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专题56 原理综合题
——反应热+速率+平衡+电化学
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 涉及能
源综合利用
2024·浙江6 月卷、2024·全国甲卷、2024·浙
江1 月卷、2022•重庆卷、2022•河北省选择
性、2022•湖南选择性、2022•江苏卷、2020•
新课标Ⅱ、2020•江苏卷、2016·天津理综
化学反应原理综合问题设计上往往以
组合题的形式出现，题目往往围绕一
个主题，由多个小题组成，各小题具
有一定的独立性，分别考查不同的知
识点，覆盖面较广，灵活性较强。近
年来把电化学也融入其中，考查电极
反应式的书写，以及利用电子守恒进
行相关计算。
考点2 涉及工
业生产应用
2024·北京卷、2023•北京卷、2022•辽宁省选
择性、2021•湖南选择性、2021•北京卷、
2021•北京卷、2020•新课标Ⅱ、2020•北京
卷、2019•新课标Ⅱ、2019•新课标Ⅲ
考点1 涉及能源综合利用
1．(2024·浙江6 月卷，19，10 分)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料，
其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为
，
)
NaBH4(s)＋2H2O(l)= NaBO2(aq)＋4H2(g) ΔH＜0
请回答：
(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A．高温
B．低温
C．任意温度
D．无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A．升高溶液温度
B．加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]
C．加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D．增大体系压强
(3)为加速NaBH4水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变
时，测得反应开始时生氢速率v 与投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]之间的关系，结果如图1 所示。请解释ab 段
变化的原因 。
1
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(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原
理如图2 所示，正极上的电极反应式是 。该电池以
恒定电流工作14 分钟，消耗H2体积为
，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 。[已知：该条件下H2 的摩尔体积为
24.5L· mol -1；电荷量q(C) =电流
时间
；NA=6.0×10-23mol·L-1；e=1.60×10-19C。]
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制
备方法，将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已知：
是反应的自由能变化量，其计算方法
也遵循盖斯定律，可类比
计算方法；当
时，反应能自发进行。)
I．
II．
III．
请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法，并注明
。(要求：反应物不
超过三种物质；氢原子利用率为
。)
2．(2024·全国甲卷，10，14 分)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯
(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：
CH4(g)+Br2(g)= CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1＝+29kJ·mol−1
2
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3CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2＝+20kJ·mol−1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH＝__________kJ·mol−1。
(2) CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br 会进一步溴化。将8mmolCH4和8mmol Br2。通入密闭容器，
平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br 和CH2Br2)。
(i)图中CH3Br 的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)
时，CH4的转化
，
。
(iii)
时，反应CH3Br (g)+Br2(g)=CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数
。
(3)少量I2可提高生成CH3Br 的选择性。500℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8mmolCH4和8mmol
Br2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在
之间，有I2和无I2时CH3Br 的生成速率之比
。
(ii)从图中找出I2提高了CH3Br 选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下：
①
3
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②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析I2提高CH3Br 选择性的原因： 。
3．(2024·浙江1 月卷，19，10 分)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH 等化学品，是
实现“双碳”目标的途径之一。请回答：
(1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为
，装置如图。电极B 上的电极反应式是 。
(2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1＝-393.5kJ·mol−1
Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g) ΔH2＝-378.7kJ·mol−1
Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)
HCOOH(g) ΔH3
①ΔH3= kJ·mol−1。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2和H2的投料浓度均为
，平衡常数
，则CO2的平衡转化率为 。
③用氨水吸收
，得到
氨水和
甲酸铵的混合溶液，
时该混合溶液
的pH= 。[已知：
时，电离常数Kb (NH3• H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4]
(3)为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M 的
(有机溶剂)溶液，CO2和H2在溶液中反应制备
，反应过程中保持CO2(g)和H2(g)的压强不变，
总反应CO2＋H2
HCOOH 的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能E2＜E1＜
＜E3 (不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：M+CO2
Q E1
V：Q+H2
L E2
VI：L
M+HCOOH E3
4
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①催化剂M 足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v 与CO2(g)的压强无关 B．v 与溶液中溶解H2的浓度无关
C．温度升高，v 不一定增大 D．在溶液中加入N(CH2CH3)3，可提高CO2转化
率
②实验测得：
，
下，v 随催化剂M 浓度c 变化如图。c≤c0时，v 随c 增大
而增大：c＞c0时，v 不再显著增大。请解释原因 。
4．(2022•重庆卷，16)(14 分)反应CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃
700
800
830
1000
平衡常
数
1.67
1.11
1.00
0.59
①反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是_____。
(2)该反应常在Pd 膜反应器中进行，其工作原理如图所示。
5
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②利用平衡移动原理解释反应器存在Pd 膜时具有更高转化率的原因是_____。
②某温度下，H2在Pd 膜表面上的解离过程存在如下平衡：H2
2H，其正反应的活化能远小于逆
反应的活化能。下列说法错误的是_____。
A．Pd 膜对气体分子的透过具有选择性
B．过程2 的△H＞0
C．加快Pd 膜内H 原子迁移有利于H2的解离
D．H 原子在Pd 膜表面上结合为H2的过程为放热反应
③同温同压下，等物质的量的CO 和H2O 通入无Pd 膜反应器，CO 的平衡转化率为75%；若换成Pd
膜反应器，CO 的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a 和出口b 中H2的质量比为_____。
(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
①固体电解质采用______(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为______。
③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y 倍，
则CO 的转化率为_____(用a，b，y 表示)。
5．(2022•河北省选择性，16)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应
用前景。
(1)
时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(1)蒸发吸热44kJ，表示H2燃烧热的热化学
方程式为_______。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ． CH4 (g)+H2O(g)
CO(g)+ 3H2(g)
Ⅱ．CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+ H2(g)
6
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①下列操作中，能提高CH4 (g)平衡转化率的是_______ (填标号)。
A．增加CH4 (g)用量 B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除
D．加入催化剂
②恒温恒压条件下，1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4 (g)的转化率为α，CO2 (g)的物
质的量为b mol，则反应Ⅰ的平衡常数
_______ (写出含有a、b 的计算式；对于反应
，
，x 为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始
量增加到
，达平衡时，a =0.90，b =0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为_______(结果保留两位
有效数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在_______(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中，CnH2n+2放电的电极反应式为_______。
(5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能
量如图，则最可行途径为a→_______(用
等代号表示)。
注：本小问暂缺相对能量图。
6．(2022•湖南选择性，16)2021 年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答
下列问题：
(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为
时，
发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ. C(s)+ H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH1＝+131.4kJ·mol−1
Ⅱ. CO(g)+ H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2＝-41.1kJ·mol−1
①下列说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H2的体积分数可能大于2/3
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为
，CO 的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸
收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO3
2-)：c(HCO3
-)=1：2，则该溶液的 pH
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=_______(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11)；
②再生塔中产生CO2的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为_______。
7．(2022•江苏卷，18)氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
(1)“CuCl-H2O 热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4 个步骤，其过程如图所示。
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性CuCl2
-溶液，阴极区为盐酸，电解过程中CuCl2
-转
化为CuCl2
2-。电解时阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素
有_______(填元素符号)。
(2)“Fe-HCO3
--H2O”热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收CO2制得的NaHCO3溶
液反应，生成H2、
和Fe3O4；Fe3O4再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在300℃时，密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应，反应初期有FeCO3生成并放出
H2，该反应的离子方程式为_______。
②随着反应进行，FeCO3迅速转化为活性Fe3O4-x，活性Fe3O4-x是HCOO-转化为
的催化剂，其
可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为_______。
③在其他条件相同时，测得Fe 的转化率、HCOO-的产率随c(HCO3
-)变化如题图所示。HCOO-的产率随
c(HCO3
-)增加而增大的可能原因是_______。
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(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“Fe-HCO3
--H2O”热循环制氢和甲酸”的优点是_______。
8．(2020•新课标Ⅱ，28)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原
料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1)
-1560
-1411
-286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的
平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4
C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：r=k×
，其中k 为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α 时的反应速率为r2，则r2=_____ r1。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。
A．增加甲烷浓度，r 增大 B．增加H2浓度，r 增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k 减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图
所示：
①阴极上的反应式为_________。
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②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
9．(2020•江苏，20)CO2/ HCOOH 循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
(1)CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH 溶液反应制得)中通入H2
生成HCOO-，其离子方程式为__________；其他条件不变，HCO3
-转化为HCOO-的转化率随温度的变化如
图-1 所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO3
-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是
_____________。
(2) HCOOH 燃料电池。研究 HCOOH 燃料电池性能的装置如图-2 所示，两电极区间用允许K+、H+通
过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A 为_________(填化学式)。
②图-2 所示的 HCOOH 燃料电池放电的本质是通过 HCOOH 与O2的反应，将化学能转化为电能，其
反应的离子方程式为_______________。
(3) HCOOH 催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH 分解生成CO2和H2可能的反应机理如图-3 所示。
①HCOOD 催化释氢反应除生成CO2外，还生成__________(填化学式)。
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②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK 溶液代替 HCOOH 催化释氢的效果更佳，其具体优点是
_______________。
10．(2016·天津理综，10)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回
答下列问题：
(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远
低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知：
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B 为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或
“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s) ΔH<0 达到化学平衡。下列
有关叙述正确的是________。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温，该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)＞v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：
Fe+2H2O+2OH−
FeO4
2−+3H2↑，工作原理如图1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO4
2−，
镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性
条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N 两点中的一点，分析c( Na2FeO4)低于最高值
的原因：_____________。
考点2 涉及工业生产应用
1．(2024·北京卷，16)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。
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(1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：
NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑ 。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
(2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。
①第I 步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmolNO 和nmolO2进行反应。在不同
压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得
转化率随温度的变化如图所示。解释y 点的容器容积小于x 点
的容器容积的原因 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氨源直接制备HNO3，其原理示意图如下。
①电极a 表面生成NO3
-的电极反应式： 。
②研究发现：N2转化可能的途径为
。电极a 表面还发生iii．H2O→O2。iii 的存在，有
利于途径ii，原因是 。
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因 。方法三为N2的直接利用提供了一种
新的思路。
2．(2023•北京卷，16)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初，用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl 在一定条件下反应制得CO(NH2)2，实现了由无机物到有机
物的合成。该反应的化学方程式是 。
(2)二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ．CO2和NH3生成NH2COONH4；
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ⅱ．NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是 (填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c．CO2(l)＋2NH3(l)= CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ΔH=E1-E4
(3)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(NO3
-等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决
含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图
所示。
①电极是电解池的 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知：溶液中c(NH4
+)不能直接用NaOH 溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是 。
②步骤ⅳ中标准NaOH 溶液的浓度和消耗的体积分别为和
，计算样品含氮量还需要的实验数据有
。
3．(2022•辽宁省选择性，18)(13 分)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家
因其获得诺贝尔奖，其反应为：
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回答下列问题：
(1)合成氨反应在常温下___________(填“能”或“不能”)自发。
(2)___________温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，___________温有利于提高平衡转
化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400-500℃。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案二：
复合催化剂。
下列说法正确的是___________。
a．300℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
(4)某合成氨速率方程为：
，根据表中数据，
___________；
实验
1
m
n
p
q
2
n
p
3
m
n
4
m
p
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
(5)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M 金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼
原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188 g·molˉ1，则M 元素为___________(填元素符号)；在该化合物
中，M 离子的价电子排布式为___________。
4．(2021•湖南选择性，16)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通
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过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键
N≡N
H
H
﹣
N
H
﹣
键能E/(kJ•mol
1
﹣)
946
436.0
390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)△H＝ kJ•mol
1
﹣；
(2)已知该反应的△S＝198.9J•mol
1
﹣•K
1
﹣，在下列哪些温度下反应能自发进行？ (填标号)；
A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L 的密
闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝
mol•L
1
﹣•min
1
﹣(用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线
是 (用图中a、b、c、d 表示)，理由是 ；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝ (已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于
反应dD(g)+eE(g)
gG(g)+hH(g)Kθ=
( PG
P
θ )
g⋅( PH
P
θ )
h
( PD
P
θ )
d⋅( PE
P
θ )
e ，其中pθ＝100kPa，PG、PH、PD、PE 为各组分的
平衡分压)。
方法Ⅱ.氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
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(4)电解过程中OH﹣的移动方向为 (填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为 。
5．(2021•北京卷，15)环氧乙烷(
，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制
备EO 的原理示意图如下。
(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有_______、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。
②结合电极反应式说明生成溶液a 的原理：_______。
(2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置，电解效率η 和选择性S 的定义如下：
η(B)=
×100% S(B)=
×100%
①若η(EO)=100%，则溶液b 的溶质为_______。
②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因。
I.阳极有H2O 放电
II.阳极有乙烯放电
III.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
……
i.检验电解产物，推测I 不成立。需要检验的物质是_______。
ii.假设没有生成EO 的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η(CO2)≈_______%。经检验阳极放电产物没有
CO2。
iii.实验证实推测III 成立，所用试剂及现象是_______。
可选试剂：AgNO3溶液、KI 溶液、淀粉溶液、品红溶液。
6．(2021•北京卷，18)验证反应Fe2++Ag+
Ag+Fe3+可逆并测定其K。
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实验I：将0.01mol/LAg2SO4溶液与0.04mo/LFeSO4溶液(pH=1)等体积混合，得到灰黑色的沉淀和黄色
的溶液。
实验II：将少量Ag 粉与0.01mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1)混合，Ag 粉完全溶解。
(1)①向实验I 所得溶液中加入浓硝酸，证实灰黑色固体是Ag。现象是_______。
②实验II 使用的是Fe2(SO4)3溶液，而不是Fe(NO3)3溶液，原因是_______。使用如下装置从平衡移动
的角度进行证明。补全试剂、操作及现象_______。
(2)取I 中所得上清液VmL。用c1mol/L 的KSCN 溶液滴定，至溶液变为稳定浅红色时，消耗V1mL。
已知：Ag++SCN-
AgSCN，K=1012
Fe3++SCN-
FeSCN2+，K=102.3
①溶液中，Fe3+的作用是_______。
②反应的平衡常数是_______。
(3)①若取实验I 所得浊液测定Ag+浓度，所得到的K_______(填“偏大”、“无影响”、“偏小”)。
②不用实验II 所得溶液进行测定并计算K 的原因是_______。
7．(2020•新课标Ⅱ，28)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化
工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许
______离子通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=
，X 为HClO 或ClO−]与pH 的关系如图(b)所示。HClO 的电离常数Ka值为______。
(3)Cl2O 为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO 和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应
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(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O 的化学方程式为______。
(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、
NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，
生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_____mol；产生“气泡”的化学方
程式为____________。
(5)“84 消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是______(用离子方程式表示)。
工业上是将氯气通入到30%的NaOH 溶液中来制备NaClO 溶液，若NaClO 溶液中NaOH 的质量分数为
1%，则生产1000 kg 该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
8．(2020•北京卷，15)H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。
(1)早期制备方法：Ba(NO3)2
BaO
BaO2
滤液
H2O2
①I 为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是
_______________________________________。
②II 为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是___________________________。
③III 中生成H2O2，反应的化学方程式是___________________________________。
④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明V 中采用减压蒸馏的原因：____。
(2)电化学制备方法：已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现
由H2O 和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。
①a 极的电极反应式是________________________________________。
②下列说法正确的是_________________。
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．电极b 连接电源负极
C．该方法相较于早期剂备方法具有原料廉价，对环境友好等优点
9．(2019•新课标Ⅱ，28)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)
ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g)
2HI(g)
ΔH2=−11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应：
(g)+ I2(g)
(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
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(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③，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)。
A．T1＞T2
B．a 点的反应速率小于c 点的反应速率
C．a 点的正反应速率大于b 点的逆反应速率
D．b 点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1
(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_________________________。
10．(2019•新课标Ⅲ，28)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1∶1、4∶1、7∶1 时HCl 平衡转化率随温度变化的关系：
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可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl 初始浓度为c0，
根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1 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) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+
O2(g)=CuO(s)+
Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-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)。
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