2015-2024年十年高考化学真题分类汇编专题56 原理综合题-反应热+速率+平衡+电化学(原卷版)

2013-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1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。(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=6.0mol·L-1；e=1.60。](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−13CH3Br(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8mmolBr2。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8mmolBr2，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：①②③④⑤⑥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−1Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g)ΔH2＝-378.7kJ·mol−1Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)ΔH3①ΔH3=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＋H2HCOOH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(不考虑催化剂活性降低或丧失)。Ⅳ：M+CO2Q

V：Q+H2L

VI：LM+HCOOH

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。cc0时，v随c增大而增大：cc0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/℃7008008301000平衡常数1.671.111.000.59①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。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：H22H，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＞0C．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121kJ，1molH2O(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)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，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为bmol，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−1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2＝-41.1kJ·mol−1①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2/3D．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(CO32-)：c(HCO3-)=1：2，则该溶液的=_______(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CuCl22-。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_______。(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)-1560-1411-286①ΔH=_________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：2CH4C2H6+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_________。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)。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)ΔH1O2(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ymolH2只需1molMHxc.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−FeO42−+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FeO42−，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。(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()与NH4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；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ⅱb．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：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1mnpq2np3mn4mp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188g·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≡NH﹣HN﹣H键能E/(kJ•mol﹣1)946436.0390.8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0.1molNH3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=(PGPθ)g⋅(PHPθ)h(PDPθ)d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。(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。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=1012Fe3++SCN-FeSCN2+，K=102.3①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(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1molClO2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1000kg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)2BaOBaO2滤液H2O2①I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=100.3kJ·mol−1①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH2=−11.0kJ·mol−1②对于反应：(g)+I2(g)(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol−1。(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＞T2B．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0.45mol·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：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=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·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1mol电子，需消耗氧气__________L(标准状况)。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。(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=6.0mol·L-1；e=1.60。](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−13CH3Br(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8mmolBr2。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8mmolBr2，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：①②③④⑤⑥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−1Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g)ΔH2＝-378.7kJ·mol−1Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)ΔH3①ΔH3=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＋H2HCOOH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(不考虑催化剂活性降低或丧失)。Ⅳ：M+CO2Q

V：Q+H2L

VI：LM+HCOOH

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。cc0时，v随c增大而增大：cc0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/℃7008008301000平衡常数1.671.111.000.59①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。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：H22H，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＞0C．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121kJ，1molH2O(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)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，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为α，CO2(g)的物质的量为bmol，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−1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2＝-41.1kJ·mol−1①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2/3D．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(CO32-)：c(HCO3-)=1：2，则该溶液的=_______(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CuCl22-。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_______。(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)-1560-1411-286①ΔH=_________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：2CH4C2H6+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_________。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)。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)ΔH1O2(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ymolH2只需1molMHxc.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−FeO42−+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FeO42−，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。(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()与NH4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；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ⅱb．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：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1mnpq2np3mn4mp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188g·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≡NH﹣HN﹣H键能E/(kJ•mol﹣1)946436.0390.8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0.1molNH3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=(PGPθ)g⋅(PHPθ)h(PDPθ)d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。(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。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=1012Fe3++SCN-FeSCN2+，K=102.3①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