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专题54 原理综合题
——反应热+化学平衡
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 制备工
业原料
2024· 山东卷、2024· 湖南卷、2024· 安徽
卷、2024·江苏卷、2023•湖北省选择性考
试、2023•湖南卷、2023•辽宁省选择性考
试、2023•全国甲卷、2023•全国新课标卷、
2023• 海南卷、2022• 福建卷、2022• 全国
甲、2022• 山东卷、2022• 湖南选择性、
2021•浙江1 月、2021•浙江6 月、2021•天津
卷、2021•辽宁选择性考试、2020•新课标
Ⅲ、2020•山东卷、2020•天津卷、2017•新
课标Ⅱ、2016•新课标Ⅱ、2016·全国II 卷、
2016·全国II 卷、2015·浙江卷、2015·全国
卷Ⅱ
化学反应原理题通常以元素化合物知
识为载体，以工业生产为背景，综合
考查化学反应中的能量变化、化学反
应速率、化学平衡及其影响因素等知
识，有时还融合考查氧化还原反应、
化学实验等，题目综合性强，化学信
息多，设问角度灵活多变，侧重考查
考生接受、整合信息的能力，应用化
学知识解决实际问题的能力。根据考
查知识点的覆盖情况，可将反应原理
主观题型分为两种类型：一类是单一
的反应原理考查，此类试题考查内容
单一，注重试题深度；另一类是综合
的反应原理考查，此类试题往往综合
考查不同原理的知识点，注重试题的
广度。由于试题篇幅较长，情境、取
材较新，有一定的难度，侧重考查考
生的阅读能力、获取有效信息能力、
知识运用能力、识图识表能力和分析
归纳能力，同时考查考生科学态度与
社会责任的核心素养。
考点2 治理环
境原理
2024·湖北卷、2024·辽吉黑卷、2023•浙江
省1 月选考、2023•江苏卷、2022•全国乙、
2022·浙江省6 月、2021•全国甲、2021•河北
选择性、2021•广东选择性、2020•浙江1
月、2020•浙江7 月、2020•江苏卷、2016•新
课标Ⅲ、2016·浙江理综、2015·江苏卷
考点3 综合运
用原理
2024·广东卷、2023•全国乙卷、2022•湖北
省选择性、2022•广东选择性、2021•全国
乙、2017•新课标Ⅰ、2016•新课标Ⅰ、
2016·全国I 卷
考点1 制备工业原料
1
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1．(2024·山东卷，20，12 分)水煤气是H2的主要来源，研究CaO 对C-H2O 体系制H2的影响，涉及主
要反应如下：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) (I) ΔH1＞0
CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) (II) ΔH2＜0
CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3＜0
回答列问题：
(1) C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)
CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变ΔH =_______(用代数式表示)。
(2)压力p 下，C-H2O- CaO 体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完
全分解。气相中CO，CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a 线对应物种为_______(填化学
式)。当温度高于T1时，随温度升高c 线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
(3)压力p 下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋
H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP=_______；此时气体总物质的量为
，则CaCO3(s)的物质的量为
_______
；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减
小”或“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
2．(2024·湖南卷，18，3 分)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2
作催化剂生产CH2=CHCONH2的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g) ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g) ΔH2
ⅲ：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g) ΔH3
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：
2
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(1)总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH= (用含
ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代数式表示)；
(2)进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)：n(C2H5OH)=1：2，出料中四种物质(CH2=CHCOOC2H5、
CH2=CHCN、C2H5OH、H2O)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图：
①表示CH2=CHCN 的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入C2H5OH 的作用是 。
③出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因是 。
④反应
后，a、b、c 曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
(3)催化剂TiO2再生时会释放CO2，可用氨水吸收获得NH4HCO3。现将一定量的NH4HCO3固体(含
0.72g 水)置于密闭真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分压为
，在
℃下进行干燥。为保证
NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于
(已知
NH4HCO3分解的平衡常数Kp= 4×104(kPa)3)；
(4)以CH2=CHCN 为原料，稀硫酸为电解液，Sn 作阴极，用电解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其阴
极反应式 。
3．(2024·安徽卷，17，15 分)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。
回答下列问题：
【乙烷制乙烯】
(1) C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)=2C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝-209.8kJ·mol−1
C2H6(g)＋CO2(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)+ CO(g) ΔH2＝178.1kJ·mol−1
计算：2CO(g)＋O2(g)
2CO2(g) ΔH3＝_______kJ·mol−1
(2) C2H6直接脱氢反应为C2H6 (g)
C2H4(g)＋H2(g) ΔH4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关
系如图所示，则ΔH4=_______0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近
的是_______(填标号)。
3
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a．600℃，0.6MPa b．700℃，0.7MPa c．800℃，0.8MPa
(3)一定温度和压强下、反应i C2H6 (g)
C2H4(g)＋H2(g) Ka1
反应ⅱ C2H6 (g)＋H2(g)
2CH4(g) Ka2 (Ka2远大于Ka1)( Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算
的平衡常数)
①仅发生反应i 时。C2H6的平衡转化率为
，计算Ka1=_______。
②同时发生反应i 和ⅱ时。与仅发生反应i 相比，C2H4的平衡产率_______(填“增大”“减小”或“不
变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过Cu+修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的_______与C2H4分
子的
键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的
优点是_______。
(5)常温常压下，将C2H4和C2H6等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与
进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是_______(填标号)。
A．前30 min，两种气体均未被吸附
B．p 点对应的时刻，出口气体的主要成分是C2H6
C．a-b 对应的时间段内，吸附的C2H6逐新被C2H4替代
4
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4．(2024·江苏卷，17，16 分)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有_______；含CO
和H2各1mol 的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得_______ molH2。
(2)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)：n(H2)=1：3 混合匀速通入合成塔，发生反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)。海绵状的
作催化剂，多孔Al2O3作为
的“骨架”和气体吸附剂。
①H2中含有CO 会使催化剂中毒。CH3COO[Cu(NH3)2]和氨水的混合溶液能吸收CO 生成
CH3COO[Cu(NH3)3CO]溶液，该反应的化学方程式为_______。
②Al2O3含量与
表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于
，出口处氨含量下降
的原因是_______。
(3)反应H2+HCO3
-
HCOO-+H2O 可用于储氢。
①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1mol·L-1NaHCO3溶液中通入H2，HCOO-产率随温度
变化如图所示。温度高于
，HCOO-产率下降的可能原因是_______。
②使用含氨基物质(化学式为CN-NH2，CN 是一种碳衍生材料)联合
催化剂储氢，可能机理如图
所示。氨基能将HCO3
-控制在催化剂表面，其原理是_______；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在
_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
5
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5．(2023•湖北省选择性考试，19)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以
由C40H20分子经过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20 (g)
C40H18 (g) + H2(g)的反应机理和
能量变化如下：
回答下列问题：
(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H-H 键能为436.0
kJ·mol－1。估算C40H20 (g)
C40H18 (g) + H2(g)的ΔH =_______ kJ·mol－1。
(2)图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
(3) C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K 时，假定体系内只有反应C40H12 (g)
C40H10(g) + H2(g)发生，反应过程中压强恒定为
p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp 为_______(用平衡分压代替平衡浓度计
算，分压=总压×物质的量分数)。
(5)
(g)
C40H18 (g) + H• (g)及
C40H10 (g) + H• (g)反应的lnK (K 为平衡常
数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，
(R 为理想气体常数，c 为截距)。图中
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两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
6．(2023•湖南卷，16)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④C6H5C2H5(g)
C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的
_______
；
(2)在某温度、
下，向反应器中充入
气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平
衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______
水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
(3)在
、
下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生
如下两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(
)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b 代表的产物是
_______，理由是_______；
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(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______；
A．X 射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B．Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C．Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu (Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X (引发剂，X 表
示卤素)生成自由基C6H5CH2•，实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂C6H5CH2 Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I 中活性最高的是_______；
(6)室温下，①Cu+在配体L 的水溶液中形成[Cu(L)2]+，其反应平衡常数为K；②CuBr 在水中的溶度积
常数为Ksp。由此可知，CuBr 在配体L 的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数
关系均为最简整数比)。
7．(2023•辽宁省选择性考试，18)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制
备过程中CuSO4·5H2O 分解的TG 曲线(热重)及DSC 曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。
700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、_______和_______(填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。
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(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与
温度的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88 的曲线代表平衡转化率
c．α 越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同
下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下
图所示，催化性能最佳的是_______(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p 和αe的代数式表示上述催化氧化反应的
Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
8．(2023•全国甲卷，28)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)
2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·mol－1
②2CH4(g)+O2(g)
2CH3OH(l)
K2 ΔH2= -329kJ·mol－1
反应③CH4(g)+O3(g)
CH3OH(l) +O2(g)的ΔH3=_______ kJ·mol－1，平衡常数K3=_______(用K1、
K2表示)。
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(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、C o+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地
生成甲醇。分别在300K 和310K 下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4= M++CH3OH，结果如下图所示。
图中300K 的曲线是_______(填“a”或“b”。 300K、60s 时MO+的转化率为_______(列出算式)。
(3) MO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4
示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO+与CD4反应的能量
变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ) MO+与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD_______ CHD2OH (填“＞”“＜”或“=”)。若
MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇有_______种。
9．(2023•全国新课标卷，29)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答
下列问题：
(1)根据图1 数据计算反应
的ΔH =_______ kJ·mol－1。
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(2)研究表明，合成氨反应在
催化剂上可能通过图2 机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N2*表示被
吸附于催化剂表面的N2 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的
标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe 包裹的Fe3O4。已知α-Fe 属于立方
晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8 g ·c m-3，则α-Fe 晶胞中含有Fe 的原子数为_______(列出计算式，
阿伏加德罗常数的值为NA)。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。
其中一种进料组成为
，另一种为
。(物质i 的摩尔分数：
)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有情性气体
的图是_______。
③图3 中，当
、
时，氮气的转化率
_______。该温度时，反应
的平衡常数
_______
(化为最简式)。
10．(2023•海南卷，16)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质
量分数为85%的磷酸与KCl(s)反应制备KH2PO4(s)，反应方程式为H3PO4(aq)+KCl(s)
KH2PO4(s)
+HCl(g)一定条件下的实验结果如图1 所示。
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回答问题：
(1)该条件下，反应至1h 时KCl 的转化率为_______。
(2)该制备反应的ΔH 随温度变化关系如图2 所示。该条件下反应为_______反就(填“吸热”或“放
热”)，且反应热随温度升高而_______。
(3)该小组为提高转化率采用的措施中有：使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能
提高转化率的原因是：不使用稀磷酸_______；通入水蒸气_______。
(4)298K 时，H3PO4(aq)+KCl(aq)
KH2PO4(aq)+HCl(aq)的平衡常数K=_______。(已知H3PO4(aq)的
Ka1=6.9×10-3)
11．(2022•福建卷，13)(13 分)异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙
烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：
Ⅰ. C3H8O(g)
C3H6(g)＋H2O(g) ΔH1＝+52kJ·mol−1
Ⅱ. 2C3H6(g)
C6H12(g) ΔH2＝-97kJ·mol−1
回答下列问题：
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)
6CO2(g)＋8H2O(g) ΔH＝-3750kJ·mol−1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和
H2O(g)的热化学方程式为_______。
(2)在
下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
反应时间
0
4
8
12
t
20
H2O 浓度/ppm
0
2440
3200
3600
4000
4100
①
内，v(C3H8O)= _______
；
②t_______16(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是_______(填标号)。
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a. H2O(g)的分压不变 b.混合气体密度不变
c. n(C3H6)=2n(C6H12) d. v 正(H2O)=v 逆(C3H8O)
(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为_______。
(5)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lgQp与温度的关系曲线。
(已知：对于可逆反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)，任意时刻
，式中p(X))表示物质×
的分压)
①在
恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的_______点(填
“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是_______。
②350℃时，在密闭容器中加入一定量的C3H8O，体系达到平衡后，测得C6H12的分压为
，则水
蒸气的分压为_______ MPa (用含x 的代数式表示)。
12．(2022•全国甲，28)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方
法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1) TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在
时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172kJ·mol−1 Kp1=1.0×10-2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝-51kJ·mol−1 Kp2=1.2×1012Pa
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH 为_______ kJ·mol−1，Kp=_______Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转
化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质
的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
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①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数
_______
。
②图中显示，在
平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其
原因是_______。
(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2 -C“固—固”接触的措施是_______。
13．(2022•山东卷，20)(11 分)利用
丁内酯(BL)制备1，
丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋
喃(THF)和
丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行，故
H2压强近似等于总压。回答下列问题：
(1)以
或BD 为初始原料，在
、
的高压H2氛围下，分别在恒压容器中
进行反应。达平衡时，以BL 为原料，体系向环境放热XkJ；以BD 为原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副
反应热效应，反应Ⅰ焓变ΔH(493K，3.0×103kPa)=_______ kJ·mol-1。
(2)初始条件同上。xi表示某物种i 的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比，xBL和xBD随时间t
变化关系如图甲所示。实验测得X＜Y，则图中表示xBL变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数
Kp=_______ kPa-2 (保留两位有效数字)。以BL 为原料时，t1时刻xH2O_______，BD 产率=_______(保留两位
有效数字)。
14
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(3)
为达平衡时
与
的比值。(493K，2.5×103kPa)、(493K，3.5×103kPa)、(513K，
2.5×103kPa)三种条件下，以5.0×10-3molBL 为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，
随时间t 变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、
c 中，
最大的是_______(填代号)；与曲线b 相比，曲线c 达到
所需时间更长，
原因是_______。
14．(2022•湖南选择性，17)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为
TiO2，含少量V、Si 和Al 的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
127
57
180
回答下列问题：
(1)已知ΔG= ΔH-TΔS，
的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略
、
随温度的变化。若
ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。
15
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A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
(2) TiO2与C、Cl2，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中
的含量升高，原因是_______。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含
、
杂质的方法
是_______。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入
冶炼
的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁
B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
15．(2021•浙江1 月，29)“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工
业上的常用气体。请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。
(2)下列说法不正确的是______。
A．可采用碱石灰干燥氯气
B．可通过排饱和食盐水法收集氯气
C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)
Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq) + H2O(l)
H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2
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其中p 为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)
Cl2(aq)的焓变ΔH1______0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=______。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p 和上述平衡常数表示，
忽略HClO 的电离)
(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程
式为；
I.TiO2(s)+2Cl2(g)
TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 mol·L-1，KI=-3.4×10-29
II.2C(s)+O2(g)
2CO(g) ΔHII= - 221 mol·L-1，KII=1.2×1048
结合数据说明氯化过程中加碳的理由______ 。
(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，
两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1，反应30 min 测得氯苯15%转化为邻二
氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是
______。
A．适当提高反应温度 B．改变催化剂
C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度
16．(2021•浙江6 月，29)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH
＝-11.9kJ·mol−1。判断该反应的自发性并说明理由_______。
(2)已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH＝-198kJ·mol−1。850K 时，在一恒容密闭反应器中充入一定
量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol·L－1、8.0×10-3
mol·L－1和
4.4×10-2
mol·L－1。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时SO2的转化率为_______。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率
②接触室结构如图1 所示，其中1~4 表示催化剂层。图2 所示进程中表示热交换过程的是_______。
A．a1→b1 B．b1→a2 C．a2→b2 D．B2→a3 E. a3→b3 F. B3→a4 G. a4→b4
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③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3 中画
出反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲
线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
(4)一定条件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系
由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2
个离子方程式。
Ⅰ.S2-+H+=HS-
Ⅱ.①_______；
Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；
Ⅳ.②_______。
17．(2021•天津卷，16)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8
受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)+CH4(g)
CS2(g)+2H2S(g)，回答下列问题：
(1)CH4的电子式为___________，CS2分子的立体构型为___________。
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(2)某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1 时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为___________。
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．CH4与S2体积比 d．CS2的体积分数
(3)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图
所示。据图分析，生成CS2的反应为___________(填“放热”或“吸热”)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___________。
(4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S 转化为单后硫S，可实现废物利
用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式___________。
18．(2021•辽宁选择性考试，17)苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生
如下反应：
Ⅰ.主反应：
(g)+3H2(g)
(g) ∆H1<0
Ⅱ.副反应：
(g)
(g) ∆H2>0
回答下列问题：
(1)已知：Ⅲ.
Ⅳ.2
(g)+15O2(g)
12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4
Ⅴ.
(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5
则
_______(用
、
和
表示)。
(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。
A．适当升温
B．适当降温
C．适当加压
D．适当减压
(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2) ：n(C6H6) =3：1 的基础上适当增大H2 用量，
其目的是_______。
(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当H2中混有微量H2S
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或CO 等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为_______。
(5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合弧电子对，下图中可作为
酸性中心的原子的标号是_______(填“①”“②”或“③”)。
(6)恒压反应器中，按照n(H2) ：n(C6H6) =4：1 投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为p0，平衡时苯的转化率
为α，环己烷的分压为p，则反应1 的Kp=_______(列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压
=总压×物质的量分数)。
19．(2020•新课标Ⅲ，28)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应
达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种
组分的物质的量分数x 随温度T 的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的
ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以
分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压
强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_______________。
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20．(2020•山东卷，20)探究CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH 的产率。以
CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
Ⅰ. CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ. CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.4 kJ·mol-1
Ⅲ. CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1) ΔH3=_________
。
(2)一定条件下，向体积为VL 的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，
容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO 为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________mol
L
﹒
-1(用含a、b、V 的代数式
表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3 投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率随温
度的变化关系如下图所示。
已知：CO2的平衡转化率=
CH3OH 的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺
序为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
21．(2020•天津卷，16)利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。
回答下列问题：
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________。
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(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中，产物之一为SO4
2-，另一产物为__________。若将该催化剂置于
AgNO3溶液中，产物之一为O2，写出生成另一产物的离子反应式__________。
Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条下合成CH3OH(不考虑副反应)：
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1＜0
(3)某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为 a mol‧L-1和3 a mol‧L-1，反应平衡时，
CH3OH 的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为___________。
(4)恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3 时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子
筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为____________。
②P 点甲醇产率高于T 点的原因为___________。
③根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________°C。
Ⅲ.调节溶液pH 可实现工业废气CO2的捕获和释放
(5) CO3
2-的空间构型为__________。已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH=12 时，
c(H2CO3)：c(HCO3
-)：c(CO3
2-)=1：_______：__________。
22．(2017•新课标Ⅱ，28)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+1/2O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=−119 kJ·mol−1
①H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·mol−1
反应①的ΔH1 为________kJ·mol−1 。图(a) 是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，
x_________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________(填标号)。
A．升高温度
B．降低温度
C．增大压强
D．降低压强
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(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气
中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后
降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产
率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速
降低的主要原因可能是_____________。
23．(2016•新课标Ⅱ，28)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”
生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等，回答下列问题：
(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方
程式如下：
①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol
①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是
________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的
产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯
腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为
，理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。
24．(2016·全国II 卷，26)联氨(又称联肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭
燃料，回答下列问题：
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(1)联氨分子的电子式为_____________，其中氮的化合价为____________。
(2)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________。
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因
为_________________________________________________。
(4)联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为
___________________(已知：N2H4+H+
N2H5
+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐
的化学式为 。
(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr 的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是。联氨可用
于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg 的联氨可除去水中溶解的O2kg；与使用Na2SO3处
理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 。
25．(2016·全国II 卷，27)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”
生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN 等，回答下列问题：
(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方
程式如下：
①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol
①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是；提高丙烯腈
反应选择性的关键因素是。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460OC．低于460OC 时，丙烯腈的
产率(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是；高于460OC 时，丙烯腈产率降低的可
能原因是 (双选，填标号)
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为
，理由是 。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 。
26．(2015·浙江卷，28)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
(g)
(g)+H2(g)
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(1)已知：
化学键
C—H
C—C
C
C
H—H
键能/kJ·mol-1
412
348
612
436
计算上述反应的ΔH= kJ·mol-1。
(2)维持体系总压p 恒定，在温度T 时，物质的量为n、体积为V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙
苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K= (用α 等符号表示)。
(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应
温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化
剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实
。
②控制反应温度为600℃的理由是
。
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。
保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还
能够发生反应：CO2+H2=CO+H2O，CO2+C=2CO。新工艺的特点有 (填编号)。
①CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利于CO2资源利用
27．(2015·全国卷Ⅱ，27)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和
H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)已知反应Ⅰ中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1 076
465
413
25
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由此计算ΔH1= kJ·mol-1 ；已知ΔH2=-58 kJ·mol-1 ，则ΔH3=
kJ·mol-1。
(2)反应Ⅰ的化学平衡常数K 表达式为 ；
图1 中能正确反映平衡常数K 随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母)，其判断理由
是
。
(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60 时，体系中的CO 平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2 所示。
α(CO) 值随温度升高而 ( 填“ 增大” 或“ 减小” ) ，其原因是
；图2 中的压强由大到小为 ，其判断理由是
。
考点2 治理环境原理
1．(2024·湖北卷，17，14 分)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科
研人员提出的绿色环保新路线。
反应I：BaCO3(s)+C(s)
BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)
回答下列问题：
(1)写出BaC2与水反应的化学方程式 。
(2)已知
、
(n 是
的化学计量系数)。反应、Ⅱ的
与温度的关系曲线见图
1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)在
的KP= Pa3。
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②保持
不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时pCO= Pa，若将容器体积压缩到
原来的
，重新建立平衡后pCO= Pa。
(3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为
，
为载气。
和
下，
产率随时
间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为
，缓慢加热至
时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含
物种
为 。
②
下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。
2．(2024·辽吉黑卷，18，13 分)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl 废气：
。将HCl 和O2分别以不同起始
流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制
转化率(
)曲线，如
下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1) ΔS _______0(填“>”或“<”)；T3=_______℃。
(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH=_______ kJ·mol−1。
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H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
(3)下列措施可提高M 点HCl 转化率的是_______(填标号)
A．增大HCl 的流速
B．将温度升高40℃
C．增大n(HCl)：n(O2)
D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，
小于
和
，原因是_______。
(5)设N 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数
_______(用平衡物质的量分数代替
平衡浓度计算)
(6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞
体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则
的相对原子质量为_______(精确至1)。
3．(2023•浙江省1 月选考，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现
“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
I：CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1
II：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2
请回答：
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A．低温低压
B．低温高压
C．高温低压
D．高温高压
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)
4CO(g)+2H2O(g)的∆H=_________kJ•mol-1，K=_________ (用K1、K2表示)。
(3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1：3 投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现
CO2高效转化。
①下列说法正确的是__________。
A．Fe3O4可循环利用，CaO 不可循环利用
B．过程ii，CaO 吸收CO2可促进Fe3O4氧化CO 的平衡正移
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C．过程ii 产生的H2O 最终未被CaO 吸收，在过程iii 被排出
D．相比于反应I，该流程的总反应还原1mol CO2需吸收的能量更多
②过程ii 平衡后通入He，测得一段时间内CO 物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释
CO 物质的量上升的原因______________________________。
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=∆n(CO2)/∆n(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化
之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3 投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图
1，请在图2 中画出400~1000℃之间R 的变化趋势，并标明1000℃时间R 值。
②催化剂X 可提高R 值，另一时段内CH4转化率、R 值随温度变化如下表：
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法不正确的是___________
A.R 值提高是由于催化剂X 选择性地提高反应II 的速率
B.温度越低，含氢产物中H2O 占比越高
C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R 值减小
D.改变催化剂提高CH4转化率，R 值不一定增大
4．(2023•江苏卷，14)V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为
4NH3(g)＋O2(g)+4NO(g)=4N2g)+6H2O(g) ΔH＝-1632.4kJ·mol−1
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80℃的水中，在搅拌下加入一定量的
NH4VO3溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5-WO3/TiO2催化剂。在水溶液中VO3
-水解为H3VO4沉
淀的离子方程式为___________；反应选用NH4VO3溶液而不选用NaVO3溶液的原因是___________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装有V2O5-WO3/TiO2
催化剂的反应器，测得NO 的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内，NO 转化率
随温度变化不明显的原因是___________；反应温度高于380℃，NO 转化率下降，除因为进入反应器的
NO 被还原的量减少外，还有___________(用化学方程式表示)。
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(3)废催化剂的回收。回收V2O5-WO3/TiO2废催化剂并制备NH4VO3的过程可表示为
①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元环结构，其结构式可
表示为___________。
③向pH=8 的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl 溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)=1.7×10-
3，加过量NH4Cl 溶液的目的是___________。
5．(2022•全国乙，28)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并
加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1＝－1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g) ΔH2＝94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－484kJ/mol
计算H2S 热分解反应④2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________ kJ/mol。
(2)较普遍采用的H2S 处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反
应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________，缺点是________。
(3)在1470K、100 kPa 反应条件下，将n(H2S)：n(Ar)=1：4 的混合气进行H2S 热分解反应。平衡时混合
气中H2S 与H2的分压相等，H2S 平衡转化率为________，平衡常数Kp=________ kPa。
(4)在1373K、100 kPa 反应条件下，对于n(H2S)：n(Ar)分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19 的
H2S-Ar 混合气，热分解反应过程中H2S 转化率随时间的变化如下图所示。
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①n(H2S)：n(Ar)越小，H2S 平衡转化率________，理由是________。
②n(H2S)：n(Ar)=1：9 对应图中曲线________，计算其在
之间，H2S 分压的平均变化率为
________ kPa·s－1。
6．(2022·浙江省6 月，29)主要成分为H2S 的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的H2S 燃烧，产生的SO2与其余H2S 混合后反应：
。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(H2S)=2.0×10-5mol·L－1、c(SO2)= 5.0×10-5mol·L－1、c(H2O)=4.0×10-3mol·L－1，计算该温度下的平衡常数
_______。
(2)热解H2S 制H2。根据文献，将H2S 和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出
料)，发生如下反应：
Ⅰ 2H2S(g)
2H2(g)+ S2(g) ΔH1＝170kJ·mol−1
Ⅱ CH4(g)+ S2(g)
CS2(g)+2H2(g) ΔH2＝64kJ·mol−1
总反应：
Ⅲ 2H2S(g)+CH4(g)
CS2(g)+4H2(g)
投料按体积之比V(H2S)：V(CH4)=2：1，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和
CS2体积分数如下表：
温度/℃
950
1000
1050
1100
1150
H2/V(%)
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
CS2/V(%)
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A．其他条件不变时，用Ar 替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B．其他条件不变时，温度越高，H2S 的转化率越高
31
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C．由实验数据推出H2S 中的S-H 键强于CH4中的
键
D．恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意
图_______。
④在1000℃，常压下，保持通入的H2S 体积分数不变，提高投料比[V(H2S)：V(CH4)]，H2S 的转化率
不变，原因是_______。
⑤在950℃~1150℃范围内(其他条件不变)，S2(g)的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并
分析原因_______。
7．(2021•全国甲，28)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2＝CO(g)+H2O(g)
△H1=+41kJ·mol-l
②CO(g)+2H2＝CH3OH(g)
△H2=-90kJ·mol-l
总反应的△H =_______ kJ·mol-l；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
_______(填标号)，判断的理由是_______。
A．
B．
C．
D．
(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数
为x(CH3OH)，在 t=250℃下的 x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa 下的 x(CH3OH)～t 如图所示。
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①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp =_______；
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______；
③当x(CH3OH)=0.10 时，CO2的平衡转化率
____，反应条件可能为___或___。
8．(2021•河北选择性，16)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧
化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热
数据如表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
(1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：
①CO2(g)=CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO3
-(aq)
25℃时，反应②的平衡常数为K2。
溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为
ymol•L-1•kPa-1，当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x 时，溶液中H+浓度为
________mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO3
-的电离)
(3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)
M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。
保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中
水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于________kPa。
(4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
①Li—CO2电池中，Li 为单质锂片，则该电池中的CO2在___(填“正”或“负”)极发生电化学反应。
研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4 个步骤
进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O4
2- Ⅱ.C2O4
2-=CO2+CO2
2-
Ⅲ.__________ Ⅳ.CO3
2-+2Li+=Li2CO3
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②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_________。
Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO 的反应进程中(H+被还原为H2的反
应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO 从易到难的顺序为_______(用a、b、c 字
母排序)。
【答案】(1)6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l) ΔH=49.1kJ mol-1
(2)
(3) 100.8 (4) ①正极 2CO2
2-+CO2=2CO3
2-+C ②12CO2+18e-
+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO3
2- c、b、a
【解析】(1)根据表格燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ mol-1，
②H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8kJ mol-1，③C6H6(l)+
O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3=-3267.5kJ
mol-1，根据盖斯定律，[①×12+②×6]
-③得反应：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l)，ΔH=[(-393.5kJ mol-1)
×12+(-285.8kJ mol-1)
6]
-(-3267.5kJ mol-1)=49.1kJ mol-1，故答案为：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l)
ΔH=49.1kJ mol-1；(2)由题可知，①CO2(s)
CO2(aq)，②CO2(aq)+H2O(l)
H+(aq)+HCO3
- (aq)，
K2=
，又因为p(CO2)=p(kPa) x，则c(CO2)=y(mol•L-1•kPa-1)p(CO2)=p x y mol/L，在忽略
HCO3
-的电离时，c(H+)=c(HCO3
-)，所以可得c(H+)=
，故答案为：
；(3)2MHCO3(s)
M2CO3(s)+H2O(g)+ CO2(g)，等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，可用分压表示物质的量
浓度，平衡常数Kp=
=
=529kPa2。温度不变化学平衡常数Kp不变，设平衡时，平
衡体系中CO2的分压为x，则K=
= 529kPa2，
=
kPa=105.8kPa，CO2的初始压强等于平
衡压强减去碳酸氢盐分解产生的CO2的分压，即CO2(g)的初始压强应大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa；(4)①
由题意知，Li-CO2电池的总反应式为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2发生得电子的还原反应，则CO2作为电
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池的正极；CO2还原后与Li+结合成Li2CO3，按4 个步骤进行，由步骤II 可知生成了CO2
2-，而步骤IV 需要
CO3
2-参加反应，所以步骤III 的离子方程式为：2 CO2
2-+CO2=2 CO3
2-+C；②I.CO2在碱性条件下得电子生成
CH3CH2CH2OH，根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式为：12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9
CO3
2-；II.c 催化剂条件下，CO2电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生CO2的电还原；而催
化剂a 和b 条件下，CO2电还原的活化能均大于H+电还原的活化能，相对来说，更易发生H+的电还原。其
中a 催化剂条件下，H+电还原的活化能比CO2电还原的活化能小的更多，发生H+电还原的可能性更大，因
此反应从易到难的顺序为c、b、a，故答案为：c、b、a。
9．(2021•广东选择性，18)我国力争于2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。CH4与CO2重整
是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)
C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)
CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a 的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c 的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e 的平衡均向右移动
C．加入反应a 的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a~e 的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步
的正反应活化能最大。
(4)设K 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气
体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e 的ln K 随
(温度的倒数)的变化
如图所示。
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①反应a、c、e 中，属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应c 的相对压力平衡常数表达式为K =_______。
③在图中A 点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始总压为100kPa 的恒容密闭容器中
进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程_______。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。
10．(2020•浙江1 月，29)研究NOx之间的转化具有重要意义。
(1)已知：N2O4(g)
2NO2(g) ΔH＞0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温
度为T1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。
A．气体的压强不变 B．v 正(N2O4)＝2v 逆(NO2) C．K 不变
D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变
②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g)
2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B 的平衡压强p(B)代替物质的量浓度
c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p 为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B 的物质的量分
数)。
③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t 变化曲线。保持其它条
件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t 变化趋势的曲线________。
(2) NO 氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。
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Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1
Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2
①决定NO 氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO 和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和
T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消
耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。
【答案】(1)①AE ②
p ③
(2)①Ⅱ
②T4 ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率
的影响
【解析】(1)①A 项，该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变，
反应达到化学平衡状态，故正确；B 项，v 正(N2O4)＝2v 逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化
学平衡状态，故错误；C 项，温度不变，化学平衡常数K 不变，则K 不变不能说明反应达到化学平衡状态，
故错误；D 项，由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，
则密度不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反
应达到化学平衡状态，故正确；AE 正确；故选AE；②设起始N2O4的物质的量为1mol，由题给数据建立
如下三段式：
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由三段式数据可知N2O4的平衡分压为
×p=
，NO2的平衡分压为
×p=
，则平衡
常数Kp＝
=
；③由图可知，t1时反应消耗N2O4的浓度为(0.04—0.01)mol/L，由方程式可得反应
生成NO2的浓度为0.03 mol/L×2=0.06 mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，
NO2的浓度增大，则0～t2时段，NO2的浓度c(NO2)随t 变化趋势的曲线为
；(2)①由图可知，反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，活化能越大，
反应速率越慢，则化学反应速率反应Ⅰ快于反应Ⅱ，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定NO 氧
化反应速率的步骤是反应Ⅱ；②由图可知，转化相同量的NO，在温度T4下消耗的时间较长，原因是反应
Ⅰ为放热反应，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响，
导致转化相同量的NO，在温度较高的T4下消耗的时间较长。
11．(2020•浙江7 月，29)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。
相关的主要化学反应有：
Ⅰ C2H6(g)
C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝136 kJ·mol−1
Ⅱ C2H6(g)＋CO2(g)
C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝177 kJ·mol−1
Ⅲ C2H6(g)＋2CO2(g)
4CO(g)＋3H2(g) ΔH3
Ⅳ CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH4＝41 kJ·mol−1
已知：298K 时，相关物质的相对能量(如图1)。
38
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可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH 随温度变化可忽略)。例如：
H2O(g)
H2O(l) ΔH4＝(−286 kJ·mol−1)－(−242 kJ·mol−1)＝−44 kJ·mol−1。
请回答：
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝________kJ·mol−1。
②下列描述正确的是________。
A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正问移动
C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：[C2H6(g)＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋H2(g)
＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)]，且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·mol−1)。根据相关物质的
相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量−反应过程图”，起点从[C2H6(g)＋CO2(g)]的能量−477
kJ·mol−1开始(如图2)。
(2) ①CO2 和C2H6 按物质的量1∶1 投料，在923 K：和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X 对
“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如下表：
催化剂
转化率C2H6/%
转化率CO2/%
转化率C2H4/%
催化剂X
19.0
37.6
3.3
结合具体反应分析，在催化剂X 作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是________。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的
量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K，乙烷平衡转化率为9.1%，保持温度和其他实验条件不变，采
用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是________。
【答案】(1)①430 ②AD
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③
(2)①CO C2H4的产率低，谠明催化剂X 有利于提高反应Ⅲ速率
②选择性膜吸附C2H4，促进反应Ⅱ平衡正向移动
【解析】(1)①由图1 的数据可知，C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的相对能量分别为-84kJ∙mol-1、-393
kJ∙mol-1、-110 kJ∙mol-1、0 kJ∙mol-1。由题中信息可知，∆H=生成物的相对能量-反应物的相对能量，因此，
C2H6(g)+2CO2(g)
4CO(g)+3H2(g) ∆H3=(-110 kJ∙mol-1)4-(-84kJ∙mol-1)-( -393 kJ∙mol-1)2=430 kJ∙mol-1。
②A 项，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度能使其化学平衡向正反应方向移动，故其平衡常数增大，A 正确；
B 项，反应Ⅰ和反应Ⅱ的正反应均为气体分子数增大的反应，增大压强，其化学平衡均向逆反应方向移动，
B 不正确；C 项，反应Ⅲ的产物中有CO，增大CO 的浓度，能使反应Ⅱ的化学平衡向逆反应方向移动，故
其不利于乙烷脱氢，不利于乙烯的生成，C 不正确；D 项，反应Ⅳ的反应前后气体分子数不变，在恒温恒
压下向平衡体系中通入水蒸气，体系的总体积变大，水蒸气的浓度变大，其他组分的浓度均减小相同的倍
数，因此该反应的浓度商变大(大于平衡常数)，化学平衡向逆反应方向移动，D 正确。故选AD。③由题中
信息可知，反应Ⅱ分两步进行，第一步的反应是C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2(g) +CO2(g)，C2H4(g)、
H2(g)、CO2(g)的相对能量之和为52 kJ∙mol-1+0+(-393 kJ∙mol-1)= -341 kJ∙mol-1；第二步的反应是C2H4(g)+H2(g)
+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g) +CO(g)，其活化能为210 kJ∙mol-1，故该反应体系的过渡态的相对能量又升高了
210 kJ∙mol-1，过渡态的的相对能量变为-341 kJ∙mol-1+210 kJ∙mol-1= -131 kJ∙mol-1，最终生成物C2H4(g)、
H2O(g)、CO(g)的相对能量之和为(52 kJ∙mol-1)+(-242 kJ∙mol-1)+(-110 kJ∙mol-1)= -300 kJ∙mol-1。根据题中信息，
第一步的活化能较小，第二步的活化能较大，故反应Ⅱ分两步进行的“能量—反应过程图”可以表示如下：
。(2)①由题中信息及表中数据可知，尽管CO2和C2H6按物质的量
之比1：1 投料，但是C2H4的产率远远小于C2H6的转化率，但是CO2的转化率高于C2H6，说明在催化剂X
的作用下，除了发生反应Ⅱ，还发生了反应Ⅲ，而且反应物主要发生了反应Ⅲ，这也说明催化剂X 有利于
提高反应Ⅲ速率，因此，CO2氧化C2H6的主要产物是CO；②由题中信息可知，选择性膜技术可提高C2H4
的选择性，由反应ⅡC2H6(g)+CO2(g)
C2H4(g)+H2O(g) +CO(g)可知，该选择性应具体表现在选择性膜
可选择性地让C2H4通过而离开体系，即通过吸附C2H4减小其在平衡体系的浓度，从而促进化学平衡向正
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反应方向移动，因而可以乙烷的转化率。
12．(2020•江苏卷，16)吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO 水悬浊液
吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。
已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3
-、SO3
2-的物质的量分数
随pH 的分布如图-1 所示。
(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为___________；当通入SO2至溶液
pH=6 时，溶液中浓度最大的阴离子是_____________(填化学式)。
(2)ZnO 水悬浊液吸收SO2。向ZnO 水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40mim 内，SO2吸收
率、溶液pH 均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH 几乎不变阶段，主要产物是
____________(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________。
(3)O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH 在4.5~6.5 范围内，pH 越低SO4
2-生成
速率越大，其主要原因是__________；随着氧化的进行，溶液的pH 将__________(填“增大”、“减小”
或“不变”)。
【答案】(1)2NH3+H2O+SO2=2NH4
++ SO3
2-或2NH3·H2O +SO2=2 NH4
++ SO3
2-+H2O
HSO3
-
(2)ZnSO3 ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2 HSO3
-或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2 HSO3
-
(3) 随着pH 降低，HSO3
-浓度增大 减小
【解析】(1)向氨水中通入少量SO2时，SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为
2NH3+H2O+SO2=2NH4
++ SO3
2-(或2NH3·H2O +SO2=2 NH4
++ SO3
2-+H2O)；根据图-1 所示，pH=6 时，溶液中不
含有亚硫酸，仅含有HSO3
-和SO3
2-，根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中阴离子浓度最大的是
HSO3
-；(2)反应开始时，悬浊液中的ZnO 大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH 几乎不变；
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一旦ZnO 完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH 逐渐变小，
SO2的吸收率逐渐降低，这一过程的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2 HSO3
-(或ZnO+2SO2+H2O=Zn2+
+2 HSO3
-)；(3) HSO3
-可以经氧气氧化生成SO4
2-，这一过程中需要调节溶液pH 在4.5~6.5 的范围内，pH 越
低，溶液中的HSO3
-的浓度越大，使得催化氧化过程中反应速率越快；随着反应的不断进行，大量的HSO3
-
反应生成SO4
2-，反应的离子方程式为2 HSO3
-+O2=2 SO4
2-+2H+，随着反应的不断进行，有大量的氢离子生
成，导致氢离子浓度增大，溶液pH 减小。
13．(2016•新课标Ⅲ，28)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液
作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：
(1) NaClO2的化学名称为_______。
(2)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为
5×10−3mol·L−1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表》
离子
SO4
2−
SO3
2−
NO3
−
NO2
−
Cl−
c/(mol·L−1)
8.35×10−4
6.87×10−6
1.5×10−4
1.2×10−5
3.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO 的转化率______(填
“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH 逐渐______ (填“提高”“不变”或“降低”)。
③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和
NO 在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。
(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO 的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________(填“增大”“不变”
或“减小”)。
②反应ClO2
−+2SO3
2−===2SO4
2−+Cl−的平衡常数K 表达式为___________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO 具有的有点是_______。
②已知下列反应：
SO2(g)+2OH− (aq) ===SO3
2− (aq)+H2O(l) ΔH1
ClO− (aq)+SO3
2− (aq) ===SO4
2− (aq)+Cl− (aq) ΔH2
CaSO4(s) ===Ca2+(aq)+SO4
2−(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。
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14．(2016·浙江理综，28)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在
Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH 和CO。反应的热化学方程式如
下：
CO2(g)+3 H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 Ⅰ
CO2(g)+ H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH2 Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
【备注】Cat.1：Cu/ZnO 纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分
比
已知：①CO 和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH 的影响)：
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K= ；反应Ⅱ的ΔH2= kJ·mol-1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH 平衡转化率的措施有 。
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH 的选择性有显著的影响，其
原因是 。
(4)在右图中分别画出Ⅰ在无催化剂、有Cat.1 和由Cat.2 三种情况下“反应过程-能量”示意图。
(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反
应式是 。
15．(2015·江苏卷，20)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气
中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
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NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-1
NO(g)+1
2O2(g)=NO2(g) ΔH=-58.2 kJ·mol-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH=-241.6 kJ·mol-1
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中
n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化见下图。
①当n(O3)∶n(NO)>1 时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是 。
②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是 。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH 约为8)中SO3
2-将NO2转化为NO2
-，其离子
方程式为 。
(4)CaSO3 水悬浮液中加入Na2SO4 溶液，达到平衡后溶液中c(SO3
2-)= [用c(SO4
2-)、
Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是
。
16．(2015·广东卷，31)用O2将HCl 转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
(1)传统上该转化通过如下所示的催化循环实现。
其中，反应①为：
2HCl(g)+ CuO(s)
H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2(g)的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为
_________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl 转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl 平衡转化率随温度变化的αHCl~T 曲线如图：
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则总反应的ΔH 0(填“>”“=”或“<”)；A、B 两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是
。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl~T 曲线的示意图，并简要说明理由：
。
③下列措施中，有利于提高αHCl的有 。
A．增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0 min 内以HCl 的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位，写出计算过程)。
(4)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学反应方程式 。
考点3 综合运用原理
1．(2024·广东卷，19)酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
(1)酸催化下NaNO2与NH4Cl 混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
①基态N 原子价层电子的轨道表示式为 。
②反应a：NO3
-(aq)+NH4
+(aq)= N2(g)＋2H2O(l)
已知：
则反应a 的
。
③某小组研究了3 种酸对反应a 的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，
测得体系的温度T 随时间t 的变化如图。
据图可知，在该过程中 。
A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变
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B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C．催化剂分子中含H 越多，越有利于加速反应
D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小
(2)在非水溶剂中，将CO2转化为化合物ⅱ(一种重要的电子化学品)的催化机理示意图如图，其中的催
化剂有 和 。
(3)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定
了两种一元弱酸HX(X 为A 或B)在某非水溶剂中的Ka。
a．选择合适的指示剂其钾盐为KIn，Ka(KIn)=3.6×10-20；其钾盐为KIn。
b．向
溶液中加入HX，发生反应：In-+HX
X-+HIn。
起始的物质的量为n0(KIn)，加入
的物质的量为n0(HX)，平衡时，测得
随
的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算Ka(HA) 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中，Ka(HB) Ka(HA)；Ka(HB) Ka(KIn)。(填“>”“<”或“=”)
2．(2023•全国乙卷，28)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造
磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在N2气氛中，FeSO4·7H2O 的脱水热分解过程如图所示：
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根据上述实验结果，可知
_______，
_______。
(2)已知下列热化学方程式：
FeSO4·7H2O(s)
FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1＝akJ·mol−1
FeSO4·x H2O (s)
FeSO4(s)+ xH2O(g) ΔH2＝b kJ·mol−1
FeSO4·y H2O (s)
FeSO4(s)+ yH2O(g) ΔH3＝c kJ·mol−1
则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·y H2O (s)
2FeSO4·x H2O (s)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)
Fe2O3(s)+SO2(g) +SO3(g)
(Ⅰ)。平衡时
的关系如下图所示。
时，该反应的平衡总压P 总=_______ kPa、平衡常数
KP(Ⅰ)=_______(kPa)2。KP(Ⅰ)随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)
2SO2(g) +O2(g) (Ⅱ)，平衡时
_______(用
表示)。在
时，
，则
_______ kPa，KP(Ⅱ)=_______ kPa
(列出计算式)。
3．(2022•湖北省选择性，19)(14 分)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO-
Al-H2O”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(
)
随时间(t)的变化曲线，如图所示。
实验编号
反应物组成
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a
0.20gCaO 粉末、5.0mL H2O
b
0.15g Al 粉、5.0mL H2O
c
0.15g Al 粉、5.0mL 饱和石灰水
d
0.15g Al 粉、5.0mL 石灰乳
e
0.15g Al 粉、0.20gCaO 粉末、5.0mLH2O
回答下列问题：
(1)已知：
①
②
③
则
的
___________
。
(2)温度为T 时，Ksp[Ca(OH)2)]= x，则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH―)=___________(用含x 的代数式表示)。
(3)实验a 中，
后
基本不变，原因是___________。
(4)实验b 中，
的变化说明Al 粉与H2O 在该条件下___________(填“反应”或“不反应”)。实验c
中，前
的ΔT 有变化，其原因是___________；
后
基本不变，其原因是___________微粒的量
有限。
(5)下列说法不能解释实验d 在
内温度持续升高的是___________(填标号)。A．反应②的发生促
使反应①平衡右移
B．反应③的发生促使反应②平衡右移
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C．气体的逸出促使反应③向右进行
D．温度升高导致反应速率加快
(6)归纳以上实验结果，根据实验e 的特征，用文字简述其发热原理___________。
4．(2022•广东选择性，19)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式：(NH4)2Cr2O7
Cr2O3_______
_______。
②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，
过程的焓变为_______(列式表示)。
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3 步反应制备HNO3的路线_______(用“→”表
示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
(2) K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(ⅰ)Cr2O7
2-(aq)+ H2O(l)
2HCrO4
- (aq) K1=3.0×10-2(25℃)
(ⅱ) HCrO4
- (aq)
CrO4
2- (aq)+ H+ (aq) K2=3.3×10-7(25℃)
①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有_______。
A．加入少量硫酸，溶液的pH 不变
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．加入少量
溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D．加入少量K2Cr2O7固体，平衡时c2(HCrO4
-)与c(Cr2O7
2-)的比值保持不变
②25℃时，0.10 mol·L-1K2Cr2O7溶液中
随pH 的变化关系如图。当
时，设
Cr2O7
2-、HCrO4
-与CrO4
2-的平衡浓度分别为x、y、
，则x、y、z 之间的关系式为_______
；
计算溶液中HCrO4
-的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
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③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(
)有关；在一定波长范围内，最大
A 对应的波长(
)取决于物质的结构特征；浓度越高，A 越大。混合溶液在某一波长的A 是各组分吸收
程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、
不同的K2Cr2O7稀溶液，测得其A 随
的
变化曲线如图，波长
、
和
中，与CrO4
2-的
最接近的是_______；溶液
从a 变到b 的过程中，
的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
5．(2021•全国乙，28)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用
作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig 误认为是ICl，从而错过了一种新
元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt 和Cl2，376.8℃时平衡常数Kp=1.0×104Pa2，在一
硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘
蒸气初始压强为
。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则PIcl=_______ kPa，反应
2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
(3)McMorris 测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g)
2NOCl (g)+ I2(g) Kp1
2NOCl (g)
2NO (g)+ Cl2(g) Kp2
得到
和
均为线性关系，如下图所示：
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①由图可知，NOCl 分解为NO 和Cl2反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
②反应2ICl(g)=I2(g) +Cl2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示)：该反应的ΔH _______0(填“大于”或“小
于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky 曾研究了NOCl 光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
NOCl+
→
+NOCl→2NO+Cl2
其中
表示一个光子能量，
表示NOCl 的激发态。可知，分解1mol 的NOCl 需要吸收
_______mol 光子。
6．(2017•新课标Ⅰ，28)近期发现，H2S 是继NO、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有
参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________(填标号)。
A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．0.10 mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH 分别为4.5 和2.1
D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
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通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为______________、______________，制得
等量H2所需能量较少的是_____________。
(3)H2S 与CO2 在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)
COS(g) +H2O(g)。在610 K 时，将0.10 mol
CO2与0.40 mol H2S 充入2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S 的平衡转化率
=_______%，反应平衡常数K=________。
②在620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S 的转化率
_____
，该反应的
H_____0。(填“>”“<”或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S 转化率增大的是________(填标号)
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
7．(2016•新课标Ⅰ，28)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4
−(绿色)、Cr2O7
2−(橙红色)、
CrO4
2−(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH 溶液直至过量，可观察到的现象是
_________。
(2)CrO4
2−和Cr2O7
2−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7
2−)
随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO4
2−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A
点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度，溶液中CrO4
2−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等
于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO4
2−生成
砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5 mol·L−1)时，溶液中c(Ag+)
为_______ mol·L−1，此时溶液中c(CrO4
2−)等于__________ mol·L−1。(已知Ag2 CrO4、AgCl 的Ksp分别为
2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6 价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O7
2−还原成Cr3+，反应的离子方程式为
______________。
8．(2016·全国I 卷，27)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4
−(绿色)、Cr2O7
2−(橙红色)、
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CrO4
2−(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH 溶液直至过量，可观察到的现象是
_________。
(2)CrO4
2−和Cr2O7
2−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7
2−)
随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO4
2−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A
点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度，溶液中CrO4
2−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等
于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO4
2−生成
砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5 mol·L−1)时，溶液中c(Ag+)
为_______ mol·L−1，此时溶液中c(CrO4
2−)等于__________ mol·L−1。(已知Ag2 CrO4、AgCl 的Ksp 分别为
2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6 价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3 将废液中的Cr2O7
2−还原成Cr3+，反应的离子方程式为
______________。
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