1、专题15 化学反应原理综合12019新课标水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2（填“大于”或“小于”）。（2）721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g
2、)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_（填标号）。A0.25B0.25 C0.250.50D0.50E0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。可知水煤气变换的H_0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_eV，写出该步骤的化学方程式_。（4）Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率(a)
3、=_kPamin1。467 时和随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时和随时间变化关系的曲线分别是_、_。【答案】（1）大于（2）C（3）小于 2.02 COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*（或H2O*H*+OH*）（4）0.0047 b c a d【解析】【分析】（1）由H2、CO与CoO反应后其气体物质的量分数判断二者的倾向大小；（2）根据三段式以及CO与H2的倾向大小关系综合判断；（3）根据反应物与生成物的相对能量差大小进行比较判断；根据反应物达到活化状态所需能量为活化能以及相对能量差值大小计算并比较最大能垒；根据最大能垒对应的反应历程对应的物质写出方程式；（4）根
4、据图中曲线a在3090 min内分压变化量计算平均反应速率；先根据CO与H2的倾向大小关系判断CO与H2的含量范围，然后根据温度变化对化学平衡的影响判断出在不同温度下曲线对应的物质。【详解】（1）H2还原氧化钴的方程式为：H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)；CO还原氧化钴的方程式为：CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)，平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数（）高于CO还原体系中CO的物质的量分数（），故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；（2）721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，可设其物质的量为1mol，则CO(g)+H2O(g
5、)CO2(g)+H2(g)起始（mol） 1 1 0 0转化（mol） x x x x平衡（mol） 1-x 1-x x x则平衡时体系中H2的物质的量分数=，因该反应为可逆反应，故x0.5，由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量分数介于0.250.50，故答案为C；（3）根据水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤气变换的H小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活
6、化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；该步骤的反应物为COOH+H+H2OCOOH+2H+OH；因反应前后COOH和1个H未发生改变，也可以表述成H2OH+OH；（4）由图可知，3090 min内a曲线对应物质的分压变化量p=（4.08-3.80）kPa=0.28 kPa，故曲线a的反应在3090 min内的平均速率(a)=0.0047 kPamin1；由（2）中分析得出H2的物质的量分数介于0.250.5，CO的物质的量分数介于00.25，即H2的分压始终高于CO的分压，据此可将图分成两部分：由此可知，a、b表示的是H2的分压，c、d表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故
7、升高温度，平衡逆向移动，CO分压增加，H2分压降低，故467 时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是b、c；489 时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是a、d。【点睛】本题以水煤气交换为背景，考察化学反应原理的基本应用，较为注重学生学科能力的培养，难点在于材料分析和信息提取，图像比较新，提取信息能力较弱的学生，会比较吃力。第（3）问来源于我国化学工作者发表在顶级刊物Science中的文章“沉积在-MoC上单层金原子对水煤气的低温催化反应”，试题以文章中的单原子催化能量变化的理论计算模型为情境，让学生认识、分析催化吸附机理及反应过程中的能量变化。本题属于连贯性综合题目，本题的解题关键在
8、于第（1）问的信息理解与应用，若本题的第（1）问判断错误，会导致后续多数题目判断错误；第（2）问可以采取特殊值法进行赋值并结合极限法计算，考生若只是考虑到完全转化极限，则只能判断出H2的物质的量分数小于0.5，这是由于对题干的信息应用能力不熟练而导致；对于第（4）问中曲线对应物质的确定需根据第（1）（2）问得出的相关结论进行推断，需先确定物质对应曲线，然后再根据勒夏特列原理判读相关物质的变化。22019新课标 环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知：(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(
9、g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp=_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_（填标号）。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_（填标号）。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于
10、b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。【答案】（1）89.3（2）403.56104BD（3）CD（4）Fe电极Fe+2=+H2（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2）水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2【解析】【分析】（1）利用盖斯定律解题
11、；（2）利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释；（3）通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项，D选项观察图象计算；（4）根据阳极：升失氧；阴极：降得还进行分析确定阴阳极；根据题干信息中Na元素的变化确定环戊二烯得电子数和还原产物，进而写出电极反应式；注意Na与水会反应，Fe2+在碱性条件下生成沉淀。【详解】（1）根据盖斯定律-，可得反应的H=89.3kJ/mol；（2）假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知；（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物质的量 1mol 1mol 1mol 2mol 1
12、molxmol 2n20%得x=0.4nmol，转化率为0.4n/n100%=40%；（g） + I2（g）= （g）+ 2HI（g）P（初） 0.5105 0.5105 0 0P 0.510540% 0.510540% 0.510540% 110540%P（平） 0.3105 0.3105 0.2105 0.4105Kp=3.56104；AT、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误；B升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确；C增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低，故C错误；D,增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化
13、率升高，故D正确；（3）A温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，则T1v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；Db点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确。（4）根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀。【点睛】本题
14、以能力立意，考查提取信息、处理信息的能力及分析问题、解决问题的能力。充分体现了化学学科思想、学科方法、创新意识和学科价值，易错点第（2）小题平衡常数计算；第（4）小题电极反应式的书写。32019新课标 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K（300）_K（400）（填“
15、大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K（400）=_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+
16、2H2O(g)的H=_ kJmol-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_。（写出2种）（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L（标准状况）。【答案】（1）大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低（2）116（3）增加反应体系压强、及时除去产物（4）Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6【解析】【详解】（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常
17、数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300)K(400)；由图像知，400时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：起始（浓度） c0 c0 0 0变化（浓度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡（浓度）(1-0.84)c0(1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0则K=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）2得 H=（H1+H2+H3）2=-11
18、6kJmol-1；（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3+eFe2+和4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；电路中转移1 mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol40.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol22.4L/mol5.6L。42019江苏 CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，
19、充分利用碳资源。（1）CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4H2O热分解可制备CaO，CaC2O4H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。写出400600 范围内分解反应的化学方程式： 。与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是 。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式： 。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。（3）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发
20、生下列反应：反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H =41.2 kJmol1反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H =122.5 kJmol1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：CH3OCH3的选择性=100温度高于300 ，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。【答案】（1）CaC2O4CaC
21、O3+COCaC2O4H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔（2）CO2+H+2eHCOO或CO2+2eHCOO+阳极产生O2，pH减小，浓度降低；K+部分迁移至阴极区（3）反应的H0，反应的H0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度增大压强，使用对反应催化活性更高的催化剂【解析】【分析】本题注重理论联系实际，引导考生认识并体会化学科学对社会发展的作用，试题以减少CO2排放，充分利用碳资源为背景，考查化学反应原理模块中方程式的计算、电化学、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响等基本知识；【详解】（1）令
22、CaC2O4H2O的物质的量为1mol，即质量为146g，根据图像，第一阶段剩余固体质量为128，原固体质量为146 g，相差18 g，说明此阶段失去结晶水，第二阶段从剩余固体质量与第一阶段剩余固体质量相对比，少了28 g，相差1个CO，因此400600范围内，分解反应方程式为CaC2O4CaCO3+CO。CaC2O4H2O热分解放出更多的气体，制得的CaO更加疏松多孔，增加与CO2的接触面积，更好捕捉CO2。（2）根据电解原理，阴极上得到电子，化合价降低，CO2+H+2eHCOO或CO2+2eHCOO+。阳极反应式为2H2O4eO24H，阳极附近pH减小，H与HCO3反应，同时部分K迁移至阴
23、极区，所以电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低。（3）根据反应方程式，反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，根据图像，上升幅度超过下降幅度，因此温度超过300时，CO2转化率上升。图中A点CH3OCH3的选择性没有达到此温度下平衡时CH3OCH3的选择性，依据CH3OCH3选择性公式，提高CH3OCH3选择性，不改变反应时间和温度时，根据反应II，可以增大压强，或者使用对反应II催化活性更高的催化剂。【点睛】本题的难点（1）是文字叙述，应根据图像和所学知识，结合所问问题进行分析解答
24、；（2）电极反应式的书写，阴极反应是将CO2还原成HCOO，先写出CO22eHCOO，然后根据原子守恒和电荷守恒，得出CO2+H+2eHCOO，或者为CO2+2eHCOO+。52019北京氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)C(s)+2H2(g) H3iii为积炭反应
25、，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。反应物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于初始反应的化学计量数之比，目的是_（选填字母序号）。a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：_。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2时，连接_。产生H2的电极反应式是_
26、。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_。【答案】（1）CH4+2H2O4H2+CO2 C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+ CO2(g)2CO(g) a b c 降低 CaO+ CO2CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积（2）K1 2H2O+2e-H2+2OH-制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+ OH-e-NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用【解析】【详解】（1）由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为C
27、H4+2H2O4H2+CO2。-可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，设为，用-可得C(s)+CO2(g)2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)2CO(g)反应的焓变。初始反应n(H2O):n(CH4)=2：1，说明加入的水蒸气过量，又反应器中反应都存在一定可逆性，根据反应知水蒸气浓度越大，甲烷的转化率越高，a正确；根据反应知水蒸气浓度越大，CO的转化率越高，b正确；和产生氢气，使得氢气浓度变大，抑制反应，积炭生成量减少，c正确。t1时CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低。CaO+ CO2CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与
28、CaO的接触面积，因而失效。（2）电极生成H2时，根据电极放电规律可知H+得到电子变为氢气，因而电极须连接负极，因而制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-。电极3上NiOOH和Ni(OH)2相互转化，其反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-，当连接K1时，Ni(OH)2失去电子变为NiOOH，当连接K2时，NiOOH得到电子变为Ni(OH)2，因而作用是连接K1或K2时，电极3分别作为阳极材料和阴极材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移。62019天津 多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅
29、制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：硅粉与在300时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为_。的电子式为_。将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：（1）氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备，写出产生的电极名称_（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为_。 （2）已知体系自由能变，时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示，可知：反应能自发进行的最低温度是_；相同温度下，反应比反应的小，主要原因是_。（3）不同温度下反应中转化率如图2所示。下列叙述正确的是_（填序号）。aB点：b：A点点c反应适宜温度：（4）反应的_（用，表示）。温度升高，反应的平衡常数_（填“
30、增大”、“减小”或“不变”）。（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外，还有_（填分子式）。【答案】（1）阴极或（2）1000导致反应的小（3）a、c（4）减小（5）、【解析】【分析】书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；（1）惰性电极电解KOH溶液，实质是电解水，产生氢气的必为阴极，发生还原反应。（2）“看图说话”，将反应的纵、横坐标对应起来看，即可顺利找到最低温度。影响自由能变的因素主要是焓变和熵变，分析发现熵变对反应反而不利，说明焓变影响大，为主要影响因素；（3）据图判断化学平衡的建立和移动是分析
31、的关键。注意时间是一个不变的量。（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。【详解】参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H=-225kJmol-1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；（1）电解KOH溶液，阳极发生氧化反应而产生O2、阴极发生还原反应才产生H2；阴极的电极反应式可以直接写成2H+2e-=H2
32、，或写成由水得电子也可以：2H2O+2e-=H2+2OH-；（2）由题目所给的图1可以看出，反应（最上面那条线）当G=0时，对应的横坐标温度是1000；从反应前后气体分子数的变化来看，反应的熵变化不大，而反应中熵是减小的，可见熵变对反应的自发更不利，而结果反应的G更负，说明显然是焓变产生了较大的影响，即H2H1导致反应的G小（两个反应对应的H，一个为正值，一个为负值，大小比较很明显）；（3）图2给的是不同温度下的转化率，注意依据控制变量法思想，此时所用的时间一定是相同的，所以图示中A、B、C点反应均正向进行，D点刚好达到平衡，D点到E点才涉及平衡的移动。在到达平衡状态以前，正反应速率大于逆反应
33、速率，a项正确，B点反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；b点错误，温度越高，反应速率越快，所以E点的正（或逆）反应速率均大于A点；c项正确，C到D点，SiHCl3的转化率较高，选择此温度范围比较合适，在实际工业生产中还要综合考虑催化剂的活性温度。（4）将反应反向，并与反应直接相加可得反应，所以H3=H2-H1，因H20，所以H3必小于0，即反应正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小；（5）反应生成的HCl可用于流程中粗硅提纯的第1步，三个可逆反应中剩余的H2也可循环使用。【点睛】对于反应的吉布斯自由能大小比较及变化的分析，要紧紧抓住焓判据和熵判据进行分析。判断图2中
34、时间是一个不变的量，是看清此图的关键。明白了自变量只有温度，因变量是SiCl4的转化率，才能落实好平衡的相关知识的应用，如平衡的建立，平衡的移动以及平衡常数随温度变化的规律等。72019浙江4月选考 水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（1）关于反应H2(g)1/2O2(g) H2O(l)，下列说法不正确的是_。A焓变H0，熵变S0B可以把反应设计成原电池，实现能量的转化C一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行D选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行（2）根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(OHO)_。将一定量水放入
35、抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存H2O(l)H2O(g)时的压强(p)。在图中画出从20开始经过100的p随T变化关系示意图(20时的平衡压强用p1表示)_。（3）水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因_。如果水的离子积Kw从1.01014增大到1.01010，则相应的电离度是原来的_倍。超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其
36、中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。下列说法合理的是_。A乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物B在550条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全C乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等D随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大（4）以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。阳极的电极反应式是_。制备H2O2的总反应
37、方程式是_。【答案】（1）C（2）（3）水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大)100ABD（4）2HSO4-2eS2O82-2H+或2SO42-2eS2O82-2H2OH2O2H2【解析】【分析】本题以水为载体考查了化学反应原理的相关知识，如电化学，化学平衡等。【详解】（1）A氢气燃烧是放热反应，H0，该反应中气体变为液体，为熵减过程，故S0，A项正确；B该反应可设计为氢氧燃料电池，其化学能转为电能，B项正确；C某条件下自发反应是一种倾向，不代表真实发生，自发反应往往也需要一定的反应条件才能发生，如点燃氢气，C项错误；D催化剂降低活化能，加快反应速率，D项正确。故答案
38、选C。（2）H2O电子式为，存在两对孤电子对，因而O原子可形成两组氢键，每个H原子形成一个氢键，图为：100，101kPa为水的气液分界点，20和p1为另一个气液分界点，同时升高温度和增加压强利于水从液体变为气体，因而曲线为增曲线，可做图为：（3）水的电离为吸热过裎，升高温度有利于电离，压强对固液体影响不大，可忽略。c(H+)=，当Kw=1.010-14，c1(H+)=10-7mol/L，当Kw=1.010-10，c2(H+)=10-5mol/L，易知后者是前者的100倍，所以相应的电离度是原来的100倍。A观察左侧x-t图像可知，CO先增加后减少，CO2一直在增加，所以CO为中间产物，CO2
39、为最终产物，A项正确；B观察左侧x-t图像，乙醇减少为0和CO最终减少为0的时间一致，而右图xCO-t图像中550，CO在15s减为0，说明乙醇氧化为CO2趋于完全，B项正确；C乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，但两者数值不相等，比值为化学计量数之比，等于1：2，C项错误；D随着温度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中间产物，为乙醇不完全氧化的结果，CO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO和CO2速率必须加快，且大于CO的氧化速率，D项正确。故答案选ABD。（4）电解池使用惰性电极，阳极本身不参与反应，阳极吸引HSO4-（或SO42
40、-）离子，并放电生成S2O82-，因而电极反应式为2HSO4-2e=S2O82-2H+或2SO42-2e=S2O82- 。通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8和H2。由题中信息可知，生成的NH4HSO4可以循环使用，说明(NH4)2S2O8与水反应除了生成H2O2，还有NH4HSO4生成，因而总反应中只有水作反应物，产物为H2O2和H2,故总反应方程式为2H2OH2O2H2。82018新课标卷 采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是
41、一种气体，其分子式为_。（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时N2O5（g）分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=时，N2O5（g）完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g） H1=4.4 kJmol1 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJmol1则反应N2O5（g）=2NO2（g）+O2（g）的H =_ kJmol1。研究表明，N2O5（g）分
42、解的反应速率v=2103（kPamin1）。t=62 min时，测得体系中 =2.9 kPa，则此时的=_ kPa，v=_ kPamin1。若提高反应温度至35，则N2O5（g）完全分解后体系压强p（35）_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_。25时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp=_kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。（3）对于反应2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步 N2O5NO3+NO2 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步 NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_（填标号）。Av（第一步的逆反应）v（第二步反应）B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅
