高考化学复习材料
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正
＝________eV，写出该步骤的化学方程式
___________________________________________________________________。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
－
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率v(a)＝________kPa·min－1。467℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。
解析 (1)由题给信息①可知，H2(g)＋CoO(s)
Co(s)＋H2O(g)(ⅰ) K1＝
Co(s)＋CO2(g)(ⅱ)
c(H2O)1－0.025 0
＝＝39，由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)c(H2)0.025 0
c(CO2)1－0.019 2K2＝＝≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故Co还
c(CO)0.019 2
原氧化钴的倾向大于H2。
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(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由(ⅱ)－(ⅰ)得CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) K＝
K251.08＝≈1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的K139
量都为1 mol，容器体积为1 L，在721 ℃下，反应达平衡时H2的物质的量为x mol。
CO(g) ＋ H2O(g)
H2(g) ＋ CO2(g)
起始 1 mol 1 mol 0 0 转化 x mol x mol x mol x mol 平衡 (1－x)mol (1－x)mol x mol x mol
x2
K＝＝1.31，若K取1，则x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若K取4，则x≈0.67，φ(H2)
(1－x)2
≈0.33。氢气的物质的量分数介于0.25与0.33之间，故选C。
(3)观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质相对能量与起始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。
(4.08－3.80)kPa(4)由题图可知，30～90 min内v(a)＝＝0.004 7 kPa·min－1。水煤气
90 min－30 min变换中CO是反应物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489 ℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 ℃时
pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467 ℃时pCO随时间变化关系的曲线。
答案 (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*) (4)0.004 7 b c a d
4．二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳气藏，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提浓，合理利用，意义重大。
(1)在空间站中常利用CO2(g)＋2H2(g)
C(s)＋2H2O(g)，再电解水实现O2的循
环利用，350 ℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入8 mol H2和4 mol CO2发生以上反应。
①若反应起始和平衡时温度相同(均为350 ℃)，测得反应过程中压强(p)随时间(t)的
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变化如图中a所示，则上述反应的ΔH________0(填“＞”或“＜”)；其他条件相同时，若仅改变某一条件，测得其压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线b所示，则改变的条件是_________________________________________________。
②图是反应平衡常数的对数与温度的变化关系图，m的值为________________。
(2)CO2在 Cu－ZnO催化下，同时发生如下反应Ⅰ，Ⅱ，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＜0
Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＞0
保持温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量及总压强如下表：
起始/mol 平衡/mol CO2 0.5 H2 0.9 CH3OH(g) 0 CO 0 H2O(g) 0 0.3 总压强/kPa p0 p n＝
n 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时，p0＝1.4p，则表中___________________________________________________________________；
反应1的平衡常数Kp＝____________(kPa)－2。(用含p的式子表示)
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(3)Al－CO2电池是一种以低温熔融盐[Al2(CO3)3]为电解质，以完全非碳的钯Pd包覆
－
纳米多孔金属为催化剂正极的可充电电池。正极反应为：3CO2＋4e－===2CO23＋C，则
生成Al的反应发生在________极(填“阳”或“阴”)，该电池充电时反应的化学方程式为___________________________________________。
解析 (1)①根据PV＝nRT，此反应V一定，正反应n在减小，图像显示压强在增大，确定温度在升高，所以正反应为放热反应，ΔH＜0；根据图像分析发现b线相对于a线不同点只是速率加快，达到平衡时间缩短，确定改变的条件是催化剂；
② CO2(g)＋2H2(g)
C(s)＋2H2O(g)
c(初) 2 4 0
Δc x 2x 2x
c(平) 2－x 4－2x 2x
(2－x＋4－2x＋2x)/(2＋4)＝5/6，解得x＝1。 22
K＝＝1，lgK＝lg1＝0
1×22
(2)根据表格列出各物质物质的量变化： Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0
Δn n 3n n n Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＞0
Δn 0.3－n 0.3－n 0.3－n 0.3－n
平衡时各物质的量为：CO2(g)：0.5－n－0.3＋n＝0.2 mol H2(g)：0.9－3n－0.3＋n＝0.6－2n
CH3OH(g)：n H2O(g)∶0.3 CO(g)：0.3－n 根据T、V一定时，压强比等于物质的量之比， 0.5＋0.9p0
＝＝1.4，
0.2＋0.6－2n＋n＋0.3＋0.3－np计算得出n＝0.2。 平衡后物质的总量：
0．2＋0.6－2×0.2＋0.2＋0.3＋0.3－0.2＝1.0 mol 平衡后各物质分压：CO2(g)：(0.2/1)p＝0.2p
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H2(g)：(0.2/1)p＝0.2p CH3OH(g)：(0.2/1)p＝0.2p H2O(g)：(0.3/1)p＝0.3p
Kp＝
0.2p×0.3p75
＝。
(0.2p)3×0.2p2p2
(3)因为放电时Al－3e－===Al3＋，则充电时应该是Al3＋＋3e－===Al，得电子为阴极反应；充电时总反应方程式为放电时的逆反应。
答案 (1)①＜ 加入催化剂 ② 0 75
(2)0.2 2p2
电解
(3)阴 2Al2(CO3)3＋3C=====4Al＋9CO2
【课后总结】 1．题型特点
这类试题往往以化学反应速率，化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段，综合考查关联知识，关联知识主要有：
(1)ΔH符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算ΔH。
(2)化学反应速率的计算与比较，外因对化学反应速率的影响(浓度、压强、温度、催化剂)。
(3)平衡常数、转化率的计算，温度对平衡常数的影响；化学平衡状态的判断，用化学平衡的影响因素进行分析和解释。
(4)在多层次曲线图中反映化学反应速率、化学平衡与温度、压强、浓度的关系。 2．解答化学平衡移动问题的步骤
(1)正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态，气体体积变化、反应的热效应。 (2)明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。
(3)结合图像或K与Q的关系，平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。
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【原创】2020届高考化学考前冲刺提分训练：能量与化学平衡综合型【答案+详解、课后总结】
