专题一 化学反应原理图像与图表综合分析

图b
①通过 BaO 和 Ba(NO3)2的相互转化实现 NOx的储存和还原。 储存 NOx 的物质是___B_a_O___。
②用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还原 过程，该过程分两步进行，图 b 表示该过程相关物质浓度随时间
的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比 是__8_:_1____。
衡正向移动，平衡常数增大
(3)如果要进一步提高 H2S 的平衡转化率，除改变温度、压 强外，还可以采取的措施有
____及__时__分__离__出__产__物______________________________。
解的答题模板 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论 (或结果)
解题思路：排除干扰信息的一般步骤：第一步，从储备的知 识中列出符合题中“部分”条件的所有可能；第二步，找到题目 中“剩余”的限定条件——即“题眼”，寻找“题眼”时要仔细 分析、深入推敲题中特殊的物质、特殊的现象、特殊的变化和特 殊的过程，准确理解其真正含义；第三步，从列出的所有可能中， 筛选出符合限定条件的信息。
(3)如果采用 NaClO、Ca(ClO)2 替代 NaClO2，也能得到较好 的烟气脱硫效果。
从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2 相比 NaClO2 具有的优点是 形成_硫__酸__钙__沉__淀__，__反__应__平__衡__向__产__物__方___向__移__动__，__S_O_2_转__化__率__提__高__ _____________________。
的增大，H/M 逐渐增大；在 AB 段，MHx 与氢气发生氢化反应生
成氢化物 MHy，氢化反应方程式为 zMHx(s)＋H2(g) zMHy(s)
ΔH1(Ⅰ)；在 B 点，氢化反应2结束，进一步增大氢气压强，H/M 几乎不变。反应(Ⅰ)中 z＝_y_－__x____(用含 x 和 y 的代数式表示)。 温度为 T1 时，2 g 某合金 4 min 内吸收氢 240 mL，吸氢速率 v＝ ____3_0___ mL·g － 1·min － 1 。 反 应 Ⅰ 的 焓 变 ΔH1____<____0( 填 “>”“<”或“＝”)。
专题一 化学反应原理图像与图表综合分析
一、反应速率与化学平衡 【示例 1】 在密闭容器中充入一定量 H2S，发生反应 2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g) ΔH＝＋169.8 kJ·mol－1。下图为 H2S 气体的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为_p_1<_p_2_<_p_3_，理由是 该__反__应__的_正__反__应_是__气__体__分_子__数__增_大__的__反__应_，__其__他_条__件__不__变_时__，_。减小压
②海水中含有 Ca2＋、Mg2＋、HCO－ 3 等杂质离子，处理过程中 装置的阴极易产生水垢，其主要成分是 Mg (OH)2 和 CaCO3。生 成 CaCO3 的离子方程式是
___C_a_2_＋_＋__H__C_O_－ 3_＋__O__H_－_=_=__=_C_a_C_O__3↓___＋__H_2_O___________。
问题 2
【训练 3】 SO2 是主要的大气污染气体，利用化学反应原 理是治理污染的重要方法。工业上用 Na2SO3 吸收尾气中 SO2 使 之转化为 NaHSO3，再以 SO2 为原料设计原电池，然后电解(惰性 电极)NaHSO3 制取 H2SO4，装置如下：
(1)甲图中 A 电极反应式为 ___S_O__2＋__2_H__2_O_－__2_e_－_=_=_=_4_H__＋_＋__S_O_24_－_____________。 (2)甲图中 B 与乙图___D_____(填“C”或“D”)极相连，进 行电解时乙图 Z 中 Na＋向__Y______(填“Y”或“W”)中移动。
(2)η 表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量 占其总吸氢量的比例，则温度为 T1、T2 时，η(T1)__>______η(T2)(填 “>”“<”或“＝”)。当反应(Ⅰ)处于图中 a 点时，保持温度不 变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于 图中的_____c___点(填“b”“c”或“d”)。
_温__度__升__高__，__C_O__含__量__升__高__，__C_O__2 _含__量__减__少__，__反__应__向__生。成 CO 的方向进行
(2)SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件 下的 NOx 排放。
NSR(NOx 储存还原)工作原理： NOx 的储存和还原在不同时段交替进行，如图 a 所示。
__N_O__溶__解__度__较__低__(_或__脱__硝__反__应__活__化__能__较__高__)__________。
(2)在不同温度下，NaClO2 溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2 和 NO 的平衡分压 pc 如图所示。
由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数 均____减__小__(填“增大”、“不变”或“减小”)。
_温__度__较__低__，__反__应__速__率__慢__；__压__强__太__大__，__成__本__高________。
二、电解质溶液与能量转化 【示例 2】 H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法” 工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通 过)：
问题 1：分析产品室可得到 H3PO2 的原因? 阳极室的 H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO－ 2 穿 过阴膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2
(3)阴极是亚硫酸氢根离子反应生成亚硫酸根离子和氢气，
电极反应式为 2HSO－ 3 ＋2e－===2SO23－＋H2↑。右侧为阳极室，电 极反应式为 HSO－ 3 ＋H2O－2e－===SO24－＋3H＋。
【训练 4】 海水淡化具有广泛的应用前景，淡化前需对海 水进行预处理。
(1) 通 常 用 明 矾 [K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O] 作 混 凝 剂 ， 降 低 浊 度。明矾水解的离子方程式是
解析：
(1)从题目信息可知，二氧化硫反应生成硫酸，所以二氧化 硫作负极，失去电子和水结合生成硫酸，电极反应式为 SO2＋ 2H2O－2e－===4H＋＋SO24－。
(2)甲图中 A 为负极，B 为正极，因为乙图中 C 极附近加入 亚硫酸氢钠得到亚硫酸钠，说明氢元素化合价降低生成氢气，所
以 C 极为阴极，连接电源的负极，即 A 连接 C，B 连接 D；进 行电解时乙图中钠离子向阴极移动，即向 Y 中移动。
__A_l_3＋_＋__3_H__2O_____A__l(_O_H__)3_(_胶__体__)_＋__3_H_＋_________________。
(2)用下图所示 NaClO 的发生装置对海水进行消毒和灭藻处 理。
①装置中由 NaCl 转化为 NaClO 过程中的离子方程式： ______2C__Cl__2l__＋－__＋__2__O2__HH____2－O__=__==电__==__=C解__=l__O=__2－__O＋____HC__－__l＋－__＋__C__H__l2__↑2__O__＋____H__2__↑__________________、 ， 总的离子方程式： ___C_l_－_＋__H__2O__=电_=_=解_=_=_C__lO__－_＋__H_2_↑_________________。
③若每隔 5～10 min 倒换一次电极电性，可有效地解决阴极
的结垢问题。
试用电极反应式并结合必要的文字进行解释： 阴极_结__垢__后__倒__换__电__极__电__性__，__阴__极__变___为__阳__极__，__其__电__极__反__应__为___2。Cl －－2e－===Cl2↑，产生的氯气与水发生反应：Cl2＋H2O HCl ＋HClO，使该电极附近溶液呈酸性，从而将 Mg(OH)2 和 CaCO3 溶解而达到除垢的目的
问题 2：早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室 电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极 室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是
产品中混有___H_3_P_O_4_杂质。该杂质产生的原因?
H2PO－ 2 或 H3PO2 被氧化
解题思路： 问题 1
强使平衡正向移动，H2S 的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，p1 条件下 H2S 的平衡转化率最大，p3 条件下 H2S 的平衡转化率最小
(2)该反应平衡常数大小：K(T1)____<____(填“>”“<”或 “＝”)K(T2)，理由是_该__反__应__正__向__是__吸___热__反__应__，__升_。高温度，平
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
问题：氯化过程中 CO 和 CO2 可以相互转化，根据如图判断： CO2 生成 CO 反应的 ΔH____>____0(填“＞”“＜”或“＝”)， 判断依据：
(3)该电解池阴极的电极反应式为 ___2_H_S_O__－ 3 _＋__2_e_－_=_=_=_2_S_O__23－_＋__H__2↑____________________；
阳极的电极反应式为
___H_S_O__－ 3 _＋__H_2_O_－__2_e_－_=_=_=__S_O_24_－_＋__3_H_＋________________。
【训练 2】 在恒温恒容的密闭容器中发生反应 CO(g)＋ 2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝－90.1 kJ·mol－1，下图是温度、压强 与上述反应中 CO 转化率的关系：