO2(g)的起始濃度為c0 molL－1，NO2起始濃度為0.4c0 molL－1，反應(yīng)的二氧化氮濃度為0.4c0 molL－150%＝0.2c0 molL－1，該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)＝＝ molL－1min－1。③NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJmol－1，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C點(diǎn)n0(NO2)∶n0(SO2)＝1.0，SO2(g)的起始濃度為c0 molL－1，NO2起始濃度c(NO2)＝c0 molL－1，圖中C、D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為TC和TD，C點(diǎn)二氧化氮轉(zhuǎn)化率為50%， 平衡常數(shù)KC＝1， D點(diǎn)二氧化氮轉(zhuǎn)化率40%，n0(NO2)∶n0(SO2)＝1.5，SO2(g)的起始濃度為c0 molL－1，NO2起始濃度c(NO2)＝1.5c0 molL－1，則 平衡常數(shù)KD＝1， 平衡常數(shù)相同說(shuō)明反應(yīng)溫度相同，TC＝TD。 答案　(1)酸雨、光化學(xué)煙霧　(2)bd (3)共價(jià)鍵　SO2＋2OH－===SO＋H2O (4)－41.8 kJmol－1 (5)①降低溫度?、凇、郏? [典例演示2] 氮及其化合物對(duì)生產(chǎn)、生活有重要的意義。 (1)合成氨的原理如圖1所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)尿素是重要的肥料，工業(yè)合成尿素的反應(yīng)如下： 2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH>0 該反應(yīng)合適的反應(yīng)條件是________。 A．高溫 B．低溫 C．高壓 D．低壓 E．催化劑 (3)氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產(chǎn)物。將體積比為2∶1的NH3和CO2的混合氣體充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生下列反應(yīng)并達(dá)到平衡： 2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s) 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表所示： 溫度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡狀態(tài)下氣體總 濃度/(10－3 molL－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 ①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，則2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH________(填“>”或“<”)0，列式計(jì)算25.0 ℃時(shí)的平衡常數(shù)：_______________________。 ②關(guān)于上述反應(yīng)的平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是________。 A．分離出少量的氨基甲酸銨，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大 B．平衡時(shí)降低反應(yīng)體系溫度，CO2的體積分?jǐn)?shù)下降 C．NH3的轉(zhuǎn)化率始終等于CO2的轉(zhuǎn)化率 D．加入有效催化劑能夠提高氨基甲酸銨的產(chǎn)率 ③已知氨基甲酸銨極易發(fā)生水解反應(yīng)：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3H2O某研究小組分別測(cè)