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易错专题 21 化学反应原理解题策略
聚焦易错点：
一、反应热的计算
1．反应热计算的方法：
(1)根据“两个”公式计算反应热：ΔH=E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)；ΔH=E(反应物的键能
之和)－E(生成物的键能之和), 利用键能计算反应热，需算清物质中化学键的数目。常见物质中所含共价
键的数目：1 mol金刚石中含有2 mol C—C键，1 mol硅中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO 晶体中含有4
2
mol Si—O键； 1 mol P 中含有6 mol P—P键，1 mol P O (即五氧化二磷)中含有12 mol P—O键、4 mol
4 4 10
P===O键，1 mol CH CH 中含有6 mol C—H键和 1 mol C—C键。
3 3
(2)根据热化学方程式计算反应热：焓变与反应物的物质的量成正比。
(3)根据盖斯定律计算反应热：若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应
的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减而得到。表示方法： ，ΔH=ΔH＋ΔH。
1 2
2.热化学方程式的书写：
(1)热化学方程式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(2)物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用
“↑”和“↓”。
(3)注意ΔH的单位、数值与符号。ΔH的单位为kJ·mol－1，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍，逆
反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。
(4)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如① S(s，单斜)＋
O(g)===SO(g)ΔH＝－297.16 kJ·mol－1；②S(s，正交)＋O(g)===SO(g)ΔH＝－296.83 kJ·mol－1；
2 2 1 2 2 2
③S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH＝－0.33 kJ·mol－1。
3
3. 根据盖斯定律计算反应热的方法：
(1)观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异，若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知
热化学方程式中作生成物，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的ΔH改变符号。
(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中的化学计量数与目标热化学
方程式中的化学计量数一致，ΔH也同倍数变化。
(3)将已知热化学方程式相加或相减，热化学方程式中的ΔH同时相加或相减，得到目标方程式及反应热。
二、化学反应速率和化学平衡
1. 化学反应速率的计算：v(B)＝＝
(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，而不是即时速率，且计算时取正值。
(3)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之比
等于其化学计量数之比。
(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以
体积)，再进行计算。
2. 外界条件对可逆反应的反应速率的影响：外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，
但影响程度不一定相同。
(1)当增大反应物浓度时，v正 增大，v逆 瞬间不变，随后也增大；
(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；
(4)升高温度，v正 和v逆 都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；
(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
3.平衡移动方向的判断：
(1)依勒夏特列原理判断。
(2)根据图像中正逆反应速率相对大小判断：若v >v ，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移
正 逆
动。
(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大(减小)，则平衡向逆(正)反
应方向移动。
(4)依浓度熵(Q)规则判断：若某温度下Q＜K，反应向正反应方向进行；Q＞K，反应向逆反应方向进行。
c c c
4.化学平衡的计算：
（1）化学平衡常数：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，
K＝。另可用压强平衡常数表示： K ＝[p(C)为平衡时气体C的分压]。反应体系中纯固体、纯液体以及稀
p
水溶液中水的浓度不写进平衡常数表达式，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为
常数，应写进平衡常数表达式中；同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦
不同。书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
（2））依据化学方程式计算平衡常数：同一可逆反应中，K ·K ＝1；同一方程式中的化学计量数等倍扩
正 逆
大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常K间的关系是：K′＝Kn或K′＝；几个可逆反应方程式相加，
得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。
（3）转化率、产率及分压的计算：反应物转化率＝×100%；产物的产率＝×100%；分压＝总压×物质的量
分数。
5.化学反应速率、化学平衡图像：（1））解题思路：
一看轴(即纵坐标与横坐标的意义)，二看点(即起点、拐点、交点、终点)，
三看线(即线的走向和变化趋势)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线
看图像
等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)
想规律 看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律
作判断 通过对比分析，作出正确判断
（2）分析方法：认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合；看清起点，分清反
应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点；看清曲线的
变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点；注意终点。例如，在浓度时间图像上，
一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断；先拐先平数值大。
例如，在转化率时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓
度大或压强大；定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
三、沉淀溶解平衡和K 的应用
sp
一般情况下，升高温度能促进沉淀的溶解，稀释使平衡向右移动；稀释后重新达到平衡时各离子浓度保持
不变。对于确定的物质来说，K 只与温度有关；温度相同时，组成形式相同的物质，K 较大者溶解度较大。
sp sp
1.沉淀的生成或溶解的判断：若体系内Q＝K ，体系处于溶解平衡状态；Q>K ，体系内会有沉淀析出；
c sp c sp
QK 者先形成
c sp
沉淀。
3.沉淀的转化与K 大小间的关系：组成形式相同的难溶物质，K 较大的沉淀肯定可转化为K 较小的沉淀，
sp sp sp
但当二者K 相差不大时，反过来也可转化。
sp
四、电化学的常考点
1.电极名称的判断：总反应方程式中还原剂发生氧化反应做负极，与负极相连的电极为阴极，阴极发生还
原反应；总反应方程式中氧化剂发生还原反应做正极，与正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应。
2.微粒的移动方向：原电池中，电子由负极移向正极，阳离子移向正极阴离子移向负极；电解池中，电子
由电源负极移向阴极、由阳极移向电源正极，阳离子移向阴极阴离子移向阳极。
3.充、放电的电化学原理：对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，
正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。可
充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电
源的正极相连，电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。
4. 不同“介质”与电极反应式的书写：酸性溶液中，电极反应式不可能出现OH—及与H+反应的微粒，如酸
性溶液中CHOH在负极上失去电子生成CO 气体，正极反应式为O ＋4e－＋4H＋=2HO；碱性溶液中，电极反
3 2 2 2
应式不可能出现H+及与OH—反应的微粒，如碱性溶液中CHOH在负极上失去电子生成CO，正极反应式为O
3 2
＋4e－＋2HO=4OH－；电解质为熔融盐或固体，电极反应式不可能出现OH—及H+。
2
5.隔膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，阳离子交换膜一般只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阳离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
6.盐桥的作用：隔绝负极与正极电解质溶液发生化学反应，降低化学能转化为电能的效率；通过离子的定
向移动，构成原电池的闭合回路，并维持正极池和负极池中溶液的电性守恒。
7. 金属腐蚀快慢三个规律：
(1)金属腐蚀类型的差异：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的
腐蚀。
(2)电解质溶液的影响:对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解
质溶液;对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
考点精练
1．（2024·山东·二模）丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下与常
用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：C H (g)+H (g)+CO(g) CH CH CHO(g) ΔH
2 4 2 3 2 1
副反应Ⅱ：C H (g)+H (g) CH CH (g) ΔH
2 4 2 3 3 2
已知：在一定条件下一氧化碳能与铑催化剂结合生成羰基铑络合物；丙醛选择性：x(CH CH CHO)=
3 2
×100%。
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T变化关系如图所示。
据图判断，CH CH (g)+CO(g) CH CH CHO(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)， 的数值范围是
3 3 3 2
(填标号)。A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)在T ℃、压强为150kPa条件下，在密闭反应器中，按照投料n(C H )：n(CO)：n(H )=1：1∶1，发生上述
1 2 4 2
反应，经tmin反应达到平衡，测得p(C H )=p(C H )=20kPa，则CH CH CHO(g)的选择性为 %(保留
2 4 2 6 3 2
小数点后一位)，v(CO)= kPa/min(用含t的代数式表示)，反应Ⅰ的逆反应的Kp= 。
(3)在恒压密闭容器中，在一定温度和铙催化剂作用下，发生上述反应，反应相同时间时，测得C H 的转化
2 4
率(α)和丙醛选择性随 变化关系如图所示。
①曲线a表示 (填“C H 的转化率”或“丙醛选择性”)；
2 4
②当 小于1时，曲线b随 的降低而降低的可能原因是 。
2．（2024·内蒙古赤峰·三模）氢能新质生产力正加速发展。工业上利用天然气制备氢气，还能得到乙烯、
乙炔等化工产品，有关反应原理如下：
反应①：2CH (g) C H (g)+3H (g) ∆H=+376.3kJ/mol K ；
4 2 2 2 1 1
反应②：2CH (g) C H (g)+2H (g) ∆H=+202.0kJ/mol K ；
4 2 4 2 2 2
回答下列问题：
(1)反应③：C H (g)+2H (g) C H (g) ∆H= kJ/mol，K = (用含K 、K 的代数式表示)。
2 2 2 2 4 3 3 1 2
(2)若用 、 、 和 表示CH 、C H 、H 和固体催化剂，如图在催化剂表面进行反应①，
4 2 2 2
从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是 (填字母)。
(3)反应②的速率方程为(v =k ·c2(CH )，v =k ·c(C H )·c2(H )(k 、k 为正、逆反应速率常数)。其他条件相
正 正 4 逆 逆 2 4 2 正 逆同，T℃达到平衡时k =1.5k ，T℃达到平衡时k =3.0k 。由此推知，T T(填“>”“<”或“=”)。
1 正 逆 2 正 逆 1 2
(4)向恒温恒容密闭容器中充入适量CH ，同时发生上述反应①和反应②，在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，
4
测得单位时间内H 的产率与温度的关系如图所示。在其他条件相同时，催化效率较高的是 (填
2
“Cat1”或“Cat2”)。在Cat2作用下，温度高于500℃时，H 的产率迅速降低的原因是 。
2
(5)在一定温度、102kPa下， 向反应器中充入1mol C H (g)发生反应：C H (g) C H (g)+H (g)制备氢气。
2 4 2 4 2 2 2
①实际操作中，往往向反应器中充入一定量的水蒸气，其目的是 。
②忽略其他副反应，若向反应器中充入5mol水蒸气，平衡时(C H 的转化率为75%，则该反应的Kp=
2 4
。
3．（2024·黑龙江哈尔滨·三模） 经催化加氢可以生成低碳有机物，实现 的综合利用和“碳达峰、
碳中和”的目标。 合成甲醇涉及以下三个反应：
①
②
③
已知：反应①、③是低温条件的自发反应。回答下列问题：
(1)上述三个反应的平衡常数 与温度关系如图1所示。图1中c线表示的反应是 (填“①”、
“②”或“③”)， (填“>”、“=”或“<”)。(2) 加氢制甲醇反应机理如图2所示。
下列说法正确的是 (填字母)。
A．羧基物种 和甲酸盐物种 为两种中间体
B．该反应使用的催化剂既加快了反应速率，又提高了 的平衡转化率
C．反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
(3)某温度下，向一恒容密闭容器中充入等物质的量的 和 ，在催化剂作用下发生反应③并达到平衡状
态。下列图像正确的是 (填字母)。(已知：C选项中t时刻再充入等物质的量的 和 )
(4)在密闭容器中，充入 和 合成 ，发生反应①和②。不同温度下达到平衡时 、
及 的体积分数如图3所示。
①已知曲线b代表 ，则曲线a代表 。
② 时， 的平衡转化率为 (保留两位有效数字，下同)，此温度下反应②的
(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
4．（2024·河北邢台·一模） 、 (主要指 和 )是大气主要污染物之一、有效去除大气中的 、
是环境保护的重要课题。
已知：
反应1：
反应2：反应3：
反应4：
回答下列问题：
(1)计算 ，已知反应3的 ，则该反应自发进行的最高温度为
(取整数)K。
(2)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。
① (填“ ”或“ ”)0.
②该反应历程的决速步骤为 。
③可提高该反应中 平衡转化率的措施有 (填两条)。
(3)向密闭容器中充入一定量的 和 ，保持总压为 ，发生反应4.当 时 的平
衡转化率随温度 以及 下NO的平衡转化率随投料比 的变化关系如图：①能表示此反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A．气体的密度保持不变
B． 的浓度不变
C．
②表示 时 的平衡转化率随温度 的变化关系曲线是 (填“＂或“II")，理由是 。
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”) 。
④b点对应条件下的压强平衡常数 ( 为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分
数，列出计算式即可)。
5．（2024·天津·二模）二氧化碳利用技术已成为当今世界研究热点。回答下列问题：
(1)空气中CO 含量过高造成的环境问题是 。
2
(2)氢气还原二氧化碳是处理二氧化碳的方法之一，常见反应原理有
H (g)+CO (g) H O(g)+CO(g) H=+41.2kJ·mol-1
2 2 2 2
△
3H (g)+3CO(g) CH OCH (g)+CO (g) H=-245.5kJ·mol-1
2 3 3 2 2
△
①6H (g)+2CO (g) CH OCH (g)+3H O(g) H= kJ·mol-1
2 2 3 3 2 3
△
②在上述反应涉及的分子中，属于非极性分子的是 。甲醇的沸点(64.7℃)高于二甲醚的沸点
(-29.5℃)，原因是 。
(3)在恒压密闭容器中通入CO 和H 的混合气体，制备甲醇：
2 2CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) H=-94.3kJ·mol-1，反应过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的
2 2 3 2
△
量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：
①该反应最适宜的温度是 ℃。
②随着温度升高，反应速率加快，甲醇的时空收率增大。继续升高温度，甲醇的时空收率反而降低的原因
可能是 。
(4)一种Li/CO 电池模拟装置如图所示。
2
①离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②充电时阳极的电极反应式为 。
6．（2024·天津河东·二模）氮是自然界重要元素之一，氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境
和能源问题都具有重要意义。
已知：1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质
能量/kJ·mol 945 498 631
(1)恒温下，将1 mol空气 和 的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为V L的恒容
密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：ⅰ.
ⅱ. kJmol
⋅
① kJmol 。
⋅
②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有 (填标号)。
A．升高温度 B．移除 C．降低 浓度
③若上述平衡体系中 molL ： molL ，则 molL 用含a、b、V
⋅ ⋅ ⋅
的计算式表示)。
(2) 也是造成水体富营养化的重要原因之一，用NaClO溶液氧化可除去氨气。其反应机理如图1(其中
和NaCl略去)。NaClO氧化 的化学反应程式为 。
(3)改变 对溶液中NaClO去除氨气效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)的影响如图2所示，则
除氨气过程中最佳的 值约为 。
(4)室温下，用水稀释0.1 mol L 氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是___________。
⋅A． B．
C． D．
(5)工业上以 和 为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ. 和 生成 ；ⅱ. 分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化图3，下列说法正确的是 。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c．
7．（2024·辽宁抚顺·三模）我国科学家根据 在HZSM-5载体上的单层分散行为设计催化剂用于
选择性还原 。回答下列问题：
已知：① kJmol （ ）
⋅
② kJmol （ ）
⋅(1) kJmol 。
⋅
(2)向恒容密闭容器中充入0.4 mol 和0.6 mol ，只发生反应①。下列叙述正确的是______（填
标号）。
A．恒温条件下，压强不随时间变化时反应达到平衡状态
B．平衡时温度不变，再充入1 mol 时平衡常数减小
C．反应达到平衡时放出的热量为0.1a kJ
D．加入高效催化剂，反应达到平衡时NO的转化率增大
(3)一定温度下，起始投料不变，单位时间内氮氧化物转化率、表面活泼氧量比 与催化剂组成类型
的关系如下图所示。催化效能最佳的催化剂组成是 （填具体催化剂名称）。
(4)向恒容密闭容器中充入1 mol 、2 mol 和4 mol ，在不同组成的催化剂作用下，
单位时间内氮氧化物的转化率与温度的关系如下图所示。
①最佳反应温度为 。
②a→b段氮氧化物转化率变化的原因是 。③M点反应 （填“达到”或“未达到”）平衡状态，判断依据是 ，M→N段氮氧化物转化率
变化的原因可能是 。
(5)一定温度下，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，在催化剂作用下发生
反应：① ：② 达到平衡
时，NO转化率为70%， 的选择性为50%[ 的选择性 ]该温度下，反应①的平
衡常数 mol·L （列出计算式即可）。
8．（2024·广东惠州·三模）减少NO、CO 的排放，实现资源化利用是化学工作者研究的重要课题。
x 2
(1)尿素水解生成的NH 催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，且为可逆过程。反应过程与能量关系如图1，
3
在以Fe O 为主的催化剂表面可能发生的反应过程如图2.
2 3
①NH 催化还原NO为 (填“放热”“吸热”)反应。
3
②基态Fe3＋的价层电子排布式为 。③上述脱硝的总反应化学方程式为： 。
(2)电厂烟气脱氮的反应为：4NH
3
(g)＋6NO(g)⇌5N
2
(g)＋6H
2
O(g)ΔH<0，现向某2L密闭容器中分别投入一定量
的NH 和2.0×10-4molNO发生以上反应。其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，反应1min时NO
3
的转化率与温度的关系如图3.
①在催化剂甲的作用下，温度高于210℃小于300℃时，NO转化率降低的可能原因是 。
②100—300℃区间，0~1min内，使用甲催化剂时NO的最高平均速率为 。
(3)工业以NH 和CO 为原料合成尿素。液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH (l)＋CO (l) H O(l)＋
3 2 3 2 2
NH CONH (l) ΔH<0，在液相中，CO 的平衡转化率与温度、初始氨碳比(用L表示，L= )、初始水碳
2 2 2
比(用W表示，W= )关系如图4.
①曲线A、B中， (填“A”或“B”)的W较小。
②对于液相反应，常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)代替平衡浓度来计算平衡常数(记作K)。
x
195℃时，2NH (l)＋CO (l) H O(l)＋NH CONH (l)的K 的值为 。
3 2 2 2 2 x
9．（2024·广东·二模）催化剂形貌的优化会影响生产效率。 可做烟气脱硝工艺的固相催化剂。
已知：
ⅰ．常温下，AgOH极不稳定，易分解为难溶于水的 固体；
； 。
ⅱ．一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小。
(1)基态P原子的核外电子有 个空间运动状态，Ag、P、O元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)某研究组调控反应条件控制 晶体形貌。
①常温下，向银氨溶液逐滴加入 溶液制得 晶体，完善该反应的离子方程式 。
②在不同pH条件下，向 溶液中加入 溶液制得磷酸银收率如图所示。样品A的晶粒较小，请从平衡移动与速率的角度解释原因 。
③下列有关说法正确的是
A．样品A中 杂质含量最高
B．可加入盐酸调控体系的pH制得不同样品
C．向 溶液中加入少量 溶液时，溶液中 减小
D．向 溶液中加入 溶液得到晶粒尺寸与上述样品相同
(3)研究组发现： 溶液与0.2 溶液等体积混合也能制得 。
①刚开始生成 沉淀时，溶液中的 。
②常温下溶液中含磷物种的分布系数 ， 或 与pH的关系如图所示，则磷
酸的一级电离平衡常数 。③体系中 由 第一步电离决定，可表示为 ，当生成 沉淀时，溶
液中 至少为 （写出计算过程）。
10．（2024·天津和平·二模）工业废气中H₂S的回收利用有重要意义。
I．利用H S 制CS 。
2 2
(1)热解H S和CH 的混合气体制H 和CS 。
2 4 2 2
①2H S(g) =2H (g)+S (g) ΔH =+170kJmol-1
2 2 2 1
②CH (g)+S (g)=CS (g)+2H (g) ΔH =+64kJmol-1
4 2 2 2 2
总反应：2H S(g)+CH (g) =CS (g)+4H (g)，ΔH= 。
2 4 2 2
(2)CH 的电子式为 ，CS 分子的立体构型为 。
4 2
(3)工业上还可以利用硫(S ) 与CH 为原料制备 CS ，S8受热分解成气态 S ， 发生反应 2S(g)+CH (g) =CS (g)
8 4 2 2 4 2
+2H S(g)， 某温度下，若S 完全分解成气态S 。在恒温密闭容器中，S 与 CH 物质的量比为2：1时开始反
2 8 2 2 4
应。
①当CS 的体积分数为10%时，CH 的转化率为
2 4
②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
a．气体密度 b． 气体总压 c．CH 与S 体积比 d．CS 的体积分数
4 2 2
③一定条件下，CH 与 S 反应中 CH 的平衡转化率、S 分解产生 S 的体积分数随温度的变化由线如下图所
4 2 2 8 2
示，据图分析，生成 CS 的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～
2
650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是 。
Ⅱ.回收单质硫和回收H S。
2
(4)回收单质硫。将三分之一的H S燃烧。产生的SO 与其余H S混合反应：2H S(g)+SO (g) S (s)
2 2 2 2 2 8
+2H O(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H S)=2.0×10-5mol/L，c(SO )=5.0×10-
2 2 25mol/L，c(H O)=4.0×10-3mol/L，计算该温度下的平衡常数K= ；
2
(5)回收H S。用一定浓度Na S溶液吸一定量的H S，当溶液中c(H S)=c(S2-)时，溶液pH= (用含m、
2 2 2 2
n的式子)。(已知H S的两步电离常数K =m，K =n)
2 a1 a2
11．（2024·山东潍坊·二模）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，汽车尾气净化装置中
CO和NO发生如下反应：
ⅰ． ，
ⅱ． ，
ⅲ． ，
回答下列问题：
(1)上述反应的 的线性关系如图所示。 （填“>”或“<”）0，反应
的 （用 、 表示）。
(2)一定温度下，在1L密闭容器中充入2mol CO、2mol NO和1mol ，初始总压强为 。反应
的 ， ， 、 分
别为正、逆反应速率常数。充分反应达平衡时压强为 （该温度下忽略反应ⅲ）， 的物质的量为
1.25mol，则 。
(3)CO和NO发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在 时NO的转化率与 的变化曲线及时NO的转化率与T的变化曲线如图所示。将2mol 和2mol 充入1L恒容密闭容器，
初始总压强为100kPa，发生上述反应。
①表示 时NO的转化率与T的变化曲线为 曲线（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），A点后NO的平衡
转化率增大的原因是 。
②已知：反应iii的平衡常数 。 条件下反应达平衡时， ，则平衡时 的物质的
量 mol，反应ii的压强平衡常数 （保留两位有效数字）。
12．（2024·福建福州·三模）研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一、回答下列问
题：
．用H 还原NO的反应为
2
(1)该反应的正反应速率方程可表示为 ，某温度下，测得正反应速率v正与c(NO)或
c(H )的变化关系如图1所示。则 ， 。
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应：
i． ；
ii． 。
根据 (1)所给信息判断，H 还原 NO 总反应的速率由反应 (填“ i”或“ii” ) 决定。
(3)将一定量的H 和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同)，到达平衡时，H
的平衡转化率最大的是 。
a． 恒温恒容 b．恒温恒压 c． 恒容绝热
．脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应：
反应i． ；
反应ii． 。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态)：
(4)CO和NO 反应生成N 的热化学方程式为 。将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图3。
(5)NO和CO的脱除应选择 (填“高温”或者“低温”)。
(6)实验过程中，高于340℃后N O浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是 。
(7)450℃时， 该时间段内NO的脱除率= (保留2位有效数字， NO的脱除率
13．（2024·广东深圳·二模）实验室模拟某含有机酸 工业废水的处理过程。
．利用 先与金属阳离子络合再被紫外光催化降解的方法去除 ，其机理如下：
(1) 和 发生络合反应生成有色物质：
①基态 的价电子排布式为 。
②下列有关上述络合反应的说法中，正确的有 (填标号)。
A．反应达平衡时，溶液的颜色不再变化
B．增大 浓度，逆反应速率减小
C． 过低不利于 的生成
D．升高温度，该平衡正向移动
(2)紫外光催化 降解：若有机酸为 ，则光催化降解反应的离子方程式为： 。
___________ ___________ ___________
___________
．利用有机溶剂从废水中萃取 的方法去除 。该过程涉及以下反应：
(i)
(ii)
(iii)
(3)根据盖斯定律，反应 (有机相)的 。
(4)水相的 以及体系温度 对 的平衡分配比 有影响。
已知： 。
①常温下，配制体积相同、 不同、含 粒子总浓度相同的系列溶液，分别加入等量有机溶剂萃取。测
算并得到 随 变化的曲线如图所示。分析 随 升高而降低的原因 。
②当所配制的 溶液 时， 随 的变化曲线如图所示。萃取宜在 温度下进行(填“较高”或“较低”)。
经测定，在图中 点对应温度下，反应(ii)平衡常数 ，忽略水相中 的电
离，则有机相中 ；计算该温度下，反应(iii)的平衡常数 (写
出计算过程)。
14．（2024·重庆·模拟预测）回收、处理NO 是环境科学研究的重要课题，常用的处理方式有多孔材料吸
2
附法和CH 还原法等。
4
(1)利用金属有机骨架多孔材料可将N O “固定”，能高效吸附NO ，经处理可得到HNO ，其原理如图所示。
2 4 2 3
①当MOFs多孔材料吸附NO 到质量不再发生变化时， (填序号)也能说明吸附反应已达到极限。
2
A．废气颜色不再发生变化
B．
C．
D．混合气体的平均分子质量不再发生变化
②升温不利于NO 的吸附，原因是 。
2
(2)CH 也可以用来除去NO 。一定条件下，CH 可与NO 反应生成无污染的气态物质与液态水。
4 2 4 2
已知：反应1：
反应2：2NO(g)+O (g) 2NO (g) ∆H =-115kJ/mol
2 2 2①已知CH 的燃烧热为890.3kJ/mol，则 ∆H=
4
kJ/mol。
②向恒容密闭容器中充入气体 发生反应
初始压强为192kPa，测得 的平衡转化率与温度(T)的
关系如图所示。温度为 时，反应从开始到达平衡所用的时间为10min，则该段时间内的平均反应速率
。该温度下，用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，
(3)C元素与N元素形成的一种超硬晶体的晶胞结构如图所示(碳原子位于顶点、面心)。
①2号原子的坐标为 测定该原子坐标的方法为 。
②C、N原子的配位数之比为 。
(4)下图是CH 燃料电池电解制备 的示意图，同时可以得到H 、Cl 、NaOH。
4 2 2①负极的电极反应式为 。
②理论上，相同时间内NaOH的产量是 的2倍，原因是 。
15．（2024·河南·三模） (丙烯)是重要基本有机原料。 (丙烷)催化脱氢制C H 过程如下：
3 6
Ⅰ.主反应： ；
Ⅱ.副反应：
回答下列问题：
(1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表：
化学键
能量/ 436.0 413.4 344.7
上述主反应的 。
(2)一定条件下， 催化脱氢制 发生上述Ⅰ、Ⅱ反应， 和 的平衡体积分数与温度、压强
的关系如图所示(图中压强分别为 和 )。① 时，图中表示 和 体积分数变化的曲线分别为 、 。
②提高 催化脱氢制 的反应平衡转化率的方法是 (任写一种)。
(3)在压力(117.5 kPa)恒定，以 作为稀释气，不同水烃比［ 、10、15］时， 催化脱
氢制备 反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
①相同温度下，水烃比远大于15∶1时，丙烷的消耗速率明显下降，可能的原因是：
ⅰ.丙烷的浓度过低；
ⅱ. 。
②M点对应条件下，若 的选择性为60%，则反应Ⅰ的分压平衡常数 为 kPa［ 的选
择性 ］。(4)利用 的弱氧化性，科研人员开发了 氧化脱氢制 的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催
化剂，其反应机理如图3所示。
①反应(ⅱ)的化学方程式为 。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是 。
(5)研究表明， 氧化脱氢制 的催化剂中含有多种元素，如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni
组成的 的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm，设 为阿伏加德罗常数的值。
① 。
②该晶体密度是 (用含n、 的代数式表示)。
16．（2024·河北·一模）近年来，以清洁的氢气选择性催化还原 引起研究者的青睐，某研究以贵金属
Pt为主要催化剂，催化还原 主要发生在金属(Pt)表面、金属与载体界面(Pt-HY)和载体(HY)表面，反应机
理如下：(1)在金属Pt表面，NO被还原为 ，NO在空气中容易和氧气发生反应，结合下表数据，请写出NO
与 反应的热化学方程式： 。
物质
1mol物质中化学键断裂所需要的能量／kJ 631 498 937
(2)研究表明，当催化剂表面有Pt活性位且有相邻的氧空位时，与Pt活性位直接吸附NO相比，更有利于
的生成。下图是 和改良后 的催化剂的活性比较，请结合题干信息说明改良后的催
化剂活性明显高于 的原因 。
(3)研究表明，新型催化剂(Pt／SSZ-13)的使用温度对 的脱除率和反应机理的关系图如下，下列有关说
法正确的是_______。(填标号)A．在低温区，NO与催化剂表面的吸附O结合为 ，最终转化为
B．高温区，NO先被还原为 ，再转化为 ，最终转化为
C．适当增大 的用量，有利于在催化剂表面形成吸附O，在一定范围内提高 的脱除率
D．在恒温恒容密闭容器中，通入惰性气体以增加体系压强，有利于提升 的脱除率
(4)理论上 和 也可以作为还原剂进行 的脱除，下图为 和 在1200℃下、过量空气系数
(直接反映为氧气浓度)为0～1.2时NO还原率的变化。随着过量空气系数的增加， 对NO的脱除率趋势
为 ；请结合所学及题干信息，推测趋势呈现的原因： 。
(5)对比 、 、 及CO作为还原剂，在相同条件不同温度下进行 的脱除，脱除率如下图：①以上四种还原剂中在相对较低温度下可以实现NO脱除的还原剂为 (填化学式)。
② 在还原NO时，一般在有氧环境下进行，主要存在以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
实验室利用计算机在10L的容器中模拟1350℃时 还原NO，原始投料： 的物质的量为10mol，NO
的物质的量为5mol， 的物质的量为16mol，反应达到平衡时，NO脱除率为64％， 转化率为80％，
则此反应条件下反应Ⅱ的平衡常数K： 。
参考答案
1．(1) ＜ D
(2)
(3) 丙醛选择性 当 小于1时，氢气浓度减小，氢气和乙烯催化加氢生成 的程度减小，
转化率降低
【详解】（1）根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，平衡常数减小，说明反应I和反应II放
热， ，且 ，则 ，根据盖斯定律，反应I－反应II得：；
（2）设 物质的量均为1mol，初始气体总物质的量为3mol，初始总压强为
150kPa，平衡时p(C H )=p(C H )=20kPa，设平衡时 ，
2 4 2 6
，平衡时气体总的物质的量为(3a+1)mol，则
，a= ，平衡时气体总的物质的量为 mol，CH CH CHO(g)的选择性：
3 2
，初始气体总物质的量为3mol，初始总压强为150kPa，CO分压为50kPa，平衡时CO
分压为40kPa，反应速率： ；平衡时各物质分压为p(C H )=p(C H )=p(H )= 20kPa，n(CO)=40pkPa，
2 4 2 6 2
n(CH CH CHO)=50pkPa，反应Ⅰ的逆反应 ；
3 2
（3）根据反应I、II方程式，氢气比例增大，反应Ⅰ、Ⅱ中 的转化率均增大，所以曲线b表示 的
转化率，曲线a表示丙醛选择性；当 小于1时，氢气浓度减小，氢气和乙烯催化加氢生成 的程度减小， 转化率降低。
2．(1) -174.3 K /K
1 2
(2)B
(3)<
(4) Cat1 温度过高，催化剂失去活性
(5) 该反应为气体分子数增大的反应，恒压下通入水蒸气，容器体积增大，相当于减小压强，使平衡
正向移动，可提高乙烯转化率 34(或34kPa)
【详解】（1）根据盖斯定律反应③=反应②-反应①，所以：C H (g)+2H (g) C H (g) ∆H=∆H-
2 2 2 2 4 3 2
∆H=-174.3kJ/mol，而平衡常数K =K /K ；
1 3 2 1
（2）从吸附到解吸的过程中，甲烷的裂解为吸热反应，甲烷分子活化需要吸收能量，所以能量状态最高
的是B；
（3）反应②为吸热反应。根据平衡定义，平衡时正、逆反应速率相等，故v = v ，即k c2(CH ) = k
正 逆 正 4
·c(C H )·c2(H )， ，T 到T ℃时，K由1.5变成3，正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，故
逆 2 4 2 1 2
T 。④b点 ， 的平衡转化率是80%，设开始投入氢气4mol，则 为1mol， 转化了0.8mol， ，平衡时气体总
物质的量为 ， 。
5．(1)温室效应
(2) -121.9 H 、CO 甲醇分子间存在氢键
2 2
(3) 210 催化剂活性降低，反应平衡向逆向移动或有副反应发生等(合理答案均可)
(4) 阳 2Li CO +C-4e-=4Li++3CO
2 3 2
↑
【详解】（1）空气中CO 含量过高会导致全球变暖，两极冰川融化，海平面升高，则造成的环境问题是：
2
温室效应。
（2）(ⅰ)H (g)+CO (g) H O(g)+CO(g) H=+41.2kJ·mol-1
2 2 2 2
△
(ⅱ)3H (g)+3CO(g) CH OCH (g)+CO (g) H=-245.5kJmol-1
2 3 3 2 2
△ ∙
①利用盖斯定律，将反应ⅰ×3+ⅱ得：6H (g)+2CO (g) CH OCH (g)+3H O(g) H=(+41.2kJ·mol-1)×3+
2 2 3 3 2 3
△
(-245.5kJ·mol-1)= -121.9kJ·mol-1
②上述反应涉及的分子有H 、CO 、CO、H O、CH OCH ，H O、CH OCH 的中心O原子都存在孤电子对，都
2 2 2 3 3 2 3 3
为极性分子，则属于非极性分子的是H 、CO 。甲醇分子为含有-OH，能形成氢键，则甲醇的沸点(64.7℃)
2 2
高于二甲醚的沸点(-29.5℃)，原因是：甲醇分子间存在氢键。
（3）①从图中可以看出，在210 时，甲醇的时空收率最高，则该反应最适宜的温度是210℃。
②随着温度升高，反应速率加快，℃甲醇的时空收率增大。210℃时，可能是催化剂的活性达到最佳，可能
是反应已达到平衡，则继续升高温度，甲醇的时空收率反而降低的原因可能是：催化剂活性降低，反应平
衡向逆向移动或有副反应发生等(合理答案均可)。
（4）Li/CO 电池放电时，a为负极，发生反应式4Li-4e-=4Li+，b电极为正极，电极反应式为3CO +4e-
2 2+4Li+=C+2Li CO 。
2 3
①由分析可知，放电时，a极生成Li+，b极消耗Li+，则Li+经过离子交换膜从左侧移向右侧，所以离子交换
膜为阳离子交换膜。
②充电时，b电极为阳极，C失电子产物与Li CO 反应生成CO 、Li+，电极反应式为2Li CO +C-4e-=4Li+
2 3 2 2 3
+3CO ↑。
2
【点睛】对于由两种元素组成的多原子分子，若中心原子存在孤电子对，则分子结构不对称，为极性分子。
6．(1) BC
(2)
(3)1.5
(4)BD
(5)ab
【详解】（1）①焓变=反应物总键能-生成物总键能，
；
②
A．升高温度，平衡向着吸热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，A错误；
B．移除NO ，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，B正确；
2
C．降低N 浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，C正确；
2
③， ，
；
（2）根据始末状态判断反应物中氨气被氧化生成氮气，次氯酸被还原生成氯化钠，根据得失电子守恒，
化学方程式： ；
（3）当去除率较高时，余氯量较低，说明去除效果最佳，则除氨气过程中最佳 值约为1.5；
（4）A．加水稀释过程中，温度不变， 不变，A错误；
B．加水稀释过程中，温度不变， 不变，稀释过程中 减小，则 减
小，B正确；
C．加水稀释，氨水碱性减弱， 增大，C错误；
D．加水稀释，氨水碱性减弱， 增大， 减小， 减小，D正确；
（5）a．由反应历程图可知，活化能：反应ⅰ<反应ⅱ，正确；
b．由反应历程图可知，反应i正反应的反应物总能量高于生成物总能量，ⅰ为放热反应，反应ii正反应反
应物总能量低于生成物总能量，ⅱ为吸热反应，正确；
c．由反应历程图可知，反应i： ，反应ii： ，根据盖斯定律：i+ii得
，错误。7．(1)
(2)A
(3)4%
(4) 400℃ 其他条件不变，升温，活化分子百分数增大，反应速率增大 未达到 相同温
度时，不同催化剂下氮氧化物转化率还能增大 催化剂活性降低（或其他合理答案）
(5)
【详解】（1）① kJmol
⋅
② kJmol
⋅
根据盖斯定律(①+②)÷6得 kJmol 。
⋅
（2）A．反应前后气体系数和不同，恒温、恒容条件下，压强是变量，压强不随时间变化时反应达到平衡
状态，一定是平衡状态，故A正确；
B．平衡常数只与温度有关，平衡时温度不变，再充入1 mol 时平衡常数不变，故B错误；
C．该反应可逆，反应达到平衡时生成氮气的物质的量小于0.5mol，放出的热量小于0.1a kJ，故C错误；
D．催化剂不能使平衡移动，加入高效催化剂，反应达到平衡时NO的转化率不变，故D错误；
选A。
（3）根据图示，使用催化剂4% ，单位时间内氮氧化物转化率、表面活泼氧量比
最大，所以催化效能最佳的催化剂组成是4% 。
（4）①温度为400℃时，单位时间内氮氧化物的转化率最大，所以最佳反应温度为400℃。
②其他条件不变，升温，活化分子百分数增大，反应速率增大,所以a→b段氮氧化物转化率升高。
③相同温度时，M点氮氧化物的转化率不是最大，不同催化剂下氮氧化物转化率还能增大，所以M点反应
未达到平衡状态；温度升高，催化剂活性降低，所以M→N段氮氧化物转化率降低。
（5）设参加反应①的NO的物质的量为amol、参加反应②的NO的物质的量为bmol，则反应生成N 的物
2质的量为 、反应生成N O的物质的量为 ， ，解得a=0.6、b=0.8；参加反应①的NH
2 3
的物质的量为0.4mol、参加反应②的NH 的物质的量为0.2mol,反应剩余氨气的物质的量为0.4mol、剩余
3
NO的物质的量为0.6mol；反应①生成的水的物质的量为0.6mol、反应②生成的水的物质的量为0.3mol，
容器中水的物质的量为0.9mol，反应①的平衡常数 mol·L 。
8．(1) 放热 3d5 4NH +4NO+O 4N +6H O
3 2 2 2
(2) 催化剂活性降低 6.0×10-5mol/(Lmin)
(3) A 3.25
【详解】（1）①由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应；
②Fe的价电子排布式为3d64s2，而Fe3+失去3个电子，因此为3d5
③由图可知，反应物为氨气、一氧化氮、氧气、生成物为氮气和水，则脱硝的总反应为
；
（2）①催化剂的活性受温度的影响，温度升高催化剂的活性可能降低，因此转化率减小；
②由图可知100℃-300℃之间，NO的最高转化率为60%,故NO的变化量为2.0 10-4 60%=1.2 10-4mol，由
公式可知为 ；
（3）①当初始氨碳比相同，水碳比越大，二氧化碳的转化率越小，根据图中信息可知，曲线A二氧化碳
转化率大于B曲线，则W较小的曲线A。
②N点氨碳比为3，初始水碳比为0，二氧化碳的转化率为75%，设初始氨气物质的量为3a mol,平衡时总物质的量为3.25a mol，则
9．(1) 9 O>P>Ag
(2) pH越大，氢氧根离子浓度越大，
， ，磷酸根浓度越大，加入硝酸银生成 的速率越快，
根据已知ⅱ．一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小，故pH较大时，样品A的晶粒小； AC
(3) 体系中 由 第一步电离决定，则
故
由图可知， ， ，
故 mol/L
【详解】（1）P为15号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p3，则其核外电子的空间运动状态有
1+1+3+1+3=9；元素的非金属性越强，其电负性越大，由于非金属性O>P>Ag，故电负性：O>P>Ag；
（2）①根据银氨溶液的溶质为：Ag(NH ) OH以及元素守恒可知，该反应的离子方程式为：
3 2
；
②pH越大，氢氧根离子浓度越大， ， ，磷酸根浓度越大，加入硝酸银生成 的速率越快，根据已知ⅱ．一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小，故pH较大
时，样品A的晶粒小；
③A．pH增大，氢氧根浓度增大，此时生成的氢氧化银不稳定生成Ag O，故样品A中 杂质含量最高，
2
A正确；
B．加入盐酸，含有氯离子，会生成氯化银沉淀，则不能用盐酸调控体系的pH，B错误；
C．由于 ， ，加入硝酸银后会生成磷酸银，使电离平衡正向
移动，此时氢离子浓度增大，温度不变，K不变，则 减小，C正确；
D．向 溶液中加入少量 溶液时，此时银离子浓度增大，会生成 沉淀，此时溶液
pH和生成样品时相比较低，则晶体尺寸不同，D错误；
故选AC；
（3）① 溶液与0.2 溶液等体积混合中c(Ag+)=0.1mol/L，由于
，则刚开始生成 沉淀时，溶液中的
；
②由于 的一级电离常数大于二级电离常数，则当氢离子浓度相同时 较大，而 较
小，则 较大，故b代表 与pH的关系，根据图示可知，当pH=4.1时，，则 ；
③体系中 由 第一步电离决定，则
故
结合②的方法可知， ， ，
故 mol/L。
10．(1)+234kJ/mol
(2) 直线型
(3) 30% d 放热 600℃时甲烷的平衡转化率高达99%，低于600℃时，S 的浓度明显偏小，
2
且反应速率慢
(4)8×188L/mol
(5)
【详解】（1）由盖斯定律，总反应=①+②，故ΔH=ΔH +ΔH =+170kJmol-1+64kJmol-1=+234kJ/mol；
1 2
（2）
CH 的电子式为 ；CS 分子中中心原子的杂化类型为sp杂化，立体构型为直线型；
4 2
（3）①在恒温密闭容器中，S 与CH 物质的量比为2∶1时开始反应，由三段式
2 4得，当CS 的体积分数为10%时，即 ，
2
，CH 的转化率为 ；②a.恒容容器，质量不变，故密度一直不变，故密度不变不
4
一定平衡，a错误；b.反应前后气体的物质的量不变，故压强也一直不变，故压强不变一定平衡，b错误；
c.CH 与S 体积比一直为1:2，故不一定平衡，c错误；d.CS 的体积分数说明反应已经达到了平衡，d正确；
4 2 2
③由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故反应为放热反应。工业上通常采用在600～650℃的条件
下进行此反应，不采用低于600℃的原因是；600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S 浓度明
2
显偏小，且反应速率慢；
（4）根据方程式可知，该温度下的平衡常数
；
（5）由 ， ，则 ，
。
11．(1) >
(2)0.15
(3) Ⅰ 温度高于 时，随温度升高，反应iii正向反应程度变大，促进了反应ⅰ正向进行 0.8
0.67
【详解】（1）图像显示温度升高，pK 减小，即温度升高K 增大，所以升温反应iii正向移动，故 ＞
p3 p30；根据盖斯定律，反应iii-反应ii得反应 ，所以其K= ；
（2）该温度下忽略反应ⅲ，反应ⅱ． 左右两边气体化学计量数之和相
等，充分反应达平衡时压强为 ，所以平衡时n = ，即反应ⅰ．
总
的发生使得容器内气体物质的量减少(5-4.5)mol=0.5mol，由于反应ⅰ
左边的气体化学计量数比右边大1，所以反应ⅰ转化的n(CO)=n(CO )=n(N O)=0.5mol，转化的n(NO)=1mol，
2 2
三段式表示
，平衡时v =v ，又
正 逆
， ，所以 ，即
；
（3）① 越大，NO转化率越小，所以曲线Ⅱ表示NO的转化率与 的变化曲线，即曲线Ⅰ表
示 时NO的转化率与T的变化曲线；A点对应的温度为T ，A点后NO的平衡转化率增大的原因
6是反应iii为吸热反应，温度高于 时，随温度升高，反应iii正向反应程度变大，引起N O消耗，而N O为
2 2
反应ⅰ的生成物，所以反应iii正向反应程度变大后促进了反应ⅰ正向进行，从而使NO的平衡转化率增大；
②由图像可知， 、温度为T 时，NO的平衡转化率为60%，即NO的转化的物质的量为
2
2×60%=1.2mol，三段式表示 、
、
，反应iii的平衡常数 ，解得
x=0.2mol，则平衡时 的物质的量 (0.6+0.2)mol=0.8mol，反应ii的压强平衡常数
。
12．(1) 2 1
(2)i
(3)b
(4)2NO(g)+2CO(g)=N (g)+2CO (g) ΔH=-747.2 kJ·moL–1
2 2
(5)高温(6)反应i、ii速率随温度的升高而增大，高于 340℃后反应ii速率增加的程度超过反应i，所以 N O 浓度减
2
小
(7)88%
【详解】（1）由图可知 ， ，所以 2， 1；
（2）因为 ，则反应速率主要由c(NO)决定，所以H 还原 NO 总反应的速率由反应i
决定；
（3）设恒温恒容时H 的平衡转化率为x，该反应是气体分子数减小的反应，恒温恒压时相对于恒温恒容
时，相当于增大压强，平衡正移，氢气转化率比x大，该反应是放热反应，恒容绝热时，混合气体温度升
高，相对于恒温恒容时，平衡逆移，氢气转化率小于x，所以氢气转化率最大的是恒温恒压时，选b；
（4）焓变等于生成物的能量与反应物的能量之差，所以 ΔH=-628.6 kJ·moL–1；
ΔH=-118.6kJ·moL–1；则根据盖斯定律知，CO和NO 反应生成N 的热化学方程式为：
2
2NO(g)+2CO(g)=N (g)+2CO (g) ΔH=-747.2 kJ·moL–1；
2 2
（5）由图知，NO和CO的浓度在高温时低，所以脱除应选择高温；
（6）因为反应i生成N O，反应ii消耗 N O，所以原因是：反应i、ii速率随温度的升高而增大，高于
2 2
340℃后反应ii速率增加的程度超过反应i，所以 N O 浓度减小
2
（7）根据氮元素守恒，NO的初始浓度为： ，转化为氮气的NO
的浓度为： ，NO的脱除率 。
13．(1)
(2) 8 2 7
(3)(4) 升高，反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，平衡分配比下降 较低 图
中 点，lgD=1.0，则 ；反应(ii)平衡常数 ，则
， ，忽略水相中 的电离，则
，故 ，
，反应(iii)的平衡常数 为
【详解】（1）①铁原子失去3个电子形成铁离子，基态 的价电子排布式为 。
②A．反应达平衡时，各物质的浓度不再改变，溶液的颜色不再变化，正确；
B．增大 浓度，物质浓度增大，反应速率加快，则逆反应速率加快，错误；
C． 过低，使得平衡逆向移动，不利于 的生成，正确；
D．反应为放热反应，升高温度，该平衡逆向移动，错误；
故选AC；
（2）光催化降解反应中铁离子化合价由+3变为+2、碳元素化合价由0变为+4，结合电子守恒可知，反应
为： 8 2 7 ；
（3）由盖斯定律可知，2×(ii)+ (iii)-2×(i)得反应 (有机相)，则；
（4）① 升高，促使反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，使得有机相中HR减小，平衡分配比下降；
② 由图可知，萃取宜在较低温度下进行，此时 值较大，萃取效果较好。
图中 点，lgD=1.0，则 ；反应(ii)平衡常数 ，
则 ， ，忽略水相中 的电离，则
，故 ，
，反应(iii)的平衡常数 为 。
14．(1) A、D ﹤0,该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，不利于NO 的
2
吸附。
(2) -958.3 1.28 0.2
(3) 以1号原子的坐标为（0,0,0） 4:3
(4) CH -8e-+4O2-=CO +2H O 当电路中转移2nmol的电子，Y室生成2nmol的NaOH，同时
4 2 2
nmolCa2+从X室移动到产品室，2nmol的 从原料室进入产品室，生成nmol的Ca（H PO ） 。
2 4 2
【详解】（1）①当MOFs多孔材料吸附NO 到质量不再发生变化时，即 反应达到平衡状态。
2
A．因为NO 为红棕色气体，因此反应达到平衡状态时，废气颜色不再发生变化，A正确；
2
B．当反应达到平衡状态时，各物质物质的量不再发生改变，n（NO ）、n（N O ）不变，B错误；
2 2 4
C．当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，即 ，C错误；D．该反应体系反应前后气体系数和不相等，混合气体的平均分子质量不再发生变化可作为反应达到平衡
状态的标志，D正确。
①故答案为：A、D
② ﹤0,该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，不利于NO 的吸附；
2
②故答案为： ﹤0,该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，不利于NO 的吸附。
2
（2）①CH (g)+2O (g)=CO （g）+2H O(l)ΔH =-890.3kJ/mol，由盖斯定律可知，
4 2 2 2 3
ΔH=ΔH -ΔH -ΔH ，即ΔH=-958.3 kJ/mol；
3 1 2
①故答案为：-958.3
②已知向恒容密闭容器中充入气体 发生反应
初始压强为192kPa，温度为 时，由图1可知，
的平衡转化率为20%。
设充入n（CH ）为nmol，则n（NO ）为2nmol
4 2
P =204.8kPa
平衡
则10min内平均反应速率
用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，
②故答案为：1.28,0.2（3）①2号原子位于体对角线的1/4位置，且坐标为 ，可知测定该原子坐标的方法是以1号原子
坐标为（0,0,0）；
①故答案为：以1号原子的坐标为（0,0,0）
②根据晶胞结构可知，1个C周围等距且最近的N有4个，故C的配位数为4，同理1个N周围等距且最近
的C有3个，故N的配位数为3，因此C、N原子的配位数之比为4：3；
②故答案为：4：3
（4）①燃料电池的a电极通入甲烷为负极，则负极的电极反应式为CH -8e-+4O2-=CO +2H O；
4 2 2
①故答案为：CH -8e-+4O2-=CO +2H O
4 2 2
②当电路中转移2nmol的电子，Y室生成2nmol的NaOH，同时nmolCa2+从X室移动到产品室，2nmol的
从原料室进入产品室，生成nmol的Ca（H PO ） 。因此相同时间内NaOH的产量是 的
2 4 2
2倍。
②故答案为：当电路中转移2nmol的电子，Y室生成2nmol的NaOH，同时nmolCa2+从X室移动到产品室，
2nmol的从原料室进入产品室，生成nmol的Ca（H PO ）
2 4 2
15．(1)+127.4
(2) b c 减压或升温
(3) 过多地占据催化剂表面，导致催化剂对丙烷的吸附率降低 8.1
(4) 炭与 反应生成CO，脱离催化剂表面
(5) 1∶3∶4
【详解】（1）设碳碳双键的键能为x，则由 得
， ，则主反应：
的（2）①升高温度，平衡正向移动，丙烷的体积分数减小，丙烯的体积分数增大，则a、c为丙烯的体积分
数变化曲线，b、d为丙烷的体积分数变化曲线， 与 相比，压强增大，平衡逆向移动，从
而得出表示丙烷体积分数的变化曲线为b，表示丙烯体积分数的变化曲线为c。
②丙烷直接催化脱氢制丙烯的反应正向是气体体积增大的吸热反应，改变外界条件时，化学平衡将向着减
弱这种改变量的方向移动，因此升高温度、降低压强均能使平衡正向移动，从而提高丙烷转化率；
（3）①相同温度下，水烃比远大于15∶1时，说明水蒸气多， 的浓度过低，反应速率减慢，另一方
面是 过多地占据催化剂表面，导致催化剂对丙烷的吸附率降低，也导致 的反应速率明显下降。
②M点对应的水烃比为10∶1，设 的物质的量为1 mol， 的物质的量为10 mol。 转化了
0.75 mol，根据 的选择性为60%知，生成 的物质的量为0.45 mol， 的物质的量为0.45 mol，
的物质的量为0.3 mol， 的物质的量为0.3mol。体系中总的物质的量为
。 、 、 的分压分别为2.5kPa、4.5kPa、
4.5kPa， ；
（4）①由图知，反应(ⅱ)的化学方程式为 ；
②由于炭与 反应生成CO，脱离催化剂表面，该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性；
（5）根据均摊法，晶体中Ni的个数为 ；Mg的个数为 ，Fe的个数为4，则 ，
中 ， ， ，则
16．(1)(2)改良后 的催化剂有更多的Pt活性位点和相邻的氧空位，更有利于吸附NO等氮氧化物，有
利于脱除反应快速进行
(3)AC
(4) 脱硝率逐渐降低 随着氧气浓度增大，氨气与氧气发生反应，生成氮氧化物，同时与氮氧化物
反应的氨气减少，导致脱硝率降低
(5) 400
【详解】（1）根据图片信息中的反应过程，Pt催化剂表面NO被还原为 ，故热化学反应方程式为
。
（2）根据信息提示，“研究表明，当催化剂表面有Pt活性位且有相邻的氧空位时，与Pt活性位直接吸附
NO相比，更有利于 的生成。”改良后催化剂效果更好的原因是：改良后的 催化剂有更多
Pt活性位和相邻的氧空位，更有利于吸附NO等氮氧化物，有利于脱除反应快速进行。
（3）A．由图左侧低温区可知，NO与催化剂表面的吸附O结合为 ，最终转化为 ，A正确；
B．由图右侧高温区可知，NO先被氧化为 ，再转化为 ，最终转化为 ，B错误；
C．适当增大 的用量，有利于在催化剂表面形成吸附O，在低温区时，会加快与NO的反应速率，提高
的脱除率，C正确；
D．恒温恒容体系充入惰性气体，对反应物和生成物浓度基本无影响，基本不改变氮氧化物脱除率，D错误。
故选AC。
（4）根据图示，随横坐标增大，脱硝率逐渐降低；在较高温度下，当氧气浓度达到一定程度时，氨气和
氧气反应，与氨气和一氧化氮反应形成竞争反应，氧气越多，氨气与一氧化氮反应越少，同时氨气和氧气
反应会生成氮的氧化物，使氮的氧化物浓度在一定程度上增加，脱硝率下降。
（5）温度较低时，氢气和一氧化碳的脱硝率非常低，不适合低温脱硝，氨气在800～1000℃左右时脱硝率
明显上升，优于甲烷，1350℃左右时甲烷和氨气脱硝率基本相同，温度继续升高，甲烷脱硝率上升，因此，在较低温度下时，氨气是比较适宜的还原剂。
根据投料及脱硝率64％、甲烷转化率80％，参加反应的甲烷为10×80％=8mol；三行式如下：
故 。
