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大题03 原理综合题
“化学反应原理”是新高考的必考内容，在大题中常与反应机理结合考查，与化学反应速率、化学平衡相
结合；从考查内容上看，均与盖斯定律有关,试题整体难度虽然较大。预计2025 年高考，主要考查能源及
能源的利用，盖斯定律的运用及压强平衡常数反应最佳条件等。能源问题是高考热点，特别是反应过程中
能量变化图示更是近几年的高频考点，另外利用盖斯定律进行反应热的比较和计算也应加以关注。
题型1 热化学方程式及反应热的计算
1．（2025·内蒙古·模拟预测）在传统克劳斯工艺制备
的基础上，科研工作者提出分解
制备
同时获
取
的新方法，反应如下：
反应1：
反应2：
(1)传统克劳斯工艺反应如下，则
。
2．（2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测）以
为主要成分的雾霾综合治理是当前重要的研究课题，其中汽
车尾气的处理尤为重要。已知101kPa 时：
1
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回答下列问题：
(1)汽车尾气中的NO 和CO 在催化转换器中发生以下反应可减少尾气污染：
，则
。
1．书写热化学方程式的“五环节”
(1)一写方程式：写出配平的化学方程式(2)二标状态：用s、l、g、aq 标明物质的聚集状态
(3)三定条件：确定反应的温度和压强并在ΔH 后注明(101kPa、25℃时可不标注)
(4)四标ΔH：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH 的“＋”或“－”
(5)五标数值：根据化学计量系数写出ΔH 的值
2、利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法
(1)步骤：** 错误的表达式 **对比：对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学
方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致** 错误的表达式 **叠加：根据目标热
化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式** 错误的表达式 **计算：按照“叠加”步
骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化
(2)方法** 错误的表达式 **倒：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠
倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往
往容易出错** 错误的表达式 **乘：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以
某个倍数，反应热也要相乘** 错误的表达式 **加：上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加
即可得目标热化学方程式，反应热也要相加
3、ΔH 的三种计算式
(1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)
(2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和
常见物质中的化学键数目
物质
CO2(C===O
)
CH4(C－H)
P4(P－P)
SiO2(Si－O)
石墨
金刚石
Si
S8(S－S)
键数
2
4
6
4
1.5
2
2
8
(3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能
1．（2024·内蒙古通辽·一模）利用 CO2 合成甲醇、二甲醚技术是有效利用 CO2 资源，实现“碳中和”目
标的重要途径。
(1)开发 CO2 直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应：2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
1=-122.54kJ•mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
2
2
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①已知 25℃和 101kPa 下，H2 (g)、CO(g)的燃烧热
H 分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1，
H2O(l)=H2O(g)
H=+44kJ•mol-1，则
H2= kJ/mol。
2．（2024·内蒙古·二模）
和
是两种常见的温室气体，利用
和
生成高附加值合成气CO 和
，以及甲烷部分催化裂解制备乙烯是目前研究的热点之一。回答下列问题：
(1)已知：
；
；
。
反应
的
；
3．（2024·内蒙古包头·三模）I．含碳化合物甲烷、
等是重要的化工原料，可生产氢气、甲醇、烯烃等
物质。回答下列问题：
.
Ⅱ以氧化铟
作催化剂，可实现
催化加氢制甲醇。
已知：ⅰ.催化剂活化：
(无活性)
(有活性)；
.
ⅱ
与
在活化的催化剂表面同时发生如下反应：
反应①
反应②
反应③：
(2)反应③中
。
4．（2024·内蒙古锡林郭勒盟·三模）氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量
研究。
I．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使
和
两种尾气反应生成
，可有效降低汽车尾气污
染，反应为
。
(1)下表中数据是该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓（
）（标准摩尔生成焓是指在
、
条件下，由稳定态单质生成
化合物时的焓变）数据。
物质
0
90
则
。
5．（2024·辽宁沈阳·三模）回答下列问题。
(2)已知25℃时中和热的
，反应
3
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，写出
固体的溶解平衡的热化学方程式： 。
一定条件下，由稳定单质反应生成1mol 化合物的反应热叫该化合物的生成热(
)。下图为Ⅵ A 族元素氢
化物a、b、c、d 的生成热数据示意图：
(3)
硫化氢发生分解反应的热化学方程式为 。
(4)利用
可制备乙烯及合成气(CO、
)。有关化学键键能(E)的数据如表：
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/mol)
436
a
348
413
①已知
，则
。
题型二 有关反应速率、转化率、速率常数的计算
1．（2024·辽宁·模拟预测）二氧化碳重整和综合利用技术对实现“碳达峰、碳中和”具有重要和深远意
义。
已知：
和
重整制备
主要涉及如下反应，其中碳在催化剂表面沉积会降低催化剂的活性。
Ⅰ．
。
Ⅱ．
Ⅲ．
。
(2)
时，向恒容密闭容器中充入
和
，反应前容器内气体压强为
；达到平衡时
测得
、
和
的物质的量分别为
、
、
。
③
的平衡转化率为 。
2．（2024·辽宁锦州·模拟预测）氢能是极具发展潜力的清洁能源，2021 年我国制氢量位居世界第一、请回
答：
(2)工业上，常用
与
重整制备
。500℃时，主要发生下列反应：
4
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I．
Ⅱ．
②下列操作中，一定能提高
平衡转化率的是 (填标号)。
A．加催化剂 B．增加
用量
C．移除
D．恒温恒压，通入惰性气体
E．恒温恒容，通入惰性气体
1．有关化学反应速率计算公式的理解
对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g)
(1)计算公式：v(A)＝
(2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存
在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d
(3)注意事项
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体
②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值
2．化学平衡计算中常用公式
对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，令A、B 起始物质的量(mol)分别为a、
b，达到平衡后，A 的消耗量为mx mol，容器容积为V L
mA(g) ＋ nB(g)
pC(g)＋qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)反应物(A)的转化率：
α(A)＝×100%＝×100%＝×100%
3．化学反应速率常数及应用
(1)速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同
的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率
(2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学
反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一
般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常
数
(3)速率方程
5
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①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比
②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)
gG(g)＋hH(g)，则v 正＝k 正·ca(A)·cb(B)(其中k 正为正反应的反应
速率常数)，v 逆＝k 逆·cg(G)·ch(H)(其中k 逆为逆反应的反应速率常数)
反应：2NO2(g)
2NO(g)＋O2(g)，v 正＝k 正·c2(NO2)，v 逆＝k 逆·c2(NO)·c(O2)。
(4)速率常数与化学平衡常数之间的关系
K
①
与k 正、k 逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)
pC(g)＋qD(g)，
则：v 正＝k 正·ca(A)·cb(B) (k 正为正反应速率常数)
v 逆＝k 逆·cp(C)·cq(D) (k 逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·ca(A)·cb(B)=k 逆·cp(C)·cq(D)
，即：
Kp
②
与k 正、k 逆的关系
以2NO2
N2O4为例，v 正＝k 正·p2(NO2)，v 逆＝k 逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·p2(NO2)＝k 逆·p(N2O4)
＝＝Kp，即：Kp＝
1．（2024·辽宁·三模）利用介孔限域催化温室气体
加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，
是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一，反应如下：
i．
ii．
(2)在5.0MPa 下，将
和
在
催化剂作用下进行反应i 和ii．平衡时
和CO 选
择性S[S(
或CO)
]及
的转化率a 随温度的变化如图所示。
①表示平衡时
的转化率的曲线是 (填“x”“y”或“z”)。
②250℃时，平衡体系共有
，则
的平衡转化率= ，反应i 的
(
是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)。
6
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③p、q 两点反应i 的正反应速率大小：
。(填“>”“=”或“<”)
2．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）CH4-H2O(g)催化重整制氢是氢能源领域的研究热点，主要反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
(5)在6kPa 的恒温恒压容器中，加入2molCH4(g)和2molH2O(g)，进行反应I、Ⅱ、Ⅲ，经10min 达到平衡，
测得
，
，用CH4的分压表示的平均反应速率为 kPa·min-1，
3．（2024·辽宁·模拟预测）Ⅰ、CO2催化加氢制CH3OH 的反应体系中，发生的主要反应有：
①
②
③
(2)反应①
，
，(
、
只是温度的函数)。若该温度下的
平衡常数K=10，则
。升高温度，
增大的倍数 (填“大于”“小于”或
“等于”)
增大的倍数。
4．（2024·辽宁大连·模拟预测）苯硫酚(
)是一种医药中间体，可做麻醉剂，其工业制备原理如下。
主反应I：
副反应Ⅱ：
已知：①
的选择性
②改变温度对热效应(吸收或释放)大的反应影响大
请回答下列问题：
(1)
的活化能
(填“>”、“<”或“=”)。
恒温恒容条件下，该分解反应达平衡时，减小反应物
浓度，再次达平衡时，
的转化率
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)
时向恒容密闭容器中充入等物质的量的
和
，只发生上述主、副反应。反应达到平衡时
的体积分数为m，
的体积分数为n。
①下列有关上述过程说法正确的是 。
A．已知主反应
，则该反应在高温下自发进行
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B．平衡时
的选择性为
C．平衡时正反应速率：
D．升高体系的温度，达新平衡后
比值变大
5．（2024·辽宁丹东·二模）工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措．回答下列问题：
(2)模拟工业尾气脱硝：一定条件下，将
的气体与
混合，均匀通过催化脱
硝反应器，测得
内
去除率与
转化率随反应温度的变化如图所示．
③
时，为提高反应Ⅲ中
的平衡转化率，理论上能采取的措施是 ；（填选项）
A．适当降低温度 B．加入少量生石灰
C．恒容充入更多
D．使用更高效的催化剂
题型三 分压平衡常数(Kp)计算
1．（2024·辽宁沈阳·三模）氢能将在实现“双碳”目标中起重要作用。一种
膜反应器催化制氢气原理
如下：
i．
ii．
iii．
请回答下列问题：
8
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(4)恒温恒容
膜反应器中按甲烷水蒸气
投料，体系压强为
，平衡后测得甲烷转化率为
，
选择性为
（
选择性
），氧化钙对二氧化碳的吸收率为
，则
的分压为
，反应i 的平衡常数
。（写出计算式即可；用分压代替物质的量
浓度计算；分压=总压×物质的量分数）
2．（2024·吉林长春·模拟预测）按要求回答下列问题
(6)丙烷分别在
和
下直接裂解，达平衡时，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度的变化关系如
图3 所示。压强
（填“<”或“>”）
；
点温度下裂解反应的平衡常数
（用平衡
分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
1．分压平衡常数(Kp)
(1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B 单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该
气体B 所具有的压强，称为气体B 的分压强，简称气体B 的分压。符号为p(B)，单位为Pa 或kPa 或MPa
(2)分压定律
①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p
②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝
③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B)
则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数
(3)分压平衡常数Kp (只受温度影响)
一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物
分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下：
9
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Kp= pp(C )⋅pq( D)
pm( A)⋅pn(B)
，
其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D 各气体的分压
2．Kp计算的两种模板
模板1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数
第一步
根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度
第二步
计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
第三步
根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分
(或物质的量分数)
第四步
根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，压强平衡常数表达
式为Kp＝
模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数
N2(g) ＋ 3H2(g)
2NH3(g)
p(始)： p0 3p0 0
Δp： p 3p 2p
p(平)： p0－p 3p0－3p 2p
Kp＝
1．（2024·吉林长春·模拟预测）回答下列问题：
I．元素锑被广泛用于制造半导体和二极管，在电子工业中有重要地位。
(3)汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使
和
两种尾气反应生成
，可有效降低汽车尾气污
染。已知反应：
。在密闭容器中充入
和
发生反应，平衡时
的体积分数与温度、压强的关系如图所示：
①据图分析可知，
(填“>”、“<”或“=”)；
②反应在
点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，
点会向
点中的 点方向移动。
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③E 点的压强平衡常数
(保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分
压=总压×该组分物质的量分数)。
2．（2024·吉林·模拟预测）
是重要的资源，
催化重整不仅可制得
，还对温室气体的减
排具有重要意义。工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应：
I．
Ⅱ．
总反应：Ⅲ．
(4)在
，
条件下，甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数与投料水碳比
的计算结果如图所示。(物质i 的摩尔分数
)
①曲线②、④分别代表体系中 、 的变化曲线(填化学式)。
②投料水碳比为4 时，反应Ⅲ的平衡常数
(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
3．（2024·吉林长春·模拟预测）“碳—化学”是指以碳单质或分子中含一个碳原子的物质(如CO、CO2、
CH4、CH3OH 等)为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。回答下列问
题：
(2)CH4—CO2催化重整技术制合成气是研究热点之一，具有广阔的市场前景、经济效益和社会意义，发生的
主要反应如下：
主反应：
副反应：
②恒温恒压下，向起始体积为3L 的容器中充入1molCO2、2molCO 和2molH2，达到平衡，测得CO 的物质的
量为1.7mol，H2O 的物质的量为0.1mol。平衡时的总体积为 。
③该温度下，副反应的压强平衡常数
(保留三位有效数字)。
4．（2024·吉林长春·模拟预测）甲烷干重整(DRM)利用
和
两种温室气体生产合成气，是一种有效
实现碳达峰、碳中和的关键技术，在科学研究和工业应用领域都受到广泛的关注。其反应体系主要有以下
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几个反应发生：
①
②
③
④
回答下列问题。
(4)在
、初始投料
的条件下，甲烷、二氧化碳重整制合成气的过程中各平衡组分
的物质的量随温度的变化如图所示。
①在630℃时，反应
的平衡常数
(
是以分压
表示的平衡常数，已知分压
总压物质的量分数)。
②反应体系在600℃时，有较多积碳产生，为避免积碳过多导致导致催化剂失活，生产中可改变的条件为
(答一点即可)。
5．（2024·吉林白山·二模）氨是重要的化工原料，也是潜在的储氢材料。回答下列问题：
(4)化学上，把反应物消耗一半所用时间叫作“半衰期”。在恒容密闭容器中充入适量钨和
，实
验测得在钨表面氨气分解反应半衰期与温度(
)、初始压强(
)的关系如图所示。
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(填“>”“<”或“=”)。
温度下，反
应进行到t min时容器内反应体系总压强为
。
题型四 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响
1．（2024·辽宁辽阳·一模）氮及其化合物在生产、环保研究等方面用途非常广泛，回答下列问题：
(3)在隔绝空气的密闭容器中发生反应：FeSO4（aq）+NO（g）
Fe(NO)SO4（aq）（棕黄色），下列叙述
正确的是______。（填标号）
A．溶液颜色不变，反应达到平衡状态
B．其他条件不变，充入少量O2，平衡不移动
C．其他条件不变，加少量FeSO4，溶液颜色加深
D．其他条件不变，微热，溶液颜色加深
2．（2024·黑龙江大庆·二模）苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，工业上常用以下两种方法制备苯
乙烯，其原理如下：
乙苯直接脱氢：
乙苯氧化脱氢：
回答下列问题：
(3)密闭容器中发生反应I，一定条件建立平衡后，下列说法正确的是_____(填字母)。
A．降低温度，
都减小
B．
，说明反应达到了平衡状态
C．恒容条件下，通入
，压强增大，平衡逆向移动
D．选取合适的催化剂可以降低反应的活化能
影响化学平衡的因素
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(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体
参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v 正、v 逆，平衡不移动
(2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响
①恒温、恒容下：加入惰性气体
体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改
变，故反应速率不变，V 正、V 逆也不变，化学平衡也不发生移动
②恒温、恒压下：加入惰性气体
体积增大
各反应物浓度减少
反应速率减小，V
正、
V 逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
【答题模板及剖析】
恒压线(恒温线)
答题策略
叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)
答题模板
该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向
移动，因此×××(得结论)
经典例题
乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，
下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[ 其中
n(H2O)∶n(C2H4) ＝1 1]
∶
。图中压强(p1 、p2 、p3 、p4) 的大小顺序为__________ ，理由是
______________
标注答案
p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高
1．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）化学工业在碳中和领域起着重要作用，目前对二氧化碳的综合利用有多
种途径。
14
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途径一：将工业废气中的二氧化碳转化为甲烷，原理如下：
反应ⅰ
kJ mol
⋅
途径二：二氧化碳和氢气合成甲醇，原理如下：
反应ⅱ
kJ mol
⋅
反应ⅲ
kJ mol
⋅
请回答下列问题：
(3)恒温恒容条件下，研究反应ⅰ，下列说法正确的是___________。
A．混合气体密度不变时，反应达到平衡
B．充入
，可提高
的转化率
C．加入催化剂，可提高
的平衡转化率
D．充入Ar，对
的产率无影响
2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）
不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，
可通过热化学、电化学等方法再利用。
(
)
Ⅰ科学家通过如下反应利用
合成甲醇：
已知：
回答下列问题：
(3)将等量
和
充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇，已知该温度下反应的化学平衡常数
，
下列事实说明该反应已达平衡的是___________。
A．气体密度保持不变
B．
与
的生成速率相等
C．某时刻容器中
D．混合气体的平均相对分子质量不变
3．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）CO 和NO 都是有毒气体，但新的研究表明，它们都是生命体系气体信号
分子，在人体内具有重要的生理作用，
是高中阶段常见的气体。
回答下列问题：．
(2)用FeO 冶炼Fe 的过程涉及如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①将FeO 和CO 放入恒容密闭容器中，下列事实能说明反应Ⅰ和Ⅱ均已达到平衡状态的是 （填
选项字母）。
A．容器内气体的密度不再发生变化 B．CO 的生成速率等于消耗速率
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C．容器内气体总压强不再发生变化 D．容器内CO 和
的物质的量相等
4．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）铁的化合物在工业生产中具有重要的应用。以硅酸铁
作为
载氧体实现甲烷部分氧化，发生的主要反应有：
i．
；
ii．
；
iii．
iv.
回答下列问题：
(4)在恒温恒容条件下，仅发生反应i，下列说法不能表明反应i 已达到化学平衡的是___________(填标号)。
A．相同时间内，气态反应物有
键断裂的同时气态产物有
键生成
B．容器中气体的密度不再变化
C．固体中所含氧元素的质量分数不再变化
D．容器中气体的平均相对分子质量不再变化
5．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）氮氧化物(
、NO 等)的处理和资源化利用具有重要意义。
(1)反应
分为三步基元反应完成。
第一步：
决速步骤)
第二步：
①活化能最高的是第 步。
②为了提高总反应中NO 的反应速率和转化率可采用的措施为 (写两条)。
题型五 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析
1．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）以
和
为原料制备甲醇是实现
资源化利用的方式之一，反
应原理为：
反应Ⅰ：
。
已知：
回答下列问题：
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(3)在恒压密闭容器中通入
和
的混合气体制备甲醇。过程中测得甲醇的时空收率（STY）（表示单位
物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率）随温度（T）变化如下表：
①该反应最适宜的温度是 ℃。
②随着温度升高，反应速率加快，甲醇的时空收率增大。继续升高温度，甲醇的时空收率反而降低的原因
可能是 。
2．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题：
(3)氨化脱硝：氨化脱硝过程发生反应
，不同
温度下，经过相同时间的脱硝效率随温度的变化关系如图2 所示。分析420℃时的脱硝效率低于390℃时的
脱硝效率的原因可能是 。
1、平衡图像原因解释之选择反应最佳条件
化工生产适宜条件选择的一般原则
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾
性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
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从催化剂的使用活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
2、平衡图像原因解释之转化率、产率变化分析
答题要领
转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、
压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化
率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的
影响
1．（2024·湖南·模拟预测）
是工业废气中的常见物质，为了实现碳达峰、碳中和的战略目标，某兴趣
小组设计利用
和
或
合成甲醇，提出了如下两个方案：
方案一：
方案二：
相关物质的化学键键能(E)数据如表所示：
化学键
803
436
343
465
413
回答下列问题：
(3)经研究发现，当以
和
为原料合成甲醇时，通常伴随着以下副反应反应Ⅱ：
，反应Ⅱ在恒压密闭容器中，以Cu/Zn/Al/Zr 纳米纤维为
催化剂，按照
的投料比投入
和
发生反应I、反应Ⅱ。经过相同的时间，测得不同
温度下
和CO 的产率变化如图所示：
当温度高于520K 时，甲醇产率降低的原因可能为 (写出两条)。
2．（2024·黑龙江·二模）环氧乙烷(
，简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO 常温下易燃
易爆，其爆炸极限为3～100%。近年来，常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分
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涉及反应为：
主反应：
副反应：
(4)以Ag 为催化剂的反应机理如下：
反应Ⅰ：
慢
反应Ⅱ：
快
反应Ⅲ：
快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有 (填标号)。
A．降低温度 B．通入氦气 C．增大CO2浓度 D．增大
浓度
②加入1，2-二氯乙烷会发生
。一定条件下，反应经过一定时间
后，EO 产率及选择性与1，2—二氯乙烷浓度关系如图。1，2—二氯乙烷能使EO 产率先增加后降低的原因
是 。
3．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）降低大气中
、
含量是当今世界重要科研课题之一，以
、
为原料制备乙醇、甲醇、甲酸等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，二氧化碳加氢可合成乙醇：
。保持压强为
5MPa，向恒压密闭容器中通入一定量
和
发生上述反应，
的平衡转化率与温度、投料比
[
]的关系如图所示。
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③若实验容器改为在绝热的密闭容器中进行，实验测得
的转化率随时间变化的示意图如图所示，b
点
(填“<”、“=”或“>”)，
时刻，
的转化率降低的原因是 。
4．（2024·黑龙江·模拟预测）草酸钙一水结晶水合物
可用作分析试剂、常用作分离稀土金
属的载体。回答下列问题：
(4)在密闭容器中充入足量
粉末，只发生(1)中反应④，测得平衡时残留固体质量与温度关
系如图所示：
①用平衡移动原理解释曲线变化： 。
②温度高于800℃时，曲线斜率减小，可能是产物之间发生了可逆的无机氧化还原反应，写出该反应的化
学方程式： 。
5．（2024·黑龙江·二模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产量仅通过石油的催化裂解反应无法满足
工业生产需求。工业上以WO3/SiO2为催化剂，利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制丙烯：
。请回答下列问题：
(2)利用丁烯和乙烯的催化歧化反应制备丙烯时，仅发生如下反应：
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反应ⅰ：
反应ⅱ：
一定条件下，经相同反应时间，丙烯的产率、丁烯的转化率随温度变化的关系如图所示：
①丁烯的转化率随温度升高而增大可能的原因是 ，500~550℃丙烯产率下降的原因为
。
题型六 电解质溶液中有关电离(水解)平衡常数及溶度积( Ksp)的相关计算
1．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）
资源化利用有助于实现“双碳目标”。选择不同条件，利用
和
可获得甲醇、甲醛等多种有机物。回答下列问题：
(1)工业上在Cu-ZnO 催化下利用
发生如下反应Ⅰ生产甲醇，同时伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ．
Ⅱ．
(2)T℃（T＞100℃），在容积为2L 的恒容密闭容器中充入1mol
和一定量
，在一定条件下只发生可
逆反应Ⅰ。若起始时容器内气体压强为1.2kPa，达到平衡时，
的分压与起始投料比
的变化关系如下图所示。
当起始时
，反应达到平衡时，平衡常数
（列出计算式）。
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2．（2024·黑龙江·二模）2023 年9 月23 日第19 届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了
零碳甲醇
燃料，充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件
下，
催化加氢生产甲醇，发生如下反应：
反应
；
反应ii：
。
(3)在不同压强下，按照
进行投料，在容器中发生上述三个反应，平衡时，
和
在含碳产物
和
中物质的量分数及
的转化率随温度的变化如图乙所示：
③在
，压强为
时，反应
的浓度平衡常数
（填含
的表达式）。
1．电离常数与水解常数的关系
(1)电离常数表达式
** 错误的表达式 **一元弱酸(HA)： HA
H+＋A－
** 错误的表达式 **二元弱酸(H2A)：H2A
H+＋HA －
HA—
H+＋A2 －
** 错误的表达式 **一元弱碱(BOH)：BOH
B+＋OH－
(2)电离常数(K 电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA 为例
25 ℃，c mol·L－1的弱酸HA，设电离度为α
HA
H＋ ＋ A－
22
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起始浓度/mol·L－1 c 0 0
变化浓度/mol·L－1 c 酸·α c 酸·α c 酸·α
平衡浓度/mol·L－1 c 酸－c 酸·α c 酸·α c 酸·α
电离平衡常数Ka＝＝，由于α 很小，可认为1－α≈1
则Ka＝c 酸·α2，α＝ (越稀越电离)，则：c(H＋)＝c 酸·α＝
(3)电离常数与水解常数的关系
** 错误的表达式 **对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系：Kh＝
CH3COONa：CH3COO－＋H2O
CH3COOH＋OH－
** 错误的表达式 **对于二元弱酸H2B，Kal(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系：
；
B2－＋H2O
HB－＋OH－，Kh1(B2－)＝＝＝
HB－＋H2O
H2B＋OH－，Kh2(HB－)＝＝＝
** 错误的表达式 **强酸弱碱盐：Kh＝ NH4Cl：NH4
+＋H2O
NH3·H2O＋H+
(
3)水解常数(Kh)与溶度积常数(Ksp)的关系——强酸多元弱碱盐：Kh＝
2.计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度
计算
技巧
依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K 值越大，转化反应越易进行，转化程度
越大 (若计算沉淀转化的平衡常数K＜10－5，则沉淀转化反应不能进行；若10－5＜K＜105，则
沉淀转化反应为可逆反应，若K>105，则认为沉淀完全转化)
已知常温下，ZnS 和CuS 的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应：
ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)能否进行
该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1011＞105，故反应能完全转化
3.溶度积与溶解度的相互计算
计算
技巧
①由饱和溶液的物质的量浓度c(mol·L－1)
饱和溶液的溶解度S(g)
以AgCl(s)
Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，饱和溶液的物质的浓度c＝1.34×10－5mol·L－1
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即：1L 溶液中含有1.34×10－5 mol 的AgCl 溶质，也就是(1.34×10－5×143.5)g＝1.92×10－3g
即：1L 溶液中溶解的AgCl 为1.92×10－3g，由于溶液极稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝
1g/cm3
即：1000g 溶液中溶解了1.92×10－3g 的AgCl，100g 水中溶解了1.92×10－4g 的AgCl
即：AgCl 的溶解度S(AgCl)＝1.92×10－4g
②饱和溶液的溶解度S(g)
由饱和溶液的物质的量浓度c(mol/L)
KSP
20℃时，S(AgCl)＝1.5×10－4g，即：100g 水中溶解了AgCl 的质量为1.5×10－4g，由于溶液极
稀，其溶液近似等于水的密度，ρ＝1g/cm3，也即是：0.1L 水中溶解了AgCl 的质量为1.5×10－
4g，也即是：0.1L 溶液中溶解了AgCl 的质量为1.5×10－4g，此时n(AgCl)＝
，
，c(AgCl)＝1.05×10－5 mol·L－1，KSP＝
c(Ag+)·c(Cl－)＝1.05×10－5×1.05×10－5＝1.1×10－10
1．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）近年来我国极力主张“绿色环保”、“生态文明”，而
的有效利用
可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。
(3)近年来，有研究人员用
通过电催化生成多种燃料，其工作原理如上右图所示。
③已知HCOOH 为一元弱酸，常温下将
HCOOH 溶液与
NaOH 溶液以体积比a b∶混和
(忽略溶液体积的变化)时溶液恰好呈中性，则HCOOH 的电离常数
(用含a、b 的代数式表
示)。
2．（2024·内蒙古赤峰·三模）氢能新质生产力正加速发展。工业上利用天然气制备氢气，还能得到乙烯、
乙炔等化工产品，有关反应原理如下：
反应①：2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g) ∆H1=+376.3kJ/mol K1；
反应②：2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g) ∆H2=+202.0kJ/mol K2；
回答下列问题：
(5)在一定温度、102kPa 下， 向反应器中充入1mol C2H4(g)发生反应：C2H4(g)
C2H2(g)+H2(g)制备氢气。
①实际操作中，往往向反应器中充入一定量的水蒸气，其目的是 。
②忽略其他副反应，若向反应器中充入5mol 水蒸气，平衡时(C2H4的转化率为75%，则该反应的Kp=
。
3．（2024·河南周口·模拟预测）甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇一定条件
下直接脱氢可制甲醛，涉及的反应如下：
反应I：
反应II：
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已知：①平衡状态下，甲醛选择性
；甲醛的收率
。
②几种物质的燃烧热
如下表：
物质
燃烧热
-725.8
-563.6
-283.0
-285.8
回答下列问题：
(3)将
加入容积为2L 的刚性密闭容器中，温度对平衡状态下
的选择性和收率的影
响如图所示：
①图中表示收率的是曲线 (填“I”或“II”)，判断的依据是 。
②
℃，反应进行到10min 时达到平衡，此时
的转化率为 ，
，反应I
的平衡常数
。
4．（2024·辽宁辽阳·二模）我国科学家开发出了高效催化剂
，实现
催化还原合成乙烯和丙
烯，反应原理如下：
Ⅰ．
；
Ⅱ．
。
回答下列问题：
(5)
时，在1L 恒容密闭容器中充入
和
，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时
转化率为50%，乙烯的选择性为50%。在该条件下反应Ⅰ的平衡常数
。提示：乙烯的
选择性
。
5．（2024·辽宁抚顺·三模）我国科学家根据
在HZSM-5 载体上的单层分散行为设计催化剂用于
选择性还原
。回答下列问题：
已知：①
kJ mol
⋅
（
）
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②
kJ mol
⋅
（
）
(5)一定温度下，向体积为1 L 的恒容密闭容器中充入1 mol
和2 mol
，在催化剂作用下发生
反应：①
：②
达到平衡
时，NO 转化率为70%，
的选择性为50%[
的选择性
]该温度下，反应①的平
衡常数
mol·L
（列出计算式即可）。
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