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专项训练 化学反应原理综合题（解析版）
1．（2023·全国·统考高考真题）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。
回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③
的
_______
，平衡常数
_______(用
表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的
(
等)与
反应可得
。
与
反应能高选择性地生成甲醇。分别在
和
下(其他反应条件相同)进行反应
，结果如下图所示。图中
的曲线是_______(填“a”或
“b”。
、
时
的转化率为_______(列出算式)。
(3)
分别与
反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相
似，图中以
示例)。
1
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(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则
与
反应的能量变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ)
与
反应，氘代甲醇的产量
_______
(填“＞”“＜”
或“=”)。若
与
反应，生成的氘代甲醇有_______种。
【答案】(1)
或
(2) b
(3) Ⅰ c =
2
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应③=
(反应②-
)
①，所以对应
；根据平衡常数表达式
与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数
或
，故答案为：
2
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；
或
；
（2）根据图示信息可知，纵坐标表示-lg(
)，即与MO+的微粒分布系数
成反比，与M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b 曲线生成M+的物质的量浓度
比a 曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，
所以曲线b 表示的是300 K 条件下的反应；
根据上述分析结合图像可知，
、
时-lg(
)=0.1，则
=10-0.1，利用数学关系式可求出
，根据反应
可知，生成的M+即为转化的
，则
的转化率为
；故答案为：b；
；
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所
以符合题意的是步骤Ⅰ；
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正
反应活化能会增大，根据图示可知，
与
反应的能量变化应为图中曲线c；
(ⅲ)
与
反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，
反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，但时间足够长的话，不影响最终产量，
则氘代甲醇的产量：
=
；根据反应机理可知，若
与
反应，
生成的氘代甲醇可能为
或
共2 种，故答案为：=；2。
2．（2023·全国·统考高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位
居世界首位。回答下列问题：
3
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(1)根据图1 数据计算反应
的
_______
。
(2)研究表明，合成氨反应在
催化剂上可能通过图2 机理进行(*表示催化剂表面吸附
位，
表示被吸附于催化剂表面的
)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速
率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为
)使用前经
还原，生成
包裹的
。
已知
属于立方晶系，晶胞参数
，密度为
，则
晶胞中含有
的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为
)。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结
果如下图所示。其中一种进料组成为
，另一种为
。(物质i 的摩尔分数：
)
4
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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
5
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，即
晶胞中含有
的原子数为
。
（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩
尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数
，
因此，图中压强由小到大的顺序为
，判断的依据是：合成氨的反应为气体分
子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3 和图4 中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4 中平衡时氨的摩尔
分数较小。在恒压下充入惰性气体
，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分
压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体
不利于
合成氨，进料组成中含有惰性气体
的图是图4。
③图3 中，进料组成为
两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气
和氮气的物质的量分别为3mol 和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：
当
、
时，
，解之得
，则氮气的转化率
，平衡时
、
、
的物质的量分别为
、2
、
，其
物质的量分数分别为
、
、
，则该温度下
因此，
该温度时，反应
的平衡常数
。
3．（2023·全国·统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药
6
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防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在
气氛中，
的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知
_______，
_______。
(2)已知下列热化学方程式：
则
的
_______
。
(3)将
置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(Ⅰ)。平衡时
的关系如下图所示。
时，该反应的平衡总压
_______
、平衡常数
_______
。
随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
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(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+
-
③②2 可得
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，则
(a+c-2b)
。
（3）将
置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(Ⅰ)。由平衡时
的关系图可知,
时，
，则
，因此，该反应的平衡总压
3
、平衡常数
。由图中信息可知，
随着温度升高而增大，因
此，
随反应温度升高而增大。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应
(Ⅱ)，在同温
同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时
，
则
，因此，平衡时
。在
时，
，则
、
，联立方程
组消去
，可得
，代入相关数据可求出
46.26
，则
，
。
4．（2023·辽宁·统考高考真题）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(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)。
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(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
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)。
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(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
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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；
(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
。
5．（2023·湖北·统考高考真题）纳米碗
是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件
下，
可以由
分子经过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
的反应机理和能量变化如下：
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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_______。
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(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成
的反应速率的是
_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
【答案】(1)128
(2) 3 3
(3) 6 10
(4)
(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
(6)a
【详解】（1）由
和
的结构式和反应历程可以看出，
中断裂了2 根
碳氢键，
形成了1 根碳碳键，所以
的
=
，故答案为：128；
（2）由反应历程可知，包含3 个基元反应，分别为：
，
,
,其中第三个的活化能最大，
反应速率最慢，故答案为：3；3；
（3）由
的结构分析，可知其中含有1 个五元环，10 个六元环，每脱两个氢形成
一个五元环，则
总共含有6 个五元环，10 个六元环，故答案为：6；10；
（4）1200K 时，假定体系内只有反应
发生，反应过程中
压强恒定为
(即
的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1mol，则根据信
息列出三段式为：
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则
，
，
，该反应的平衡常数
=
，故答案为：
；
（5）
及
反应的
(
为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据
(R 为理想气体常数，c 为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为
在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的
化学键相同；
（6）a．由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转
化率反应速率也加快，a 符合题意；
b．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了
平衡转化率，b 不符合题意；
c．加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c 不符合题意；
故答案为：a。
6．（2023·湖南·统考高考真题）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚
合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④
的
_______
；
(2)在某温度、
下，向反应器中充入
气态乙苯发生反应④，其平衡转化率
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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
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(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-
-
②③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
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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；
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
=
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=K∙Ksp；答案为：K∙Ksp。
7．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，水气变换反应
的
中间产物是
。为探究该反应过程，研究
水溶液在密封石英管中的分
子反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，
仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，
近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答
下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为
、
，则该条件下水气变换反应的焓
变
_____(用含
的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为：
，k 为反应速率常数。
温度下，
电离平衡常数为
，当
平衡浓度为
时，
浓度为_____
，此时反应Ⅰ应速率
_____
(用含
和k 的代数式表示)。
(3)
温度下，在密封石英管内完全充满
水溶液，使
分解，
分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的
其他存在形式)。
时刻测得
的浓度分别为
，反应Ⅱ
达平衡时，测得
的浓度为
。体系达平衡后
_____(用含y 的代数式
表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
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相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有
盐酸，则图示点
中，
的浓度峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比，
达浓度峰值时，
浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)，
的反应_____(填“增
大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
－
(2)
(3)
a 减小 不变
【详解】（1）根据盖斯定律，反应II-反应I＝水气变换反应，故水气变换反应的焓变
＝
－
；
（2）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
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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。
8．（2023·浙江·统考高考真题）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
21
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请回答：
(1)
_______
。
(2)恒定总压
和水碳比[
]投料，在不同条件下达到平衡时
和
的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1 下，水煤气变换反应的平衡常数
___________。
②对比条件1，条件2 中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应，写出该
反应方程式____。
(3)下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入
B．恒定水碳比
，增加体系总压可提高
的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止
被进一步还原为
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去
除”反应过程中的余热(如图1 所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2 中b-c 段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操
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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
CH
⇌
4+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=
-
①②，则
；
（2）①条件1 下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数
不变的反应。设在条件1 下平衡时容器的总体积为V，参加反应的一氧化碳为xmol，
根据已知信息可得以下三段式：
23
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，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
CH
⇌
4+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
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衡线，故图像为：
；
（5）反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反
应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度
降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减
小。
9．（2023·广东深圳·翠园中学校考模拟预测）我国在应对气候变化工作中取得显著成
效，并向国际社会承诺2030 年实现“碳达峰”，2060 年实现“碳中和”。因此将
转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。异丁烯
作为汽
油添加剂的主要成分，可利用异丁烷与
反应来制备。
反应I：
反应II：
已知：
回答下列问题：
(1)已知：异丁烷，异丁烯，CO 的燃烧热热化学方程式的焓变分别为
，
，
，则
___________(用题目给的反应焓变来表示)
(2)向
恒容密闭容器中加入
和
，利用反应Ⅰ
制备异丁烯。已知
。已知正反应速率表示为
，逆反应速率表示为
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，其中
、
为速率常数。
①图中能够代表
的曲线为___________(填“
”“
”“
”或“
”)。
②温度为
时，该反应化学平衡常数
___________，平衡时
转化
率___________50％(填“>”、“=”、“<”)。
(3)
重整技术是实现“碳中和”的一种理想的
利用技术，反应为：
。在
时，将
和
按物质的量之为
充入密闭容器中，分别在无催化剂及
催化下反应相同时间，测得
的转化
率与温度的关系如图所示：
a
①点
转化率相等的原因是___________。
②在
、900℃、
催化条件下，将
、
、
按物质的量之比为
充入密闭容器，
的平衡转化率为
，此时平衡常数
___________(以分压表示，
分压=总压×物质的量分数；写出含
、n、p 的计算表达式)。
(4)相比于反应II 直接脱氢，有人提出加入适量空气。采用异丁烷氧化脱氢的方法制备
异丁烯，发生反应
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相比于异丁烷直按脱氢制备丁烯。从产率角度分析该方法的优点
是___________。
(5)利用电化学可以将
有效转化为
，装置如图所示。
装置工作时，阴极除有
生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的
副产物可能是___________，标准状况下，当阳极生成
的体积为
时，测得阴
极区内的
，则电解效率为___________。(忽略电解前后液体
积的变化)
已知：电解效率=
×100％。
【答案】(1)
(2) L3 1 >
(3) 温度较高，催化剂失活
(4)空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，
二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率
(5) H2 75%
【详解】（1）给反应I 编为序号①
；
反应II 编为序号②：
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③
；④
；⑤
，根据盖斯定律可得出目标方程式①=
-
-
-
③④⑤②，即
可得
，故答案为：
；
（2）①温度越高，反应速率越快，k 正、k 逆越大，该反应为吸热反应，则k 正增大的倍
数大于k 逆，则图中能够代表k 送的曲线为L3；②反应达到平衡时，v 正=v 逆，则k 正
c[CH3CH(CH3)CH3] ·c(CO2) = k 逆c[CH2=c(CH3)2]c(H2O) ×c(CO)，K=
=
= 1，假设CH3CH(CH3)CH3的转化率为50%，
Qc=
=
=0.5<K=1，反应正向移动，则平衡
时CH3CH(CH3)CH3的转化率大于50%；故答案为：L3；1；>；
（3）①由图可知，a 点CO2的转化率小于平衡转化率率，说明反应未达到平衡状态，
但在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间，测得CO2的转化率相等，说明催化剂失去
活性，
②设起始CO2、CH4、H2O 物质的量为1mol、1mol、nmol，列化学平衡三段式
混合气体总物质的量为(1-a+1-a+2a+2a +n)= (2+2a+n) mol，Kp=
=
=
；故答案为：温度较高，催化剂失活；
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；
（4）从产率角度分析其优点是空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加
入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率，故答案为：
空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，二
者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率；
（5）在阴极氢离子也易得到电子转化为H2，则阴极生成的副产物可能是H2；标准状
况下，当阳极生成氧气体积为224mL 时，转移电子的物质的量为 0.04mol，测得阴极
区内的c( HCOO-) = 0.015mol/L，转移电子的物质的量为0.015mol/L×1L×2 = 0.03mol，
电解效率为
=75%，故答案为：H2；75%。
10．（2023·云南楚雄·统考模拟预测）O3具有杀菌消毒作用，但是O3含量过大时对人
体有害。已知O3的氧化能力比O2的强，O3氧化2-甲基-2-丁烯(C5H10)的有关反应如下：
C
①
5H10(g) +2O3 (g)
CH3COCH3(g)+CH3CHO(g)+2O2(g) ΔH1<0
CH
②
3CHO(g) +O3(g)
CH3COOH(g)+O2(g) ΔH2<0
(1)C5H10(g) + 3O3(g)
CH3COCH3 (g) +CH3COOH(g) +3O2(g) ΔH=
___________。(用含ΔH1和ΔH2的代数式表示)
(2)在一定温度下，向刚性密闭容器中充入1 mol C5H10 (g)和4 mol O3 (g)，发生反应：
C5H10(g) +3O3(g)
CH3COCH3(g) +CH3COOH(g)+ 3O2(g)。下列叙述正确的是
___________。( 填标号)
A．达到平衡时，O2的体积分数小于50%
B．混合气体的密度不随时间变化时达到平衡状态
C．加入催化剂，不能提高单位时间内2-甲基- 2-丁烯的转化率
D．平衡后，及时分离出CH3COOH，能提高CH3COCH3的平衡产率
(3)在密闭容器中充入C5H10 (g)和O3(g)， 发生反应C5H10(g) + 3O3(g)
CH3COCH3
(g) +CH3COOH(g) +3O2(g) ΔH，测得 C5H10的平衡转化率[α (C5H10)]与温度。压强的
关系如图1 所示。
①一定压强下，随着温度升高， C5H10的平衡转化率降低，原因是___________。
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②根据图1 可知，p1___________ (填“>”、 “<”或“=”)p2 ，判断依据是___________。
(4)在一定温度下，向一恒容密闭容器中充入一定量O3，发生反应2O3
3O2，气体总
压强与时间关系如图2 所示。0~10 min 时，O2分压变化率为___________kPa·min-1
(5)一定温度、总压强保持在96.0 kPa 下，向一密闭容器中充入1 mol C5H10 (g)和3 mol
O3(g)发生反应①和反应②，一段时间后达到平衡，测得C5H10的转化率为80%，
CH3COOH 的物质的量与C5H10相同。计算反应①的平衡常数Kp=___________ kPa．
(用分压计算的平衡常数为Kp，分压等于总压 ×物质的量分数)
(6)最新技术是以固体聚合物电解质(SPE)膜为复合电极，酸性溶液为电解质溶液，电解
水制备臭氧。阳极上的电极反应式为___________。
【答案】(1)ΔH1+ΔH2
(2)AD
(3) 该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动 <
该反应的正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动
(4)3
(5)108
(6)3H2O- 6e- =6H++O3 ↑
【详解】（1）已知：
C
①
5H10(g) +2O3 (g)
CH3COCH3(g)+CH3CHO(g)+2O2(g) ΔH1
CH
②
3CHO(g) +O3(g)
CH3COOH(g)+O2(g) ΔH2
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由盖斯定律可知，①+②得：C5H10(g) + 3O3(g)
CH3COCH3 (g) +CH3COOH(g)
+3O2(g)，则ΔH=ΔH1+ΔH2；
（2）A．当反应完全进行时，O2的体积分数等于50%，由于反应为可逆反应，进行不
完全，故达到平衡时，O2的体积分数小于50%，A 正确；
B．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应
已达平衡，B 错误；
C．加入催化剂可以改变反应的速率，故在反应达到平衡之前，可以能提高单位时间内
2-甲基- 2-丁烯的转化率，C 错误；
D．平衡后，及时分离出CH3COOH，导致平衡正向移动，从而能提高CH3COCH3的平
衡产率，D 正确；
故选AD；
（3）①该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故在一定压
强下，随着温度升高， C5H10的平衡转化率降低；
②反应的正反应是气体分子数增大的反应，相同条件下，减小压强，平衡向正反应方
向移动，使得C5H10的平衡转化率增大，故p1<p2；
（4）根据阿伏伽德罗定律可知，相同条件下，物质的压强比等于其物质的量之比；由
图可知，0~10 min 时，总压强增加10kPa，反应2O3
3O2为气体分子数增加1 的反应，
则反应后氧气分压为3×10kPa=30kPa，O2分压变化率为
kPa·min-1；
（5）一定温度、总压强保持在96.0 kPa 下，向一密闭容器中充入1 mol C5H10 (g)和3
mol O3(g)发生反应①和反应②，一段时间后达到平衡，测得C5H10的转化率为80%，则
反应0.8 mol C5H10 (g)、平衡时CH3COOH 的物质的量与C5H10相同，均为0.2mol；
则平衡时总的物质的量为4.8mol，C5H10(g)、O3 (g)、CH3COCH3(g)、CH3CHO(g)、
O2(g)分别为0.2mol、1.2mol、0.8mol、0.6mol、1.8mol，分压分别为4kPa、24kPa、
31
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16kPa、12kPa、36kPa，则
；
（6）酸性溶液为电解质溶液，电解水制备臭氧，则阳极上的反应为水失去电子发生氧
化反应生成臭氧和氢离子，电极反应式为3H2O- 6e- =6H++O3 ↑。
11．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）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
kJ·mol
②
kJ·mol
计算反应③
的
_______kJ·mol
；反应③能够
自发的条件是_______(填“低温”或“高温”或“任何温度”)。
(2)在1000℃时，反应①的
kJ·mol
，反应③的
kJ·mol
。已
知
(R 为常数，T 为温度，K 为平衡常数)，据此分析反应③处理
的工
艺方法的优点是_______。
(3)在不同温度、反应压强为100 kPa，进料比
分别为a、b、c 的条件下，反应
③
平衡转化率如下图所示，则a、b、c 由大到小的顺序为_______；
温度越高，反应③
平衡转化率越大的原因是_______。
(4)在T℃、p kPa 条件下，将
的混合气进行反应③，同时发生副
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反应
，达到平衡时，
的转化率为80%，
的转化率为
90%，则反应③的
_______
(列出计算式即可)。
【答案】(1) +261 高温
(2)反应③平衡常数更大，平衡时硫化氢的转化率更高
(3) a>b>c 反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动
(4)
【详解】（1）①2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g) ΔH1=+180 kJ⋅mol−1
②CH4(g)+S2(g)⇌CS2(g)+2H2(g) ΔH2=+81 kJ⋅mol−1
由盖斯定律可知，①+②得反应③CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)，则
ΔH3=+261kJ⋅mol−1；反应为熵增的吸热反应，则反应③能够自发的条件是高温；
（2）在1000℃时，已知ΔG=−RTlnK，则反应①的lnK=
=
、反应③的lnK=
=
，故反应③平衡常数更大，平衡时硫化氢的转化率更高；
（3）相同条件下，增加甲烷的投料，平衡正向移动，会促进硫化氢的转化，故a、b、
c 由大到小的顺序为a>b>c；反应③为吸热反应，温度越高，平衡正向移动，导致反应
③H2S 平衡转化率增大；
（4）已知：在T℃、ρ kPa 条件下，将n(H2S):n(CH4)=1:1 的混合气进行反应③，同时
发生副反应CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)，假设硫化氢、甲烷投料均为1mol，达到平衡时，H2S
的转化率为80%，CH4的转化率为90%，则：
则平衡是甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.4mol、
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2.6mol，总的物质的量为3.3mol，甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气分压分别为
pkPa、
pkPa、
pkPa、
pkPa，故则反应③的Kp=
；
12．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）国家提出2030 年前实现碳达峰、
2060 年前实现碳中和的目标，利用
加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径．利用
加氢制甲醇的有关反应如下：
(1)已知：反应中相关的化学键键能数据如下．
化学键
键能
803
436
414
326
464
则
____________ kJ∙mol−1。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时加入
、
发生上
述反应，测得
的平衡转化率
随温度和压强的变化如图所示。
①压强：
、
、
的关系为_____________。
250℃
②
、
条件下，此时反应的化学平衡常数
_________(用含
的代数式表示，
分压=总压×物质的量分数)。
③要使反应在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有__________(填字母)。
A．缩小反应容器的容积 B．恒压条件下充入He 气 C．升高温度 D．降低温度
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E．使用合适的催化剂 F．从平衡体系中及时分离出
(3)实际合成反应时，不同条件下，
、
的体积比为1:3 反应时，会有
生成。在恒压条件下，某时间段内
选择性(
选择性
)和产率随温度的变化如图所示：
合成甲醇最适宜的温度为________；a、b 两点
的转化率：a 点__________b 点(填
“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________________。
【答案】(1)−46
(2)
ADF
(3) 230℃ < b 点时
的产率比a 点高，但
的选择性比a 点
低，说明b 点
的转化率比a 点高
【详解】（1）根据焓变等于断键吸收的热量减去成键放出的热量，则△H
；故答案为：−46。
（2）①该反应是体积减小的反应，在250℃时从下到上，氢气转化率增大，平衡正向
移动，说明是增大压强，则压强：
、
、
的关系为
；故答案为：
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。
250℃
②
、
条件下，建立三段式
，
，解得
，
此时反应的化学平衡常数
；故答案为：
。
A
③．缩小反应容器的容积，相当于增大压强，平衡正向移动，故A 符合题意； B．
恒压条件下充入He 气，压强增大，但反应物浓度未变，速率不变，平衡不移动，故B
不符合题意； C．升高温度，平衡向吸热反应方向移动即逆向移动，故C 不符合题意；
D．降低温度，平衡向放热反应方向移动即正向移动，故D 符合题意；E．使用合适的
催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，故E 不符合题意；F．从平衡体系中及时分离
出
，减小生成物浓度，平衡正向移动，故F 符合题意；综上所述，答案为：
ADF。
（3）根据图中信息甲醇的最大产率再温度230℃，因此合成甲醇最适宜的温度为
230℃；产率等于二氧化碳的转化率乘以甲醇的选择性，根据图中信息b 点时
的产率比a 点高，但
的选择性比a 点低，说明b 点
的转化率比a 点高，因
此a、b 两点
的转化率：a 点＜b 点；故答案为：230℃；＜；b 点时
的产率
比a 点高，但
的选择性比a 点低，说明b 点
的转化率比a 点高。
13．（2023·海南海口·统考模拟预测）
(尿素)是一种重要的化工产品。回答
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下列问题：
(1)尿素的结构简式如图所示。已知尿素熔点：132.7℃，丙酮熔点：-94.9℃。
二者相对分子质量相近，结构相似，尿素的熔点高于丙酮的原因是___________。
(2)工业上，用CO2和NH3制备尿素，总反应分两个基元反应：
①
②
反应过程中的能量变化如图所示。
该反应的决速步骤是基元反应___________(填“①”或“②”)，合成尿素的总反应自
发进行的条件是___________(填“较高温度”或“较低温度”)。
(3)碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂，工业上常用尿素合成碳酸丙烯酯。已知：
碳酸丙烯酯(PC)的沸点为242℃；1，2-丙二醇(PG)的沸点为185℃；尿素在160℃以上
分解。以PG 和尿素为原料合成PC 的反应如下：
在某恒容密闭容器中加入物质的量之比为2:1 的PG 和尿素，加入催化剂充分反应，测
得相同时间内不同温度下PC 的收率如图所示(PC 的收率
)。
37
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190℃
①
以上，PC 的收率降低的主要原因可能是___________(答一条)。
②若a 点为平衡点，则该点温度下PG 的平衡转化率为___________。
【答案】(1)尿素分子间能形成氢键
(2)
②
较低温度
(3) 尿素分解(或副反应增多) 42.5%
【详解】（1）尿素的相对分子质量为60，丙酮的相对分子质量为58，二者相对分子
质量相近，结构相似，但尿素分子中含有-NH2，能形成分子间的氢键，而丙酮分子中
含有的-CH3不能形成分子间的氢键，所以尿素的熔点高于丙酮，其原因是：尿素分子
间能形成氢键。
（2）从图中可以看出，反应②的活化能远大于反应①，正反应的活化能越大，反应速
率越慢，所以该反应的决速步骤是基元反应②，合成尿素的总反应为2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H＜0，其ΔS＜0，所以该反应自发进行的条件是较低温度。
（3）假设在某恒容密闭容器中加入PG 的物质的量为2mol，尿素的物质的量为
1mol，加入催化剂充分反应，测得170℃下PC 的收率为85%。
①题中信息显示，尿素在160℃以上开始分解，但190℃以上，PC 的收率才开始降低，
则160℃~190℃之间，尿素的分解量不大，但反应速率增大很多；190℃以上，尿素分
解量增大，也可能是发生其他反应。所以主要原因可能是尿素分解(或副反应增多)。
②若a 点为平衡点，则该点温度下PC 的收率为85%，则生成PC 的物质的量为
1mol×85%=0.85mol，消耗PG 的物质的量为0.85mol，PG 的平衡转化率为
=42.5%。
【点睛】反应物的分解量增大，必然导致主反应中反应物的转化率降低，PC 的收率降
低。
14．（2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测）丙醛是一种重要的有机原料，在许多领
域都有广泛的应用。在铑催化剂作用下，乙烯羰基合成丙醛涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：
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副反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)T℃时，向恒压容器中充入0.2mol
、0.2mol
和0.2molCO(g)，若在该
条件下只发生主反应Ⅰ：
①达平衡时，放出15.48kJ 的能量；若向相同容器中充入0.4mol
，在
相同条件下达到平衡时，吸收20.64kJ 的能量，则反应Ⅰ的
___________kJ/mol。
②下列说法能说明反应I 达到平衡的是( )
A、CO 的消耗速率等于
的生成速率
B、气体的密度不再随时间改变
C、平衡常数K 不再随时间改变
D、气体平均摩尔质量不再随时间改变
(2)在恒压密闭容器中，通入1mol
、1molCO 和一定物质的量的
，在一定温度
和铑催化剂作用下，发生上述反应，测得
的转化率(α)和丙醛选择性(x)
随
变化关系如图1 所示。
表示乙烯转化率的曲线是___________(填a 或b)
(3)保持温度不变，在恒容反应器中，按照
投料，发生
Ⅰ、Ⅱ反应，起始总压为3pkPa，反应达到平衡时
的转化率为80%，
的选择
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性为25%，则
的转化率为___________%，反应Ⅰ的
___________
(用含p
的代数式表示)。
(4)在恒压条件下，按照
投料，匀速通入装有催化剂的
反应器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，相同时间内，测得不同温度下
的转化率(α)如图2 中曲
线n 所示(图2 中，曲线m 表示相同条件下
的平衡转化率随温度的变化)。测得
___________
(填“>”、“=”、“<”)，产生这一结果的原因可能是
___________。
【答案】(1) -129 BD
(2)b
(3) 80
(4) >
之后，随温度升高，催化剂活性降低，催化剂对速率降低的影响强
于温度升高对速率加快的影响
【详解】（1）①向恒压容器中充入0.2molC2H4、0.2molH2和0.2molCO，反应正向进
行，达到平衡时放出15.48kJ 的能量，向相同容器中充入0.4molCH3CH2CHO，反应逆
向进行，达到的平衡与原平衡相同，吸收20.64kJ 的能量，则该反应的ΔH1=(-15.48-
20.64÷2)kJ/mol×5=-129kJ/mol。
A
②．CO 的消耗速率等于CH3CH2CHO 的生成速率，两者都表示正反应速率，无法说
明反应达到平衡，A 错误；
B．反应在恒压容器中进行且不是等体积反应，随着反应进行，容器的体积发生变化，
气体总质量不变，则气体密度不断变化，气体的密度不变可说明反应达到平衡，B 正
确；
C．平衡常数K 只与温度有关，温度不变的情况下K 值不变，不能说明反应达到平衡，
C 错误；
D．该反应不是等体积反应，随着反应进行，气体的物质的量不断变化，气体平均摩
尔质量不断变化，气体平均摩尔质量不变说明反应达到平衡，D 正确；
故答案选BD。
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（2）随着
的增大，反应Ⅰ、反应Ⅱ化学平衡均正向移动，乙烯的平衡转化率不
断增大，但是
较大时，反应Ⅱ进行程度增大，导致丙醛选择性减小且乙烯的转
化率趋于稳定，则表示乙烯转化率的曲线为b。
（3）不妨令n(C2H4)：n(CO)：n(H2)=1mol，达到平衡时C2H4的转化率为80%，即反应
掉C2H40.8mol，C2H6的选择性为25%，则生成的C2H6有0.8mol×25%=0.2mol，则反应
Ⅱ消耗的H2有0.2mol，消耗的C2H4有0.2mol，反应Ⅰ消耗的C2H4为0.6mol，消耗的
H2为0.6mol，共消耗H20.8mol，H2的转化率为80%。反应Ⅰ
，反应Ⅱ
，平衡时，n(C2H4)=0.2mol，
n(H2)=0.2mol，n(CO)=0.4mol，n(C2H6)=0.2mol，n(CH3CH2CHO)=0.6mol，气体总物质
的量为1.6mol，初始时气体总物质的量为3mol，总压为3pkPa，则平衡时各物质分压
为p(C2H4)=0.2pkPa，n(H2)=0.2pkPa，n(CO)=0.4pkPa，n(C2H6)=0.2pkPa，
n(CH3CH2CHO)=0.6pkPa，Kp=
kPa-2
（4）从图中可知B 点乙烯的转化率大于D 点，但都小于该温度下的平衡转化率，说
明开始时随着温度的升高，反应速率增大，乙烯的转化率不断增大，但是随着温度进
一步升高，催化剂活性降低，催化剂降低对反应速率降低的影响强于温度升高对反应
速率加快的影响，因此v(B)>v(D)。
15．（2023·湖南长沙·长沙市明德中学校考模拟预测）氮及其化合物是科学家们一直在
探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题：
(1)查阅资料：标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa 时，由元素最稳定的单质生成
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1mol 纯化合物时的焓变，符号为
。已知以下物质的标准摩尔生成焓如下表所示。
物质
NH3(g)
H2O(g)
由此可得
___________kJ/mol。
(2)氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤，假设只会发生以下两个竞争反应Ⅰ、
Ⅱ。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析某催化剂对该反应的选择性，将1molNH3和2molO2充入1L 密闭容器中，在不
同温度相同时间下，测得有关物质的量关系如图。
①该催化剂在低温时对反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的选择性更好。
520℃
②
时，容器中NH3的转化率=___________
③高于840℃时，NO 的产率降低的可能原因是___________(填选项字母)。
A．NH3溶于水 B．NH3的浓度降低
C．反应I 的平衡常数变小 D．催化剂活性降低
(3)已知反应
，某研究小组研究不同温度
T1℃、T2℃下的平衡状态中lgp(NO2)和lgp(SO3)两个压强对数的关系如图所示，实验初
始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等。
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a
①、b 两点体系压强pa与pb的比值
___________；同一温度下图像呈线性变化的
理由是___________
②温度为T1时化学平衡常数Kp=___________
(4)某同学设计用NO—空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中的SO2、NO 转化为
(NH4)2SO4的原理。
①燃料电池放电过程中负极的电极反应式为___________。
②若甲装置中消耗22.4LO2(标况)，则乙装置中SO2和NO 转化的物质的量共有
___________mol。
【答案】(1)-1268
(2) Ⅱ 60% CD
(3)
该反应为气体体积不变的反应，又起始时两反应物和两生成物的浓度
对应相等，改变压强平衡不移动，建立等效平衡，则同一温度下图像呈线性变化
0.01
(4)
2.8
【详解】（1）由题目所给数据可写出如下热化学方程式：①
，②
，由盖斯定律：
，得
。答案为
1268；
（2）①由图示知，在低温时，生成N2比生成NO 多，故该催化剂在低温时对反应Ⅱ选
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择性更好；
②从图看N2、NO 均为0.2mol，由方程式得到关系式为NH3
NO 计算产生NO 时消耗
的NH3为0.2mol，2NH3
N2产生N2时消耗NH3为0.4mol。所以NH3的转化率为
。
③由于反应用到了催化剂，故此时NO 产率降低有可能是因为温度过高导致催化剂活
性下降。另外此反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，也会导致NO 产率
下降，故选CD；
答案为Ⅱ；60%；CD；
（3）①该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，若实验初始时体系中
的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等，则平衡时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、
p(NO)和p(SO3)相等，由图可知，a 点p(NO2)=10、p(SO3)=1，b 点p(NO2)=100、
p(SO3)=10，则a、b 两点体系压强pa与pb的比值
；
该反应为气体体积不变的反应，反应过程中气体分子总数不变，改变压强平衡不移动，
则同一温度下图像呈线性变化，
②由图可知，温度为T1时，a 点
、
，平衡时体系中的p(NO2)和
p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等，则
，
，
。答案为
；该反应为气体体积不变的反应，
又起始时两反应物和两生成物的浓度对应相等，改变压强平衡不移动，建立等效平衡，
则同一温度下图像呈线性变化；0.01；
（4）①由图可知，Pt(Ⅰ)电极是燃料电池的负极，水分子作用下一氧化氮在负极失去电
子发生氧化反应生成硝酸根和氢离子，电极反应式为
。
②若甲装置中消耗22.4L 氧气，由得失电子数目守恒可知，乙装置中二氧化硫和一氧
化氮转化的物质的量之和为
。答案为
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；2.8。
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