文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
专题14 化学反应原理综合题
考点
命题趋势
考点1 化学反
应原理综合题
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， Ka(Kb)及Ksp的理解与计算等。主要考查考生的信息处理能力、
学科内综合分析能力、解决生产实际中的具体问题能力。
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。
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②在该溶剂中，
_______
；
_______
。(填“>”“<”或“=”)
【答案】（1） ①.
②.
③. BD
（2） ①. AcOH ②. KI
（3） ①.
②. ＞ ③. ＞
【解析】
【小问1 详解】
①N 的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA 族，基态N 原子价层电子的轨道表示式为
；
②由已知可得：
Ⅰ．
，
；
Ⅱ．
，
；
Ⅲ．
，
；
Ⅳ．
，
；
由盖斯定律可知，目标方程式
可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反
应
；
③A．催化剂不能改变反应的焓变，A 项错误；
B．由图示可知，酸性：硫酸＞磷酸＞乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B 项正确；
C．一个硫酸分子中含有2 个H，一个磷酸分子中含有3 个H，一个乙酸分子中含有4 个H，但含H 最少的
硫酸催化时，最有利于加速反应，C 项错误；
D．由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物
浓度下降而减小，D 项正确；
故选BD。
【小问2 详解】
催化剂参与化学反应，但反应前后质量和化学性质并未改变，由催化机理示意图可知，催化剂有AcOH 和
KI；
【小问3 详解】
由变化曲线图可知，当
时，
，设初始
，则初始
，转化的物质的量浓度为
，可列出三段式如下：
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
由
，即
，解得
，则该反应的平衡常数为
解得
；
②根据图像可知，当
时，设此时转化的物质的量浓度为
，可列出三段式如下：
此时
，即
，则
，则平衡常数
，则
；
由于
，则
，
。
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_________________________________________________________。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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。
【答案】（1）难挥发性
（2）①
②
，该反应正向气体分子总数减小，同温时，
条件下
转化率高于
，故
，x、y 点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
（3）①
②反应iii 生成
，
将
氧化成
，
更易转化成
（4）
中存在氨氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程
【解析】（1）（浓）难挥发，产物
为气体，有利于复分解反应进行，体现了
（浓）的难挥
发性和酸性。（2）①第I 步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为
。
（3）①由电极a 上的物质转化可知，电极a 为阳极，电极反应式为
。
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_______
。
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
【答案】（1） ①. 吸 ②. 587.02 ③. 该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制
备硅
（2） ① 甲 ②.
③. 0.1952 ④.
⑤. 逆反应方向
【解析】
【小问1 详解】
由题给热化学方程式：①
，
；②
，
；则根据盖斯定律可知，①+②，可得热化
学
方
程
式
，
，则制备56gSi，即2molSi，需
要吸收热量为
；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有
利于制备硅。
【小问2 详解】
①由转化率图像可知，0-50min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50min 时SiCl4的转
化率为4.2%，反应的SiCl4的物质的量为0.1mol×4.2%=0.0042mol，根据化学化学计量数可得反应生成的
SiHCl3的物质的量为
，平均反应速率
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
；
②反应达到平衡时，SiCl4的转化率为14.6%，列出三段式为：
当反应达平衡时，H2的浓度为
，平衡常数K 的计算式为
；
③增大容器体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即反应平衡向逆反应方向移动。
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：
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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_______。
【答案】（1）ΔH1+ΔH2+ΔH3
（2） ①. c ②. 降低分压有利于反应i 平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而
提高产率 ③. CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解 ④. 反应时间过长，催化剂中毒活性降
低，反应速率降低，故产物减少 （3）40
（4）Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【解析】
【分析】工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH 为进料气体生产
CH2=CHCN，在反应釜I 中发生反应i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3
后，在反应釜Ⅱ中发生反应ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反应iii：
CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故产物的混合气体中有CH2=CHCN、未反应完的C2H5OH、
CH2=CHCOOC2H5(g)和水；
【小问1 详解】
根据盖斯定律，总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反应
i+反应ii+反应iii 得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；
【小问2 详解】
①根据总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，设进料混合气中
n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料气中CH2=CHCOOC2H5含量很少，则生成
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物质的量约为1mol，生成H2O(g)的物质的量约为2mol，故出料气中C2H5OH(g)
物质的量共约3mol，故出料气中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O 物质的量之比约为1:3:2，故曲线c 表示
CH2=CHCN 的曲线；
②反应釜Ⅰ中发生反应i 是气体体积增大的反应，故加入C2H5OH 降低分压有利于反应i 平衡正向移动且提
高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率；
③丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的分解温度约为160°C 至170°C，出料中没有检测到CH2=CHCONH2的原因是
CH2=CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解；
④反应11h 后，a、b、c 曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反
应速率降低，故产物减少；
【小问3 详解】
0.72g 水的物质的量为0.04mol，故p(H2O)=2.5×102kPa⋅mol−1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反应式为
NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常数Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得
p(NH3)=40kPa，故为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于40kPa；
【小问4 详解】
Sn(CH2CH2CN)4是有机化合物，与水不溶，水中不电离，以CH2=CHCN 为原料在Sn 做的阴极得电子制得
Sn(CH2CH2CN)4，故阴极的电极反应式为Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。
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_______。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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
。)
【答案】（1）C （2）A
（3）随着投料比
增大，NaBH4的水解转化率降低
（4） ①. O2+4e-+2CO2=2
②. 70%
（5）
【解析】
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【小问1 详解】
反应
，
，由
可知，任意温度下，
该反应均能自发进行，故答案选C；
【小问2 详解】
A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A 符合题意；
B．加入少量异丙胺
，H2O 的量减少，化学反应速率降低，B 不符合题意；
C. 加入少量固体硼酸
，H2O 的量减少，化学反应速率降低，C 不符合题意；
D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D 不符合题意；
答案选A。
【小问3 详解】
随着投料比
增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。
【小问4 详解】
根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：
O2+4e-+2CO2=2
， 该条件下，0.49L H2的物质的量为
，工作时，H2失
去电子：H2-2e-=2H+，所带电荷量为：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19= 3840C，工作电荷量为：
3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：
；
【小问5 详解】
结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）-（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得
，
。
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。
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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(D2)代替H2，通过检测是否存在
_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
【答案】（1） ①. C、H、Fe ②.
（2） ①.
②. 多
孔 Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%时，α-Fe 表面积减小，反应
速率减小，产生NH3减少。
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3） ①. NaHCO3受热分解，导致HCOO-产率下降 ②. -NH2可以与
形成氢键 ③. HDO
【解析】
【小问1 详解】
①反应器I 中参与反应的物质有CO、H2、Fe2O3，产物有 CO2、H2O、Fe，发生反应
、
化合价发生改变的元素有 C、H、Fe。
②CO、H2各1 mol 参与上述反应，各生成
mol Fe，共生成
molFe，
molFe 在反应器Ⅱ中发生反应
，列比例计算
，共生成
mol
H₂。
【小问2 详解】
①根据题给反应物及生成物书写即可。②多孔 Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3，
Al2O3含量大于2%时，α-Fe 表面积减小，反应速率减小，这也会导致产生的NH3减少。
【小问3 详解】
①NaHCO3受热易分解，导致HCOO-产率下降。②氨基中的H 原子连在电负性较大的N 原子上，
中的H 原子连在电负性较大的O 原子上，二者之间可以形成氢键
③总反应为
，用D2代替H2，若生成 HDO，则可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
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。
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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”)。
【答案】（1） ①.
②.
③. 该反应正反应放热，且气体分子数减小，
反应正向进行时，容器内压强减小，从
到
平衡时
增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温
度逐渐降低 ④.
⑤. 0.03 ⑥. D
（2） ①. 5.54 ②. 0.033 ③. 增大
【解析】
【小问1 详解】
①根据反应热
与活化能E 正和E 逆关系为
正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
。
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，
即
越大。从
到
，
增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由
到
逐渐降低，即
。由题图甲中M 点可知，进料比为
，平衡时
，已
知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。
可计算得
，
。
③由题图甲中M 点可知，进料比为2 时，
，结合“三段式”，以及
时化学平衡常数可知，
进料比为0.5 时，
也为
，曲线D 上存在（0.5，60）。本题也可以快解：根据“等效平衡”原理，
该反应中
和
的化学计量数之比为
，则
和
的进料比互为倒数(如2 与0.5)时，
相等。
【小问2 详解】
①根据化学反应速率的计算公式时，
，
时，
。
②已知
，又由题给反应速率方程推知，
，则
，即
后
。
后，D 和G 转化为T 的速
率比为
，G 消耗得更快，则
增大。
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)。
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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”)。
【答案】（1）
+
+
（2） ①.
②. 当温度高于T1，
已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆
向移动，所以
的摩尔分数减小。
（3） ①.
②. 0.5 ③. 不变 ④. 增大
【解析】
【小问1 详解】
已知三个反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
设目标反应
为Ⅳ，根据盖斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以
+
+
。
【小问2 详解】
图示温度范围内
已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度
不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，
量减小，摩尔分数减小，
量升高，摩尔分数，且
16
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
二者摩尔分数变化斜率相同，所以a 曲线代表
的摩尔分数的变化，则c 曲线代表
的摩尔分数随温
度的变化，开始到T1，
的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，
已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以
的摩尔分数减小。
【小问3 详解】
①压力p 下、温度为
时，
、
、
和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数
为：
，则反应
的平衡常数
；
②设起始状态1molC(s)，xmolH2O(g)，反应Ⅰ进行完全。
则依据三段式：
根据平衡时
、
、
和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有
、
、
，解出
，
，
则
，而由于平衡时
n(总)=4mol，则
y=4，y=
，则n(CaCO3)=
=
=0.5。
③若向平衡体系中通入少量
，重新达平衡后，反应
的Kp=
，温度不变，Kp 不变，则分压
不变，但体系中增加了
，反应Ⅱ逆向移动，所以
增
大。
9. (2024·新课标卷)Ni(CO)4(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
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
数目为_______，
晶体的类型为_______。
17
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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)。
【答案】（1） ①.
②.
（2） ①. 8 ②. 分子晶体
（3） ①. 小于 ②. 降低温度、增大压强 ③. 97.3% ④. 9000
（4）
【解析】
【小问1 详解】
Ni 为28 号元素，其基态原子的核外电子排布式为
，则其价电子轨道表示式为
18
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
；铜晶胞示意图为
，镍的晶胞结构类型与铜的相同，则镍原
子半径为晶胞面对角线长度的
，因为晶胞体积为
，所以晶胞棱长为a，面对角线长度为
，则镍
原子半径为
。
【小问2 详解】
单键均为σ 键，双键含有1 个σ 键和1 个π 键，三键含有1 个σ 键2 个π 键，由
的结构可知，4
个配体CO 与中心原子Ni 形成的4 个配位键均为σ 键，而每个配体CO 中含有1 个σ 键2 个π 键，因此1 个
分子中含有8 个σ 键。
的沸点很低，结合其结构可知该物质由分子构成，因此其晶体
类型为分子晶体。
【小问3 详解】
随着温度升高，平衡时
的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的
；该反
应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于
的生成；由上
述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中
的体积分数增大，则压强：
，即
对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知，
、100℃条件下达到平衡时，CO 和
的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO 为4mol，反应生成的
为xmol，可
得三段式：
，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物
质的量分数，因此有
，解得
，因此达到平衡时
，CO 的平衡转
化率
；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强
平衡常数
。
【小问4 详解】
19
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
由题给关系式可得
，当
反应一半时
，即
，
，
，则
。
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。
20
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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：_____。
【答案】(1)-67
(2) a 80% 7.8 10.92
(3)
(或3：2) 5s 以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br 的含量陡然上升
I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br
【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断
曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时
间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。
【详解】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方
程式①乘以3 再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的
∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。
（2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增
21
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br 的曲线为a；
(ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=
×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余CH3Br 的物质的量为5.0mmol，说
明还有1.4mmol CH3Br 发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr 的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol；
(iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、
n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K=
=
=10.92。
（3）(i)11~19s 时，有I2的生成速率v=
=
mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v=
=
mmol·(L·s)-1。生成速率比
=
=
；
(ii)从图中可以看出，大约4.5s 以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br 的含量陡然上
升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br 的选择性；
(iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生
成了CH3Br，提高了CH3Br 的选择性。
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。
22
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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_______。
【答案】（1）BaC2+2H2O→Ba(OH)2+HC≡CH↑
（2） ①. 1016 ②. 105 ③. 105
（3） ①. BaO ②. 速率不变至BaC2产率接近100% ③. 容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
23
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO 为气态，据
可知，CO 的压强
为定值，所以化学反应速率不变
【解析】
【小问1 详解】
Ba、Ca 元素同主族，所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似，其反应的化学方程式为
BaC2+2H2O→Ba(OH)2+HC≡CH↑；
【小问2 详解】
①反应I+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)，所以其平衡常数K=KI×KⅡ=
，由图1 可
知，1585K 时KI=102.5，KⅡ=10-1.5，即
=102.5×10-1.5=10，所以p3
CO=10×(105pa)3=1016pa
3，则Kp=
p3
CO=1016pa
3；
②由图1 可知，1320K 时反应I 的KI=100=1，即KI=
=1，所以p2
CO=(105pa)2，即pCO=105pa；
③若将容器体积压缩到原来的
，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即
pCO=105pa；
【小问3 详解】
①由图2 可知，1400K 时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaBO3已全部消耗，所以此时反应
体系中含Ba 物种为BaO；
②图像显示，1823K 时BaC2的产率随时间由0 开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个定值，
即速率保持不变；1400K 时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反应Ⅱ：
BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO 为气态，据
可知，CO 的压强为定值，所以化学反应速率不变。
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)。
24
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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)。
【答案】（1） ①. ＜ ②. 360℃
（2）-258.8 （3）BD
（4）流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3 温度低，
反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。
25
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（5）6 （6）101
【解析】
【小问1 详解】
反应
前后的气体分子数目在减小，所以该反应
<0，该反应为
放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl 的转化率
越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。
【小问2 详解】
表
示
氢
气
燃
烧
热
热
化
学
方
程
式
为
④
，
设
①
，
②
，
③
，
则
，因此氢气的燃烧热
－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-258.8
【小问3 详解】
A．增大HCl 的流速，由图像可知，HCl 的转化率在减小，不符合题意；
B．M 对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl 的转化率增大，符合题意；
C．增大n(HCl):n(O2)，HCl 的转化率减小，不符合题意；
D．使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl 的转化率增加，符合题意；
故选BD。
【小问4 详解】
图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催
化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化
率低。
【小问5 详解】
由图像可知，N 点HCl 的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4mol，可列出三段式
则
。
【小问6 详解】
由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比。故
，则
26
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
Ru 的相对原子质量为101。
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：
27
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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_______。
【答案】（1）
（2） ①. +14.8 ②. 2.4×10−8 ③. 10.00
（3） ①. CD ②. 当c≤c0时，v 随c 增大而增大，因M 是基元反应IV 的反应物(直接影 响基元反应
VI 中反应物L 的生成)； c>c0时，v 不再显著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或浓
度)
【解析】
【小问1 详解】
①电极B 是阴极，则电极反应式是
；
【小问2 详解】
①ΔH3= ΔH2 -ΔH1=-378 .7 kJ /mol+393 .5 kJ/mol =+14.8 kJ/ mol；
②根据三段式，设转化的CO2为x，则：
，则
，
，
则转化率=
；
③用氨水吸收HCOOH，得到1.00 mol⋅L-1氨水和0.18 mol⋅L-1甲酸铵的混合溶液，得出
=0.18mol/L， 根据
，则
，
，
；
【小问3 详解】
①A．v 与CO2(g)的压强有关，压强越大，溶液中CO2的浓度越大，v 越大，A 错误；
28
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．v 与溶液中溶解H2的浓度有关，氢气浓度越大，速率越快，B 错误；
C．温度升高，v 不一定增大，反应Ⅳ和Ⅴ是快反应，而Ⅵ是慢反应（决速步骤），若Ⅳ和Ⅴ是放热反应且
可以快速建立平衡状态，则随着温度升高L 的浓度减小，若L 的浓度减小对反应速率的影响大于温度升高
对总反应速率的影响，则总反应速率减小 ，故总反应的速率不一定增大，C 错误；
D．在溶液中加入的N(CH2CH3)3会与HCOOH 反应，使得三个平衡正向移动，可提高CO2转化率，D 正确；
故选CD。
②当c≤c0时，v 随c 增大而增大，因M 是基元反应IV 的反应物(直接影 响基元反应VI 中反应物L 的生成)；
c>c0时，v 不再显著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或浓度)。
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】
29
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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
【答案】（1）-566
（2） ①. > ②. b
（3） ①.
②. 增大
（4） ①. 4s 空轨道 ②. 识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高
（5）BC
【解析】
【小问1 详解】
将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2 可得目标反应，则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-
178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。
【小问2 详解】
从图中可知，压强相同
情况下，随着温度升高，C2H6 的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，
ΔH4>0。
a．600℃，0.6MPa 时，C2H6的平衡转化率约为20%，a 错误；
b．700℃，0.7MPa 时，C2H6的平衡转化率约为50%，最接近40%，b 正确；
c．700℃，0.8MPa 时，C2H6的平衡转化率接近50%，升高温度，该反应的化学平衡正向移动，C2H6转化
率增大，因此800℃，0.8MPa 时，C2H6的平衡转化率大于50%，c 错误；
30
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
故答案选b。
【小问3 详解】
①仅发生反应i，设初始时C2H6物质的量为1mol，平衡时C2H6转化率为25%，则消耗C2H60.25mol，生成
C2H40.25mol，生成H20.25mol，Ka1=
=
。
②只发生反应i 时，随着反应进行，气体总物质的量增大，压强增大促使化学平衡逆向移动，同时发生反
应i 和反应ii，且从题干可知Ka2远大于Ka1，反应ii 为等体积反应，因为反应ii 的发生相当于在单独发生反
应i 的基础上减小了压强，则反应i 化学平衡正向移动，C2H4平衡产率增大。
【小问4 详解】
配合物中，金属离子通常提供空轨道，配体提供孤电子对，则Cu+的4s 空轨道与C2H4分子的π 键电子形成
配位键。C2H4能与Cu+形成配合物而吸附在Y 分子筛上，C2H6中无孤电子对不能与Cu+形成配合物而无法
吸附，通过这种分子筛分离C2H4和C2H6，优点是识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中
杂质少，纯度较高。
【小问5 详解】
A．前30min，
等于0，出口浓度c 为0，说明两种气体均被吸附，A 错误；
B．p 点时，C2H6对应的
约为1.75，出口处C2H6浓度较大，而C2H4对应的
较小，出口处C2H4浓度较
小，说明此时出口处气体的主要成分为C2H6，B 正确；
C．a 点处C2H6的
=1，说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上，而a 点后C2H6的
>1，说明原来吸附在吸
附剂上的C2H6也开始脱落，同时从图中可知，a 点后一段时间，C2H4的
仍为0，说明是吸附的C2H6逐
渐被C2H4替代，p 点到b 点之间，吸附的C2H6仍在被C2H4替代，但是速率相对之前有所减小，同时吸附剂
可能因吸附量有限等原因无法一直吸附C2H4，因此p 点后C2H4的
也逐步增大，直至等于1，此时吸附
剂不能再吸附两种物质，C 正确；
故答案选BC。
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
31
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
【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
32
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
间的关系可知，对应化学平衡常数
或
，故答案为：
；
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，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。
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：
33
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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)。
【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+③-②2 可得
，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，
，
34
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
，
。
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：
)
35
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
，即
晶胞中含有
的原子
数为
。
36
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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
充入情性气体
，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，充入情性气体
不利于合成氨，进料组成中含有情性气体
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
。
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。
37
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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)。
38
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】(1)
HNO2
(2)
A、B
(3) 0.36 3：4 或0.75
(4)98%
【详解】（1）①基态
的
电子轨道表示式为
；
②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。
（2）①浓度分别为
的
溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此
可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；
时，在
内，观察图像可知
的平均消耗速率为
；
②A．对于反应
HNO2
，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移
动，
含量增加，
含量减小，
增大，A 正确；
B．
浓度增加，
转化率增加，故
，B 正确；
C．观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C 错误；
D．硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故
，D 错误；
故选AB。
（3）①
时，
，且
=0.64，
得x=0.36；
②
相比于
含有两个配体，则
与
的浓度比应为
相对峰面积S 的一半与
的相对峰面积S 之比，即
。
（4）
；
，由L 守恒可知
39
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
，则
；则M 的转化率为
。
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”)。
【答案】(1)
－
(2)
40
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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）T1温度时，HCOOH 建立电离平衡：
，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝
。
。
（3）t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I 达平衡状态。此时
故t1时刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14 mol·L－1，K(I)＝
。t1时刻→反应II 达平
衡过程，
则c(H2)＝b＋0.16＝y，b＝(y－0.16)mol·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，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t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a 处达到峰值。此时c(CO2)会小于不含盐酸的浓度，
＝K(I)，温度不变，平衡常数不变，则
的值不变。
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。
41
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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。
42
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
__________。
【答案】(1)
(2)ab
(3) 阳
(4)
样品的质量、步骤Ⅲ所加入
溶液的体积和浓度
【详解】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是
。答案为
；
（2）a．反应ⅰ的活化能是
，反应ⅱ活化能是
，
，a 项正确；
b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b 项正确；
c．总反应的：
，c 项错误；
故选ab。
（3）①电极b 上发生
失电子生成
的氧化反应，是电解池的阳极。②a 极硝酸根离子得电子转化为
尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为
。答案为阳极；
；
（4）①尿素消化分解生成
和
，由于反应中存在浓
，则消化液中含氮粒子为
。②除了
已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入
溶液的体积和浓度。答案为
；样品的质量、
步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。
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：
43
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
【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
44
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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：
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。
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：
45
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
46
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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)C6H5CH2Cl
(6)K∙Ksp
【详解】（1）根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ∆H4=-4386.9kJ/mol-
(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/mol；答案为：+118；
（2）设充入H2O(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、H2物质的量之和为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Fe2O3晶体结构，A 项
正确；
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Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能，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；
47
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
答案选BD。
（5）电负性Cl＞Br＞I，则极性C—Cl 键＞C—Br 键＞C—I 键，则C6H5CH2Cl 更易生成自由基，即活性最
高的是C6H5CH2Cl；答案为：C6H5CH2Cl；
（6）Cu+在配体L 的水溶液中形成[Cu(L)2]+，则Cu++2L⇌[Cu(L)2]+的平衡常数K=
；CuBr 在
水中的溶度积常数Ksp=c(Cu+)∙c(Br-)；CuBr 在配体L 的水溶液中溶解反应为CuBr+2L⇌[Cu(L)2]++Br-，该反
应的平衡常数为
=
=K∙Ksp；答案为：K∙Ksp。
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(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过
程中CuSO4·5H2O 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。
700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。
(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：
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。
(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SO2的催化氧化：
SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(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
48
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p 和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=
(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) CuO SO3
(2) 催化剂 反应中有污染空气的NO 和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶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CuSO4发生热分解反
应，从TG 图像可以看出，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO 剩余，还有其他气体产出，
此时气体产物为SO2、SO3、O2，可能出现的化学方程式为3CuSO4
3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，结合反
应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2，故答案为
CuO、SO3。
（2）(i)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中线消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用；
(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NO2放出影响空气环境、同时作为催化
剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、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SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d；
49
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp=
=
=
；设SO2初始量为m mol，则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe)，n(SO3)=m·αe，Kp=
=
，故答案为
。
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。
50
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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 。
【答案】(1)6
(2) 2 CO+3H2⇌CH4+H2O
(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，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol 和5mol，参加反应的一氧化碳为
xmol，根据已知信息可得以下三段式：
51
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
，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+3H2⇌CH4+H2O；
（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H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，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。
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___________。
52
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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：
53
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
温度/℃
48
0
500
520
550
转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
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
【答案】(1)C
(2)
(3) BC 通入
分解平衡正移，导致
增大，促进
还原
平衡正移
(4)
C
【详解】（1）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应，△H>0，升高温度，
平衡右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高
平衡转
化率的条件是高温低压；答案选C；
（2）已知：Ⅰ：
Ⅱ：
根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2 得反应
；
故
△H1+2△H2=+329
，
；
（3）①A．根据流程可知，
转化为Fe，Fe 又转化为
，
可循环利用；CaCO3受热分解生
成
和CO2,
又与CO2反应生成CaCO3，
也可循环利用，选项A 错误；
B．过程ⅱ，
吸收
使
浓度降低，促进
氧化
的平衡正移，选项B 正确；
C．过程ⅱ
吸收
而产生的
最终未被
吸收，在过程ⅲ被排出，选项C 正确；
54
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．焓变只与起始物质的量有关，与过程无关，故相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原
需吸收的
能量一样多，选项D 错误；
答案选BC；
②通入
分解平衡正移，导致
增大，促进
还原
平衡正移，故过程ⅱ平衡后通入
，
测得一段时间内
物质的量上升；
（4）①600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，该阶段R 减小，600℃以上，
二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R 增大，根据图1 可知
时，
转化
率为100%，即
=1mol,
转化率为60%,即
=3mol 60%=1.8mol，故
=
=1.8，故
间R 的变化趋势如图：
②A．R 值提高是由于催化剂X 选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，
增大的倍数比
大，则R 提高，选项A 正确；
B．根据表中数据可知，温度越低，
转化率越小，而R 越大，
增大的倍数比
大，含
氢产物中
占比越高，选项B 正确；
C．温度升高，
转化率增加，
转化率也增大，且两个反应中的
转化率均增大，增大倍数多，
故R 值增大，选项C 不正确；
D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高
转化率，若
转化率减小，则R 值不一定增大，选
项D 正确；
答案选C。
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
2
TiO
转化为
4
TiCl ，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)
2
TiO 转化为
4
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：
(ⅰ)直接氯化：
-1
-2
2
2
4
2
1
p1
TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJ mol ,K =1.0 10
(ⅱ)碳氯化：
-1
12
2
2
4
2
p2
TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g)
ΔH =-51kJ mol ,
K =1.2 10 Pa
①反应
2
2C(s)+O (g)=2CO(g)的ΔH 为_______
-1
kJ mol
，
p
K = _______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”)。
55
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)在
5
1.0 10 Pa
，将
2
TiO 、C、
2
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
分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应
2
C(s)
CO (g)
2CO(g)
的平衡常数
p
K
1400
℃
_______ Pa 。
②图中显示，在200℃平衡时
2
TiO 几乎完全转化为
4
TiCl ，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原
因是_______。
(3)
2
TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于
2
TiO
C
“固—固”接触的措施是_______。
【答案】(1) -223 1.2×1014 碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，熵判据与
焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向左 变小
(2) 7.2×105 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”
【解析】(1)①根据盖斯定律，将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)，则∆H=-51kJ/
mol-172kJ/mol=-223kJ/mol；则Kp=
p
p1
K
K
2 =
12
-2
1.2
10 Pa
1.0
10
=1.2×1014Pa；
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，
熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；
③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，
即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。
(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO 是0.6，反应C(s)
+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)=
2
(0.6P )
0.05P
总
总
=
5
2
5
(0.6
1.0
10 )
0.05
1.0
10
Pa=7.2×105Pa；
②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就是为
了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。
(3)固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2 – C“固-固”接触，可将两者粉碎后混
合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。
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：
①
2
2
2
2
2H S(g)+3O (g)=2SO (g)+2H O(g)
-1
1
ΔH =-1036kJ mol
56
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②
2
2
2
2
4H S(g)+2SO (g)=3S (g)+4H O(g)
-1
2
ΔH =94 kJ mol
③
2
2
2
2H (g)+O (g)=2H O(g)
-1
3
ΔH =-484 kJ mol
计算
2
H S 热分解反应④
2
2
2
2H S(g)=S (g)+2H (g) 的
4
ΔH = ________
-1
kJ mol
。
(2)较普遍采用的
2
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
高温热分解
2
H S 。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________，缺点是________。
(3)在1470 K 、100 kPa 反应条件下，将
2
n(H S):n(Ar)=1:4 的混合气进行
2
H S 热分解反应。平衡时混合气中
2
H S 与
2
H 的分压相等，
2
H S 平衡转化率为________，平衡常数
p
K = ________kPa 。
(4)在1373 K 、100 kPa 反应条件下，对于
2
n(H S):n(Ar) 分别为4:1、1:1、1: 4、1:9 、1:19 的
2
H S-Ar 混合气，
热分解反应过程中
2
H S 转化率随时间的变化如下图所示。
①
2
n(H S):n(Ar) 越小，
2
H S 平衡转化率________，理由是________。
②
2
n(H S):n(Ar)=1:9 对应图中曲线________，计算其在0-0.1s 之间，
2
H S 分压的平均变化率为________
-1
kPa s
。
【答案】(1)170
(2) 副产物氢气可作燃料 耗能高
(3) 50% 4.76
(4) 越高 n(H2S):n(Ar)越小，H2S 的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S 平衡转化率越
高 d 24.9
【解析】(1)已知：①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1＝－1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g) ΔH2＝94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－484kJ/mol
根据盖斯定律(①+②)×
1
3 －③即得到2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4＝（－1036+94）kJ/mol×
1
3 +484kJ/mol＝
170 kJ/mol；
57
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)根据盖斯定律(①+②)×
1
3 可得2H2S(g)+O2(g)＝S2(g)+2H2O(g) ΔH＝(－1036+94)kJ/mol×
1
3 =－314kJ/mol，
因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质
硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S 会
消耗大量能量，所以其缺点是耗能高；
(3)假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol 和4mol，根据三段式可知：
2
2
2
( )
( )
+
( )
/
1
0
2H S
S
2
0
/
0.5
/
1
0
H
.5
g
g
g
mol
mol
x
x
x
mol
x
x
x
始
变
平
平衡时H2S 和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S 的平衡转化率
为0.5 100%
50%
1
，所以平衡常数Kp＝
2
2
2
2
2
(S )
(H )
(H S)
p
p
p
＝
2
2
0.25
0.5
100
(
100
)
5.25
5.25
0.5
(
100
)
5.25
kPa
kPa
kPa
≈4.76kPa；
(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S):n(Ar)越小，H2S 的分压越小，相当于降低压强，平衡向正
反应方向移动，因此H2S 平衡转化率越高；
②n(H2S):n(Ar)越小，H2S 平衡转化率越高，所以n(H2S):n(Ar)＝1:9 对应的曲线是d；根据图像可知
n(H2S):n(Ar)＝1:9 反应进行到0.1s 时H2S 转化率为0.24。假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质
的量分别为1mol 和9mol，则根据三段式可知
2
2
2
( )
( )
+
( )
/
1
0
0
/
0.24
0.12
0.24
/
0.76
0.12
0.24
2H S
S
2H
g
g
g
mol
mol
mol
始
变
平
此时H2S 的压强为
0.76
100
0.76
0.12
0.24
9
kPa
≈7.51kPa，H2S 的起始压强为10kPa，所以H2S 分压的平均
变化率为
10
7.51
0.1
kPa
kPa
s
＝24.9kPa·s－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
2
3
Cr O 可由
4
2
7
2
NH
Cr O 加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式：
4
2
7
2
3
2
NH
Cr O
Cr O
______________。
②
2
3
Cr O 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)。
58
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
③
2
3
Cr O 可用于
3
NH 的催化氧化。设计从
3
NH 出发经过3 步反应制备
3
HNO 的路线_______(用“→”表示含
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)
2
2
7
K Cr O 溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(ⅰ)
2
2
7
2
4
Cr O (aq)
H O(l)
2HCrO (aq)
2
1
3.0 10
25 C
K
(ⅱ)
2
4
4
HCrO (aq)
CrO (aq)
H (aq)
7
2
3.3 10
25 C
K
①下列有关
2
2
7
K Cr O 溶液的说法正确的有_______。
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
2
2
7
K Cr O 固体，平衡时
2
4
HCrO
c
与
2-
2
7
c Cr O
的比值保持不变
②25℃时，
1
2
2
7
0.10mol L K Cr O
溶液中
2-
4
2-
2
7
c CrO
lg
c Cr O
随pH 的变化关系如图。当pH
9.00
时，设
2
2
7
Cr O 、
4
HCrO与
2
4
CrO 的平衡浓度分别为x、y、
1
zmol L
，则x、y、z 之间的关系式为_______
0.10
；计算溶液
中
4
HCrO的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
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(
max
)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
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
2
2
7
K Cr O 稀溶液，测得其A 随的变
化曲线如图，波长
1、
2
和
3中，与
2
4
CrO 的
max
最接近的是_______；溶液pH 从a 变到b 的过程中，
59
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2
2
4
2
2
7
H
CrO
Cr O
c
c
c
的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) N2↑ 4H2O (E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
2
3
2
2
2
2
Cr O
O
O
3
2
3
O
H O
NH
NO
NO
HNO
2NO+O2=2NO2
(2) BD
1
1
2
2
x
y
z
当溶液pH=9 时，
2
4
4
2
2
7
CrO
10
Cr O
c
c
，因此可忽略溶液中
2
2
7
Cr O
即
2
4
4
HCrO
CrO
c
c
=0.20
反应(ii)的平衡常数K2=
2
4
4
H
CrO
HCrO
c
c
c
=
9
2
4
4
10
CrO
HCrO
c
c
=3.3×10-7
联立两个方程可得
4
HCrO
c
=6.0×10-4mol/L λ3 增大
【解析】(1)①
4
2
7
2
NH
Cr O 分解过程中，生成Cr2O3和无污染气体，根据元素守恒可知，其余生成物为
N2、H2O，根据原子守恒可知反应方程式为
2
4
2
7
2
2
2
3
NH
Cr O
N
C
4H
r
O
O
。
②设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M ΔH1=(E1-E2)，M→N ΔH2=ΔH，N→Y
ΔH3=(E3-E4)1，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
③NH3在Cr2O3作催化剂条件下，能与O2反应生成NO，NO 与O2反应生成红棕色气体NO2，NO2与H2O
反应生成HNO3和NO，若同时通入O2，可将氮元素全部氧化为HNO3，因此从NH3出发经过3 步反应制备
HNO3的路线为
2
3
2
2
2
2
Cr O
O
O
3
2
3
O
H O
NH
NO
NO
HNO
；其中NO 反应生成NO2过程中，气体颜色发生
变化，其反应方程式为2NO+O2=2NO2。
(2)①K2Cr2O7溶液中存在平衡：(i)
2
2
4
2
7
H O
Cr O
aq
l
2HCrO
aq
、(ii)
2
4
4
HCrO
aq
CrO
aq
H
aq
。
A．向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H+)增大，(ii)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是
减弱改变量，平衡后，溶液中c(H+)依然增大，因此溶液的pH 将减小，故A 错误；
B．加水稀释过程中，根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知，(i)和(ii)的平衡都正向移动，两个平衡
正向都是离子数增大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故B 正确；
C．加入少量NaOH 溶液，(ii)正向移动，溶液中
4
HCrO
c
将减小，(i)将正向移动，故C 错误；
60
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．平衡(i)的平衡常数K1=
2
4
2
2
7
HCrO
Cr O
c
c
，平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量K2Cr2O7溶液，
2
4
2
2
7
HCrO
Cr O
c
c
不变，故D 正确；
综上所述，答案为：BD。
②0.10mol/L K2Cr2O7溶液中，Cr 原子的总浓度为0.20mol/L，当溶液pH=9.00 时，溶液中Cr 原子总浓度为
2
2
2
7
4
4
2
Cr O
HCrO
CrO
c
c
c
=0.20mol/L，
2
2
7
Cr O 、
4
HCrO与
2
4
CrO 的平衡浓度分别为x、y、z
mol/L，因此
1
1
2
2
x
y
z
=0.10；由图8 可知，当溶液pH=9 时，
2
4
4
2
2
7
CrO
10
Cr O
c
c
，因此可忽略溶液中
2
2
7
Cr O ，
即
2
4
4
HCrO
CrO
c
c
=0.20，反应(ii)的平衡常数K2=
2
4
4
H
CrO
HCrO
c
c
c
=
9
2
4
4
10
CrO
HCrO
c
c
=3.3×10-7，联立
两个方程可得
4
HCrO
c
=6.0×10-4mol/L。
③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH 越大，溶液中
2
2
2
7
4
4
Cr O
HCrO
CrO
c
c
c
越
大，混合溶液在某一波长的A 越大，溶液的pH 越大，溶液中
2
4
CrO
c
越大，因此与
2
4
CrO 的λmax最接近的
是λ3；反应(i)的平衡常数K1=
2
4
2
2
7
HCrO
Cr O
c
c
，反应(ii)的平衡常数K2=
2
4
4
H
CrO
HCrO
c
c
c
，
2
2
1
K
K
=
2
2
2
2
4
4
2
2
4
2
7
H
CrO
HCrO
HCrO
Cr O
c
c
c
c
c
=
2
2
2
4
2
2
7
H
CrO
Cr O
c
c
c
，因此
2
2
4
2
2
7
H
CrO
Cr O
c
c
c
=
2
2
1
H
K
K
c
，由上述分
析逆推可知，b>a，即溶液pH 从a 变到b 的过程中，溶液中c(H+)减小，所以
2
2
4
2
2
7
H
CrO
Cr O
c
c
c
的值将增大。
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
61
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
浓度
0
2440
3200
360
0
4000
4100
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)。
【答案】(1)
(2) 190 >
(3)ad
(4)58.8%
(5) 甲 反应I 平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气，
【详解】（1）设Ⅲ
，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ
得
。
（2）①
内，
，则
；
62
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②
、
、
，△c(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，
内，Δc(H2O)=400ppm，
内，Δc(H2O)=400ppm，则t-12>4，即t>16。
（3）a．H2O 的分压不变，则C3H6 的分压也不变，反应1、Ⅱ各组分分压不变，反应1、Ⅱ均达到平衡，
a 正确；
b．反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，
不能作为反应I、Ⅱ均达到平衡的判据，b 错误；
c．当
时，反应不一定达到平衡，不能作为反应1、Ⅱ均达到平衡的判据，c 错误；
d．
，说明正逆反应速率相等，反应I 达平衡，各组分分压不变，C3H6 的分压不变，
说明反应Ⅱ也达平衡，d 正确；
故选ad。
（4）设C3H8O 的物质的量为1mol，若lmol C3H8O 完全反应，理论上生成1mol C3H6，因为反应Ⅰ、Ⅱ
的转化率分别为98%和40%，反应I 生成1mol×98%=0.98mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡
时C3H6 的物质的量为0.98mol×(1-40%)=0.588mol，所以丙烯的产率为
=58.8%。
（5）①反应I 为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应I 正向
移动，
逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，
逐渐减小，即反应I 为平衡曲线为N，反应Ⅱ平衡曲线为M；在
350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应I 而言，相当于增大生成物浓度，使得
>
，即lg
增大，反应I 的状态最有可能对应图中的甲；
②由图可知，350°C 时达平衡后，
=0，则350℃时
=
=1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应
II 的C3H6 起始分压为 a MPa，对反应Ⅱ列三段式有
，解得a=
MPa。
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“
2
H O
CaO
Al
”体系的
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
a
0.20g CaO 粉末
5.0mL
2
H O
b
0.15g Al 粉
5.0mL
2
H O
c
0.15g Al 粉
63
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
5.0mL 饱和石灰水
d
0.15g Al 粉
5.0mL 石灰乳
e
0.15g Al 粉
0.20g CaO 粉末
5.0mL
2
H O
回答下列问题：
(1)已知：
①
1
2
1
2
s
H O l
s
65.17
CaO
Ca OH
H
kJ mol
②
2
1
2
2 s
2
16.73
Ca OH
Ca
aq
OH
aq
H
kJ mol
③
1
2
2
3
4
3
s
3H O l
H
g
415.0
2
Al
OH
aq
Al OH
aq
H
kJ mol
则
2
2
2
4
s
2
s
7H O l
2
3H
g
CaO
Al
Ca
aq
Al OH
aq
的
4
H
___________
1
·
kJ mol 。
(2)温度为T 时，
2
K
x
sp Ca OH
，则
2
Ca OH
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
2
H 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___________。
【答案】(1)-911.9
64
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2) 3 2x mol⋅L-1
(3)Ca(OH)2在水中的溶解度小，反应①达到了平衡状态
(4) 不反应 Al 和溶液中的OH-发生了反应 OH-
(5)A
(6)实验e 中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发
生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都
是放热反应，温度升高导致反应速率加快。
【解析】(1)根据盖斯定律可得，①+②+2③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)
+3H2(g)，则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ⋅mol-1)+(-16.73kJ⋅mol-1)+2(-415.0kJ⋅mol-1)=-911.9kJ⋅mol-1。
(2)温度为T 时，Ca(OH)2饱和溶液中，Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq)， c(OH-)=2c(Ca2+)∙，
Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)∙c2(OH-)=x，则c(OH-)= 3 2x mol⋅L-1。
(3)实验a 中，CaO 和H2O 反应①生成Ca(OH)2，4min 后ΔT 基本不变，是因为Ca(OH)2在水中的溶解度小，
反应①达到了平衡状态。
(4)实验b 中，ΔT 几乎不变，说明Al 粉与H2O 在该条件下不反应；实验c 中，前3min 的ΔT 有变化，是因
为Al 和溶液中的OH-发生了反应，3min 后ΔT 基本不变，是因为饱和石灰水中OH-的浓度较低，OH-的量
有限。
(5)实验d 中，发生反应②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使
得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；
综上所述，实验d 在10min 内温度持续升高与反应①无关，故选A。
(6)实验e 中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发
生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都
是放热反应，温度升高导致反应速率加快。
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
数
1.67
1.11
1.00
0.59
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。
65
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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，H2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
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H2的解离
D．H 原子在Pd 膜表面上结合为H2的过程为放热反应
③同温同压下，等物质的量的CO 和H2O 通入无Pd 膜反应器，CO 的平衡转化率为75%；若换成Pd 膜反应
器，CO 的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a 和出口b 中H2的质量比为_____。
(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(H2O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y 倍，则
CO 的转化率为_____(用a，b，y 表示)。
【答案】(1)
优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平
衡逆向移动，产物的转化率较低
(2) Pd 膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大 BD 1:8
(3) 质子导体
【详解】（1）①根据表中的数据，温度越高，平衡常数越小，所以正反应为放热反应，
；
②优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产物的转化率
较低；
66
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（2）①Pd 膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大；
②A.Pd 膜只允许
通过，不允许
通过，对气体分子的透过具有选择性，A 正确；
B.过程正反应的活化能远小于逆反应的活化能，
，B 错误；
C.加快Pd 膜内H 原子迁移，平衡
正向移动，有利于
的解离，C 正确；
D.
为放热过程，H 原子在Pd 膜表面上结合为
的过程为吸热反应，D 错误；
故选BD；
③根据反应
，设通入的
为1mol，无膜情况下一氧化碳的平衡
转化率为75%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.25mol、0.25mol、0.75mol、
0.75mol，可计算出此温度下平衡常数K=3；有膜情况下一氧化碳的平衡转化率为90%，则平衡时CO、
H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a 口和b 口总量，其中只有a 口
的处于平衡体系)，设a 口产生的H2的物质的量为xmol，则
，解得x=0.1，则出口a 产生的
为0.1mol，出口b 的
为0.9mol-0.1mol=0.8mol，质量比为1:8；
（3）①电解时，一氧化碳和水从均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，则氢气要在阴极产生，
故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子，氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气，故固体电
解质应采用质子导体；
②电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：
；
③根据三段式：
，出口Ⅰ处气体为
体积为x，进口Ⅰ处的气体体积为
，则
，CO 的转化率为：
。
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
2
1molH O(g) ，起始压强为0.2MPa 时，发生
下列反应生成水煤气：
Ⅰ.
-1
2
2
1
C(s)+H O(g)
CO(g)+H (g)
ΔH =+131.4kJ mol
Ⅱ.
-1
2
2
2
2
CO(g)+H O(g)
CO (g)+H (g)
ΔH =-41.1kJ mol
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
C．平衡时
2
H 的体积分数可能大于
2
3
67
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，
2
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”
或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数
p
K = _______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)一种脱除和利用水煤气中
2
CO 方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中
2
3
K CO 溶液吸收一定量的
2
CO 后，
2-
-
3
3
c CO
:c HCO
=1:2 ，则该溶液的pH=
_______(该温度下
2
3
H CO 的
7
11
al
a2
K =4.6 10 ,K
5.0 10
)；
②再生塔中产生
2
CO 的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将
2
CO 电催化还原为
2
4
C H ，阴极反应式为_______。
【答案】(1) BD 吸收 31.2 0.02MPa
(2) 10 2
-
3
HCO
Δ
CO2↑+
2-
3
CO +H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-
【解析】(1)①A．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反
应Ⅰ的平衡不移动，A 说法不正确；
B．在反应中有固体C 转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中
不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B 说法正确；
C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g) = CO2(g)+ 2H2(g)可知，H2的体
积分数的极值为
2
3 ，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的
体积分数不可能大于
2
3 ，C 说法不正确；
D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D 说法正确；
综上所述，相关说法正确的是BD。
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO 的物
质的量为0.1mol，则根据O 原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了0.2mol
CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3mol CO 要吸收热量
39.42kJ ，生成0.2mol CO2要放出热量8.22kJ 此时，因此整个体系吸收热量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H 原
子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO 的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的
物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积
68
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2MPa1.3=0.26MPa，反应I
（C(s)+H2O(g)
垐
噲
CO(g)+H2(g)）的平衡常数Kp=
0.1
0.5
0.1
1.3
1.3
0.26MPa
0.02MPa
0.5
1.3
1.3
P
总
。
(2)①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(
2
3
CO
):c(
3
HCO
)=1:2，由
2
3
2
3
a
(CO ) (H )
(HCO )
c
c
c
K
可知，(H )
c
=
-1
-
3
a2
2-
3
1
-1
-10
-1
2 5.0 10
(HCO )
(
mol L
1.0 10
m
CO )
ol L
c
K
c
，则该溶液的pH=10；
②再生塔中KHCO3受热分解生成K2CO3、H2O 和CO2，该反应的离子方程式为2
-
3
HCO
Δ
CO2↑+
2-
3
CO
+H2O；
③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H+，H+通
过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯，铂电极和Ag/AgCl 电极均为阴极，在电解过程中AgCl 可
以转化为Ag，则阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-。
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)。
69
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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_______。
【答案】(1)-200(X+Y)
(2) a 或c 8.3×10-8 0.08 39%
(3) c 由于b 和c 代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移
动，
增大，故
=1.0 所需时间更长
【解析】(1)依题意，结合已知信息，可推定在同温同压下，以同物质的量的BL 或BD 为初始原料，达到
平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。则以5.0×10-3mol 的BL 为原料，达到平衡时放出XkJ 热量与同物
质的量的BD 为原料达到平衡时吸收YkJ 热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ，则1mol 时二者能量差值为
200(X+Y)kJ，反应I 为放热反应，因此焓变
=-200(X+Y)kJ·mol-1。
(2)实验测定X<Y，则达到平衡时BD 物质转化量大于BL 物质转化量，平衡状态BD 物质的量较小，根据
图示可知，表示xBL 变化的曲线是a 或c；该平衡状态下BL 的分压是0.48×3.0×103kPa，BD 的分压是
0.36×3.0×103kPa，H2的压强近似等于总压，故反应I 平衡常数Kp=
=
Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL 为原料时，根据题给反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，体系总物质的量的增加量正好是BD
参与反应Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时BL 转化了amol，BD 转化了bmol，则体系总
物质的量为(5.0×10-3+b)mol，得到
、
，求得a=
、b=
，则t1时刻
=0.08；此时BD 的产率为
39%。
(3)依题意，反应I 是正向放热过程，以BL 为初始原料，温度升高则平衡逆向移动，温度越高，反应速率
70
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
越快，达到平衡时的时间越短，
越小，
的值越大；相同温度时，压强增大，BD 的
比重增大，
增大，又可忽略压强对反应速率的影响，则
最大即
最小，
对应曲线c；由于b 和c 代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向
移动，
增大，故
=1.0 所需时间更长。
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
)。
71
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】(1)
(或
) 放出
热量 作催化剂或降低反应活化能
(2)A
(3)
或
8
【详解】（1）将第一个方程式2 倍加上第二个方程式得到该工艺的总反应方程式为
(或
)，该反应的热化学方程式
，因此1mol
发生该反应的热量变
化为放出
热量，
参与了化学反应，但反应前后量没有改变，因此
在总反应中的作用是
作催化剂或降低反应活化能；故答案为：
(或
)；放出
热量；作催化剂或降低反应活化能。
（2）根据图中信息以
由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，A 持续时间最
短，说明A 的脱硫效率最高，因此结果最好的A；故答案为：A。
（3）
是二元弱酸，其电离是一步一步电离，主要以第一步电离为主，因此其电离方程式为
或
；根据题意pH=7 时
、
的所占分数相等，因此
的
，pH=13 时
、
的所占分数相等，则
。再生反应在常温下进行，
解离出的
易与溶液中的
形
72
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
成沉淀。若溶液中的
，根据
得到
，根据
和
，得到
，pH=8，因此为避
免有FeS 沉淀生成，应控制溶液pH 不大于8；故答案为：
或
；
；
；8。
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
数
1.67
1.11
1.00
0.59
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，H2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
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H2的解离
D．H 原子在Pd 膜表面上结合为H2的过程为放热反应
③同温同压下，等物质的量的CO 和H2O 通入无Pd 膜反应器，CO 的平衡转化率为75%；若换成Pd 膜反应
器，CO 的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a 和出口b 中H2的质量比为 。
(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
73
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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(H2O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y 倍，则
CO 的转化率为 (用a，b，y 表示)。
【答案】(1)
优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平
衡逆向移动，产物的转化率较低
(2) Pd 膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大 BD 1:8
(3) 质子导体
【详解】（1）①根据表中的数据，温度越高，平衡常数越小，所以正反应为放热反应，
；
②优点是升高温度，反应速率较快；缺点是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产物的转化率
较低；
（2）①Pd 膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大；
②A.Pd 膜只允许
通过，不允许
通过，对气体分子的透过具有选择性，A 正确；
B.过程正反应的活化能远小于逆反应的活化能，
，B 错误；
C.加快Pd 膜内H 原子迁移，平衡
正向移动，有利于
的解离，C 正确；
D.
为放热过程，H 原子在Pd 膜表面上结合为
的过程为吸热反应，D 错误；
故选BD；
③根据反应
，设通入的
为1mol，无膜情况下一氧化碳的平衡
转化率为75%，则平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.25mol、0.25mol、0.75mol、
0.75mol，可计算出此温度下平衡常数K=9；有膜情况下一氧化碳的平衡转化率为90%，则平衡时CO、
H2O(g)、CO2、H2的平衡物质的量分别为0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a 口和b 口总量，其中只有a 口
的处于平衡体系)，设a 口产生的H2的物质的量为xmol，则
，解得x=0.1，则出口a 产生的
为0.1mol，出口b 的
为0.9mol-0.1mol=0.8mol，质量比为1:8；
（3）①电解时，一氧化碳和水从均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，则氢气要在阴极产生，
故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子，氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气，故固体电
解质应采用质子导体；
74
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为：
；
③根据三段式：
，出口Ⅰ处气体为
体积为x，进口Ⅰ处的气体体积为
，则
，CO 的转化率为：
。
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。
75
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
2q
3
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 。
【答案】(1)能
(2) 高 低
(3)ab
(4)a
(5) -1 a
(6) Fe 3d6
76
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】（1）
，则∆G=∆H-
T∆S=(-92.4+0.2×298) kJ∙mol-1=-32.4 kJ∙mol-1＜0，所以合成氨反应在常温下能自发进行。答案为：能；
（2）温度越高，反应速率越快，所以高温有利于提高反应速率；因为正反应为放热反应，所以低温有利
于提高平衡转化率。答案为：高；低；
（3）a．因为正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨
的平衡产率，a 正确；
b．温度升高，反应速率加快，所以
在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，b 正确；
c．合成氨反应的正反应为放热反应，“热Fe”高于体系温度，不利于提高氨的平衡产率，c 不正确；
d．温度升高，可提高合成氨反应的速率，所以“冷Ti”低于体系温度，不利于提高合成氨反应速率，d 不
正确；
故选ab。答案为：ab；
（4）a．从图中可以看出，
时，复合催化剂比单一催化剂的反应速率快，催化效率更高，a 正确；
b．催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡产率，所以同温同压下，复合催化剂不能提高氨的平衡产率，
b 不正确；
c．虽然图中显示温度高反应速率快，但温度高到一定程度后，复合催化剂活性就可能不变或变低，c 不正
确；
故选a。答案为：a；
（5）选择实验1 和3 进行分析，此时
，则γ=-1；
a．在合成氨过程中，需要不断分离出氨，有利于平衡正向移动，a 正确；
b．氨是在该催化剂的催化作用下生成，不会使催化剂中毒，b 不正确；
c．分离出氨，并没有增大反应物的浓度，所以不会提高正反应速率，c 不正确；
故选a。答案为：-1；a；
（6）从图中信息可以进行以下计算：含黑球的数目为
=4，含白球的数目为8，则黑球与白球的
个数比为1:2。黑球的化学式为
，白球的化学式为
。从而得出M+17×6+15×2=188，
M=56，则M 元素为Fe；在该化合物中，Fe2+的价电子排布式为3d6。答案为：Fe；3d6。
【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时，可采用均摊法。
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
77
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
。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 。
【答案】(1)
Cu、O
(2)
吸附在催化剂的Fe2+上的H 与
中碳原子作用，吸
附在O2-的H 与
中的羟基氧作用生成的H2O 和
均吸附在上Fe2+ 随
增加，催化剂
的量增多，增大了接触面积， H2的产量增大，
的产率增大
(3)制得H2，CO2转化为甲酸，生物柴油副产品的利用
【详解】（1）①电解在质子交换膜电解池中进行，H+可自由通过，阳极区为酸性
溶液，电解过程中
转化为
，电解时阳极发生的主要电极反应为：
；
78
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②电解后，经热水解得到的HCl 和热分解得到的CuCl 等物质可循环使用，从图中可知，热分解产物还有
O2，从详解①中得知，进入热水解的物质有
，故发生化合价变化的元素有Cu、O。
（2）①在
时，密闭容器中
溶液与铁粉反应，反应初期有
生成并放出
，离子方程
式为：
；
②H 的电负性大于Fe，小于O，在活性
表面，部分H 吸附在催化剂的亚铁离子上，略带负电；另
一部分H 吸附在催化剂的氧离子上，略带正电；前者与
中略带正电的碳结合，后者与
中略带
负电的羟基氧结合生成H2O，
转化为
；故答案为：吸附在催化剂的Fe2+上的H 与
中碳
原子作用，吸附在O2-的H 与
中的羟基氧作用生成的H2O 和
均吸附在上Fe2+；
③在其他条件相同时，随
增加，其与铁粉反应加快，从图中得知Fe 的转化率也增大，即生成
和H2的速率更快，量更大，则得到活性
的速度更快，量也更多，生成
的速率更快，
产率也更大。故答案为：随
增加，催化剂的量增多，增大了接触面积， H2的产量增大，
的产率增大；
（3）“
热循环制氢和甲酸”系统将
转化为
和生成H2的速率快，原子利用率高，
不产生污染物，Fe 初期生成
后迅速转化为活性
，
氧化为
再经生物柴油副产品转
化为Fe，得到循环利用，故该原理的优点是：制得H2，CO2转化为甲酸，生物柴油副产品的利用。
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
79
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
催化剂
t=350℃
t=400℃
催化剂
Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂
Ⅱ
9.2
10775
34
38932
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 。
【答案】(1)-286
(2)
50%或0.5 660.2(或660.1 或660.3,其他答案酌情给分)
(3) 5.4 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比
例高
【详解】（1）电解液态水制备
，电解反应的
，由此可以判断，2mol
完
全燃烧消耗
，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，故1mol
完全燃烧生成液态水放出
80
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的热量为286kJ，因此，
的燃烧热(焓)
-286
。
（2）①由
的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K 随
着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的
与活
化能(Ea)的关系为
，由图２信息可知
＝ａ
，则
ａ
，该反应为放热反应，
生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为：
。
②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
，根据C 元素守恒可知，
的平衡量为
，
和
是按化学计量数之比投料的，则
的平衡量为
，
的平衡量是
的２倍，则
，
的平衡浓度分别为
、
、
、
，则该反应的平衡常数K＝
，根据图１中的信息可知，反应
温度t 约为660.2℃。
（3）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，
的浓度由０增加到
10.8
，因此，
生成
的平均反应速率为
；由表中信
息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，
的浓度由０增加到10.8
，，
:
＝12722:10.8
1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，
的浓度由０增加到9.2
，
:
＝10775:9.2
1171；在选择使用催化剂Ⅰ和
400℃条件下反应，
的浓度由０增加到345.2
，
:
＝42780:345.2
124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，
的浓度由０增加到34
，
:
＝38932:34
1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃
的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与
甲醇比例高。
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。
81
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，
的转化率为，
的物质的量
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)。
【答案】(1)H2(g)+
O2 (g)=H2O(1)
H= -286 kJ•mol-1
(2) BC
43%
(3)负
(4)CnH2n+2-(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=n CO2+(n+1) H2O
(5)a
b
e
h
j
82
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】（1）298K 时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，则1molH2燃烧生成H2O(g)放热
=242kJ，
用热化学方程式表示为：H2(g)+
O2(g)=H2O(g)
H1= -242 kJ•mol-1①，又因为1 mol H2O(1)蒸发吸热
44kJ，则H2O(g)= H2O(l)
H2= -44 kJ•mol-1②，根据盖斯定律可知，表示H2燃烧热的反应热为
H=
H1+
H2= -286 kJ•mol-1，故答案为：H2(g)+
O2 (g)=H2O(1)
H= -286 kJ•mol-1；
（2）①A．增加CH4 (g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A 不符合题意；
B．恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平
衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B 符合题意；
C．移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化
率，C 符合题意；
D．加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D 不符合题意；
综上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是BC；
②恒温恒压条件下，1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4 (g)的转化率为α，CO2 (g)的物质的
量为b mol，则转化的CH4 (g)为α mol，剩余的CH4 (g)为(1-α)mol，根据C 元素守恒可知，CO(g)的物质的
量为(α-b)mol，根据H 和O 守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1-α-b)mol，H2(g)的物质的量为(3α+b)mol，则
反应混合物的总物质的量为(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、 CO(g) 、H2(g)的物质的量分数
分别为
、
、
、
，因此，反应I 的平衡常数Kx=
；其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，
α=0.90，b =0.65，则平衡时，CH4 (g)为0.1mol，根据C 元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25mol，，根
据H 和O 守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5-0.90-0.65 )mol=3.45mol，H2(g)的物质的量为
(3α+b )mol=3.35mol，平衡混合物的总物质的量为(2α+6 )mol=7.8mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为
；
（3）燃料电池中的燃料在负极发生氧化反应，因此，氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应；
（4）在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中，CnH2n+2在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，电极反
应式为CnH2n+2-(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=nCO2+(n+1) H2O；
（5）由图示可知，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，且能垒越低，活化能越小，越容易进
行，根据图示可知，其可行的途径为：a
b
e
h
j。
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
83
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
、
、
，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：
温度/
950
1000
105
0
1100
1150
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 。
84
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】(1)8×108 L·mol－1
(2) 高温 AB
1000℃时CH4不参与反应，相同分压的H2S 经历
相同的时间转化率相同 先升后降；在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，S2(g)的体积分数增大；
在高温段，随温度升高；反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的体积分数减小
【详解】（1）根据方程式可知该温度下平衡常数K＝
；
（2）①根据盖斯定律可知Ⅰ+Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH＝234kJ/mol，这说明反应Ⅲ是吸热的体积增大（即ΔS
＞0）的反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0 可自发进行可知反应Ⅲ自发进行的条件是高温下自发进行；
②A．Ar 是稀有气体，与体系中物质不反应，所以其他条件不变时，用Ar 替代N2作稀释气体，对实验结
果几乎无影响，A 正确；
B．正反应吸热，升高温度平衡正向进行，温度越高，H2S 的转化率越高，B 正确；
C．根据表中数据无法得出H2S 中S-H 键和CH4中C-H 键的相对强弱，事实上C-H 键的键能大于S-H 键键
能，C 错误；
D．恒温恒压下，增加N2的体积分数，相当于减压，平衡正向进行，H2的物质的量增加，容器容积增加，
H2浓度减小，D 错误；
答案选AB；
③反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均是吸热反应，则反应过程能量示意图可表示为
；
④根据表中数据可知1000℃时CH4不参与反应，相同分压的H2S 经历相同的时间转化率相同，所以在
1000℃常压下，保持通入的H2S 体积分数不变，提高投料比时H2S 的转化率不变；
⑤根据表中数据可知在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，S2(g)的体积分数增大；在高温段，随温度升
高；反应Ⅱ消耗S2的速率大于反应Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的体积分数减小，因此变化规律是先升后降。
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O2的反应体系中：
反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394kJ·mol-1
反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566kJ·mol-1
反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3。
85
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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CO2的物质的量之比 。
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空
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)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
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(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa 和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K 的数值为 。
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： 。
【答案】(1) a B
(2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持
较高温度，有利于加快化学反应速率
(3) 9.0 1.8：1 BC M+H2O=MO+H2 MO+CO=M+CO2
【详解】（1）①由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：
，反应1 前后气体分子数不变，升温y 不变，对应线
条b，升温促进反应2 平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y 值增大，对应线条c，升温促进反应3 平
86
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
衡逆向移动，气体分子数减少，熵减， y 值减小，对应线条a，故此处填a；
②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2 焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，
故CO2物质的量减小，CO 物质的量增大，所以CO 与CO2物质的量比值增大，故答案选B；
（2）由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，
通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应
吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加
快反应速率；
（3）①该反应平衡常数K=
；
②假设原料气中水蒸气为x mol，CO 为1 mol，由题意列三段式如下：
，则平衡常数K=
，解得x=1.8，故水蒸气与CO
物质的量之比为1.8：1；
③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A 不符合题意；
B．适当增大压强，可加快反应速率，B 符合题意；
C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C 符合题意；
D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓
度减小，反应速率变慢，D 不符合题意；
故答案选BC；
④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO 产生CO2，对应反应历程
依次为：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。
87
