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大题03 原理综合题
内容概览
类型一 与沉淀溶解平衡有关的原理综合题
类型二 与盐类水解有关的原理综合题
类型三 与溶液酸碱性有关的原理综合题
类型四 与电化学有关的原理综合题
类型五 图象类化学反应原理综合题
类型一 与沉淀溶解平衡有关的原理综合题
1．（2024·辽宁大连·二模）处理烟气中SO2常采用的方法有CO 还原法和碱液吸收法。请回答下列问题：
I.水煤气还原法﹒
已知：i.
ii.
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式： 。若该反应在恒温、恒容体系中进
行，达到平衡的标志为 (填选项字母)
A．单位时间内，生成nmolCO 的同时生成nmolCO2
B．混合气体的平均摩尔质量保持不变
C．混合气体的总压强保持不变
D．H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下，发生反应
，平衡时
的转化率
与投料比的比值
[
]、温度T 的关系如图所示。比较平衡时，
的转化率
：N M(填“>”“<”或“=”，
下同)，逆反应速率：N P
1
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(3)T℃，向10L 恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g)，发生反应i 和反应ii，5min 达到平
衡时，CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下，反应ii 的平衡常数K= 。
②其他条件不变，6min 时缩小容器体积。
(填“增大”“减小”或“不变”)
II.碱液吸收法
步骤1：用足量氨水吸收SO2
步骤2：再加入熟石灰，发生反应：2
+Ca2++2OH-+
=CaSO3↓+2NH3·H2O
(4)已知：25℃时，Kb(NH3·H2O)=a；Ksp(CaSO3)=b，该温度下，步骤2 中反应的平衡常数K= (用含a、b
的代数式表示)。
2．（2024·辽宁大连·二模）H2S 以及COS(羰基硫)是化学工作者重要的研究对象。请回答下列问题:
（1）COS 的分子结构与CO2相似,COS 的电子式为 。
（2）已知:①COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g) ΔH1=-17KJ/mol
②COS(g)+H2O(g)
H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) ΔH3
则ΔH3=
（3）已知常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-39,Ksp(PbS)=9.0×10-29。向含有浓度均为0.01mol/L 的Cu2+、Pb2+废水中缓慢
通入H2S,首先生成的沉淀的化学式是 ；当生成两种沉淀时，c(Pb2+)/c(Cu2+)= .
（4）某温度T 下,在密闭容器中充入5molH2O(g)和5molCOS(g),测得混合气体中H2S 体积分数(Φ)与时间(t)的
关系如图所示。
2
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①A 点COS 的正反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)B 点COS 的逆反应速率。
②在该条件下,COS 的平衡转化率为
③在该温度下,该反应的平衡常数K=
④在B 点对应的体系中，改变下列条件，能使COS 转化率增大的是
A．再通入H2O(g) B．加压 C．降温 D．加入催化剂
3．（2024 高三上·吉林·期末）H2S 在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。请回答：
.
Ⅰ工业上一种制备H2S 的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气
循环的氧化物。
(1)该反应的化学方程式为 。
.H
Ⅱ
2S 可用于检测和沉淀金属阳离子。
(2)H2S 的第一步电离方程式为 。
(3)已知：25 ℃时，Ksp(SnS)＝1.0×10－25，Ksp(CdS)＝8.0×10－27。该温度下，向浓度均为0.1 mol·L－1的CdCl2和
SnCl2的混合溶液中通入H2S，当Sn2＋开始沉淀时，溶液中c(Cd2＋)＝ (溶液体积变化忽略不计)。
.H
Ⅲ
2S 是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为
.COS(g)
ⅰ
＋H2(g)
H2S(g)＋CO(g) ΔH＝＋7 kJ·mol－1；
.CO(g)
ⅱ
＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－42 kJ·mol－1。
(4)已知：断裂1 mol 分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。
分子
COS(g)
H2(g)
CO(g)
H2S(g)
H2O(g)
CO2(g)
能量/(kJ·mol－
1)
1 319
442
x
678
930
1 606
表中x＝ 。
(5)向10 L 容积不变的密闭容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)和1 mol H2O(g)，进行上述两个反应。其他
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条件不变时，体系内CO 的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。
①随着温度升高，CO 的平衡体积分数 (填“增大”或“减小”)。原因为
②T1℃时，测得平衡时体系中COS 的物质的量为0.80 mol。则该温度下，COS 的平衡转化率为 ；反应
ⅰ的平衡常数为 (保留两位有效数字)。
4．（2025·辽宁·模拟预测）二十世纪初德国化学家哈伯和工程师博施成功地开发了合成氨的生产工艺，为
社会的发展和进步做出了重大贡献。如今科学家为提高氨的产量，以及对各种氨的化合物的研究仍做着各
种有益的探索。试回答下列问题：
（1）N2（g）+3H2（g）
+2NH3（g） △H =-92.4kJ·mol-1如图所示，合成氨反应中未使用催化
剂时，逆反应的活化能Ea（逆）= kJ·mol-1。
（2）①在一定条件下，分别将lmolN2和3molH2置于容积恒定的密闭容器中，达化学平衡状态时，NH3的
体积分数为10%，若保持其他条件不变，起始时改为充入2molN2和2molH2，达新平衡后，NH3的体积分数
为 10%（填“>”、“<”或“=”）。
②某温度下，n（N2）：n（H2）=1：3 的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡
时气体总压为0.9p0Pa，气体分压（p 分）=气体总压（p 总）×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量
浓度也可以表示化学反应平衡常数（记作Kp），则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp= （用含p0的
4
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代数式表示）。
（3）合成氨需要的H2来源比较广泛，氢气的储存制备等问题也日益得到解决。在恒温恒容的密闭容器中，
某储氢反应：MHx（s）+yH2（g）
MHx+2y（s）△H<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ymolH2需1molMHx
c.若向容器内通入少量氢气，新平衡后c（H2）比原平衡大
d.若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）>v（吸氢）
（4）利用现代手持技术传感器可以探究压强对化学平衡移动的影响，如以2NO2（g）
N2O4（g）为例。
在恒定温度和标准压强（100kPa）条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。
分别在t1、t2时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变（不考虑温度的变化）。测定针筒内气体压强变化
如图所示：
①B、E 两点对应的正反应速率大小为vB vE（填“>”、“<”或“=”）。
②E、F、G、H 四点时对应气体的平均相对分子质量最大的点为 。
（5）NH3能够和Ag+形成Ag(NH3)2
+，溶液中存在Ag+(aq)+2NH3(aq)
Ag(NH3)2
+(aq)常温下，
K[Ag(NH3)2
+]=1.10×107，反应AgCl(s)+2NH3(aq)
Ag(NH3)2(aq)++Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3，则
Ksp（AgCl）= 。
5．（2024·辽宁沈阳·一模）氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途，NH3、HNQ3等是重要化工产品。
（1）合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。其主要反应是：
①2C+ O2→2CO
②C+H2O(g)→CO+H2
③CO+H2O(g)→CO2+H2
某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气（设空气中N2和O2的体积比为4:1，下同）混合反应，所得气体产物经
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分析，组成如下表：表中x＝ m3，实际消耗了 kg 焦炭。
气体
CO
N2
CO2
H2
O2
体积（m3）（标准状
况）
x
20
12
60
1.0
（2）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)
2CO2(g)+S(1) ΔH<0。
若向2L 恒容密闭容器中通入2molCO 和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应，反应体系总压强随时间
的变化如图所示
①与实验a 相比，c 组改变的实验条件可能是 。
②用P0表示开始时总压强，P 表示平衡时总压强，.用α 表示SO2的平衡转化率，则α 表达式为 。
（3）已知N2O4
2NO2，N2O4与NO2共存的温度是264-413K,低于熔点264K 时，全部为无色的N2O4晶体，
达到264K 时N2O4开始分解，沸点294K 时成为红棕色的混合气体，温度高与413K 时，气体又变为无色。
（2NO2
2NO+O2）。在1L 的密闭容器中发生反应N2O4
2NO2 达到平衡状态。
①若此时为标准状态下(273K 101kPa)，再向其中加入4.6g 纯的NO2，则达到平衡时混合物的颜色 (和
原平衡状态比，填选项字母，下同)
A．增大(加深) B．减小(变浅) C．不变 D．不能确定
②若此时为25℃，101kPa 下，再向其中加入4.6g 纯的NO2，则达到平衡时混合物的颜色 ，混合物中
NO2的体积分数 。
（4）查阅资料可知：常温下，Ksp[Ag(NH3)2
+]= 1.00×107。Ksp[AgC1]=2.50×10-10.
①银氨溶液中存在平衡：Ag+(aq)+2NH3(aq)
Ag(NH3)2
+ (aq)，该反应平衡常数的表达式为K 稳= ；
②计算得到可逆反应AgCl (s)+2NH3(aq)
Ag(NH3)2
+ (aq)+Cl－(aq)的化学平衡常数K= ，1 L 1 mol/L 氨水
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中最多可以溶解AgCl mol（保留2 位有效数字）
类型二 与盐类水解有关的原理综合题
6．（2024·内蒙古鄂尔多斯·一模）工业生产中产生的SO2、NO 直接排放将对大气造成严重污染。利用电化
学原理吸收 SO2和NO，同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce 为铈元素)。
请回答下列问题：
(1)装置 I 中生成 HSO3－的离子方程式为 。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3
-和 SO3
2-)存在于SO2与NaOH 溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω 与溶
液pH 的关系如图所示：
①下列说法正确的是 (填标号)。
A．pH=7 时，溶液中 c( Na+)＜c(HSO3
-)+c(SO3
2-)
B．由图中数据，可以估算出 H2SO3 的第二级电离平衡常数 K2≈10-7
C． 为获得尽可能纯的 NaHSO3，应将溶液的 pH 控制在 4～5 为宜
D．pH=9 时溶液中 c(OH-)=c (H+)+c(HSO3
-)+2c(H2SO3)
②向pH=5 的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，其pH 降为 2，用化学平衡移动
原理解释溶液pH 降低的原因 。
(3)装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO 被氧化为NO2
-离子方程式 。
(4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如图所示。
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图中A 为电源的 (填“正”或“负”)极。右侧反应室中发生的主要电极反应为 。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2
-的浓度为0.75 mol/L，要使1 m3该溶液中的NO2
-完全转化为NH4NO3，需至
少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为 L
7．（2024·内蒙古呼和浩特·一模）广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还
原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中稳定。
Ⅰ．工业上制备连二亚硫酸钠的流程如下：
请回答下列问题：
(1)步骤①中的化学方程式为 ；
(2)步骤②中沉淀为 （填化学式）；
(3)步骤③中加入NaCl 固体的作用是 ，分离出保险粉方法为 、洗
涤、干燥，洗涤所用试剂是
Ⅱ．工业上也可用右图装置电解NaHSO3溶液制Na2S2O4。
(4)惰性电极a 连接电源的 （填“正极”或“负极”），其电极反应式为 ；
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(5)若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠，其原因是 。
Ⅲ．探究Na2S2O4的性质：
某课题小组常温下测定0.050 mol•L-1Na2S2O4溶液在空气中的pH 变化如下图所示；
(6)0-t1段主要生成
，根据pH 变化图，写出0- t1发生反应的离子方程式为 ；
(7)若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(
)-c(H2SO3) = mol•L-1（填具体
数值，不考虑溶液体积变化）
8．（2024·内蒙古乌兰察布·三模）化学学科中的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶
解平衡四种，且均符合勒夏特列原理．请回答下列问题：
（1）常温下，某纯碱（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，则该溶液呈 性，原因是
；（用离子方程式表示）
（2）在常温下将pH=2 的盐酸10mL 加水稀释到1L，则稀释后的溶液的pH 值等于 ；
（3）已知在H2S 溶液中存在下列平衡：H2S
HS﹣+H+①向H2S 溶液中加入NaOH 固体时，（不考虑温度
变化）电离平衡向 移动，（填“左”或“右”）c（H+） ．（填“增大”、“减小”或
“不变”）
②向H2S 溶液中加入NaHS 固体时，电离平衡向 移动，（填“左”或“右”）c（S2﹣） ．
（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）常温下，取pH=2 的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn 粒，反应过程中两溶液的
pH 变化如图所示．则图中表示醋酸溶液中pH 变化曲线的是 （填“A”或“B”）；设盐酸中加入的
Zn 质量为m1 ， 醋酸溶液中加入的Zn 质量为m2 ． 则m1 m2 ． （选填“＜”、“=”、
“＞”）
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（5）难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡， 某MgSO4溶液里c（Mg2+）=0.002mol•L﹣1，如果生成Mg
（OH）2沉淀，应调整溶液pH，使之大于 ；（该温度下Mg（OH）2的Ksp=2×10﹣11）
（6）常温下，在NH4Cl 溶液中离子浓度由大到小的顺序为 .
9．（2019·吉林长春·一模）酿酒和造醋是古代劳动人民的智慧结晶，白酒和醋也是日常生活中常见的有机
物。
(1)上述以高粱为主要原料的酿醋工艺中，利用醋酸溶解性的是 (填选项)。
(2)写出乙酸在水溶液中的电离平衡常数的表达式 。
(3)已知25℃下，CH3COOH 在水中电离的电离常数Ka＝2×10－5，则25℃时CH5COONa 水解平衡常数Kh＝
(填数值)。
(4)近年来，研究者利用乙酸开发出新工艺合成乙酸乙酯，使产品成本明显降低，其主要反应为： CH2＝
CH2 (g)＋CH3COOH(l)
CH3COOC2H5(l)。
①该反应属于有机反应类型中的 。
②下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是 (填选项)。
A 乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B 酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C 乙烯断开l mol 碳碳双键的同时乙酸恰好消耗l mol
D 体系中乙酸的百分含量一定
(5)下图为n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1 时，在不同压强下进行了乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验，
在相同时间点的实验结果如图所示。回答下列问题：
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①温度在60－80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是 [用v(P1)、v(P2)、v(P3)
分别表示不同压强下的反应速率]。
②压强为P1 MPa、温度60℃时，若乙酸乙酯的产率为30%，则此时乙烯的转化率为 。
③压强为P1 MPa、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是 。
10．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）磷、硫元素的单质及其化合物应用广泛。
(1)磷元素在元素周期表中的位置是 。
(2)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH 溶液反应获得，含磷各物种的分布分
数(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH 应控制在 ；pH=8 时，溶液中主要含磷微粒浓度大小关系为c(HPO
) c(H2PO )。(填“>”、“<”或“=”)
②Na2HPO4溶液显碱性，试用数据及文字简述其原因 。
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(3)H2O2的一种衍生物(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)，阴离子结构式为(
)，其S 元素的化
合价为 ；其溶液加热至沸后，S2O
与H2O 反应，使溶液pH 降低，写出S2O
与H2O 反应的离子方程
式： 。
(4)电解(NH4)2SO4和稀硫酸的混合溶液，常被用于电解产生(NH4)2S2O8，电解时均用惰性电极，阳极发生的电
极反应式可表示为 ；阴极生成的气体单质分子式为 。
类型三 与溶液酸碱性有关的原理综合题
11．（2025·吉林·模拟预测）过二硫酸及其盐具有强氧化性，根据所学知识回答下列问题：
（1）过二硫酸可看作是H2O2中氢原子被-SO3H 取代的产物，其结构简式为
，H2O2的
电子式为 ，过二硫酸中氧元素的化合价为 价。
（2）在酸性条件下，K2S2O8溶液在Ag+催化下将Mn2+氧化为MnO4
-，本身转化为SO4
2-，则该反应的离子方
程式为 。若反应中有0.1mol 还原剂参加反应，则消耗氧化剂的物质的量为 mol。
（3）过二硫酸钾可通过电解H2SO4和K2SO4的混合溶液制得，总反应为2H++2SO4
2-
S2O8
2-+H2↑，其阳极
反应方程式为 。电解过程中，阳极产生微量氧化性极强的无色单质气体，该气体可能是
（填化学式）。电解过程中阴极附近溶液的pH 将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）制得的产品可用碘量法测定其纯度。称取0.2500g 产品于碘量瓶中，加30mL 水溶解：加入4.000g KI
固体（稍过量），振荡使其充分反应；加入适量醋酸溶液酸化，以 为指示剂，用c mol/L Na2S2O3标准
液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液VmL，计算样品中K2S2O8的纯度为 （用含c、V 的代数式表示）。
（已知：S2O8
2- +2I- =2SO4
2- +I2； 2S2O3
2-+I2=2I- + S4O6
2-）
12．（23-24·吉林·期末）工业上常利用软锰矿浆(主要成分是
，还含有硅、铁和少量重金属镍的化合
物等杂质)制备
溶液，并以
溶液为原料制取单质锰及
粗产品。
(1)
溶液的制备：
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①还原：以稀硫酸作介质，纤维素
还原
生成
和
时，发生反应的化学方程式
为 。
②除杂：除去硅、铁等杂质后，通常用BaS 来除去溶液中的镍，pH 对除镍效果的影响如图所示。当
pH<4.2，pH 越小除镍效果越差的原因是 。
(2)电解法制锰：为保证电解顺利进行，电解液中
必须保持一定的浓度。
浓度和电流效率(电流效
率是指电解时在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比)的关系如图所示。
由图可知当
浓度大于
时，电流效率随
浓度增大反而下降，其原因是 。
(3)
溶液可得到
粗产品。通过下列方法测定产品纯度：准确称取3.000g 样品，加适量
ZnO 及
煮沸、冷却，转移至锥形瓶中，用
标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟
不褪色，消耗标准溶液20.00mL。计算
样品的纯度(写出计算过程)。 已知：
13．（2024·辽宁·二模）绿水青山就是金山银山，生产生活中污染物的合理处理对环境保护具有重要意义。
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(1)利用某些催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。
已知：①
②NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g)
③2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
反应
的
；某温度下，反应①②③的平衡常数分
别カ
、
、
，则该反应的K= (用
、
、
表示)。
(2)温度为
℃时，在四个容积均为1L 的恒容密闭容器中发生反应：
，测得有关实验数据如下：
容器编号
物质的起始浓度(
)
物质的平衡浓度(
)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
①平衡时，容器Ⅱ与Ⅳ容器的总压强之比 。
②温度不变，容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、
(g)各
mol，则反应将向 。(填
“正”或“逆”)方向进行。
(3)常温下用0.100
盐酸分别滴定10.00mL 浓度均为0.100
的NaOH 溶液和二甲胺[
]
溶液(在水中电离方式与氨相似)，利电用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。已知电解质溶液
电导率越大导电能力越强。
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①a、b、c、d 四点的水溶液中，由水电离出氢离子浓度大于
的是 ，原
因为 。
②化学反应往往伴有热效应若为绝热体系a 的温度 (填“>”，“=”或“<”)c 点的温度。
14．（2024·辽宁沈阳·一模）氨是重要的基础化工原料，可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿
素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品
（1）已知：25℃时，亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示：
化学式
HNO2
H2N2O2
电离常数
Ka=5.1×10−4
Ka1=6.17×10−8 、Ka2=2.88×10−12
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2) pH（NaHN2O2)（填“>”“<”或“=”）。
②25℃时，NaHN2O2溶液中存在水解平衡，其水解常数Kh= （保留三位有效数字）。
③0.1mol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小为：
（2）以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2]，涉及的化学反应如下：
反应I：2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s) ΔH1=−159.5 kJ·mol−1；
反应II：NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5 kJ·mol−1；
反应III：H2O(l)
H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol−1。
则反应IV：NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为 。
（3）T1℃时，向容积为2 L 的恒容密闭容器中充入n(NH3)∶n(CO2)=2 1∶的原料气，使之发生反应IV，反应结
束后得到尿素的质量为30 g，容器内的压强(p)随时间(t)的变化如图1 所示。
①T1℃时，该反应的平衡常数K 的值为 。
15
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②图2 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）。
15．（2024·辽宁·模拟预测）吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。
(1)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、HSO 、SO
的物质的量分数随pH 的分布如图-1 所示。
①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 。
②O2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SO
生成速
率越大，其主要原因是 。
(2)镁法工业烟气脱硫并制备MgSO4·H2O，其过程可表示为：
①在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2+H2SO3 =MgSO3+2H2O，其
16
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平衡常数K 与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1 (H2SO3)、Ka2 (H2SO3)的代数关系式为K= ；下列实
验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有 (填序号)。
A．水浴加热氧化镁浆料
B．加快搅拌速率
C．降低通入SO2气体的速率
D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
②在负载钴的分子筛催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4.其他条件相同时，浆料中MgSO3被O2氧化的
速率随pH 的变化如图-3 所示。在pH=6~8 范围内，pH 增大，浆料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因
是 。
(3)碱式硫酸铝[(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]溶液用于烟气脱硫，其x 值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x 的值，测定方法如下：
步骤1：取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥
至恒重，得固体2.3300 g。
步骤2：取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25.00 mL，加入0.1000 mol·L−1EDTA 标准溶液25.00 mL，调节溶
液pH 约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·L−1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA 至终点，消耗CuSO4标准溶
液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA 反应的化学计量比均为1 1)
∶
。
计算(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x 值为 (写出计算过程)。
类型四 与电化学有关的原理综合题
16．（2024·内蒙古赤峰·一模）建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。氮氧化物
是严重的
大气污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。氮氧化物
能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环
境问题。某科研机构设计了如下转化氮氧化物的几种方案。请回答下列问题：
方案Ⅰ：利用甲烷在催化剂条件下还原
，相关反应如下：
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①
②
③
(1)表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 。
(2)反应③自发进行的条件是 （填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”），该反应
中活化能
（逆） （填“>”或“<”）
（正）。
方案Ⅱ：利用CO 在催化剂条件下还原
。向容积均为2L 的甲
（温度为）、乙（温度为
）两个恒容密闭容器中分别充入2mol
和3mol
。反应过程中两
容器内
的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：
(3)由图像可得：甲容器中，
的平衡转化率为 ；
（填“>”或“<”）；
0（填
“>”或“<”），判断的依据是 。
(4)
温度时，该反应的平衡常数
。
[对于反应
，
，
为物质的量分数]
方案Ⅲ：可以利用原电池原理处理氮氧化物，如下图所示：
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(5)该原电池的正极反应式为 。
17．（2024·内蒙古呼和浩特·二模）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义；氨的合成一直是
科学重点研究课题。请结合所学知识回答以下问题：
(1)2007 年度诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔，确认了合成氨反应机理。已知。298K、101kPa 下，合成
氨反应的能量变化如图1 所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示， “Ts”表示过渡态)。
①该条件下，
N2(g)+
H2(g)⇌NH3(g)， ΔH= kJ·mol-1；
②该历程中决速步的活化能( E)为 kJ· mol-1；
(2)1913 年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食
的需求。“哈伯法”合成氨的工业条件为400-500℃、10~30MPa，是综合考虑了 因素(至少写
两点)；
(3)尽管哈伯的合成氨法被评为“20 世纪科学领域中最辉煌的成就”之一；但仍存在耗能高、产率低等问题。
因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。图2 是用低温固体质子导体作为电解质，用Pt- C3N4作阴
极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图：
19
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①Pt- C3N4电极反应产生NH3的电极反应式为 ；
②实验研究表明；当外加电压超过一定值后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分
析其可能原因 。
(4)据Science 报道，我国科学家开发新型催化剂Ba2RuH6在温和条件下合成NH3.已知，向密闭容器中充入5
mol N2和15 mol H2，在该温和条件下合成NH3，相同时间内测得体系中N2的物质的量(mol)与温度、压强的
关系如图3 所示。
①P 1.6MPa(填“>”、“<”或“=”)；
②投料比一定时，随着温度升高，在相同温度： 不同压强下N2的物质的量趋向相等；其主要原因是
。
③一定条件下，上述合成氨反应接近平衡时，遵循如下方程： v (NH3)=k1p(N2)[
，v 为反应的瞬时速率，即正反应速率和逆反应速率之差，k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数；
p(N2)、p(H2)、 p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压 ×物质的量分数)： α 为常数；工业上以Ba2RuH6为催化
20
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剂时， α=0.5.由Q 点数据计算
= MPa-2(保留两位小数)。
18．（2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手。
.
Ⅰ研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NOx主要来源于汽车尾气。
已知：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) △H=＋180.50 kJ·mol-1
2CO(g)＋O2(g)
2CO2(g) △H=-566.00 kJ·mol-1
(1)为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO 和CO 转化成无污染气体参与大气
循环，写出该反应的热化学方程式 。
.
Ⅱ开发利用清洁能源可减少污染，解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用
前景，一定条件下用CO 和H2合成CH3OH：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)，在2L 密闭容器中充入物质的量之比
为1：2 的CO 和H2，在催化剂作用下充分反应。平衡混合物中CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变
化如图所示。
(2)该反应的反应热△H 0(填“>”或“＜”)，压强的相对大小为p1 p2(填“>”或“＜”)。
(3)该反应化学平衡常数表达式为 。
(4)下列各项中，能说明该反应已经达到平衡的是_______。
A．容器内气体压强不再变化
B．v(CO) ：v(H2) ：v(CH3OH)=1：2：1
C．容器内的密度不再变化
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
(5)某温度下，在保证H2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡 (填字母)。
A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动 C．不移动
(6)T1温度时，在容积为1 L 的刚性密闭容器中充入1.0 molCH3OH(g)发生反应CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g)，容
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器内的总压强p 随时间t 的变化如表所示：
反应时间 t/min
0
2
4
6
8
10
12
总压强p/kPa
100.0
115.0
123.0
130.0
136.0
140.0
140.0
该温度下的平衡常数Kp = (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(7)依据燃烧反应原理，合成的甲醇可以设计如图所示的燃料电池装置。
负极电极反应式为 。
19．（2024·辽宁·模拟预测）化学反应都会伴随能量变化，化学能可以与热能、电能、光能等各种形式的
能量之间相互转化。回答下列问题：
(1)下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是_______(填字母)。
A．锌与稀硫酸
B．食物的腐烂
C．碳酸钙分解
D．红热的木炭与水蒸气
(2)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
Ⅰ．用量筒量取
盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度；
Ⅱ．用另一量筒量取
溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ．将NaOH 溶液倒入内筒中，使之与盐酸混合均匀，测得混合液最高温度。
①NaOH 溶液稍过量的原因是 。
②倒入NaOH 溶液的正确操作是 (填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
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③假设盐酸和NaOH 溶液的密度都是
，中和反应后生成溶液的比热容
。为了计算中
和反应的反应热，某学生实验记录如表数据。则生成1mol 水的反应热
(保留三位有效
数字)。
实验
序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
(3)以
为原料合成
依然是“碳达峰”环境下的科研热点，相关反应如下：
ⅰ．
；
ⅱ．
；
ⅲ．
。
①
。
②部分键能的数据如下表所示，则
。
共价键
H-H
C-H
C-O
O-H
键能
436
803
414
x
464
(4)
和
是两种比较稳定的温室气体，科学家利用原电池装置，实现了两种分子的耦合转化，装置如
图所示。
23
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①催化电极2 是原电池的 (填“正”或“负”)极。
②催化电极1 的电极反应式为 。
20．（2024·吉林·模拟预测）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。已知：H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1，相关化学键的
键能表示如下：
化学键
O=O
H-H
O-H
键能E/
(kJ·mol-1)
497
436
463
表示氢气燃烧热的热化学方程式 。
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1。在T1℃时，
将0.10 mol CO 与0.40 mol H2O 充入5 L 的容器中，反应平衡后CO 的物质的量分数x(CO)=0.12。
①H2O 的平衡转化率α1= %。
②由T1℃时上述实验数据计算得到v 正～x(CO)和v 逆～x(H2)的关系可用图表示。当升高到某一温度时，反
应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。
24
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③研究表明，一氧化碳催化变换反应的速率方程为：
]，Kp为平衡常数，
k 为反应的速率常数，在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率与温度变化的关系曲线如图所示。温
度升高时，CO 催化变换反应的Kp (填“增大”“减小”或“不变”)，根据速率方程分析，T＞Tm时，
v 逐渐减小的原因是 。
(3)在国际空间站中可利用H2处理CO2，反应为：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g)，在一定条件下该反应
存在：v 正(H2)=k1·c4(H2)·c(CO2)，v 逆(H2O)= k2·c2(H2O)·c(CH4)，可知k1·c4(H2)·c(CO2)=k2·c2(H2O)·c(CH4)，则该反应的
平衡常数K= (用含k1，k2的代数式表示)。
(4)光催化H2O 制H2技术也是研究热点。光催化材料还原H2O 的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子
并产生空穴(h＋，具有强氧化性)。在低能价带上，H2O 直接转化为O2的电极反应式为 。
类型五 图象类化学反应原理综合题
21．（2025·内蒙古·模拟预测）在传统克劳斯工艺制备
的基础上，科研工作者提出分解
制备
同时
获取
的新方法，反应如下：
反应1：
25
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反应2：
(1)传统克劳斯工艺反应如下，则
。
(2)按照新方法，向
恒容容器中通入
混合气体
。
的转化率
与温度关系曲线如图1 所示，三条曲线分别代表平衡转化率及相同反应时间内有、无催化剂的转化率。
①代表平衡转化率的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②
0(填“<”“=”或“>”)；新方法加入部分
，而未采用
直接分解法的原因是 。
③P 点
，此时
，反应2 的平衡常数
。
(3)
时，恒容容器中发生反应2，
和
的体积分数
随时间变化曲线如图2 所示。下列说法正
确的是_______。
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A．反应2 在M 点达到化学平衡状态
B．
时，通入
不变
C．
的反应速率：
D．
时，降低温度，
的产率增加
(4)
可催化分解
。形成立方
时，
的
轨道分裂为两组。请参照基态原子核外电子排布规律
将
的价电子填充至图3 中，完成轨道表示式 。
22．（2025·宁夏内蒙古·模拟预测）氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前
研究的热点问题。请回答：
(1)甲烷水蒸气重整制氢：
I．CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)
⇌
＋3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol−1
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)
CO
⇌
2(g)＋H2(g) ΔH2=-41kJ·mol−1
总反应：CH4(g)＋2H2O(g)
CO
⇌
2(g)＋4H2(g)能自发进行的条件是_______。
A．低温
B．高温
C．任意温度
D．无法判断
(2)恒定压强为
时，向某密闭容器中按n(CH4)：n(H2O)=1：3 投料，600℃时平衡体系中部分组分的物
质的量分数如下表所示：
组分
CH4
H2O
H2
CO2
物质的量分
数
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①下列措施中一定能提高H2平衡产率的是 。
A．选择合适的催化剂 B．移除部分
C．向体系中投入少量
D．恒温恒压下通入气体Ar
②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数(Kp)，600℃时反应I 的平衡常数为
Kp=
(结果保留两位小数，已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。
(3)硼氢化钠(NaBH4)水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4H4
在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。
①根据上图写出NaBH4水解制氢的离子方程式 。
②其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓
度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。)
分析NaBH4质量分数超过
后制氢速率下降的可能原因 。
(4)一定条件下，利用题图所示装置实现
的电化学储氢(忽略其它有机物的反应)。
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①写出由
生成
的电极反应式： 。
②该装置的电流效率
。(
×100%)
23．（2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测）以
为主要成分的雾霾综合治理是当前重要的研究课题，其中
汽车尾气的处理尤为重要。已知101kPa 时：
回答下列问题：
(1)汽车尾气中的NO 和CO 在催化转换器中发生以下反应可减少尾气污染：
，则
。
(2)向某密闭容器中通入2molNO、2molCO，控制适当条件使其发生反应
。测得相同压强时，不同催化剂(甲、乙)、不同温度下，相同时间内
NO 的转化率如图1 所示。不同温度(
)
℃、不同压强(kPa)下NO 的平衡转化率如图2 所示。
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①图1 中a、b、c、d 四点所对应的状态中可能达平衡状态的有 (填字母)，曲线乙中cd 段变化
趋势的原因是 ；
②图2 中Y 表示 (填“温度”或“压强”)，
(填“>”或“<”)；
③图2 中A 点温度下平衡常数
(总压用
或
表示)。
(3)铈(Ce，镧系元素)的氧化物，具有优异的氧化-还原催化性能。作为助催化剂通过低价铈和氧缺陷，在尾
气消除过程中实现
与
(
)相互转化。汽车尾气中的
、CO 和碳氢化合物净化原理如
图3，氧化铈(
)催化过程中立方晶胞的组成变化如图4。
CO 转化
为时，铈的氧化物的转化过程为 → ，
晶体结构中
的配位数
为 。
24．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）近年来我国极力主张“绿色环保”、“生态文明”，而
的有效利
用可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂
和HMCM-22 的表面，以
为碳源，与电解水产生
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的
催化转化为高附加值的烃类化合物，其过程如下图。
已知：
则图中CO 转化为
的热化学方程式是 。
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一，在工业中常用CO、
合成甲醇，其反应为：
。
①为了探究浓度对反应速率的影响，维持200℃不变，在20L 恒容密闭容器中进行实验，测得的实验数据
如下表所示：
实验编号
起始浓度(
)
起始速率(
)
CO
1
0.25
0.50
0.391
2
0.25
1.00
0.781
3
0.50
0.50
0.780
该反应速率方程为
(
为与温度有关的速率常数)，由表中数据可确定速率方程中
m= ，n= (取正整数)。经测定该反应达到平衡时实验1 中
，则该反应
的平衡常数
。
②若将一定比例的CO 和
在装有催化剂的反应器中反应12 小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活
性与温度的关系如下左图所示。
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请判断图中P(470K，60%)点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态；490K 之后，甲醇产率随温
度升高而减小的可能原因为： 、 (答两点即可)。
(3)近年来，有研究人员用
通过电催化生成多种燃料，其工作原理如上右图所示。
①请写出Cu 电极上产生
的电极反应式： 。
②如果Cu 电极上只生成0.20mol
和0.30mol
，则Pt 电极上产生
的物质的量为 。
③已知HCOOH 为一元弱酸，常温下将
HCOOH 溶液与
NaOH 溶液以体积比a b∶混和
(忽略溶液体积的变化)时溶液恰好呈中性，则HCOOH 的电离常数
(用含a、b 的代数式表
示)。
25．（2024·内蒙古通辽·一模）利用 CO2 合成甲醇、二甲醚技术是有效利用 CO2 资源，实现“碳中和”目
标的重要途径。
(1)开发 CO2 直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应：2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
1=-122.54kJ•mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
2
①已知 25℃和 101kPa 下，H2 (g)、CO(g)的燃烧热
H 分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1，
H2O(l)=H2O(g)
H=+44kJ•mol-1，则
H2= kJ/mol。
②在催化剂作用下，向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气，n(CO)：(CO2)：n(H2)= 1：5：
20，反应平衡时测得 CO2 的转化率为 20%，二甲醚的选择性为 80%(已知二甲醚的选择性=
×100%)，则副反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的Kp= (用平衡分压
代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
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(2)利用 CO2 合成甲醇也是有效利用 CO2 资源的重要途径。将原料气(CO2)：n(H2)=1：3 充入某一恒容密闭
容器中，只发生 CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
H3<0，在不同催化剂作用下，反应 t min 时 CO2 的
转化率随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是 。
A．使用催化剂 I 时，d 点已达到平衡
B．T3 K 的平衡常数大于 T4 K 的平衡常数
C．若 a 点时，v(H2)正 = 3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度
D．c 点转化率比 a 点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中 a 点时反应已达平衡，现原料气按(CO2)：n(H2)=1：2.8 充入同一恒容密闭容器中，在催化剂 I
的作用下发生反应。请在图中用实线画出了 T3K～T5K 之间 CO2 的平衡转化率变化曲线 。
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究，其中有一种为羧基机理，某催化剂催化CO*+H2O*
CO2*+H2(g) (*
表示吸附态、Ea 表示活化能)步骤如下：
I．H2O*→OH*+H* Ea1=141.7kJ/mol
II．___________ Ea2=39.5kJ/mol
III．COOH*→CO2*+H* Ea3=132.1kJ/mol
IV．___________ Ea4=97.4kJ/mol
①请补充其中的一个反应式：II 。
②反应CO*+H2O*
CO2*+H2(g)的决速步骤是 (填序号)。
(4)一种新型 Zn-CO2 水介质电池，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，其工作示意图如图所示，酸
性条件下，正极电极反应式为 ；充电时阴极的电极反应式为 。
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