2023版高考化学江苏专版二轮复习检测：第二板块-非选择题必考题型专攻-第20题-非选择题中的化学反应原理.doc

第20题非选择题中的化学反应原理综合

1．(2018·江苏高考)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·mol－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝75.9 kJ·mol－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝______ kJ·mol－1。
(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：___________________________________________。
(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：__________________________________________。
(4)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为________ mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
___________________________________________；
当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________________________________________________________________________。
[把脉考点]
第(1)问
考查盖斯定律计算反应热
第(2)问
考查电解池电极反应式的书写
第(3)问
考查陌生化学方程式的书写
第(4)问
考查陌生氧化还原反应电子数的计算、化学反应速率的影响因素

解析：(1)将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③，根据盖斯定律可知，③＝(①×3＋②)/2，则ΔH＝(－116.1 kJ·mol－1×3＋75.9 kJ·mol－1)/2＝－136.2 kJ·mol－1。(2)由题给信息可知，反应物为HNO2(弱酸)，生成物为HNO3，因此阳极反应式为HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO。(3)由题给信息可知，反应物为HNO2、(NH2)2CO，生成物为CO2和N2，根据氧化还原反应方程式的配平方法可写出该反应的化学方程式为2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①NH3中N的化合价为－3，NO2中N的化合价为＋4，N2中N的化合价为0，每生成1 mol N2，有的N由－3价变为0价，被氧化的N的物质的量为 mol，因此每生成1 mol N2转移的电子数为 mol。②温度升高，反应速率增大，同时催化剂的活性增大也会提高反应速率。一段时间后催化剂活性增大幅度变小，主要是温度升高使反应速率增大。当温度超过一定值时，催化剂的活性下降，同时氨气与氧气能够反应生成NO而使反应速率减小。
答案：(1)－136.2
(2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO
(3)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
(4)①　②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大　催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO
2．(2017·江苏高考)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有CO，其原因是_______________________________。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。

①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝____________(pKa1＝－lg Ka1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH＝7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH>7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。

①在pH 7～9之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是__________________________________________________________________。
②在pH 4～7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为_____________________________________________________________________。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是______________________________________________________________________。
[把脉考点]

第(1)问
考查化学反应的机理
第(2)问
考查陌生离子方程式的书写、电离平衡常数
第(3)问
考查化学反应速率的影响因素

解析：(1)吸附剂X中含有NaOH溶液，能吸收空气中的CO2生成CO。(2)①图1中pH为8～10时，三价砷物种主要以H3AsO3和H2AsO的形式存在，故滴加NaOH溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O。②Ka1＝，Ka1仅与温度有关，为方便计算，在图2中取pH＝2.2时计算，此时c(H2AsO)＝c(H3AsO4)，则Ka1＝c(H＋)＝10－2.2，pKa1＝2.2。(3)①从图2知，pH由7升至9时，H2AsO转变为HAsO，由题中信息知，pH>7.1时，pH越高，吸附剂X所带负电荷越多，则吸附剂X与HAsO静电斥力增强。②在pH为4～7时，吸附剂X表面带正电荷，从图2知，pH在4～7之间时，吸附剂X吸附H2AsO和HAsO；从图1知，pH在4～7之间时，三价砷主要以分子形式存在，吸附剂X不会吸附分子。加入氧化剂，可以将三价砷转化为五价砷，而被吸附剂X吸附。
答案：(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2　
(2)①OH－＋H3AsO3===H2AsO＋H2O　②2.2
(3)①在pH 7～9之间，随pH升高H2AsO转变为HAsO，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加
②在pH 4～7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以H2AsO和HAsO阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小　加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷
3．(2016·江苏高考)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3＋，其电极反应式为__________________________________________________________________________。
(2)在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2＋和Pb2＋的去除率，结果如下图所示。

①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2＋和Pb2＋，其原因是_____________________________________________________________________。
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2＋和Pb2＋的去除率不升反降，其主要原因是______________________________________________。
(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
①一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为_______________________________________________________________________。
②纳米铁粉与水中NO反应的离子方程式为
4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O
研究发现，若pH偏低将会导致NO的去除率下降，其原因是________________________________________________________________________。
③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异(见下图)，产生该差异的可能原因是___________________________________________________________。

[把脉考点]

第(1)问
考查原电池电极反应式的书写
第(2)问
考查化学反应速率的影响因素
第(3)问
考查陌生离子方程式的书写、影响化学反应速率的因素

解析：(1)由题意知，正极上Cr2O得电子生成Cr3＋，其电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O。
(2)①活性炭具有较大的表面积，吸附性很强，能吸附废水中少量的Cu2＋和Pb2＋。
②铁的质量分数增加，形成铁炭微电池的数量减少，从而降低了反应效果，导致Cu2＋和Pb2＋的去除率降低。
(3)①因BH中B元素的化合价为＋3，则BH中H元素的化合价为－1。根据题中信息和电子守恒规律可写出该反应的离子方程式：2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH)。
②pH偏低，即溶液的酸性增强，则易发生副反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，导致NO的去除率降低。
③水样Ⅰ和Ⅱ相比较，水样Ⅱ中含有Cu2＋。由题图可知，相同条件下水样Ⅱ的NO去除速率明显比水样Ⅰ快，可能是Fe与Cu2＋反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，析出的Cu与Fe在溶液中构成原电池，加快了Fe与NO的反应，也可能是析出的Cu或原废水中的Cu2＋催化了Fe与NO的反应。
答案：(1)Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O　(2)①活性炭对Cu2＋和Pb2＋有吸附作用
②铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减少
(3)①2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH)
②纳米铁粉与H＋反应生成H2
③Cu或Cu2＋催化纳米铁粉去除NO的反应(或形成的Fe­Cu原电池增大纳米铁粉去除NO的反应速率)
4．(2015·江苏高考)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：
NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝－200.9 kJ·mol－1
NO(g)＋O2(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SO将NO2转化为NO，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(SO)＝________[用c(SO)、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_______________________________________________。
[把脉考点]

第(1)问
考查盖斯定律计算反应热
第(2)问
考查影响化学反应速率的因素
第(3)问
考查陌生离子方程式的书写
第(4)问
考查溶度积常数Ksp的应用及工业生产采取的措施

解析：(1)应用盖斯定律进行解答。
(2)①O3的氧化性很强，O3能将NO2氧化为更高价的氮氧化物。
②O3能氧化SO2，而增加n(O3)时O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其原因是SO2与O3的反应速率慢。
(3)NO2转化为NO是NO2发生了还原反应，则SO发生氧化反应；pH＝8的溶液呈碱性。在此基础上，应用书写氧化还原反应型离子方程式的规则，可写出SO与NO2反应的离子方程式。
(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：
CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，
Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)
CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，
Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)
则c(SO)＝×c(SO)。
CaSO3水悬浮液吸收NO2的实质是SO与NO2发生氧化还原反应。CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后，发生反应：Ca2＋(aq)＋SO(aq)CaSO4(s)，促使沉淀溶解平衡CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)向右移动，SO的浓度增大，加快了SO与NO2的反应速率。
答案：(1)－317.3
(2)①O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)
②SO2与O3的反应速率慢
(3)SO＋2NO2＋2OH－===SO＋2NO＋H2O
(4)×c(SO)
CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO的浓度增大，加快SO与NO2的反应速率
5．(2014·江苏高考)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。

图1
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S、(n－1)S＋S2－===S
①写出电解时阴极的电极反应式：________________________________________________________________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图2所示。

图2
①在图示的转化中，化合价不变的元素是_____________________________________。
②反应中当有1 mol H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，需消耗O2的物质的量为____________。
③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有______________________________________________。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图3所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为______________________________________________________________________。

图3
[把脉考点]

第(1)问
考查电解时电极反应式的书写、陌生氧化还原反应离子方程式的书写
第(2)问
考查识图能力、电子守恒及其计算、工业生产采取的措施
第(3)问
考查陌生化学方程式的书写

解析：(1)由题图1知，阴极区的电解质为氢氧化钠，且阴极生成H2，故阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。S在酸性条件下发生歧化反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑。(2)①根据题图2和方程式可以看出，在转化过程中，化合价不变的元素有三种，分别为Cu、H、Cl。②消耗1 mol O2转移4 mol电子，1 mol H2S转化为硫单质需转移2 mol 电子，若保持Fe3＋的物质的量不变，则根据得失电子守恒，需消耗0.5 mol O2。③提高混合气体中空气的比例，实质是提高氧气的量，可以保证生成的硫单质中不含CuS。(3)由题图3可以看出，生成物的物质的量之比为2∶1，所以硫单质应该以双原子分子形式存在。可得H2S在高温下分解反应的化学方程式为2H2S2H2＋S2。
答案：(1)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑
(2)①Cu、H、Cl(或铜、氢、氯)　②0.5 mol　③提高混合气体中空气的比例
(3)2H2S2H2＋S2

高考题型为非选择题，一般以一个主题为载体，由多个小题组成，各小题之间有一定的独立性，分别考查不同的知识点，覆盖面广，灵活性强。其命题角度有：
①考查根据盖斯定律书写有关反应的热化学方程式或反应热计算。
②考查化学反应速率、化学平衡状态的判断、化学平衡的移动、化学平衡常数的表达式、影响化学平衡常数的因素及相关计算、反应物转化率、Ksp的计算等。
③考查陌生氧化还原反应离子方程式的书写。
④考查电化学装置的原理分析、电极反应式的书写及平衡曲线的识别与绘制等。

命题点一 原电池与电解池
[重难主攻]
新型电池电极反应式的书写
(1)公式法
第一步
根据题中信息(如总反应方程式或原理图中元素化合价的升降等)判断还原剂和氧化产物、氧化剂和还原产物
第二步
根据电池负极(或电解池阳极)为“还原剂－ne－===氧化产物”、电池正极(或电解池阴极)为“氧化剂＋ne－===还原产物”初步写出电极反应式
第三步
根据电荷守恒、元素守恒及电解质性质，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，配平电极反应式(介质常为H2O、H＋、OH－等)

[示例1]　已知全钒氧化还原电池(电解质溶液显酸性)，正极为VO，得电子被还原为VO2＋，则正极的电极反应式为____________________________________________________。
[分析]　根据公式把正极反应先写为“VO＋e－―→VO2＋”，再根据电荷守恒和反应环境显酸性在左边补充“2H＋”、右边补充“H2O”，得正极的电极反应式：VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O。
(2)加减法
第一步
根据题中信息，按照“氧化剂＋还原剂＋介质1===还原产物＋氧化产物＋介质2”写出电池总反应(介质常为H2O、H＋、OH－等)
第二步
先判断哪个电极反应式简单，再根据公式法写出该电极的反应式，并使该电极反应与电池总反应转移的电子数目相等
第三步
用电池总反应式减去简单的电极反应式即为复杂电极的反应式(书写时要满足电荷守恒、质量守恒等)

[示例2]　甲烷碱性燃料电池，电池总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，正极反应式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－，则负极反应式为________________________________________________________________________。
[分析]　由题意知电池总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O　①，正极反应式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－　②，再根据公式可得负极反应式为①－②即为(CH4＋2O2＋2OH－)－(2O2＋8e－＋4H2O)===(CO＋3H2O)－8OH－，通过运算可得CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。
[题点全练]
1．(2018·镇江一模)以铜为原料可制备应用广泛的氧化亚铜。
用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及其溶液中有关转化如图所示。

(1)阳极的电极反应式为_______________________________________________。
(2)电解一段时间后，电解液补充一定量的________可恢复到原电解质溶液。
(3)溶液中③、④二步总反应的离子方程式为____________________________________。
解析：(1)由题图分析可知阳极CuCl－失电子，和Cl－结合生成CuCl，反应式为CuCl－－e－＋Cl－===CuCl。(2)阳极及溶液整个过程发生了反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，而阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，因此电解一段时间后，电解液补充一定量的H2O可恢复到原电解质溶液。(3)溶液中③为CuCl＋OH－===Cu(OH)Cl－＋Cl－、④为2Cu(OH)Cl－===Cu2O＋2Cl－＋H2O，③×2＋④得到二步总反应的离子方程式为2CuCl＋2OH－===Cu2O↓＋H2O＋4Cl－。
答案：(1)CuCl－－e－＋Cl－===CuCl　(2)H2O
(3)2CuCl＋2OH－===Cu2O↓＋H2O＋4Cl－

2．(2018·扬州一模)实验室测得碱性条件下PbSe纳米管在电极表面的氧化还原反应，结果如图所示。

其中一条曲线上的峰表示氧化过程，另一条曲线上的峰表示还原过程。整个过程共发生如下变化：Pb(OH)2→PbO2；Pb(OH)2→Pb；PbSe→Se；PbO2→Pb(OH)2，各物质均难溶于水。峰1对应的电极反应式为PbSe－2e－＋2OH－===Pb(OH)2＋Se；则峰2对应的电极反应式为_______________________________________________。
解析：题图中一条曲线上的峰表示氧化过程，另一条曲线上的峰表示还原过程。整个过程共发生如下变化：Pb(OH)2→PbO2和PbSe→Se为氧化过程；Pb(OH)2→Pb和PbO2→Pb(OH)2为还原过程，峰1对应的电极反应是氧化反应，峰2对应的电极反应仍为氧化反应，则电极反应式为Pb(OH)2－2e－＋2OH－===PbO2＋2H2O。
答案：Pb(OH)2－2e－＋2OH－===PbO2＋2H2O
3．(2018·百校大联考)一种电化学脱硝法的原理如图所示。

(1)电解池阴极所发生的电极反应为__________________________________________。
(2)相同条件下通入的污染气和生成的X的体积比为40∶3，污染气中NO和NO2占总体积的10%，若NaClO完全反应，污染气中NO和NO2被完全吸收且其余气体不参与反应，则NO和NO2的体积比为________。
解析：(1)根据图示，电解NaCl和NaOH的混合溶液，阳极上溶液中的氯离子放电生成次氯酸根离子，阴极上溶液中的氢离子(水电离生成的)放电生成氢气，因此阴极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(2)电解的总反应方程式为Cl－＋H2OClO－＋H2↑，相同条件下通入的污染气和生成的X的体积比为40∶3，假设生成的氢气为3 mol，则通入的污染气为40 mol，其中含有NO和NO2的物质的量之和为4 mol，生成3 mol氢气，转移的电子为6 mol，根据得失电子守恒，NO和NO2转移的电子也是6 mol，设NO和NO2的物质的量分别为x、y，则x＋y＝4 mol,3x＋y＝6 mol，解得x＝1 mol，y＝3 mol，则NO和NO2的体积比＝NO和NO2的物质的量比＝1∶3。
答案：(1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　(2)1∶3
4．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，则生成乙醇的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析：CO2中C化合价为＋4价，乙醇中C化合价为－2价，溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，每1 mol CO2得到6 mol电子生成乙醇，每生成1 mol乙醇需2 mol CO2，得到12 mol电子，溶液呈酸性，根据电荷守恒两边补充H＋和H2O即得。
答案：2CO2＋12H＋＋12e－===CH3CH2OH＋3H2O

命题点二 化学平衡状态的标志及平衡移动方向的判断
[重难主攻]
(一)化学反应速率问题————————————————————————
1．外界条件对化学反应速率的影响
(1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。
(2)对于固体、液体物质，由于压强改变对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变，压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。
(3)升高温度，不论吸热反应还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。
(4)使用催化剂催化的化学反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。
(5)“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响。
①恒温恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。
②恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。
2．化学反应速率的相关计算
(1)根据图表中数据和定义计算
v(X)＝，即v(X)＝＝。(计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算)
(2)根据化学方程式计算
对于反应“mA＋nB===pC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q或＝＝＝。
(二)化学平衡问题————————————————————————
1．化学平衡的标志
(1)直接判断依据
(2)间接判断依据
①对于有有色气体存在的反应体系，如2NO2(g)N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。
②对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若反应体系的压强不再发生变化或平均相对分子质量不再发生变化，则说明反应已达平衡状态。
③对于有气体存在且反应前后气体的物质的量不发生改变的反应，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)，反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的物质的量、平均相对分子质量都不变，故体系压强、气体的物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。
2．外界条件对化学平衡移动的影响规律
温度的影响
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动
浓度的影响
增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；
减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动
压强的影响
增大压强会使平衡向气体体积减小的方向移动；
减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动

[题点全练]
1．(2018·百校大联考)除去空气中的二氧化硫和氮氧化物气体对环境保护有重要意义。
利用尿素[CO(NH2)2]水解的溶液可以吸收含SO2的空气。已知尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式：CO(NH2)2＋H2O===H2NCOONH4(氨基甲酸铵)。
(1)氨基甲酸铵会与空气中的SO2和O2反应生成(NH4)2SO4，该反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(2)一定条件下，用尿素溶液吸收含SO2的空气，测得SO2的吸收率随溶液的温度变化如图甲所示。温度高于60 ℃时，SO2的吸收率逐渐升高的原因是___________________________________________________________。

(3)尿素溶液吸收SO2的吸收率随溶液的pH变化如图乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空气后溶液的pH会降低，为提高SO2的吸收率和充分回收产物，最好向溶液中加入________(填溶液的名称)并控制pH为________。
解析：(1)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)会与空气中的SO2和O2反应生成(NH4)2SO4，H2NCOONH4被氧化为二氧化碳，反应的化学方程式为2H2NCOONH4＋2SO2＋O2＋2H2O===2(NH4)2SO4＋2CO2。
(2)尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式为CO(NH2)2＋H2O===H2NCOONH4(氨基甲酸铵)，温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵加快，使得SO2的吸收率升高。
(3)根据图乙可知，溶液的pH≥6时，SO2的吸收率较高，因此需要控制在pH为6左右，需要加入碱性物质调节溶液的pH，为了不引入新杂质，可以选用氨水调节。
答案：(1)2H2NCOONH4＋2SO2＋O2＋2H2O===2(NH4)2SO4＋2CO2　(2)温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵更快　(3)氨水　6
2．(2018·无锡一模)减少二氧化碳的排放是一项重要课题。
(1)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH
在0.1 MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)的关系。

①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
②曲线b表示的物质为________。
(2)甲醇和CO2可直接合成DMC：
2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)
在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)
B．CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变
C．容器内气体的密度不变
D．容器内压强不变
解析：(1)①根据题图知，平衡时氢气的物质的量随温度的升高而增大，平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。②根据题图知，平衡时氢气的物质的量随温度的升高而增大，则曲线a代表反应物CO2，曲线b、c表示生成物，结合化学方程式中化学计量数分析，曲线b表示的物质为H2O。(2)化学反应速率之比等于化学计量数之比，故v正(CH3OH)＝2v逆(CO2)时反应达到平衡，A错误；CH3OH是反应物，H2O是生成物，二者的物质的量之比保持不变则反应达到平衡，B正确；容器内气体质量不变，恒容密闭容器体积不变，故密度始终不变，无法说明反应是否平衡，C错误；该反应前后气体体积不同，若容器内压强不变，则表明反应达到平衡，D正确。
答案：(1)①<　②H2O　(2)BD
3．二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1
CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)ΔH2＝＋23.4 kJ·mol－1
则2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝________kJ·mol－1。
①一定条件下，上述合成甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a．逆反应速率先增大后减小
b．H2的转化率增大
c．反应物的体积百分含量减小
d．容器中的值变小
②在某压强下，合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝________；KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________________。

解析：将已知两个热化学方程式依次编号Ⅰ、Ⅱ，根据盖斯定律由Ⅰ×2－Ⅱ得ΔH3＝－53.7 kJ·mol－1×2－23.4 kJ·mol－1＝－130.8 kJ·mol－1。①逆反应速率先增大后减小可能是增大了生成物浓度，平衡逆向移动，a错误；H2的转化率增大，平衡一定是正向移动，b正确；反应物的体积百分含量减小，可能是增大了生成物，则平衡逆向移动，c错误；容器中的值变小，可能是移出了二氧化碳，则平衡逆向移动，d错误。②T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入密闭容器中，根据图像知此时二氧化碳的转化率为60%，即消耗了二氧化碳6 mol×60%＝3.6 mol，生成甲醚1.8 mol，v(CH3OCH3)＝＝0.18 mol·L－1·min－1；温度不变，平衡常数不变，即KA＝KC，合成甲醚的反应是放热反应，温度升高，二氧化碳的转化率降低，即T2>T1，则平衡常数KA＝KC>KB。
答案：－130.8　①b　②0.18 mol·L－1·min－1
KA＝KC>KB

命题点三 图像的综合分析
化学理论综合题中最容易失分的是速率与平衡的陌生图像，在非选择题中的陌生图像打破了传统的速率平衡图像模式，反应体系不再局限于气相反应，引入了更多的液相反应，纵坐标和横坐标不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率等物理量，而是引入了更多的变量，如两种物质的物质的量之比、气体分压的负对数等，使得图像更新颖、信息容量更大、题目难度更大。
类型(一)