文档内容
专题 09 大题突破——化学反应原理综合
目录
01考情透视·目标导航............................................................................................................................
02知识导图·思维引航............................................................................................................................
03核心精讲·题型突破............................................................................................................................
题型一 热化学方程式的书写与焓变的计算...................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．焓变的判断与计算.............................................................................................................................................
2．根据盖斯定律计算步骤.....................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
题型二 平衡图像分析、条件控制及原因解释...............................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．影响化学反应速率的因素.................................................................................................................................
2．影响化学平衡的因素.........................................................................................................................................
3．外界因素的影响原因解释.................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
题型三 各类平衡常数及相关计算...................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．分压平衡常数(K )..............................................................................................................................................
p
2．K 的计算.............................................................................................................................................................
p
【命题预测】...........................................................................................................................................................考点要求 考题统计 考情分析
2024·福建卷，14，15分；2024·广西卷，17，15分；
2024· 海南卷，16，12分；2024· 重庆卷，17，15分；
通常以组合题的形
2024· 贵州卷，17，15分；2024·江西卷，16，14分；
式呈现，题目往往围绕
2024·甘肃卷，17；2024·广东卷，19；2024·北京卷，
一个主题，由多个小题
16；2024·湖南卷，18，3分；2024·安徽卷，17，15分；
组成，各小题有一定的
2024·河北卷，17，15分；2024·山东卷，20，12分；
独立性，分别考查不同
2024·湖北卷，17，14分；2024·全国甲卷，10，14分；
的知识点，其内容涉及
2024·浙江1月卷，19，10分；2024·辽吉黑卷，18，13
反应热、反应方向、化
分；2024·浙江6月卷，19，10分；2024·江苏卷，16， 学反应速率、化学平
15分；2024·江苏卷，17，16分；2023•全国甲卷28题， 衡、平衡常数计算、电
14分；2023•全国乙卷28题，14分；2023•全国新课标卷 化学等知识，具有很强
化学反应
29题，14分；2023•湖南卷16题，14分；2023•山东卷 综合性。这类试题一般
原理综合
20题，11分；2023•辽宁省选择性考试18题；2023•湖北 篇幅较长，文字较多，
省选择性考试19题；2023•浙江省6月选考19题，10 且题目中穿插图形、图
分；2023•浙江省1月选考19题，10分；2022•全国甲卷 表等，有一定的难度，
要求考生有一定的阅读
28题，14分；2022•全国乙卷28题，15分；2022•河北
能力和分析归纳能力。
省选择性考试16题；2022•重庆卷16题，14分；2022•
预计 2025 年仍利用前
福建卷13题，13分；2022•海南省选择性考试16题，10
沿学术情境素材的陌生
分；2022•湖北省选择性考试19题，14分；2022•辽宁省
度来考查有关热力学、
选择性考试18题，13分；2022•山东卷20题，11分；
动力学等问题，创新性
2022•湖南选择性考试题，13分；2022•湖南选择性考试
运用知识。
题，14分； 2022·浙江省1月选考29题，10分；2022·
浙江省6月选考29题，10分；2022•江苏卷18题，14分题型一 热化学方程式的书写与焓变的计算
1．(2024·福建卷，14节选)SiHCl 是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl 耦合加氢得到，相关反应如
3 4
下：
Ⅰ．SiCl (g)＋H(g)= SiHCl (g)＋HCl(g) ΔH ＝52kJ·mol−1
4 2 3 1
Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl (g)＋H(g) ΔH ＝-236kJ·mol−1
3 2 2
Ⅲ．Si(s)＋SiCl (g)＋2H(g)=2SiH Cl(g) ΔH ＝16kJ·mol−1
4 2 2 2 3
(1)生成SiHCl 的总反应：
3
Ⅳ．Si(s)＋3SiCl (g)＋2H(g)=4SiHCl (g) ΔH ＝______kJ·mol−1
4 2 3 4
2．(2024·江西卷，16节选)石油开采的天然气含有HS。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重
2
要途径。CH 和HS重整制氢的主要反应如下：
4 2
反应Ⅰ：CH(g)+2HS(s) CS(g)+4H(g) ΔH =+260kJ/mol
4 2 2 2 1
反应Ⅱ：CH(g) C(s)+2H(g) ΔH =+90kJ/mol
4 2 2反应Ⅲ：2HS(g) S(g)+2H(g) ΔH =+181kJ/mol
2 2 2 3
回答下列问题：
(2)反应Ⅳ：CS(g) S(g)+C(s)ㅤΔH=_______kJ/mol。
2 2 4
3．(2024·安徽卷，17，15节选)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：
(1) C H 氧化脱氢反应：
2 6
2C H(g)＋O(g)=2C H(g)＋2HO(g) ΔH ＝-209.8kJ·mol−1
2 6 2 2 4 2 1
C H(g)＋CO(g)=C H(g)＋2HO(g)+ CO(g) ΔH ＝178.1kJ·mol−1
2 6 2 2 4 2 2
计算：2CO(g)＋O(g) 2CO(g) ΔH ＝_______kJ·mol−1
2 2 3
4．(2024·广西卷，17节选)二氯亚砜(SOCl)是重要的液态化工原料。回答下列问题：
2
(1)合成SOCl 前先制备SCl。有关转化关系为：
2 2
的
则S(s)＋Cl(g)=SCl(l) ΔH＝_______ kJ·mol−1。
2 2 3
5．(2024· 贵州卷，17节选)在无氧环境下，CH 经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产
4
品。一定温度下，CH 芳构化时同时存在如下反应：
4
ⅰ．CH(g) →C(s)＋2H(g) ΔH ＝+74.6kJ·mol−1 ΔS=+80.84J·mol-1·K-1
4 2 1
ⅱ．6CH(g) →C H(l)＋H(g) ΔH
4 6 6 2 2
回答下列问题：
(1)反应ⅰ在1000K时 (选填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH= kJ·mol−1 (用含 的代数式
2
表示)。
物质 CH(g) C H(l) H(g)
4 6 6 2
ΔH/(kJ·mol−1)
6．(2024· 海南卷，16节选)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知
298K，100 kPa时，反应①：N(g)＋3H(g) 2NH (g) ΔH＝-92kJ·mol−1；p(NH )=总压×NH 物质的量
2 2 3 3 3
分数。(1)题述条件下，反应②：2NH (g) N(g)＋3H(g) ΔH ＝ kJ·mol−1。
3 2 2 2
(2)设反应为一步完成，且 与温度无关，已知 下，反应①活化能为335 kJ·mol−1，则NH (g)分
3
解反应的活化能为 kJ·mol−1。
1 ． 焓变的判断与计算
2 ． 根据盖斯定律计算步骤1．[新考法](2025· 浙江省杭州市浙南联盟高三联考，节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上
制备原理如下：SO (g)＋Cl (g) SO Cl (g) ΔH。已知：298K时，相关物质的相对能量(如图1)，请
2 2 2 2
回答问题：
(1)该反应ΔH= kJ·mol−1 。
2．(2025·河南省部分重点中学青桐鸣大联考高三预测，节选)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试
剂，可由NO和Cl 反应得到，热化学方程式为2NO(g)＋Cl(g) 2NOCl(g) ΔH＝-77kJ·mol−1。回答下
2 2
列问题。
(1)已知几种化学键的键能数据如下：
化学键 NO中的氮氧键 Cl-Cl NOCl中的氯氮键 NOCl中的氮氧键
键能/ kJ·mol−1 630 243 a 607
则a= 。
3．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考，节选)能源与化工生产、生活等密切相关，氢能的
有效利用是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。
(1)已知：4Al(s)＋3O(g)=2Al O(s) ΔH ；4Fe (s)＋3O(g)=2Fe O(s) ΔH 。则ΔH-ΔH 0(填
2 2 3 1 2 2 3 2 1 2
“>”、“<”或“=”)，理由 。
4．(2025·浙江省名校协作体三开学测试，节选)乙酸是重要的有机化工原料之一，在一定条件下，甲醇气体和 气体可以合成液态乙酸。该过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CHOH(g)＋CO(g) CHCOOH(l) ΔH ＝-173.5kJ·mol−1
3 3 1
反应Ⅱ：2CHOH (g)＋3O(g) 2CO(g)＋4HO(l) ΔH ＝-1259kJ·mol−1
3 2 2 2 2
反应Ⅲ：CHCOOH(l)＋2O(g) 2CO(g)＋2HO(l) ΔH
3 2 2 2 3
反应Ⅳ：2CO(g)＋O(g) 2CO(g) ΔH ＝-566kJ·mol−1
2 2 4
(1)反应Ⅲ的ΔH＝ ，反应Ⅱ自发进行条件是 (填“低温”、“高温”或“任何温度”)。
3
5．(2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试，节选)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题，以二氧化
氮和氢气为原料反应时，通常存在以下几个反应：
I．CO(g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) ΔH ＝+41.2kJ·mol−1
2 2 2 1
II．CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g) ΔH ＝-48.8kJ·mol−1
2 2 3 2 2
III．2CO(g)＋6H(g) CHOCH (g)＋3HO(g) ΔH ＝-123.2kJ·mol−1
2 2 3 3 2 3
IV．2CHOH(g) CHOCH (g)＋HO(g) ΔH
3 3 3 2 4
(1)①ΔH= 。
4
②L(L，L)、X分别代表温度或压强，如图表示不同L下，反应III中二甲醚的平衡产率随X变化的关
1 2
系，判断L，L 的大小并说明理由 。
1 2
题型二 平衡图像分析、条件控制及原因解释
1．(2024·福建卷，14节选)SiHCl 是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl 耦合加氢得到，相关反应如
3 4
下：
Ⅰ．SiCl (g)＋H(g)= SiHCl (g)＋HCl(g) ΔH ＝52kJ·mol−1
4 2 3 1
Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl (g)＋H(g) ΔH ＝-236kJ·mol−1
3 2 2
Ⅲ．Si(s)＋SiCl (g)＋2H(g)=2SiH Cl(g) ΔH ＝16kJ·mol−1
4 2 2 2 3
Ⅳ．Si(s)＋3SiCl (g)＋2H(g)=4SiHCl (g) ΔH ＝-80kJ·mol−1
4 2 3 4
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：
①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为_______。(填标号)a．SiCl b．SiHCl c．SiHCl d．HCl
4 3 2 2
②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl 选择性的原因是_______。
3
2．(2024· 贵州卷，17节选)在无氧环境下，CH 经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产
4
品。一定温度下，CH 芳构化时同时存在如下反应：
4
ⅰ．CH(g) →C(s)＋2H(g) ΔH ＝+74.6kJ·mol−1 ΔS=+80.84J·mol-1·K-1
4 2 1
ⅱ．6CH(g) →C H(l)＋H(g) ΔH
4 6 6 2 2
(3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是 。
(4)对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处
理后分别用于催化CH 芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为 ，理由是
4
。
pH CH 平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/%
4
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
3．(2024·北京卷，16节选)以NH 为氮源催化氧化制备HNO，反应原理分三步进行。
3 3
针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmolNO和nmolO 进行反应。在不同压
2
强下(p、p)，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
1 2
容器容积的原因 。
4．(2024·江西卷，16节选)石油开采的天然气含有HS。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重
2
要途径。CH 和HS重整制氢的主要反应如下：
4 2反应Ⅰ：CH(g)+2HS(s) CS(g)+4H(g) ΔH =+260kJ/mol
4 2 2 2 1
反应Ⅱ：CH(g) C(s)+2H(g) ΔH =+90kJ/mol
4 2 2
反应Ⅲ：2HS(g) S(g)+2H(g) ΔH =+181kJ/mol
2 2 2 3
(3)保持反应器进料口总压为100kPa．分别以8kPaCH、24kPaHS(He作辅气)与25kPaCH、75kPaHS
4 2 4 2
进料。CH 平衡转化率与温度的关系如图1，含有He的曲线为 _______，理由是 _______。
4
5．(2024· 海南卷，16节选)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知
298K，100 kPa时，反应①：N(g)＋3H(g) 2NH (g) ΔH＝-92kJ·mol−1；p(NH )=总压×NH 物质的量
2 2 3 3 3
分数。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 、 。
(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，p(NH )- t关系曲线如图所示，其函数关系
3
p(NH )/kPa= (写表达式)，增大氨的初始分压，氨的转化速率 ；假设吸附到催化剂表面后
3
NH 都变成活化分子，其它条件不变，改用比表面积更大的催化剂，则单位时间H 的产量将 。
3 2
6．(2024·安徽卷，17，15节选)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：
(2) C H 直接脱氢反应为C H (g) C H(g)＋H(g) ΔH ，C H 的平衡转化率与温度和压强的关
2 6 2 6 2 4 2 4 2 6
系如图所示，则ΔH=_______0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近
4的是_______(填标号)。
a．600℃，0.6MPa b．700℃，0.7MPa c．800℃，0.8MPa
(3)一定温度和压强下、反应i C H (g) C H(g)＋H(g) K
2 6 2 4 2 a1
反应ⅱ C H (g)＋H(g) 2CH(g) K (K 远大于K )( K 是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算
2 6 2 4 a2 a2 a1 x
的平衡常数)
①仅发生反应i时。C H 的平衡转化率为 ，计算K =_______。
2 6 a1
②同时发生反应i和ⅱ时。与仅发生反应i相比，C H 的平衡产率_______(填“增大”“减小”或“不
2 4
变”)。
7．(2024·河北卷，17节选)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：SO (g)＋Cl (g) SO Cl (g) ΔH
2 2 2 2
＝-67.59kJ·mol−1。
①若正反应的活化能为E kJ·mol−1，则逆反应的活化能E =_______ kJ·mol−1 (用含E 正的代数式表
正 逆 正
示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO (g)和其Cl (g)，测定T、T、T 温度下体系达平衡时的 (
2 2 1 2 3
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Cl 的转化率为_______，T 温度下
2 1
用分压表示的平衡常数K =_______ kPa-1。
P
③下图曲线中能准确表示T 温度下Δp随进料比变化的是_______(填序号)。
1
【答案】(1)①E +67.59 ②T ＞T＞T
正 3 2 1
1．审题——快速浏览，找出材料内容或新情景
(1)阅读题目背景材料、找出可能考查的化学反应原理。
(2)解读情景或材料，挖掘相应的知识内涵。
(3)明确知识考查背景，以及考查哪方面的化学反应原理。
2．析题——仔细审读，关注有效信息
(1)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题：
明确纵横坐标的含义→理解起点、终点、拐点的意义→分析曲线的变化趋势。
(2)对于图表数据类试题：
分析数据→研究数据间的内在联系→找出数据的变化规律→挖掘数据的隐含意义。
3．答题——认真细致，规范正确答题(1)规范化学反应原理的语言描述。
(2)注意问题表达(因果、对比)、注意书写规范。
(3)明确答题要求，避免答非所问。
1 ． 影响化学反应速率的因素
条件改变 影响
增大反应物浓度 v 瞬间增大，v 瞬间不变，随后也增大
正 逆
v 和v 都增大，气体分子数减小方向的反应速率增大的程度大
正 逆
增大压强 对无气体参加或生成的化学反应的速率无影响
反应前后气体分子数不变的反应，正、逆反应速率同等程度地增大
升高温度 v 和v 都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大
正 逆
使用催化剂 能同等程度地改变正、逆反应速率
【易错提醒】
外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响，方向是一致的，但影响程度不一定相同。
2 ．影响化学平衡的因素
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
浓度
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
反应前后气体 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动
压强(对有气体 体积改变 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动
参加的反应) 反应前后气体
改变压强 平衡不移动
体积不变
升高温度 向吸热反应方向移动
温度
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度改变v 、v ，平衡不移动
正 逆
3 ．外界因素的影响原因解释
(1)设问逻辑
(2)答题思路1．(2025·河南省部分重点中学青桐鸣大联考高三预测，节选)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试
剂，可由NO和Cl 反应得到，热化学方程式为2NO(g)＋Cl(g) 2NOCl(g) ΔH＝-77kJ·mol−1。
2 2
(4)向某密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 molCl(g)发生上述反应，不同条件下达到平衡时 的转化
2
率为 ，在 时 和 时 的图像如图所示。
①该反应的△S 0(填“ ”“ ”或“ ”)。
②曲线a表示 与 (填“p”或“T”)的关系曲线，原因为 。
③x、y、z三点平衡常数K(x)、K(y)、K(z)的大小关系为 。
④在y点对应条件下，该反应的平衡常数K= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物
p
质的显分数)。
2．(2025·山西省部分学校联考高三试题，节选)二氧化碳作为温室气体，是引发全球气候变化的主要
元凶之一，但通过转化可以将其变成有用的化学品或燃料，有助于实现碳循环和碳减排。
一定条件下使CO、H 的混合气体通过反应器可转化为甲醛。已知反应器内发生的反应有：
2 2I． ； ，
II． ； ，
(3)将1molCO (g)和2molH (g)组成的混合气体通入不同温度下体积均为 的反应器，均经过 检
2 2
测生成物的物质的量，如下图所示。
①实验过程中，高于380°C后曲线C逐渐减小，分析发生该变化的原因： 。
②计算450℃时，在0~10 min内HO的平均反应速率v(H O)= 。
2 2
③450℃时，反应II的平衡常数 (结果保留两位小数)。
3．[新考法](2025· 浙江省杭州市浙南联盟高三联考，节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上
制备原理如下：SO (g)＋Cl (g) SO Cl (g) ΔH。
2 2 2 2
(3)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO 和Cl，测定T 温度下体系达平衡时的 (Δp=p-p，p 为体
2 2 1 0 0
系初始压强p=240kPa，p为体系平衡压强)，结果如图2。
0
①求在 温度下，M点的分压常数K= (对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质
p
的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K，如 ，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物
p质的量分数)。
②若T＞T，在图2中画出[n(SO )：n(Cl)]＞1：1，Vp在T 温度下随进料比变化的大致图像 。
2 1 2 2 2
③图2中，能准确表示T 温度下Vp随进料比变化的曲线是 (填A、B、C或D)，请分析原因
1
。
4．(2025·上海市南洋模范中学高三期中，节选)已知：
Ⅰ：CH(g)＋CO(g) 2CO(g)＋2H(g) ΔH =+330.3 kJ·mol−1
4 2 2 1
Ⅱ：CO(g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) ΔH ＝+41kJ·mol−1
2 2 2 2
(5)在101kPa时，工业上按投料 加入刚性密闭容器中，只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，CH 和
4
CO 的平衡转化率与温度的关系如图所示。温度高于1200K时，CO 和CH 的平衡转化率趋于相等的原因
2 2 4
可能是 ；计算1000K时反应Ⅱ的压强平衡常数Kp (计算结果保留3位小数，写出计算过
程)。
5．(2025·浙江省名校协作体三开学测试，节选)乙酸是重要的有机化工原料之一，在一定条件下，甲
醇气体和 气体可以合成液态乙酸。该过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CHOH(g)＋CO(g) CHCOOH(l) ΔH ＝-173.5kJ·mol−1
3 3 1
(2)在一个恒压密闭容器中加入0.20molCHOH气体和0.22molCO气体发生反应I．测得甲醇的转化率随
3
温度的变化关系如图1所示，其中曲线I表示在5个不同温度下，均经过5min时测得的甲醇的转化率变化
曲线，曲线Ⅱ表示不同温度下甲醇的平衡转化率变化曲线，已知在T 温度下，达到平衡时容器的体积刚好
2
为 。①该反应达到平衡后，下列措施既能提高反应速率又能提高乙酸的产率的有 。
A．分离出部分乙酸 B．升高温度 C．缩小容器体积 D．改用高效催化剂
②在温度为T 时，反应I的平衡常数为K=
2
③曲线Ⅱ在T~T 阶段，甲醇转化率随温度变化降低的原因是 。
1 2
④在温度为T 时，甲醇的物质的量随时间的变化如图2所示。在t 时刻加入高效催化剂，画出t 之后
1 1 1
甲醇物质的量的变化曲线 。
6．(2025·浙江省名校协作体高三联考)邻苯二甲酸酐( )是一种重要的化工原料。常
使用邻二甲苯与氧气合成，其中存在的相关反应如下：
主反应Ⅰ： (g)＋3HO(g) ΔH ＝-1258kJ·mol−1
2 1
副反应Ⅰ： ΔH＝-3223kJ·mol−1
2
副反应Ⅱ： (该反应未配平) ΔH
3
请回答：
(1)当副反应Ⅱ中邻二甲苯的化学计量数为1时，ΔH= 。
3
(2)若某恒容容器中仅发生副反应Ⅱ。下列条件可以最大程度降低副反应Ⅱ中邻二甲苯的平衡转化率是
___________。A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
(3)在一定温度的恒压条件下，使用VO 和钛的化合物作为催化剂。将邻二甲苯和空气以体积比1：
2 5
100投料，进入轴向管式催化床反应器，示意图如图1所示。测得进料口温度为T，相同时间内催化床轴
0
向温度(T)与催化床相对高度( )之间的关系如图2所示，邻苯二甲酸酐的收率与催化床相对高度( )的关
b
系如图3所示。
①下列说法不正确的是 。
A．催化床相对高度在一定范围内，T 随高度增大而增加，可能因为存在强放热的副反应
b
B．进料口温度越高，副反应速率会越大，最终使邻苯二甲酸酐的收率减小
C．VO 和钛的化合物通过提高邻苯二甲酸酐的平衡转化率来提高其收率
2 5
D．工业生产中，该管式催化床反应器可能常通入烃类制冷剂不断交换热量
②其他条件不变，当进料口温度高于 时，邻苯二甲酸酐的收率相比 时大幅度下降。请解
释其原因 。
(4)其他条件相同，维持进料口温度为 ，测得不同的空速(单位时间通过单位体积催化剂的反应物
的质量)下邻苯二甲酸酐的收率，并绘制曲线图，如图所示。
①下列说法正确的是 。
A．空速过小，原料气停留时间长，氧化程度可能加深，使邻苯二甲酸酐收率下降
B．空速过小，反应热无法及时移走，导致温度升高，使邻苯二甲酸酐的收率增大
C．对于含有强放热副反应的反应，选用较大且适宜的空速可以保障目标产物的收率D．如图所示，在以上条件下选择空速 左右进行工业生产较为合适
②当空速大于 时，其收率随空速增加而下降。请解释其原因 。
7．(2025·河南省安阳市湘豫名校联考高三模拟，节选)乙炔(C H)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料，
2 2
在生产、生活中有广泛应用。
(2)科学家用计算机模拟了乙炔在钯表面催化加氢的反应机理，单个乙炔分子在催化剂表面的反应历程
如图甲所示，吸附在钯表面的物质用*标注，TS代表过渡态。已知：1eV=1.6×10-19J。
①总反应分多步基元反应，其中，分子有效碰撞概率最大的基元反应的化学方程式是 ；
引入Pt催化剂，总反应的焓变 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②已知：CH≡CH(g)＋2H(g) CHCH(g) ΔH = -317.3kJ·mol−1，CH =CH (g)＋H(g)
2 3 3 1 2 2 2
CHCH(g) ΔH =akJ·mol−1，a等于 。
3 3 2
(3)在反应器中充入一定量的C H(g)和H(g)，在铂催化剂作用下合成乙烷，测得C H(g)平衡体积分数
2 4 2 2 6
(ψ)与温度、压强关系如图乙所示。
①随着X增大，ψ降低的原因是 。②平衡常数M N(填“>”“<”或“=”，下同)；Y Y。正反应速率v(N)
1 2
v(Q)。
题型三 各类平衡常数及相关计算
1．(2024· 贵州卷，17节选)(5) 下，在某密闭容器中按n(C H)：n(CH)=1：5充入气体，
6 6 4
发生反应C H(g)＋CH(g)→C H(g)＋H(g)，平衡时C H(g)与C H(g)的分压比为4：1，则C H(g)的平衡
6 6 4 7 8 2 6 6 7 8 6 6
转化率为 ，平衡常数K= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 总压 物质的量分数，列
p
出计算式即可)。
2．(2024·江西卷，16节选)石油开采的天然气含有HS。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重
2
要途径。CH 和HS重整制氢的主要反应如下：
4 2
反应Ⅰ：CH(g)+2HS(s) CS(g)+4H(g) ΔH =+260kJ/mol
4 2 2 2 1
反应Ⅱ：CH(g) C(s)+2H(g) ΔH =+90kJ/mol
4 2 2
反应Ⅲ：2HS(g) S(g)+2H(g) ΔH =+181kJ/mol
2 2 2 3
(4)假设在10L的恒温刚性容器中，通入0.3mol CH 和0.15mol H S发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为
4 2
P CH 和HS的转化率与时间的关系如图2，0～5min内H 的化学反应速率为 _______mol/(L•min)；5min
0. 4 2 2
时，容器内总压为 _______。
(5)假设HS和CH 的混合气体在某固体催化剂上的吸附服从Langmuir等温吸附(吸附分子彼此不发生
2 4
相互作用，且气体分子为单分子层吸附)。吸附等温式为： 。其
中a是气体的吸附系数，V 是气体在固体表面的饱和吸附量(标态)，P是气体的分压，V是气体分压为P时
m
的平衡吸附量(标态)。在一定温度下，HS的吸附系数是CH 的4倍，当HS的分压为2MPa及4MPa，CH
2 4 2 4和HS的分压相同时，HS平衡吸附量分别为0.6m3/kg和0.8m3/kg(已换算成标态)，则HS的吸附系数为
2 2 2
_______MPa﹣1。
3．(2024·广西卷，17节选)二氯亚砜(SOCl)是重要的液态化工原料。回答下列问题：
2
(1)合成SOCl 前先制备SCl。有关转化关系为：
2 2
的
则S(s)＋Cl(g)=SCl(l) ΔH＝_______ kJ·mol−1。
2 2 3
(2)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由SCl 和O 制备SOCl。反应如下：
2 2 2
ⅠSCl(g)＋O(g) SOCl(g)
2 2 2 2
ⅡCl(g)＋SOCl(g) 2SOCl(g)
2 2 2 2
①反应Ⅱ的 ( 为平衡常数)随 ( 为温度)的变化如图，推断出该反应为_______(填“吸热”或
“放热”)反应。
②466K时，平衡体系内各组分的物质的是分数 随 的变化如图。反应Ⅱ的平衡常数K=_______(保留1位小数)。保持 和 不变，增大SCl 平衡转化率的措施
1 2
有_______(任举一例)。
③改变 ，使反应Ⅱ的平衡常数 ，导致图中的曲线变化，则x(SCl )等于x(SOCl )的新交点
2 2
将出现在_______(填“ ”“ ”“ ”或“ ”)处。
4．(2024·福建卷，14节选)SiHCl 是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl 耦合加氢得到，相关反应如
3 4
下：
Ⅰ．SiCl (g)＋H(g)= SiHCl (g)＋HCl(g) ΔH ＝52kJ·mol−1
4 2 3 1
Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl (g)＋H(g) ΔH ＝-236kJ·mol−1
3 2 2
Ⅲ．Si(s)＋SiCl (g)＋2H(g)=2SiH Cl(g) ΔH ＝16kJ·mol−1
4 2 2 2 3
Ⅳ．Si(s)＋3SiCl (g)＋2H(g)=4SiHCl (g) ΔH ＝-80kJ·mol−1
4 2 3 4
(3)在压强为p 的恒压体系中通入2molH 和1molSiCl ，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度
0 2 4
变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：K 为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量
p
分数×总压。①图中n代表的组分为_______。(填化学式)
② 时，反应Ⅲ的平衡常数K=_______。(列出计算式)
p
③ 时，SiCl 的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式)
4
(4)673K下、其他条件相同时，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内SiCl 的转化率如
4
下表所示。(产物SiHCl 选择性均高于98.5%)
3
催化剂 Cu CuO CuCl
SiCl 的转化率/% 7.3 14.3 22.3
4
①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的ΔH：CuO催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化
能：Cu催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用CuCl催化剂，初始投料 该段时间内得到 ，则SiHCl 的选择性
3
_______ 。(列出计算式)
5．(2024·河北卷，17节选)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。
(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(k~k 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
1 5
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，k：k：k：k：k
1 2 3 4 5
=100：21：7：4：23。
① 时，c(X)=6.80mol·L－1，且30~60 min内v(X)=0.042 mol·L-1·min-1，反应进行到60 min时，
c(X)=_______ mol·L－1。
② 时，c(D)=0.099mol·L－1，若0~60 min产物T的含量可忽略不计，则此时 _______
mol·L－1；60 min后，随T的含量增加， _______(填“增大”“减小”或“不变”)。
已知平衡时的总压和各组分物质的量求K ：
p
求物质的量分数→求各气体分压→代入表达式求K 。
p
1 ．分压平衡常数 ( K )
p
(1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，
该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或
MPa
(2)分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数(3)分压平衡常数K (只受温度影响)
p
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态
反应物分压
幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号K 表示，K 的表达式如下：
p p
其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压
，
2 ． K 的计算
p
根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数。
第一步 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度
第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数
根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的
第三步
体积分(或物质的量分数)
根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N(g)＋3H(g) 2NH (g)，压强平衡常
2 2 3
第四步
数表达式为K ＝
p
1．(2025·河南省安阳市湘豫名校联考高三模拟，节选)乙炔(C H)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料，
2 2
在生产、生活中有广泛应用。
(4)一定温度下，保持总压强为100 kPa，向反应器中充入1 mol C H(g)和3 mol H (g)，加入一定量催化
2 2 2
剂，经a min达到平衡，乙炔平衡转化率为50%，乙烯的选择性为60%。
①反应开始到恰好达到平衡状态时，H 平均压强变化率为 (用所给字母表示，数字保留1
2
位小数)kPa/min。
②反应C H(g)＋H(g) C H(g)的平衡常数K 为 (kPa)-1(只列计算式)。提示：用分压
2 2 2 2 4 p
计算的平衡常数为K ，分压=总压×物质的量分数。 。
p
2．乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C H(g) C H(g)＋H(g) ΔH＞0
2 6 2 4 2
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有________、________
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C H 和H ，初始压强为100 kPa，发生上述反应，
2 6 2
乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为________kPa，该反应的平衡常数K ＝________kPa (用平
p
衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
3．(2025·河南省南阳市高三联考，节选)利用太阳能光催化分解水制H，再用制备的H 还原CO 生成
2 2 2化工原料CHOH，可实现化工生产的节能减排。工业上用CO 和H 制备CHOH的原理如下：
3 2 2 3
①CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g) ΔH ＝-49.5kJ·mol−1
2 2 3 2 1
②CO (g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) ΔH ＝+41.2kJ·mol−1
2 2 2 2
③CO(g)＋2H(g) CHOH(g)的ΔH=-90.7 kJ·mol−1。
2 3
(5)在120℃，体积恒定的密闭容器中发生反应①和②，通入1mol CO 和2.5mol H 混合气体，起始压
2 2
强为0.35MPa，反应①和②平衡时，总压为0.25MPa，CO 的转化率为60%，则反应②的压强平衡常数K=
2 p
(分压=总压×物质的量分数)。
4．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SO 的催化氧化：
2
SO (g)＋O(g) SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。将组成(物质的量分数)为2m% SO (g)、m% O (g)
2 2 3 2 2
和q% N (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SO 转化率为α，则SO
2 2 3
压强为________，平衡常数K ＝________________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
p
5．对于反应C H(g) C H(g)＋H(g) ΔH ＝＋125 kJ·mol－1，总压恒定为100kPa，在密闭容器
3 8 3 6 2 1
中通入C H 和N 的混合气体(N 不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N”的作用是
3 8 2 2 2
________________________；在温度为T 时，C H 的平衡转化率与通入气体中C H 的物质的量分数的关
1 3 8 3 8
系如图所示，计算T 时反应I的平衡常数K ＝________kPa(保留一位小数)
1 p
6．在恒容密闭容器中，加入足量的MoS 和O ，仅发生反应：2MoS (s)＋7O(g) 2MoO (s)＋
2 2 2 2 3
4SO (g) ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
2
(1)p、p、p 的大小：________
1 2 3
(2)若初始时通入7.0 mol O，p 为7.0 kPa，则A点平衡常数K ＝________(用气体平衡分压代替气体平
2 2 p
衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)
