2025年高考化学复习突破训练：大题03 化学反应原理综合题（分类过关）原卷版+解析

大题03化学反应原理综合题

:内容底版

|类型一热化学与电化学

1类型二热化学与化学平衡

!类型三化学平衡与电解质溶液

1类型四电化学与电解质溶液

1类型五电化学与化学平衡

类型一热化学与电化学

1.（24-25高三上•上海•期中）通过电化学、热化学等方法，将CO?转化为HCOOH等化学品，是实现"双碳"

目标的途径之一，完成下列小题：

（1）某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如下图。电极B上的电极反应式是o

该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：

-1

团：C（s）+O2（g）=CO2（g）AH；=-393.5kJEImol

1

0：C（s）+H2（g）+O2（g）=HCOOH（g）AH2=-378.7kJfflmor

ffl：CO2（g）+H2（g）^HCOOH（g）AH3

1

（2）计算：AH3=kJ0moro

A.+14.8B.-14.8C.-772.2D.+772.2

（3）反应团在恒温恒容的密闭容器中进行，CO?和H?的投料浓度均为l.Omol回L1平衡常数K=2.4x10-8。

下列能判断该反应达到平衡的标志是0

A.CO?和H2的浓度相等B.c（HCOOH）=lO8mol0L-1

C.容器中混合气体密度保持不变D.容器中混合气体的压强保持不变

（4）用氨水吸收HCOOH,得到l.OOmollULT氨水和0.18molEILT甲酸镂的混合溶液，298K时该混合溶液的

pH=。（写出计算过程）

4

[已知：298K时，电离常数&(93旧20)=1.8810-5、^a(HCOOH)=1.8xlO-]

2.(2024•黑龙江哈尔滨・模拟预测)CO,不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可

通过热化学、电化学等方法再利用。

(回)科学家通过如下反应利用CO?合成甲醇：CC>2(g)+3H2(g)脩诊CH3OH(g)+H2O(g)

1

已知：H2(g)+O2(g)=H2O(g)AH；=-245kJ-moP

3

1

CH3OH(g)+-O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH2=-€8IkJ-moP

回答下列问题：

⑴计算上述合成甲醇反应的熔变AH________kJ-mol1«

(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果，在

3MPa,〃(CO2):W(H2)=1:2时，不同Ni、Ga配比的Ni-Ga/SiO2催化剂下，测定甲醇时空收率随温度的变

化曲线如图所示，甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是。催化剂的最佳配比和反应温

度是

s3

〔-

、•z--

树oK

lS2--Ni5Ga3

与u

..NiGa

w(-

-

J1-■Ni3Ga

P0.

feso0-

E

)=

fr〕O2

160802020240260280T/℃

(3)将等量CO?和H?充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇，已知该温度下反应的化学平衡常数K=0.01,

下列事实说明该反应已达平衡的是o

A.气体密度保持不变

B.应0您)与CO?(g)的生成速率相等

1

C.某时刻容器中c(CO2)=0.8mol•婷,c(H?)=0.5mol-L,HCH3OH)=c(H?O)=O.lmobU

D.混合气体的平均相对分子质量不变

(回)甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体和CH,进行重整，涉及主要反应如下：

1

反应I：CO2(g)+CH4(g)——"2CO(g)+2H2(g)AH,=+247kJ-mol-

反应机CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41kJ/mol

(4)恒温恒容2L密闭容器中，按"(032)="(0<4)=〃(4)=111101投料，初始总压3MPa,达到平衡状态时测

得co?转化率为60%,平衡总压为3.8MPa。计算该温度下反应回的浓度平衡常数K,=mol2.r2。

⑸某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按

MCO2)/〃(CH4)=l:l投料，不同温度下反应相同时间，测得CH4的转化率(柱形图)和产物”(Hj/〃(CO)

(—>—)如图所示。请分析产物〃(H2)/〃(CO)随温度变化的原因(不考虑催化剂失活)。

3.(2024•浙江•高考真题)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：

⑴某研究小组采用电化学方法将CO?转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是。

⑵该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：

1

I：C(s)+O2(g)=CO2(g)AHj=-393.5kJmol

1

国：C(s)+H2(g)+O2(g)=HCOOH(g)AH2=-378.7kJ-mol

0：co2(g)+H2(g)^^HCOOH(g)AH3

①八旦=kJ-mol1o

②反应团在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO?和H?的投料浓度均为LOmoLL」，平衡常数K=2.4xl(y8,

则CO2的平衡转化率为。

③用氨水吸收HCOOH,得到LOOmol.I?氨水和0.18mol.I?甲酸镂的混合溶液，298K时该混合溶液的

4

pH=。[己知：298K时，电离常数Kb(NH3-H2O)=1.8xl()6、Ka(HCOOH>1.8xlO-]

⑶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DMSO(有

机溶剂)溶液，CO?和H?在溶液中反应制备HCOOH,反应过程中保持COJg)和H?(g)的压强不变，总反应

COz+H—^HCOOH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<EJ«E3(不考

虑催化剂活性降低或丧失)。

0：M+CO2T——E|

V：Q+旦^E2

A.v与CO式g)的压强无关B.v与溶液中溶解的浓度无关

C.温度升高，v不一定增大D.在溶液中加入N(CH2cH3)3,可提高CO?转化率

②实验测得：298K,p(CO2)=p(Hj=2MPa下，v随催化剂M浓度c变化如图。c(c°时，v随c增大而

增大：0c。时，v不再显著增大。请解释原因_____。

4.(2024・浙江•二模)CO?不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可通过热化学、

电化学等方法再利用。其中甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体CO?和CH,进行重整，涉及主要反

应如下：

1

反应I：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)AH1=+247kJ.mor

1

反应机CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2=IkJ-mol

⑴若恒温、恒压的密闭容器中只发生反应I,下列能说明反应已达到化学平衡状态的是o

A.容器内气体密度不再发生变化

B.CO?和CO的物质的量之和不变

C.化学反应速率V正《凡)=2醒(比)

D.断裂4moic-H键的同时生成2moiH—H键

⑵恒温刚性密闭容器中,按«(CO2)=〃(CHj=〃(Ar)=lmol投料,初始总压3MPa,达到平衡状态时测得CO?

和CH4转化率分别为60%、40%。计算该温度下反应I的压强平衡常数七=MPa2(用各物质的分压代

替物质的量浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。

⑶某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按

MCO2)/〃(CH4)=l:l投料，不同温度下反应相同时间，测得CH4的转化率(柱形图)和产物〃(凡)/〃((：0)

(・)如图所示。请分析产物MH2)/〃(CO)随温度变化的原因(不考虑催化剂失活)o

⑷该研究小组发现长时间反应后催化剂活性下降，主要存在以下积碳副反应：(a)

CH4(g)=C(s)+2H2(g)AHa=+75kJmor'；

1

(b)2CO(g)=C(s)+CO2(g)AHb=-172kJ.mol0因此该小组借助X射线衍射(如图)定性评估催化剂的

积碳情况。已知积碳会在2。=26。出现衍射峰，下列说法正确的是

A.碳附着在催化剂表面，使得活性位点与反应物之间的接触受阻，所以催化活性受到抑制

B.一般甲烷干重整的反应温度都很高，因此副反应a很可能是实际过程中产生积碳的主要原因

C.对比三种催化剂的X射线衍射结果可发现lr型催化剂没有明显积碳，能在甲烷干重整过程中保持高稳定

性

D.该小组进一步评估新型金属复合催化剂(H型和M型)的积碳情况，将反应后的催化剂加热至恒重后,

发现H型和M型催化剂的重量损失分别为16.7%和10.2%,这表明H型催化剂能在甲烷干重整过程中保持

更高的稳定性

⑸该研究小组查阅资料发现还可利用电解还原CO?,电解过程中常需要调控溶液pH以实现有效转化。现有

l.OLO.2moiCH3coOH溶液，在298K下加入醋酸钾固体将《H+)调至6.3xl(y5mol-口，忽略溶液体积

5

变化，所加醋酸钾固体的质量为go[已知：298K时，Ka(CH3COOH)=1.8x10]

类型二热化学与化学平衡

5.(24-25高三上•四川成都•期中)甲烷的催化重整是制备氢气的重要方法，可提高资源综合利用效率。

I.甲烷一水催化重整

反应a：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH,

反应b：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2=-41.2kJmor'

⑴研究表明，反应b在Fe3O4催化下进行，反应分两步进行如下：

第一步：Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)AH3=-14kJ-mor'

第二步：3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3C)4(s)+4H2(g)回"4=»

(2)气体分子可与金属表面之间形成共价键，据此可利用铜-锌氧化物选择性催化氧化除去H2中少量CO,机

理如下图所示。

oo)

m口

m

o。□

—

：

①金属吸附位优先吸附C。而非5,可能的原因是0

②如果用1802代替。2参加反应，则除去CO的产物分子的结构式是

固甲烷一二氧化碳催化重整

甲烷和二氧化碳在催化剂作用下可以发生反应c：CH4(g)+CO2(g)^2H2(g)+2CO(g)AH

(3)将“(C02)：MCH4)=1：1投入密闭容器中，只发生反应c,在不同条件下达到平衡。设体系中甲烷的物质

的量分数为x(CHj,在T=61(FC下的x(CHj~p、在p=4.8xl()5pa下的x(CHj~T如图所示。

①图中与C处于相同化学平衡状态的点是O

②计算C点压强平衡常数品=(Pa)2(用气体分压代替浓度的平衡常数，结果用科学计数法表示，保留

两位有效数字)。

⑷催化重整反应中催化剂的活性会因发生积碳反应而降低，同时存在的消碳反应可使积碳量减少。相关数

据如表：

积碳反应：消碳反应：

CH4(g)^C(s)+2H2(g)CO2(g)+C(s)^2CO(g)

催化

3391

剂

活化能X

(kJ/mol)催化

4372

剂Y

①由上表判断，一定条件下将反应气通入催化剂中，立即检测到有大量积碳生成，其原因是,甲烷

催化重整的催化剂选择(填"X"或"Y")更合适。

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程v=kp(CHj-pQ5(CO2)(k为速率常数)。在p(CH4)

一定时，不同p(C02)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则a、b、c曲线对应的p(C02)从大到小的顺序为

(用a、b、c表示)。

6.（2024•上海徐汇•模拟预测）甲醛（CH30cH3）是一种重要的清洁燃料，未来可能替代柴油和液化气作为洁净

燃料使用。

⑴乙醇也是一种清洁燃料，乙醇的沸点为78.5囿而甲醛的沸点为-23回，解释沸点差异的原因_________0

（2）下列工业中以提高汽油、柴油等轻质液体燃料的产量和质量为目的是o

A.石油分储B.重油裂解C.石油裂化D.煤的干储

⑶利用水煤气合成甲醛的三步反应如下：

①2H2（g）+CO（g）UCH30H（g）LHi=-90.8kJmor1

1

②2cH30H（g）UCH30cH3（g）+H2O（g）AH2=-23.5kJ-moh

1

③CO（g）+H2O（g）^CO2（g）+H2（g）△H3=-41.2kJ,moh

总反应：3H2（g）+3CO（g）UCH30cH3（g）+CO2（g）AH=。

-1

⑷一定条件下，起始浓度分别为c（Cd）=0.6moH_T、c（H2）=1.4mol-L,8min后反应①达到化学平衡，C。的

平衡转化率为50%,则8min内H2的平均反应速率为。

⑸一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时。下列说法正确的是

A.该反应可能处于化学平衡状态

B.正、逆反应速率一定相等

C.CH3OH全部转化为CH30cH3和H20

D.CH3OH、CH30cH3、D。的浓度一定相等

⑹T团时，反应②的平衡常数为2,此温度下，向密闭容器中加入一定量的CH3OH,某时刻测得部分组分的浓

度如下：

物质CH3OHCH30cH3

c/mol-L-10.440.60

比较此时正、逆反应速率的大小判断依据为。

A.v（正）＞v（逆）B.v（正）＜v（逆）C.v（正）=v（逆）D.无法判断

7.（24-25高三上,山东德州,开学考试）探究CH30H合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH30H的

产率。以CO?、凡为原料合成CH30H涉及的主要反应如下：

反应回CO2（g）+H2（g）^CO（g）+H2O（g）A/7]=+41kJ-mor'

-1

反应回CO（g）+2H2（g）^CH3OH（g）AH2=-92.4kJ-mol

反应回CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH,

回答下列问题

(1)AH3=o

(2)起始投料=3时,在不同条件下达到平衡，设体系中某物质的摩尔分数为x,如甲醇的摩尔分数

矶CC)2)

为MCH3OH),在t=25(K下的》9凡011)~p、在p=5xl()5pa下的X(CH3OH)T如图所示。

p/105Pa

X

0

X

9

X

200210220230240250260270280

t/℃

①图中对应等温过程的曲线是,判断的理由是

②当X(CH3OH)=0.03时，反应条件可能为或。

③已知C点条件下CO的摩尔分数为m,小的摩尔分数为n,凡0的摩尔分数,反应回的

K=0

(3)起始投料/紫、=3,?=250℃,p=2xl()5pa下，催化剂组成改变对甲醇的时空收率和选择性影响如

下表所示。时空收率([g-(kg—催化剂＞卜1])表示单位质量催化剂在单位时间内所获得的产物量。

组成^(CH3OH)/[g.(kg催化剂)Lh内选择性/%

①CuO/ZnO/ALO?7840

②CuO/ZnO/ZrC)29688

③CuO/ZnO/ZrO2/MnO13891

催化效果最好的催化剂组成是（填序号），理由是O

8.（24-25高三上,湖北武汉,阶段练习）水煤气是一种优质燃料和重要的化工原料，其制备方法是将水蒸气

与焦炭在高温下混合反应，然后投入固体CaO进行处理。

I.在温度7下将高温水蒸气通入炽热的焦炭中，其中可能发生的一些反应如下：

压强平衡常数

反应方程式婚变AH

Kp

①C(s)+H2O(g)UCO(g)+H2(g)△H1=+131.3kJ-moHKpi=5xl06kPa

@CO(g)+HO(g)UCOz(g)+H2(g)

2△氏二-41.21＜〉1110口Kp2

⑴已知反应2H21）+02僖）=2凡0伍）的焰变公&=-490.251110广，近似认为反应焰变不随温度变化，则

焦炭的燃烧热AH=kJ/molo

⑵在温度（下体系达到化学平衡，将这一时刻记为to,然后将可压缩的恒温反应容器突然压缩至原来体积

的一半。将压缩之后这一瞬间的时刻记为5重新达到平衡时的时刻记为t2。则ti时反应①的正反应速率

比to时,t2时水蒸气的转化率比tl时o（填"增大’或"减小"）

⑶反应②的平衡常数K,2很小，若近似忽略生成C0?的反应，在一个体积固定的恒温容器内投入足量焦

炭与一定量的水蒸气，在温度与下达到平衡时水蒸气的转化率为下图的三条曲线分别代表了达到平衡时

不同的转化率a对应的水蒸气分压、或分压、体系的总压，则代表水蒸气分压的曲线是（填标号）。

欲使平衡转化率为80%,则初始充入水蒸气的压强应为kPa（结果保留两位有效数字）。

8i

d

p

o

u

d

sg

Ha

On------------------1------------------1-------------产■■，■.

25.00%50.00%75.00%

水蒸气转化率a

II.投入固体可吸收反应产生的CO2,生成CaCOs。除了CaO以外，钙还有多种氧化物。

⑷CaO在大约50GPa的高压条件下还可以进一步与02反应得到由Ca?+和构成的另一种钙的氧化物

CaO3,预测的空间构型为

⑸反应生成的CaCC>3在自然界中会被溶解有CO2的雨水溶蚀，该过程的离子方程式为o

类型三化学平衡与电解质溶液

9.（24-25高三上•广东广州•阶段练习）二氧化碳的捕集和资源化利用是缓解温室效应的重要战略方向。回

答下列问题：

0.二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。总反应可表示为：

CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）AH

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）阻=+41kJ•moL

1

（2）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）AH2=-90kJ-mol

（1）若反应①为慢反应，请在图中接着完善画出反应②的能量变化曲线，标注出相应的物质（含聚集状态）以

及总反应的AH（含具体数值）0

（2）合成总反应在起始物〃（旦）/“（CO?）=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为

X（CH3OH）,在t=2500℃下的x（CH3OH）~p、在p=5xl（）5pa下的.（2旦011）~/如图所示。

(

H

O

E

2

200210220230240250260270280

t/℃

（a）图中对应等温过程的曲线是（填"a"或"b"）,判断的理由

⑻当MCH3OH）=0.05时，CO2的平衡转化率a=。

国.催化CO2加氢合成乙酸在减少碳排放的同时还可以生产重要的化工原料。弱电解质的电离度是指弱电解

质在溶液中达到电离平衡时，己电离的电解质分子数占原来总分子数（包括已电离的和未电离的〉的百分数,

用a表示。而在实验测定中，。=於，A.为一定浓度下电解质的摩尔电导率，为无限稀释时溶液的摩

八m

21

尔电导率，A：=0.040S-m.mor（T=298K）0某小组实验测得T=298K时，O.OlmoLL-乙酸的

21

Am=0.002S-m-moP0

⑶在298K时，乙酸的电离平衡常数Ka=（列出计算式，不需化简）。

⑷在298K时，几种离子的摩尔电导率如下表所示。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好。空间站通

过电解水实现5的再生，从导电性角度选择，最适宜的电解质为（填化学式）。

离子种类H+sojcrCH3coerK+Na+

摩尔电导率/(lO^S-m2-mor1)349.8279.8076.3450.1873.5250.11

10.（2025高三・全国・专题练习）甲醇是一种重要的有机化工原料。在工业生产中可以通过乙烯和水蒸气化

合生成甲醇已知：

①C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）AH1-45.5kJ/mol

②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)AH2=-23.9kJ/mol

③C2H5OH=CH3OCH3（g）AH3=+50.7kJ/mol

⑴请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式：。

（2）也可以将CO?与凡混合，在恒容密闭容器中发生反应来制备：CO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）,

c(CO2)

图1是在两种投料比分别为L4和1：6时，CO?平衡转化率随温度变化的曲线，图2是生成的甲

C(H2)

醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图:

反应温度/C

图1

①图1中b点对应的平衡常数K值____c点对应的平衡常数K值（填"或"="）,理由是

②图1中a点对应的H?的转化率c点对应的H2的转化率。（填">"或"="）,

③图2中电极N是（填负极或正极）

④图2中电极M的电极反应式：0

21

（3）25℃时,H2SO3UHSO3+H+的电离常数K,=1X10mol-K,则该温度下NaHSO,水解反应的平衡常数

（H.SO,）

Kh=_____,若向NaHSOs溶液中加入少量的I,,则溶液中尢六十将____（填"增大"、"减小"或"不变"）。

IH'UqI

（4）常温下，用NaOH溶液吸收SO?得到pH=9的Na2sO3溶液，吸收过程中水的电离平衡（填响左"、"向

（sor）

右"或"不"）移动。试计算溶液中（常温下HSO的电离平衡常数K=1.0xlO^mol-L-1,

（HSO；）23al

Ka，=6。xICT8moi.匚‘)

11.（24-25高三上•河南•阶段练习）NH3和N2H4是氮与氢元素形成的两种重要化合物，N&还可形成多种钱

盐如NH4CI、NH4Hs等。回答下列问题：

（1）NH3溶于水形成的溶液中存在电离平衡：NH3H2O^NH：+OH,下列方法可使（UOmoLL的

NH3-凡0溶液中NH3H2O电离程度增大的是（填字母）。

a.加入少量NH4CI固体b.加水稀释至QOlOmoLLTc.加入少量NaCI固体

d.加入少量O.OlOmoLLT的NaOH溶液e.通入少量NH3

⑵常温下，用氨水吸收SO2可得到］NH4Hse）3溶液，在NH4Hse>3溶液中：｛NH：）（填，"<"或"="）

c（HSO-）；NH：+HSO；+H2ONH3.H2O+H2SO3K=［已知：常温下电离常数

ATb（NH3-H2O）=2.0xl0^,Kal（H2SO3）=1.25x10^,/（H2so3）=6.25x10。］。

⑶25回时，将100mL0.02molU1NH4CI溶液和lOOmLO.Olmol-L-'AgNCh溶液混合（忽略溶液混合后的体积变化）,

110

混合后溶液中Ag+的浓度为mol.U［25℃时，^sp（AgCl）=1.8xl0-］o

⑷N2H4是二元弱碱，N2H4在水溶液中存在如下两步电离：

（1）N2H4+H2ON2H；+OHKbi=lxl（F。；

②K-lxlOL

写出N2H4在水溶液中的第②步电离方程式：o25回时，向N2H4的水溶液中加入稀硫酸，欲使

c（N2H；）>C（N2H4），同时c（N2H：）>c（N?瑛+）,应控制溶液的pH范围为（用含a、b的式子表示）。

⑸25团时，将amoLL-的NH4cl溶液与OOlmoLL-的NaOH溶液等体积混合，反应后测得溶液的pH=7,贝1|

溶液中｛NH：）（填，或"="）c（C「），NH3H2O的电离常数&=（用含a的代数式表

示，不考虑液体混合时体积的变化）。

12.（24-25高三上・江苏泰州•阶段练习）食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸（用HAc表示）。HAc

的应用与其电离平衡密切相关。25。。时，HAc的Ka=1.75x10-5=1（）476。

⑴某小组研究25c下HAc电离平衡的影响因素。

提出假设：稀释HAc溶液或改变Ac-浓度，HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为

O.lmoLLT的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH,记录数据。

序号V（HAc）/mLV（NaAc）/mLV（H2O）/mLn（NaAc）:n（HAc）PH

回40.00//02.86

回4.00/36.0003.36

回4.00ab3:44.53

回4.004.0032.001:14.65

①根据表中信息，数据：a=,b=o

②由实验团和回可知，稀释HAc溶液，电离平衡正向移动；结合表中数据，给出判断理由：0

③由实验整国可知，增大AL浓度，HAc电离平衡（填"正"或"逆"）向移动。实验结论：假设成立。

⑵小组分析上表数据发现：随着的增加,c（H+）的值逐渐接近HAc的Ka。

查阅资料获悉：一定条件下，按5蓝:）=1配制的溶液中，4H+）的值等于HAc的Ka。

对比数据发现，实验团中PH=4.65与资料数据KLI。"存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够

引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。

①移取20.00mLHAc溶液，加入2滴酚酥溶液，用O.lOOOmoLLTNaOH溶液滴定至_________,消耗体积为

22.08mL,则该HAc溶液的浓度为mol.LT10

②用上述HAc溶液和O.lOOOmoLLjiNaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH,结

果与资料数据相符。

⑶小组进一步提出：如果只有浓度均约为O.lmol•「的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka?小组

同学设计方案并进行实验。请完成下表中团的内容。

回移取20.00mLHAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液YmL

回_________,测得溶液的PH为4.76

实验总结得到的结果与资料数据相符，方案可行。

类型四电化学与电解质溶液

13.（24-25高三上•北京石景山•期末）某小组探究铜和双氧水在不同条件下的反应。

资料：还原反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂的氧化性增强；氧化反应中，增大反应物

浓度或降低生成物浓度，还原剂的还原性增强。

⑴实验过程

实验1实验II实验III

50^1L30%的H2O2溶液

50mL30%的H?。?溶液中，加入

操50mL30%的溶液中，滴加5moi/L的氨水

0.5g光亮铜片,滴加5moi/L稀

作中，加入Q5g光亮铜片8mL,加入。-5g光亮铜

硫酸8mL

片

开始无明显现象，较长铜片表面产生少量气泡，随着反立即产生大量气泡，溶

现时间溶液变为浅蓝色，应的进行，气泡越来越多，溶液液颜色变为深蓝色，取

象取出铜片晾干，表面有很快变蓝，取出铜片晾干，钢片出钢片晾干，表面有蓝

蓝色沉淀物依然保持光亮色沉淀物

①实验।中的蓝色沉淀物是o

②实验II中发生的反应有o

③实验川中溶液呈深蓝色，是因为含有离子。

④参照实验川的操作进行实验IV：氏。2溶液加入氨水后，加入一定量的________固体，搅拌溶解后，加

入光亮的铜片，立即产生大量气泡，溶液颜色变为深蓝色，取出铜片晾干，铜片依然保持光亮。解释铜片

依然保持光亮的原因________o

(2)分析解释

①实验I中铜和HQz的电极反应式：

i.还原反应：H2O2+2e=2OH

ii.氧化反应：。

②实验II比实验I溶液更快变蓝的原因可能是：加入稀硫酸，氏。？的氧化性,采用下图电化学

装置进行验证，实验操作及现象o

③实验III比实验I溶液更快变蓝的原因可能是。

14.(2025•全国•模拟预测)某化学实验小组在探究铝的性质实验时，发现将单质铝投入1mol•匚

Na[Al(OH)/溶液中，有气泡逸出且有白色沉淀物生成。对此现象作出以下猜想。

0.Na[Al(OH)J溶液水解显碱性，AI与强碱性溶液反应生成H?。

0.AI与溶液中的水反应，Na[Al(OH)J相当于催化剂。已知：氧化还原反应的平衡常数与标准电动势(E®)

z表示氧化还原反应转移的电子数，扉)为氧化型电极电势(氧化剂和它的还原

0.0592V

形式在ImoLL-浓度下表现出的电动势)，4®)为还原型电极电势。

回答下列问题：

⑴写出铝与强碱溶液反应的离子方程式：，该反应中，氧化剂为

⑵常温下，溶液中铝的各种微粒在不同pH下的分布系数如图lo

1.0F~j

A1(OH)3

0.8加」

S6

(12.2,0.5):

S4/1

I

S2I

[Al(OH)j/

0•0"1|i।iI,一|-|"i-；1Ii」iIiiiIii」[

2468101214

pH

图1

当溶液pH>时Al(OH)3就能被少量溶解，Al(OH)3酸式电离的平衡常数Ka=

(3)反应结束时，通过pH计测得溶液的pH约为，则证明猜想回是错误的。

0+

⑷铝/水体系中可能发生反应2A1+6H2。=2^(01<)3+3区个，已知，E(H/H2)=-0.4196V,通过计算,

该反应的K=，从热力学的角度来说该反应均能(填"自发"或"非自发”)进行。

⑸将铝/水反应看作是原电池的电化学过程，建立铝/水反应体系微观过程模型如图2。

Al3+H

Al—e-H2T

2+

[Al(OH)2r+[A1(OH)]+AF+Afe-H

31+-

[Al(OH)3]-[Al(OH)4r->AlAl->e

i+

Al3Al—e-e-

i+

Al3Afe-

i+

Al3Al—e-

；+

Al3Afe-

i+

Al3Al—e-

3+H

[A1C14]'*AI

图2

负极第一步反应的反应式为,在反应过程中，由于生成的AI(OH)3覆盖在金属表面，为使反应完全,

可采取的操作是-由微观过程模型可知猜想团是正确的。AI单质还能与其他含AI元素的溶液反应，请

列举两种：。

15.(24-25高三上•浙江•阶段练习)已知溶洞的形成与下列反应有关：

2+

①Ca+2HCO,=CaCO3+H2CO3

②H2CO3-CO2T+H2O

(1)反应①的平衡常数为o(用KM、KQ、&(CaCO3)表示)

⑵以下能判断反应①达到平衡状态的是o

A.C02气体压强保持不变B.溶液的pH保持不变

C.浊端*1不变D.v正(H2coJv逆(HCO；)=2:1

⑶当溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶滴到洞底时渐渐形成了钟乳石，请解释可能的原因______

9+91

⑷已知H2c。3的K/=4.2x10-7,Ka2=5.6xl0-",Ksp(CaCO3)=2.8xl0-,c(H)=8.4x10-mol-C,

41

c(HCO；)=lxlO-molU,aLC。?)为o当c(Ca?+)=moEILT时，开始产生CaC。?沉淀。

⑸科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法，装置示意图如下，电解质溶液1为由KHC03、

毗咤和HCI组成的C5饱和水溶液，电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时，阴极反应

为。若用铅蓄电池代替恒压电源，当消耗标准状况下112LC02时，正极质量变化为g»

恒压电源

质子膜

16.(24-25高三上•北京•阶段练习)某小组探究CuSO4溶液、FeSO,溶液与碱的反应，探究物质氧化性和还

原性的变化规律。将一定浓度CuSC>4溶液，饱和FeSO,混合溶液加入适量氨水，产生红褐色沉淀，经检验，

红褐色沉淀含Fe(OH)3。

⑴分析Fe(OH)3产生的原因：氧化所致。

验证：向Fes。,溶液中滴入氨水，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后有红褐色沉淀生成。

①生成白色沉淀的离子方程式是0

②产生红褐色沉淀：4Fe(OH)2+O2+2Hq=4Fe(OH)3。电极反应式：还原反应：O?+2凡0+4片=4OJT。

氧化反应：o

(2)提出问题：产生Fe(OH)3的原因可能是C/+氧化所致。

验证如下(溶液A：饱和FeSO,溶液+CuSC>4溶液；已排除空气的影响)：

序号实验试剂现象

生成沉淀，一段时间后，产生红褐色沉淀和灰黑色

回氨水

固体物质

回水溶液无明显变化

①I中可能产生Cu,运用氧化还原反应规律分析产生Cu的合理性：

②检验：滤出色中不溶物，用稀H2sO,溶解，未检出Cu。分析原因：

国.团中未生成Cu。

El.团中生成了Cue由于(用离子方程式表示)，因此未检出Cuo

⑶设计实验(助确认CuSC>4的作用(已排除空气的影响)，装置示意图如下所示。

①补全电化学装置示意图_____。经检验，实验中产生了Fe(OH)3、Cu。

②团、团中均含Ci?+。团中产生了Cu,团中未产生Cu,试解释原因_____。

类型五电化学与化学平衡

17.(24-25高三上•河北•阶段练习)C0?的资源化利用是化学研究的热点。

I.CO?与C3H8耦合可制备丙烯

⑴在IiVHZSM-5催化作用下，co?与C3H8耦合的反应过程如图所示。

已知:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)AH|=+123.8kJ-mo『

1

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2=+41.2kJ-mOr

耦合反应CC)2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2()(g)的AH=kJmol1,该反应在________(填"高

温""低温"或"任意温度")下能自发进行。

II.CO2电还原可制备高附加值的有机物

已知：Sn、In、Bi的活性位点对。的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的

吸附能力远强于Au,且Cu吸附C。后不易脱曷。

(2)CO2电还原可能的反应机理如图所示(*CO表示吸附态的CO)。

①若还原产物主要为CH’,应选择（填"Sn""Au"或"Cu"）作催化剂。

②选择合适的金属催化剂，CO2电还原生成CO的过程可描述为。

（3）在一定压强下，按n（H2）:n（CO2）=l:l投料，在Bi为催化剂的条件下，发生反应

CO2（g）+H2（g）^HCOOH（g）AH>0（主反应），同时有副反应［［CC^gHH?®）=。0恒）+凡04）］发生，反

甲酸的物质的量

应相同时间，CO2转化率及HCOOH选择性（甲酸选择性=而金焉扁声X100%）随温度的变化如图所

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