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专题09 大题突破——化学反应原理综合
目录
01 模拟基础练
【题型一】热化学方程式的书写与焓变的计算
【题型二】平衡图像分析、条件控制及原因解释
【题型三】有关化学平衡的计算
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 热化学方程式的书写与焓变的计算
1．(2025·湖北省鄂东南省级示范高中教改联盟高三联考，节选)中央经济工作会议强调要“加快新能
源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。 CO2甲烷化是目前研究的热点方向之一，CO2也可以获得新
型能源二甲醚(CH3OCH3)，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3
反应Ⅳ：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4
(1)反应2CO2(g)＋4H2(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH= 。
2．[新考法]通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应
用。
反应I：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.01kJ·mol−1
反应II：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝-24.52kJ·mol−1
反应III：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41.17kJ·mol−1
2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)自发反应的条件是 。
3．(2025·河南省安阳市湘豫名校联考高三模拟，节选)乙炔(C2H2)、乙烯和乙烷是重要的基础化工原料，
在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题：
1
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(1)已知几种共价键的键能如下表所示。
共价键
C≡
C
H-C
C-C
H-H
键能/(kJ·mol−1)
812
413.4
347.7
436
根据上述键能估算：CH≡CH(g)＋2H2(g)
CH3CH3(g) ΔH1 kJ·mol−1。
4．[新考法]已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101kPa 时，由最稳定单质合成1mol 指定产物时所
放出的热量)：
物质
CO2(g)
H2(g)
HCOOH(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1
-393.5
1
0
-362.3
依据以上信息，CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH。ΔH=___________。
5．[新题型](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CO2、H2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：
I．
；
，
II．
；
，
(1)E1、E3分别是正反应的活化能，E2、E4分别是逆反应的活化能，则E1 E3(填“大于”“小
于”或“等于”)。
6．二氯乙烷为原料制备氯乙烯是合成氯乙烯的一种重要的方法。CH2Cl-CH2Cl 热裂解反应为：CH2Cl-
CH2Cl(g)=HCl(g)+ CH2=CHCl(g) ΔH＝71.05kJ·mol−1
已知相关物质的标准熵数值如下表：
化学式
CH2Cl-CH2Cl(g)
HCl(g)
CH2=CH2Cl
(g)
标准熵：S/(J·mol-1·K-1)
305.90
186.90
264.00
①该反应的标准熵变ΔS= J·mol-1·K-1；
②已知ΔG=ΔH-TΔS，该反应在下列哪些温度下能自发进行？ (填标号)；
A．0.39K B．0.49K C．500K D．525K
题型二 平衡图像分析、条件控制及原因解释
7．(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H2，再用制备的H2还原CO2生成
化工原料CH3OH，可实现化工生产的节能减排。工业上用CO2和H2制备CH3OH 的原理如下：
2
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CO
①
2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1
CO
②
2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1
③CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)的ΔH=-90.7 kJ·mol−1。
(3)其他条件相同时，测得不同压强下，CO2的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示。
P1、P2、P3的大小顺序为 。T1时发生的反应以 (填“反应①”或“反应②”为主，分析
图，判断的依据是 。
(4)其他条件相同时，CO2转化率或CH3OH 选择性(生成CH3OH 的物质的量与CO2转化的物质的量的比
值)随温度的变化关系如下图所示。220℃时，CH3OH 的产率为 。工业生产中制备CH2OH 的温度为
200~280℃，原因是 。
8．(2025·重庆市高三适应性考试，节选)3-羟基丙酸乙酯(
)高效合成丙烯腈
(CH2=CHCN)的原理如下：
反应i：
(g)
(g)+H2O(g) ΔH1>0
3
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反应ⅱ：
(g)+NH3(g)
CH2=CHCN(g)+H2O(g)+C2H5OH(g) ΔH2>0
(4)在装有TiO2催化剂、压强为101kPa 的恒压密闭容器中，按物质的量之比为1：8：1 通入3-羟基丙
酸乙酯、NH3、N2，测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图所示。[如
CH2=CHCN 的
]
①图中温度升高，丙烯酸乙酯(
)的物质的量分数先增大后降低，请解释原因：
。
②T1℃反应ⅱ的平衡常数Kx= (以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
9．(2025·湖北省鄂东南省级示范高中教改联盟高三联考，节选)中央经济工作会议强调要“加快新能
源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。 CO2甲烷化是目前研究的热点方向之一，CO2也可以获得新
型能源二甲醚(CH3OCH3)，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3
反应Ⅳ：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4
4
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(2)在体积相等的多个恒温恒容密闭容器中，分别充入4 molCO2(g)和4 molH2(g)均只发生上述反应I，
在不同温度下反应相同时间，测得
、
、
转化率与温度关系如图所示。
已知该反应的速率方程为
，
，其中
、
为速率常数，
只受温度影响，温度升高，k 增大。
①下列可作为反应I 达到平衡状态的判断依据的是 。
A．cH2与cCO2的比值不变 B．
C．容器内气体压强不变 D．CO2的体积分数不变
②由图中信息可知，
、、三点中可能达平衡状态的是 ；代表
曲线的是 (填
“MH”或“NG”)。
(3)向恒温恒压的密闭容器中充入5 molCO2(g)和20 molH2(g)，若只发生反应I 和反应II，达到平衡时其
中两种含碳物质的物质的量
与温度T 的关系如图所示，已知反应II 为吸热反应。
①图中缺少 (填含碳物质的分子式)物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变化
5
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趋势为 。
②已知800K 时体系压强为pMPa，则该温度时反应I 的平衡常数
的计算式为
(代入平
衡分压写出计算式，无需化简。已知：分压=总压物质的量分数)。
③下列措施既能提高CO2平衡转化率的是 。
A．在一定范围内升高温度 B．将部分H2O(g)及时分离出去
C．加入催化剂 D．按原比例再充入一定量的CO2和H2
题型三 有关化学平衡的计算
10．CO2在Cu-ZnO 催化下，同时发生以下反应，是解决能源短缺的重要手段。
I．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0
II．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＞0
在容积不变的密闭容器中，保持温度不变，充入一定量的CO2和H2，起始及达平衡时，容器内各气体
的物质的量及总压强如下表所示：
CO2
H2
CH3OH
CO
H2O
总压强/kPa
起始/mol
0.5
0.9
0
0
0
平衡/mol
0．3
若容器内反应I、II 均达到平衡时，
，反应①的平衡常数KP=______(kPa)-2。(用含p 的式子表
示，分压=总压×气体物质的量分数)
11．一定条件下，CO2与H2反应可合成CH2=CH2，2CO2(g)＋6H2(g)
CH2=CH2(g)＋4H2O(g)，该反
应分两步进行：
i.CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH1
ii.2CO(g)＋4H2(g)
CH2=CH2(g)＋2H2O(g) ΔH2
T℃，压强恒定为100kPa 时，将n(CO2)：n(H2)=1：3 的混合气体和催化剂投入反应器中，达平衡时，
部分组分的物质的量分数如表所示
组分
H2
CO
CH2=CH2
物质的量分数(%)
CO2的平衡转化率为________，反应i 的平衡常数Kp=________(Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总
压×物质的量分数)
12．CO2在Cu−ZnO 催化下，可同时发生如下的反应I、II，其可作为解决温室效应及能源短缺的重要
手段。
I．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－57.8 kJ·mol－1
6
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II．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1
对于气体参加的反应，表示平衡常数Kp时，用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的平衡浓度
c(B)，则反应II 的Kp=___________已知：气体各组分的分压p(B)，等于总压乘以其体积分数］。
在Cu−ZnO 存在的条件下，保持温度T 不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及
达平衡时，容器内各气体物质的量如下表：
CO2
H2
CH3OH(g)
CO
H2O(g)
总压强/kPa
起始/mol
5.0
7.0
0
0
0
p0
平衡/mol
n1
n2
p
若反应I、II 均达平衡时，p0＝1.2p，则表中n1＝_____；若此时n2＝3。则反应I 的平衡常数Kp＝
_____(无需带单位，用含总压p 的式子表示)
13．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图所示。
其中一种进料组成为
＝0.75、
＝0.25，另一种为
＝0.675、
＝0.225、xAr＝0.10。(物质i 的摩
尔分数：xi＝)
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Ar 的图是________________。
③图1 中，当p2＝20 MPa、
＝0.20 时，氮气的转化率α＝________________。该温度时，反应
N2(g)＋H2(g)
NH3(g)的平衡常数Kp＝________________(MPa)－1(化为最简式)。
1．(2025·浙江省强基联高三联考)利用CO2合成甲醇是实现“碳中和”的重要途径之一，CO2加氢制甲
醇的主要反应为：
①CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1
②CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2＝-127.4kJ·mol−1
(1)反应①的
(填“大于”“小于”或“等于”)0，理由是 。
(2)200℃下，在恒温恒容容器中通入一定量的CO2和H2，反应①达到平衡的标志为___________。
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A．v 正(H2)= v 逆(CO) B．混合气体的密度不再改变
C．n(CO)：n(CO2)不再变化 D．容器中气体的平均摩尔质量不再变化
(3)200℃，
下，将一定比例CO2和H2混合气体通入装有催化剂的绝热反应管。装置中L1、
L2、L3……位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO 和CH3OH 的体积分数如图所示。
至L2位点处CO
的体积分数逐渐升高，L2位点后CO 的体积分数几乎保持不变，请说明理由： 。
(4)某研究小组自制甲醇燃料电池，电解质是KOH 溶液，负极反应式是 。该电池以3.2A 恒
定电流工作48 分钟，消耗CH3OH0.64g，该电池化学能转化为电能的转化率为 。[电荷量q(C)=
电流I(A)×时间t(s)；
；
]
2．(2025·江苏省南京市六校联合体高三联考)氢能是应用前景广阔的新能源，强化制氢、储氢等各环
节的技术研发具有积极的现实意义。
回答下列问题：
(1)甲醇重整制氢。发生反应：CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)，甲醇水蒸气重整制氢技术关键在于
催化剂的选择。在反应温度250℃、液空速0.36h-1和水醇比为4.0 条件下，考察不同催化剂氢产率(1mol 甲
醇与水蒸气重整反应后生成氢气的物质的量)随时间的变化曲线如图所示，由图可知应选 作为催化
剂。
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(2)在Cu-Pd 合金表面上甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M
为反应过程中的中间产物)。
①已知步骤Ⅱ中碳氧双键与
发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M 的结构简式：
。
②催化剂长时间使用会发生副反应失去活性，将失活的铜基催化剂分为两份，第一份直接在氢气下进
行还原，第二份先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原，结果只有第二份催化剂活性恢复。说明催化剂失
活的另外可能原因是 。
(3)储氢与释氢。
Ⅰ．部分H2和Mg 一定条件下化合生成MgH2以储氢；部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢。
①研究发现，使用Ru 系催化剂时，N2在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤，实际工
业生产时，将n(H2)/n(N2)控制在1.8~2.2 之间，比理论值3 小，其原因是 。
②释氢。MgH2可通过热分解和水解两种方法制得H2.相较于热分解，MgH2水解释氢方法的优点是
。
Ⅱ．HCHO 电催化释氢。
催化电解含较低浓度的HCHO、NaOH 混合溶液，可获得H2与HCOONa(如图所示)，其中电极b 表面
覆盖一种Mo 与P 形成的化合物(晶胞结构如图所示)作催化剂。
①催化剂可由MoO2与(NH4)2HPO4混合物与H2高温灼烧制得(反应中N 元素化合价不变)，该反应的化
学方程式为 。
②电解时，电极b 上同时产生H2与HCOO-的物质的量之比为1 2∶，则电极b 上的电极反应式为 。
③电解过程中每产生1molH2，通过阴离子交换膜的OH-为 mol。
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3．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考)环氧乙烷(
，简称EO)是有机合成中的常
用试剂。EO 常温下呈气态，易燃易爆，其爆炸极限为3~100%。近年来，常用乙烯、氧气、氮气(不参与反
应)投料氧化法制备EO。部分涉及反应为：
主反应：
kJ/mol
副反应：
kJ/mol
(1)①主反应能自发进行的条件是 。
②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH＝+44kJ·mol−1，则EO 的燃烧热为ΔH= kJ/mol。
(2)①实际生产中，在压强为
的条件下，欲提高EO 的产率可采取的措施有
A．低温 B．加入CaO 固体 C．选择合适的催化剂 D．适当增加氮气分压
②向温度为T，体积为V 的容器中加入投料比为2∶3∶3 的乙烯、氧气、氮气。已知平衡时：
，
(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。
ⅰ.副反应的平衡常数
(列出算式，代入数据即可)。
ⅱ.恒容条件下，EO 的产率与反应时间的关系如图1 所示，请在图中画出恒压条件下，相同投料比时，
EO 的产率与反应时间的关系曲线 。
(3)以Ag 为催化剂的反应机理如图2 所示：
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加入1，2-二氯乙烷会发生
。一定条件下，反应经过一定时间后，
EO 产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图3 所示。则随着1，2-二氯乙烷浓度增大，EO 产率先增后
减的原因是 。
【答案】(1) 低温 -1306
4．(2025·浙江省Z20 名校联盟高三联考)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法
是当前研究的热点问题。
请回答：
(1)甲烷水蒸气重整制氢：
I．CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝+206kJ·mol−1
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝-41kJ·mol−1
总反应：CH4(g)＋2H2O(g)
CO2(g)＋4H2(g)能自发进行的条件是 。
A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断
(2)恒定压强为
时，向某密闭容器中按n(CH4)：n(H2O)=1：3 投料，600℃时平衡体系中部分组分
11
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的物质的量分数如下表所示：
组分
CH4
H2O
H2
CO2
物质的量分
数
①下列措施中一定能提高H2平衡产率的是 。
A．选择合适的催化剂 B．移除部分
C．向体系中投入少量
D．恒温恒压下通入气体Ar
②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数(Kp=)，600℃时反应I 的平衡
常数为Kp=
(结果保留两位小数，已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。
(3)硼氢化钠(NaBH4)水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。
NaBH4H4 在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。
①根据上图写出NaBH4水解制氢的离子方程式 。
②其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：
浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。)
分析NaBH4质量分数超过
后制氢速率下降的可能原因 。
③NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所
示。
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阴极上的电极反应式是 。
5．(2025·河南省部分学校联考高三预测，节选)在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为
高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ．CH4(g)→C(s)＋2H2(g) ΔH1＝+74.6kJ·mol−1 ΔS＝+80.84 J·mol-1·K-1
ⅱ．6CH4(g)→C6H6(l)＋9H2(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)反应ⅰ在800℃时 (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ΔH2= (用含x、y、z 的代数式表
示) kJ·mol−1 。
物质
CH4(g)
C6H6(l)
H2(g)
ΔH/(kJ·mol−1)
x
y
z
(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 。
加入适量水蒸气，可以提高单位时间内甲烷转化率和芳烃产率，用化学方程式表示原因： 。
(4)利用CO2与H2反应制备甲烷，对2060 年前实现“碳中和”具有重要意义。CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-165.0kJ·mol−1；向若干个体积均为2L 的恒容密闭容器中均充入1mol CO2、
3.6molH2，在不同温度下经过10min 测得各容器中CO2的转化率如图所示。
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X
①
点对应的坐标为(400，80)，X 点对应
的转化率为 (保留三位有效数字)；X 点对应的
容器中起始时压强为460kPa，则X 点对应的平衡常数Kp= (kPa)-2 (Kp为用分压表示的平衡常数，
气体的分压
总压该气体的物质的量分数，保留两位小数)。
X
②、Y 两点对应的平衡常数Kx (填“大于”“等于”或“小于”) KY。
(5)碳酸钙高温分解会产生大量二氧化碳气体，是“碳排放”的主要来源：CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)。
某温度下，向恒容容器中加入mgCaCO3，设平衡压强为pc，分解过程中v(CO2)与压强p 的关系为
，k 为速率常数(定温下为常数)，当固体质量减少33%时，逆反应速率最大，若转化率
为20%，则v(CO2)= (用k 表示)。
1．(2024·甘肃卷，17)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
(1)由SiCl4制备SiHCl3：
SiCl4(g)＋H2(g) = SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1＝+74.22kJ·mol−1 (298K)
已知：SiHCl3(g)＋H2(g)=Si(s)+3HCl(g) ΔH2＝+219.29kJ·mol−1 (298K)
时，由SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)，制备56 g 硅 (填“吸”或“放”)热 kJ。
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SiHCl3：3SiCl4(g)＋2H2(g) + Si(s)
4SiHCl3(g)。
，
密闭容
器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4molH2和0.1mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的
变化如下图所示：
14
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①0-50 min，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
v(SiHCl3)= mol·L－1·min－1。
②当反应达平衡时，H2的浓度为 mol·L－1，平衡常数K 的计算式为 。
③增大容器体积，反应平衡向 移动。
2．(2024·广东卷，19)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NaNO2与NH4Cl 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：NO3
-(aq)+NH4
+(aq)= N2(g)＋2H2O(l)
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。
15
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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CO2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HX(X 为A 或B)在某非水溶剂中的Ka。
a．选择合适的指示剂其钾盐为KIn，Ka(KIn)=3.6×10-20；其钾盐为KIn。
b．向
溶液中加入HX，发生反应：In-+HX
X-+HIn。
起始的物质的量为n0(KIn)，加入
的物质的量为n0(HX)，平衡时，测得
随
的变化曲线如图。
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已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算Ka(HA) 。(写出计算过程，结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中，Ka(HB) Ka(HA)；Ka(HB) Ka(KIn)。(填“>”“<”或“=”)
3．(2024·湖南卷，18，3 分)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2
作催化剂生产CH2=CHCONH2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：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g) ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g) ΔH2
ⅲ：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g) ΔH3
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HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH= (用含
ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代数式表示)；
(2)进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)：n(C2H5OH)=1：2，出料中四种物质(CH2=CHCOOC2H5、
CH2=CHCN、C2H5OH、H2O)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：
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①表示CH2=CHCN 的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入C2H5OH 的作用是 。
③出料中没有检测到CH2=CHCONH2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TiO2再生时会释放CO2，可用氨水吸收获得NH4HCO3。现将一定量的NH4HCO3固体(含
0.72g 水)置于密闭真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分压为
，在
℃下进行干燥。为保证
NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于
(已知
NH4HCO3
分解的平衡常数Kp= 4×104(kPa)3)；
(4)以CH2=CHCN 为原料，稀硫酸为电解液，Sn 作阴极，用电解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其阴
极反应式 。
4．(2024· 重庆卷，17，15 分)高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷
值。
(1)在密闭容器中，n-C5H12 (正戊烷)发生异构化反应，可同时生成i -C5H12 (异戊烷)和t-C5H12 (新戊烷)，
其平衡常数Kp随温度的变化如下表所示。
异构化反应
Kp
反应1
n -C5H12
i -C5H12
2.80
2.50
2.31
反应2
n-C5H12
t-C5H12
1.40
1.00
0.77
①体系平衡后，增加压强，反应1 的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
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②
平衡时，i -C5H12和t-C5H12的体积比值为 。
③根据上表数据推断i-C5H12
t-C5H12为吸热反应，其推断过程是 。
(2)加入H2后，n-C5H12在双功能催化剂Pt /分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为i
-C5H12，其反应机理如下(
表示分子筛固体酸催化剂)：
对于
反应，下列说法正确的是_______。
A．Pt 只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应
B．H2的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行
C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于
的形成
D．H2的加入促进了
的加氢反应，减少了副反应的发生
(3)Pb(CH2CH3)4 (四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为Pb，阴极为碳钢，电
解液为溶有格氏试剂(CH3CH2MgCl
CH3CH2
-+MgCl+)的有机体系。
①阳极上生成Pb(CH2CH3)4的电极反应式为 。
②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的CH3CH2Cl，其原理
是 。
③为减少铅污染，Pb(CH2CH3)4被限制使用。(CH3O)2CO 是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所
示(
为催化剂)。总反应化学方程式为 ；外电路转移
电子时，理论上可生成(CH3O)2CO 的
物质的量为
。
5．(2024·山东卷，20，12 分)水煤气是H2的主要来源，研究CaO 对C-H2O 体系制H2的影响，涉及主
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要反应如下：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) (I) ΔH1＞0
CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) (II) ΔH2＜0
CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3＜0
回答列问题：
(1) C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)
CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变ΔH =_______(用代数式表示)。
(2)压力p 下，C-H2O- CaO 体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完
全分解。气相中CO，CO2和H2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T1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T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋
H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP=_______；此时气体总物质的量为
，则CaCO3(s)的物质的量为
_______
；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或
“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
6．(2024·湖北卷，17，14 分)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，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：BaCO3(s)+C(s)
BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)
回答下列问题：
(1)写出BaC2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
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1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)在
的KP= Pa3。
②保持
不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时pCO= Pa，若将容器体积压缩到
原来的
，重新建立平衡后pCO= Pa。
(3)恒压容器中，焦炭与BaCO3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BaCO3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 。
7．(2024·全国甲卷，10，14 分)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
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(C3H6)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：
CH4(g)+Br2(g)= CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1＝+29kJ·mol−1
3CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2＝+20kJ·mol−1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH＝__________kJ·mol−1。
(2) CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br 会进一步溴化。将8mmolCH4和8mmol Br2。通入密闭容器，
平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br 和CH2Br2)。
(i)图中CH3Br 的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)
时，CH4的转化
，
。
(iii)
时，反应CH3Br (g)+Br2(g)=CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数
。
(3)少量I2可提高生成CH3Br 的选择性。500℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8mmolCH4和8mmol
Br2，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。
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(i)在
之间，有I2和无I2时CH3Br 的生成速率之比
。
(ii)从图中找出I2提高了CH3Br 选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析I2提高CH3Br 选择性的原因： 。
8．(2024·浙江1 月卷，19，10 分)通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH 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CO2转化为
，装置如图。电极B 上的电极反应式是 。
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(2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1＝-393.5kJ·mol−1
Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)==HCOOH(g) ΔH2＝-378.7kJ·mol−1
Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)
HCOOH(g) ΔH3
①ΔH3= kJ·mol−1。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2和H2的投料浓度均为
，平衡常数
，则CO2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pH= 。[已知：
时，电离常数Kb (NH3• H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4]
(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，CO2和H2在溶液中反应制备
，反应过程中保持CO2(g)和H2(g)的压强不变，
总反应CO2＋H2
HCOOH 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E2＜E1＜
＜E3 (不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：M+CO2
Q E1
V：Q+H2
L E2
VI：L
M+HCOOH E3
①催化剂M 足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v 与CO2(g)的压强无关 B．v 与溶液中溶解H2的浓度无关
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C．温度升高，v 不一定增大 D．在溶液中加入N(CH2CH3)3，可提高CO2转化率
②实验测得：
，
下，v 随催化剂M 浓度c 变化如图。c≤c0时，v 随c 增大
而增大：c＞c0时，v 不再显著增大。请解释原因 。
9．(2024·辽吉黑卷，18，13 分)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl 废气：
。将HCl 和O2分别以不同起始
流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃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) ΔS _______0(填“>”或“<”)；T3=_______℃。
(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH=_______ kJ·mol−1。
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
(3)下列措施可提高M 点HCl 转化率的是_______(填标号)
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A．增大HCl 的流速
B．将温度升高40℃
C．增大n(HCl)：n(O2)
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TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞
体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则
的相对原子质量为_______(精确至1)。
10．(2024·浙江6 月卷，19，10 分)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)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
，
)
NaBH4(s)＋2H2O(l)= NaBO2(aq)＋4H2(g) ΔH＜0
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[(CH3)2CHNH2]
C．加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D．增大体系压强
(3)为加速NaBH4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[n(NaBH4)：n(H2O)]之间的关系，结果如图1 所示。请解释ab 段
变化的原因 。
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(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H2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H2 的摩尔体积为
24.5L· mol -1；电荷量q(C) =电流
时间
；NA=6.0×10-23mol·L-1；e=1.60×10-19C。]
(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(NaBO2)再生为NaBH4。(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NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法，并注明
。(要求：反应物不
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超过三种物质；氢原子利用率为
。)
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