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2024 高考化学考点必杀300 题（全国新高考卷）
主观必杀60 题
专练19 原理综合题（15 题）
【基础题】
1．（2024·四川绵阳·模拟预测）以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯，是化工产业中常用的方法，其反应如
下所示：
(g)
(g)+H2(g)
回答下列问题：
Ⅰ.在
催化下，在三个恒容(均为1.0L)密闭容器中发生上述反应。相关实验数据如下：
容器
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
乙苯(g)
苯乙烯(g)
氢气(g)
苯乙烯(g)
甲
3.0
0
0
1.0
乙
4.0
3.0
1.0
x
丙
5.0
0
0
1.2
(1)
℃时，按表格中数据投料，则此时乙容器中v 正 (填“＞”“＝”或“＜”)v 逆。
(2)
(填“＞”“＝”或“＜”)
。
Ⅱ.乙苯脱氢的历程如下图所示：
1
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(3)四个步骤中，更有利于在低温发生的是上图中的 步骤。“吸附”步骤中乙苯分子被吸附在催
化剂
表面活性位点并被活化；“反应”步骤中Fe(Ⅲ)转化为 ，从共价键变化的角度描述该
步骤为 。该催化剂在使用过程中，失活现象比较严重，由此推断“脱氢”步骤除了产生
，还
可能生成小分子离开催化剂表面。
Ⅲ.为了节省能源，乙苯催化脱氢制苯乙烯的过程可以在
气氛下进行。100kPa 下，反应气组成
按1∶0、1：1、1∶5、1∶9 投料，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图。
(4)图中
对应的曲线是 (填序号)。
(5)工业乙苯催化脱氢生产苯乙烯时，会产生少量积碳，加入一定温度的水蒸气可较长时间保持催化剂的
活性，用化学方程式表示其原因是 。
2．（2024·上海金山·二模）联氨(N2H4)又称肼，在航天、能源等领域具有广泛应用。
Ⅰ.N2H4分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构。
(1)写出N2H4的电子式。
(2)N2H4晶体受热熔化时，破坏的作用力有___________。
A．范德华力
B．氢键
C．共价键
D．离子键
(3)酸碱质子理论提出：凡是能给出质子的分子或离子称为酸，凡是能接受质子的分子或离子称为碱。
2
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①由N2H4+H2O
N2H +OH- 可知N2H4是 。
A．酸 B．碱
②选择足量的盐酸或NaOH 溶液与N2H4充分反应，生成盐的化学式为 。
Ⅱ.肼具有强还原性，可作火箭推进剂燃料，反应的热化学方程式表示为：2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)
+4H2O(g) ∆H<0。
(4)①结合化学反应原理分析，该反应可自发进行的原因是 。
②N2H4和N2O4作为火箭推进剂的主要原因是 。
Ⅲ.肼可还原钴离子制备纳米金属钴，纳米金属钴具有特殊的物理、化学和表面性质。
(5)下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最小的是 。
A．[Ar]3d74s2 B．[Ar]3d74s14p1 C．[Ar]3d74s1
(6)Co2+被N2H4还原的离子方程式如下，完成方程式并配平 。
Co2++
N2H4+
___________=
Co↓+
N2↑+
H2O
当转移7.224×1024个电子数时，生成金属钴 克。
(7)金属钴可以形成多种配合物。一种配合物由Co3+、NH3、Cl-、H2O 组成，实验显示Co3+、NH3、Cl-、H2O 的
物质的量之比为1∶3∶3∶1.向该配合物的水溶液加入AgNO3溶液，只能沉淀出三分之一的Cl-。
①该配合物的化学式是 。
A．[Co(NH3)3ClH2O]Cl2 B．[Co(NH3)3Cl2H2O]Cl C．[Co(NH3)3H2O]Cl3
②该配合物的配体有 。
3．（2024·辽宁大连·一模）甲基叔戊基醚
(TAME，简写为T)常用作汽油添加剂。在催化剂作
用下，通过甲醇
(简写为M)与2-甲基-2-丁烯(简写为A)的液相反应制得。通过控制条件，体系中
主要发生如下反应(B 为2-甲基-1-丁烯的简写，不考虑其他副反应)：
3
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反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
(1)磷钼酸(
)可作为制备TAME 反应催化剂的浸渍试剂。已知钼元素位于第五周期第ⅥB 族，核
外电子排布与Cr 相似。基态钼原子的价层电子排布式为 。
(2)比较
(填“>”、“<”或“=”)。
(3)我国学者团队对制备TAME 反应的催化剂进行了研究。研究表明：用不同浓度(1～3%)的磷钼酸浸渍催化
剂，浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为1%、2%、3%的磷钼酸浸渍催化剂进行了三组实验，得到
随时间的变化曲线如图所示。
①用3%的磷钼酸浸渍时，在4~6h 内，T 的平均生成速率为 。
②下列说法正确的有 。
A．三组实验中，反应速率都随反应进程一直增大
B．平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释，
减小
C．催化剂可加快化学反应速率，提高甲醇的平衡转化率
4
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D．降低温度，反应ⅰ和ⅱ的正、逆反应速率都减小
E．达到平衡后，加入M，
不变
(4)研究团队继续研究其他条件不变时，不同醇烯比
(甲醇M 与烯烃A 的起始物质的量浓度之比)对平
衡的影响，当A 起始浓度
时，测得平衡时B 和T 的
随
的变化曲线如图。
当
时，计算反应i 的平衡常数 (保留小数点后两位)。
4．（2024·湖南长沙·二模）我国提出2060 年前实现碳中和，为有效降低大气
中的含量，以
为
原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。
在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中
发生如下反应：
Ⅰ.主反应：
Ⅱ.副反应：
(1)已知：Ⅲ.
5
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Ⅳ.
。
(2)
加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________。
A．反应速率快
B．平衡转化率高
C．催化剂活性高
D．主反应催化剂选择性好
(3)500℃时，向1L 恒容密闭容器中充入4mol
和12mol
，初始压强为p，20min 时主、副反应都达到
平衡状态，测得
，体系压强为
，则0~20min 内
，
平衡时
选择性= (
选择性
，计算保留三位有效数字，下同)，副
反应的
。
(4)以
催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为
。该反应的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a 所示，已知Arhenius 经验
公式
，(Ea 为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中
的曲线b 所示，则实验可能改变的外界条件是 。
(5)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，
6
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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 。
5．（2024·重庆·模拟预测）回收、处理NO2是环境科学研究的重要课题，常用的处理方式有多孔材料吸
附法和CH4还原法等。
(1)利用金属有机骨架多孔材料可将N2O4“固定”，能高效吸附NO2，经处理可得到HNO3，其原理如图所示。
①当MOFs 多孔材料吸附NO2到质量不再发生变化时， (填序号)也能说明吸附反应已达到极限。
A．废气颜色不再发生变化
B．
C．
D．混合气体的平均分子质量不再发生变化
②升温不利于NO2的吸附，原因是 。
(2)CH4也可以用来除去NO2。一定条件下，CH4可与NO2反应生成无污染的气态物质与液态水。
已知：反应1：
反应2：2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ∆H2=-115kJ/mol
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①已知CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，则
∆H=
kJ/mol。
②向恒容密闭容器中充入气体
发生反应
初始压强为192kPa，测得
的平衡转化率与温度(T)
的关系如图所示。温度为
时，反应从开始到达平衡所用的时间为10min，则该段时间内的平均反应速
率
。该温度下，用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，
(3)C 元素与N 元素形成的一种超硬晶体的晶胞结构如图所示(碳原子位于顶点、面心)。
①2 号原子的坐标为
测定该原子坐标的方法为 。
②C、N 原子的配位数之比为 。
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(4)下图是CH4燃料电池电解制备
的示意图，同时可以得到H2、Cl2、NaOH。
①负极的电极反应式为 。
②理论上，相同时间内NaOH 的产量是
的2 倍，原因是 。
6．（2024·广东汕头·二模）金属钛（Ti）重量轻、强度高、抗腐蚀能力，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（
）转化为
，再进一步还原得到钛。
(1)基态Ti 原子的价电子轨道表示式： 。
(2)
转化为
有直接氯化法（Ⅰ）和碳氯化法（Ⅱ）。
Ⅰ．
Ⅱ．
已知：
的燃烧热为393.5
'，
的燃烧热为283.0
①
。
②碳氯化反应过程中CO 和
可以相互转化，如图1 所示，下列关于碳氯化反应说法正确的是 。
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A．
生成CO 反应为放热反应
B．升高温度，
平衡转化率减小
C．增大压强，碳氯化反应平衡向正反应方向移动
D．如图2 所示
晶胞中
位于
所构成的正八面体的体心，则
的配位数是6
③碳氯化法中生成CO 比生成
更有利于
转化为
，从熵变角度分析可能的原因是 。
(3)经光谱分析在碳氯化反应中有光气（
）生成，后
继续反应，有理论认为机理如下：
一分子
含有 个σ 键，决速步骤的反应方程式为 。
(4)在
，将
、C、
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
量分数）随温度变化的理论计算结果如图所示。
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①反应
的平衡常数
Pa。
②图中显示，在200℃平衡时
几乎完全转化为
，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原
因是 。
7．（2024·全国·二模）
、
常用于制造农药等。磷在氯气中燃烧生成这两种卤化磷。请回答下
列问题：
(1)
的VSEPR 模型是 。已知
中P 原子的d 能级参与杂化，分子呈三角双锥形（如图甲），由
此推知
中P 的杂化类型为 （填标号）。
A．
B．
C．
D．
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(2)已知，①
kJ⋅mol
，
②
kJ⋅mol
（
）。
则
（用含a、b、c 的式子表示）kJ⋅mol
。
(3)实验测得
的速率方程为
（k 为速率常数，只与温度、
催化剂有关），速率常数k 与活化能的经验关系式为
（R 为常数，
为活化能，T 为绝对温
度）。
①一定温度下，向密闭容器中充入适量
和
，实验测得在催化剂Cat1、Cat2 下
与
的
关系如图乙所示。催化效能较高的是 （填“Cat1”或“Cat2”），判断依据是 。
②将2n mol
和n mol
充入体积不变的密闭容器中，一定条件下发生上述反应，达到平衡时，
为a mol，如果此时移走n mol
和0.5n mol
，在相同温度下再达到平衡时
的物质的量为x，则x 为 （填标号）。
A．
mol B．
mol C．
mol D．0.5a mol
mol
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(4)向恒容密闭容器中投入0.2 mol
和0.2 mol
，发生反应：
，在
不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图丙所示。
①相对曲线b，曲线a 改变的条件可能是 ；曲线c 改变的条件可能是 。
②曲线b 条件下，该反应平衡常数（
）为 。[提示：用分压计算的平衡常数为压强平衡常数
，
分压=总压×物质的量分数。]
8．（2024·广西·二模）乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。
二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下，
与
在催化剂表面发生如下
反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
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已知部分共价键的键能如下表所示：
共价键
C-H
H-H
H-O
C=O
键能
413
436
464
799
回答下列问题：
(1)反应Ⅱ：
，该反应的反应物和生成物中，
属于
杂化的原子种类有 种。
(2)用惰性气体与
混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ：
，在923K、100kpa
恒温恒压条件下，将
的混合气体进行
脱氢反应，平衡时
的转化率为b，则
该反应平衡常数
kpa（用含a、b 的代数式表示）。
(3)在一定条件下
反应达到平衡状态，当改变反应的某一条件后，下列
变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
A．正反应速率先增大后减小
B．混合气体密度增大
C．反应物的体积百分数增大
D．化学平衡常数K 值增大
(4)反应Ⅱ：
是提高乙烯产率的关键，但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率，应选择的反应条件为 。
A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
②基于上述反应，在催化剂表面
与
发生脱氢制乙烯的总反应为：
，该反应温度常控制在600℃左
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右，其原因是 。
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示，A、B 为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A 电
极的电极反应式为 ，离子交换膜为 （填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。
【提升题】
9．（2024·黑龙江·模拟预测）草酸钙一水结晶水合物
可用作分析试剂、常用作分离稀土
金属的载体。回答下列问题：
(1)在隔绝空气条件下，
分解反应如下：
①
；
②
；
③
；
④
(上述反应式中，
a，b，c 都大于0)。
(2)在一定温度下1 L 的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生中反应：CaC2O4(s)
CaO(s) +CO(g)+CO2(g)，若前5 min 内生成CaO 的质量为11.2 g ，则该段时间内v(CO)= 。
(3)已知反应②CaC2O4(s)
CaCO3(s)+CO(g)平衡常数Kp2=e，向1L 密闭容器中加入足量的CaC2O4固体，再
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充入一定量的N2O 气体，起始压强为b，发生(1)中反应②和⑤N2O(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g)后达到平衡时
总压强为c．则500℃时反应⑤的平衡常数Kp5= 。(用e，b，c 来表示)
(4)在密闭容器中充入足量
粉末，只发生(1)中反应④，测得平衡时残留固体质量与温度关
系如图所示：
①用平衡移动原理解释曲线变化： 。
②温度高于800℃时，曲线斜率减小，可能是产物之间发生了可逆的无机氧化还原反应，写出该反应的化
学方程式： 。
(5)在400℃时，向体积可变的密闭容器中充入足量CaC2O4•H2O 粉末，只发生(1)中反应①。达到平衡时体
积为1L，压强为p0kPa．温度保持不变，将体积变为2L 并保持体积不变，直至反应达到平衡，平衡时压强
为 。
(6)氧化钙晶胞如图所示，已知：
代表阿伏加德罗常数的值，阳离子半径为100pm。
①下列有关钙的粒子中，失去1 个电子需要能量最多的是 (填字母)。
A．
B．
C．
D．
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②氧化钙的摩尔体积为
。
10．（2024·河南濮阳·一模）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸的关键工序是
的催化
氧化：
。回答下列问题：
(1)该反应在有无催化剂下的部分反应历程如图所示：
的
（填“>”“<”或“=”，下同）0，
。
(2)在不同钒催化剂下，在相同时间内，
的转化率与温度的关系如图所示：
①催化性能最佳的催化剂是 （填标号）。
②已知晶体钾属于立方晶系，晶胞参数为
，晶体密度为
，则钾晶胞中含有K 的原子数为
（列出计算式，设
为阿伏加德罗常数的值）。
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(3)在一定的温度和压强下，
达到平衡时
的转化率如下表所示：
温度/℃
平衡时
的转化率/%
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
5MPa
10MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
实际生产中采用的压强为 ，原因是 。
(4)在温度为T、容积为1L 的恒容密闭容器中充入
和
，仅发生反应：
，实验测得：
、
，平衡时
的物质的
量为
，则
。
11．（2024·安徽池州·二模）我国航天事业高速发展，火箭推进剂的研究一直航天工业的热点课题。火
箭推进剂燃料有肼(
)、液氢、液态甲烷(
)等，常见氧化剂有
、液氧等。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式如下：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①则
②用化学反应原理解释反应ⅲ可自发进行反应的原因为 。
③火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示：
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其中能垒最大的一步反应方程式为 。
(2)利用甲烷和水蒸气催化制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢主要存在如下两个反应：
a：
b：
恒定压强为
时，将物质的量之比为1：3 的
与
混合投入反应容器中，600℃时平衡体
系中部分组分的物质的量分数如下表所示：
物质
物质的量分数
0.04
0.32
0.50
0.08
①下列操作中，能提高
平衡转化率的是 (填字母)。
A．提高
与
的投料比 B．移除
C．选择合适的催化剂 D．恒温恒压下通入Ar 气
②已知
为反应的压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的分压
代替浓度；气体的分压等于其物质的量分数乘以气体总压。600℃时反应a 的压强平衡常数为
(列出计算式)。
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③平衡体系中
的物质的量分数随温度T 的变化如图，解释原因 。
(3)要实现氢能源的广泛使用，储氢材料特别重要。某镁铁合金是目前储氢效果较好的材料之一，其晶胞
如图所示：
该晶胞边长为apm，阿伏伽德罗常数的值为
。Fe 的配位数是 ，该合金储氢时，若每个晶胞
可以储存4 个
分子，计算
合金储存氢气的质量为 g。
12．（2024·广东佛山·二模）金属有机配合物广泛应用于各类催化反应。
Ⅰ．某铁的配合物催化1-丁烯和
加成的部分历程如图。
(1)①写出1-丁烯和
加成的化学方程式 。
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②若丙→乙的活化能为
，则甲→丙的反应热△H=
(用含a 的式子表达)。
(2)甲、乙的结构如图所示，Ar 表示苯基。
①乙中Fe 的配位数为 。
②下列说法正确的是 (填标号)。
A．甲→乙的过程中有
键的断裂和形成
B．乙→丙的速率比甲→乙慢
C．升高温度，乙的平衡浓度减小
D．选用合适的催化剂可提高1-丁烯的平衡转化率
Ⅱ．某金属配合物的合成反应为：
。该金属配合物的吸光度A 随
的变化如图
所示[
为定值]。
为M 和R 完全反应的吸光度，
为实际测得的最大吸光度，吸光度和
的浓度成正比。
(3)x= 。
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(4)解离平衡
的解离度
(即
的平衡转化率)为 (用含
、
的式子表示)。
(5)若x=1，将10mL 0.01
、5mL 0.001
M 溶液、5mL 0.001
R 溶液混合，测
得解离度
，计算
的解离平衡常数
(写出计算过程)。
13．（2024·云南曲靖·二模）环戊二烯是一种重要的有机合成原料，用其制备环戊烯涉及的反应如下：
主反应：
；
副反应1：
。
副反应2：
回答下列问题：
(1)
（用含“
”和“
”的式子表示），该反应在 （填“高温”或“低温”）条
件下能自发进行。
(2)下列操作中，能提高环戊二烯平衡转化率的是 （填标号）。
A．增加环戊二烯的用量 B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除环戊烯
(3)保持其他条件不变，在相同时间内，环戊二烯转化率及环戊烯、环戊烷的选择性与温度的关系如下图
所示：
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①综合分析，反应的最佳温度的范围为 （填标号）。
A．
B．
C．
左右
②随着温度的升高，环戊二烯转化率升高而环戊烯选择性降低，其原因是 。
(4)
，向恒容密闭容器中加入
环戊二烯
和
，反应达到平衡时，环戊二烯的转化率为
，环戊烷物质的量为
，则用气体物质的量分数
表示的主反应的平衡常数
（用含
的计算式表示）。
(5)用环戊二烯制备的二茂铁
可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂、橡胶熟化剂、紫外线吸收
剂等。二茂铁的晶胞结构如图所示（未画出微粒），密度为
，设阿伏加德罗常数的值为
，则一
个晶胞中含
的数目为 。
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【挑战题】
14．（2024·福建·三模）可用解除法制硫酸产生的废钒催化剂（
）制备钒（Ⅳ）。
已知：钒（Ⅳ）在水溶液中存在形态与pH 的关系如下。
(1)450℃，
催化
和
反应时，反应机理如下：
则
。
(2)废钒催化剂
的一种处理方法为
，“还原”过程“
”的离
子方程式为 。
(3)三种常见的金属离子萃取剂（简写为HR）结构如下表。
萃取剂
A
B
C
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结构
①HR 在煤油中以二聚体形式（
）与金属离子络合，HR 通过 形成
（填微粒间相互作用名
称）。
②在水中电离出
能力最强的是 （填“A”“B”或“C”）。
(4)25℃时，
萃取钒（Ⅳ）过程示意图如下。
萃取平衡为
，其中org 表示有机相。
已知：有机相和水相的分配比
；钒萃取率
。
①萃取达到平衡的标志是 （填标号）。
A．水相pH 不再变化 B．水相
不再变化
C．有机相
不再变化 D．分配比D 不再变化
②利用NaOH 溶液调节水相初始pH，pH 从1 调至4 的过程中，E 先增大后减小。结合平衡移动原理进行解释
。
③维持水相
，分别测得萃取剂A、B、C 的
随
变化曲线如图。
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代表的是萃取剂 （填“A”“B”或“C”）：萃取平衡常数
。
15．（2024·黑龙江·模拟预测）甲烷干重整(DRM)以温室气体
和
为原料在催化条件下生成合成
气CO 和
。体系中发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)
。
(2) (填“高温”或“低温”)有利于反应ⅰ自发进行。
(3)起始投入
和
各1 kmol，DRM 反应过程中所有物质在100 kPa 下的热力学平衡数据如图1 所示。
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①950℃时，向反应器中充入
作为稀释气，
的平衡转化率 (填“升高”、“不变”或
“降低”)，理由是 。
②625℃时，起始投入
、
、
、CO、
各0.5 kmol，此时反应ⅱ的
(填
“>”、“=”或“<”)。
③625℃时，反应体系经过t min 达到平衡状态，测得甲烷的平衡转化率为α。0～t min 生成CO 的平均速
率为
；用物质的量分数表示反应i 的平衡常数
(用含α 的表达式
表示，列计算式即可)。
(4)
在Ni 基催化剂表面氢助解离有两种可能路径，图2 为不同解离路径的能量变化，其中吸附在催化
剂表面上的物种用*标注。写出最有可能发生的“氢助解离”路径的决速步反应方程式 。
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(5)对催化剂载体
改性，使其形成氧空位，可减少积碳。取干燥
在Ar 气条件下加热，热重分析
显示样品一直处于质量损失状态；X 射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空
间排列没有发生变化。
①加热过程中，
被还原为
。写出该反应化学方程式 。
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