一、原理综合题型的解题方法及思路
该类试题考查的是高中化学主干知识，试题难度一般较大，特别是原理综合题型，将多个知
识点组合在一起，客观上增加了思维容量。解题时要采用逐个分析、各个击破的方法，认真分析
每个小题考查的知识点，迅速转变思路，防止在一个知识点、一个思路上“走到底”。
平常训练应注重计算能力(重点训练平衡常数以及转化率的计算)、语言表述能力(利用平衡原
理解释实际问题)的培养，提高解读图像的能力，掌握解题技巧。电化学应重点掌握电极反应式
的书写技巧以及有关电池参数方面的计算，应用盖斯定律解题时要先确定热化学方程式的组合关
系，再确定ΔH 间的计算关系。
二、相关知识储备
1.化学反应速率题中应注意的问题
（1）对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响且影响趋势相同，但影响值不
同。升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小;反之，降温对吸热反应影响较小，对放热
反应影响较大。
（2）计算化学反应速率时，要特别注意时间、体积和浓度等单位的换算。
2.盖斯定律的应用技巧
盖斯定律的应用主要是利用给定的热化学方程式求某热化学方程式的反应热，技巧如下:
（1）确定要消掉的物质:凡是待求的热化学方程式中没有而给定的热化学方程式中有的物
质，都属于要消掉的物质。消物质时根据“同侧相减，异侧相加”的原则，从而快速确定给定的热
化学方程式的反应热是用加法还是用减法。
（2）调整化学计量数:如果要消掉的物质的化学计量数不同，则要调整热化学方程式的化学
计量数，使要消掉的物质的化学计量数相等(其余物质的化学计量数也作同倍数的变化)，从而可
快速确定给定热化学方程式的反应热需要乘的倍数。
（3）注意检查核对:得到反应热的计算式后，一定要核对一下求得的反应热是不是与所求热
化学方程式的化学计量数相对应。
3.平衡计算的应用技巧
（1）平衡常数的应用:反应的化学方程式确定后，该反应的平衡常数只与温度有关;温度不
变，该反应的平衡常数就不变，所以利用平衡常数常可以处理多次投料问题。
（2）常用的计算思路:涉及平衡的计算常利用“三段式”法，要注意几个关系的应用，反应物
的 c(平)=c(初)-c(转)，生成物的 c(平)=c(初)+c(转)，反应物的 c(初)×α=反应物的 c(转)，不同物质
的 c(转)之比等于它们对应的化学计量数之比。
4.原电池电极反应式的直接书写技巧
原电池的电极反应式的本质是一个氧化还原反应的某个半反应，即氧化反应(在原电池的负
极上发生)或还原反应(在原电池的正极上发生)。因此在书写电极反应式时，首先找到两对物质，
氧化剂+ne- 还原产物、还原剂-ne- 氧化产物，然后结合电解质溶液中存在的微粒、电极
反应式两边电荷守恒以及原子守恒，确定应该添加的其他物质，最后再配平。
如写出“Pb-PbO2-稀 H2SO4”构成的原电池负极和正极的电极反应式。负极 Pb 失去电子变为
Pb2+，而 Pb2+能结合电解质溶液中的 S 2-
4SO 生成难溶物 PbSO4，因此依据离子方程式的保留原则，
得到负极反应式:Pb+ 2-
4SO -2e- PbSO4;正极 PbO2 得电子生成 Pb2+， Pb2+能与电解质溶液中的
2-
4SO 结合生成难溶物 PbSO4，化合价不变的氧离子与氢离子结合生成水，结合离子方程式的书
写原则，得到正极反应式:PbO2+ 2-
4SO +4H++2e- PbSO4+2H2O(注意 PbO2 不溶于水，书写离子
方程式时不能拆)。
5.电离平衡、水解平衡和溶解平衡题中应注意的问题
（1）书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆符号连接。
（2）分析离子的存在形式时要考虑弱酸、弱碱的电离和离子能否发生水解。
（3）分析离子浓度大小时要考虑酸、碱、盐对水电离的影响。
（4）利用溶度积常数分析沉淀是否能完成转化时，要考虑溶解平衡式中阴阳离子系数与溶
度积常数的关系，溶度积大的其溶解度不一定大。
6.分析图像与作图时的解题步骤
考向一 平衡与反应热的结合
此类试题主要考查速率、平衡和反应热的知识，反应热知识考查的方式有以下几种:①给
出两个或两个以上热化学方程式，计算另一个反应的反应热或书写其热化学方程式;②给出几种
物质的燃烧热，书写某反应的热化学方程式或计算某反应的反应热;③分析图像计算反应热或书
写热化学方程式;④根据键能结合盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式。
1.CH4-CO2 催化重整不仅可以得到合成气(CO 和 H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答
下列问题:
（1）CH4-CO2 催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·mol-1。有利于提高 CH4 平衡转化率的条件是 (填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行重整反应，达到平
衡时 CO2 的转化率是 50%，其平衡常数为 mol2·L-2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据
如下表:
积碳反应
CH4(g) C(s)+2H2(g)
消碳反应
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
ΔH/(kJ·mol-1) 75 172
活化能/
(kJ·mol-1)
催化
剂 X 33 91
催化
剂 Y 43 72
①由上表判断，催化剂 X Y(填“优于”或“劣于”)，理由
是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某
催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应
的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
A.K 积、K 消均增加
B.v 积减小、v 消增加
C.K 积减小、K 消增加
D.v 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k 为速率常
数)。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则 pa(CO2)、pb(CO2)、
pc(CO2)从大到小的顺序为 。
解析▶ （1）根据盖斯定律计算，催化重整反应的ΔH=-111 kJ·mol-1×2-(-394 kJ·mol-1)-(-75
kJ·mol-1)=+247 kJ·mol-1 ;催化重整反应的正反应为吸热反应，故升高温度能使平衡向正反应方向
移动，甲烷的转化率增大;又因为催化重整反应的正反应为气体分子数增大的反应，故减小压强，
能使平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，所以 A 项正确。
已知反应:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始: 2 mol 1 mol 0 0
转化:0.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol
平衡:1.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol
由于容器体积为 2 L，则平衡常数
K== mol2·L-2。
（2）①由题中表格数据可知，相对于催化剂 X，催化剂 Y 对应的积碳反应的活化能大，积
碳反应的速率小，而消碳反应的活化能相对较小，消碳反应速率大，所以催化剂 Y 优于催化剂
X ;因为积碳反应和消碳反应的反应热均大于 0，正反应均为吸热反应，所以升高温度，积碳反应
和消碳反应的平衡常数均增大;由图可知，当积碳反应和消碳反应达到平衡状态后，升高温度，
积碳量减小，所以升高温度时，消碳反应速率增大的倍数大于积碳反应速率增大的倍数，故 A、
D 两项正确。
②催化剂上积碳反应的速率方程为 v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5，CO2 的压强越大，积碳反应的速
率越小，则积碳量越小，由图中积碳量曲线可知:pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。
答案▶ （1）+247 A
（2）①劣于 相对于催化剂 X，催化剂 Y 对应积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，
而消碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大 AD
②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
1.运用盖斯定律时需要注意热化学方程式在加减或调整倍数的同时，ΔH 也要相应地加减或
调整倍数，同时需要注意ΔH 的符号。
2.在用键能求算反应热时需要注意是用反应物总键能减去生成物总键能，并且要正确判断每
摩尔物质中所含化学键的物质的量。
考向二 平衡与电化学的结合
此类试题考查的知识点是平衡与电化学知识的综合，重点考查原电池电极反应式的书写、电
解池中离子移动方向的判断等。
2.CO2 是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
（1）CO2 可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH=13，CO2 主要转化为 (写离子符号);
若所得溶液 c( -
3HCO )∶c( 2-
3CO )=2∶1，溶液 pH= 。(室温下，H2CO3 的
K1=4×10-7;K2=5×10-11)
（2）CO2 与 CH4 经催化重整，制得合成气:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
键能
/kJ·mol-1
413 745 436 1075
则该反应的ΔH= 。分别在 V L 恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入 CH4
和 CO2 各 1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 (填“A”
或“B”)。
②按一定体积比加入 CH4 和 CO2，在恒压下发生反应，温度对 CO 和 H2 产率的影响如图 3 所示。
此反应优选温度为 900 ℃的原因是 。
图 3
图 4
（3）O2 辅助的 Al-CO2 电池工作原理如图 4 所示。该电池电容量大，能有效利用 CO2，电池反
应产物 Al2(C2O4)3 是重要的化工原料。
电池的负极反应式: 。
电池的正极反应式:6O2+6e- 6 -
2O
6CO2+6 -
2O 3 2-
2 4C O +6O2
反应过程中 O2 的作用是 。
该电池的总反应式: 。
解析▶ （1）CO2 可以被 NaOH 溶液捕获。若所得溶液 pH=13，因为溶液的碱性较强，所以
CO2 主要转化为 2-
2 4C O 。若所得溶液 c( -
3HCO )∶c( 2-
3CO )=2∶1，则根据第二步电离平衡常数
K2= = =5×10-11，所以氢离子浓度为 1×10-10 mol·L-1，pH=10。
（2）①化学反应的焓变应该等于反应物键能之和减去生成物的键能之和，所以焓变为
(4×413+2×745) kJ·mol-1-(2×1075+2×436) kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1。初始时容器 A、B 的压强相等，
A 容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)，B 容器恒压，压强不变，所以
达平衡时压强一定是 A 中大，B 中小，此反应压强减小平衡正向移动且正反应为吸热反应，所
以 B 容器更有利于反应正向进行，吸收的热量更多。
②根据图 3 可知，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，
经济效益会下降，所以选择 900 ℃为反应最佳温度。
（3）电池的负极为 Al，Al 失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以 Al 失电子应转化为
Al3+，电极反应式为 Al-3e- Al3+(或 2Al-6e- 2Al3+)。根据电池的正极反应，氧气在反应前
后没有变化，故为催化剂。将两极的电极反应式加和得到总反应为 2Al+6CO2 Al2(C2O4)3。
答案▶ （1） 2-
3CO 10
（2）①+120 kJ·mol-1 B ②900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，
但能耗升高，经济效益降低
（3）Al-3e- Al3+(或 2Al-6e- 2Al3+) 催化剂 2Al+6CO2 Al2(C2O4)3
1.在书写原电池电极反应式时要注意溶液的酸碱性，适当地在电极反应式两边添加 H+、OH-、
H2O 等，以遵循电荷守恒和质量守恒。
2.在书写电解池的电极反应式时，如果氢离子或氢氧根离子来自水，则电极反应式中要写水。
3.在进行电化学计算时关键是抓得失电子守恒。
考向三 平衡与电解质溶液的结合
对电解质溶液的考查主要集中在溶度积常数的计算、电离平衡常数的计算、盐类水解平衡的
应用等。
3.砷(As)是第四周期ⅤA 族元素，可以形成 As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4 等化合物，有着广
泛的用途。回答下列问题:
（1）画出砷的原子结构示意图: 。
（2）工业上常将含砷废渣(主要成分为 As2S3)制成浆状，通入 O2 氧化，生成 H3AsO4 和单质硫。
写出发生反应的化学方程式: 。该反应需要在加压下进行，
原因是 。
（3）已知:
As(s)+H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+ 1
2 O2(g) H2O(l) ΔH2
2As(s)+O2(g) As2O5(s) ΔH3
则反应 As2O5(s) +3H2O(l) 2H3AsO4(s)的ΔH= 。
（4）298 K 时，将 20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2 和 20 mL NaOH 溶液混合，发
生反应:As (aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As (aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中 c(As )与反应时间(t)
的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是 (填标号)。
a.溶液的 pH 不再变化 b.v(I-)=2v( 3-
3AsO )
c. 不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1
②tm 时，v 正 v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm 时 v 逆 tn 时 v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。
④若平衡时溶液的 pH=14，则该反应的平衡常数 K 为 。
解析▶ （1）As 位于元素周期表中第四周期ⅤA 族，说明 As 核外有 4 个电子层，最外层有
5 个电子，故原子结构示意图为 。
（2）由题意知 As2S3+O2 H3AsO4+S，As2S3 中 As 元素的化合价由+3 价升高到+5 价，S
元素的化合价由-2 价升高到 0 价，1 mol As2S3 共失去 10 mol 电子，1 mol O2 得到 4 mol 电子，根
据得失电子守恒可得:2As2S3+5O2 4H3AsO4+6S，再由原子守恒可得化学方程式为
2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S。该反应加压时，反应物 O2 的浓度增大，反应速率加快，平
衡右移，同时能提高 As2S3 的转化速率。
（3）将已知三个热化学方程式分别编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2-②×3-③可
得:As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s) ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。
（4）①溶液 pH 不变时，c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态，a 项正确;根据离子方程式
可知，始终存在速率关系 v(I-)=2v( 3-
3AsO )，反应不一定处于平衡状态，b 项错误;由于 3-
3AsO 与
3-
4AsO 的总量一定，当 不再变化时，c( 3-
3AsO )、c( 3-
4AsO )均保持不变，反应建立平
衡，c 项正确;由图像可知，建立平衡时 c(I-)=2c( 3-
4AsO )=2y mol·L-1，因此当 c(I-)=y mol·L-1 时，
反应没有建立平衡，d 项错误。
②tm 时，反应正向进行，故 v 正大于 v 逆。
③由于生成物 3-
4AsO ，tm 时的浓度小于 tn 时的浓度，因 v 逆的大小取决于生成物浓度的大小，
故 tm 时的 v 逆小于 tn 时的 v 逆。
④反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)=3x mol·L-1× =x
mol·L-1，同理，c(I2)=x mol·L-1，平衡时溶液的 pH=14，则 c(OH-)=1 mol·L-1，反应情况如下:
3-
3AsO (aq)+I2(aq)+2OH-(aq) 3-
4AsO (aq)+2I-(aq)+H2O(l)
起始浓度
/mol·L-1 x x 0 0
平衡浓度
/mol·L-1 x-y x-y 1 y 2y
K= =。
答案▶ （1）
（2）2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 增加反应物 O2 的浓度，提高 As2S3 的转化速率
（3）2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
（4）①ac
②大于
③小于 tm 时生成物浓度较低
④
1.多种溶液混合后，求算某溶液浓度时需要注意总体积变化引起的溶液浓度变化。
2.在进行有关电离和水解平衡常数计算时，注意抓住两个关系式:
（1）一元弱酸一元强碱盐:Kh= 。
（2）一元强酸一元弱碱盐:Kh= 。
3.利用水解原理除杂时注意控制好溶液的 pH，不能引入新的杂质，如 MgCl2 溶液中混有少
量 FeCl3 杂质，除杂时不能加 NaOH、NH3·H2O 等可溶性碱，否则会引入 N、Na+等杂质。
4.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会
转化成溶解度更小的沉淀。
1．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，在0-3分钟内各物质的量的变化情况如图所示(A，
B，C 均为气体，且 A 气体有颜色)。
（1）该反应的的化学方程式为___________。
（2）反应开始至 2 分钟时，B 的平均反应速率为___________mol／(L·min)
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是___________
a．v(A)= 2v(B)
b．容器内各物质的物质的量相等
c．v 逆(A)=v 正(C)
d．容器内气体的颜色保持不变
（4）由图求得平衡时 A 的体积分数___________
【答案】（1）2A+B 2C （2） 0.1mol·(L·min)-1 （3） cd （4） 37.5%
【详解】
（1） 由图象可以看出，A、B 的物质的量逐渐减小，则 A、B 为反应物，C 的物质的量逐渐增
多，所以 C 为生成物，当反应到达 2min 时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学
反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，
所以反应的化学方程式为：2A+B⇌2C，故答案为：2A+B⇌2C；
（2） 由图象可以看出，反应开始至 2 分钟时，△n（B）=1mol，B 的平均反应速率为：
1
5
2min
mol
L
=0.1mol/（L•min），故答案为：0.1 mol·(L·min)-1；
（3） a．v(A)=2v(B)，没有说明正反应和逆反应的关系，则无法判断反应是否达到平衡，故 a
错误；
b．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状
态，故 b 错误；
c．在该反应中 A 和 C 的计量数相等，当 v 逆(A)=v 正(C)时，正逆反应速率相等，说明反应已达平
衡状态了，故 c 正确；
d．只有 A 为有色物质，当容器内气体的颜色保持不变，说明各组分的浓度不再变化，该反应已
经达到平衡状态，故 d 正确；
故答案为：cd；
（4） 由图可知，达平衡时，A、B、C 的物质的量分别为 3mol、1mol、4mol，A 的体积分数为
3 100% 37.5%3 1 4
mol
mol mol mol
；故答案为：37.5%。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算，明确图象曲线变化的意义为解答关键，注意掌握化学平衡状态特征、
化学反应速率概念。
2．CO2 的回收利用对减少温室气体排放，改善人类生存环境具有重要意义。
（1）利用 CO2 和 CH4 重整可制合成气(主要成分为 CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方
程式如下：
①CH4(g)═C(g)+2H2(g)△H=+75.0 kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+4l.0 kJ•mol-1
③CO(g)+H2(g)═C(g)+H2O(g)△H=-131.0 kJ•mol-1
则反应 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的 △H=___________ 。
（2）CO2 可经过催化氢化合成乙烯。反应的化学方程式为： 2CO2(g)+6H2(g)
CH2=CH2(g)+aM(g) △H。 在 2L 密闭容器中充入 2 molCO2 和 n molH2，在一定条件下发
生反应，CO2 的转化率与温度、投料比 X｛X= 2
2
n(H )
n(CO ) ｝的关系如图所示：
①M 的化学式为___________ ， a=___________ 。
②A、B 两点对应的平衡常数：Ka___________Kb (填“>”“”“”或“”“＜”或“=”)；
③400 ℃时，反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为_______。当测得 NH3、N2 和 H2
物质的量分别为 3 mol、2 mol 和 1 mol 时，则该反应的 v(N2)正_______v(N2)逆(填“>”“＜” 或
“=”)。
（4）根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确是
_______。
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
（5）请分析 0.1 mol·L-1 NaHCO3 溶液显碱性原因的离子方程式_______。
（6）实验室中配制 FeCl3 溶液时常加入_______溶液以抑制其水解，若把 NaHCO3 和 FeCl3 溶
液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为_______。
【答案】（1）0.05 mol•L-1 50% （2） CD （3） K=
2
3
3
2 2
NH
N H
c
c c
> 2 >
（4） C （5） -
3HCO +H2O H2CO3+OH- （6） 盐酸 3 -
3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓
【详解】
（1）在 5 分钟时反应达到平衡，此时测得 NH3 的物质的量为 0.2 mol，则消耗的 N2 的物质的
量为 0.1 mol，剩余的 N2 的物质的量为 0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol，c(N2)= 0.1mol
2L = 0.05 mol•L-1；
平衡时剩余的 H2 的物质的量为 0.3 mol，平衡转化率为 0.3mol 100%=50%0.6mol
。
（2） A．加催化剂只能改变化学反应速率，不改变转化率，故 A 错误；
B．增大容器体积，相当于减小压强，平衡逆向移动，H2 的转化率降低，故 B 错误；
C．反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，H2 的转化率升高，故 C 正确；
D．加入一定量 N2，平衡向正反应方向移动，H2 的转化率升高，故 D 正确；
故答案为 CD。
（3）①化学平衡常数 K 为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，表达式为
K=
2
3
3
2 2
NH
N H
c
c c
。
②该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，温度越高平衡常数越小，故，K1＞
K2。
③400 ℃时，反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数 K 的值与反应
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 的平衡常数呈倒数，所以 K= 1
0.5 =2；当测得 NH3、N2 和 H2 物质的
量分别为 3 mol、2 mol 和 1 mol 时，容器的体积为 0.5 L，则 NH3、N2 和 H2 物质的量浓度分
别为 6 mol•L-1、4 mol•L-1、2 mol•L-1，此时浓度商 Qc=
3
2
4 2 8
6 9
＜K=2，说明反应向正反应方
向进行，则该反应的 v(N2)正＞v(N2)逆。
（4） A．根据影响化学反应速率的因素，可指导怎样在一定时间内快出产品，故 A 正确；
B．结合影响化学平衡的因素，采用合适的外界条件，使平衡向正反应移动，可提高产率，故 B
正确；
C．催化剂只能改变化学反应速率，不能提高产品产率，故 C 错误；
D．在一定的反应速率的前提下，尽可能使平衡向正反应方向移动，可提高化工生产的综合经济
效益，故 D 正确；
故答案为 C。
（5） -
3HCO 水解生成 OH-，使溶液显碱性，反应的离子方程式为 -
3HCO +H2O H2CO3+OH-。
（6） FeCl3 溶液中的 Fe3+会发生水解生成 Fe(OH)3 和 H+，时常加入盐酸溶液以抑制其水解；
NaHCO3 和 FeCl3 溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为
3 -
3HCO +Fe3+=3CO2↑+Fe(OH)3↓。
11．氮和硫的化合物在工农业生产、生活中具有重要应用。请回答下列问题：
（1）航天领域中常用 N2H4 作为火箭发射的助燃剂。N2H4 与氨气相似，是一种碱性气体，易溶
于水，生成弱碱 N2H4·H2O。用电离方程式表示 N2H4·H2O 显碱性的原因_______。
（2）在恒温条件下，1 mol NO2 和足量 C 发生反应：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，测
得平衡时 NO2 和 CO2 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：
①A、B 两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)_______ Kc(B)(填“＜”或“>”或“=”)。
②A、B、C 三点中 NO2 的转化率最高的是_______(填“A”或“B”或“C”)点。
③计算 C 点时该反应的压强平衡常数 Kp=_______(写出计算结果，Kp 是用平衡分压代替平衡浓
度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（3）亚硝酸的电离平衡常数 Ka=5.1×10-4(298K)。它的性质和硝酸很类似。已知 298K 时，H2CO3
的 Ka1=4.2×10-7；Ka2=5.61×10-11.向含有 2mol 碳酸钠的溶液中加入 1mol 的 HNO2 后，则溶液中
CO 2-
3 、HCO -
3 和 NO -
2 的离子浓度由大到小是_______。
（4）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4 的形成固定下来，但产生的 CO 又会与 CaSO4 发
生化学反应，相关的热化学方程式如下：
① CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②CaSO4(s)+ 4CO(g) CaS(s)+ 4CO2(g) △H= -189.2kJ•mol-1
反应 CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=_______kJ•mol-1；
（5）H2S 气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在 0.10 mol·L-1H2S 溶液中，通入
HCl 气体或加入 NaOH 固体以调节溶液 pH，溶液 pH 与 c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、
H2S 的挥发)。
①pH=13 时，溶液中的 c(H2S)+c(HS-)=_______mol·L-1；
②某溶液含 0.010 mol·L-1Fe2+和 0.10 mol·L-1H2S，当溶液 pH=_______时，Fe2+开始沉淀。（已知：
KSP(FeS)=1.4×10-19）
【答案】（1）N2H4·H2O N2H +
5 +OH-(或 N2H4+H2O N2H +
5 +OH-) （2） = A 4
MPa （3） c(HCO -
3 )>c(NO -
2 )>c(CO 2-
3 ) （4） -399.7 （5） 0.043 2
【分析】
（2）①平衡常数只受温度影响；
②增大压强平衡向气体体积减小的方向移动；
③在 C 点时，二氧化碳与二氧化氮的浓度相等，根据反应 2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g)，可知
氮气的浓度为二氧化碳的一半，据此确定各成份气体的体积分数，进而确定反应的压强平衡常数
Kp；
（4）利用盖斯定律将②×4-①可得 CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)⇌CaS(s)+3CO2(g)反应热；
（5）①根据物料守恒进行分析；②根据硫化亚铁的溶度积计算公式进行计算。
【详解】
（1）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，则电离生成 OH-和阳离子，电离方程式为
N2H4·H2O N2H +
5 +OH-，故答案为：N2H4·H2O N2H +
5 +OH-；
（2）①平衡常数只受温度影响，所以 Kc(A)=Kc(B)，故答案为：=；
②增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以 A、
B、C 三点中 NO2 的转化率最高的是 A 点，故答案为：A；
③在 C 点时，二氧化碳与二氧化氮的浓度相等，根据反应 2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g)，可知
氮气的浓度为二氧化碳的一半，所以混合气体中 CO2 的体积分数为 2
5
，NO2 的体积分数 2
5
，N2
的体积分数 1
5
，所以反应的压强平衡常数
2
2
2 2
p 2 22
2 2(10 ) (10 )p (CO ) p(N ) 5 5= MPa 4MPa2p (NO ) (10 )5
K
，故答案为：4 MPa；
（3）由亚硝酸的电离平衡常数 Ki=5.1×10 -4，H2CO₃的 Ki1=4.2×10-7，Ki2=5.61×10-11，可知溶液
中完全反应生成等物质的量的 Na2CO3、NaHCO3 和 NaNO2，可判断水解程度大小顺序为 CO 2-
3 ＞
NO2-＞HCO -
3 ，CO 2-
3 水解生成 HCO -
3 ，所以溶液中 CO 2-
3 离子、HCO -
3 离子和 NO2-离子的浓度大
小关系为 c(HCO -
3 )>c(NO -
2 )>c(CO 2-
3 )，故答案为：c(HCO -
3 )>c(NO -
2 )>c(CO 2-
3 )；
（4）由盖斯定律可知将②×4-①可得 CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)⇌CaS(s)+3CO2(g)△
H=4×(-47.3kJ•mol-1)-(210.5kJ•mol-1)=-399.7kJ•mol-1，故答案为：-399.7；
（5）①根据图象，pH=13 时，溶液中 c(S2-)=5.7×10-2mol/L，根据物料守恒，则溶液中
c(H2S)+c(HS-)=0.1mol/L-5.7×10-2mol/L=0.043mol/L，故答案为：0.043；
②当 Qc=Ksp(FeS)时开始沉淀，所以
-19
sp(FeS)2- -17
2+
1.4 10(S ) = =1.4 10(Fe ) 0.01
Kc c
，结合图象得出
此时的 pH=2，所以 pH=2 时 Fe2+离子开始沉淀，故答案为：2。
12．“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要
意义。
（1）已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ∙mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ∙mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ∙mol-1
若某反应的平衡常数表达式为 K=
2
2 2
2
2
(N ) (CO )
(NO )
c c
c
，请写出此反应的热化学方程式___。
（2）T℃时，存在如下平衡：2NO2(g) N2O4(g)。该反应正逆反应速率与 NO2、N2O4 的浓度关
系为：v 正=k 正 c2(NO2)，v 逆=k 逆 c(N2O4)(k 正、k 逆是速率常数)，且 lgv 正~lgc(NO2)与 lgv 逆~lgc(N2O4)
的关系如图所示。
①T℃时，该反应的平衡常数 K=___。
②T℃时，往刚性容器中充入一定量 NO2，平衡后测得 c(N2O4)为 1.0mol/L，则平衡时 NO2 的物
质的量分数为___(以分数表示)。平衡后 v 正=__(用含 a 的表达式表示)。
（3）用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向一恒压密
闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和 NO，在 t2 时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。
①则 t2 时刻改变的条件为__。
②t1 时刻的 v 逆__t2 时刻的 v 正(填“＞”“＜”或“=”)。
（4）在恒容密闭容器中发生反应 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H＜0。下列说法正
确的是___。
A．及时分离出生成的尿素，有利于 NH3 的转化率增大
B．反应达到平衡后，混合气体的密度不再发生改变
C．反应在任何温度下都能自发进行
D．当尿素的质量不变时，说明反应达到平衡
【答案】（1）2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-854 kJ∙mol-1（2） 100 1
11 10a （3）
向密闭容器中加入 NO ＜ （4） BD
【详解】
（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ∙mol-1 ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ∙mol-1 ②
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ∙mol-1 ③
若某反应的平衡常数表达式为 K=
2
2 2
2
2
(N ) (CO )
(NO )
c c
c
，则反应为 2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)，
将②×2-①-③，得ΔH=(-393.5×2+114-181) kJ∙mol-1=-854 kJ∙mol-1，此反应的热化学方程式为
2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -854 kJ∙mol-1。答案为：2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)
ΔH= -854 kJ∙mol-1；
（2）由化学方程式可知，v 正的斜率更大一些，从而得出 lg v 正=a+2，lg v 逆=a，则 lg v 正=lgk 正+2lg
c(NO2)= lgk 正=a+2，k 正=10（a+2），lg v 逆=a，则 lg v 逆= lgk 逆+lg c(N2O4)= lgk 逆=a，k 逆=10a。
①T℃时，该反应的平衡常数 K=
(a 2)10= 10a
k
k
正
逆
=100。
②T℃时，往刚性容器中充入 x mol/LNO2，平衡后测得 c(N2O4)为 1.0mol/L，则可建立如下三段
式：
2 2 42NO N O
(mol/L) 0
(mol/L) 2 1
(mol/L) 2 1
x
x
起始量
变化量
平衡量
K= 2
1 =100( -2)x
，x=2.1mol/L，则平衡时 NO2 的物质的量分数为 0.1
1.1 = 1
11
。平衡后 v 正=10（a+2）
×0.12=10a。答案为：100； 1
11
；10a；
（3）①因为恒压容器中，改变条件的瞬间，逆反应速率减小，但平衡正向移动且达平衡后，逆
反应速率与原平衡时相同，所以 t2 时刻改变的条件为向密闭容器中加入 NO。
②t2 时刻，充入 NO，反应物的浓度增大，正反应速率增大，所以 t1 时刻的 v 逆＜t2 时刻的 v 正。
（4）A．因为尿素呈固态，所以及时分离出生成的尿素，对 NH3 的转化率没有影响，A 不
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