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压轴题12 化学反应原理综合题
一、利用盖斯定律计算反应热
1.虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
2.加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。流程如
下：
二、转化率、产率等计算与变化判断
1．三段式突破平衡的有关计算
mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
\s\up11(起始/) a b 0 0
\s\up11(变化/) mx nx px qx
\s\up11(平衡/) a－mx b－nx px qx
(1)vA＝。
(2)转化率αA＝×100%。
(3)K＝。
(4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。
产率＝×100%。
(5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。
2．平衡移动与转化率的关系
在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B 发生反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)，达到平衡后，改变下列条
件，分析转化率的变化情况：
1
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(1)再通入b mol B，α(A)增大，α(B)减小。
(2)再通入a mol A、b mol B，若a＋b>c，α(A)增大、α(B)增大；若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；若a＋
b<c，α(A)减小、α(B)减小。
三、化学平衡常数(K)及Kp的计算
1．化学平衡常数表达式的书写
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如：
CaCO3(s)
CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)。
Cr2O(aq)＋H2O(l)
2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝。
但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如：
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) K＝。
(2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。
如：2A(g)＋B(s)
C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝。
(3)化学平衡常数的计算规则
①同一可逆反应中，K 正·K 逆＝1。
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n 倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K 间的关系是K′＝
Kn或K′＝。
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积；两方程式相
减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。
④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。
2．化学平衡常数与温度的关系
热效应
温度变化
K 的变化
热效应
温度变化
K 的变化
放热
反应
升温
减小
吸热
反应
升温
增大
降温
增大
降温
减小
四、综合图像分析方法
(1)审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应吸热
还是放热。
(2)析题——找准解题的突破口
看图像
(3)解题——掌握分析的方法
①三步分析法：一看反应速率增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
②先拐先平数值大：在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率
快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。
2
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③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助
线。
④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。
题型01 考查盖斯定律、反应速率和化学平衡
1.（河北省石家庄市2025 届高三下学期教学质量检测）环氧乙烷(
)是一种重要的化工原料。现代工
业常用银作催化剂，氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有：
I．
Ⅱ．
回答下列问题：
(1)已知银催化反应Ⅰ时存在如下转化过程：
据此计算焓变
(用含
、
、
的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ的正、逆反应速率可分别表示为
、
(
、
分别
为正、逆反应速率常数，p 为物质的分压)。T℃时，
，向某恒容密闭容器中充入
和
发生反应Ⅰ和Ⅱ，一段时间后达平衡。
①反应Ⅰ的压强平衡常数
；仅降低温度，
将 (填“增大”“减小”或“不
变”)，解释其原因为 (填选项字母)。
A．
、
均增大，且
增大的程度更大 B．
、
均减小，且
减小的程度更大
3
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C．
增大、
减小，平衡正向移动 D．
、
均减小，且
减小的程度更大
②下列情况能表明体系达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A．混合气体密度不随时间变化
B．气体平均摩尔质量不随时间变化
C．碳的总物质的量
不随时间变化
D．
(3)250℃时，将
和
充入某密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，在不同压强下达平衡。测得
平衡时，
选择性
、
选择性
及
转化率随压强变化的曲线如图所示[如
]。
①表示
随压强变化的曲线为 (填ⅰ、ⅱ或ⅲ)。
②当压强为100kPa 时，若
的转化率为56%，则此时乙烯的转化率为 。
③若将E 点对应体系降温至200℃，重新达平衡时，测得
，解释其原因为 。
2.（河北省唐山市2025 届高三下学期一模）
二甲基甲酰胺(DMF)是一种常见的有机溶剂，高温易
分解。一种
加氢偶合二甲胺制备DMF 的反应如下：
4
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：
(g)+CO2(g)+H2(g)
(g)+H2O(g)
：
(g)+CO2(g)+3H2(g)
(g)+2H2O(g)
回答下列问题：
(1)反应
(g)+2H2(g)
(g)+H2O(g)
，该反应在 (填
“较高”“较低”或“任意”)温度下可自发进行。
(2)已知平衡常数K 仅与温度有关，且
(R 与C 为常数)，若升高温度，则
1(填“
”“
”或“
”)。
(3)DMA 在
催化剂表面不同位点的部分反应路径如图1 所示。
①在 位点上(填“
”或“
”，更有利于
与DMA 反应生成DMF。
②恒容条件下，下列说法正确的是 (填字母)。
a．
可以降低反应的焓变
b．混合气体密度保持不变，说明反应均达到平衡状态
c．适当增大压强，可提高DMA 的转化率
d．温度越高，DMF 的回收率越高
5
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(4)300℃时，向
恒容密闭容器中加入
、
各
，
，含氮物种的物质的量随时间的
变化关系如图2 所示。
内，
的化学反应速率为
。若平
衡总压为
，反应的平衡常数
。(
为平衡分压代替平衡浓度的平衡常数，
平衡分压
总压该气体物质的量分数)
题型02 考查反应速率、化学平衡和电化学
3.（江西省重点中学盟校2025 届高三下第一次联考）氢能因其能量密度高、可再生、无毒、环保等特点成
为世界各国应对能源环境问题的重要手段，目前多种途径都能制备氢气。
I．甲醇重整技术：
(1)该反应能自发进行的最低温度为 K(精确至0.1)。
II．乙酸制氢技术：
热裂解反应i：
脱羧基反应ii：
(2)热裂解过程中会发生甲烷化反应：
已知：甲烷化反应是指容器内
和
或
生成
的反应。
①
。
②恒温恒容条件下发生反应i 和ii，下列说法正确的是 (填序号)。
A．平衡后增大压强，两反应重新达到平衡的时间相同
6
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B．增大进料时
，平衡时
的转化率也增大
C．加入合适的催化剂，可以降低反应i 的活化能和反应热
D．混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡
(3)在密闭容器中充入一定量的乙酸和高温水蒸气，在水碳比
分别为0 和2 时测得温度和
气体平衡产率的关系如图甲、乙所示，
已知：
①
、
代表的产物分别是 ，水碳比为0 时，
产率始终低于
的可能原因是 。
②水碳比为2 时Y 产率随温度升高始终升高的原因是 。
(4)向某恒容密闭容器中充入一定量乙酸，压强为
，在温度为
、某催化剂催化下发生反应i 和ii，
一段时间后，两反应均达到平衡，容器内总压强为初始时的2 倍，甲烷的选择性为50%，反应i 的分压平
衡常数
(某产物的选择性为生成该产物所消耗的乙酸的物质的量占消耗乙酸的总物
质的量的百分数)。
III．电催化间接分解技术：电解装置如图丙所示，分为
吸收装置和电化学制氢装置。
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(5)阳极的电极反应式为 。
4.（河南省郑州中学2024-2025 学年高三上学期模拟）含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现
实意义。回答下列问题：
(1)回收航天员呼吸产生的
可利用Bosch 反应：
，再电解水可
实现
的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1
某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号：
)，最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应中，
，
，则Bosch 反应的
。
(2)
催化重整制
意义重大。在体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入1
和4
只
发生反应
，在不同温度下反应相同时间，测得
、
、
的转化
率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为
，
，其中
、
为速率常数，只受温度影响。
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①直线Ⅱ代表 。
②反应的活化能
(填“>”“<”或“=”)。
b
③点时反应速率
(填“>”“<”或“=”)。
④
温度下反应达到平衡时，气体总压强为p
，则
温度下反应的
(列出计算
式)。
(3)利用电催化可将
同时转化为多种有机燃料，其原理如图所示。
铜电极上产生
的电极反应式为 ，若铜电极上只生成6.4g
，则铜极区溶液质量变
化了 g。
题型03 考查反应速率、化学平衡和晶胞
5.（内蒙古呼和浩特市高三第一次模拟）催化加氢制甲醇是减少碳排放的一项关键技术，并为未来燃料和
材料的制造提供方案。在催化剂作用下主要发生以下反应：
I．
II．
9
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III．
(1)反应Ⅲ自发进行的条件是 。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入
和
，发生上述反应。
①反应达平衡后，测得
为
，
为
，则甲醇的选择性为 (甲醇的选择性
)，反应II 的
(保留小数点后三位)。
②平衡时，
转化率
、
选择性
、
选择性
随温度
变化如图所示：
图中表示
的曲线是 (填“a”、“b”或“c”)，曲线c 变化趋势的原因是 。
(3)二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于0℃时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如下图所
示。
①构成该晶体的粒子通过 (填标号)结合成晶体；
A．极性键 B．非极性键 C．氢键 D．范德华力
A
②
晶胞和B 晶胞的体积比为 。
6.（湖南省株洲市2025 届高三上学期一模）氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言，氢能有可能成为
人类未来的主要能源。我国科学家研制了下列三种制氢方法。
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Ⅰ．甲苯催化重整制氢。主要反应有：
a．甲苯水蒸气重整：①
b．甲苯二氧化碳重整：②
c．水汽变换反应：③
d．甲烷化反应：④
⑤
(1)甲苯催化重整最适宜的条件是：___________(填标号)。
A．高温高压
B．高温低压
C．低温低压
D．低温高压
(2)反应：
。
(3)一定压强下，反应釜出口
含量随温度、进料比
变化如图：
解释
含量随进料比
的变化及原因： 。
(4)进料比
为
、
时，出口中
的物质的量分数随温度升高的变化如图，结合反应体系说
明原因： 。
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Ⅱ．二氧化铈制氢法
二氧化铈为立方晶胞结构，其独特的电子结构使得它更易在
和
之间进行可逆电荷转移，从而实现
两步法制氢，当晶胞中部分
被还原为
时会产生氧空位。
(5)二氧化铈晶胞中
的配位数为： 。
(6)当晶体中
和
个数比为2：5 时，氧空位比为 [
]
题型04 考查盖斯定律、化学平衡和反应历程
7.（江西省赣州市2025 届高三下学期一模）复旦大学郑耿锋教授团队合成了
空心多层
纳米球催化剂，并利用该催化剂光催化
氧化
制乙醇。相关反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
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反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)根据上述反应，
。
(2)DFT 理论计算研究活化
的机理以及
转化为乙醇的三个关键步骤机理如下图所示。结合图中信
息，该过程中可能产生的烃类物质为 （填结构简式）。
(3)
被活化为超氧自由基（
），该自由基在四个不同的金属位点的能量如图所示，则该反应主
要在 位点（填“
、
、
或
”）发生，理由是 。
(4)整个偶联反应生成
过程的能量变化如图所示，则决定该反应速率快慢的是第 步（*表示吸附在
催化剂表面）。
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(5)在450℃、101kPa 条件下，将
和
按
投入一恒温密闭容器中，在催化剂作用下，发生
反应Ⅰ和Ⅱ，经过相同反应时间（未达平衡）测得乙醇的选择性S 和
的转化率如下表所示。
已知：产物A 的选择性
催化剂
乙醇选择性（%）
转化率（%）
58.2
43.5
26.8
33.8
46.3
50
①依据表中数据应选择 作催化剂（填“
”或“
”或“
”）。
②某温度下，向容积为2L 的恒容容器中加入
，发生反应Ⅰ和Ⅱ，在催化剂的作用下达到
平衡时
的体积分数为
，
的转化率为80%，则
的选择性为 ，该温度下反应Ⅰ
的平衡常数
（保留三位有效数字）。
8.（辽宁省名校联盟2025 届高三下学期3 月份联合考）丙烯是重要的化工原料，其中较为成熟的制备方法
为丙烷无氧脱氢法。
涉及的反应为
；
主要副反应为
。
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(1)已知反应(I)在温度
以上才可自发，则其
0(填“
”“
”或“=”)。
(2)丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性随温度变化如图所示。
随温度的升高丙烯选择性下降的原因除了上述副反应和碳化外还可能发生聚合反应，该聚合反应的化学方
程式为 。
(3)生产过程中温度控制在
，在
和
下丙烷和丙烯平衡物质的量分数随温度变化如
图所示。
请判断
和
下丙烷平衡物质的量分数随温度变化曲线为 、 (选填“a”“b”“c”或
“d”)，判断依据是 。
(4)在某温度、100kPa 下，向反应器中充入
气态丙烷发生反应(I)，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 mol 惰性气体作为稀释气(计算时忽略副反应)。
(5)研究发现，Pt 颗粒能吸附并高效活化
键，Pt 晶面上丙烷系列脱氢过程中物质的相对能量关系如下
图所示。
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为了提高丙烯的产率，科研工作者根据图中信息对催化剂功能应做出的调整是 (填“提高”或“降
低”，下同)步骤1 的活化能， 步骤2 的活化能。
题型05 考查反应速率和化学平衡图像
9.（江西省萍乡市2025 届高三一模）
经催化加氢可合成重要的化工原料乙烯，热化学方程式为
。
回答下列问题：
(1)已知：几种物质的能量（在标准状况下，规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的
热量）如下表所示：
物质
能量
（kJ·mol-1）
0
-394
52
-242
则
。
(2)若甲、乙两个密闭容器起始时的容积、温度及
和
的投料比均相同。甲：恒温恒压；乙：恒温恒
容，反应
达平衡时，
的产率：甲 （填“>”“<”或
“=”）乙。
(3)在密闭容器中，按
与
的物质的量之比为1：3 进行投料，发生上述反应，在5MPa 下，测得不同
温度下平衡体系中各种物质的体积分数（φ%）如图所示。
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①表示
组分的曲线是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”）。
②图中曲线交点a 对应的
转化率为 。
③交点a 对应条件下平衡体系中
的分压为 MPa（保留2 位小数）。
(4)一定温度下，2mol
与6mol
在2L 的密闭容器中发生上述反应，5min 时达到平衡，
随时间
变化如图所示。
0~5min
①
内，
。
②第7min 时平衡移动的方向是 （填“向正反应方向”或“向逆反应方向”）移动，采取的措施可
能是 。
10.（山东省德州市2025 届高三下学期第一次适应性检测）CO2催化加氢转化为CH3OH 既能响应国家的
“双碳”目标，又能缓解能源紧缺。该过程主要发生下列反应：
Ⅰ．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H
⇌
2O(g) ΔH1
Ⅱ．CO(g)+2H2(g)
CH
⇌
3OH(g) ΔH2
Ⅲ．CO2(g)+3H2(g)
CH
⇌
3OH(g)+H2O(g) ΔH3<0
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数lnKx与温度T 的变化关系见图。则ΔH3/ΔH2的数值范围是
___________(填标号)。
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A．<-1
B．-1-0
C．0-1
D．>1
(2)3MPa 下，以进气流量4.5mmol·min－1、n(CO2)：n(H2)=1：3 持续通过装有0.5g 催化剂的反应管中(仅发
生上述反应Ⅰ、Ⅱ)。经相同时间测得CO2的转化率[α(CO2)]、CH3OH 的选择性[S(CH3OH)]及CH3OH 的时
空收率[Y(CH3OH)]随温度(T)的变化关系如图：
已知：a.S(CH3OH)=n(转化为CH3OH 的CO2)/n(消耗的CO2)×100%
b.Y(CH3OH)=CH3OH 的产率×CO2的进气流量/催化剂的质量(mmol·h－1·g－1)
①该条件下，合成CH3OH 的最佳温度是 ，图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是
，280℃后，曲线b 快速下降的可能原因是 。
280℃
②
时，CO 的选择性为 ，若Y(CH3OH)为4.95 mmol·h－1·g－1，则α(CO2)= (列
出计算式即可)。
③一定条件下，将进气流量改为0.04mmol·min－1(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率)，测得出气流
量为0.038 mmol·min－1，α(CO2)为50%，此时反应Ⅰ的平衡常数Kp= 。
题型06 综合考查化学反应原理
11.（重庆市2025 届高三上学期一模）甲醇是一种关键的化学原料，用
和
都可合成甲醇。
(1)
加氢制取甲醇的过程含有以下三个反应。
Ⅰ．
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Ⅱ．
Ⅲ．
①
时，已知
，
，求
的值 (写出推断过程)。
②反应Ⅲ反应历程如图所示，写出生成
决速步骤的化学方程式 ；图中m 的值约为
(保留到小数点后2 位，已知
)。
(2)甲醇与水蒸气在催化剂作用下可制取
，一定温度下，在恒容体系中加入
和
，发生反应：Ⅳ．
；Ⅴ．
。
①下列能说明体系一定达到平衡状态的是 (填字母)。
a．
b．体系的压强保持不变
c．混合气体的平均摩尔质量保持不变
d．混合气体的密度保持不变
②测得体系的初始压强为
，达到平衡时，甲醇的转化率为
，
的分压为
，则反
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应Ⅴ的压强平衡常数
(以平衡分压代替物质的量浓度计算，分压
总压物质的量分数)。
(3)电解
可以制取
，其电解原理如下图所示。双极膜内为水，电解时双极膜内的水解离成
和
，分别向两侧发生迁移。
①电源的负极是 (填“
”或“
”)。
②催化电极的电极反应式为 。
③当催化电极生成
时，阳极室溶液增加的质量为
。
12.（甘肃省兰州市2025 届高三诊断考试一模）煤制甲醇工业对国家能源安全和化工产业发展意义重大。
其主要流程分为煤气化和合成甲醇：
Ⅰ．煤气化的主要反应：
反应1：
反应2：
请回答：
(1)反应
的
，在 （选填“低温”、“高温”或
“任意温度”）条件下有利于该反应自发进行。
(2)在恒温恒容容器内进行反应1 和反应2，下列说法正确的有________（填序号）。
A．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
B．平衡时
的体积分数可能大于
C．平衡时向容器中充入惰性气体，平衡体系中
的体积分数不变
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D．平衡时缩小容器体积，平衡体系中
减小
(3)研究人员结合实验与计算机模拟结果揭示了在金催化剂表面上反应2 的反应历程（如下图所示），其中
吸附在金催化剂表面上的物质用*标注。该历程中决定反应2 速率的步骤方程式为 。
(4)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的
和
同时发生反应1 和反应2，起
始压强为0.1MPa，平衡时
的转化率为50%，
的物质的量是为0.1mol，则反应1 的平衡常数
。（已知
为分压平衡常数，分压=总压物质的是分数）
Ⅱ．合成甲醇的主要反应为
。
(5)在其他条件一定时，甲醇的产量随温度和压强的变化趋势如上图所示，其中压强最大的是 （选
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填
）。
(6)在550K、
条件下，M 点所示的反应状态中甲醇的生成速率 甲醇的消耗速率（选填“>”“<”或
“=”）。
(7)请解释甲醇的产量随温度变化的原因 。
1.（陕西省重点中学2024-2025 学年高三下学期联考）CO 具有毒性，浓度较高时会使人出现不同程度中毒
症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织，但CO 也是一种重要的化工原料，可用于甲醇和光
气的生产以及有机合成等。
(1)已知：断开1mol 化学键所需能量如表所示。
化学键
所需能量/(kJ·mol-1)
1076
436
413
463
则反应
kJ·mol-1；该反应在 (填“高
温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在体积为VL 的恒容密闭容器中，充入1mol
和5mol
，一定温度下仅发生反应
，10min 时反应达到平衡。测得
和
的物质的量随时间
的变化曲线如图所示。
3min
①
时，
(填“>”“<”或“=”)
。
0~10min
②
内，
的平均反应速率
(用含V 的式子表示)mol·L-1·mun-1；10min 时，
22
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的体积分数为 %(保留2 位小数)。
③起始时容器内总压强为
，该温度下该反应的平衡常数
(用含
的式子表示，无须化
简，
用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)在催化剂M 的作用下，
与水蒸气反应可以制取
。
从图1 中可得出的信息是 (任写一条)；根据图2，试分析当反应器中存在Pd 膜时CO 具有更高
转化率的原因： (答一条即可)。
2.（江苏省苏北四市2025 届高三上学期一模）
的催化加氢反应可以产生多种高附加值产品，如甲醇，
碳氢化合物等。Ⅰ．由
制碳氢化合物的过程如图-1 所示。
(1)涉及部分反应：
23
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(2)催化剂Ⅰ可使用铁基催化剂。
①方铁矿(
)可用作催化剂，当
时，晶体中
为 。
②地球化学研究发现，地幔层(温度
)中磁铁矿与石墨矿会转化为方铁矿，该反应的化学方
程式为 。
Ⅱ．电催化
还原制备碳氢化合物，其装置原理如图-2 所示。
(3)电池工作过程中，阴极生成
的电极反应式为 。
(4)每转移2mol 电子，阳极室溶液质量减少 g。
Ⅲ．把
附着在分子筛
上，可催化
、
生成
及碳氢化合物，部分反应机理如
图-3 所示。催化剂中
、
转化率，烃的选择性关系如图-4 所示。
(5)
大于1 后，CO 转化率降低的可能原因为 。
(6)随
增加，烯烃选择性减少，烷烃增加的可能原因为 。
24
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3.（河北省秦皇岛市2025 届高三第一次模拟）异丁烯（
）是重要的化工原料，是合成橡胶的重要
单体之一，常用正丁烯异构化、异丁烷（
）催化脱氢制备。
I．正丁烯异构化能量变化如图
(1)正丁烯和异丁烯中更稳定的是 ，为获得更多的异丁烯，异构化反应应在 （填“高温”或
“低温”）下进行。
(2)正丁烯异构化（三种产物，考虑立体异构）反应机理如下，请补充基元反应iii 和基元反应
。
i：
。
ii：
。
iii： 。
iV：
。
V： 。
II．异丁烷（
）催化脱氢反应
可表示为
副反应可表示为
相关化学键的键能如下表所示：
化学键
键能
615
347.7
413.4
436
(3)根据键能估算
。
(4)不同温度下，在恒压的密闭容器中充入
异丁烷和
，平衡时测得相关数据如图所示。（收
25
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率
）
①图中，异丁烯收率最高时的反应温度为 ，此时异丁烯收率= 。
②
、压强为
条件下，反应达到平衡时，异丁烷的分压为 ，反应
的平衡常数
（
为用分压代替浓度计算出的平衡常数，列出计算式即可）。
4.（江苏省苏北四市2025 届高三上学期一模）
可用于脱除NO 气体及制备
。
(1)
溶液制备。在图-1 所示装置中，用
溶液与
氨水反应可制得
溶液。
①图-1 中仪器a 的名称为 ，基态
的核外电子排布式为 。
②反应
的平衡常数
。
26
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［已知：
，
平衡常数
］
(2)脱除NO 气体。已知：
对NO 吸收能力很强，而
对NO 的吸收能力极低；脱
除NO 气体总反应式为
。
①实验得到NO 脱除率与温度，时间变化如图-2 所示；NO 脱除率随温度、时间变化的原因为 。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO 后，其吸收NO 的能力会降低，向钴氨溶液中加入KI 溶液可恢复其吸收
NO 的能力，写出该反应的离子方程式： 。
(3)
晶体制备。已知：
晶体易溶于热水和稀盐酸中，在冰水，浓盐酸，无水
乙醇中溶解度较小。
请补充完整实验方案：在通风橱中将制得的
溶液加热至
左右，边搅拌边加入适量
，再加入 ，低温烘于，得到
晶体。(实验中须使用：
溶液，红色石蕊
试纸，冰水，浓盐酸，无水乙醇)
5.（江苏省南通市2025 届高三第一次适应性考试）CO2的转化是实现“碳中和”的有效途径。
(1)CO2催化加氢合成甲醇(反应Ⅰ)中伴随反应Ⅱ的发生：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋2H2(g)=CH2O(g)＋H2O(g)
恒压时，CO2和H2起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中反应，该分子筛膜能选择性分离出H2O(g)。
①使用分子筛膜的目的是 。
②将反应后的气体以一定流速通过含Cu＋修饰的吸附剂，分离其中的CH3OH(g)和CH2O(g)，Cu＋能与π 键
电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图1 所
示。20～40min，CH3OH(g)浓度比增大而CH2O(g)浓度比几乎为0 的原因是 。
27
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(2)CO2与CH4重整可以制取CO 和H2。1.01×105Pa 下，将n 起始(CO2) n∶
起始(CH4)=1 1∶的混合气体置于密闭容
器中，发生如下反应：
反应Ⅲ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)；ΔH=246.5kJ·mol-1
反应Ⅳ：H2(g)＋CO2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH=41.2kJ·mol-1
反应Ⅴ：2CO(g)=CO2(g)＋C(s)；ΔH=-172.5kJ·mol-1
不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图2 所示。500～800℃范围内，CO2的平衡转化率低于
CH4的原因是 。
(3)一种金属氧化物(用MR 表示)催化CO2与环氧丙烷(
)反应制碳酸酯X 反应机理如图所示。已知
CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。
①碳酸酯X 的结构简式为 。
MgO
②
活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是 。
28
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6.（广东省肇庆市2024-2025 学年高三二模）含氮化合物在工农业、医药等领域有着重要用途。
(1)基态氮原子的价层电子排布式为 。
(2)采用
深度氧化锅炉废气中的NO 可获得
，其反应历程及焓变如图所示
、
、
以及
对应每一步中参加反应的氮氧化物气体各1mol 时反应的焓变。
则总反应
的焓变
用含“
”“
”“
”以及“
”的代数式表示。
(3)工业合成氨的原料气中混有少量CO，常用
溶液将其吸收，发生反应的离子方程式为
⇌
下列说法中正确的有___________。
A．该反应在较低温度下进行时自发性更强
B．增大原料气的通入流速，可提高CO 的吸收率
C．
中
的配位数为3
D．吸收后的溶液可在低压环境中实现再生
(4)合成氨反应历程中各基元反应的能量变化如图所示吸附在催化剂上的物质用“*”表示。
该历程中决定反应速率的基元反应的热化学方程式为 。
29
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(5)某温度下，向体积为1L 的恒容密闭容器中充入
、
和
发生反应：
ⅰ
⇌
ⅱ
⇌
后反应达到平衡，测得此时容器内的总压强为1MPa，
和
均为
。
①
内平均反应速率
②该温度下，反应i 的分压平衡常数
为各组分分压，
总压
强组分物质的量百分数]。
③下列能说明反应达到平衡状态的有 。
A．气体的密度保持不变 B．气体的相对分子质量保持不变
C．
D．气体颜色保持不变
(6)研究发现，电解空气中的
也可获得
，且能耗更低、环境更友好。该电解装置的原理如图所示。
请写出电极a 上发生的电极反应式： 。
7.（广东省广州市真光中学2025 届高三模拟）常温下物质R 在水溶液中存在以下电离平衡：
。Zn2+可与多种配体形成多样的配离子，Zn2+在
溶液体系中存在以下多种
反应：
I．
ΔH1
30
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Ⅱ．
ΔH2
Ⅲ．
ΔH3
(1)R、
与
配位存在多个竞争反应，其中有
，该
反应ΔH= 。
(2)写出反应I 的平衡常数表达式K1= 。常温下，往含Zn2+的
的溶液体系中加入
固体，反应I 的平衡常数 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)关于含Zn2+的
溶液体系，下列说法正确的是___________。
A．当溶液中
不变时，说明反应达到了平衡状态
B．平衡体系中仅加入
，新平衡时Zn2+的转化率增大
C．
在水溶液中能水解
D．当平衡体系中
时，
(
表示反应Ⅲ的平衡常数)
(4)某种含Zn 矿物的主要成分是难溶于水的
。常温下，利用
溶液体系将Zn 元素浸出，
调节不同的总R 浓度和pH 后，浸出液中Zn 元素的总浓度变化如下图[总R 浓度为
]。
①总R 浓度不为0 时：pH 在6~10 之间，随着pH 的增大，总R 浓度逐渐增大，Zn 元素浸出率
(填“增大”“减小”或“不变”)。pH 在10~12.5 之间，随着pH 增大，浸出液中Zn 元素总浓度呈下降趋
势的原因是 。
31
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②任意总R 浓度下：pH 在12.5~14 之间，浸出液中Zn 元素总浓度均随pH 增大逐渐上升，pH=14 时，浸出
液中锌元素主要存在形式的化学式是 。
③总R 浓度为5 mol·L-1、pH=10 时，浸出液Zn 元素总浓度为0.07 mol·L-1且几乎都以
的形式存
在。已知常温下，R 的电离平衡常数
，此时溶液中
= mol·L-1 (写出计算过
程)。
8.（辽宁省名校联盟2025 届高三下学期联考）丙烯
是重要的化工原料，
时，
耦合丙烷
制备丙烯发生如下反应：
Ⅰ．
；
Ⅱ．
。
(1)部分化学键的键能如下，计算
。
化学键
能量/(
)
344
436
615
409.25
463
(2)丙烷直接脱氢也可制备丙烯，发生反应Ⅲ：
，在压强为
的恒压
容器中分别通入丙烷和
进行反应Ⅰ、丙烷进行反应Ⅲ，
的平衡转化率随温度的变化如图所
示。
32
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①
0(填“>”或“<”)，b 点正反应速率和c 点逆反应速率的大小关系为
(填
“>”“<”或“=”)。
a
②点
的平衡转化率比b 点高的原因为 。
③根据图示计算，800K 时b 点曲线对应反应的平衡常数
kPa。
(3)研究表明，在Pt 催化剂表面发生
直接脱氢制备
的反应机理如下：
步骤1.
；
步骤2.
；
步骤3._______；
步骤4.
；
步骤5.
。
①请补全步骤3： 。
②实验表明
在
催化剂表面直接脱氢，
的选择性低，结合反应历程图解释其原因：
，如果对Pt 催化剂活性位点进行调节可解决这一问题。
33
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9.（东北三省三校2025 届高三下学期第一次联合模拟）工业合成氨反应是在催化剂表面上进行的，其反应
历程如下(*表示吸附态)：
化学吸附：
表面反应：
脱附：
其中，
的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
回答下列问题：
(1)①催化剂的选择是合成氨的核心技术之一，使用催化剂1 或催化剂2 合成氨，产氨速率与温度的关系如
图。
根据由图判断，活化能
(填“>”“=”“<”)。
②分析说明原料气中
过量的理由
(2)反应
到平衡时，正、逆反应的速率方程分别为：
34
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，
为速率常数，已知
，据
此计算
(3)合成氨中所使用的原料氢气可将二氧化碳转化为高附加值化学品
，在催化剂作用下主要发生以
下反应。甲醇的选择性
。
I.
II.
①在恒容容器中温度升高甲醇的选择性 (填：“增大”“减小”或“不变”)
②恒温恒容条件下，原料气
以物质的量
投料在初始压强为
下进行反应。达到平衡
时
的选择性为
，
转化率为
。则该条件下反应II 的分压平衡常数
。(对于
气相反应，用组分B 的平衡
代替
，记作
。
，p 为平衡总压，
为平衡系统中
B 的物质的量分数。)
(4)研究表明，
对催化加氢也有一定催化效果，取干燥
在
气条件下加热，热重分析显示样品
一直处于质量损失状态；X 射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长变长，但铈离子空间排列没
有发生变化。
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加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为
时，每个晶胞拥有的
的个数为 。
10.（山东省淄博市2025 届高三一模）二氧化碳资源化利用，涉及主要反应如下：
I．
II.
回答下列问题：
(1)
的焓变
反应I 的净速率
，其中
、
分别为正、逆反应速率
常数。升高温度时，
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)分别向压强为
、
的恒压体系中通入
和
，达平衡时，部分含碳物
种的摩尔分数
随温度变化如图所示。
表示压强为
时，
的摩尔分数随温度变化的曲线是 (填标号)。随温度升高，当温度高于
655℃，对应含碳物种的摩尔分数
的原因是 。
(3)图示M、N、P 三点对应
的转化率大小关系为 ；655℃时，反应I 的平衡常数
；
36
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600℃，压强为
时，若增大投料比
，重新达平衡后，
的值将 (填“增大”、
“减小”或“不变”)。
11.（广东省湛江市2025 届高三第一次调研）含磷化合物在生命体中有重要意义。白磷在氯气中燃烧可以
生成两种化合物
和
。
已知：ⅰ、
ⅱ、
(1)则ⅲ、
。
(2)实验测得
的速率方程为
，
，速率常数
k(只与温度、催化剂有关)与活化能的经验关系式为
(R 为常数，
为活化能，T 为温度)。
①一定温度下，向密闭容器中充入适量
和
，实验测得在催化剂
、
下
与
的
关系如图所示，下列说法正确的是 (填字母)。
A．随温度升高，该反应的速率常数k 减小
B．催化剂
的催化效率更高
C．该反应的平衡常数
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D．加入催化剂，反应活化能
不变
②一定温度下，向容积为2L 的恒容密闭容器中充入2
和2
，发生反应ⅲ，5min 时
反应达到平衡，容器中
的物质的量为0.5
，
的平均反应速率为 。若此时向该容器
中再充入2
，当反应再次达到平衡，容器中
的浓度 0.5
(填“>”“<”或
“=”)，该反应平衡常数
(保留2 位有效数字)。
(3)
是一种白色晶体，其熔融时形成一种能导电的液体，其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面
体形阴离子，该晶体的晶胞如图甲所示。
气态分子呈三角双锥形，其结构如图乙所示。
①下列关于
、
、
的说法，正确的是 (填字母)。
A．
的中心原子P 的杂化类型为
B．
分子中
键角有三种
C．
中存在共价键和配位键
D．三种粒子中各原子均满足8 电子稳定结构
②设阿伏加德罗常数的值为
，该晶体的密度为 (列出算式即可)
。
12.（广东省江门市2025 届高三下学期一模）硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯是重要化工原料，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：
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①
中S 原子的杂化类型为 。
②若正反应的活化能为
，逆反应的活化能
，则
。(用含a、b 的代数
式表示)
(2)恒容密闭容器中按不同进料比充入
和
，测定其
温度下体系达平衡时的
(
，初始压强
为体系平衡压强)，结果如下图1。
①根据M 点坐标计算
温度下用分压表示的平衡常数
。(写出计算过程，结果保留两位有
效数字)
②图1 中能准确表示
温度下
随进料比变化的曲线是 (填序号)。
③若
，请在图2 中画出
在
温度下随进料比变化的示意图 。
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(3)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)的光氯化反应合成。对二甲苯氯化
过程如下图3，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如图4。
①反应ii 和反应iii 的活化能的大小关系
。(填“>”“<”“=”)
②此反应条件下，进行至 时，停止反应，及时分离出1，4-二(氯甲基)苯(D)。
A．22min B．30min C．60min D．100min
13.（江西省南昌市2025 届高三第一次模拟）在催化剂作用下
可将烟气中的
还原为
，实现变废
为宝，反应如下：
反应：
反应
：
反应
：
回答下列问题：
(1)
中S 的杂化方式是 。
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(2)反应
：
。
(3)670K、20MPa 下，向反应器中通入氨气，发生反应。达到平衡后，再向反应器中通入水蒸气稀释，则
(填“>”、“<”或“=”)。依据是 。
(4)
和
还有另一种反应
：
。反应
、
的
与
温度的关系曲线如图。
①表示反应
的曲线是 (填“m”或“n”)。
②反应
在1273K 的
。
(5)研究发现，
和
在有水蒸气存在下会生成副产物亚硫酸铵和焦亚硫酸铵，查到一部分热力学数据
如下：
为减少副产物的生成，反应条件应选择 (“高温”或“低温”)，原因是 。
14.（安徽省滁州市2025 届高三一模）我国提出2060 年前实现碳中和，为有效降低大气中
的含量，以
为原料制备甲烷、戊烷和甲醇等能源物质具有较好的发展前景。
在固体催化剂表面加氢合成甲烷
过程中发生如下反应：
主反应：
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副反应：
(1)已知：
，则
(2)向体积相同的容器中加入
和
(假设只发生主反应)，其中甲为绝热恒容，乙为恒温
恒容，两容器中压强(Pa)随时间变化曲线如图：
①甲容器中，从开始到a 点压强增大的原因是 。
②乙容器中，从开始到b 点，用
分压变化表示的反应速率为
(用含p 的表达式表
示，分压=总压×物质的量分数)。
c
③点对应的平衡常数 (填“大于”“小于”或“等于”)d 点对应的平衡常数。
(3)500℃时，向1L 恒容密闭容器中充入
和
，初始压强为p，20min 时主、副反应都达到
平衡状态，测得
，体系压强为
，则平衡时
选择性
(
选择性
计算结果保留三位有效数字)。
(4)以
催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为
。该反应的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a 所示，已知
Arrhenius 经验公式
(
为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常数)。则该反应的活化能
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。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b 所示，则实验可能改变的外界条件是
。
15.（贵州省六盘水市2025 届高三下学期一模）二甲醚有含氢量高、廉价无毒等优点，利用二甲醚催化重
整制氢的反应如下：
反应：
反应
：
回答下列问题：
(1)
。
(2)将
和
以体积比
充入恒容反应器，只发生反应。
①绝热条件下，可判断该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A．
B．容器内气体密度不变
C．容器内气体压强不变 D．
不变
②实验测得相同投料比和流速时，二甲醚的平衡转化率、单位时间内二甲醚的转化率和温度的关系如图1
所示。据图分析，适宜的催化剂是 (填“HZSM-a”或“HZSM-b”)，温度为 。
43
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③在一定温度和压强下，若要进一步提高单位时间内二甲醚的转化率，可采取的措施是 。
(3)在一个恒容密闭容器中充入
和
，发生反应
。平衡时
的含量随温
度、压强的变化如图2 所示。
①判断图中L 代表的物理量是 (填“温度”或“压强”)。
②已知A 点反应达到平衡，体系压强为PMPa，则
的转化率为 ，该温度下的
(列出含P 的计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，平衡分压=总压×物质的量分数)。
16.（山东省聊城市2025 届高三下学期一模）苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单
体，常用乙苯为原料制备。
(1)乙苯制备苯乙烯的原理如下：
①为提高乙苯的平衡转化率，应选择的反应条件为 （填序号）。
A．低温、低压 B．高温、高压 C．高温、低压 D．低温、高压
②已知
。则
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的
为 。
(2)在
下，有三种原料气配比：①只有乙苯；②
；③
。
测得乙苯的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。
图中，表示原料气配比为只有乙苯的曲线是 （填“a”或“b”或“c”），相同温度下，乙苯转化率曲线
a 大于曲线c 的原因是 。
(3)在
时，乙苯和
按照
充入钯膜反应器（仅
能透过而移出），平衡时
氢气的移出率为90%，乙苯的平衡转化率为80%，平衡常数
，保持反应条件不变，继续通
入一定量
，乙苯的平衡转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)乙苯制备苯乙烯时，会产生少量积碳，相同条件下使用水蒸气代替
，可较长时间内保持催化剂的催
化活性，其原因是 。（用化学方程式来表示）
17.（黑龙江省示范性高中2024-2025 学年高三下学期第一次模拟）
的综合利用，对于资源综合利用有
重要意义。
转化为二甲醚(
)是常见的一种方式。
加氢制
总反应可表示为：
△H。该反应通过两步完成：
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Ⅰ．
Ⅱ．
体系中同时发生副反应：
Ⅲ．
请回答下列问题：
(1)
加氢制
总反应的△H= 。
(2)进料比
时，不同压强下
平衡转化率随温度的变化如图。
四条曲线对应压强
、
、
和
由大到小的顺序为 ，一定压强下，
平衡转化率随温度升高
先减小后增大，原因是 。当反应温度高于350℃时，几条曲线重合，原因是 。
(3)一定温度下，刚性密闭容器中，加入1mol
和3mol
发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时测得部分
物质的物质的量如表所示：
成分
CO
物质的量/
mol
0.1
0.4
0.2
平衡时
转化为
的选择性= %(选择性是指生成指定物质消耗的
占
消耗总量的
百分比，结果保留一位小数)。
加氢制
总反应用摩尔分数表示的平衡常数
(列出计算式)
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。(已知反应
的
，物质i 的摩尔分数
。)
(4)一定压强下，
和
的起始量一定时，
平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如
下图所示。
以下温度，二甲醚产率最高的是_______。
A．300℃
B．350℃
C．400℃
D．450℃
18.（江西省2025 届高三一模联考）甲烷催化双重整(BRM)制备合成气(CO 和
)包括了水蒸气重整(SRM)
和二氧化碳重整(DRM)两个反应。在
下，向密闭容器中按
通
入混合气，发生如下反应：
SRM：
DRM：
(1)已知
，则
。
(2)已知
反应
，则下列所给温度能使该反应自发进行的是_______(填字母)。
A．
B．
C．
D．
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(3)重整体系中，各气体的转化率(
)随温度的变化如图所示。
①
时，
和
的转化率之比一直约为2：3，可能原因是 。
②解释在
，二氧化碳转化率一直增大的原因： 。
③在
、
条件下，若假设只发生
反应和
反应，平衡时
，则平衡时
(保留小数点后两位)，
［保留
小数点后一位，
为分压(已知：分压
总压物质的量的分数，
为气体的分压之比)]。
(4)甲烷催化双重整(BRM)相较于单独的SRM 反应优点是 。
19.（海南省2024-2025 学年高三下学期一模）氢能是21 世纪最具发展潜力的清洁能源之一，利用乙醇与水
重整可获取氢能源，该重整过程涉及的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
恒压(100kPa)条件下，在密闭容器中通入1mol
(g)、3mol
(g)，发生上述反应，测得平衡时
(g)的转化率和CO(g)、
(g)的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。
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已知：CO 的选择性=
。
请回答下列问题：
(1)反应ⅰ的x= 。
(2)图中甲表示
(g)平衡转化率的曲线，表示CO(g)选择性的曲线为 (填“乙”或“丙”)。
(3)
℃时，
(g)的平衡转化率为 %(结果保留一位小数)；该温度下，平衡体系中
的分压p(
)= kPa(结果用分数表示)。
(4)
℃时，向平衡体系中通入Ar 气，反应ⅱ的平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，平衡常
数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)采用Ni/
催化剂时，Ni 的不同质量分数对产品
的选择性的影响如图所示，500℃时，采用的催化
剂中Ni 的质量分数最佳为 。
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20.（天津市河东区2025 届高三下学期一模）用
制备尿素，反应原理：
(1)反应过程中的能量变化如下图。
①图示为制备尿素的反应历程，其中每一步反应被称为 反应；其中反应Ⅱ的热化学反应方程
式为 (
的数值用
表示)。
②下列说法正确的是 。
A．
为合成尿素反应的中间产物
B．恒压，降低氨碳比
反应I 中
的平衡转化率会降低
C．反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应
D．平衡时移走产物
，平衡向正反应方向移动
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(2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的
和
合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状
态的是___________。
A．
的体积分数不再变化
B．化学平衡常数K 不变
C．
D．体系中气体的密度不变
(3)图中使用不同催化剂①，②，③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，能否
判断A 点已达平衡状态？ (选填“能”或“不能”)；
以上曲线②
下降的原
因可能是 。
(4)常温常压下，向一定浓度的
中通入
至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示，电解过
程中生成尿素的电极反应式为 。
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