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专项训练 化学反应原理综合题（解析版）
1．（2023·全国·统考高考真题）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)。
试卷第1页，共39页
学科网（北京）股份有限公司(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。
【答案】(1) 或
(2) b
(3) Ⅰ c =
2
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应③= (反应②-①)，所以对应
；根据平衡常数表达式
与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数 或 ，故答案为：
2 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】； 或 ；
（2）根据图示信息可知，纵坐标表示-lg( )，即与MO+的微粒分布系数
成反比，与M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b曲线生成M+的物质的量浓度
比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，
所以曲线b表示的是300 K条件下的反应；
根据上述分析结合图像可知， 、 时-lg( )=0.1，则
=10-0.1，利用数学关系式可求出 ，根据反应
可知，生成的M+即为转化的 ，则 的转化率为
；故答案为：b； ；
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，
所以符合题意的是步骤Ⅰ；
(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，则此时正
反应活化能会增大，根据图示可知， 与 反应的能量变化应为图中曲线c；
(ⅲ) 与 反应时，因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，则单位时间内产量会下降，但时间足够长的话，不影响最终产量，
则氘代甲醇的产量： = ；根据反应机理可知，若 与 反应，
生成的氘代甲醇可能为 或 共2种，故答案为：=；2。
2．（2023·全国·统考高考真题）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：
试卷第3页，共39页
学科网（北京）股份有限公司(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： )
4 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】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)。
【答案】(1)
(2) (ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤
都属于能垒，由于 的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率
控制步骤为(ⅱ)
(3)
(4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的
摩尔分数越大 图4
【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应
的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反
应 的 。
（2）由图1中信息可知， 的 ，则 的键能为
； 的 ，则H-H键的键能为 。
在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于
的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
（3）已知 属于立方晶系，晶胞参数 ，密度为 ，设其晶胞中含
有 的原子数为 ，则 晶体密度 ，解之得
试卷第5页，共39页
学科网（北京）股份有限公司，即 晶胞中含有 的原子数为 。
（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩
尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数 ，
因此，图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是：合成氨的反应为气体分
子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔
分数较小。在恒压下充入惰性气体 ，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分
压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体 不利于
合成氨，进料组成中含有惰性气体 的图是图4。
③图3中，进料组成为 两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气
和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：
当 、 时， ，解之得 ，则氮气的转化率
，平衡时 、 、 的物质的量分别为 、2 、 ，其
物质的量分数分别为 、 、 ，则该温度下 因此，
该温度时，反应 的平衡常数
。
3．（2023·全国·统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药
6 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】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”)。
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学科网（北京）股份有限公司(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)。
【答案】(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 增大
(4) 46.26
【详解】（1）由图中信息可知，当失重比为19.4%时， 转化为
，则 ，解之得 =4；当失重比为38.8%时，
转化为 ，则 ，解之得y=1。
（2）①
②
③
根据盖斯定律可知，①+③-② 2可得
8 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】，则 (a+c-2b) 。
（3）将 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(Ⅰ)。由平衡时 的关系图可知,
时， ，则 ，因此，该反应的平衡总压 3 、平衡常数
。由图中信息可知， 随着温度升高而增大，因
此， 随反应温度升高而增大。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应 (Ⅱ)，在同
温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时 ，
则 ，因此，平衡时 。在 时，
，则 、 ，联立方程
组消去 ，可得 ，代入相关数据可求出 46.26 ，则
，
。
4．（2023·辽宁·统考高考真题）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
4 2
仪器分析，该制备过程中CuSO ·5H O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热
4 2
量变化情况，数值已省略)如下图所示。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
试卷第9页，共39页
学科网（北京）股份有限公司(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)。
10 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】(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
2 2 e e
氧化反应的K =_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
p
【答案】(1) CuO SO
3
(2) 催化剂 反应中有污染空气的NO和NO 放出影响空气环境、NO 可以溶
2 2
解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理即可）
(3) cd d
【详解】（1）根据图示的热重曲线所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时
CuSO 发生热分解反应，从TG图像可以看出，质量减少量为原CuSO 质量的一半，说
4 4
明有固体CuO剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为SO 、SO 、O，可能出现的
2 3 2
化学方程式为3CuSO 3CuO+2SO ↑+SO↑+O ↑，结合反应中产物的固体产物质量
4 2 3 2
和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、SO 、SO 、O，故答案为CuO、
2 3 2
SO 。
3
（2）(i)根据所给的反应方程式，NO 在反应过程中线消耗再生成，说明NO 在反应中
2 2
起催化剂的作用；
(ii)近年来，铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO 放出影响空气
2
环境、同时作为催化剂的NO 可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、
2
产率不高（答案合理即可）。
（3）(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先
加快后减慢，a错误；
b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在
试卷第11页，共39页
学科网（北京）股份有限公司转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转
化率，b错误；
c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的
温度也逐渐降低，c正确；
d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可
以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确；
故答案选cd；
(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为
d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO 的转化率最好，产率最佳，故答案选d；
2
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数K = =
p
= ；设SO 初始量为m mol，则平衡时n(SO )=m-
2 2
m·α=m(1-α)，n(SO )=m·α，K = = ，故答案为 。
e e 3 e p
5．（2023·湖北·统考高考真题）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：
12 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】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_______。
试卷第13页，共39页
学科网（北京）股份有限公司(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
【答案】(1)128
(2) 3 3
(3) 6 10
(4)
(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
(6)a
【详解】（1）由 和 的结构式和反应历程可以看出， 中断裂了2根
碳氢键， 形成了1根碳碳键，所以 的
= ，故答案为：128；
（2）由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为： ，
, ,其中第三个的活化能最大，
反应速率最慢，故答案为：3；3；
（3）由 的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成
一个五元环，则 总共含有6个五元环，10个六元环，故答案为：6；10；
（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，设起始量为1mol，则根据信
息列出三段式为：
14 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】则 ， ， ，该反应的平衡常数
= ，故答案为： ；
（5） 及 反应的 (
为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据
(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为
在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的
化学键相同；
（6）a．由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转
化率反应速率也加快，a符合题意；
b．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了
平衡转化率，b不符合题意；
c．加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意；
故答案为：a。
6．（2023·湖南·统考高考真题）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
试卷第15页，共39页
学科网（北京）股份有限公司为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。
16 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】(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)。
【答案】(1)+118
(2)5
(3) 苯 反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温
恒压下，随乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物
苯
(4)BD
(5)C HCHCl
6 5 2
(6)KK
sp
∙
【详解】（1）根据盖斯定律，将①-②-③可得C HC H(g) C HCH=CH(g)+H(g)
6 5 2 5 6 5 2 2
H=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/m⇌ol；答案为：+118；
4
∆（2）设充入H
2
O(g)物质的量为xmol；在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气
态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式
，此时平衡时混合气体总物质的
量为1.5mol，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式
，此时乙苯、苯乙烯、H 物质的
2
量之和为1.75mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体积之比等
试卷第17页，共39页
学科网（北京）股份有限公司于物质的量之比，此时容器的体积为 ；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，
则 = ，解得x=5；答案为：5；
（3）曲线a芳香烃产物的选择性大于曲线b、c芳香烃产物的选择性，反应④为主反
应，反应⑤⑥为副反应，则曲线a代表产物苯乙烯的选择性；反应④⑤的正反应为气
体分子数增大的反应，反应⑥的正反应是气体分子数不变的反应；在913K、100kPa
（即恒温恒压）下以水蒸气作稀释气，乙苯的转化率增大，即减小压强，反应④⑤都
向正反应方向移动，反应⑥平衡不移动，故曲线b代表的产物是苯；答案为：苯；反
应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转
化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物苯；
（4）A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，即用X射线衍射技术可测定
Fe O 晶体结构，A项正确；
2 3
B．催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误；
C．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故Fe O 可降低乙苯脱氢反应的活化
2 3
能，C项正确；
D．催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D项错误；
答案选BD。
（5）电负性Cl＞Br＞I，则极性C—Cl键＞C—Br键＞C—I键，则C HCHCl更易生
6 5 2
成自由基，即活性最高的是C HCHCl；答案为：C HCHCl；
6 5 2 6 5 2
（6）Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L) ]+，则Cu++2L [Cu(L) ]+的平衡常数K=
2 2
⇌
；CuBr在水中的溶度积常数K =c(Cu+)c(Br-)；CuBr在配体L的水溶液
sp
∙
中溶解反应为CuBr+2L [Cu(L) ]++Br-，该反应的平衡常数为 =
2
⇌
18 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】=KK ；答案为：KK 。
sp sp
∙ ∙
7．（2023·山东·统考高考真题）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_____。
试卷第19页，共39页
学科网（北京）股份有限公司相同条件下，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”)。
【答案】(1) －
(2)
(3) a 减小 不变
【详解】（1）根据盖斯定律，反应II-反应I＝水气变换反应，故水气变换反应的焓变
＝ － ；
（2）T 温度时，HCOOH建立电离平衡：
1
，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝ 。
。
（3）t 时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态。此时
1
20 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】故t 时刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14 mol·L－1，K(I)＝ 。
1
t 时刻→反应II达平衡过程，
1
则c(H )＝b＋0.16＝y，b＝(y－0.16)mol·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，
2
c(CO)＝a＋0.7，K(I)＝ ，a＝ 。故
＝ ，K(II)＝ 。
加入0.1 mol·L－1盐酸后，H＋对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达
平衡所需时间，故CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减小，
体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t 时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处
1
达到峰值。此时c(CO)会小于不含盐酸的浓度， ＝K(I)，温度不变，平衡
2
常数不变，则 的值不变。
8．（2023·浙江·统考高考真题）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：
试卷第21页，共39页
学科网（北京）股份有限公司请回答：
(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
22 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】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________。
【答案】(1)6
(2) 2 CO+3H 2⇌CH
4
+H
2
O
(3)AC
(4) AC
(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催
化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，
从而使化学反应速率减小
【详解】（1）设方程式①
②
③
根据盖斯定律可知，③=①-②，则
；
（2）①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数
不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，参加反应的一氧化碳为xmol，
根据已知信息可得以下三段式：
试卷第23页，共39页
学科网（北京）股份有限公司，解得x=4；
则平衡常数 ；
②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产
率降低，则该方程式为：CO+3H 2⇌CH
4
+H
2
O；
（3）A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入 ，
A正确；
B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，
B错误；
C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物
还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H 的浓度，从而防止铁的氧化
2
物被还原为单质铁，C正确；
D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反
应速率不变，D错误；
故选AC；
（4）①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，
导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；
B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化
率增大，与图中变化不符，B错误；
C．通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，
导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；
故选AC；
②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平
24 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】衡线，故图像为： ；
（5）反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反
应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度
降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减
小。
9．（2023·广东深圳·翠园中学校考模拟预测）我国在应对气候变化工作中取得显著成
效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。因此将
转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。异丁烯 作为汽
油添加剂的主要成分，可利用异丁烷与 反应来制备。
反应I：
反应II：
已知：
回答下列问题：
(1)已知：异丁烷，异丁烯，CO的燃烧热热化学方程式的焓变分别为 ， ，
，则 ___________(用题目给的反应焓变来表示)
(2)向 恒容密闭容器中加入 和 ，利用反应Ⅰ
制备异丁烯。已知 。已知正反应速率表示为
，逆反应速率表示为
试卷第25页，共39页
学科网（北京）股份有限公司，其中 、 为速率常数。
①图中能够代表 的曲线为___________(填“ ”“ ”“ ”或“ ”)。
②温度为 时，该反应化学平衡常数 ___________，平衡时 转化
率___________50％(填“>”、“=”、“<”)。
(3) 重整技术是实现“碳中和”的一种理想的 利用技术，反应为：
。在 时，将 和 按物质的量之为
充入密闭容器中，分别在无催化剂及 催化下反应相同时间，测得 的转化
率与温度的关系如图所示：
①a点 转化率相等的原因是___________。
②在 、900℃、 催化条件下，将 、 、 按物质的量之比为
充入密闭容器， 的平衡转化率为 ，此时平衡常数 ___________(以分压
表示，分压=总压×物质的量分数；写出含 、n、p的计算表达式)。
(4)相比于反应II直接脱氢，有人提出加入适量空气。采用异丁烷氧化脱氢的方法制备
异丁烯，发生反应
26 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】相比于异丁烷直按脱氢制备丁烯。从产率角度分析该方法的优点
是___________。
(5)利用电化学可以将 有效转化为 ，装置如图所示。
装置工作时，阴极除有 生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的
副产物可能是___________，标准状况下，当阳极生成 的体积为 时，测得阴
极区内的 ，则电解效率为___________。(忽略电解前后液体
积的变化)
已知：电解效率= ×100％。
【答案】(1)
(2) L 1 >
3
(3) 温度较高，催化剂失活
(4)空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，
二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率
(5) H 75%
2
【详解】（1）给反应I编为序号①
；
反应II编为序号②：
试卷第27页，共39页
学科网（北京）股份有限公司③ ；④
；⑤
，根据盖斯定律可得出目标方程式①=③-④-⑤-②，即
可得 ，故答案为： ；
（2）①温度越高，反应速率越快，k 、k 越大，该反应为吸热反应，则k 增大的倍
正 逆 正
数大于k ，则图中能够代表k送的曲线为L；②反应达到平衡时，v =v ，则k
逆 3 正 逆 正
c[CHCH(CH )CH] ·c(CO ) = k c[CH=c(CH )]c(HO) ×c(CO)，K=
3 3 3 2 逆 2 3 2 2
= = 1，假设CHCH(CH )CH 的转化率为50%，
3 3 3
Q= = =0.5；
3 3 3 3
（3）①由图可知，a点CO 的转化率小于平衡转化率率，说明反应未达到平衡状态，
2
但在无催化剂及ZrO 催化下反应相同时间，测得CO 的转化率相等，说明催化剂失去
2 2
活性，
②设起始CO、CH、HO物质的量为1mol、1mol、nmol，列化学平衡三段式
2 4 2
混合气体总物质的量为(1-a+1-a+2a+2a +n)= (2+2a+n) mol，K= =
p
= ；故答案为：温度较高，催化剂失活；
28 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】；
（4）从产率角度分析其优点是空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加
入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率，故答案为：
空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，二
者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率；
（5）在阴极氢离子也易得到电子转化为H，则阴极生成的副产物可能是H；标准状
2 2
况下，当阳极生成氧气体积为224mL时，转移电子的物质的量为 0.04mol，测得阴极
区内的c( HCOO-) = 0.015mol/L，转移电子的物质的量为0.015mol/L×1L×2 = 0.03mol，
电解效率为 =75%，故答案为：H；75%。
2
10．（2023·云南楚雄·统考模拟预测）O 具有杀菌消毒作用，但是O 含量过大时对人
3 3
体有害。已知O 的氧化能力比O 的强，O 氧化2-甲基-2-丁烯(C H )的有关反应如下：
3 2 3 5 10
①C H (g) +2O (g) CHCOCH (g)+CH CHO(g)+2O (g) ΔH<0
5 10 3 3 3 3 2 1
②CH CHO(g) +O(g) CHCOOH(g)+O(g) ΔH<0
3 3 3 2 2
(1)C H (g) + 3O(g) CHCOCH (g) +CH COOH(g) +3O (g) ΔH=
5 10 3 3 3 3 2
___________。(用含ΔH 和ΔH 的代数式表示)
1 2
(2)在一定温度下，向刚性密闭容器中充入1 mol C H (g)和4 mol O (g)，发生反应：
5 10 3
C H (g) +3O (g) CHCOCH (g) +CH COOH(g)+ 3O (g)。下列叙述正确的是
5 10 3 3 3 3 2
___________。( 填标号)
A．达到平衡时，O 的体积分数小于50%
2
B．混合气体的密度不随时间变化时达到平衡状态
C．加入催化剂，不能提高单位时间内2-甲基- 2-丁烯的转化率
D．平衡后，及时分离出CHCOOH，能提高CHCOCH 的平衡产率
3 3 3
(3)在密闭容器中充入C H (g)和O(g)， 发生反应C H (g) + 3O(g) CHCOCH
5 10 3 5 10 3 3 3
(g) +CH COOH(g) +3O (g) ΔH，测得 C H 的平衡转化率[α (C H )]与温度。压强的
3 2 5 10 5 10
关系如图1所示。
①一定压强下，随着温度升高， C H 的平衡转化率降低，原因是___________。
5 10
试卷第29页，共39页
学科网（北京）股份有限公司②根据图1可知，p___________ (填“>”、 “<”或“=”)p ，判断依据是___________。
1 2
(4)在一定温度下，向一恒容密闭容器中充入一定量O，发生反应2O 3O，气体总
3 3 2
压强与时间关系如图2所示。0~10 min时，O 分压变化率为___________kPa·min-1
2
(5)一定温度、总压强保持在96.0 kPa下，向一密闭容器中充入1 mol C H (g)和3 mol
5 10
O(g)发生反应①和反应②，一段时间后达到平衡，测得C H 的转化率为80%，
3 5 10
CHCOOH的物质的量与C H 相同。计算反应①的平衡常数K=___________ kPa．
3 5 10 p
(用分压计算的平衡常数为K，分压等于总压 ×物质的量分数)
p
(6)最新技术是以固体聚合物电解质(SPE)膜为复合电极，酸性溶液为电解质溶液，电解
水制备臭氧。阳极上的电极反应式为___________。
【答案】(1)ΔH +ΔH
1 2
(2)AD
(3) 该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动 <
该反应的正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动
(4)3
(5)108
(6)3H O- 6e- =6H++O ↑
2 3
【详解】（1）已知：
①C H (g) +2O (g) CHCOCH (g)+CH CHO(g)+2O (g) ΔH
5 10 3 3 3 3 2 1
②CH CHO(g) +O(g) CHCOOH(g)+O(g) ΔH
3 3 3 2 2
30 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】由盖斯定律可知，①+②得：C H (g) + 3O(g) CHCOCH (g) +CH COOH(g)
5 10 3 3 3 3
+3O (g)，则ΔH=ΔH+ΔH ；
2 1 2
（2）A．当反应完全进行时，O 的体积分数等于50%，由于反应为可逆反应，进行不
2
完全，故达到平衡时，O 的体积分数小于50%，A正确；
2
B．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应
已达平衡，B错误；
C．加入催化剂可以改变反应的速率，故在反应达到平衡之前，可以能提高单位时间内
2-甲基- 2-丁烯的转化率，C错误；
D．平衡后，及时分离出CHCOOH，导致平衡正向移动，从而能提高CHCOCH 的平
3 3 3
衡产率，D正确；
故选AD；
（3）①该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故在一定压
强下，随着温度升高， C H 的平衡转化率降低；
5 10
②反应的正反应是气体分子数增大的反应，相同条件下，减小压强，平衡向正反应方
向移动，使得C H 的平衡转化率增大，故pb>c 反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动
(4)
【详解】（1）①2HS(g) S(g)+2H(g) ΔH =+180 kJmol−1
2 2 2 1
②CH 4 (g)+S 2 (g) CS 2 (g)+2H⇌2 (g) ΔH 2 =+81 kJmol−1 ⋅
由盖斯定律可知⇌，①+②得反应③CH
4
(g)+2H 2⋅S(g) CS
2
(g)+4H
2
(g)，则
ΔH=+261kJmol−1；反应为熵增的吸热反应，则反⇌应③能够自发的条件是高温；
3
⋅
（2）在1000℃时，已知ΔG=−RTlnK，则反应①的lnK= = 、反应③的lnK=
= ，故反应③平衡常数更大，平衡时硫化氢的转化率更高；
（3）相同条件下，增加甲烷的投料，平衡正向移动，会促进硫化氢的转化，故a、b、
c由大到小的顺序为a>b>c；反应③为吸热反应，温度越高，平衡正向移动，导致反应
③HS平衡转化率增大；
2
（4）已知：在T℃、ρ kPa条件下，将n(H S):n(CH =1:1的混合气进行反应③，同时
2 4)
发生副反应CH(g) C(s)+2H(g)，假设硫化氢、甲烷投料均为1mol，达到平衡时，HS
4 2 2
的转化率为80%，C⇌H 的转化率为90%，则：
4
则平衡是甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.4mol、
试卷第33页，共39页
学科网（北京）股份有限公司2.6mol，总的物质的量为3.3mol，甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气分压分别为
pkPa、 pkPa、 pkPa、 pkPa，故则反应③的Kp= ；
12．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）国家提出2030年前实现碳达峰、
2060年前实现碳中和的目标，利用 加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径．利用
加氢制甲醇的有关反应如下：
(1)已知：反应中相关的化学键键能数据如下．
化学键
键能
803 436 414 326 464
则 ____________ kJ∙mol−1。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时加入 、 发生上
述反应，测得 的平衡转化率 随温度和压强的变化如图所示。
①压强： 、 、 的关系为_____________。
②250℃、 条件下，此时反应的化学平衡常数 _________(用含 的代数式表示，
分压=总压×物质的量分数)。
③要使反应在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有__________(填字母)。
34 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．缩小反应容器的容积 B．恒压条件下充入He气 C．升高温度 D．降低温度
E．使用合适的催化剂 F．从平衡体系中及时分离出
(3)实际合成反应时，不同条件下， 、 的体积比为1:3反应时，会有
生成。在恒压条件下，某时间段内 选择性( 选择性
)和产率随温度的变化如图所示：
合成甲醇最适宜的温度为________；a、b两点 的转化率：a点__________b点(填
“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________________。
【答案】(1)−46
(2) ADF
(3) 230℃ < b点时 的产率比a点高，但 的选择性比a点
低，说明b点 的转化率比a点高
【详解】（1）根据焓变等于断键吸收的热量减去成键放出的热量，则△H
；故答案为：−46。
（2）①该反应是体积减小的反应，在250℃时从下到上，氢气转化率增大，平衡正向
试卷第35页，共39页
学科网（北京）股份有限公司移动，说明是增大压强，则压强： 、 、 的关系为 ；故答案为：
。
②250℃、 条件下，建立三段式
， ，解得 ，
此时反应的化学平衡常数 ；故答案为： 。
③A．缩小反应容器的容积，相当于增大压强，平衡正向移动，故A符合题意； B．
恒压条件下充入He气，压强增大，但反应物浓度未变，速率不变，平衡不移动，故B
不符合题意； C．升高温度，平衡向吸热反应方向移动即逆向移动，故C不符合题意；
D．降低温度，平衡向放热反应方向移动即正向移动，故D符合题意；E．使用合适的
催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，故E不符合题意；F．从平衡体系中及时分离
出 ，减小生成物浓度，平衡正向移动，故F符合题意；综上所述，答案为：
ADF。
（3）根据图中信息甲醇的最大产率再温度230℃，因此合成甲醇最适宜的温度为
230℃；产率等于二氧化碳的转化率乘以甲醇的选择性，根据图中信息b点时
的产率比a点高，但 的选择性比a点低，说明b点 的转化率比a点高，因
此a、b两点 的转化率：a点＜b点；故答案为：230℃；＜；b点时 的产率
36 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】比a点高，但 的选择性比a点低，说明b点 的转化率比a点高。
13．（2023·海南海口·统考模拟预测） (尿素)是一种重要的化工产品。回答
下列问题：
(1)尿素的结构简式如图所示。已知尿素熔点：132.7℃，丙酮熔点：-94.9℃。
二者相对分子质量相近，结构相似，尿素的熔点高于丙酮的原因是___________。
(2)工业上，用CO 和NH 制备尿素，总反应分两个基元反应：
2 3
①
②
反应过程中的能量变化如图所示。
该反应的决速步骤是基元反应___________(填“①”或“②”)，合成尿素的总反应自
发进行的条件是___________(填“较高温度”或“较低温度”)。
(3)碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂，工业上常用尿素合成碳酸丙烯酯。已知：
碳酸丙烯酯(PC)的沸点为242℃；1，2-丙二醇(PG)的沸点为185℃；尿素在160℃以上
分解。以PG和尿素为原料合成PC的反应如下：
在某恒容密闭容器中加入物质的量之比为2:1的PG和尿素，加入催化剂充分反应，测
得相同时间内不同温度下PC的收率如图所示(PC的收率
试卷第37页，共39页
学科网（北京）股份有限公司)。
①190℃以上，PC的收率降低的主要原因可能是___________(答一条)。
②若a点为平衡点，则该点温度下PG的平衡转化率为___________。
【答案】(1)尿素分子间能形成氢键
(2) ② 较低温度
(3) 尿素分解(或副反应增多) 42.5%
【详解】（1）尿素的相对分子质量为60，丙酮的相对分子质量为58，二者相对分子
质量相近，结构相似，但尿素分子中含有-NH ，能形成分子间的氢键，而丙酮分子中
2
含有的-CH 不能形成分子间的氢键，所以尿素的熔点高于丙酮，其原因是：尿素分子
3
间能形成氢键。
（2）从图中可以看出，反应②的活化能远大于反应①，正反应的活化能越大，反应速
率越慢，所以该反应的决速步骤是基元反应②，合成尿素的总反应为2NH (g)+CO (g)
3 2
CO(NH)(s)+HO(g) △H＜0，其ΔS＜0，所以该反应自发进行的条件是较低温度。
2 2 2
（3）假设在某恒容密闭容器中加入PG的物质的量为2mol，尿素的物质的量为
1mol，加入催化剂充分反应，测得170℃下PC的收率为85%。
①题中信息显示，尿素在160℃以上开始分解，但190℃以上，PC的收率才开始降低，
则160℃~190℃之间，尿素的分解量不大，但反应速率增大很多；190℃以上，尿素分
解量增大，也可能是发生其他反应。所以主要原因可能是尿素分解(或副反应增多)。
②若a点为平衡点，则该点温度下PC的收率为85%，则生成PC的物质的量为
1mol×85%=0.85mol，消耗PG的物质的量为0.85mol，PG的平衡转化率为
=42.5%。
【点睛】反应物的分解量增大，必然导致主反应中反应物的转化率降低，PC的收率降
低。
14．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）丙醛是一种重要的有机原料，在许多领
38 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】域都有广泛的应用。在铑催化剂作用下，乙烯羰基合成丙醛涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)T℃时，向恒压容器中充入0.2mol 、0.2mol 和0.2molCO(g)，若在该
条件下只发生主反应Ⅰ：
①达平衡时，放出15.48kJ的能量；若向相同容器中充入0.4mol ，在
相同条件下达到平衡时，吸收20.64kJ的能量，则反应Ⅰ的 ___________kJ/mol。
②下列说法能说明反应I达到平衡的是( )
A、CO的消耗速率等于 的生成速率
B、气体的密度不再随时间改变
C、平衡常数K不再随时间改变
D、气体平均摩尔质量不再随时间改变
(2)在恒压密闭容器中，通入1mol 、1molCO和一定物质的量的 ，在一定温度
和铑催化剂作用下，发生上述反应，测得 的转化率(α)和丙醛选择性(x)
随 变化关系如图1所示。
表示乙烯转化率的曲线是___________(填a或b)
(3)保持温度不变，在恒容反应器中，按照 投料，发生
试卷第39页，共39页
学科网（北京）股份有限公司Ⅰ、Ⅱ反应，起始总压为3pkPa，反应达到平衡时 的转化率为80%， 的选择
性为25%，则 的转化率为___________%，反应Ⅰ的 ___________ (用含p
的代数式表示)。
(4)在恒压条件下，按照 投料，匀速通入装有催化剂的
反应器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，相同时间内，测得不同温度下 的转化率(α)如图2中曲
线n所示(图2中，曲线m表示相同条件下 的平衡转化率随温度的变化)。测得
___________ (填“>”、“=”、“<”)，产生这一结果的原因可能是
___________。
【答案】(1) -129 BD
(2)b
(3) 80
(4) > 之后，随温度升高，催化剂活性降低，催化剂对速率降低的影响强
于温度升高对速率加快的影响
【详解】（1）①向恒压容器中充入0.2molC H、0.2molH 和0.2molCO，反应正向进
2 4 2
行，达到平衡时放出15.48kJ的能量，向相同容器中充入0.4molCHCHCHO，反应逆
3 2
向进行，达到的平衡与原平衡相同，吸收20.64kJ的能量，则该反应的ΔH=(-15.48-
1
20.64÷2)kJ/mol×5=-129kJ/mol。
②A．CO的消耗速率等于CHCHCHO的生成速率，两者都表示正反应速率，无法说
3 2
明反应达到平衡，A错误；
B．反应在恒压容器中进行且不是等体积反应，随着反应进行，容器的体积发生变化，
气体总质量不变，则气体密度不断变化，气体的密度不变可说明反应达到平衡，B正
确；
C．平衡常数K只与温度有关，温度不变的情况下K值不变，不能说明反应达到平衡，
C错误；
D．该反应不是等体积反应，随着反应进行，气体的物质的量不断变化，气体平均摩
40 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】尔质量不断变化，气体平均摩尔质量不变说明反应达到平衡，D正确；
故答案选BD。
（2）随着 的增大，反应Ⅰ、反应Ⅱ化学平衡均正向移动，乙烯的平衡转化率不
断增大，但是 较大时，反应Ⅱ进行程度增大，导致丙醛选择性减小且乙烯的转
化率趋于稳定，则表示乙烯转化率的曲线为b。
（3）不妨令n(C H)：n(CO)：n(H )=1mol，达到平衡时C H 的转化率为80%，即反应
2 4 2 2 4
掉C H0.8mol，C H 的选择性为25%，则生成的C H 有0.8mol×25%=0.2mol，则反应
2 4 2 6 2 6
Ⅱ消耗的H 有0.2mol，消耗的C H 有0.2mol，反应Ⅰ消耗的C H 为0.6mol，消耗的
2 2 4 2 4
H 为0.6mol，共消耗H0.8mol，H 的转化率为80%。反应Ⅰ
2 2 2
，反应Ⅱ
，平衡时，n(C H)=0.2mol，
2 4
n(H )=0.2mol，n(CO)=0.4mol，n(C H)=0.2mol，n(CHCHCHO)=0.6mol，气体总物质
2 2 6 3 2
的量为1.6mol，初始时气体总物质的量为3mol，总压为3pkPa，则平衡时各物质分压
为p(C H)=0.2pkPa，n(H )=0.2pkPa，n(CO)=0.4pkPa，n(C H)=0.2pkPa，
2 4 2 2 6
n(CHCHCHO)=0.6pkPa，K= kPa-2
3 2 p
（4）从图中可知B点乙烯的转化率大于D点，但都小于该温度下的平衡转化率，说
明开始时随着温度的升高，反应速率增大，乙烯的转化率不断增大，但是随着温度进
一步升高，催化剂活性降低，催化剂降低对反应速率降低的影响强于温度升高对反应
速率加快的影响，因此v(B)>v(D)。
15．（2023·湖南长沙·长沙市明德中学校考模拟预测）氮及其化合物是科学家们一直在
试卷第41页，共39页
学科网（北京）股份有限公司探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题：
(1)查阅资料：标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，由元素最稳定的单质生成
1mol纯化合物时的焓变，符号为 。已知以下物质的标准摩尔生成焓如下表所示。
物质 NH (g) HO(g)
3 2
由此可得 ___________kJ/mol。
(2)氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤，假设只会发生以下两个竞争反应Ⅰ、
Ⅱ。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析某催化剂对该反应的选择性，将1molNH 和2molO 充入1L密闭容器中，在不
3 2
同温度相同时间下，测得有关物质的量关系如图。
①该催化剂在低温时对反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的选择性更好。
②520℃时，容器中NH 的转化率=___________
3
③高于840℃时，NO的产率降低的可能原因是___________(填选项字母)。
A．NH 溶于水 B．NH 的浓度降低
3 3
C．反应I的平衡常数变小 D．催化剂活性降低
(3)已知反应 ，某研究小组研究不同温度
T℃、T℃下的平衡状态中lgp(NO )和lgp(SO)两个压强对数的关系如图所示，实验初
1 2 2 3
始时体系中的p(NO )和p(SO )相等、p(NO)和p(SO )相等。
2 2 3
42 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】①a、b两点体系压强p 与p 的比值 ___________；同一温度下图像呈线性变化的
a b
理由是___________
②温度为T 时化学平衡常数K=___________
1 p
(4)某同学设计用NO—空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中的SO 、NO转化为
2
(NH )SO 的原理。
4 2 4
①燃料电池放电过程中负极的电极反应式为___________。
②若甲装置中消耗22.4LO (标况)，则乙装置中SO 和NO转化的物质的量共有
2 2
___________mol。
【答案】(1)-1268
(2) Ⅱ 60% CD
(3) 该反应为气体体积不变的反应，又起始时两反应物和两生成物的浓度
对应相等，改变压强平衡不移动，建立等效平衡，则同一温度下图像呈线性变化
0.01
(4) 2.8
【详解】（1）由题目所给数据可写出如下热化学方程式：①
，②
，由盖斯定律： ，得
试卷第43页，共39页
学科网（北京）股份有限公司。答案为
1268；
（2）①由图示知，在低温时，生成N 比生成NO多，故该催化剂在低温时对反应Ⅱ选
2
择性更好；
②从图看N、NO均为0.2mol，由方程式得到关系式为NH NO计算产生NO时消耗
2 3
的NH 为0.2mol，2NH N 产生N 时消耗NH 为0.4mol。所以NH 的转化率为
3 3 2 2 3 3
。
③由于反应用到了催化剂，故此时NO产率降低有可能是因为温度过高导致催化剂活
性下降。另外此反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，也会导致NO产率
下降，故选CD；
答案为Ⅱ；60%；CD；
（3）①该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，若实验初始时体系中
的p(NO )和p(SO )相等、p(NO)和p(SO )相等，则平衡时体系中的p(NO )和p(SO )相等、
2 2 3 2 2
p(NO)和p(SO )相等，由图可知，a点p(NO )=10、p(SO )=1，b点p(NO )=100、
3 2 3 2
p(SO )=10，则a、b两点体系压强p 与p 的比值
3 a b
；
该反应为气体体积不变的反应，反应过程中气体分子总数不变，改变压强平衡不移动，
则同一温度下图像呈线性变化，
②由图可知，温度为T 时，a点 、 ，平衡时体系中的p(NO )和
1 2
p(SO )相等、p(NO)和p(SO )相等，则 ， ，
2 3
。答案为 ；该反应为气体体积不变的反应，
又起始时两反应物和两生成物的浓度对应相等，改变压强平衡不移动，建立等效平衡，
则同一温度下图像呈线性变化；0.01；
（4）①由图可知，Pt(Ⅰ)电极是燃料电池的负极，水分子作用下一氧化氮在负极失去
电子发生氧化反应生成硝酸根和氢离子，电极反应式为 。
②若甲装置中消耗22.4L氧气，由得失电子数目守恒可知，乙装置中二氧化硫和一氧
44 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】化氮转化的物质的量之和为 。答案为
；2.8。
试卷第45页，共39页
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