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2025 年高考押题预测卷02
高三化学
(考试时间：60 分钟 试卷满分：100 分)
考生注意：
1.试卷满分100 分，考试时间60 分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号(考号)，并将核对后
的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2 个正确选项，只有1 个正确选项的，多选不
给分，有2 个正确选项的，漏选1 个给一半分，错选不给分；未特别标注的试题，每小题只有1 个正确选
项。
相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 As-75
一、铁的化合物(23 分)
六水合硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O，俗称莫尔盐，易溶于水，难溶于乙醇。其晶体的部分结构如
图所示。
(1)和Fe2+价电子排布相同的是___________。
A．Co3+ B．Mn2+ C．Cr3+ D．Cu2+
(2)下列说法正确的是___________。
A．第一电离能：O＞N＞S
B．铵根和硫酸根微粒的空间结构不同
C．晶体中Fe2+
配位数为6
D．晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键
(3)制备莫尔盐时，从溶液中结晶析出晶体，过滤，洗涤，干燥。通常用乙醇洗涤除去莫尔盐晶体表面
杂质。说明使用乙醇洗涤的其他目的：___________。
1
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(4)写出检验晶体中Fe2+离子的实验方案：___________。
【答案】(1)A(2 分)
(2)C(2 分)
(3)莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇易挥发，便于更快干燥(2 分)
(4)取样溶于水，滴入几滴KSCN 溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，溶液变
为血红色，则含Fe2+(2 分)
【解析】(1)Fe2+价电子排布为3d6，Co3+的价电子排布为3d6，Mn2+的价电子排布为3d5，Cr3+的价电子
排布为3d3，Cu2+的价电子排布为3d9，故选A；
(2)A 项，同一周期元素的第一电离能，从左到右增大，N 处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于
O，同族元素第一电离能从上到下减小，故第一电离能：N＞O＞S，A 错误；B 项，铵根的价层电子对数
，空间结构为正四面体，硫酸根微粒的价层电子对数
，空间结构
为正四面体，二者的空间结构相同，B 错误；C 项，由图可知，晶体中Fe2+的配位数为6，C 正确；D 项，
晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键，还有分子间作用力、氢键，D 错误；故选C；
(3)因莫尔盐难溶于乙醇，使用乙醇洗涤的其他目的：莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇
易挥发，便于更快干燥；
(4)取样溶于水，滴入几滴KSCN 溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，亚铁离
子被氧化成铁离子，溶液变为血红色，则含Fe2+。
(5)现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如下图所示：
写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：
_______。
【答案】K=
(1 分) C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) (2 分)
2
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【解析】(5)由图可知反应Ⅲ的化学方程式为：C(s)+CO2(g)
2CO(g)，其平衡常数表达式K=
；由图可知，C 和H2O 是反应物，H2、CO 是生成物，Fe3O4是催化剂，总反应为C(s)+H2O(g)
CO(g)
+H2(g)。
(6)现需除去Cu2+溶液中的Fe3+。甲同学想通过调整溶液至pH=4 达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的，
乙同学认为可以通过计算确定，他们查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10−38,
Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10−20(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10−5mol/L 时就认为沉淀完全)。
常温下，若溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol/L，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH 为______，Fe3+恰好
完全沉淀(即c(Fe3+)≤ 1.0×10−5)时溶液的pH 为______。
【答案】4(2 分) 3(2 分)
【解析】Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10−20，溶液中CuSO4的浓度为3.0mol⋅L−1，c(Cu2+)=3.0mol⋅L−1；依
据溶度积常数c(Cu2+)×c2(OH−)=3.0×10−20；c2(OH−)=
=10−20；得到c(OH−)=10−10mol/L，依据水溶液
中的离子积c(H+)×c(OH−)=10−14；求的c(H+)=10−4mol/L，溶液pH=4，则Cu(OH)2 开始沉淀时溶液的pH 为
4；残留在溶液中的离子浓度小于1×10−5 mol⋅L−1 时就认为沉淀完全，Fe(OH)3 的溶度积Ksp=1.0×10−38，
c(Fe3+)×c3(OH−)=1.0×10−38；c3(OH−)=
=1.0×10−33；求的c(OH−)=1×10−11mol/L；水溶液中的离子积
c(H+)×c(OH−)=10−14；c(H+)=1×10−3mol/L，则pH=3。
(7)FeBr3水解会生成Fe(OH)3胶体。Fe(OH)3胶体可用于净水，其原因是_______，已知电泳时，带电
Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是_______。
A．
B．
C．
D．
【答案】Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降(2 分) A(2 分)
【解析】Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降，所以能用于净水；用上述制得
的胶体做电泳实验时，有某种胶体粒子向阴极移动，说明该离子带正电荷，Fe(OH)3整体呈电中性，铁离
3
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子带3 个单位的正电荷、氢氧根离子带1 个单位的负电荷，根据离子所带电荷排除C、D，B 中所带电荷为
+(3n-x)，A 中粒子所带电荷为+3n+(3n-x)×(-1)=+x，符合条件。
(8)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出
的位置)。立方体晶胞的边长为
380.4pm(1pm=10-10cm)。该铁氮化合物的密度为7.18 g· cm-3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为
___________；晶胞中N 所处的合理位置：___________。
【答案】4∶1(2 分) 体心或12 条棱中4 条相互平行的棱的棱心(2 分)
【解析】已知立方体晶胞的边长为380.4pm(1pm=10-10cm)，该铁氮化合物的密度为7.18g· cm-3，设该铁
氮化合物的化学式为FeNx ，摩尔质量为(56+14x)g/mol ，晶胞中Fe 的个数为
，则
，解得x=0.25，则该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为4∶1；氮原子的合
理位置应该为：体心或12 条棱中4 条相互平行的棱的棱心。
二、磷灰石制备磷酸(20 分)
磷灰石中含有Ca5(PO4)3OH、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl 和少量SiO2，可用来制备H3PO4，以下为两种制
备方法：
方法一：用稍过量的浓H2SO4 与磷灰石反应，得到H3PO4 溶液、少量SiF4 气体、渣(主要成分为
CaSO4)。
(1)SiF4的空间构型为___________。
(2)渣中的CaSO4是用途广泛的产品，可用于生产硫酸等一系列物质(转化关系如下)。下列说法不正确
的是___________。
4
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A．工业上制硫酸时用浓硫酸吸收SO3
B．CH3OH 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．工业上用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
D．硫酸钙可用来制作石膏模具
(3)方法一所得溶液，除含有H2SO4外，还含有的杂质酸为___________。
以方法一中所得渣为硫源，设计实验制备无水Na2SO4，流程如下：
(4)NaF、Na2CO3都可沉淀溶液中Ca2+。请通过计算，说明溶液A 选择Na2CO3溶液的原因___________。
(需写出计算过程)
已知：①25℃时，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，Ksp(CaF2)=5.3×10-9。
②溶液中离子浓度小于1×10-5mol˙L-1时，即可认为沉淀反应达到完全。
(5)系列操作是过滤、加适量酸、___________、___________、过滤、洗涤。
(6)系列操作中，最适合加入的酸是___________。
A．硫酸 B．硝酸 C．盐酸 D．碳酸
(7)系列操作中，判断洗涤干净的方法是___________。
称取制得的无水Na2SO4 1.500g，配制成100mL 溶液，取出25mL，加入过量的氯化钡溶液，所得溶液
经过滤、洗涤、干燥，多次实验得固体平均值为0.583 g。
(8)上述实验过程中，不需要的仪器有___________(不定项)。
A．蒸发皿 B．漏斗 C．坩埚 D．烧杯
(9)无水Na2SO4的纯度为___________。(保留两位小数)
方法二：将磷灰石脱水、还原，将得到的白磷(P4)燃烧后与水反应制得H3PO4。
(10)方法二中，脱水得到的Ca10(PO4)6O(足量)与炭(C)、SiO2高温下反应，生成白磷(P4)、一种可燃性气
体和一种硅酸盐，该反应的化学方程式是___________。
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【答案】(1)正四面体(1 分)
(2)C(2 分)
(3)盐酸、氢氟酸(2 分)
(4)Ksp(CaCO3)=1.5×10-5×cCO3
2-=2.8×10-9 ，cCO3
2-=2.8×10-4mol·L-1 ，Ksp(CaF2)= 1.5×10-5×cF-=5.3×10-
9，cF-=2.3×10-2mol·L-1，Ca2+完全沉淀时，所需的CO3
2-浓度远小于F-浓度(3 分)
(5)蒸发浓缩(1 分) 冷却结晶(1 分)
(6)A(2 分)
(7)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸和BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明洗涤干净
(2 分)
(8)AC(2 分)
(9)0.95(2 分)
(10)2Ca10(PO4)6O + 30C + 20SiO2
20CaSiO3 + 3P4 + 30CO↑(2 分)
【解析】(1)SiF4中Si 原子的价层电子对数
，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥
理论，其空间构型为正四面体；
(2)A 项，工业上制硫酸时，用浓硫酸吸收SO3，可防止形成酸雾，提高吸收效率，A 正确；B 项，
CH3OH 具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，B 正确；C 项，工业上用
Cl2和石灰乳反应来制取漂白粉 ，澄清石灰水中Ca(OH)2浓度较低，不适合用于制取漂白粉，C 错误；D
项，硫酸钙在加水后可以形成石膏浆，具有良好的流动性和可塑性，能够填充模具的各个细节部分，成型
后能够保持形状，因此可用来制作石膏模具，D 正确；故选C；
(3)磷灰石中含有Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl，与浓H2SO4反应时，F-、Cl-会与H+结合，生成HF、HCl，
所以除H2SO4外，杂质酸为盐酸、氢氟酸；
(4) 由Ksp(CaCO3)=1.5×10-5×cCO3
2-=2.8×10-9 ，cCO3
2-=2.8×10-4mol·L-1 ，Ksp(CaF2)= 1.5×10-5×cF-
=5.3×10-9，cF-=2.3×10-2mol·L-1，Ca2+完全沉淀时，所需的CO3
2-浓度远小于F-浓度，故选择碳酸钠；
(5)从溶液中获得含结晶水的晶体，一般经过过滤、加适量酸(除去杂质离子)、蒸发浓缩、冷却结晶、
过滤、洗涤等操作；
(6)要制备Na2SO4，为不引入新杂质，最适合加入的酸是硫酸 ，硝酸会引入NO3
-，盐酸会引入Cl-，碳
酸酸性弱且不稳定，A 正确；故选A；
(7)沉淀表面可能附着SO4
2-，检验SO4
2-是否存在可判断洗涤是否干净，用稀盐酸酸化的BaCl2溶液检验，
取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸和BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明洗涤干净 ；
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(8)称取制得的无水Na2SO4 1.500g，配制成100mL 溶液，取出25mL，加入过量的氯化钡溶液，所得溶
液经过滤、洗涤、干燥，多次实验得固体平均值为0.583 g，该实验过程中，过滤需要漏斗、烧杯等，不需
要坩埚和蒸发皿，坩埚一般用于灼烧固体，蒸发皿一般用于蒸发液体，故选AC；
(9)由称取制得的无水Na2SO4 1.500g，配制成100mL 溶液，取出25mL，加入过量的氯化钡溶液，所得
溶液经过滤、洗涤、干燥，多次实验得固体平均值为0.583 g ，得
，
则
25mL
溶
液
中
，
100mL
溶
液
中
，
，无水Na2SO4
的纯度
(10)根据元素守恒和得失电子守恒，Ca10(PO4)6O 与C、SiO2高温下反应，P 元素化合价从+5 价降低到0
价，C 元素化合价从0 价升高到+2 价，生成白磷P4、可燃性气体CO 和硅酸盐CaSiO3，配平可得上述化学
方程式为2Ca10(PO4)6O + 30C + 20SiO2
20CaSiO3 + 3P4 + 30CO↑。
三、过氧化物消毒剂(20 分)
1．过氧化氢( H2O2)是一种无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性，医疗上用作外科消毒剂。
(1)H2O2的电子式为_______。
A．
B．
C．
D．
(2)过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7%—8%的过氧化氢溶液，再浓缩成
30%溶液时，可采用的适宜方法是_______。
A. 常压蒸馏 B. 减压蒸馏 C. 加生石灰常压蒸馏 D. 加压蒸馏
(3)水电离生成H3O+和OH-叫做水的自偶电离。同水一样，H2O2也有极微弱的自偶电离，其自偶电离的
方程式为：_______。
(4)向H2O2溶液中加入不同物质时发生反应的离子方程式正确的是_______(不定项)。
7
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A．酸性FeCl2溶液：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
B．SO2气体：H2O2+SO2=2H++ SO4
2-
C．氢碘酸溶液：2I-+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2O
D．酸性高锰酸钾溶液：2MnO4
-+4H2O2+8H＋=2Mn2++4O2↑+8H2O
(5)某厂工业废水中含有一定量氯气，为了除去氯气，常加入H2O2作脱氯剂，写出该反应的化学方程式
_______。
(6)据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2和O2为原料
制取过氧化氢的新工艺。原理如图所示：
请写出甲电极的电极反应式：_______。
【答案】(1)D(2 分) (2)B(2 分)
(3)H2O2+H2O2
H3O2
++HO2
-(2 分)
(4)AB(2 分)
(5)Cl2 +H2O2 =2HCl +O2(2 分)
(6)O2+2H++2e-=H2O2(2 分)
【解析】(1)H2O2是共价化合物，其电子式为：
，故选D；
(2)把7%~8%的过氧化氢溶液浓缩成30%的溶液时，需要蒸发掉部分水分，虽然过氧化氢的沸点比水高，
但受热容易分解，所以不能常压蒸馏。如果降低压强，水的沸点会降低。所以可以采取减压蒸馏的方法，
使水在达到过氧化氢分解温度之前就挥发出去，从而达到浓缩过氧化氢溶液的目的，故选B；
(3)水发生自偶电离生成H3O＋和OH-，也就是一个分子电离出的一个H+与另一个分子结合，则H2O2发
生自偶电离生成H3O2
+和HO2
-，其自偶电离的方程式为：H2O2＋H2O2
H3O2
++HO2
-；
(4)A 项，二价铁可以被过氧化氢氧化为三价铁，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，A 正确；
B 项，二氧化硫有还原性，其中+4 价硫可以被过氧化氢氧化为+6 价的硫酸根离子，离子方程式为：
H2O2+SO2=2H++ SO4
2-，B 正确；C 项，过氧化氢可以将碘离子氧化为单质碘，离子方程式为：2I-
+H2O2+2H+=I2+2H2O，C 错误；D 项，电荷不守恒，酸性高锰酸钾和过氧化氢反应的离子方程式为：
2MnO4
-+5H2O2+6H＋=2Mn2++5O2↑+8H2O，D 错误；故选AB；
(5)H2O2作脱氯剂时，H2O2作还原剂，将Cl2还原为HCl，本身被氧化为O2：H2O2+Cl2=2HCl+O2；
8
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(6)由图可知，甲电极通入氧气，得到电子生成过氧化氢，电极反应式为：O2+2H++2e-=H2O2。
2．CO(NH2)2·H2O2 (俗称过氧化脲)也是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取：CO(NH2)2＋
H2O2=CO(NH2)2·H2O2，相关制备、溶液的配制、浓度的测定如下：
(1)在烧杯中分别加入25mL 30% H2O2(ρ=1.11 g·cm-3)、40mL 蒸馏水和12.0g 尿素，搅拌溶解。30℃下反
应40min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4g。则过氧化脲
产率为_______。
(2)溶液配制：容量瓶使用前检查是否漏水的方法是：① 向容量瓶中加入水，塞紧瓶塞，一只手的食
指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水；② 如果不漏水，把瓶正立；
③_______，再把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水；称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100mL 溶液。
下图为“溶液配制”的部分过程，操作a 应重复3 次，目的是_______。
(3)滴定分析：量取25.00mL 过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用标准浓度的KMnO4溶
液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是_______。
A．量取过氧化脲溶液的滴定管仅用蒸馏水润洗
B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C．摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外
D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失
【答案】(1)50%(2 分)
(2)瓶塞旋转180°后塞紧(2 分) 避免溶质损失，确保配制精准(2 分)
(3)A(2 分)
【解析】过氧化氢、尿素在水溶液中反应生成过氧化脲晶体，制备后配制成一定物质的量浓度溶液，
通过滴定进行浓度分析。
(1)
，
，二
者等物质的量发生反应，H2O2过量，依据尿素的物质的量进行计算，
9
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，
，产率：
；
(2)容量瓶使用前需验漏，向容量瓶中加入水，塞紧瓶塞，一只手的食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，
把瓶倒立观察瓶塞周围是否漏水，如果不漏水，把瓶正立，瓶塞旋转180°后塞紧，再把瓶倒立观察瓶塞周
围是否漏水；移液时，重复洗涤玻璃棒和烧杯可避免溶质损失，以免配制的溶液物质的量浓度偏小；
(3)A 项，量取过氧化脲溶液的滴定管仅用蒸馏水润洗，会使过氧化脲溶液浓度偏低，则滴定过程中
KMnO4溶液消耗体积偏小，测定结果偏低，A 符合题意；B 项，滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗，使
KMnO4溶液的浓度偏小，所用体积偏大，导致过氧化脲纯度测定结果偏高，B 不符合题意；C 项，摇动锥
形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外，则消耗KMnO4溶液的体积偏大，导致过氧化脲纯度测定结果偏高，C
不符合题意；D 项，滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，则读取消耗KMnO4溶液的体积偏大，
导致过氧化脲纯度测定结果偏高，D 不符合题意；故选A。
四、解热镇痛药——布洛芬(19 分)
布洛芬是生活中常用的退烧药，其一种合成路线如下：
已知：
；
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回答下列问题：
(1)C 中所含官能团的名称为___________。
(2)D 的名称为___________，D→E 的反应类型为___________。
(3)B→C
反应方程式为___________。
(4)A 中最多___________个原子共平面。C 分子中含有___________个手性碳原子。
(5)已知G 中含有两个六元环，其结构简式为___________。
(6)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有___________种。
①苯环上有三个取代基，苯环上的一氯代物有两种；
②能发生水解反应，且水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；
③能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为___________(写出1 种即可)。
(7)结合已有知识和题中信息，写出以苯、乙烯和乙酸为原料制图
的合成路线(无
机试剂任用)___________。
【答案】(1)羰基和碳氯键(或氯原子)(1 分)
(2)2-甲基丙醛(1 分) 加成反应(1 分)
(3)
+
+HCl(2 分)
(4)13(2 分) 1(2 分)
(5)
(2 分)
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(6)4(2 分)
或
(2 分)
(7)
(4 分)
【解析】过C 的结构简式
及反应条件倒推B 的结构简式为：
，通过B 的结构简式及反应条件的试剂判断A 的结构简式为：
；通过已知
反应进行类比，C 和F 在氢离子的条件下反应生成G ，G 的结构简式为：
。
(1)根据C 的结构式判断含有羰基和碳氯键(或氯原子)；
(2)D 的官能团是醛基，根据系统命名法判断D 的名称为2-甲基丙醛； D＋HCHO→E，发生了加成反
应；
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(13)根据C 的结构简式与条件中的试剂判断B 的结构简式为：
；则B→C 的反应方
程式为：
+
+HCl；
(4)A 的结构简式为：
，苯环12 原子共面，单键可以旋转，饱和碳3 原子共面，故最多13 原
子共面；手性碳原子连接4 个各不相同的原子或基团，C 分子中含有1 个手性碳原子，与氯原子相连的碳
原子为手性碳：
；
(5)根据分析，G 的结构简式为：
；
(6)根据已知条件能发生银镜可能含有醛基或者甲酸某酯基，根据水解及水解产物能使FeCl3溶液发生
显色反应，说明水解后生成酚类，故说明是甲酸某酯的异构体，根据苯环上有三个取代基，且苯环上的一
13
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氯代物有两种，判断是非常对称，利用丙基的同分异构体有两种判断应该为：
、
、
和
共4 种，其中核磁共振氢谱有五组
峰，则可能为
或
；
(7)根据已知条件，乙烯与氯气加成变为1,2-二氯乙烷，再在氢氧化钠水溶液条件下发生取代反应生成
1,2-乙二醇，乙酸在SOCl2加热条件下反应生成CH3COCl，再与苯环在三氯化铝条件下发生反应，最后与
乙二醇合成产物，流程如下：
。
五、二氧化碳的综合利用(18 分)
为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。
Ⅰ.【资源化一：利用CO2制水煤气】
在容积为L 的恒容密闭容器中进行反应，方程式为CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝
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+247.1kJ·mol−1。当投料比
时，CO2的平衡转化率
与温度T、初始压强
的关系如图所
示。
(1)在恒温恒容条件下，关于以上反应下列表述能说明反应已经达到化学平衡状态的是___________。
(不定项)
A. v 逆(CO2)=2v 正(CO) B. 气体的平均相对分子质量不再变化
C. 气体的密度不再变化 D. CH4和CO2的物质的量之比不再改变
(2)初始压强p1___________ p2(填“>”“<”或“=”，下同)；当温度为T3℃、初始压强为p2时，a 点时的v
逆___________ v 正。
(3)起始时向容器中加入mol CH4和mol CO2，在温度为T6℃时反应，此时初始压强为p2，该反应
平衡常数K=___________，温度和体积不变的情况下，继续加入mol CH4和mol CO2，再次达到平衡后，
CO2的转化率___________。(填“增大”“减小”或“不变”)
Ⅱ.【资源化二：利用CO2制天然气】
二氧化碳加氢制甲烷过程中主要发生反应：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
反应II：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1
在密闭容器中，压强恒为
Pa、
时，CO2平衡转化率、在催化剂作
用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。
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(4)结合【资源化一】中信息，反应I 的ΔH1=___________ kJ·mol−1，该反应在___________条件下能自
发进行。
A．高温 B．低温 C．任意温度
(5)CO2平衡转化率后升高的主要原因是___________。
(6)CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径有两种，如图所示。请从反应速率和反应方向两个角度
分析说明CO*是CO2活化的优势中间体的原因是___________。
【答案】(1)B(2 分)
(2)<(2 分) >(2 分)
(3)4(2 分) 减小(2 分)
(4)-164.7(2 分) B(2 分)
(5)600℃左右以后升高温度，反应I 平衡向左移动的程度小于反应II 平衡向右移动的程度(2 分)
(6)得到CO*中间体的反应活化能较低，反应速率较快，而且ΔH 较小，反应容易自发进行(2 分)
【解析】(1)A 项，对于反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)，根据化学反应速率之比等于化学
计量数之比，平衡时应满足2v 逆(CO2)=v 正(CO)，而该选项中v 逆(CO2)=2v 正(CO)，正逆反应速率不相等，反
应未达到平衡状态，A 错误；B 项，反应前后气体的总质量不变，但气体的物质的量在反应过程中发生变
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化(反应前气体计量数之和为1+1=2，反应后气体计量数之和为2+2=4 )。根据
(M 为平均相对分子质
量，m 为总质量，n 为总物质的量 )，当气体的平均相对分子质量不再变化时，说明气体的总物质的量不
再改变，反应达到平衡状态，B 正确；C 项，在恒容密闭容器中，气体的总质量不变，容器体积不变，根
据
(ρ 为密度，m 为质量，V 为体积 )，气体密度始终不变，所以密度不再变化不能说明反应达到平
衡状态，C 错误；D 项，起始时投料比
，反应过程中CH4和CO2按照1:1 的比例反应，其物
质的量之比始终为1:1 ，不能据此判断反应达到平衡状态，D 错误；故选B。
(2) CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)是体积增大的反应，T3℃时，从下到上，二氧化碳平衡转化
率升高，平衡正向移动，即减小压强向体积增大的方向移动，因此压强p1< p2；②当温度为T3℃、初始压
强为p2时，从a 点到平衡点，二氧化碳平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此a 点时的v 逆> v 正。
(3)起始时向容器中加入1mol CH4和1mol CO2，在温度为T6℃、初始压强为p2时反应，二氧化碳平衡
转化率为50%，列出三段式得：
该反应的平衡常数
；温度和体积不变，继续加入1mol CH4和1mol CO2 ，相当于
在原平衡的基础上增大压强，压强增大使得反应向气体分子数减少的方向移动，导致平衡逆向移动，所以
再次达到平衡后，CO2的转化率减小。
(4)根据盖斯定律可知，反应I=反应II×2-资源化一中的反应，则反应I 的ΔH1
＝-247.1kJ·mol−1+2×41.2kJ·mol−1＝-164.7kJ·mol−1；对于反应 Ⅰ，ΔH1<0 ，反应后气体分子数减少，
ΔS<0 (混乱度减小 )。根据吉布斯自由能公式ΔG=ΔH−TΔS(T 为温度 )，当ΔG<0 时反应自发进行。要使
ΔG=ΔH−TΔS<0 ，因为ΔH<0 ，ΔS<0 ，则需低温(T 较小 )时才能保证ΔG<0 ，所以反应在低温条件下能自
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发进行，故选B。
(5)因为反应I：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝-164.7kJ·mol−1是放热反应，当温度升高，
平衡逆向移动，二氧化碳转化率降低；反应II：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1
是吸热反应，当温度升高，平衡正向移动，导致二氧化碳转化率增大，当温度升高到一定程度以后，此时
反应以反应II 为主，导致随着温度的升高，反应II 的二氧化碳转化率增大幅度大于反应I 的减小幅度。答
案为：600℃左右以后升高温度，反应I 平衡向左移动的程度小于反应II 平衡向右移动的程度。
(6)从图中可以看出，生成CO*中间体反应的活化能小，反应速率快；CO*中间体能量低，较稳定，利
于生成(或反应放热，利于中间体的生成)，故CO*是CO2活化的优势中间体；故答案为：得到CO*中间体
的反应活化能较低，反应速率较快，而且ΔH 较小，反应容易自发进行。
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