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大题03 原理综合题
广东高考原理题在近三年中呈现出“稳中求变、注重综合”的特点。2023 年试题延续了
传统风格，重点考查盖斯定律、图像分析和平衡常数计算，强调基础理论与实际问题的结
合。2024 年试题在保持稳定的基础上，增加了对催化剂与反应机理的考查，并通过多步反应
串联知识点，强化了系统性和综合性。整体来看，试题注重核心素养的考查，强调化学原理
在工业生产与科研热点中的应用，同时通过图表分析和数学计算深化对考生高阶思维能力的
考查。预计2025 年广东高考化学第19 题会继续延续之前的风格，热门考点依然涵盖盖斯定
律、活化能、反应速率方程与平衡常数等的综合应用。形式上会提供多维度图表（如浓度-时
间曲线、分压-温度关系图），要求学生提取关键信息并推导结论。还可能引入新型催化材料
（如单原子催化剂）的机理分析，要求学生解释催化效率与结构的关系；或结合碳中和背
景，设计涉及电解水制氢、CO2资源化利用的反应原理题，考查多步反应的能量转化与效率
计算；可能将电化学（如电解池原理）与反应动力学结合，设计综合性问题；要求用数学工
具（如平衡常数与反应商的关系）解决复杂平衡问题，或通过图表拟合反应级数。
常设考向1 反应热的计算及盖斯定律的应用
1．（2024∙广东∙高考真题）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
与
混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
反应a：
已知：
1
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则反应a 的
。
【规范答案】
【解题思路】 由已知可得：
Ⅰ．
，
；
Ⅱ．
，
；
Ⅲ．
，
；
Ⅳ．
，
；
由盖斯定律可知，目标方程式
可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应
2．（2022·广东卷）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
可由
加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
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)。
【规范答案】(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
【解题思路】设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M ΔH1=(E1-E2)，M→N
ΔH2=ΔH，N→Y ΔH3=(E3-E4)1，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-
E4)。
1.掌握反应热计算的三种方法
2
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2.盖斯定律的应用
（1）盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。
（2）应用步骤。
①调方向:根据目标化学方程式反应物、生成物的位置,调整已知化学方程式的反应方向。ΔH 的“+”“-”随
之改变,但数值不变。
②调化学计量数:调整已知化学方程式,将目标化学方程式中不存在的物质的化学计量数调整为相等,ΔH 随
之进行调整,与化学计量数成比例。
③相加:把调整好的化学方程式相加就得到目标化学方程式,必要时可约简化学计量数,同时也得到相应化学
方程式的反应热ΔH。
3.热化学方程式书写中易出现的错误
（1）未标明反应物或生成物的状态而造成错误。
（2）反应热的符号使用不正确,即吸热反应未标出“+”号,放热反应未标出“-”号,从而导致错误。
（3）漏写ΔH 的单位,或者将ΔH 的单位写为kJ,从而造成错误。
（4）反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。
（5）对燃烧热、中和热的概念理解不到位,忽略其标准是1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。
1．氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。
（1）工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则反应Ⅲ：
【答案】（1）
【详解】（1）由盖斯定律得则反应
，故
；
2.（1）大气中的二氧化碳主要来自煤、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
据如下表:
3
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物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热
ΔH( kJ·mol-1)
-285.8
-393.5
-3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为
。
【答案】（1）6C(石墨,s)+3H2(g)
C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1
【解析】（1 ）根据表格中燃烧热数据可知, 存在反应①C( 石墨,s)+O2(g)
CO2(g) ΔH1=-393.5
kJ·mol-1,
H
②
2(g)+1
2O2(g)
H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,
C
③
6H6(l)+15
2 O2(g)
6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3
267.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,
×6+
×3-
①
②
③得反应6C(石墨,s)+3H2(g)
C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1。
3.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
反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH= kJ·mol-1。
【答案】+90.8
【解析】根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH=390.8 kJ·mol-1×3×2-
(946 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1×3)=+90.8 kJ·mol-1。
4.（1）1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下:
ⅰ.
(g)+HCl(g)
(g) ΔH1=-271.96 kJ·mol-1
ⅱ.
(g)+HCl(g)
(g) ΔH2=-267.80 kJ·mol-1
则1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为 。
【答案】（1）
(g)
(g) ΔH=+4.16 kJ·mol-1
【解析】（1）反应ⅱ减去反应ⅰ可得1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为
(g)
(g)
ΔH=+4.16 kJ·mol-1。
5.工业上常用甲烷和水蒸气催化重整制备H2,该工艺同时发生如下反应:
反应Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应Ⅰ和反应Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T 变化关系如图所示,则ΔH1-ΔH2 (填
“>”“<”或“=”)0。
4
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【答案】>
【解析】根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ得CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),平衡常数为
K 1
K 2
,则ln K 1
K 2
=ln K1-
ln K2,结合图像可知,随着温度升高,ln K2减小、ln K1增大,则随着温度升高,ln K 1
K 2
=ln K1-ln K2>0,反应为吸热
反应,则有ΔH1-ΔH2>0。
6.（1）绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所
示:
已知:
CO(g)+H
①
2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41 kJ·mol-1
CH
②
3CH2OH(g)+3H2O(g)
2CO2(g)+6H2(g) ΔH2=+174.1 kJ·mol-1
反应Ⅰ的热化学方程式为
。
（2）对废(尾)气中的氮氧化物、CO 等进行必要处理,减少它们的排放,让空气更加清洁是环境科学的重要课
题之一,也是“打赢蓝天保卫战”的重要举措。
已知:
N
①
2(g)+O2(g)
2NO(g)
ΔH1=+180.5 kJ·mol-1
C(s)+O
②
2(g)
CO2(g)
ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
2C(s)+O
③
2(g)
2CO(g)
ΔH3=-221.0 kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=c( N 2)·c
2(CO2)
c
2(NO)·c
2(CO)
, 请写出此反应的热化学方程式:
。
【答案】（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)
4H2(g)+2CO(g) ΔH=+256.1 kJ·mol-1
（2）2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5 kJ·mol-1
【解析】（1）根据盖斯定律,由②-
×2
①
可得反应Ⅰ的热化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)
4H2(g)
+2CO(g) ΔH=+256.1 kJ·mol-1。
5
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（2 ）根据反应的平衡常数表达式K=c( N 2)·c
2(CO2)
c
2(NO)·c
2(CO)
, 可知该反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)
+2CO2(g),根据盖斯定律,由②×2-
-
③①得到2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·mol-1。
常设考向二 化学平衡状态及移动方向的判断
1.（2024∙广东一模）工业合成氨中，常用亚铜盐的氨水溶液除去原料气中的
，反应的离子方程式为
，该反应的
。其他条件不变时，下列说法正确的有______（填字母）。
A．
与
的浓度相等时，反应达到平衡
B．平衡后增大
的浓度，
的转化率增大
C．平衡后加水稀释，
与
的浓度之比增大
D．可采用加热
溶液的方法实现
的再生
【规范答案】CD
【解题思路】A．当浓度不变时反应达到平衡，[Cu(NH3)2]+与[Cu(NH3)3CO]+的浓度相等时，不能确定浓度
是否还能改变，故不能判断是否达到平衡，A 错误；
B．平衡后增大[Cu(NH3)2]+，平衡正反应方向移动，但[Cu(NH3)2]+转化率变小，B 错误；
C．平衡后加水稀释，温度不变，平衡常数K=
不变，c(NH3)变小，p(CO)
不变，[Cu(NH3)2]+与[Cu(NH3)3CO]+的浓度之比变大，C 正确；
D．根据题意可知反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，[Cu(NH3)3CO]+生成[Cu(NH3)2]+，D
正确；
故答案为：CD。
2．（2021∙广东高考真题）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
6
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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
【规范答案】∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4 AD
【解题思路】（1）根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律则有
∆H1=∆H2+∆H3-∆H5=∆H3-∆H4；
（2）A．增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c 来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增
大，A 正确；
B．移去部分C(s)，没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B 错误；
C．催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率
不变，C 错误；
D．降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D 正确；
故答案选AD；
1.两步法判断化学平衡状态
第一步 析特点
第二步 作判断
根据参加反应的体系的特点,通过推理作出判断,如v 正=v 逆,则处于平衡状态,否则反应未达到平衡状态。
2.化学平衡移动的判断
依据勒夏特列原理判断
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等),平衡就向能使
这种改变减弱的方向移动
依据图像中正、逆反应速率相
对大小判断
若v 正>v 逆,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动
依据变化过程中速率变化的性
质判断
若平衡移动的过程中,正反应速率增大(减小),则平衡向逆(正)反应方向
移动
依据浓度商(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
1．（2024 广东大湾区一模）某课题组研究CO2加氢制甲醇。涉及的主要反应有：
反应I：
7
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反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
反应Ⅳ：
下列有关说法正确的是___________。
A．增压时，
的物质的量分数一定增大
B．当甲醇的分压不再改变时，体系达到平衡
C．在恒容密闭容器中充入
，反应Ⅲ速率不变
D．升温时，反应Ⅱ逆反应速率加快的程度大于正反应速率
【答案】BC
【解析】A．反应Ⅱ是等体积变化的反应，反应Ⅳ是气体体积减小的反应，增压时反应Ⅳ的平衡正向移
动，CO 的物质的量分数减小，A 错误；
B．反应达到平衡时，各物质的浓度、含量均不变，则甲醇的分压不再改变时其浓度不变，体系达到平衡
状态，B 正确；
C．在恒容密闭容器中充入Ar 时反应物、生成物的浓度均不变，则反应速率不变化，C 正确；
D．反应Ⅱ是吸热反应，升高温度时平衡正向移动，即升温时反应Ⅱ逆反应速率加快的程度小于正反应速
率，D 错误；
故答案为：BC；
2．甲基叔戊基醚
(TAME，简写为T)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，通过甲醇
(简写为M)与2-甲基-2-丁烯(简写为A)的液相反应制得。通过控制条件，体系中主要发生如下反应(
为2-
甲基-1-丁烯的简写，不考虑其他副反应)：
反应
反应ii：
反应iii：
我国学者团队对制备TAME 反应的催化剂进行了研究。研究衣明：用不同浓度(13%)的磷钼酸浸渍催化
剂，浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为
的磷钼酸浸渍催化剂进行了三组实验，得到
随时间的变化曲线如图所示。
8
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①用
的磷钼酸浸渍时，在
内，
的平均生成速率为 。
②下列仿关说法正确的有 。
A．三组实验中，反应速率都随反应进程一直增大
B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，
减小
C．催化剂可加快化学反应速率，提高甲醇的平衡转化率
D．降低温度，反应和ii 的正、逆反应速率都减小
E．达到平衡后，加入
不变
【答案】
BDE
【解析】①磷钼酸浓度越大催化剂催化活性越好，反应速率越快，则曲线I 代表
的磷钼酸，在
内，
的平均生成速率为
；
A
②．三组实验中，磷钼酸的浓度逐渐减少，反应速率都随反应进程一直减小，故A 错误；
B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，c(A)减小，反应的平衡常数K=
不变，则
减小，
故B 正确；
C．催化剂可加快化学反应速率，但不能提高甲醇的平衡转化率，故C 错误；
D．降低温度，反应和ii 的正、逆反应速率都减小，故D 正确；
E．反应iii 的平衡常数K=
，达到平衡后，加入M，K 值不变，
不变，故E 正确；
故选BDE。
3.在2 L 的密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH<0 体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/
mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）如图表示NO2 的变化的曲线是 。0～2 s 内,用O2 表示的该反应的速率v(O2)=
mol·L-1·s-1。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母,下同)。
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A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.v 逆(NO)=2v 正(O2)
D.容器内密度保持不变
（3）为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A.及时分离出NO2气体
B.适当升高温度
C.增大O2的浓度
D.选择高效催化剂
【答案】（1）b 0.001 5 （2）BC （3）C
【解析】（1）根据表格知,随着反应的进行,NO 的物质的量减小,则NO2的物质的量逐渐增大,当反应达到平
衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.007) mol=0.013 mol,根据反应中NO2和NO 的物质的量关系知,平衡状
态时生成n(NO2)等于参加反应的n(NO),c(NO2)=0.013mol
2 L
=0.006 5 mol·L-1,曲线b 符合;0～2 s 内,v(NO)=
(0.020-0.008)mol
2 L×2 s
=0.003 mol·L-1·s-1,v(O2)=1
2v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。（2）A.v(NO2)=2v(O2),没有指明
反应方向,不能据此判断反应是否达到平衡状态,错误;B.题给反应是气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状
态时,容器内压强保持不变,正确;C.当v 逆(NO) v∶
正(O2)=2 1∶时,反应达到平衡状态,正确;D.根据质量守恒定律
知,混合气体质量始终不变,容器的容积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断反应是否
达到平衡状态,错误。（3）A.及时分离出NO2气体,平衡向正反应方向移动,但反应速率减小,错误;B.适当升
高温度,反应速率增大,但平衡向逆反应方向移动,错误;C.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移
动,正确;D.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,错误。
4.T ℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)
N2(g)
+2CO2(g)。经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。
（1）a、c 两点c(NO2)的大小是a (填“>”“=”或“<”)c。
（2）a 点对应的容器,t min 内v(NO2)= (用含字母的代数式表示)。
（3）a、b、c 三点中,已达平衡状态的有 。
（4）b 点前NO2转化率随容器容积增大而增大的原因是
。
【答案】（1）> （2）
2
5V 1t mol·L-1·min-1 （3）ab
（4）t min 时已经达到平衡状态,增大体积,压强减小,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大
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【解析】（1）由图示信息可知,a、c 两点NO2的转化率相等,即a、c 两点容器中NO2的物质的量相等,但c
点容器容积更大,则c 点容器中NO2的物质的量浓度更小,即a、c 两点c(NO2)的大小是a>c。
（2）由图示信息可知,a 点对应的容器容积为V1 L,NO2的转化率为40%,故t min 内v(NO2)= Δc
Δt =
Δn
V ·Δt =
0.4 mol
V 1 L·t min=
2
5V 1t mol·L-1·min-1。
（3）由图示信息可知,增大容器的容积,即减小压强,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,但气体的体积越
大,浓度越小,反应速率越小,t min 内不能达到平衡状态,NO2的转化率减小,故图中a、b、c 三点中,已达平衡
状态的有a、b。
（4）由（3）分析可知,b 点对应体积是t min 内刚好达到平衡状态的体积,即b 点之前容器容积更小,即气体
的体积更小,浓度更大,反应速率更大,t min 时已经达到平衡状态,增大体积,压强减小,平衡正向移动,NO2的平
衡转化率增大,b 点前NO2的转化率随容器容积增大而增大的原因是t min 时已经达到平衡状态,增大体积,压
强减小,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大。
常设考向三 速率、转化率及平衡常数的计算
1.（2024∙广东∙高考真题）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
(X 为A 或B)在某非水溶剂中的
。
a．选择合适的指示剂HIn，
；其钾盐为
。
b．向
溶液中加入
，发生反应：
。
起始的物质的量为
，加入
的物
质的量为
，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
。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中，
；
。(填“>”“<”或“=”)
11
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【规范答案】
＞ ＞
【解题思路】（3）由变化曲线图可知，当
时，
，设初始
，则
初始
，转化的物质的量浓度为
，可列出三段式如下：
由
，即
，解得
，则该反应的平衡常数为
解得
；
②根据图像可知，当
时，设此时转化的物质的量浓度为
，可列出三段式如下：
此时
，即
，则
，则平衡常数
，则
；
由于
，则
，
。
2．（2021∙广东∙高考真题）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
（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。
12
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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。
【规范答案】 ac
68%
【解题思路】①随着温度的升高，反应a 和c 的ln K 增大，说明K 的数值增大，反应向正反应方向进
行，反应a 和c 为吸热反应，同理反应e 的ln K 减小，说明K 的减小，反应向逆反应方向进行，反应e
为放热反应，故答案为ac；
②用相对分压代替浓度，则反应c 的平衡常数表达式K =
；
③由图可知，A 处对应反应c 的ln K =0，即K =
=1，解方程的p2(H2)=p(CH4)，已知反应平衡时
p(H2)=40kPa，则有p(CH4)=16kPa，且初始状态时p(CH4)=
×100kPa=50kPa，故CH4的平衡转化率为
×100%=68%；
1.速率、转化率及平衡常数的计算方法——三段式法
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始量/(mol/L)
a
b
0
0
变化量/(mol/L)
mx nx
px
qx
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平衡量/(mol/L)
a-mx
b-nx px
qx
（1）平衡转化率=某反应物转化的量
某反应物起始的量×100%,如α(A)平=mx
a ×100%。
（2）平衡常数:K=( px )
p·(qx )
q
(a-mx )
m·(b-nx )
n 。
（3）百分含量:
(A)=
a-mx
(a-mx )+(b-nx )+ px +qx ×100%。
（4）平衡前后的压强之比(物质的量之比): p平
p始
=(a-mx )+(b-nx )+ px +qx
a+b
。
（5）平均摩尔质量:M=
a· M (A)+b· M (B)
(a-mx )+(b-nx )+ px +qx g/mol。
（6）某气体组分的体积分数=某气体组分的物质的量
混合气体总的物质的量×100%。
（7）生成物的产率:产率=实际产量
理论产量×100%。
2.分压常数(Kp)与速率常数(k 正、k 逆)
（1）Kp的两种计算模板。
①平衡总压为p0。
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
n(平)
a
b
c
p(分压)
a
a+b+c p0
b
a+b+c p0
c
a+b+c p0
Kp=
(
c
a+b+c p0)
2
(
a
a+b+c p0)·(
b
a+b+c p0)
3。
②刚性容器起始压强为p0,平衡转化率为α。
2NO2(g)
N2O4(g)
p(始)
p0
0
Δp
p0α 1
2p0α
p(平)
p0-p0α
1
2p0α
Kp=
1
2 p0α
( p0- p0α )
2
。
（2）Kp与k 正、k 逆的关系。
以2NO2(g)
N2O4(g)为例:
v正=k正· p
2(NO2)
v逆=k逆· p( N 2O4)]
k 正·p2(NO2)=k 逆·p(N2O4)
k正
k逆
=
p( N 2O4)
p
2(NO2)
=Kp。
3.平衡常数与速率常数之间的关系
对于基元反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),v
正=k
正·ca(A)·cb(B),v
逆=k
逆·cc(C)·cd(D), 平衡常数K=
c
c(C)·c
d(D)
c
a(A)·c
b(B)
=k正·v逆
k逆·v正
,反应达到平衡时v 正=v 逆,故K=k正
k逆
。
1.（2024 广东湛江一模）已知可通过下列方法合成尿素：
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第一步：
第二步：在体积为5 L 的密闭容器中加入1 mol
和4 mol
，在一定条件下反应进行到10 min 时，
测得
和尿素的物质的量均为0.25 mol，15 min 后，测得
的物质的量为0.1 mol，如图所示。
①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率，则10 min 内第一步反应中生成
(氨基甲酸铵)的平均反应速率为 。
②反应进行15 分钟后，随着时间的变化，尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显，但氨气和二氧化
碳的物质的量基本不变，其主要原因是 ，第一步反应的平衡常数
(列出算式即可)。
【答案】
第一步反应速率较快，15 min 内反应达到平衡；尿素与氨基甲酸铵均为液
体，其物质的量的变化不会对第一步反应的平衡造成影响
【解析】①用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率，则10 min 内第一步反应中生成
(
氨
基
甲
酸
铵
)
的
平
均
反
应
速
率
。
②第一步反应速率较快，15 min 内反应达到平衡，随着时间的变化，氨气和二氧化碳的变化很小，第二步
反应速率较慢，15 分钟反应还未达到平衡，随着时间的变化，尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明
显；根据“三段式”
可知，平衡时
的物质的量为2.2 mol，因为固体或液体纯物质一般不列入平衡常数，则第一步反应的平
衡常数
。
2.常温下（
－
溶液体系中存在平衡关系：
；
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；
；
，平
衡常数依次为
、
、
、
。含Cd 物种的组分分布分数δ、平均配位数
与
的关系如图所
示。
已知：
（过程中HCN 浓度几乎不变），
；
，
，
，
；平均配位数
，其中M 代表中
心离子，L 代表配体。
①曲线Ⅱ代表的含Cd 微粒为 。
②
的平衡常数为 。
③下列有关说法中，正确的是 。
A．降低pH，有利于生成
B．pH=7 时，
C．平衡后加水稀释，
与
的浓度之比增大
a
④点时，
。（写出计算过程，结果保留2 位有效数字）。
【答案】
BC 3.4
【解析】由图和平衡关系知，当
浓度很小时，
较大，故Ⅰ为
，随着
得增大，
正向移动，
减小，
增大，故Ⅱ为
，由此得Ⅲ为
，Ⅳ为
；②
的平衡常数为
；③A.降低pH，氢离子浓度增大，由于
不变，故
浓度减小，
平衡逆向移动，不利于生成
，A 错误；B.pH=7 时，
，由图知，此时
，B 正确；C.平衡后加水稀释，
减小，故
与
的浓度之比增大，C 正确；④a 点时，微粒
和
可以忽略，
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和
的浓度相同，故
，得出
，
，得出
，
。
3.T1 温度时,在容积为2 L 的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH<0。实验测得,v 正
=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k 正·c2(NO)·c(O2),v 逆=v(NO2)消耗=k 逆·c2(NO2),k 正、k 逆为速率常数,只受温度影响。不同
时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表所示。
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/
mol
0.20
0.10
0.08
0.07
0.06
0.06
n(O2)/
mol
0.10
0.05
0.04
0.035
0.03
0.03
（1）0～2 s 内该反应的平均速率v(NO)= mol·L-1·s-1。
（2）T1温度时化学平衡常数K= (结果保留三位有效数字)。
（3）化学平衡常数K 与速率常数k 正、k 逆的数学关系是K= 。若将容器的温度改变为T2时,其k 正
=k 逆,则T2 (填“>”“<”或“=”)T1。
【答案】（1）0.03 （2）363 （3）k正
k逆
>
【解析】（1）0～2 s 内反应的平均速率v(NO)=
0.20mol−0.08mol
2 L
2 s
=0.03 mol·L-1·s-1。
（2） 2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
n(始)/mol0.20 0.10 0
n(转)/mol0.14 0.07 0.14
n(平)/mol0.06 0.03 0.14
所以K=
c
2(NO2)
c
2(NO)·c(O2)
≈363。
（3）v 正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k 正·c2(NO)·c(O2),v 逆=v(NO2)消耗=k 逆·c2(NO2),可逆反应达到化学平衡时,同一物
质表示的v 正=v 逆,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,所以k 正·c2(NO)·c(O2)=k 逆
·c2(NO2),则
c
2(N O2)
c
2(NO)·c(O2)
=k正
k逆
=K。若将容器的温度改变为T2时,其k 正=k 逆,则K=k正
k逆
=1<363,说明平衡
逆向移动,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以T2>T1。
4.氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,但同时又是污染环境的主要物质,研究其转化规
律一直是科学家们的研究热点问题。回答下列问题。
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（1）某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)
N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016
b.2NO(g)
N2(g)+O2(g) K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是 ( 填“ a” 或“ b”); 反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) 的K=
(保留两位有效数字)。
（2）已知反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的正反应速率v 正=k1·c2(NO)·c(O2),其中k 为速率常数,该反应的历
程为
第一步:NO+NO
N2O2 快速平衡
第二步:N2O2+O2
2NO2 慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中v 正=k1·c2(NO),v 逆=k1′·c(N2O2)。下列叙述不
正确的是 (填字母)。
A.第一步反应的平衡常数K= k1
k1'
B.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
C.v(第一步的正反应)>v(第二步的反应)
D.第二步反应中N2O2与O2的碰撞100%有效
（3）在恒温条件下,将2 mol Cl2 和1 mol NH3 充入某密闭容器中发生反应:2Cl2(g)+NH3(g)
NHCl2(l)
+2HCl(g),测得平衡时Cl2和HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C 三点中Cl2转化
率最高的是 (填“A”“B”或“C”)点;计算C 点时该反应的压强平衡常数 Kp(C)= MPa-1(用
平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（1）b 3.3×1013 （2）D
（3）B 0.5
【解析】（1）平衡常数越大,反应程度越大,b 的平衡常数比a 的大,故b 的分解反应趋势较大;反应b-a 得到
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),则反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的K=2.2×10
30
6.7×10
16≈3.3×1013。
（2）A 项,第一步反应的平衡常数K=c( N 2O2)
c
2(NO)
,平
衡时v 正=k1·c2(NO)=v 逆=k1′·c(N2O2),则 K=c( N 2O2)
c
2(NO)
= k1
k1' ,正确;B 项,第二步反应比第一步反应难,则第二步
反应的活化能比第一步反应的活化能高,正确;C 项,第一步的正反应是快反应,第二步的反应是慢反应,v(第一
步的正反应)>v(第二步的反应),正确;D 项,第二步反应是慢反应,说明N2O2与O2的有效碰撞几率较小,不可能
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达到100%,错误。
（3）根据平衡时Cl2和HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系,可知B 点HCl 的物质的量浓度最大,Cl2转化
率最高;设反应的NH3的物质的量为 x mol,列三段式
2Cl2(g)+NH3(g)
NHCl2(l)+2HCl(g)
起始量/mol
2
1
0
0
变化量/mol
2x
x
x
2x
平衡量/mol
2-2x 1-x x
2x
C 点Cl2 的物质的量浓度等于HCl 的物质的量浓度,则2-2x=2x,解得x=0.5,反应后气体总物质的量为(3-
3x+2x)mol=2.5 mol,总压强为10 MPa,则平衡常数Kp(C)=
p
2(HCl)
p
2(Cl2)· p(N H 3)
=
(10 MPa× 1
2.5 )
2
(10 MPa× 1
2.5 )
2×(10 MPa× 0.5
2.5 )
=0.5 MPa-1。
常设考向四 速率、平衡图像的综合分析
1．（2023∙广东∙高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
（1）某有机物
能与
形成橙红色的配离子
，该配离子可被
氧化成淡蓝色的配离子
。
①基态
的
电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
（2）某研究小组对（1）中②的反应进行了研究。
用浓度分别为
的
溶液进行了三组实验，得到
随时间t 的
变化曲线如图。
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①
时，在
内，
的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，
增大
B．
平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
（3）R 的衍生物L 可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M 表示)与L 存在平衡：
研究组配制了L 起始浓度
与L 起始浓度比
不同的系列溶液，反应平衡后
测定其核磁共振氢谱。配体L 上的某个特征H 在三个物种
中的化学位移不同，该特征H 对
应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H 的总峰面积计为1)如下表。
0
1.00
0
0
a
x
0.64
b
0.40
0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S 之比等于吸收峰对应H 的原子数目之比；“
”表示未检测到。
①
时，
。
②
时，平衡浓度比
。
（4）研究组用吸收光谱法研究了（3）中M 与L 反应体系。当
时，测得平衡时各物
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种
随
的变化曲线如图。
时，计算M 的平衡转化率 (写出
计算过程，结果保留两位有效数字)。
【规范答案】（1）
HNO2
（2）
A、B
（3） 0.36 3：4 或0.75
（4）98%
【解题思路】（1）①基态
的
电子轨道表示式为
；
②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。
（2）①浓度分别为
的
溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此
可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；
时，在
内，观察图像可知
的平均消耗速率为
；
A
②．对于反应
HNO2
，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移
动，
含量增加，
含量减小，
增大，A 正确；
B．
浓度增加，
转化率增加，故
，B 正确；
C．观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C 错误；
D．硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故
，D 错误；
故选AB。
（3）①
时，
，且
=0.64，
得x=0.36；
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②
相比于
含有两个配体，则
与
的浓度比应为
相对峰面积S 的一半与
的相对峰面积S 之比，即
。
（4）
；
，由L 守恒可知
，则
；则M 的转化率为
。
2．（2022·广东·高考真题）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
（2）
溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(ⅰ)
(ⅱ)
①下列有关
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
固体，平衡时
与
的比值保持不变
25℃
②
时，
溶液中
随pH 的变化关系如图。当
时，设
、
与
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
的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
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
稀溶液，测得其A 随
的变
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化曲线如图，波长
、
和
中，与
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”)。
【规范答案】（2） BD
当溶液pH=9 时，
，因此可忽略溶液中
即
=0.20
反应(ii)的平衡常数K2=
=
=3.3×10-7
联立两个方程可得
=6.0×10-4mol/L λ3 增大
【解题思路】（2）①K2Cr2O7溶液中存在平衡：(i)
、(ii)
。
A．向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H+)增大，(ii)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是
减弱改变量，平衡后，溶液中c(H+)依然增大，因此溶液的pH 将减小，故A 错误；
B．加水稀释过程中，根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知，(i)和(ii)的平衡都正向移动，两个平衡
正向都是离子数增大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故B 正确；
C．加入少量NaOH 溶液，(ii)正向移动，溶液中
将减小，(i)将正向移动，故C 错误；
D．平衡(i)的平衡常数K1=
，平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量K2Cr2O7溶液，
不变，故D 正确；
综上所述，答案为：BD。
0.10mol/L K
②
2Cr2O7溶液中，Cr 原子的总浓度为0.20mol/L，当溶液pH=9.00 时，溶液中Cr 原子总浓度为
=0.20mol/L，
、
与
的平衡浓度分别为x、y、z
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mol/L，因此
=0.10；由图8 可知，当溶液pH=9 时，
，因此可忽略溶液中
，即
=0.20，反应(ii)的平衡常数K2=
=
=3.3×10-
7，联立两个方程可得
=6.0×10-4mol/L。
③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH 越大，溶液中
越
大，混合溶液在某一波长的A 越大，溶液的pH 越大，溶液中
越大，因此与
的λmax最接近的
是λ3；反应(i)的平衡常数K1=
，反应(ii)的平衡常数K2=
，
=
=
，因此
=
，由上述分
析逆推可知，b>a，即溶液pH 从a 变到b 的过程中，溶液中c(H+)减小，所以
的值将增
大。
1.新高考试题中速率、平衡图像题的特点
（1）图像的形式。
①直接呈现平衡体系中变量的变化:物质的量浓度-时间、组分百分含量-温度、压强-温度。
②平衡体系变量延伸出的变量的变化:分压(物质的量)-时间、转化率-原料物质的量分数、平衡常数K(ln
K)-温度倒数( 1
T )的图像。
（2）考查方式。
①分析出纵、横坐标之间的关系,判断出适宜的反应条件(温度、压强、浓度、反应物的配比等)。
②需要根据分析出的数据信息进行转化、计算得出结果。
2.化学反应速率、平衡图像的分析方法
（1）整体扫描图像,明确面、线、点的物理、化学意义。
①看面:弄清纵、横坐标的物理含义,注意把坐标的变化转变为化学量的变化。
②看线:弄清线的斜率、变化趋势及线的陡与平所代表的化学意义。
③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点
等。
④作线:多条件变化时,是否需要确定一个条件为衡量的线,如等温线、等压线。
（2）找准切入口,明确图像的意义。
①从“断点”着手。
当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情
况,即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小,即可确定变化的是何种条件。
②从“拐点”入手。
同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差
异。根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化
剂。
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③从曲线的变化趋势着手。
a.对于速率-温度(或压强)图像,由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大,反应速率会逐渐增大,因此图像上出
现的是平滑的递增曲线。
b.温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的,在图像上,就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相
同。
c.分析外界条件对化学反应速率的影响时,只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。
1．（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
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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)。
【答案】（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
【解析】（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
。
2.CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加氢反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ.CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH1=+35.2 kJ· mol-1
反应Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-24.7 kJ· mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
反应Ⅳ.CO2(g)+3H2(g)
1
2CH3OCH3(g)+3
2H2O(g) ΔH4
CO2催化加氢体系中,部分反应的ln Kp与温度(T)的关系如图1 所示:
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（1）300 K 时,反应进行趋势最大的是 (填“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
（2）图1 中Q 点时,反应2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)的Kp= 。
（3）实验测得CO2平衡转化率(曲线Y)和平衡时CH3OH 的选择性(曲线X)随温度变化如图2 所示。CO2加
氢
制
CH3OH
时
,
温
度
选
择
510
～
550 K
的
原
因
为
。[已知:CH3OH 的选择性=
n(C H 3OH )
消耗的n(CO2) ×100%]
（4）510 K 时,往刚性容器中通入n mol CO2和一定量H2,t min 达到平衡,t min 内CH3OH 的平均生成速率为
mol·min-1。
【答案】（1）Ⅳ （2）1 （3）温度过低合成甲醇的速率较小,温度过高甲醇的选择性急剧降低 （4）
0.32n
t
【解析】（1）ln Kp越大表示反应进行的趋势越大,故300 K 时,反应进行趋势最大的为Ⅳ。
（2）反应2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)可由反应Ⅳ×2-反应Ⅱ×2 得到,而Q 点刚好是图中反应Ⅳ和反
应Ⅱ相交的点,即Kp2=Kp4,该反应的Kp可由反应Ⅳ和反应Ⅱ的Kp得到,Kp= K p 4
2
K p2
2 =1。
（3）温度过低合成甲醇的速率较小,温度过高甲醇的选择性急剧降低。
（4）510 K 时,CO2平衡转化率为40%,且CH3OH 选择性为80%,故转化为CH3OH 的物质的量为40%×80%×n
mol=0.32n mol,t min 内CH3OH 的平均生成速率为0.32n
t
mol·min-1。
3.化工原料丙烯腈(
)广泛应用于纤维、橡胶及树脂等工业合成生产中。以3-羟基丙酸乙酯(
)为原料合成丙烯腈,主要反应过程如下:
反应Ⅰ.
+H2O(g) ΔH1>0
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反应Ⅱ.
+NH3(g)
+
ΔH2>0
在盛有催化剂TiO2、压强为80 kPa 的恒压密闭容器中按体积比1 7∶充入
(g)和NH3(g)发生反
应,通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1 所示[例如
的物质的量分数w%=
×100%]。
（1）随着温度的升高,
的平衡物质的量分数先增大后减小的原因为
。
（2）如图2,科学家通过计算得出反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为
+NH3(g)
+
(g),
则
第
二
步
反
应
的
化
学
方
程
式
为
;实验过程中未检测到
(g)的原因可能为
。
（3）若充入一定量N2(不参与反应)可提高丙烯腈的平衡产率,原因为
。
【答案】（1）反应Ⅰ和反应Ⅱ都是吸热反应,温度升高,平衡都正向移动;温度较低时,反应Ⅰ正向进行的程
度大,
的物质的量分数增大;温度较高时,反应Ⅱ正向进行的程度增大,
的物质的量分数减
小
（2）
+H2O(g) 第二步反应非常快
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（3）反应Ⅱ正反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,降低各气体分压(相当于扩大
容器容积),会使反应Ⅱ的平衡正向移动
【解析】（1）反应Ⅰ和反应Ⅱ都是吸热反应,温度升高,平衡都正向移动;温度较低时,反应Ⅰ正向进行的程
度大,
的物质的量分数增大;温度较高时,反应Ⅱ正向进行的程度增大,
的物质的量分数减
小
（2）第二步反应化学方程式=总反应-第一步反应化学方程式,则第二步反应的化学方程式为
+H2O(g);第二步反应的活化能小于第一步的,则第二步反应的速率远大于第一步的速率,故实验
过程中未检测到
。
（3）反应Ⅱ正反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量N2,降低各气体分压(相当于扩大
容器容积),会使反应Ⅱ的平衡正向移动
4． H2O2俗称双氧水，是常用的绿色氧化剂，在生产和生活中发挥重要的作用。
（1）富勒烯C60颗粒对H2O2液相氧化：SO2具有明显的促进效果，该反应机理和能量变化如下：
H
①
2O2液相氧化：SO2生成H2SO4的热化学方程式为 。
②图示历程包含 个基元反应，写出决速步骤的化学方程式 。
C
③
60间的作用力是 。
（2） H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化，H2O2去除NO 的反应存在平衡：
（i）
（ii）
（iii）
（iv）
①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 （填序号）。
A．其他条件不变时，温度越高，NO 的转化率越大
B．加入催化剂，c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变
C．恒温恒压下，充入Ar，平衡（i）、（ii）向正反应方向移动
D．增大H2O2浓度，反应（i）、（ii）、（iii）、（iv）正反应速率都增加
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②一定范围内，催化剂光热协同辅助H2O2降解NO 的去除率变化如图甲所示，NO 去除率最佳的反应条件
为 。
（3）过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)又称固体过氧化氢，是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物。将2Na2CO3∙3H2O2
置入真空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
平衡时
的关系如上图乙所示。a 点时，该
反应的平衡总压= kPa，平衡常数Kp=
（列出算式），Kp随温度升高而
（填“增大”、“减少”或“不变”）。
【答案】（1） H2O2(ag)+SO2(g)=H2SO4(ag) △H=-98.72kJ∙mol-1 3
分子间作用力（或范德华力）
（2） BD 110℃，5%H2O2
（3） 12
增大
【详解】（1）①从始态和终态看，H2O2液相氧化SO2生成H2SO4，放热98.72kJ，则热化学方程式为
H2O2(aq)+SO2(g)=H2SO4(aq) △H=-98.72kJ∙mol-1。
②从图中可以看出，图示历程包含3 个基元反应，其中第三个反应的活化能最大，反应速率最慢，为决速
步骤，化学方程式为
。
C
③
60为单质分子，不能形成分子间的氢键，则作用力是分子间作用力（或范德华力）。
（2）H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化，H2O2去除NO 的反应存在平衡：
（i）
（ii）
（iii）
（iv）
A
①．其他条件不变时，温度越高，反应物H2O2分解的程度越大，NO 的转化率越小，A 不正确；
B．加入催化剂，加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但反应物的转化率不受影响，所以c(HNO3)
与c(HNO2)比值保持不变，B 正确；
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C．恒温恒压下，充入Ar，相当于减小压强，减小各物质的浓度，平衡(ii)向逆反应方向移动，从而引起反
应(i)向逆反应方向移动，C 不正确；
D．增大H2O2浓度，反应(i)、(ii)、(iii)、(iv)的反应物浓度增大，则正反应速率都增加，D 正确；
故选BD。
②一定范围内，从催化剂光热协同辅助H2O2降解NO 的去除率变化图甲可以看出，NO 去除率最高的点温
度为110℃，H2O2的浓度为5%H2O2，则NO 去除率最佳的反应条件为110℃，5%H2O2。
（3）从图中可以看出，a 点时，
=4.0kPa，则
=8.0kPa，该反应的平衡总压
=4.0kPa+8.0kPa=12kPa，平衡常数Kp=
=
=
，升高温度，
增大，则Kp随温度升高而增大。
5．某小组探秘人体血液中的运载氧平衡及酸碱平衡，回答下列问题：
Ⅰ．人体运载氧平衡及CO 中毒、解毒机制。
人体中的血红蛋白（Hb）能被CO 结合而失去结合
能力，吸入高压氧可以使血红蛋白恢复结合
能
力，原理如下：
ⅰ．
ⅱ．
ⅱ．
ⅳ．
（1）
（用含a、b 或c 的代数式表示）。
（2）
也影响Hb 结合
的能力，反应如下：
，下
列关于该反应的说法正确的是 。
A．当
不变时，反应达到平衡
B．若
，则该反应任意温度下能自发
C．高氧条件下，血液中
浓度增加D．人体代谢酸增加，该反应K 值变大
（3）36.5℃时，氧饱和度[
，
]与氧气的平衡分压[
]
关系如下图所示，计算36.5℃时A 点反应ⅰ的平衡常数
（写出计算过程；氧气
的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替）。
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Ⅱ．人体血液中的酸碱平衡。
正常人体血液中主要含有
和形成的缓冲溶液，能缓解外界的酸碱影响而保持pH 基本不变。正常人
体和代谢性酸中毒病人的血气分析结果见表：
项目名称
结果浓度
参考范围
正常人
代谢性酸中毒病人
分压/mmHg
40
50
35～45
24.2
19
23.3～24.8
血液酸碱度（pH）
7.40
7.21
7.35～7.45
（4）37℃时
的水解常数
，
，已知某同学血浆中
，写出
人体血液中存在的水解平衡方程式 ；请判断该同学血液的pH 是否正常 。（填“是”
或“否”）
（5）人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图：
①当人体摄入酸过多时，肺通过呼吸排出的
会 （选填“增加”或“减少”）。
②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法 。（选填字母）
A．口服0.9% KCl 溶液 B．口服5%葡萄糖溶液
C．静脉注射5%
溶液 D．静脉注射0.9% NaCl 溶液
【答案】（1）
（2）BC
（3）2
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（4）
（5） 增加 C
【解析】（1）根据盖斯定律可知，
=2
+
=
（2）A．对于平衡
，当
不变时，不能说明反应达到平
衡，比如外界加入某一物质可以始终维持浓度之比不变，或如急速冷却、大量稀释等方法停止反应，浓度
比仍然不变，不能确为平衡状态， A 错误；
B．该反应ΔS>0，且由公式ΔG=ΔH-TΔS 可知,当ΔH<0 和ΔS>0 时，即ΔG<0 在任意温度下能自发，B 正
确；
C．高氧条件下，结合平衡
，平衡逆向移动，血液中
浓度增
加，C 正确；
D．K 只与温度有关，该反应K 值不变，D 错误；
故选BC。
（3）反应ⅰ
，平衡常数
，根据A
点
=96%，得
=
；氧气的平衡分压为12kPa；代入K
=
=2；
（4）水解平衡方程式：
；
；
由
=20×
，
得出c(H+)=
=10-7.4，该同学血液的pH=7.4 属于正常；
（5）人体摄入酸过多时与H+作用，肺通过呼吸排出的增加；对于重度代谢性酸中毒的病人应该减少H+，
选用NaHCO3，故选 C。
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