2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编35-化学反应进行的方向（含解析）

五年2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编35-化学反

应进行的方向(含解析)

一、单选题

1.(2022•江苏•高考真题)用尿素水解生成的NH、催化还原NO,是柴油机车辆尾气净

化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)q=i4N2(g)+6H2O(g),下列说法正确的

是

A.上述反应ASvO

46

B.上述反应平衡常数K==C(N\J-C(H,O)

c(NH3)•c(O2)-c(NO)

C.上述反应中消耗ImolNH,,转移电子的数目为2x6.02x10”

D.实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小

2.(2022.浙江•统考高考真题)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表

示为AB(s)=An+(aq)+B”aq),其焙变和畸变分别为AH和AS。对于不同组成的AB型强

电解质，下列说法正确的是

A.AH和AS均大于零

B.AH和AS均小于零

C.AH可能大于零或小于零，AS大于零

D.AH和AS均可能大于零或小于零

3.(2022・湖北•统考高考真题)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如

下反应制备：2NaHS⑸+CSze=Na2cs3(s)+H2s(g),下列说法正确的是

A.Na2cs3不能被氧化B.Na2cs3溶液显碱性

C.该制备反应是炳减过程D.CS?的热稳定性比CO?的高

4.(2021.浙江.高考真题)相同温度和压强下，关于物质燃的大小比较，合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)B.1molH,O(g)<2molH,O(g)

C.ImolH2O(s)>lmolH2O(1)

D.

ImolC（s,金刚石）>ImolC（s,石墨）

5.(2021・江苏・高考真题)N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通

过催化氧化生产HNO3；HNCh能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反

应；在高温或放电条件下，N2与。2反应生成NO,NO进一步氧化生成NCh。

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH=-116.4kJ-molL大气中过量的NOx和水体中过量的NH：、

NO；均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,

也可将水体中的NOV转化为N2。对于反应2?40德)+02也)=^2"2也)，下列说法正确

的是

A.该反应的AHvO,AS<0

B.反应的平衡常数可表示为K=o'°?)

C.使用高效催化剂能降低反应的焙变

D.其他条件相同，增大喘NO的转化率下降

n(NO)

6.(2020•江苏・高考真题)反应SiCL(g)+2H2(g)型Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下

列有关该反应的说法正确的是

A.该反应AH>0、AS<0

B.该反应的平衡常数K=

c(SiCl4)xc(H2)

C.高温下反应每生成1molSi需消耗2X22.4LHZ

D.用E表示键能，该反应△HHE(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl)

7.(2018・江苏•高考真题)下列说法正确的是

A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能

B.反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3⑸常温下可自发进行，该反应为吸热反应

C.3m0IH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6x6.02x1()23

D.在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快

8.(2019・江苏・高考真题)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有

关说法正确的是

A.一定温度下，反应2H2(g)+C)2(g)^=2比0熊)能自发进行，该反应的AHvO

B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e^^=4OH-

C.常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2,转移电子的数目为6.02x1023

D.反应2H2(g)+Ch(g)^=2比0植)的△“可通过下式估算：AH=反应中形成新共价键

试卷第2页，共12页

的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和

二、原理综合题

9.(2022.浙江•统考高考真题)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气,

经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：

(1)在C和的反应体系中：

1

反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi=-394kJ-mor

反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH2=-566kJ-mol-'

反应32C(s)+O2(g)=2CO(g)AH3。

①®y=AH-TAS,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反

应3的线条是o

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CCh的物质的量之比。

A.不变B.增大C.减小D.无法判断

1

(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=131kJ-moF,工业生产水煤气时，通常登

莺淮△合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是o

(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41kJmol',

①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数x总压)：

p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa,p(CO2)=0.75MPap(H2)=0.75MPa,则反应的平衡

常数K的数值为。

②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%,

则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为。

③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是。

A.反应温度愈高愈好B.适当提高反应物压强

C.选择合适的催化剂D.通入一定量的氮气

④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,

能量-反应过程如图2所示。

用两个化学方程式表示该催化反应历程（反应机理）：步骤I：；步骤H：

10.（2021・湖南•统考高考真题）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三NH-HN-H

键能E/（kJ・mo『）946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH；分解为N?和H-回答下列问题：

⑴反应2NHm（g）=N2（g）+3H2（g）AH=kJ-mor1;

⑵已知该反应的A5=198.9J-mol'.K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O.lmolNH,

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。

试卷第4页，共12页

2.0

①若保持容器体积不变，人时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~彳时间内的反应

速率u（Hj=mol】，minT（用含4的代数式表示）

②G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N?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K®=。（已知：分压=总压x该组分物质的

量分数，对于反应dD(g)+eE(g)UgG(g)+hH(g),

p0=lOOkPa,PG、为、PD、PE为各组分的平衡分压）。

方法H：氨电解法制氨气

利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

阴

离

子

交

NH3换

膜

KOH溶液

（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o

11.（2021•浙江•高考真题）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SOz：

Cu(s)+2H,SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)AH=-11.9kJ.moL。判断该反应的自

发性并说明理由_______。

(2)已知2sO2(g)+C>2(g)=i2SO3(g)AH=-198kJmor'o850K时，在一恒容密闭反应

器中充入一定量的SO?和O?,当反应达到平衡后测得SO?、和S0：的浓度分别为

32

6.0x10-3mol.I7\8.0x10molL7'和4.4x10-molL'«

①该温度下反应的平衡常数为。

②平衡时SO：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SO?氧化为SO,

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SO?的转化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO,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o

A.a,—>b,B.b,—>a,C.a,b,D.b,—>a,E.->b,F.>a4G.a4fb

凰P4

)()

转

化

率

%

IIIIIIIIIIIIII：

图i图2

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2sC>2(g)+O2(g)U2sO,(g)的转化率与最适宜温度(曲线I)、平衡转

化率与温度(曲线H)的关系曲线示意图(标明曲线I、H)。

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(4)一定条件下，在NazS-H2so.-HQ?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一浑浊一澄清的周期性变化。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.®_____;

-

III.HS+H,02+H+=SJ+2H2O；

IV.®。

12.(2019・天津•高考真题)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶

硅的简易过程。

回答下列问题:

I.硅粉与HC1在300℃时反应生成ImolSiHCL,气体和H?,放出225kJ热量，该反应

的热化学方程式为。SiHCl、的电子式为

II.将SiCl4氢化为SiHC1有三种方法，对应的反应依次为:

①SiC14（g）+H2（g）-iSiHCl3（g）+HC!（g）AH,>0

②3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）=i4SiHC13（g）AH,<0

③2SiCl4（g）+H2（g）+Si（s）+HCl（g）^^3SiHCl3（g）

（1）氢化过程中所需的高纯度H?可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H?的电

极名称（填“阳极”或"阴极”），该电极反应方程式为_________________________。

.5

二%1

A

。8o.7..0

目<&

1

I4O、.95

X而A

OV16.

IX

O5.

4o.1.95

一SX5.

8O

■1

X

20040060080010001200400440480520560

温度七温度七

图1图2

（2）已知体系自由能变△G=AW-7AS,AG<0时反应自发进行。三个氢化反应的AG

与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是；相同

温度下，反应②比反应①的AG小，主要原因是。

（3）不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是（填序号）。

a.B点：/>v逆b.vE：A点>£点c.反应适宜温度：480~520℃

（4）反应③的AH、=（用AH_AH?表示）。温度升高，反应③的平衡常数K

（填“增大"、“减小”或“不变”）。

（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl八SiHCb,和Si外，还有

（填分子式）。

13.（2019•浙江♦高考真题）【加试题】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质

（1）关于反应H?（g）+l/2C）2（g）^=H2O⑴，下列说法不无碟的是。

A.焰变A”<0,嫡变AS<0

B.可以把反应设计成原电池，实现能量的转化

C.一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行

D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行

（2）①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键（O—

H...O）o

②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度（7）下气态、液态水平衡共存

试卷第8页，共12页

[①0⑴H20(g)]时的压强⑦)。在图中画出从20℃开始经过100C的p随T变化关系示意

图(20℃时的平衡压强用p/表示)

20770c100

(3)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度

(374.2C)、临界压强(22.1MPa)时的水称为超临界水。

①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________O

②如果水的离子积K”.从1.0X10T4增大到i.0xl0H°,则相应的电离度是原来的

倍。

③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定

实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量

分数，f为反应时间。

1.0

0.8

方550℃

0.6C2H50H

。CO

0.4CO2

0.2

0.0

810121416

下列说法合理的是,

A.乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物

B.在550℃条件下，反应时间大于15s时，乙醇氧化为二氧化碳己趋于完全

C.乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表

示反应的速率，而且两者数值相等

D.随温度升高，xco峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧

化碳氧化速率的增长幅度更大

(4)以伯阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2C>8,再与水

反应得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循环使用。

①阳极的电极反应式是

②制备七。2的总反应方程式是.

三、工业流程题

14.(2022・湖南•高考真题)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料“以钛渣(主

试卷第10页，共12页

要成分为Tic)2,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:

C、Cl2AlMg

钛渣T沸后氯化I降温收尘J”7赢j除硅、铝匚型(川藕—Ti

尾气处理VOCU渣含Si、Al杂质

己知"降温收尘'’后，粗TiCl,中含有的几种物质的沸点:

物质TiCl4VOC13SiCl4A1C13

沸点//p>

回答下列问题：

⑴已知AG=AH-TAS,AG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略AH、AS随温度

的变化。若AG<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。

C(s)+O2(g)=CO2(g)

温度FC

B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)

C.TiO2(s)+2cl式g)=TiCl4(g)+O2(g)

D.

TiO,(s)+C(s)+2Cl,(g)=TiCl4(g)+CO2(g)

(2)TiC>2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:

TiClco

物质4CO2ci2

分压MPa4.59x10-21.84xl0"23.70x10-25.98x10-9

①该温度下，TiO?与c、反应的总化学方程式为;

②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是。

(3)“除钿'过程中的化学方程式为；“除硅、铝”过程中，分离TiCl”中含Si、Al杂

质的方法是。

(4)“除钮”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Mg冶炼Ti的方法相似的是。A.高

炉炼铁B.电解熔融氯化钠制钠C.铝热反应制锦

D.氧化汞分解制汞

试卷第12页，共12页

参考答案:

1.B

【详解】A.由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即增增的反应，反应AS

>0,故A错误；

c4(N,)-c6(H,O)

B.由方程式可知，反应平衡常数K=，故B正确；

c(N'H,、)乙c(八O,\)c二(N小O)

C.由方程式可知，反应每消耗4moi氨气，反应转移12moi电子，则反应中消耗Imol氨气

转移电子的数目为3moix4x1x6.02x1023=3x6.02x1023,故c错误；

4

D.实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对

空气污染程度增大，故D错误；

故选Bo

2.D

【详解】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶

解对应的△”可能大于零或小于零。燧表示系统混乱程度。体系越混乱，则嫡越大。AB型

强电解质固体溶于水，存在端的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存

在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所

以整个溶解过程的嫡变AS,取决于固体转化为离子的燧增与水合过程的燧减两个作用的相

对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程烯增，即ASAO,反之，嫡减，即ASVO。

综上所述，D项符合题意。故选D。

3.B

【详解】A.Na2cs3中硫元素为-2价，还原性比较强，能被氧化，故A错误；

B.类比Na2c溶液，。与S同主族，可知Na2cs3溶液显碱性，故B正确；

C.由反应方程式可知，固体与液体反应制备了硫化氢气体，故该制备反应是嫡增过程，

故C错误；

D.S的原子半径比O大，故C=S键长比C=O键长长，键能小，故CS?的热稳定性比CO?

的低，故D错误；

故选B«

答案第1页，共12页

4.B

【详解】A.CH4(g)和H?(g)物质的量相同，且均为气态，CH,(g)含有的原子总数多，CH4(g)

的摩尔质量大，所以埔值ImolCHKgAlmolH式g),A错误；

B.相同状态的相同物质，物质的量越大，嫡值越大，所以端值lmolH?O(g)<2molH2O(g),

B正确；

C.等量的同物质，C值关系为:S(g)>S(l)>S(s),所以端值lmolHq(s)<lmolHQ(l),C

错误；

D.从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，嫡值更低，所以嫡值

ImolC(s,金刚石)<lmolC(s,石墨)，D错误；

答案为：B»

5.A

【详解】A.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH=-116.4kJ-mo「i,反应气体物质的量减少，AS<0,

故A正确；

B.ZNCXgHChOUiZNOYg)反应的平衡常数可表示为),故B错误;

C.使用高效催化剂，反应的熔变不变，故C错误；

D.其他条件相同，增大喘NO的转化率增大，故D错误；

n(NO)

选Ao

6.B

【详解】

A.SiCl4>H2、HC1为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应

为烯增，即△S>0,故A错误；

B.根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数右函黑药故B正确;

C.题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L-mo「i计算，故C错误；

D.△14=反应物键能总和一生成物键能总和，即△H=4E(Si-C1)+2E(H-H)—4E(H—C1)一

2E(Si-Si),故D错误；

答案第2页，共12页

答案为B„

7.C

【详解】A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达

85%〜90%,A项错误；

B项，反应4Fe(s)+302(g)=2Fe2()3(s)的AS<0,该反应常温下可自发进行，该反应

为放热反应，B项错误；

C项，N2与H2的反应为可逆反应，3moi比与ImolN2混合反应生成NH3,转移电子数小于

6mol,转移电子数小于6x6.02x1()23,C项正确；

D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热,

具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率

减慢，D项错误；

答案选C。

【点睛】本题考查燃料电池中能量的转化、化学反应自发性的判断、可逆的氧化还原反应中

转移电子数的计算、蛋白质的变性和酶的催化特点。弄清化学反应中能量的转化、化学反应

自发性的判据、可逆反应的特点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。

8.A

【详解】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减

小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即AHCO,故A正确；

B.氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2-4e-

=4H+,故B错误；

C.常温常压下，VmK22.4L/mol,无法根据气体体积进行微粒数目的计算，故C错误；

D.反应中，应该如下估算：AH=反应中断裂旧化学键的键能之和-反应中形成新共价键的键

能之和，故D错误；

故选A»

9.(1)aB

(2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系

热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率

(3)9.01.8：1BCM+H2O=MO+H2MO+CO=M+CO2

【详解】(1)①由已知方程式：(2x反应1一反应2)可得反应3,结合盖斯定律得：

答案第3页，共12页

A//,=2A//I-AH2=[2?mol,反应1前后气体分子数不变，升温y

不变，对应线条b,升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，燧增，y值增大，对

应线条c,升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，燧减，y值减小，对应线条a,

故此处填a；

②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2熔变绝对值更大，故温度对其平衡移动

影响程度大，故CO?物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大,

故答案选B；

(2)由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利

于反应的进行，通入空气，利用煤炭与02反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率,

故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维

持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率;

"CO?)力(HJ=0.75?0.75=g0

(3)①该反应平衡常数K=p(CO)^OW)-0.25?

②假设原料气中水蒸气为xmol,CO为1mol,由题意列三段式如下:

H

CO+H20UC02+20.90.9

起始/mol1x0—x—

,则平衡常数K=021x,09=9,解得x=1.8,

转化/mol0.90.90.90.9x-0

平衡/mol0.1x-0.90.90.9V丫

故水蒸气与CO物质的量之比为1.8：1；

③A.反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；

B.适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；

C.选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；

D.若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变

大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意；

故答案选BC；

④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2,第二步吸附CO产生CO2,

对应反应历程依次为：M+H2O=MO+H2>MO+CO=M+CO2«

0.02

10.+90.8CD——b

开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2

答案第4页，共12页

倍要小0.48从右往左2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O

【详解】⑴根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)UN2(g)+3H2(g),

AH=390.8kJmol_1x3x2-(946kJ-mor'+436.0kJ-mol_1x3)=+90.8kJmol1,故答案为：+90.8；

(2)若反应自发进行，则需T>—~—TM56.5K,即温度应高于

(456.5-273)℃=183.5℃,CD符合，故答案为：CD；

(3)①设h时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x,列出三段式:

2N&(g)UN2(g)+3H2(g)

起始/mol0.10

转化/mol2x3x

平衡/mol0.1-2xx3x

f)1OAA

根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比，仔1Z解得

0.1+2x120+120+40

0.02x3mol0.02，一,0.02

x=0.02mol,U(H2)=——~--=——molL-'min-1,故答案为：——；

JX[]11z>।

②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆

向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合，故答案为：b；开始体积减半，N2分压变

为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，用分压比原来2倍要小；

③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120kPa、40kPa.120kPa,反应的标准

平衡常数d*蜉，)广=048,故答案为：0.48；

(1.2)-

(4)由图可知，通N%的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一

电极为阴极，电解过程中OH-移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左；

(5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2,结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH=

N2+6H2O,故答案为：2NH3-6e36OH-=N2+6H2O。

11.不同温度下都能自发，是因为

AH<0,AS>06.7X10,mo「-L88%CBDF

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0(

转

化

率

％

+

HS-+4H2O2=SOf+4H,O+H

温度

S+3H,O2=SO；+2H,O+2H*

【详解】(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO?的反应为

1

Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO,(g)+2H2O(l)AW=-11.9kJ-moP,由于该反应

△”<()、AS>(),因此该反应在任何温度下都能自发进行。

(2)①根据题中所给的数据可以求出该温度下2sO2(g)+C)2(g)U2SO3(g)的平衡常数为

C2(SC)3)=________(4.4xIO-mol£>________=3T

-2-31231-67x1mo1L

C(SO2)C(O,)(6.0x10-mol-L-)x8.0x10^mol-L-°-

②平衡时SO?的转化率为

c(SO.,)________4.4x102mol-L'

xl00%=x100%=88%；

31

c(SO2)+c(SO,)6.0x10*mol-L+4.4x10"mol-L；'

(3)①A.在常压下SO：催化氧化为SO,的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上有采用高

压的反应条件，A说法不正确；

B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒,

B说法不正确；

C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡

2SO2(g)+O2(g)^2SO,(g)向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO?的转化率；

D.SQ与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO”反应放出的热量

会使硫酸形成酸雾从而影响SQ,被水吸收导致的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜

采用水或稀硫酸吸收SO、，D说法不正确。

综上所述，相关说法正确的是C；

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②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂

接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SC>2的转化率基本不变，

因此，图2所示进程中表示热交换过程的是47%、瓦T%、b3-a4,因此选BDF；

③对于放热的可逆反应2sC）2（g）+O2（g）U2so；（g）,该反应的最适宜温度为催化剂的催化活

性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，S0?的转化率也最大；当温度高于

最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高

对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，S0?的转化率也逐渐减小；由于该反

应为放热反应，随着温度的升高，SO?的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接

触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下S02的转

化率低于其平衡转化率。因此，反应2sO2（g）+C>2（g）U2SO3（g）的转化率与最适宜温度（曲

线I）、平衡转化率与温度（曲线H）的关系曲线示意图可表示如下：

（4）由pH-时间振荡曲线可知在Na,S-H2so4-也。2溶液体系中，溶液的pH呈先增大后

减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清T浑浊T澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反应

生成HS-,S2-+H+=HS,然后发生HS+4HQ2=SOj+4HQ+H*,该过程溶液的p”基

本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时HS被氧化为S,即发生

HS-+H2O2+H'=S^+2H2O,该过程溶液的pH增大；溶液又变澄清时S又被HzO?氧化为

so；,发生S+3H2。产SO：+2H2O+2H*,该过程溶液的。”在减小。因此可以推测该过程

中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2+H'=HS、

-++

HS+4H,O2=SO；-+4H2O+H,HS-+H2O2+H=Si+2H2O、

S+3H,O,=SOf+2H2O+2H\

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300℃:苜：

12.Si(s)+3HCl(g)=^=SiHCl,(g)+H(g)AW=-225kJ.mol1：ci：Si：a：阴

2••••••

H

极2HQ+2e-=H2T+2OFT或2H，+2e=H2T1000rMiA%导致反应

②的AG小a、cA//2-A/7,减小HC1、H,

【分析】I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中烙变的数

值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；

II.(1)惰性电极电解KOH溶液，实质是电解水，产生氢气的必为阴极，发生还原反应。

(2)“看图说话”，将反应①的纵、横坐标对应起来看，即可顺利找到最低温度。影响自由

能变的因素主要是熔变和蜡变，分析发现焙变对反应②反而不利，说明焙变影响大，为主要

影响因素；

(3)据图判断化学平衡的建立和移动是分析的关键。注意时间是一个不变的量。

(4)此间是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。

【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HC1,生成的是气态的SiHCb和氢气，反应

条件是300℃,配平后发现SiHCb的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化

学方程式：Si(s)+3HCl(g)..?l-'0-C-SiHC13(g)+H2(g)AH=-225kJmol-1；SiHCb中硅与1个H、

3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为："H",注意别漏标3个氯原子的孤

电子对；

H.(1)电解KOH溶液，阳极发生氧化反应而产生02、阴极发生还原反应才产生Hz；阴极

的电极反应式可以直接写成2H++2e=H2T，或写成由水得电子也可以：2H2O+2e=H2f+2OH-；

(2)由题目所给的图1可以看出，反应①(最上面那条线)当ZXG=O时，对应的横坐标温

度是1000C：从反应前后气体分子数的变化来看，反应①的牖变化不大，而反应②中牖是

减小的，可见焙变对反应②的自发更不利，而结果反应②的AG更负，说明显然是熔变产生

了较大的影响，即AH2〈AHI导致反应②的AG小(两个反应对应的AH,一个为正值，一个为

负值，大小比较很明显)；

(3)图2给的是不同温度下的转化率，注意依据控制变量法思想，此时所用的时间一定是

相同的，所以图示中A、B、C点反应均正向进行，D点刚好达到平衡，D点到E点才涉及

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平衡的移动。在到达平衡状态以前，正反应速率大于逆反应速率，a项正确，B点反应正向

进行，正反应速率大于逆反应速率；b点错误，温度越高，反应速率越快，所以E点的正（或

逆）反应速率均大于A点：c项正确，C到D点，SiHCb的转化率较高，选择此温度范围比

较合适，在实际工业生产中还要综合考虑催化剂的活性温度。

（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以AH3=AH?-AHi，因

所以AH3必小于0,即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升

高而减小；

（5）反应①生成的HC1可用于流程中粗硅提纯的第1步，三个可逆反应中剩余的H?也可

循环使用。

【点睛】①对于反应的吉布斯自由能大小比较及变化的分析，要紧紧抓住焰判据和燧判据进

行分析。②判断图2中时间是一个不变的量，是看清此图的关键。明白了自变量只有温度，

因变量是SiCL的转化率，才能落实好平衡的相关知识的应用，如平衡的建立，平衡的移动

以及平衡常数随温度变化的规律等。

13.C

的电离为吸热过程，升高温度有利于电离（压强对电离平衡影响不

_

大）100ABD2HSO4-2e一52。82-+2中或2so4?一一

2

2e―S2O8-2H2O-M^.H2O2+H2T

【分析】本题以水为载体考查了化学反应原理的相关知识，如电化学，化学平衡等。

【详解】（1）A.氢气燃烧是放热反应，AHVO,该反应中气体变为液体，为嫡减过程，故AS

<0,A项正确；

B.该反应可设计为氢氧燃料电池，其化学能转为电能，B项正确；

C.某条件下自发反应是一种倾向，不代表真实发生，自发反应往往也需要一定的反应条件才

能发生，如点燃氢气，C项错误；

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D.催化剂降低活化能，加快反应速率，D项正确。

故答案选C。

(2)①H2O电子式为H：O：H,存在两对孤电子对，因而O原子可形成两组氢键，每个H

原子形成一个氢键，图为：

Z°\/°\

HH、H

X

HH

/<X

HHHH

②100℃,lOlkPa为水的气液分界点，20℃和pi为另一个气液分界点，同时升高温度和增加

压强利于水从液体变为气体，因而曲线为增曲线，可做图为：

(3)①水的电离为吸热过程，升高温度有利于电离，压强对固液体影响不大，可忽略。

+7+5

②C(H+)=JR「，当KW=1.0X10」4,ci(H)=10-mol/L,当K*.=l.Oxl(yio,c2(H>10-mol/L,易

知后者是前者的100倍，所以相应的电离度是原来的100倍。

③A.观察左侧x-t图象可知，CO先增加后减少，CO2一直在增加，所以CO为中间产物，

CO2为最终产物，A项正确；

B.观察左侧x-t图象，乙醇减少为0和CO最终减少为0的时间一致，而右图xco-t图象中

550℃,CO在15s减为0,说明乙醇氧化为CO2趋于完全，B项正确；

C.乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，但两者数值不相等，

比值为化学计量数之比，等于1：2,C项错误；

D.随着温度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中间产物，为乙

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醇不完全氧化的结果，CO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO和CO2

速率必须