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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 。
【答案】(1)
(2) 3 增大 B BD
(3) ⅲ 64% 反应Ⅰ和Ⅱ的
均<0，降温均正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度比Ⅰ大
4
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【解析】（1）根据题给信息可知，I．
Ⅲ．
Ⅴ．
结合盖斯定律可知，
可得
，故
；
（2）①根据
，并结合平衡常数和速率常数的关系可知，
；反应Ⅰ为放热反应，降低
温度时，平衡正向移动，平衡常数增大。温度降低时，速率常数降低，由于平衡正向移动，则逆向反应速
率常数降低的更多，故答案为：3；增大；B；
A
②．该容器为恒容容器，且所有的反应物和产物都是气体，则混合气体密度是恒定不变的，则其不随时
间变化时，不能证明反应达到平衡，A 错误；
B．结合A 分析可知，反应物和产物的质量不变，且反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，则气体平均摩尔质
量不随时间变化可以证明反应达到平衡，B 正确；
C．根据碳元素守恒可知，碳的总物质的量
不随时间变化，则碳的总
物质的量不变不能证明反应达到平衡，C 错误；
D．平衡时，根据反应Ⅰ可知，
，根据反应Ⅱ可知，
，则
两者式子结合到一起可知，
，D 正确；故选BD；
（3）①随着压强增大，反应I 正向移动，反应Ⅱ平衡不移动，则加压时，
的选择性增大，即i 表示
的选择性，结合题意可知，
选择性
、
选择性
之和为100%，则表
示
随压强变化的曲线为ⅲ；同时可知，ⅱ表示
转化率；
②若
的转化率为56%，则参加反应的
的物质的量为1.12mol，设反应I 生成
2xmol，反应Ⅱ生
5
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成
2ymol，结合反应I、反应Ⅱ可知，反应I 消耗乙烯2xmol，氧气xmol，反应Ⅱ消耗乙烯ymol，氧气
3ymol，且当压强为100kPa 时，
选择性、
选择性都是50%，则x+3y=1.12，y=2x，x=0.16，
y=0.32，则此时乙烯的转化率为
；
③由于反应I、反应Ⅱ均为放热反应，则降温时，两平衡均正向移动，但是反应Ⅱ的热效应大，即降温
时，其正向移动的程度大，则
的选择性大，则
，故答案为：反应Ⅰ和Ⅱ的
均<0，降
温均正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度比Ⅰ大。
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：
：
(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。
6
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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
(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)
【答案】(1)
较低
(2)>
(3)
c
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(4) 0.06
【解析】（1）由盖斯定律得，反应Ⅲ由Ⅱ-Ⅰ得到，
；
，气体分子数减少
，温度较低时
，反应自发进行，故较低温度下可自发进
行；
（2）反应 Ⅰ 为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，
增大；反应 Ⅱ 为放热反应，升高温度，平衡
逆向移动，
减小。由
(R 与C 为常数)可知，吸热反应的平衡常数受温度影响更显著，因此
升温时
，即
；
（3）①由图知，Zn−O−Ti 位点能垒更低，更有利于
与DMA 反应生成DMF；
a
②：催化剂不改变焓变，错误；
b：恒容时气体密度始终不变，不能判断平衡，错误；
c：增大压强，反应向气体分子数减少方向移动，提高DMA 转化率，正确；
d：高温DMF 分解，回收率降低，错误；
故选c；
（4）①：由图知，
，DMA 消耗
，反应 Ⅰ 生成
，消耗
；反应
Ⅱ 消耗
，消耗
，总消耗
，速率
；
平衡时，
，
，
，
，
，
，总物质的量
4mol。
。
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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
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：
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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。
(5)阳极的电极反应式为 。
【答案】(1)272.3
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(2)
AD
(3)
、
(化学式或名称均给分)
和
发生了甲烷化反应 反应i 为吸热反应，容器内其
余反应都是放热反应，随温度升高，反应i 平衡正向移动，CO 产率升高
(4)1
(5)
【解析】（1）由题给数据可知，反应ΔH—TΔS=(+49kJ/mol)—T×180×10-3kJ/mol·K <0 时反应能自发进
行，ΔH—TΔS=(+49kJ/mol)—T×180×10-3kJ/mol·K =0 时，T=272.22K，则能自发进行时T>272.3K。
（2）①由盖斯定律可得：目标反应=反应ii-反应i，因此
；
A
②．平衡后增大压强，反应i 和ii 都是逆向移动，当反应i 达到平衡时
的浓度不再改变，由此
可知反应ii 也达到平衡，因此两反应重新达到平衡的时间相同，A 正确；
B．增大进料时
，平衡正向移动，但平衡时
的转化率减小，B 错误；
C．加入合适的催化剂，可以降低反应i 的活化能，但不能改变反应热，C 错误；
D．混合气体的平均相对分子质量
，反应i 和ii 都是气体分子参与和生成的反应，总质量守恒，且
反应i 和ii 都是气体分子增加的反应，当平均相对分子质量不变时，说明气体总物质的量不变，因此反应
达到平衡，D 正确；
答案选AD。
（3）①当水碳比为0 时，反应i 是吸热反应，升温平衡正向移动，CO 和H2的平衡产率会增大，但
会
和
或
生成
，因此CO 的平衡产率会比H2大，因此
代表的产物是H2，
代表的产物是CO；
水碳比为0 时，
产率始终低于
的可能原因是
和
发生了甲烷化反应。
②水碳比为2 时，反应i 为吸热反应，容器内其余反应都是放热反应，随温度升高，反应i 平衡正向移动，
因此CO 产率始终升高。
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（4）设充入的
为nmol，反应i 消耗的
为xmol，反应ii 消耗的
为ymol，
，
，
，
，解得
，
，
，
。
（5）电解装置可描述为，左侧装置连接电源负极，故为电解池阴极，H+得到电子生成H2，右侧装置连接
电源正极，故为电解池阳极，I-失去电子生成
，H2S 与
反应生成S 和I-，因此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，
，
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，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。
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。
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【答案】(1)-90
(2)
< >
或
(或其他正确计算式)
(3)
14.4
【解析】（1）①根据题干可知，反应①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394kJ/mol，反应②H2(g)+
O2(g)=H2O(l)
ΔH2=-242kJ/mol，目标反应可由反应②×2-反应①得到，ΔH=(-242×2+394)kJ/mol=-90kJ/mol；
（2）图中信息可知，温度越高，则
越小，曲线I 和曲线Ⅱ是
与温度关系，曲线Ⅲ是H2转化率与温
度关系，
从后往前看，温度升高，曲线Ⅲ中从最高点到a 点，氢气转化率降低，说明升高温度，平衡逆
向移动，逆反应方向是吸热反应，正反应方向是放热反应，则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应
速率增大程度即
大于
，则代表
曲线的是Ⅱ、代表
曲线的是I；
①由上述分析可知，直线Ⅱ代表
曲线；
②由上述分析可知，正反应方向是放热反应，反应的活化能
＜
；
③图像从右向左看，升高温度，氢气转化率升高，当到达最高点之后，再升高温度，氢气转化率降低，说
明升高温度，平衡逆向移动，则最高点是平衡点，b 点尚未平衡，则b 点时反应速率
＞
；
T
④
2温度下，a 点时，反应达到平衡状态，体系压强为p，列三段式，
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平衡时气体的总物质的量为
，
则
；
（3）铜电极
发生还原反应转化为
，电极反应式为：
；
其中生成CH4的电极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，若铜电极上只生成6.4g CH4，其物质的量
n(CH4)=0.4 mol，则反应物消耗0.4molCO2，同时有3.2molH+通过质子交换膜，故则铜极区溶液质量增加了
。
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．
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：
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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 。
【答案】(1)低温
(2) 60% 0.105 a 随着温度的升高，反应II 平衡正向移动，反应I、III 逆向移动，均导致CO
的选择性提高
(3) CD 23:45
【解析】（1）根据I．
II．
III．
反应III=反应I-反应II，△H3=
H
△
1-
H
△
2=(-49.4kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-90.4kJ·mol-1,反应III 是△H3<0，
△S<0，反应自发进行满足△G=
H-T
S<0
△
△
，需要低温条件下满足自发进行；
（2）①充入
和
，发生上述反应，达平衡后，
为
，
为
，根据C
原子守恒，剩余的CO2为0.5mol，反应的CO2为1mol-0.5mol=0.5mol，甲醇的选择性为
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；
根据O 原子守恒，H2O 的物质的量为1mol×2-0.3mol×1-0.2mol×1-0.5mol×2=0.5mol，根据H 原子守恒，H2
的物质的量为
(3mol×2-0.3mol×4-0.5mol×2)=1.9mol；反应II 为前后系数相等的反应，Kp=
；
②根据I．
II．
III．
△H3=-90.4kJ·mol-1
升高温度，反应I 和III 逆向移动，反应II 正向移动，甲醇的选择性降低，曲线b 代表甲醇的选择性，CO
的选择性均升高，曲线c 代表CO 的选择性，曲线a 代表CO2的转化率；
曲线c 代表CO 的选择性随温度升高而升高，原因是：随着温度的升高，反应II 平衡正向移动，反应I、III
逆向移动，均导致CO 的选择性提高；
（3）①水形成的冰为分子晶体，粒子通过氢键和范德华力结合成晶体，答案选CD。
A
②
晶胞中有H2O 个数为1+8×
，B 晶胞中有H2O 的个数为：2+4×
=4，A 晶胞
的体积为
，B 晶胞的体积为
，二者体积之比为
=23：45。
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。
Ⅰ．甲苯催化重整制氢。主要反应有：
a．甲苯水蒸气重整：①
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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 [
]
【答案】(1)B
(2)–573.6kJ/mol
(3)一定温度下，出口处H2的含量随进料比增加先增大后减小。进料比小于7 1∶时，随水蒸气的增加平衡向
生成H2方向移动，出口处H2含量增加；进料比大于8 1∶时，水蒸气过量，稀释了H2的含量
(4)当进料比为7 1∶时，甲苯重整、甲烷重整等吸热反应为主；当进料比为8 1∶时，水汽变换反应为主
(5)8
(6)1 13
∶
【解析】（1）甲苯催化重整无论是水蒸气重整还是二氧化碳重整的反应都是气体物质的量增大的反应，
且反应都吸热，故高温低压条件有利于反应正向进行，故选B；
19
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（2）根据已知：
反应① C7H8(g)+7H2O(g)
7CO(g)+11H
⇌
2(g) ΔH1=+869.1kJ/mol
反应⑤ CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H
⇌
2(g) ΔH5=+206.1kJ/mol
反应C7H8(g)+10H2(g)=7CH4(g)可以由反应①-反应⑤×7 得到，则该反应的 ΔH= ΔH1-ΔH5×7=–573.6kJ/mol；
（3）温度一定时，左图中，进料比增大，H2含量增加，右图中，进料比增大，H2含量减小，因为甲苯水
蒸气重整反应H2O 和甲苯反应比是7:1，故进料比小于7 1∶时，随水蒸气的增加平衡向生成H2方向移动，
出口处H2含量增加；进料比大于8 1∶时，水蒸气过量，稀释了H2的含量，一定温度下，出口处H2的含量
随进料比增加先增大后减小；
（4）由图可知，当进料比为7 1∶时，随温度升高，H2含量增加，说明以甲苯重整、甲烷重整等吸热反应为
主，有利于平衡正向移动；当进料比为8 1∶时，随温度升高，H2含量减小，说明以水汽变换等放热反应为
主，平衡逆向移动；
（5）根据晶胞无隙并置的特点，观察晶胞上下面面心的Ce4+可知，它上下各有4 个O2-到它距离相等，8
个O2-构成正方体，故Ce4+的配位数为8；
（6）当晶体中Ce3+和Ce4+个数比为2：5 时，根据化合价代数和为0，Ce 和O 的组成比为7:13，若是
CeO2，Ce 和O 的组成比为1:2=7:14，故氧空位比为(14-13):13=1:13；
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：
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）。
20
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(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）。
(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。
21
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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）。
【答案】(1)
(2)
(3)
位点能量更低，生成的超氧自由基
更稳定
(4)三
(5)
68.75% 18.9
【解析】（1）Ⅰ：
Ⅱ：
根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ得
=
（2）甲烷脱氢得到的·CH3之间可以发生自由基反应生成CH3CH3，所以该过程中可能产生的烃类物质为
CH3CH3；
22
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（3）
位点能量更低，生成的超氧自由基
更稳定，所以该反应主要在
位点发生。
（4）活化能越大反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，整个偶联反应生成
过程的中第三步活化能最
大，反应最慢，则决定该反应速率快慢的是第三步。
（5）①依据表中数据，使用
，在相同时间内生成的乙醇最多，所以应选择
作催化剂。
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%，
设参与反应Ⅰ的甲烷的物质的量为amol、参与反应Ⅱ的甲烷的物质的量为bmol，
，解得a=1.1，b=0.5。则
的选择性为
，该温度
下反应Ⅰ的平衡常数
。
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
；
23
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主要副反应为
。
(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。
24
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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。
【答案】(1)>
(2)
(3)c d 根据反应热效应及分子数变化，升温正向移动，丙烷含量下降；加压逆向移动，丙烷含量
较高，故变化曲线为
(4)5
(5)降低 提高
【解析】（1）满足
可自发，观察可知该反应
，再结合该反应较高温度自发，可判定
该反应
（2）生成的丙烯可以发生加聚反应，反应的化学方程式为
；
（3）反应为
，根据反应热效应及分子数变化，其他条件不变时，升温正向
移动，丙烷含量下降；其他条件不变时，加压逆向移动，丙烷含量较高，故变化曲线为
；
（4）设充入惰性气体物质的量为
，在某温度、100
下，向反应器中充入
气态丙烷发生已知
反应。丙烷的平衡转化率为
，可列三段式：
25
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，平衡时混合气体总物质
的量为
，此时容器的体积为
；当丙烷的平衡转化率为
，可列三段式：
此时丙烷、丙烯、
物质
的量之和为
，混合气的总物质的量为
，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；
（5）根据题干描述，为提高丙烯的产率，应加快吸附态丙烯脱附，减缓吸附态丙烯深度脱氢，故需降低
步骤1 的活化能，提高步骤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：
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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。
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。
27
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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 。
【答案】(1)
(2)>
(3) Ⅳ 60% 0.48
(4) 0.24mol·L-1·min-1 向逆反应方向 增大
浓度或向平衡体系中加入0.8mol
【解析】（1）反应焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，则
。
（2）若甲、乙两个密闭容器起始时的容积、温度及投料方式均相同，甲：恒温恒压，乙：恒温恒容，正
反应物质的量减小，根据等效平衡原理，甲和乙相比，乙相当于减压，乙
平衡逆向移动，反应达平衡时
产率：甲>乙。
（3）①根据第1 小问结果，该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，则升高温度
与
含量减小，
与
的含量升高，平衡时
、
、
、
的比例为2：6：1：4，则曲线I
为
，曲线II 为
，曲线III 为
，曲线IV 为
；
②图中曲线I 为
，曲线Ⅲ为
，曲线交点a 为氢气和水平衡时的体积分数相等，根据反应
可知，假设初始氢气为
，反应中氢气转化
，水转化
，则平衡时有
，解得
，由于
与
的物质的量之比为1：3 进行投料，则初
始
为
，
转化的物质的量为
，故图中曲线交点a 对应的
转化率为
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；
③根据上面分析可知a 点时
、
、
、
的物质的量分别为
、
、
、
，则交点a 对应条件下平衡体系中
的分压为
。
（4）①如图可知，0~5min 内水分子浓度由0 上升至0.8mol/L，则
，根据反应方程式
，氢
气和水的计量系数比为6：4，由于反应速率比等于计量系数比，则
；
②如图可知，第7min 时水浓度增加0.4mol/L，7min 以后水的浓度减小，则平衡移动的方向是向逆反应方
向移动，采取的措施可能是增大
浓度或向平衡体系中加入0.8mol
。
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)。
29
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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= 。
【答案】(1)C
(2) 280℃ b 反应未达平衡，CO2的转化率逐渐增大，反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ，故甲
醇的选择性快速下降 22.5%
【解析】（1）根据盖斯定律，反应Ⅲ可以看作是反应Ⅰ和反应Ⅱ的加和：
，根据题目描
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述，
，即
，从图中可以看出，反应Ⅰ的
随温度升高而增大，说明
，反应
Ⅱ的
随温度升高而减小，说明
，因此
且
，
，所以
的范围为
；
（2）①根据题干信息，甲醇的时空收率Y 与甲醇的产率成正比，280℃时，Y 最大，即甲醇产率最大，也
就是说280℃是生成CH3OH 的最佳温度；
根据(1)题结论以及a、b 两条曲线变化趋势可知，反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，升高温度
n(CH3OH)减小，转化为CH3OH 的CO2减小，n(CO)增加，转化为CO 的CO2增加，则S(CH3OH)降低，图
中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是b；
280℃后，曲线b 快速下降的可能反应未达平衡，升高温度，CO2的转化率逐渐增大，反应Ⅰ速率的增大程
度远大于反应Ⅱ，故甲醇的选择性快速下降;
故答案为：反应未达平衡，升高温度，CO2的转化率逐渐增大，反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ，故
甲醇的选择性快速下降
②根据图像信息可知，280℃时，CH3OH 的选择性为77.5，根据反应Ⅰ和反应Ⅱ以及元素守恒和选择性的
表达式可得，
，
，
，所以
；
，已知
，进气流量4.5 mmol·min－
1、n(CO2)：n(H2)=1：3 ，所以
的进气流量为
，根据单位换算，1h 通入CO2的物质
的量为
，催化剂质量为 0.5 g，因此
，
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=CO2转化率×CH3OH
的选择性，280℃时甲醇的选择性为77.5%，所以
，故
；
③根据题意，该气体流速下的转化率为平衡转化率，若假设装置中起始时含有
气体，那么起始
时
、
，反应Ⅰ中
，反应Ⅱ
，则
假设反应Ⅰ达到平衡后再发生反应Ⅱ并达到平衡，且平衡时n 总=0.038xmmol，则有如下三段式；
反应Ⅰ的三段式为：
，
反应Ⅱ的三段式为：
，
根据平衡时转化率为50%，可知a=0.005x，n 总=0.01x-a+a-b+0.03x-a-2b+a+b=0.04x-2b=0.038xmmol，解得
b=0.001xmmol，则平衡时
、
、
，
,可以得到反应Ⅰ的
。
题型06 综合考查化学反应原理
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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．
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
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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
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
。
【答案】(1) 反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，
(2)
(3)
81
【解析】（1）①根据盖斯定律可得反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，方程式相加则对应平衡常数相乘，可知
；
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②活化能越高反应速率越慢，活化能最高时为生成
的决速步骤，由图可知，决速步骤的化学方程
式为
；由Ⅲ．
可知1mol
和2mol
的总能量与1mol
的总能量之差是
，反应历程图中表示
的是1 个
分子和2 个
分子的总能量与1 个
分子的相对能量之差是meV，则meV=
eV ，m 的值约为0.94。
（2）①一定温度下，在恒容体系中加入
和
，发生反应：Ⅳ．
；Ⅴ．
，同时发生两个反应且反应Ⅳ反
应前后气体分子数不同
a．
体系不一定达到平衡状态 ，不符合题意 ；
b．体系的压强保持不变，因反应Ⅳ反应前后气体分子数不同，恒容体系当压强保持不变，说明体系一定
平衡，符合题意 ；
c．混合气体的平均摩尔质量保持不变，因反应Ⅳ反应前后气体分子数不同，反应前后气体物质的量变
化，平均摩尔质量也变，当其不变说明体系一定平衡，符合题意 ；
d．混合气体的密度保持不变，恒容体系气体体积、质量均不变，密度始终不变，当其不变体系不一定达
到平衡状态，不符合题意 ；
故选：
；
②平衡时
的分压为
，同温同体积条件下，物质的量与压强成正比，则
，
可得平衡时
，
；
35
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；
（3）①电解时
生成
得电子化合价降低，作阴极连电源的负极
，即电源的负极是
；
②催化电极为阴极，阴极的电极反应式为
；
③当催化电极生成
时，
物质的量为
，电路中转移
，双极膜向阳极室移
动
，阳极室发生反应
，放出
的物质的量
，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
37
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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 。
【答案】(1)
高温
(2)AC
(3)
（或
）
(4)0.01MPa
(5)
(6)<
(7)
时，反应未达平衡，其他条件不变时，随着温度的升高，化学反应速率加快，甲醇的产量增
大：
时，反应已达平衡，随着温度的升高，反应平衡逆移，甲醇产量降低
【解析】（1）由盖斯定律可知：反应1+反应2 可得
，则
；该反应为吸热反应且
、
，
根据
时反应自发进行，则该反应在高温条件下进行有利于该反应自发进行；
（2）A．反应1 中C 是固体，恒温恒容容器内，随着反应的进行，混合气体的质量逐渐增大，则密度逐渐
增大，当密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，A 正确；
B．反应1+反应2 可得
，假设反应完全进行到底，则H2的体积分数为
，但可逆反应不能进行到底，则H2的体积分数一定小于
，B 错误；
C．平衡时向容器中充入惰性气体，容器内总压强增大，但是恒容条件下各物质浓度不变，平衡不移动，
则平衡体系中CO 的体积分数不变，C 正确；
D．总体考虑该反应体系，反应1-反应2 得:
，该反应的平衡常数为
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，则平衡时缩小容器体积，温度不变，平衡体系中
不变，D 错误；故选AC。
（3）决速步骤是反应速率最慢的，活化能最大的步骤，方程式为：
（或
）；
（4）平衡时
的转化率为50%，则平衡时水的物质的量为0.5mol，则
的物质的量是为0.1mol，设
反应1 消耗水得物质的量为xmol，列出三段式得
，
，则
，解得x=0.3mol，此时容
器中总气体的物质的量为（0.5+0.1+0.5+0.2）mol=1.3mol，起始压强为0.1MPa，则此时总压强为
，反应1 的平衡常数
；
（5）该反应正向是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，甲醇的产量增大，故压强最大的为
P1；
（6）在550K、
条件下，M 点在平衡曲线上方，此时反应逆向进行，故所示的反应状态中甲醇的生成速
率<甲醇的消耗速率；
（7）
，反应为放热反应，
时，反应未达平衡，
39
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其他条件不变时，随着温度的升高，化学反应速率加快，甲醇的产量增大：
时，反应已达平衡，
随着温度的升高，反应平衡逆移，甲醇产量降低。
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，
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
40
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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)。
【答案】(1)
低温
(2)>
16.67
[或
]
(3)催化剂M 降低了反应的活化能 Pd 膜能选择性分离出
，促进反应正向进行
【解析】（1）反应物总键能：CO 中有1 个C = O 键，3H2中有3 个H - H 键，所以反应物总键能
，生成物总键能： CH4中有4 个C - H
键 ，H2O 中有2 个O - H 键，所以生成物总键能
，根据
反应物总键能 - 生成物总
键能，则
；该反应
（放热反应），反应
，气体的物质的量减少，
，根据
（T 为绝对温度），
当
时反应自发进行，要使
，因为
，
，则需要低温条件；
（2）①3min 时，CH4和CO 的物质的量仍在变化，反应向正方向进行，故
；
②在体积为VL 的恒容密闭容器中，充入1mol
和5mol
，由图知，10nim 达到平衡，平衡时
41
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，
，由三段式
得，
，
的体积分数为
；
③设反应后气体的总压强为p，则有
，解得
，则
[或
]；
（3）从图 1 能量 - 反应过程曲线可以看出，加入固体催化剂 M 后，反应的活化能降低；根据图 2，
可以透过Pd 膜从体系中分离出来，根据化学平衡移动原理，减小生成物的浓度，会使平衡正向移动。
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：
42
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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 。
43
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(6)随
增加，烯烃选择性减少，烷烃增加的可能原因为 。
【答案】(1)
(2) 8.5
(3)
(4)18
(5)Zr 含量减少，吸附的CO 量减少，CO 转化率降低
(6)随Zn 的量增多，吸附
的量增多，产生
、
增多，与烯烃反应，使烷烃量增加，烯烃量减少
【解析】（1）根据盖斯定律，
可以由
减去
得到，则该过程的
；
（2）当
，方铁矿(
)可写为
，根据化合物化合价为零的规律，有关系式
，解得
，则
=8.5；磁铁矿主要成分为
与
石墨矿反应转化为方铁矿
与CO，则化学方程式为
；
（3）从电催化
还原制备碳氢化合物装置图-2 可知，装置中使用了质子交换膜，左侧惰性电极发生
氧化反应，该电极为阳极，右侧石墨烯电极发生
或
等碳氢化合
物，为还原反应，该电极为阴极，其中生成
的电极反应式为
；
44
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（4）左侧惰性电极为阳极，发生电极反应式为
，且
由阳极室通过质子交换膜移
向阴极室，每转移2mol 电子，生成0.5mol
，移走2mol
，阳极室溶液质量减少
；
（5）从
催化
、
生成
及碳氢化合物，部分反应机理图-3 可看出，
需吸附在
上
转化生成
或碳氢化合物，当
大于1 后，随比值增大，
含量减少，吸附CO 的量降
低，则转化率降低；
（6）从部分反应机理图-3 可看出
吸附在
上产生
、
，再生成
或碳氢化合物，随
增加，则Zn 的含量增多，吸附
的量增多，产生
、
增多，会与烯烃反应，生成烷烃
从而使烷烃量增加，烯烃量减少。
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：
。
45
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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
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）。
【答案】(1) 异丁烯 低温
46
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(2)
(3)
(4)
【解析】（1）能量越低越稳定，可知异丁烯更稳定；正丁烯能量高于异丁烯，故异构化反应是放热反
应，故异构化反应应该在低温进行，使平衡正向移动 ，更多的转化为异丁烯；
（2）正丁烯异构化（三种产物，考虑立体异构），基元反应ii、iii 生成的分别是顺-2-丁烯和反-2-丁烯，
基元反应iii 为
，基元反应
参考基元反应ii 的反应过程是脱去氢离子，
则基元反应V 是：
；
（3）反应焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和，
；
（4）①
时，异丁烯物质的量为
，
时，异丁烯物质的量为
，
时，异丁烯物质的量为
，
时，异丁烯物质的
量为
，
时，异丁烯物质的量为
，故异丁烯收率最高时
的反应温度为
，异丁烯的收率为
；
②异丁烷转化的物质的量1mol×35%=0.35mol，异丁烯的物质的量0.35mol×80%=0.28mol，
47
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，
，
，
，
，
，
，
时压强为p，
；
；
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 。
48
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②反应
的平衡常数
。
［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)
【答案】(1) 分液漏斗(或滴液漏斗)
(2)温度升高，
、
的溶解度下降，NO 脱除率下降；随着时间的延长
转化为
，而
对NO 的吸收能力极低，NO 脱除率下降
(3)
溶液至产生的气体不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，冰水浴冷却，再加入浓盐酸(无水乙醇)至
有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤2-3 次
【解析】（1）①由图可知，仪器a 的名称为分液漏斗(或滴液漏斗)；Co 为27 号元素，则基态
的核外
电子排布式为[Ar]3d7；
49
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②反应
的平衡常数
；
（2）①结合题给信息可知，
对NO 吸收能力很强，而
对NO 的吸收能力极
低，另外温度越高，气体的溶解度越低，故答案为：温度升高，
、
的溶解度下降，NO 脱除率下
降；随着时间的延长
转化为
，而
对NO 的吸收能力极低，NO 脱
除率下降；
②根据题给信息可知，
对NO 吸收能力很强，而
对NO 的吸收能力极低，而钴
氨溶液经过多次循环吸收NO 后，
转化为
，KI 溶液中的碘离子具有还原性，
则答案为：
；
（3）
中Co 为+2 价，需要加入氧化剂，再结合信息
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，和题给试剂，可以利用氯化铵水解生成稀盐酸，故实验
方案为：在通风橱中将制得的
溶液加热至55℃左右，边搅拌边加入适量氯化铵，再加入
溶液至产生的气体不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，冰水浴冷却，再加入浓盐酸(无水乙醇)至有
大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤2-3 次。
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 。
50
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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 。
(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。
51
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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 。
【答案】(1)分离出H2O(g)，促进平衡正向移动，增大CO2的转化率 CH2O 含π 键电子，Cu＋与之形成
较强的配位键，原先吸附剂吸附的CH3OH 被CH2O 替代
(2)该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度
(3)
Mg 的金属性强于Al，MgO 的O 负电性更强，MgO 的O 更易进攻活化CO2中的碳氧键
【解析】（1）①根据信息可知该分子筛膜能选择性分离出H2O(g)，分离出产物H2O(g)，能促进平衡正向
移动，增大CO2的转化率。
②根据信息可知Cu＋能与π 键电子形成作用力较强的配位键，而CH2O 含π 键电子，Cu＋与之形成较强的配
位键，原先吸附剂吸附的CH3OH 被CH2O 替代。
（2）根据信息可知CH4和CO2的起始投料相同，而反应Ⅲ中两者也是按1:1 反应，则推断500～800℃范围
内，CO2的平衡转化率低于CH4的原因是该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度。
（3）
①由
的变化过程可知，
中与M 相连的O-和与R 相连的C 原
子相结合，得到碳酸酯X 的结构简式为
。
MgO
②
活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是Mg 的金属性强于Al，MgO 的O 负电性更强，MgO 的O
更易进攻活化CO2中的碳氧键。
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 。
52
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(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 。
(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：
53
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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： 。
【答案】(1)
(2)
(3)AD
(4)
(5)
BD
54
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(6)
【解析】（1）基态氮原子的价层电子排布式为
；
（2）由图示可知①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)
H
△
1，②NO2(g)+O3(g)=NO3(g)+O2 (g)
H
△
2，③NO3(g)
+NO2(g)=N2O5(g)
H
△
3，N2O5(g)+H2O(l)=2HNO3(l)
H
△
4，根据该斯定律可得①×2+
+
+
②③④即得到反应
的焓变
；
（3）
，则较低温度下该反应的自发性更强，故A 正确：
B．增大原料气的通入流速，难以充分吸收CO，故B 错误：
C．
中
的配位数为4，故C 错误；
D．降低压强，吸收反应的平衡逆向移动，因此吸收后的溶液可在低压环境中实现再生，故D 正确；
故选AD。
（4）由图可知，反应
的活化能最大，反应速率最慢，是该历程的决速步骤；
故答案为：
；
（5）①
，参加反应的
，则平均反应速率
；
②依据题意，平衡时的气体组分为NO、
、
、
和
，列出三段式（单位均是mol）：
平衡时容器内气体总物质的量为
，所以平衡常数
55
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；
③
气体的质量不变，容器体积不变，则气体的密度一直保持不变，则气体密度不变不能说明该反应达到
平衡状态，故A 错误；
B．反应过程中，气体的物质的量在发生变化则气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应已达到平衡
状态，故B 正确；
C．
说明反应达到平衡状态，故C 错误；
D．气体颜色不变，说明
的浓度不变，即反应达到平衡状态，故D 正确；故答案为：BD；
（6）由图可知，电极a 上
转化为
，该区的电解质溶液为稀
，环境呈酸性，且
发生氧化反
应，电极反应式为
。
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
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___________。
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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 。
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)。
【答案】(1)
(2)
不变
57
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(3)ACD
(4) 增大
在
区间，
增大，平衡
正向移动，导致溶液
中
元素总浓度下降
0.72
【解析】（1）利用盖斯定律，将反应Ⅱ-Ⅲ得：
。
（2）反应
中
为固体，平衡常数表达式
。
平衡常数只受温度的影响，平衡体系溶液中加入
固体，溶液的温度不变，则平衡常数不变。
（3）A．在含
的
的溶液体系中，溶液中R 浓度不变，可说明反应达到了平衡状态，A 项
正确；
B．加入
，溶液中
增大，虽然三个平衡均正向移动，但根据勒夏特列原理，
的转化率
反而减小，B 项不正确；
C．根据
可判断R 水溶液相当于弱碱，
可水解呈酸性，离子方程式可表示为
，即
，C 项正确；
D．
时，
，即
，D 项正确；
故选ACD。
（4）①总R 浓度不为0 时，由图可知，
在
之间，
增大或总R 浓度增大，浸出液中总
元素
浓度增大，原因是
增大，平衡
逆向移动导致
增大，总R 浓度增大，也会导致
增大，从而使平衡
正向移动，
减小，溶解平衡
58
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正向移动，浸出液中总
浓度增大。pH 在
区间，
继续增大，
正向移动，导致溶液中
元素总浓度下降；
②
为
之间，随着
增加，
浓度增加，
会继续与
反应转变为
，使
溶液中
元素的浓度上升；
③根据Kb=
=
=1.8×10-5，
……①。总R 浓度为5 mol·L-1，依据物
料守恒c(RH+)+c(R)+4c{[ZnR4]2+}=5 mol·L-1，c(RH+)+c(R)= 5 mol·L-1-4×0.07mol·L-1=4.72mol·L-1……②，解
得：c(RH+)=0.72 mol·L-1。
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。
59
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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。
60
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【答案】(1)
(2) > > 在温度和总压一定时，充入
气体可降低
气体的分压，同时
与反应
生成的
反应而降低
的分压，两者均可使平衡正向移动，因此a 点
平衡转化率高
(3)
脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高
【解析】（1）由反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应：
，该反应的
反应物的总键
能-生成物的总键能=
=
=
，由盖斯定律得：
，则
=
=
；
（2）①由图可知，温度升高，
的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，则反应Ⅲ为吸热反应，即
；b 点和c 点对应的反应体系中，
的平衡转化率相等，但b 点的温度较高，b 点正反应速率大
61
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于c 点正反应速率，由于体系处于平衡状态，即
，因此
；
a
②点可看作是在
反应体系中充入
气体，则a 点
的平衡转化率比
b 点高的原因为：在温度和总压一定时，充入
气体可降低
气体的分压，同时
与反应
生成的
反应而降低
的分压，两者均可使平衡正向移动，因此a 点
的平衡转化率高；
③由图可知，800K 时b 点
的平衡转化率为0.2，列三段式：
由于该体系为恒压体系，则平衡时
，
，则此时分压平衡常数
；
（3）①研究表明，在Pt 催化剂表面发生
直接脱氢制备
，总反应为：
+
，结合其它步骤的反应机理，补全步骤3 为：
；
②由反应历程图可知，
脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高，因此
更容易发生脱氢反应而
形成积碳，从而导致
的选择性降低，所以
在
催化剂表面直接脱氢，
的选择性
低，结合反应历程图其原因为：
脱附反应的能垒比其深度脱氢的能垒高。
62
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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：
，
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
63
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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。
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 。
【答案】(1) < N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压可加快该限速反应并有利于平衡
向生成氨方向移动，从而提高产率
(2)-1.5
(3)减小
(4)7
64
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【解析】（1）①由图可知，使用催化剂1 时反应速率更快，说明催化剂1 降低反应活化能的效果更好，
则活化能
<
；
②工业上往往使原料气中 N2适当过量，其理由是：N2的吸附与分解是合成氨的限速步骤，提高N2的分压
可加快该限速反应并有利于平衡向生成氨方向移动，从而提高产率。
（2）由
在平衡状态下相等，则Kp=
=
=
，
=-1、β = –1.5、
。
（3）①反应I 是放热反应，反应II 是吸热反应，在恒容条件下升高温度，反应I 平衡逆向移动，反应II 平
衡正向移动故甲醇选择性减小；
②设起始投料 n(CO2) : n(H2) = 1 : 3，CO2转化率为50%，其中80%转化生成CH3OH、20%转化生成CO，
列出“三段式”
=0.5、
0.8，解得x=0.4，y=0.1，初始压强为
，则平衡压强为：
，则该条件下反应II 的分压平衡常数
=
。
（4）CeO2在Ar 气中加热失重主要是失去部分氧原子，生成 CeO2-δ。1mol CeO2的质量为199g，由失重率
65
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2.01%计算可得，剩余n(O)=
，新化学式约为 CeO1.75，已知每个晶胞含
=4 个Ce，故对应含7 个 O2-，即每个晶胞拥有7 个氧离子。
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 。
66
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(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
；
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”)。
【答案】(1)
增大
(2) d 升高温度，促进反应I 正向进行，抑制反应II，低温时，以反应II 为主，高于655℃，以反应I
为主
(3)
1.2 减小
【解析】（1）根据盖斯定律，反应II-反应I×2 可得
，
=
；反应I 正反应吸热，升高温度，平衡正向移
动，
增大；
（2）升高温度，反应I 平衡正向移动，反应II 平衡逆向移动，
增大，
减小，增大压强，反
应II 平衡正向移动，
增大，
减小，则压强为
时，
、
的摩尔分数随温
度变化的曲线分别是d、a；则压强为
时，
、
的摩尔分数随温度变化的曲线分别是
c、b；表示压强为
时，
的摩尔分数随温度变化的曲线是d；
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：升高温度，促进反应I 正
向进行，抑制反应II，低温时，以反应II 为主，高于655℃，以反应I 为主；
（3）根据(2)中分析，M、P 两点温度相同，压强相同，
的转化率相同，
为80%，
为10%，则
为10%，N 点
为40%，
为40%，则
为20%，说明N 点
67
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的转化率较小，M、N、P 三点对应
的转化率大小关系为：
；
根据碳原子守恒，655℃时，N 点
、
、
分别为0.2mol、0.4mol、0.4mol；根据反应
I．
、II.
反应共消耗
为
0.4mol+0.4mol×4=2mol，余下
2mol，生成
为0.4mol+0.4mol×2=1.2mol，此时体系内气体总的
物质的量为(0.2+0.4+0.4+2+1.2)=4.2mol，655℃时，N 点压强为
，则
、
、
、
的分压分别为
、
、
、
，反应I 的平衡常数
=
=1.2；
600℃，压强为
时，若增大投料比
，
的转化率变大，根据图像中a、d 两条曲线可
知，
增多，
减少，则重新达平衡后，
的值将减小。
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
68
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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
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。
69
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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)
。
【答案】(1)
(2) BC 0.05
> 0.44
(3)ABC
【解析】（1）根据盖斯定律，
，故反应ⅲ
；
故答案为：
；
（2）①A．温度升高正反应和逆反应速率均增大，速率常数k 增大，A 项错误；
B．由图可知，催化剂
斜率较小，即改变相同温度，
变化值较小，活化能E 较小，催化剂
的
催化效率更高，B 项正确；
70
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C．平衡时
，由平衡常数
可知
，C 项正
确；
D．催化剂通过改变反应历程，从而改变反应所需的活化能，D 项错误；
故选BC；
②由三段式：
则
的平均反应速率为
；该反应为气体分子数目减少的反应，平
衡后再充入2
，相当于初始投入4
和4
，压强增大平衡正向移动，平衡
时
浓度大于2 倍的充入前
浓度，即
，该反应平衡常数
。
故答案为：BC；
；>；0.44；
（3）①A．
中存在4 个
键，中心原子P 上无孤电子对，其杂化类型为
，A 项正确；
B．
分子中
键角有三种，分别为90°、120°和180°，B 项正确；
C．
中P 原子只有5 个价电子，但在该离子中P 原子形成了6 个共价键，则其中一个为配位键，C
项正确；
D．
、
的中心P 原子均不满足8 电子稳定结构，D 项错误；
故选ABC；
71
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②
熔融时形成一种能导电的液体属于离子晶体，由晶胞结构可知，每个晶胞中含有1 个正四面体形阳
离子
和
个正八面体形阴离子
，则该晶体的密度为
。
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：
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 。
72
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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
【答案】(1) sp2 (a-b)kJ·mol-1
(2) 0.031 D
(3) < C
【解析】（1）①SO2中心原子为S，价层电子对为2+
，杂化方式为sp2；
73
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②反应热
H=正反应的活化能-逆反应的活化能=(a-b)kJ·mol-1；
（2）①M 点时，
和
的投料比为1.0，
p=72kPa，起始压强为240kPa，
p(SO2)=p(Cl2)=120kPa，列出三段式：
p=[240- (120-x+120-x+x) ]kPa=72kPa，x=72kPa，p(SO2)=p(Cl2)=48kPa，p(SO2Cl2)=72kPa，Kp=
；
②由题图1 可知，进料比为2 时，
p=60kPa，根据“等效平衡”原理，该反应中SO2和Cl2的化学计量数
之比为1:1，则SO2和Cl2的进料比互为倒数(如2 与0.5)时，
p 相等，所以曲线中能准确表示温度下随进
料比变化的是D；
③反应
为放热反应，温度升高平衡逆向移动，
p 减小，在SO2和
Cl2的进料比相同时，温度越高，
p 越小，故T2温度下的
p 小于T1温度下的
p，曲线如下图：
；
（3）①相同时间内生成的D 的浓度大于生成G 的浓度，说明反应ii 速率大于反应iii 的速率，活化能越
小，速率越大，故E2<E3；
②由图可知，在60min 时生成的1，4-二(氯甲基)苯(D)最多，因此答案选C。
74
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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 。
(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：
75
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为减少副产物的生成，反应条件应选择 (“高温”或“低温”)，原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3)> 恒温恒压下，通入水蒸气，平衡向气体分子数增加的方向移动
(4)m 2.4
(5) 高温 温度越高，两个反应平衡常数越大，平衡正移，生成亚硫酸铵和焦亚硫酸铵越难进行
【解析】（1）SO2的中心S 原子的价层电子对数为
，所以
中S 的杂化方式是
；
（2）
，则由盖斯定律可得：
；
（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，水蒸气不参与反应，恒温恒压下通入不参与反应的气体，容器体积增大，参与反应的气体物质的量
不变，各反应组分压强减小，平衡向气体分子数增加的方向移动，因反应I 是气体分子数增加的反应，即
平衡正向移动，则
，依据是：恒温恒压下，通入水蒸气，平衡向气体分子数增加的方向移动；
（4）①
，则由盖斯定律得：
，反应Ⅴ为放热反应，则升高温度，平
衡逆向移动，平衡常数Kp减小，
也减小，因此表示反应
的曲线是m；
（5）②由图可知，
、
，则
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、
，则反应III：
，所以
；
（6）根据lgK1、lgK2与T 的关系式可知，升高温度，K1、K2均增大，反应均正向进行，则为减少副产物
的生成，反应条件应选择高温，原因是：温度越高，两个反应平衡常数越大，平衡正移，生成亚硫酸铵和
焦亚硫酸铵越难进行。
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：
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)。
77
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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
。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
。
【答案】(1)+239.1kJ·mol-1
(2) 甲为绝热体系，反应时放热使体系温度升高使压强增大的影响程度大于体系气体的总物质的量减小使
压强减小的影响程度，故压强增大 0.01p 小于
(3)66.7%
(4) 64 使用更高效的催化剂(或增大催化剂的比表面积)
【解析】（1）CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)可以由“副反应×2-主反应”得到，由盖斯定律得：
ΔH3=ΔH2×2-ΔH1=41.1kJ·mol-1×2-(-156.9kJ·mol-1)=+239.1kJ·mol-1；
（2）①由于甲容器是绝热容器，反应放热使体系温度升高，且正反应是气体分子数减小的反应，但从开
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始到a 点压强增大，则反应时放热使体系温度升高使压强增大的影响程度大于体系气体的总物质的量减小
使压强减小的影响程度，所以甲容器中，从开始到a 点压强增大的原因是：甲为绝热体系，反应时放热使
体系温度升高使压强增大的影响程度大于体系气体的总物质的量减小使压强减小的影响程度，故压强增
大；
②设乙容器中，从开始到b 点CO2变化量为a，列出三段式：
恒温恒容下，气体物质的量之比等于其压强之比，则
，解得a=0.1mol，则b
点时CO2分压为
=0.9p Pa，同理求得CO2起始分压为p Pa，则用CO2分压变化表示的反应速率
为
；
③主反应为放热反应，甲容器绝热，故d 点甲容器温度高于乙，甲中平衡相对乙逆向移动，平衡常数减
小，所以c 点平衡常数小于d 点平衡常数；
（3）500℃时，向1L 恒容密闭容器中充入4mol CO2和12mol H2，初始压强为p，20min 时主、副反应都达
到平衡状态，测得c(H2O)=5mol/L，体系压强为
p，建立三段式：
由题意可得：2x+y=5，根据物质的量之比等于压强之比得：
，解得x=2，y=1，则平衡时CH4
79
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的选择性=
66.7%；
（4）将曲线a 上两点数据代入Arrhenius 经验公式
得：8.0=-3.2×10-3Ea +C，1.6=-3.3×10-3Ea
+C，联立两式解得：Ea=64kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b 所示，曲线b 没有曲线a
陡峭，说明曲线b 对应的活化能较小，即改变外界条件，使活化能降低，则实验可能改变的外界条件是：
使用更高效的催化剂(或增大催化剂的比表面积)。
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 。
80
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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)。
【答案】(1)+125
(2)CD HZSM-b 280
寻找催化效果更好的催化剂
(3) 压强 25%
【解析】（1）已知反应：
；
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反应
：
；
根据盖斯定律，方程式+
可得
，故其反应热
=+125
；
（2）①A．没有描述反应方向，不能说明正逆反应速率相等，不能判断是否达到平衡，故A 不选；
B．反应在恒容反应器中进行，容器的体积和气体的总质量都不变，容器内气体密度始终不变，不能判断
是否达到平衡，故B 不选；
C．该反应为气体体积相等的反应，容器为绝热容器，容器内气体压强不变说明温度不变，则正逆反应速
率相等，能说明达到平衡，故C 选；
D．
不变，即K 值不变，证明温度不变，能说明达到平衡，故D 选；
答案为CD；
②由图1 可知，选择催化剂HZSM-b 时，在相同温度下比选择催化剂HZSM-a 时，二甲醚的转化率高，故
选择的催化剂为HZSM-b；温度为280
时，二甲醚的转化率比其它温度下高，故选择的温度为280
；
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，可采取的措施是寻找催化效果更好
的催化剂；
（3）①反应II 是吸热反应，由图2 可知，横坐标X 的值越大，平衡时
的含量越小，说明平衡正向
移动，则X 代表温度，L 就代表压强；
②已知A 点反应达到平衡，此时
的含量为50%，起始投料为
和
，列三
段式如下：
有
，解得x=0.25，则
的转化率为
；平衡时CH3OH 的物质的
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量为1.75mol，H2O(g)的物质的量为0.75mol，H2的物质的量为0.75mol，CO2的物质的量为0.25mol，
n(总)=3.5mol，则Kp=
=
。
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
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 。
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(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）
【答案】(1) C +158.8kJ/mol
(2) c 降低乙苯分压并消耗氢气，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动
(3) 3.2 增大
(4)
【解析】（1）①该反应为气体分子数增大的吸热反应，则为提高乙苯的平衡转化率，应选择高温、低压
条件才能使平衡正向移动，故选C；
②将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，反应①+②可得二氧化碳和乙苯反应制备苯乙烯的反
应，则反应ΔH=(+117.6 kJ/mol)+( +41.2 kJ/mol)= +158.8kJ/mol；
（2）乙苯制备苯乙烯均是气体分子数增大的反应，恒压条件下，增加其他气体的用量，相当于减压，平
衡正向移动，相应的乙苯转化率也就越高，故原料气配比为只有乙苯时，其转化率最低，曲线是c；
相同温度下，乙苯的平衡转化率曲线a 大于曲线c，且a 大于b，则a 表示
；原因是
充入二氧化碳气体降低乙苯的分压并消耗乙苯制备苯乙烯反应生成的氢气，使得平衡
正向移动，使得乙苯脱氢制备苯乙烯的反应正向移动，乙苯
转化率提高；
（3）设向反应器中充入1mol 气态乙苯发生反应C6H5C2H5 (g)
C6H5CH=CH2(g) +H2 (g)，乙苯的平衡
转化率为80%，平衡时氢气的移出率为90%，可列三段式：
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，平衡时混合气体总物质的量为
mol=10.08mol，则
、
、
，平衡常数
；保持反应条件不变，继续通入一定量
，乙苯的分压减小，平衡正向移动，乙苯的
平衡转化率增大；
（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，说明产生的积碳能和水蒸气反应，化学方程式为
。
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：
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。
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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)
。(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。
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以下温度，二甲醚产率最高的是_______。
A．300℃
B．350℃
C．400℃
D．450℃
【答案】(1)
(2)
温度较低时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，升高温度
平衡逆移，
平衡转化率减小；温度较高时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅲ，反应Ⅲ为吸热反应，
升高温度平衡正移，
平衡转化率变大 温度高于350℃时主要发生反应Ⅲ
(3)66.7%
(4)D
【解析】（1）由盖斯定律可知，反应I×2+反应Ⅱ可得
加氢制
总反应
△H=2△H1+△H2=
。
（2）反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应I 是气体体积减小的反
应，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大，因此压强
、
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、
和
由大到小的顺序是
；
平衡转化率随温度升高先减小后增大，原因是：温度较
低时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆移，
平衡转化率减
小；温度较高时，
平衡转化率主要取决于反应Ⅲ，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度平衡正移，
平衡
转化率变大。
（3）根据已知条件列出“三段式”
z=0.1，1-x-z=0.4，y=0.2，则x=0.5，平衡时
转化为
的选择性=
=66.7%，平衡
时气体总物质的量为0.8mol+0.1mol +0.2mol +0.4mol +0.1mol +1.4mol=3mol，
加氢制
总反应
用摩尔分数表示的平衡常数
。
（4）由给定图可见，随温度升高，CO2转化率不断增大而CH3OCH3选择性降低，二甲醚的选择性增大，
在450 ℃时二甲醚的产率最高，选D。
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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．
(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 。
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【答案】(1)
(2)CD
(3) 800K~900K 时，主要发生SRM 反应，投料比n(CH4):n(H2O)=3:2，且SRM 反应过程中的消耗量样，所
以转化率之比一直约为2:3 DRM 反应开始发生，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，二
氧化碳转化率升高 71.67 59.2
(4)可以将二氧化碳转变为气体燃料，更有利于实现碳中和
【解析】（1）根据盖斯定律求目标方程式的
可得
，故答案为：
；
（2）根据
反应自发进行，将题中数据带入公式为
，计
算可知
，故选CD；
（3）①根据题意，若向密闭容器中按
通入混合气，由题图列出SRM 的
三步法：
根据(2)可知，DRM 反应需T>950.5K 时才自发，800K~900K 时，CH4和H2O 的转化率之比一直约为2:3，
可能原因是只发生SRM 反应，投料比
且SRM 反应过程中的消耗量一样，所以转化
率之比一直约为2:3；
950K~1100K
②
，此时DRM 反应开始发生，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化
率增大；
③根据题意，向密闭容器中按
通入混合气，且H2O 的转化率为90%，
CO2的转化率为35%，列出SRM、DRM 的三步法：
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所以
，
。
（4）化学层面的“碳中和”主要指将二氧化碳重新生成对人类生产生活有用的含碳有机物,所以相较于单
独的SRM 反应，甲烷催化双重整(BRM)可以使二氧化碳转化为气体燃料，更有利于实现碳中和。
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 。
【答案】(1)＋255.7
(2)乙
(3)60.7
(4)正向 不变
(5)15%
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【解析】（1）由盖斯定律，反应ⅱ-反应ⅲ×2 得反应
，
；
（2）已知，甲表示
(g)平衡转化率的曲线；反应ⅰ、ⅱ为吸热反应，反应ⅲ为放热反应，随着温
度的升高，反应ⅰ、ⅱ平衡正向移动，反应ⅲ平衡逆向移动，反应ⅲ逆向移动CO2转化为CO，故温度升
高CO 的选择性增大，CO 的选择性+CO2的选择性=1，则CO2的选择性减小，则表示CO2选择性的曲线为
丙，表示CO 选择性的曲线是乙，表示乙醇的转化率的曲线是甲；
（3）
℃时，乙醇转化率为70%，则反应乙醇0.7mol、剩余乙醇0.3mol，根据碳守恒，生成二氧化碳、
一氧化碳共0.7mol×2=1.4mol，则二氧化碳、一氧化碳分别为1.4mol×80%=1.12mol、
1.4mol×20%=0.28mol，由三段式：
则x+z=0.7、2x-y=0.28、y+2z=1.12，
，
(g)的平衡转化率为
；
、
，该温度下，平衡体系中
的分压
kPa；
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（4）恒压(100kPa)条件下，在密闭容器中进行反应，
℃时，向平衡体系中通入Ar 气，则容器体积增
大，物质浓度减小，反应ⅱ为气体分子数减小的反应，其平衡正向移动；温度不变，则平衡常数不变；
（5）500℃时，采用的催化剂中Ni 的质量分数最佳为15%，此时氢气的选择性最大。
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
(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
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(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 。
【答案】(1)基元反应
A
(2)AD
(3) 不能 温度升高，催化剂活性降低
(4)
【解析】（1）①反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，根据题意，该图表示
了制备尿素的反应历程，则其中每一步反应都可以被称为基元反应；由图可知，反应Ⅱ为吸热反应，其热
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化学反应方程式为：
；
②A．NH2COONH4开始不存在，中间存在，最后不存在，说明为合成尿素反应的中间产物，A 正确；
B．恒压，降低氨碳比
，增大了c(CO2)量，NH3平衡转化率升高，B 错误；
C．由图可知，反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，C 错误；
D．CO(NH2)2是固体，平衡时移走产物CO(NH2)2，平衡不移动，D 错误；
答案选A；
（2）A．CO2的体积分数是变量，体积分数不再变化，说明达到平衡状态，A 符合；
B．化学平衡常数K 只和温度有关，K 不变不能说明达到平衡状态，B 不符合；
C．达到平衡时正逆反应速率相等，即υ 正(NH3)= 2υ 逆(CO2) ，C 错误；
D．恒容条件下，密度等于气体质量比上气体体积，体积为定值，气体质量是变量，密度也是变量，体系
中气体的密度不变时达到平衡状态，D 符合；
答案选AD；
（3）A 点对应的温度为T2，在T2温度下，曲线③对应的尿素的物质的量更多，因此A 点不能判断反应达
到平衡状态；
T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是：温度升高，催化剂活性降低；
（4）由电解图可知，
生成CO(NH2)2的反应是得电子反应，是还原反应，根据电子守恒、电荷守恒和
原子守恒，得到电极反应式为：CO2＋2
＋16e-＋18H+=CO(NH2)2＋7H2O。
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