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专题 14 化学反应原理综合题
考点 命题趋势
化学反应原理综合题，通常以速率、平衡知识为中心，还常涉及化学反应与能量变
化电解质溶液等内容。主要的命题方向有根据已知热化学方程式书写待求热化学方
程式或直接计算其反应热，电极反应式的书写，化学反应速率的定量计算，外界条
件对化学反应速率与平衡的影响，新情境下平衡状态的判定，平衡常数的表达式及
平衡常数与转化率的计算，速率平衡图像与数据表格分析，电离平衡、水解平衡、
溶解平衡的理解， K(K )及K 的理解与计算等。主要考查考生的信息处理能力、
a b sp
考点1 化学反
学科内综合分析能力、解决生产实际中的具体问题能力。
应原理综合题
原理综合题特别注重对考生图表分析能力的考查。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。随着新高考卷的实行，一些知识点如离子反应与平衡等可以更多
地设置在选择题中，所以今后的化学反应原理综合题主要知识点还是会以化学反应
的热效应、化学反应速率和化学平衡为主，因此考生一定要重视对这方面知识的复
习。
1. (2024·广东卷)酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
（1）酸催化下 与 混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为_______。
②反应a：
已知：
则反应a的 _______。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测
得体系的温度T随时间t的变化如图。据图可知，在该过程中_______。
A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C．催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小
（2）在非水溶剂中，将 转化为化合物ⅱ(一种重要的电子化学品)的催化机理示意图如图，其中的催
化剂有_______和_______。
（3）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定
了两种一元弱酸 (X为A或B)在某非水溶剂中的 。
a．选择合适的指示剂其钾盐为 ， ；其钾盐为 。
b．向 溶液中加入 ，发生反应： 。 起始的物质的量为 ，加入
的物质的量为 ，平衡时，测得 随 的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算 _______。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)②在该溶剂中， _______ ； _______ 。(填“>”“<”或“=”)
2．(2024·北京卷) 是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备 。
（1）方法一：早期以硝石（含 ）为氮源制备 ，反应的化学方程式为：
。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_________。
（2）方法二：以 为氮源催化氧化制备 ，反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为___________________________。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入 和 进行反应。在不同
压强下（ 、 ），反应达到平衡时，测得 转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小
于x点的容器容积的原因_________________________________________________________。
（3）方法三：研究表明可以用电解法以 为氨源直接制备 ，其原理示意图如下。
①电极a表面生成 的电极反应式：__________________。
②研究发现： 转化可能的途径为 。电极a表面还发生iii． 。iii的
存在，有利于途径ii，原因是________________________________________________。
（4）人工固氮是高能耗的过程，结合 分子结构解释原因___________________________。方法三为
的直接利用提供了一种新的思路。
3. (2024·甘肃卷) 是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。（1）由 制备 ：
已知
时，由 制备 硅_______(填“吸”或“放”)热_______ 。
升高温度有利于制备硅的原因是_______。
（2）在催化剂作用下由粗硅制备 ： 。 ，
密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与 和 气体反应， 转
化率随时间的变化如下图所示：
① ，经方式_______处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率
_______ 。
②当反应达平衡时， 的浓度为_______ ，平衡常数K的计算式为_______。
③增大容器体积，反应平衡向_______移动。
4. (2024·湖南卷)丙烯腈( )是一种重要的化工原料。工业上以 为载气，用 作催化剂
生产 的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：（1）总反应
_______(用含 、 、和 的代数式表示)；
（2）进料混合气中 ，出料中四种物质(
、 、 、 )的流量，(单位时间内出料口流出的物质的
量)随时间变化关系如图：
①表示 的曲线是_______(填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入 的作用是_______。
③出料中没有检测到 的原因是_______。
④反应 后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是_______。
（3）催化剂 再生时会释放 ，可用氨水吸收获得 。现将一定量的 固体(含
水)置于密闭真空容器中，充入 和 ，其中 的分压为 ，在 ℃下进行干燥。为
保证 不分解， 的分压应不低于_______ (已知
分解的平衡常数 )；
（4）以 为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得 ，
其阴极反应式_______。
5. (2024·浙江卷6月)氢是清洁能源，硼氢化钠( )是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反
应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为 ， )
请回答：
（1）该反应能自发进行的条件是_______。
A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断
（2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A. 升高溶液温度 B. 加入少量异丙胺C. 加入少量固体硼酸 D. 增大体系压强
（3）为加速 水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变
时，测得反应开始时生氢速率v与投料比 之间的关系，结果如图1所示。请解释
ab段变化的原因_______。
（4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原
理如图2所示，正极上的电极反应式是_______。该电池以 恒定电流工作14分钟，消耗 体积为
，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知：该条件下 的摩尔体积为
；电荷量 电流 时间 ； ； 。]
（5）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制
备方法，将反应副产物偏硼酸钠( )再生为 。(已知： 是反应的自由能变化量，其计算方
法也遵循盖斯定律，可类比 计算方法；当 时，反应能自发进行。)
I．
II．
III．
请书写一个方程式表示 再生为 的一种制备方法，并注明 _______。(要求：反应物不超
过三种物质；氢原子利用率为 。)6. (2024·江苏卷)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
（1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有_______；含CO
和 各1mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得_______ 。
（2）一定条件下，将氮气和氢气按 混合匀速通入合成塔，发生反应
。海绵状的 作催化剂，多孔 作为 的“骨架”和气体吸
附剂。
① 中含有CO会使催化剂中毒。 和氨水的混合溶液能吸收CO生成
溶液，该反应的化学方程式为_______。
② 含量与 表面积、出口处氨含量关系如图所示。 含量大于 ，出口处氨含量下降的
原因是_______。
（3）反应 可用于储氢。
①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的 溶液中通入 ， 产率随
温度变化如图所示。温度高于 ， 产率下降的可能原因是_______。
②使用含氨基物质(化学式为 ，CN是一种碳衍生材料)联合 催化剂储氢，可能机理如图所
示。氨基能将 控制在催化剂表面，其原理是_______；用重氢气(D )代替H，通过检测是否存在
2 2_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
7. (2024·河北卷)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二
(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
。
①若正反应 的活化能为 ，则逆反应的活化能 _______ (用含 正的代数式表
示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入 和其 ，测定 温度下体系达平衡时的 (
为体系初始压强， ，P为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为_______，判断依据为_______。M点 的转化率为_______， 温度下用
分压表示的平衡常数 _______ 。
③下图曲线中能准确表示 温度下 随进料比变化的是_______(填序号)。
（2）1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度
氯化时反应过程为以上各反应的速率方程均可表示为 ，其中 分别为各反应中对应反应物的浓度，
k为速率常数( 分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒
定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，
。
① 时， ，且 内 ，反应进行到 时，
_______ 。
② 时， ，若 产物T的含量可忽略不计，则此时 _______
后，随T的含量增加， _______(填“增大”“减小”或“不变”)。
8. (2024·山东卷)水煤气是 的主要来源，研究 对 体系制 的影响，涉及主要反应如下：
回答列问题：
（1） 的焓变 _______(用代数式表示)。
（2）压力p下， 体系达平衡后，图示温度范围内 已完全反应， 在 温度时
完全分解。气相中 ， 和 摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为_______(填
化学式)。当温度高于 时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
（3）压力p下、温度为 时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应的平衡常数 _______；此时气体总物质的量为 ，则
的物质的量为_______ ；若向平衡体系中通入少量 ，重新达平衡后，分压
将_______(填“增大”“减小”或“不变”)， 将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
9. (2024·新课标卷)Ni(CO) (四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化
4
剂。回答下列问题：
（1）Ni基态原子价电子的轨道表示式为_______。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为 ，镍原
子半径为_______。
（2） 结构如图甲所示，其中含有σ键 的数目为_______， 晶体的类型为_______。
（3）在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时， 体积分数x与温
度的关系如图乙所示。反应 的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)。从
热力学角度考虑，_______有利于 的生成(写出两点)。 、100℃时CO的平衡转化率
α=_______，该温度下平衡常数 _______ 。
（4）对于同位素交换反应 ，20℃时反应物浓度随时间的变
化关系为 (k为反应速率常数)，则 反应一半所需时间
_______(用k表示)。
10. (2024·全国甲卷)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯( )的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
（1）已知如下热化学方程式：
计算反应 的 _____ 。
（2） 与 反应生成 ，部分 会进一步溴化。将 和 。通入密
闭容器，平衡时， 、 与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有 、
和 )。
(i)图中 的曲线是_____(填“a”或“b”)。
(ii) 时， 的转化 _____， _____ 。
(iii) 时，反应 的平衡常数 _____。
（3）少量 可提高生成 的选择性。 时，分别在有 和无 的条件下，将 和
，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。(i)在 之间，有 和无 时 的生成速率之比 _____。
(ii)从图中找出 提高了 选择性的证据：_____。
(ⅲ)研究表明， 参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析 提高 选择性的原因：_____。
11. (2024·湖北卷)用 和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到 ，再制备乙炔是我国科研人员提出的
绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
（1）写出 与水反应的化学方程式_______。
（2）已知 、 (n是 的化学计量系数)。反应、Ⅱ的 与温度的关系曲线见
图1。①反应 在 的 _______ 。
②保持 不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时 _______ ，若将容器体积压缩到
原来的 ，重新建立平衡后 _______ 。
（3）恒压容器中，焦炭与 的物质的量之比为 ， 为载气。 和 下， 产率随
时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为 ，缓慢加热至 时，实验表明 已全部消耗，此时反应体系中含 物种为
_______。
② 下，反应速率的变化特点为_______，其原因是_______。
12. (2024·黑吉辽卷)为实现氯资源循环利用，工业上采用 催化氧化法处理 废气：
。将 和 分别以不同起
始流速通入反应器中，在 和 下反应，通过检测流出气成分绘制 转化率( )曲线，
如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。回答下列问题：
（1） _______0(填“>”或“<”)； _______℃。
（2）结合以下信息，可知 的燃烧热 _______ 。
（3）下列措施可提高M点 转化率的是_______(填标号)
A. 增大 的流速 B. 将温度升高
C. 增大 D. 使用更高效的催化剂
（4）图中较高流速时， 小于 和 ，原因是_______。
（5）设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 _______(用平衡物质的量分数代替平
衡浓度计算)
（6）负载在 上的 催化活性高，稳定性强， 和 的晶体结构均可用下图表示，二者
晶胞体积近似相等， 与 的密度比为1.66，则 的相对原子质量为_______(精确至1)。
13. (2024·浙江卷1月)通过电化学、热化学等方法，将 转化为 等化学品，是实现“双碳”
目标的途径之一。请回答：
（1）某研究小组采用电化学方法将 转化为 ，装置如图。电极B上的电极反应式是_______。（2）该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：
Ⅱ：
Ⅲ：
① _______ 。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行， 和 的投料浓度均为 ，平衡常数
，则 的平衡转化率为_______。
③用氨水吸收 ，得到 氨水和 甲酸铵的混合溶液， 时该混合溶
液的 _______。[已知： 时，电离常数 、 ]
（3）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
(有机溶剂)溶液， 和 在溶液中反应制备 ，反应过程中保持 和 的
压强不变，总反应 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 (不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：
V：
VI：
①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是_______。
A．v与 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 ，可提高 转化率
②实验测得： ， 下，v随催化剂M浓度c变化如图。 时，v随c增大而增大： 时，v不再显著增大。请解释原因_______。
14. (2024·安徽卷)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：
【乙烷制乙烯】
（1） 氧化脱氢反应：
计算： _______
（2） 直接脱氢反应为 ， 的平衡转化率与温度和压强的关系
如图所示，则 _______0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近
的是_______(填标号)。
a． b． c．
（3）一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ ( 远大于 )( 是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计
算的平衡常数)
①仅发生反应i时。 的平衡转化宰为 ，计算 _______。
②同时发生反应i和ⅱ时。与仅发生反应i相比， 的平衡产率_______(填“增大”“减小”或“不
变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】（4）通过 修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现 和 混合气的分离。 的_______与
分子的 键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离
和 的优点是_______。
（5）常温常压下，将 和 等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与
进口浓度( )之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是_______(填标号)。
A．前 ，两种气体均未被吸附
B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b对应的时间段内，吸附的 逐新被 替代
15．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③ 的 _______ ，平衡常数 _______(用 表
示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的 ( 等)与 反应可得 。 与 反应能高选择性地生
成甲醇。分别在 和 下(其他反应条件相同)进行反应 ，结果如下图所
示。图中 的曲线是_______(填“a”或“b”。 、 时 的转化率为_______(列出算式)。(3) 分别与 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 示
例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 与 反应的能量变
化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ) 与 反应，氘代甲醇的产量 _______ (填“＞”“＜”或“=”)。若 与
反应，生成的氘代甲醇有_______种。
16．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧
化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在 气氛中， 的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知 _______， _______。
(2)已知下列热化学方程式：则 的 _______ 。
(3)将 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(Ⅰ)。平衡时 的关系如下图所示。 时，该反应的平衡总压 _______ 、平衡常数
_______ 。 随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应 (Ⅱ)，平衡时 _______(用
表示)。在 时， ，则 _______ ， _______
(列出计算式)。
17．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)根据图1数据计算反应 的 _______ 。
(2)研究表明，合成氨反应在 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， 表示被吸附
于催化剂表面的 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，
理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为 )使用前经 还原，生成 包裹的 。已知 属于立方
晶系，晶胞参数 ，密度为 ，则 晶胞中含有 的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 )。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中
一种进料组成为 ，另一种为 。(物质i的摩尔分数：
)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体 的图是_______。
③图3中，当 、 时，氮气的转化率 _______。该温度时，反应
的平衡常数 _______ (化为最简式)。
18．（2023·广东卷）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物 能与 形成橙红色的配离子 ，该配离子可被 氧化成淡蓝色的配离子
。
①基态 的 电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为 的 溶液进行了三组实验，得到 随时间t的
变化曲线如图。① 时，在 内， 的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释， 增大
B． 平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：
研究组配制了L起始浓度 与L起始浓度比 不同的系列溶液，反应平衡后
测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种 中的化学位移不同，该特征H对
应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“ ”表示未检测到。
① 时， 。
② 时，平衡浓度比 。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当 时，测得平衡时各物种
随 的变化曲线如图。 时，计算M的平衡转化率 (写出计
算过程，结果保留两位有效数字)。
19．（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应 的中间产物是 。为探究该反应过程，研究 水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中， 仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建
立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为 、 ，则该条件下水气变换反应的焓变 _____(用含
的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为： ，k为反应速率常数。 温度下， 电离平衡
常数为 ，当 平衡浓度为 时， 浓度为_____ ，此时反应Ⅰ应速率 _____
(用含 和k的代数式表示)。
(3) 温度下，在密封石英管内完全充满 水溶液，使 分解，分解产物均完全溶
于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。 时刻测得
的浓度分别为 ，反应Ⅱ达平衡时，测得 的浓度为 。体系达平衡后
_____(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有 盐酸，则图示点 中， 的浓度峰值
点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比， 达浓度峰值时， 浓度_____(填“增大”“减小”或
“不变”)， 的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
20．（2023·北京卷）尿素 合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初，用氰酸银 与 在一定条件下反应制得 ，实现了由无机物到有机
物的合成。该反应的化学方程式是____________________。
(2)二十世纪初，工业上以 和 为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ． 和 生成 ；
ⅱ． 分解生成尿素。结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是__________(填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ放热反应，ⅱ为吸热反应
c．
(3)近年研究发现，电催化 和含氮物质( 等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮
废水污染问题。向一定浓度的 溶液通 至饱和，在电极上反应生成 ，电解原理如图所
示。
①电极 是电解池的__________极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知：溶液中 不能直接用 溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是__________。
②步骤ⅳ中标准 溶液的浓度和消耗的体积分别为 和 ，计算样品含氮量还需要的实验数据有
__________。
21．（2023·湖北卷）纳米碗 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， 可以由 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
(1)已知 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 和 ，H-H键能为
。估算 的 _______ 。
(2)图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
(3) 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时，假定体系内只有反应 发生，反应过程中压强恒定为 (即
的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数 为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分
压=总压×物质的量分数)。
(5) 及 反应的 ( 为平衡常数)随温度倒数
的关系如图所示。已知本实验条件下， (R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，
从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 的反应速率的是_______(填标号)。a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
22．（2023·湖南卷）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④ 的 _______ ；
(2)在某温度、 下，向反应器中充入 气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转
化率提高至75%，需要向反应器中充入_______ 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
(3)在 、 下，以水蒸气作稀释气。 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下
两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( )
随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；
(4)关于本反应体系中催化剂 的描述错误的是_______；
A．X射线衍射技术可测定 晶体结构
B． 可改变乙苯平衡转化率
C． 降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变 颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 (Ⅰ)的配合物促进 (引发剂，X表示卤素)生成自由基 ，实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂 中活性最高的是_______；
(6)室温下，① 在配体L的水溶液中形成 ，其反应平衡常数为K；② 在水中的溶度积常
数为 。由此可知， 在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关
系均为最简整数比)。
23．（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO ·5H O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过
4 2
程中CuSO ·5H O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。
4 2
700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO 、 和 (填化学式)。
2
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO +SO+H O=NO+H SO
2 2 2 2 4
2NO+O =2NO
2 2
(ⅰ)上述过程中NO 的作用为 。
2
(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是 (答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO 的催化氧化：
2
SO (g)+ O(g) SO (g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
2 2 3
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度
的关系如下图所示，下列说法正确的是 。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88的曲线代表平衡转化率
c．α越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同 下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是 (填标号)。
(ⅲ)设O 的平衡分压为p，SO 的平衡转化率为α，用含p和α 的代数式表示上述催化氧化反应的K =
2 2 e e p
(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
24．（2023·浙江卷）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
(1) 。
(2)恒定总压 和水碳比[ ]投料，在不同条件下达到平衡时 和 的分压(某
成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数 。
②对比条件1，条件2中 产率下降是因为发生了一个不涉及 的副反应，写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入
B．恒定水碳比 ，增加体系总压可提高 的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止 被进一步还原为
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余
热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出 平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及
产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是 。
25．（2023·浙江卷）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一， 还原 是实现“双碳”经
济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
(1)有利于提高 平衡转化率的条件是___________。
A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
(2)反应 的 ， (用 表
示)。
(3)恒压、 时， 和 按物质的量之比 投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现 高
效转化。
①下列说法正确的是 。
A． 可循环利用， 不可循环利用
B．过程ⅱ， 吸收 可促使 氧化 的平衡正移
C．过程ⅱ产生的 最终未被 吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原 需吸收的能量更多②过程ⅱ平衡后通入 ，测得一段时间内 物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释
物质的量上升的原因 。
(4) 还原能力 可衡量 转化效率， (同一时段内 与 的物质的量变
化量之比)。
①常压下 和 按物质的量之比 投料，某一时段内 和 的转化率随温度变化如图1，请在
图2中画出 间R的变化趋势，并标明 时R值 。
②催化剂X可提高R值，另一时段内 转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
转化
7.9 11.5 20.2 34.8
率/%
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法不正确的是
A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中 占比越高
C．温度升高， 转化率增加， 转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高 转化率，R值不一定增大
26．（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 TiO 转化为TiCl ，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
2 4
(1)TiO 转化为TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
2 4
(ⅰ)直接氯化：TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJmol-1,K =1.010-2
2 2 4 2 1 p1
(ⅱ)碳氯化：TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g) ΔH =-51kJmol-1, K =1.21012Pa
2 2 4 2 p2
①反应2C(s)+O
2
(g)=2CO(g)的ΔH为_______kJmol-1，K
p
=_______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1.0105Pa，将TiO 、C、Cl 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
2 2
分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)CO
2
(g)2CO(g)的平衡常数K
p
1400℃_______Pa。
②图中显示，在200℃平衡时TiO 几乎完全转化为TiCl ，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原
2 4
因是_______。
(3)TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO C“固—固”接触的措施是_______。
2 2
27．（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：
①2H S(g)+3O (g)=2SO (g)+2H O(g) ΔH =-1036kJmol-1
2 2 2 2 1
②4H S(g)+2SO (g)=3S (g)+4H O(g) ΔH =94kJmol-1
2 2 2 2 2
③2H (g)+O (g)=2H O(g) ΔH =-484kJmol-1
2 2 2 3
计算H S热分解反应④2H S(g)=S (g)+2H (g)的ΔH =________kJmol-1。
2 2 2 2 4
(2)较普遍采用的H S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
2
高温热分解H S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________，缺点是________。
2
(3)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H S):n(Ar)=1:4的混合气进行H S热分解反应。平衡时混合气中
2 2
H
2
S与H
2
的分压相等，H
2
S平衡转化率为________，平衡常数K
p
=________kPa。
(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H
2
S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H
2
S-Ar混合气，
热分解反应过程中H S转化率随时间的变化如下图所示。
2①n(H S):n(Ar)越小，H S平衡转化率________，理由是________。
2 2
②n(H S):n(Ar)=1:9对应图中曲线________，计算其在0-0.1s之间，H S分压的平均变化率为________
2 2
kPas-1。
28．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂CrO 可由 NH CrO 加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
2 3 4 2 2 7
①完成化学方程式： NH
4
2
Cr
2
O
7
Cr
2
O
3
______________。
②CrO 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)Y(g)过程的焓变为_______(列式表示)。
2 3
③CrO 可用于NH 的催化氧化。设计从NH 出发经过3步反应制备HNO 的路线_______(用“→”表示含
2 3 3 3 3
氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
(2)K CrO 溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
2 2 7
(ⅰ)Cr
2
O
7
2(aq)H
2
O(l)
2HCrO
4
(aq) K
1
3.010225C
(ⅱ)HCrO
4
(aq)
CrO2
4
(aq)H(aq) K
2
3.310725C
①下列有关K CrO 溶液的说法正确的有_______。
2 2 7
A．加入少量硫酸，溶液的pH不变
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加C．加入少量NaOH溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D．加入少量K CrO
固体，平衡时c2 HCrO
与c
CrO2-
的比值保持不变
2 2 7 4 2 7
c
CrO2-
②25℃时， 溶液中lg 4 随pH的变化关系如图。当 时，设 、
0.10molL1K CrO c
CrO2-
pH9.00 CrO2
2 2 7 2 7 2 7
HCrO与CrO2 的平衡浓度分别为x、y、zmolL1，则x、y、z之间的关系式为_______0.10；计算溶液
4 4
中HCrO的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
4
③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A对
应的波长( )取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度
max
之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、pH不同的K CrO 稀溶液，测得其A随的变
2 2 7
化曲线如图，波长、和中，与CrO2 的 最接近的是_______；溶液pH从a变到b的过程中，
1 2 3 4 max
c
H c2 CrO2
4
的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
c
CrO2
2 7
29．（2022·福建卷）异丙醇 可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯 的
工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(1)已知 ，则 燃烧生成 和
的热化学方程式为_______。
(2)在 下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：反应时间 0 4 8 12 t 20
244 360
浓度 0 3200 4000 4100
0 0
① 内， _______ ；
②t_______16(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是_______(填标号)。
a. 的分压不变 b.混合气体密度不变
c. d.
(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为_______。
(5)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时 与温度的关系曲线。
(已知：对于可逆反应 ，任意时刻 ，式中 )表示物质
×的分压)
①在 恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的_______点(填“甲”
“乙”或“丙”)，判断依据是_______。
② 时，在密闭容器中加入一定量的 ，体系达到平衡后，测得 的分压为 ，则水蒸气
的分压为_______ (用含x的代数式表示)。
30．（2022·湖北卷）自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaOAlH O”体系的
2
发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(T)随时间(t)的变化
曲线，如图所示。
实验编号 反应物组成
0.20g CaO粉末
a
5.0mL H O
2
0.15g Al粉
b
5.0mL H O
2
c 0.15g Al粉5.0mL饱和石灰水
0.15g Al粉
d
5.0mL石灰乳
0.15g Al粉
e 0.20g CaO粉末
5.0mL H O
2
回答下列问题：
(1)已知：
①CaOsH OlCaOH sH 65.17kJmol1
2 2 1
②CaOH sCa2aq2OHaqH 16.73kJmol1
2 2
③AlsOHaq3H
2
Ol
AlOH
4
aq 3
2
H
2
g H
3
415.0kJmol1
则CaOs2Als7H
2
OlCa2aq2
AlOH
4
aq3H
2
g的H
4
___________ kJ·mol1。
(2)温度为T时，K
sp
CaOH
2
x，则CaOH
2
饱和溶液中c OH ___________(用含x的代数式表示)。
(3)实验a中，4min后T基本不变，原因是___________。
(4)实验b中，T的变化说明Al粉与H
2
O在该条件下___________(填“反应”或“不反应”)。实验c中，
前3min的T有变化，其原因是___________；3min后T基本不变，其原因是___________微粒的量有限。
(5)下列说法不能解释实验d在10min内温度持续升高的是___________(填标号)。A．反应②的发生促使反
应①平衡右移
B．反应③的发生促使反应②平衡右移
C．气体的逸出促使反应③向右进行
D．温度升高导致反应速率加快
(6)归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理___________。31．（2022·重庆卷）反应 在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃ 700 800 830 1000
平衡常
1.67 1.11 1.00 0.59
数
①反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是_____。
(2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。
①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是_____。
②某温度下，H 在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡： ，其正反应的活化能远小于逆反应的
2
活化能。下列说法错误的是_____。
A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性
B．过程2的△H＞0
C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H 的解离
2
D．H原子在Pd膜表面上结合为H 的过程为放热反应
2
③同温同压下，等物质的量的CO和HO通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应
2
器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H 的质量比为_____。
2
(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
①固体电解质采用______(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为______。
③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则
2CO的转化率为_____(用a，b，y表示)。
32．（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1molH O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生
2
下列反应生成水煤气：
Ⅰ.C(s)+H O(g) CO(g)+H (g) ΔH =+131.4kJmol-1
2 2 1
Ⅱ.CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) ΔH =-41.1kJmol-1
2 2 2 2
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
2
C．平衡时H 的体积分数可能大于
2 3
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，H O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸收”
2
或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数K =_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
p
(2)一种脱除和利用水煤气中CO 方法的示意图如下：
2
①某温度下，吸收塔中K CO 溶液吸收一定量的CO 后，c
CO2-
:c
HCO-
=1:2，则该溶液的pH=
2 3 2 3 3
_______(该温度下H CO 的K =4.6107,K 5.01011 )；
2 3 al a2
②再生塔中产生CO 的离子方程式为_______；
2
③利用电化学原理，将CO 电催化还原为C H ，阴极反应式为_______。
2 2 4
33．（2022·山东卷）利用 丁内酯(BL)制备1， 丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和
丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压 氛围下进行，故
压强近似等于总压。回答下列问题：(1)以 或BD为初始原料，在 、 的高压 氛围下，分别在恒压容器中进行
反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热 ；以BD为原料，体系从环境吸热 。忽略副反应
热效应，反应Ⅰ焓变 _______ 。
(2)初始条件同上。 表示某物种i的物质的量与除 外其它各物种总物质的量之比， 和 随时间t
变化关系如图甲所示。实验测得 ，则图中表示 变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数
_______ (保留两位有效数字)。以BL为原料时， 时刻 _______，BD产率=_______(保留两位
有效数字)。
(3) 为达平衡时 与 的比值。 、 、
三种条件下，以 为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，
随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压 氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。
曲线a、b、c中， 最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到 所
需时间更长，原因是_______。
34．（2022·天津卷）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物 (L为配体)溶于弱碱
性的海水中，制成吸收液，将气体 转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①
的吸收氧化；② 的再生。反应原理如下：
①
②
回答下列问题：
(1)该工艺的总反应方程式为 。1mol 发生该反应的热量变化为 ， 在
总反应中的作用是 。
(2)研究不同配体与 所形成的配合物(A、B、C)对 吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于
海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入 ，测得单位体积吸收液中 吸收转化率 随时间变化的曲线如图1所示。以 由100%降至80%所持
续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是 (填“A”、“B”或“C”)。
(3) 的电离方程式为 。25℃时， 溶液中 、 、 在含硫粒子总浓度中所占分数
随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算， 的 ， 。再生反应在
常温下进行， 解离出的 易与溶液中的 形成沉淀。若溶液中的 ，
，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于 (已知25℃时，FeS
的 为 )。
35．（2022·重庆卷）反应 在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃ 700 800 830 1000
平衡常
1.67 1.11 1.00 0.59
数
①反应的△H 0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是 。
(2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是 。
②某温度下，H 在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡： ，其正反应的活化能远小于逆反应的
2
活化能。下列说法错误的是 。
A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性
B．过程2的△H＞0
C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H 的解离
2
D．H原子在Pd膜表面上结合为H 的过程为放热反应
2
③同温同压下，等物质的量的CO和HO通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应
2
器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H 的质量比为 。
2
(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
①固体电解质采用 (填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为 。
③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则
2
CO的转化率为 (用a，b，y表示)。
36．（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，
其反应为： 。回答下列问题：
(1)合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。
(2) 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考
虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用 。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案一：双温-双控-双催化剂。使用 双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为 时，的温度为 ，而 的温度为 )。
下列说法正确的是 。
a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率
b． 在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率
c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率
d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率
(4)方案二： 复合催化剂。
下列说法正确的是 。
a． 时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
(5)某合成氨速率方程为： ，根据表中数据， ；
实
验
1 m n p q
2 2m n p 2q3 m n 0.1p 10q
4 m 2n p 2.828q
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
(6)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为 配体；四面体中心为硼原子，
顶点均为氢原子。若其摩尔质量为 ，则M元素为 (填元素符号)；在该化合物中，M离子
的价电子排布式为 。
37．（2022·江苏卷）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
(1)“ 热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性 溶液，阴极区为盐酸，电解过程中 转化为
。电解时阳极发生的主要电极反应为 (用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有
(填元素符号)。
(2)“ 热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收 制得的 溶液反
应，生成 、 和 ； 再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在 时，密闭容器中 溶液与铁粉反应，反应初期有 生成并放出 ，该
反应的离子方程式为 。
②随着反应进行， 迅速转化为活性 ，活性 是 转化为 的催化剂，其可能
反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为 。③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、 的产率随 变化如题图所示。 的产率随
增加而增大的可能原因是 。
(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“ 热循环制氢和甲酸”的优点是 。
38．（2022·海南卷）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备 ，电解反应的 。由此计算 的燃烧热(焓)
。
(2)已知： 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的 与活化能(Ea)的关系为 。补充完成该反应过程的能量变化示意
图(图2) 。②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 和 ，反
应平衡后测得容器中 。则 的转化率为 ，反应温度t约为 ℃。
(3)在相同条件下， 与 还会发生不利于氧循环的副反应：
，在反应器中按 通入反应物，在不同温度、
不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 、 浓度( )如下表所示。
t=350℃ t=400℃
催化剂
催化剂
10.8 12722 345.2 42780
Ⅰ
催化剂
9.2 10775 34 38932
Ⅱ
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 生成 的平均反应速率为 ；
若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是 。
39．（2022·河北卷）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1) 时， 燃烧生成 )放热 ， 蒸发吸热 ，表示 燃烧热的热化学方程
式为 。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中，能提高 平衡转化率的是 (填标号)。
A．增加 用量 B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除 D．加入催化剂
②恒温恒压条件下，1molCH (g)和1molH O(g)反应达平衡时， 的转化率为 ， 的物质的量
4 2为 ，则反应Ⅰ的平衡常数 (写出含有α、b的计算式；对于反应
， ，x为物质的量分数)。其他条件不变， 起始量
增加到 ，达平衡时， ，平衡体系中 的物质的量分数为 (结果保留两位有效
数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在 (填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许 自由迁移的固体电解质燃料电池中， 放电的电极反应式为 。
(5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如
图，则最可行途径为a→ (用 等代号表示)。
40．（2022·浙江卷）主要成分为 的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的 燃烧，产生的 与其余 混合后反应：
。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为
、 、 ，计算该温度下的平衡常数
。
(2)热解 制 。根据文献，将 和 的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，
发生如下反应：
Ⅰ
Ⅱ
总反应：
Ⅲ
投料按体积之比 ，并用 稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得 和
体积分数如下表：105
温度/ 950 1000 1100 1150
0
0.5 1.5 3.6 5.5 8.5
0.0 0.0 0.1 0.4 1.8
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A．其他条件不变时，用Ar替代 作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B．其他条件不变时，温度越高， 的转化率越高
C．由实验数据推出 中的 键强于 中的 键
D．恒温恒压下，增加 的体积分数， 的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图
。
④在 ，常压下，保持通入的 体积分数不变，提高投料比 ， 的转化率不变，
原因是 。
⑤在 范围内(其他条件不变)， 的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分
析原因 。
41．（2022·浙江卷）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O 的反应体系中：
2
反应1：C(s)+O(g)=CO (g) ΔH =-394kJ·mol-1
2 2 1
反应2：2CO(g)+O(g)=2CO (g) ΔH =-566kJ·mol-1
2 2 2
反应3：2C(s)+O(g)=2CO(g) ΔH 。
2 3
① 设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图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CO 的物质的量之比 。
2
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
(2)水煤气反应：C(s)+HO(g)=CO(g)+H (g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空
2 2
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)+HO(g)=CO(g)+H(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
2 2 2
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)=0.25MPa、
p(H O)=0.25MPa、p(CO)=0.75MPa和p(H )=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为 。
2 2 2
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： 。
