（统考版）2023高考化学二轮专题复习 第二部分 高考填空题专项突破 题型2 化学反应原理综合应用题

这是一份（统考版）2023高考化学二轮专题复习 第二部分 高考填空题专项突破 题型2 化学反应原理综合应用题，共53页。试卷主要包含了8 ℃时平衡常数K′p＝1，5%、10，5 kJ·ml－1，6×10－7，Ka2＝5，常见的还原剂及产物预测，0 kJ·ml－1，2 kJ·ml－1，等内容，欢迎下载使用。
题型2　化学反应原理综合应用题
真题·考情
全国卷
1.[2022·全国乙卷]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是______________________，缺点是____________。
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________ kPa。
(4)在1 373 K、100 kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S­Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。

①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率________，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0～0.1 s之间，H2S分压的平均变化率为________ kPa·s－1。
2．[2022·全国甲卷]金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：
TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
ΔH1＝172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2
(ⅱ)碳氯化：
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)
ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa
①反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为________ kJ·mol－1，Kp＝________ Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是________________________________________________________________________。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2，2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。

①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝________Pa。
②图中显示，在200 ℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2­C“固—固”接触的措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[2021·全国甲卷]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH2＝－90 kJ·mol－1
总反应的ΔH＝__________ kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号)，判断的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)合成总反应在起始物＝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＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝________________；
②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝________________，反应条件可能为__________________________或____________________________。
4．[2021·全国乙卷]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现。该元素是________。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃时平衡常数K′p＝1.0×104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝________kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝________________________________________________________________________
(列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp ：
2NO(g)＋2ICl(g)⇌2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g)⇌2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～和lg Kp2～均为线性关系，如下图所示：

①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
②反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：
NOCl＋hν―→NOCl*
NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2
其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1 mol的NOCl需要吸收________mol的光子。
5．[2020·全国卷Ⅰ]硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化： SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。


(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550℃时的α＝________ ，判断的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
影响α的因素有_________________________________________________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________ ，平衡常数Kp＝_________________________________________________________
(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：
v＝k(1－nα′)
式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v­t曲线，如图(c)所示。

曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．[2020·全国卷Ⅱ]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)　ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)
－1 560
－1 411
－286
①ΔH1＝________ 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＝，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____________。
7．[2020·全国卷Ⅲ]二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。

图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH____0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝________________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当________________________________________________________________________。

省市卷
1.[2022·浙江1月]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O2的反应体系中：
反应1　C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－394 kJ·mol－1
反应2　2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－566 kJ·mol－1
反应3　2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3
①设y＝ΔH－TΔS，反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是________。

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比________。


A．不变 B．增大
C．减小 D．无法判断
(2)水煤气反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131 kJ·mol－1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。
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×总压)：p(CO)＝0.25 MPa、p(H2O)＝0.25 MPa、p(CO2)＝0.75 MPa和p(H2)＝0.75 MPa，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Ⅱ：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2021·广东卷]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)　ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
c)CH4(g)⇌C(s)＋2H2(g)　ΔH3
d)2CO(g)⇌CO2(g)＋C(s)　ΔH4
e)CO(g)＋H2(g)⇌H2O(g)＋C(s)　ΔH5
(1)根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝________(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
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分________步进行，其中，第________步的正反应活化能最大。

(4)设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＝100 kPa)。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图2所示。

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＝________。
③在图2中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：________________________________________________________________________。
3．[2021·湖南卷]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≡N
H—H
N—H
键能E/(kJ·mol－1)
946
436.0
390.8
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)　ΔH＝________kJ·mol－1；
(2)已知该反应的ΔS＝198.9 J·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0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

①若保持容器容积不变，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时将容器容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＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。

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______________________________________________________。
4．[2020·山东卷]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2 (g)＋3H2(g)⇌CH3OH (g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ. CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为________mol·L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为________________________________________________________________________。
(3)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知：CO2的平衡转化率＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图__________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。


(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为________(填标号)。
A.低温、高压 B．高温、低压
C.低温、低压 D．高温、高压
5．[2020·江苏卷]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________________________。
6．[2019·北京卷]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1
ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用________________________反应的ΔH。
③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是__________(选填字母序号)。
a.促进CH4转化
b.促进CO转化为CO2
c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。


从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

①制H2时，连接________。
产生H2的电极反应式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。


考情分析

考向
考点
考情1
化学反应与能量变化
反应热与热化学方程式的书写
化学反应与键能
电化学(以书写电极反应式为主)
考情2
化学反应速率
化学反应速率的计算
化学反应速率的影响因素
化学反应速率变化图像分析
考情3
化学平衡
平衡状态判断及化学平衡影响因素分析
化学平衡图像分析
反应物转化率的计算
化学平衡常数表达式及其计算
考情4
电解质溶液
电离平衡、水解平衡、溶解平衡的理解
Ka(Kb)及Ksp的理解与计算

题型·练透
精准备考·要有方向——研析题型角度
题型角度1气态物质反应中化学原理分析

练1　[2022·湖南卷]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1mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1
①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
D．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50%，CO的物质的量为0.1 mol。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)＝1∶2，则该溶液的pH＝________(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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

题型角度2化学反应原理的综合应用分析

练2　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＝83 kJ·mol－1
CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)ΔH2＝－20 kJ·mol－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121 kJ·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，如图所示：

负极区发生的反应有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L(标准状况)。

精准备考·要有方案——高考必备基础
一、信息型氧化还原反应化学(或离子)方程式的书写
1．常见的氧化剂及产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3＋
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X－
H2O2
OH－(碱性)；H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO或(ClO－)
Cl－、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2
2.常见的还原剂及产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2＋
Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、

S2－或(H2S)
S、SO2(或)、
H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I－(或HI)
I2、
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋ )、Cu2＋
二、利用盖斯定律书写热化学方程式
[解题模板]
应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。
已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
③CH3OH(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－38.19 kJ·mol－1
则表示CH3OH燃烧热的热化学方程式为______________________________________。




三、化学平衡状态的判断

说明：对于平衡状态的判断，不断出现新的判断形式，如绝热过程中的热量变化，化学平衡常数，有关图像等，判断时紧紧抓住反应过程中对应物理量是否变化，如果在反应过程中在变，达到平衡时不变，则能说明。
如：汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH”“＝”或“”或“lg [Kp2(T)·Kp1(T)]，故K(T′)>K(T)，由此可判断出2ICl(g)⇌I2(g)＋Cl2(g)为吸热反应，即ΔH大于0。(4)结合在光的照射下NOCl分解的反应机理可得，总反应为2NOCl＋hν―→2NO＋Cl2，可知分解1 mol NOCl时需吸收0.5 mol光子。
答案：(1)溴(或Br)
(2)24.8　
(3)①大于　②Kp1·Kp2　大于
设T′>T，即|lg Kp1(T′)－lg Kp1(T)|＝lg Kp1(T)－lg Kp1(T′)
则lg [Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg [Kp2(T)·Kp1(T)]，K(T′)>K(T)
(4)0.5
5．解析：(1)V2O5和SO2反应生成VOSO4和V2O4的化学方程式为2V2O5＋2SO2===2VOSO4＋V2O4。由题图(a)可得以下两个热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)　ΔH1＝－399 kJ·mol－1，②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)　ΔH2＝－24 kJ·mol－1，将①－2×②可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－351 kJ·mol－1。
(2)该反应的正反应是气体分子数减少的反应，压强增大，平衡正向移动，SO2的平衡转化率变大，故在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越高，则p1＝5.0 MPa，由题图可知在550 ℃、5.0 MPa时，α＝0.975；由该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应可知，影响α的因素有压强、温度和反应物的起始浓度等。
(3)设充入气体的总物质的量为100 mol，则SO2为2m mol，O2为m mol，N2为(100－3m) mol，SO2的转化率为α，列三段式为：
　　　　　SO2(g)　＋　O2(g)⇌SO3(g)
n(起始)/mol　　2m　　　　 m　　　　0
n(转化)/mol 2mα mα 2mα
n(平衡)/mol 2m－2mα m－mα 2mα
故平衡时容器中的气体的总物质的量为(2m－2mα＋m－mα＋2mα＋100－3m)mol＝(100－mα)mol。各物质的分压分别为p(SO2)＝p，p(O2)＝p，p(SO3)＝p，故Kp＝＝。
(4)由反应的速率方程可知，当α′＝0.90时，(1－nα′)是常数，温度大于tm后，温度升高，k增大，而v逐渐下降，原因是SO2(g)＋O2(g)⇌SO3(g)是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，α减小，减小，k增大对v的提高小于α引起的降低。
答案：(1)2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－351 kJ·mol－1
(2)0.975　该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa>2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa　温度、压强和反应物的起始浓度(组成)
(3)p　
(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。ttm后，k增大对v的提高小于α引起的降低
6．解析：(1)①根据题表中数据信息可写出热化学方程式
(ⅰ)C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　
ΔH＝－1 560 kJ·mol－1、
(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　
ΔH＝－1 411 kJ·mol－1、
(ⅲ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋137 kJ·mol－1。
②由于该反应为吸热反应、且为气体分子数增大的反应，因此可通过升高温度、减小体系压强等提高该反应的平衡转化率。③设起始时C2H6和H2的物质的量均为1 mol，列出三段式：
　　　　　C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)
起始量/mol 　1 　0 　1
转化量/mol 　α 　α 　α
平衡量/mol 　1－α 　α 　1＋α
平衡时C2H6、C2H4和H2对应的分压分别为p、p和p，则该反应的平衡常数Kp＝＝×p。
(2)①反应初始时可认为＝1 mol·L－1，则根据初期阶段的速率方程可知k＝r1，当CH4的转化率为α时＝(1－α)mol·L－1，则此时r2＝(1－α)r1。②由r＝可知，CH4的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H2浓度，CH4的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH4的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至停止，即k也随着减小，D项正确。
(3)①结合图示可知CO2在阴极发生还原反应生成CO，即阴极上的反应式为CO2＋2e－===CO＋O2－。②设生成C2H4和C2H6的物质的量分别为2 mol和1 mol，则反应中转移电子的物质的量为4 mol×2＋2 mol×1＝10 mol，根据碳原子守恒，可知反应的CH4为6 mol；则由CO2→CO转移10 mol电子，需消耗5 mol CO2，则反应中消耗CH4和CO2的体积比为6∶5。
答案：(1)①137　②升高温度　减小压强(增大体积)
③×p
(2)①(1－α)　②AD
(3)①CO2＋2e－===CO＋O2－　②6∶5
7．解析：(1)由题意知二氧化碳与氢气反应生成乙烯和水，反应的化学方程式为2CO2＋6H2⇌CH2===CH2＋4H2O，n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4；此反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向(正反应方向)移动，n(C2H4)变大。(2)反应方程式中CO2和H2的系数之比为1∶3，开始时加入的n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，则平衡时n(CO2)∶n(H2)也应为1∶3，n(C2H4)∶n(H2O)应为1∶4，由题图可知曲线a为H2，b为H2O，c为CO2，d为C2H4，随温度升高，平衡时C2H4和H2O的物质的量分数逐渐减小，H2和CO2的物质的量分数逐渐增加，说明升高温度平衡逆向移动，根据升高温度平衡向吸热的方向移动，知正反应方向为放热反应，ΔH小于0。(3)在440 K时，氢气的物质的量分数为0.39，H2O的物质的量分数也为0.39，根据平衡时n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，知CO2的物质的量分数为0.39/3，根据平衡时n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4，知C2H4的物质的量分数为0.39/4，则p(H2)＝0.39×0.1 MPa，p(H2O)＝0.39×0.1 MPa，p(C2H4)＝0.39× MPa，p(CO2)＝0.39× MPa，Kp＝＝(MPa)－3＝(MPa)－3。(4)压强和温度一定，若要提高反应速率和乙烯的选择性，可采用选择合适催化剂等方法。
答案：(1)1∶4　变大
(2)d　c　小于
(3)或等
(4)选择合适催化剂等
省市卷
1．解析：(1)①反应3为气体体积增大的反应，其ΔS＞0，随温度T的升高，其y减小，故反应3对应的线条为a。②根据盖斯定律，由2×反应1－反应2可得反应3，则ΔH3＝－222 kJ·mol－1，由反应3－反应1可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172 kJ·mol－1，温度升高，此反应正向进行，反应2逆向进行，气体中CO与CO2的物质的量之比增大。(3)①该反应为气体体积不变的反应，其K＝Kp＝＝＝9.0。②维持与①中相同的温度，则K值也相同。①中反应达平衡时总压强为2 MPa，当CO的平衡转化率为90%时，可设原料气中CO的分压为x MPa，H2O(g)的分压为(2－x)MPa，列三段式：
　　　　　　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
起始压强(MPa) x2－x0 0
变化压强(MPa) 0.9x 0.9x0.9x 0.9x
平衡压强(MPa) 0.1x 2－1.9x 0.9x 0.9x
温度不变，则K＝＝＝9.0，解得x＝，则2－x＝，原料气中H2O(g)与CO的物质的量之比是9∶5＝1.8∶1。③升高体系温度，反应速率加快，但该反应的ΔH＜0，升高温度使平衡转化率降低，故温度不宜过高，A错误；该反应是气体体积不变的反应，压强不影响平衡移动，适当加压能加快反应速率，B正确；选择合适的催化剂可以加快反应速率，C正确；恒容条件下，通入N2，反应物浓度不变，反应速率不变，恒压条件下，通入N2，反应物浓度减小，反应速率减小，D错误。④H2O在反应中先被吸附而解离，由总反应可推知，解离的产物是H2和MO，MO再与CO反应生成CO2和M。
答案：(1)①a　②B　(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)①9.0　②1.8∶1　③BC
④M＋H2O===MO＋H2　MO＋CO===M＋CO2
2．解析：(1)由题给反应方程式可知，反应a可由反应c－d或反应b＋c－e得到，故根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。(2)增大CO2的浓度，反应a、b的正反应速率增加；增大CH4的浓度，反应a、c的正反应速率增加，A正确。由于C(s)是固体，移去部分C(s)，平衡不移动，B错误。催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡移动，则不能提高CH4的平衡转化率，C错误。降低反应温度，正、逆反应速率均减小，D正确。故选AD。(3)由题图1可知，反应分为CH4CH3＋HCH2＋2HCH＋3HC＋4H 4个步骤，其中第4步的正反应活化能最大。(4)①由题图2可知，反应a、c的随T升高而增大，故a、c均为吸热反应。反应e的随T升高而减小，故e为放热反应。②由于C(s)是固体，因此反应c的相对压力平衡常数表达式为＝＝。③由题图2可知，A点对应温度下反应c的＝0，即＝＝1，p(CH4)＝＝＝16 kPa，根据反应条件，可知二氧化碳与甲烷物质的量之比等于压强之比，则p初始(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，则CH4的平衡转化率为×100%＝68%。(5)CO2经加压、降温可转化为干冰，干冰常用于制冷剂、人工降雨等。
答案：(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)
(2)AD
(3)4　4
(4)①ac　②　③由题图2中A点对应温度下反应c的＝0，即＝＝1，p(CH4)＝＝＝16 kPa，p初始(CH4)＝100 kPa×＝50 kPa，CH4的平衡转化率为×100%＝68%
(5)干冰做制冷剂、人工降雨等(合理即可)
3．解析：(1)ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，根据热化学方程式以及表格中数据可得ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。(2)若反应能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS183.5 ℃，故选C、D。(3)①设0～t1时间内生成的氮气为x mol，列“三段式”：
　　　　　2NH3⇌N2＋3H2
起始量/mol 0.1 0 0
变化量/mol 2xx 3x
平衡量/mol 0.1－2xx 3x
由题图可知t1时，氨气和氢气的平衡分压相等，根据压强之比等于物质的量之比，所以n(NH3)＝n(H2)，则3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小，故选b。③由题图可知，t1时，反应达到平衡状态，且p(NH3)＝p(H2)＝1.2×100 kPa，p(N2)＝0.4×100 kPa，则Kθ＝＝＝0.48。(4)根据反应物以及两极产物，可以看出产生氢气的一极氢元素的化合价变化为＋1→0，发生还原反应，应为阴极，产生氮气的一极氮元素的化合价变化为－3→0，发生氧化反应，应为阳极。电解池中，阴离子向阳极移动，所以电解过程中OH－的移动方向为从右往左。(5)阳极上NH3变为N2，溶液环境为碱性，所以阳极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。
答案：(1)＋90.8
(2)CD
(3)①　②b　容积迅速缩小至原来的一半时，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小　③0.48
(4)从右往左
(5)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
4．解析：本题考查盖斯定律的应用、平衡浓度及平衡常数的计算、化学平衡中的问题分析及化学平衡移动的分析等，考查的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知。(1)分析三个热化学方程式，可应用盖斯定律计算，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5 kJ·mol－1－(－ 90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1。(2)由题述三个反应可知，平衡时H2O(g)的浓度等于CH3OH(g)和CO(g)的浓度之和，即H2O(g)的浓度为 mol·L－1。平衡时CH3OH(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为 mol·L－1、 mol·L－1、 mol·L－1，则从开始至平衡，消耗CO2(g)的浓度为()mol·L－1＝ mol·L－1，消耗H2(g)的浓度为()mol·L－1＝ mol·L－1，即平衡时CO2(g)、H2(g)的浓度分别为 mol·L－1、mol·L－1，则反应Ⅲ的平衡常数为＝＝。(3)反应Ⅰ为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低，而反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，则温度越高，CO2的平衡转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应Ⅰ为气体分子数减少的反应，反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，因此压强越大，CO2的平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是p1、p2、p3。反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，且反应Ⅲ前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响。(4)由上述分析知，图甲、图乙的纵坐标分别表示CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率，且p1>p2>p3，分析图像可知，应选择的反应条件为低温、高压，A项正确。
答案：(1)＋40.9
(2)
(3)乙　p1、p2 、p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响
(4)A
5．解析：本题考查离子方程式的书写、影响化学反应速率的因素、原电池的工作原理等知识，考查的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想。和H2在催化剂的作用下反应生成HCOO－，根据原子守恒和电荷守恒，可知生成物中还有水，据此可写出有关反应的离子方程式。适当升高温度时，催化剂的活性增强催化加氢的反应速率增大，相同反应时间内催化加氢的转化率迅速上升。(2)①负极发生氧化反应，碱性条件下，HCOO－(其中的碳元素为＋2价)被氧化生成(其中的碳元素为＋4价)，则负极的电极反应式为＋H2O。正极反应中，Fe3＋被还原为Fe2＋，Fe2＋再被O2在酸性条件下氧化为Fe3＋，Fe3＋相当于催化剂，因为最终有K2SO4生成，O2氧化Fe2＋的过程中要消耗H＋，故需要补充的物质A为H2SO4。②结合上述分析可知，HCOOH与O2反应的离子方程式为＋2H2O或。(3)①根据原子守恒并结合题图3，可知HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成HD。②从题图3可以看出，HCOOH催化释氢的第一步是转化为HCOO－，故以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢，可以提高释放氢气的速率，又HCOOK催化释氢时，氢元素的来源单一，提高释放出氢气的纯度。
答案：＋H2HCOO－＋H2O　温度升高，反应速率增大，催化剂的活性增强
＋H2O　H2SO4
②＋2H2O或
(3)①HD　②提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度
6．解析：本题考查的内容是化学反应原理中的化学反应与能量变化、化学平衡的移动、电化学等。试题的综合性强、信息量大，侧重考查了学生接受、吸收、整合化学信息的能力和分析问题、解决问题的能力，体现了变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科核心素养及培养学生关注社会发展、科技进步的意识和创新思维、创新意识的价值观念。
(1)②反应ⅲ中有固体碳生成，而ⅰ、ⅱ中都没有碳参与反应，所以必须有一个有碳参与反应的ΔH才能计算ΔH3。
(2)①控制开关连接K1时，电极1作阴极，H2O在电极周围放电产生H2。
③开关连接K1时，电极3作阳极，Ni(OH)2被氧化为NiOOH；开关连接K2时，电极3作阴极，NiOOH被还原为Ni(OH)2。
答案：
(1)①CH4＋2H2O4H2＋CO2
②C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
③abc
④降低　CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积
(2)①K1　 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
③制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O；制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
题型·练透

练1　解析：(1)①平衡时向容器中充入惰性气体，各物质浓度不变，反应Ⅰ的平衡不移动，A错误；C(s)在反应过程中转化成气体，气体质量增大，使气体密度增大，直至反应达到平衡，B正确；由Ⅰ＋Ⅱ得C(s)＋2H2O(g)⇌CO2(g)＋2H2(g)，当该反应进行到底时，H2的体积分数为，但可逆反应不可能进行到底，故C错误；将炭块粉碎，增大了炭与水蒸气的接触面积，可加快反应速率，D正确。②设反应达到平衡时，反应Ⅰ消耗x mol H2O(g)、反应Ⅱ消耗y mol H2O(g)，由题中信息可得：
　　　　　　Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)
起始量/mol：　1　　0　　　0
变化量/mol: xxx
　　　　Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)
变化量/mol: yyyy
平衡量/mol: x－y 1－x－yyx＋y
则x＋y＝50%×1、x－y＝0.1，解得x＝0.3、y＝0.2，故整个体系的热量变化为＋131.4 kJ·mol－1×0.3 mol－41.1 kJ·mol－1×0.2 mol＝＋31.2 kJ(吸收热量)。平衡时气体总物质的量是1.3 mol，总压强为0.26 MPa，故反应Ⅰ的平衡常数Kp＝＝＝0.02 MPa。
(2)①由Ka2＝＝5.0×10－11、)＝1∶2，可得c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝10。②再生塔中产生CO2的同时生成K2CO3，说明KHCO3在水蒸气加热条件下发生分解反应。③由题意知，CO2在阴极得到电子生成C2H4，图中质子交换膜提示有H＋参与反应，故阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O。
答案：(1)①BD　②吸收　31.2　0.02 MPa
(2)①10　②
③2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
练2　解析：本题涉及的考点有化学平衡常数的计算及影响因素、外界条件对转化率的影响、利用盖斯定律计算ΔH、电极方程式的书写、氧化还原反应中的相关计算。考查学生对图像的理解，获取有关知识并进行加工、吸收的能力和运用相关知识分析、解决简单化学问题的能力。体现了化学变化有一定限度，是可以调控的，体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
(1)由题图可知，温度升高，HCl平衡转化率降低，即平衡逆向移动，则该可逆反应的正反应是放热反应，故K(300 ℃)>K(400 ℃)；随着进料浓度比c(HCl)∶c(O2)逐渐增大，HCl平衡转化率逐渐降低，所以图中三条曲线由上到下分别对应的进料浓度比c(HCl)∶c(O2)为1∶1、4∶1、7∶1，400 ℃、c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，HCl的平衡转化率为84%。设HCl初始浓度为c0(O2初始浓度也为c0)，则平衡时HCl、O2、Cl2、H2O(g)的浓度分别为(1－0.84)c0、(1－0.21)c0、0.42c0、0.42c0，则K(400 ℃)＝＝。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低，导致平衡时气体中混有大量O2，增大分离能耗；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高，会导致平衡时HCl转化率较低。
(2)将题给反应过程依次记为①、②、③，则根据盖斯定律，由③×2＋②×2＋①×2可得到4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝2ΔH3＋2ΔH2＋2ΔH1＝。
(3)温度一定的条件下，提高某种反应物的转化率的方法有适当提高另一种反应物的浓度、及时分离产物、改变体系压强等，而该反应是一个气体分子数减小的反应，故应增大压强使平衡正向移动。
(4)负极区发生的是得电子的还原反应，故负极区的反应有Fe3＋＋e－===Fe2＋、4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；根据得失电子守恒得出关系式：
Fe3＋～e－～Fe2＋～O2
　1 mol　　　0.25 mol
n(O2)＝0.25 mol，标准状况下体积为5.6 L。
答案：(1)大于　　O2和Cl2分离能耗较高　HCl转化率较低
(2)－116　(3)增加反应体系压强、及时分离出产物
(4)Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　5.6
模考·预测
1．解析：(1)电解饱和食盐水制取氯气时，同时还生成氢气和氢氧化钠，该反应的化学方程式是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)氯气可以与碱反应，所以不能用碱石灰干燥氯气，A说法错误；氯气可以与水反应生成盐酸和次氯酸，该反应是可逆反应，在饱和食盐水中存在浓度较大的氯离子，可以使氯气的溶解平衡逆向移动，因此氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，可以通过排饱和食盐水法收集氯气，B说法正确；常温下，干燥氯气不容易与金属铁反应，所以可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中，C说法正确；氢气和氯气反应生成氯化氢，氯化氢溶于水得到盐酸，因此工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸，D说法正确。(3)①Cl2(g)⇌Cl2(aq)表示的是氯气的溶解平衡，气体的溶解度随温度的升高而减小，即升温，平衡Cl2(g)⇌Cl2(aq)逆向移动，说明正向放热，则ΔH1