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第01 讲 化学反应的热效应
目录
01 课标达标练
题型01 能量变化的图形分析理解
题型02 热化学方程式的书写与判断
题型03 燃烧热和中和反应反应热的概念
题型04 中和反应反应热的测定
题型05 能源的开发与利用
题型06 盖斯定律的应用
题型07 反应热的相关计算
题型08 反应热大小的比较
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查化学反应中能量变化图形探析
1．反应
分两步进行：Ⅰ.
，Ⅱ.
，其反应过程能量变化如图1 所示。在其它条件相同时，分别在
和
测得c(NO)随时间(t)的变化关系如图2 所示。下列说法错误的是
1
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A．
B．反应Ⅱ是总反应的决速步骤
C．升高温度总反应速率一定增大
D．反应中只有部分分子发生有效碰撞
【答案】C
【详解】A．根据图1，焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量，故∆H1=E4-E2，A 说法正确；
B．反应Ⅱ的活化能大于反应I 的活化能，则反应II 是总反应的决速步骤，B 说法正确；
C．根据图2，T+10℃时，c(NO)变化率小于T℃，则升高温度总反应速率不一定增大，C 说法错误；
D．能够发生化学反应的分子(或原子)的碰撞叫做有效碰撞，则反应中只有部分分子发生有效碰撞，D 说法
正确；故选C。
2．苯与Br₂ 发生取代反应原理为
，其能量与反应
进程如下图所示。
已知：当碳原子上连有推电子基团时，有利于碳正离子的稳定。
下列说法正确的是
A．第步涉及非极性键的断裂
B．该反应的决速步骤为第
步
2
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C．反应热
D．
比苯更难发生卤代反应
【答案】D
【详解】A．第步是形成π 配位键，没有非极性键的断裂，A 错误；
B．该反应的决速步骤为活化能最大的步骤，即第Ⅱ步，B 错误；
C．总反应的焓变是生成物总能量减去反应物总能量或正逆反应活化能差值，因此
，C
错误；
D．
为吸电子基团，不利于碳正离子的稳定，因此更难发生卤代反应，D 正确；故选D。
02 考查热化学方程式的书写与判断
3．（2021·福建漳州·三模）乙炔在
表面选择加氢的反应机理如图，其中吸附在
表面上的物种用*标注。
下列叙述错误的是
A．上述乙炔加氢的反应为放热反应
B．
过程能量升高
C．反应历程中
的活化能最大
D．总反应方程式：
【答案】B
【详解】A．反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应 ，故A 不选；
B．乙炔气体吸附在
表面能量降低 ，故B 选；
C．
的活化能为85
最大，故C 不选；
D．乙炔和氢气是反应物，生成物只有乙烯，其总反应为
，故D 不选；
4．CH4联合H2O 和CO2制取H2时，发生的主要反应如下：
3
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①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1
将CH4、H2O 和CO2按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器，在不同温度下，反应相同时间内(反应均
未达到化学平衡状态)测得
的值如图所示。
下列说法正确的是
A．由①②可知，CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=+41kJ·mol-1
B．反应条件不变，若反应足够长时间，①比②先达到化学平衡状态
C．其他条件不变时，升高温度，①的化学反应速率减小，②的化学反应速率增大
D．其他条件不变时，增大原料中H2O 的浓度可以提高产物中
的值
【答案】D
【分析】由图可得，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得
的值，随温
度升高而减小。
【详解】A. ①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
H1=+206kJ·mol-1
△
，②CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)
+2H2(g)
H2=+247kJ·mol-1
△
，由①-②可知，CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
H=206kJ·mol-1-
△
247kJ·mol-1= -41kJ·mol-1，故A 错误；
B. 反应条件不变，若反应足够长时间，无法确定2 个反应的速率，无法确定谁先达到化学平衡状态，故B
错误；
C. 其他条件不变时，升高温度，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，①的化学反应速率增大，②的
化学反应速率增大，故C 错误；
D. 其他条件不变时，增大原料中H2O 的浓度，①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)平衡正向移动，氢气增
大的幅度大于CO，可以提高产物中
的值，故D 正确；
4
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故选D。
03 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
5．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．稀硫酸和
反应的热化学方程式：
B．
的燃烧热
，则
反应的
C．铁粉与硫粉需要加热才能发生反应，则此反应是吸热反应
D．已知
则该反应高温下为自发过程，低温下为非自发过程
【答案】D
【详解】A．稀硫酸和
反应生成H2O 和BaSO4 沉淀，其反应热不等于中和热，A 错误；
B．燃烧热是1mol 纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，CO(g)的燃烧热
，则表示
CO 燃烧热的热化学方程式为CO(g)+
O2(g)=CO2(g)
，B 错误；
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，如铝热反应，需要加热，但属于放热反应，铁粉与
硫粉需要加热才能发生反应，但该反应位放热反应，C 错误；
D．反应
的ΔH > 0，且为气体体积增大的反应，ΔS > 0，根据ΔG = ΔH – TΔS<0
时，反应能够自发进行，高温时ΔG < 0，反应自发，低温时ΔG > 0，非自发，D 正确；
故选D。
6．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A．甲烷的燃烧热为
，则甲烷燃烧的热化学方程式为：
B．若
，则
C．
、
完全反应，放出热量
，则
D．
；
，则有
【答案】D
【详解】A．甲烷的燃烧热为
，燃烧热是在101kPa，1mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时放出
的热量，氢元素应该变为
，则甲烷燃烧的热化学方程式为：
，A 错误；
5
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B．
还有沉淀生成，生成2mol 水时放热大于114.6kJ，
，B 错误；
C．若
和
完全反应放热
，则2molSO2(g)在O2 中完全反应放热196.6kJ，所以
热化学方程式为：
，但是二氧化硫与氧气的反应是可逆反
应，反应不可能完全进行，C 错误；
D ．氢气与氧气反应是放热反应，焓变小于0 ，
放出的热量大于
，所以
，D 正确；
故选D。
04 考查中和反应反应热的测定
7．1．利用下列实验装置进行实验，能达到实验目的的是
A．比较碳酸和苯酚的酸性强弱
B．中和反应反应热的测定
C．验证
易溶于水且溶液呈碱性
D．利用
固体和浓硫酸制备
气体
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．二氧化碳中含有挥发出的乙酸，二者都与苯酚钠反应生成苯酚，实验不能比较碳酸、苯酚的
酸性强弱，A 错误；
6
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B．中和反应反应热的测定实验中需要环形玻璃搅拌器，B 错误；
C．该装置能形成红色喷泉，说明NH3 易溶于水且溶液呈碱性，C 正确；
D．制取SO2 时不能使用启普发生器，尾气处理的导管不能直接伸入到溶液中，D 错误；
故选C。
8.化学反应都会伴随能量变化，化学能可以与热能、电能、光能等各种形式的能量之间相互转化。回答下
列问题：
(1)下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是_______(填字母)。
A．锌与稀硫酸
B．食物的腐烂
C．碳酸钙分解
D．红热的木炭与水蒸气
(2)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
Ⅰ．用量筒量取
盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度；
Ⅱ．用另一量筒量取
溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ．将NaOH 溶液倒入内筒中，使之与盐酸混合均匀，测得混合液最高温度。
①NaOH 溶液稍过量的原因是 。
②倒入NaOH 溶液的正确操作是 (填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
③假设盐酸和NaOH 溶液的密度都是
，中和反应后生成溶液的比热容
。为了计算中
和反应的反应热，某学生实验记录如表数据。则生成1mol 水的反应热
(保留三位有效
数字)。
实验
序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
【答案】(1)CD
(2) 使盐酸充分反应 C -51.8
7
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(3) -48.6 328.6
【详解】（1）生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应，锌与稀硫酸反应放热，A 项错误；
食物腐烂是缓慢氧化，为放热反应，B 项错误；
碳酸钙分解为吸热反应，C 项正确；
红热的木炭与水蒸气反应为吸热反应，D 项正确；
故答案为：CD；
（2）①溶液稍过量的目的是使盐酸充分反应，测得的数据更准确。
②倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速倒入，目的是减少热量的散失，不能分几次倒入氢氧化钠溶液，否
则会导致热量散失，影响测定结果。
③根据表格数据分析可知，实验1 反应前后温度变化量为23.2-
，实验2 反应前后温度
变化量为23.4-
，实验3 反应前后温度变化量为23.6-
，温度差平均值
为
，50ml0.50mol·L-1 盐酸与50ml0.55 mol·L-1 溶液进行中和反应生成水的物质的量为
0.05L×0.50 mol·L-1=0.025mol，溶液的质量为100g，温度的变化值为△t=3.1
，则生成0.025mol 水放出的
热量为Q=cm
t=100g×4.18J·g-1·°C-1×3.1°C=1295.8J=1.2958kJ
△
，即，所以实验测得的生成1mol 水的反应热
△H=
-1。
05 考查能源的开发与利用
9．（2024·福建莆田·三模）化学科技与生活密切相关，下列说法错误的是
A．苯甲酸钠水解显碱性，苯甲酸钠可作为食品防腐剂
B．聚酯纤维的主要成分为有机物
C．钙钛矿太阳能电池可实现能量转化形式：太阳能→电能
D．荧光指示牌被照发光是因为发生了氧化还原反应
【答案】D
【详解】A．苯甲酸钠属于强碱弱酸盐，由于苯甲酸根的水解使得苯甲酸钠溶液呈碱性，苯甲酸钠是常用
的食品防腐剂，A 项正确；
B．聚酯纤维是一种由有机二元酸和二元醇通过缩聚反应制成的合成纤维，属于有机高分子化合物，B 项正
确；
C．钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化成电能，C 项正确；
D．荧光指示牌被照发光是因为光被指示牌发生了反射，没有发生氧化还原反应，D 项错误；
答案选D。
10．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是
8
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A．硅太阳能电池
B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器
D． 燃气灶
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A 不选；
B．锂离子电池将化学能转化为电能，B 不选；
C．太阳能集热器将太阳能转化为热能，C 不选；
D．燃气灶将化学能转化为热能，D 选；
答案选D。
06 考查盖斯定律的应用
11．过渡金属氧化物离子(以
表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。
与
反应的过程如下
图所示。下列说法不正确的是
A．反应速率：步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
B．
分子中，键角：
9
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C．若
与
反应，生成的氘代甲醇有3 种
D．
【答案】C
【详解】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A 正确；
B．
分子中C 原子和O 原子均为sp3 杂化，C 原子没有孤电子对，O 原子上有两对孤对电子，排斥
力较大，键角
，B 正确；
C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2 反应，生成的氘代甲醇可能为CH2DOD 或CHD2OH，共两种，C 错
误；
D．根据反应历程能量变化图所示，总反应的反应热
=
=E1-E2+E3-E4，D 正确；
故选C；
12.
的排放来自汽车尾气，研究利用反应
，用活
性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的
和一定量的
气体，保持恒压测得NO 的转化率
随温度的变化如图所示，下列有关说法不正确的是
A．若能测得反应产生
，则反应放出的热量为
B．达到平衡后减小活性炭的用量，平衡逆向移动
C．在
之间，化学反应速率：
D．使用合适的催化剂，可加快反应，反应的
不变
【答案】B
【详解】A．
物质的量为
，反应产生
放热
，产生
放热
，
物质的量为
，反应放出热量为
，A 正确；
B．活性炭是固体，固体的量的改变不影响平衡移动，B 错误；
C．在
之间，
转化率在减小，说明反应逆向进行，所以
，C 正确；
D．催化剂可加快反应速率，但不改变反应的
，D 正确；
故选B。
07 考查反应热的相关计算
10
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13．过渡金属氧化物离子(以
表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。
与
反应的过程如下
图所示。下列说法不正确的是
A．反应速率：步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
B．步骤I 和II 中涉及氢原子成键变化的是I
C．若
与
反应，生成的氘代甲醇有3 种
D．
【答案】C
【详解】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A 正确；
B．由图可知，步骤I 中形成了O-H 键，步骤II 中不涉及氢原子成键变化，B 正确；
C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2 反应，生成的氘代甲醇有CH2DOD 或CHD2OH，共2 种，故C 错
误；
D．由图可知，总反应的ΔH=E1+E3-E2-E4，故方程式：CH4(g)+MO+(g)=CH3OH(g)+M+(g)ΔH=E1+E3-E2-E4 正确，
故D 正确；
故选：C。
14．下表为某些化学键的键能化学键键能
化学键
键能(kJ/mol)
154
500
942
a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
11
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A．表中的a=391
B．相同条件下O2比N2稳定
C．
D．图中的
【答案】A
【分析】依据盖斯定律，△H3=(-
H
△
2)-(-
H
△
1)=(2752-534)kJ∙mol-1=2218 kJ∙mol-1。
【解析】A．△H3=(154+4a+500)kJ∙mol-1=2218 kJ∙mol-1，则a=391，A 正确；B．表中数据显示，O=O 键的
键能小于N≡N 键的键能，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定，则相同条件下N2比O2稳定，B 不正
确；C．
相当于发生反应
和反应2H2O(g)=2H2O(l) ∆H＜0，所以
，C 不正确；D．由分析可知，图中的
，D 不正确；故选A。
08 考查反应热大小的比较
15．卤化铵（
）的能量关系如图所示，下列说法正确的是
12
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A．
，
B．相同条件下，
的
比
的大
C．相同条件下，
的
比
的小
D．
【答案】B
【详解】A．卤化铵的分解为吸热反应，则
，
对应的为
化学键断裂过程，断裂化学键吸收热
量，则
，A 错误；
B．
的键能大于
，故
的
大于
的
，B 正确；
C．
为
与
反应，与
无关，C 错误；
D ．途径6 与途径1 、2 、3 、4 、5 之和的起点和终点相同，结合盖斯定律可知
，D 错误；
故选B。
16．（2024·江西·一模）上海大学纳米科学与技术研究中心张登松教授课题组利用浸渍法将锰钴复合氧化
物负载在二氧化钛表面，制备出了一种高效的脱硝催化剂，如图所示。
下列叙述错误的是
A．两种条件下反应历程不同
B．催化剂可通过降低上述反应的活化能从而提高反应速率和平衡转化率
C．生成相同的
和
时放出热量相同
D．总反应的最佳投料
【答案】B
【详解】A．由图可知，催化剂不同，反应历程不同，A 正确；
B．催化剂不能使化学平衡发生移动，则不能提高反应的平衡转化率，B 错误；
C．始态和终态相同时放出热量相同，C 正确；
D．上述反应分为两步：
，最佳投料含义是反应物恰好完全
转化成
和
，总反应为
，则总反应的最佳投料
13
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，D 正确；
故选B。
1．
【结合氢能新技术考查盖斯定律的应用】
、
热解重整制
过程中的主要反应为：
I.
II.
常压下，将
的混合气甲，
的混合气乙分别以相同流速通
过反应管热解，
的转化率与温度的关系如图所示。
的选择性
。若不考虑其他
副反应，下列说法正确的是
A．温度升高，反应I 的平衡常数K 减小
B．反应
的
C．900℃时，保持通入的
体积分数不变，增大
可提高
的转化率
D．在1000~1300℃范围，随着温度的升高，混合气乙的体系中
的选择性增大
【答案】D
【详解】A．反应I 为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数K 增大，A 错误；
B
．
反
应
II
-
反
应
I
得
，
，B 错误；
C．
的混合气甲，
的混合气乙，甲乙中硫化氢的体积分数
14
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相同，均为
，由图可知，温度低于1000℃时，不改变硫化氢的体积分数，加了甲烷的情况下，硫化氢
的转化率在甲乙中相同，即900℃时，增大
，
的转化率不变，C 错误；
D．温度高于1000℃时，随着温度升高，乙中硫化氢的转化率增大较甲中更快，乙中加了甲烷，说明反应
II 影响较大，即在温度1000~1300℃范围，随着温度的升高，混合气乙的体系中
的选择性增大，D 正确；
故选D。
2.
【CO2 的资源化利用】
加氢制
过程中的主要反应为：
①
②
将一定比例和流速的
、
通过装有催化剂的容器反应相同时间，测得5Mpa 时反应温度变化、250℃
时压强变化对甲醇产量影响的关系如图所示。下列说法正确的是
A．反应
的
B．曲线X 表示5MPa 时反应温度变化对甲醇产量的影响
C．增大体系压强，产物中
的体积分数增大
D．增大碳氢比
可提高
的平衡转化率
【答案】C
【
详
解
】
A
．
根
据
盖
斯
定
律
，
①
-②
可
得
，
，A 错误；
B．反应①是放热反应，反应②是吸热反应，温度较低时，在反应①为主，甲醇的产量较高，温度升高，
反应①逆向移动，甲醇的产量降低，故曲线Y 为温度变化对甲醇产量的影响，B 错误；
C．增大体系压强，反应①正向移动，产物中
的量增大，
的量减少，使反应②逆向移动，但不能
15
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抵消反应①中
的增大量，故产物中
的体积分数增大， C 正确；
D．增大碳氢比
，相当于增加
的量，降低
的平衡转化率，D 错误；
故选C。
3.（2025·福建龙岩·一模节选）空间站内搭载萨巴蒂尔装置将
转化为
，再通过电解水装置回收氧
元素，其系统原理如图：
萨巴蒂尔装置内发生反应为
反应I：
反应II：
(1)已知：
。
①则
。
【答案】(1)
【详解】（1）①反应I：
反应Ⅲ：
根
据
盖
斯
定
律
Ⅲ
-I
得
反
应
II
：
。
4.（2025·福建·一模节选）工业上以合成气CO 和
，少量
和稀有气体)为原料制二甲醚(DME)，主
要发生下列反应：
ⅰ：
ⅱ：
ⅲ：
ⅳ：……
(1)在标准状态下，由最稳定的单质生成1mol 纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓
。几种物
质的标准摩尔生成焓如下表：
物质
由表中数据推测，
。
16
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【答案】(1)
【
详
解
】
（
1
）
由
标
准
摩
尔
生
成
焓
及
表
中
数
据
可
知
，
，
，
，
由
盖
斯
定
律
得
，
故
；
5．（2024·福建宁德·三模节选）乙醇水蒸气重整制氢是生物质制氢的重要方法，有关反应如下：
ⅰ、
(主反应)
ⅱ、
ⅲ、
ⅳ、
(1)反应ⅳ的
。
【答案】(1)-48
【详解】（1）根据盖斯定律，反应ⅰ-反应ⅱ-反应ⅲ，
；
6．（2024·福建莆田·三模节选）苯乙烯是生产塑料、橡胶的重要原料，工业上以铁钴催化剂催化乙苯催化
脱氢可获得苯乙烯。主要发生的反应为：
反应I：
(g)
(g)+H2(g)
H
△
1=+117.6kJ•mol-1
反应Ⅱ：
(g)+H2(g)
(g)+CH4(g)
H
△
2
反应Ⅲ：
(g)
8C(s)+H2(g)
H
△
3=-1.67kJ•mol-1
(1)铁钴催化剂中基态Co 原子的电子排布式为 。
(2)已知，在298K、101kPa 条件下，某些物质的相对能量(
H)
△
变化关系如图所示，则△H2=
kJ•mol-1。
17
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【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2 或[Ar]3d74s2
(2)-54.6
【详解】（1）钴为27 号元素，基态钴原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2 或[Ar]3d74s2，故答案
为：1s22s22p63s23p63d74s2 或[Ar]3d74s2。
（
2
）
根
据
图
像
可
知
：
①
；
②
；③
；根据盖斯
定律：③-②+①，得
，故答案为：-54.6。
1.（2022·福建卷）福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用
和改性的
基催化剂，可打通从合
成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A．草酸属于无机物
B．
与石墨互为同分异构体
C．
属于过渡元素
D．催化剂通过降低焓变加快反应速率
【答案】C
【详解】A．草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A 错误；
B．C60 与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B 错误；
C．Cu 为ⅠB 族，属于过渡元素，C 正确；
D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，反应焓变不变，D 错误；
故选C。
2.（2024·福建卷）
是制造多晶硅的原料，可由
和
耦合加氢得到，相关反应如下：
Ⅰ．
18
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Ⅱ．
Ⅲ．
(1)生成
的总反应：
Ⅳ．
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：
①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为 。(填标号)
a．
b．
c．
d．
②反应温度升高不利于提高平衡时产物
选择性的原因是 。
(3)在压强为
的恒压体系中通入
和
，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度
变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的
量分数×总压。
①图中n 代表的组分为 。(填化学式)
②
时，反应Ⅲ的平衡常数
。(列出计算式)
③
时，
的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为
。(列出计算式)
(4)
下、其他条件相同时，用
和
分别催化上述反应，一段时间内
的转化率如下表
所示。(产物
选择性均高于98.5%)
催化剂
的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：
催化剂
催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用
催化剂，初始投料
该段时间内得到
，则
的选择性
19
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。(列出计算式)
【答案】(1)
(2) bc 因
，升温反应
向逆反应方向进行，
的产量反而减小
(3)
或
(4) = >
【详解】（1）根据盖斯定律可知，
。
故答案为：-80。
（2）①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应
，除压强对反应I 无影响，
对
的反应都是平衡向正反应方向移动，因此
和
的量增大；因
、
，升
温反应
向逆反应方向进行，反应
向正反应方向进行，
的产量反而减小。
故答案为：bc；因
，升温反应
向逆反应方向进行，
的产量反而减小。
（3）在压强为
的恒压体系中通入
和
，①根据反应
可知，温度升高反应和
向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n 为HCl，m 为
；②
时按照反应
进行：
，
由
图
中
可
知
道
平
衡
时
，
，
，则
；③
，1mol
的平衡转化率为f，则转化的
为fmol，剩余的
为(
)mol，平衡时的物质与物质的量分数分别为
x、
z 和
y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，则可以根据剩余的
计
算
出
M
，
mol
，
再
计
算
出
、
，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的
量-起始时的1mol
，
或者消耗硅的物质的量=
平
衡
物
质
中
和
物
质
的
量
之
和
-
消
耗
的
fmol
，
。
20
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故答案为：
；
；
或
。
（4）①使用不同催化剂时，反应
的
催化剂与
催化剂相比较，由于反应热只和反应物
的始态与生成物的终态有关，与催化剂无关，所以
催化剂=
催化剂；根据表中数据，在
相同单位时间内，
作催化剂
的转化率为7.3%、
作催化剂
的转化率为22.3%，由此可以
得出
作催化剂时活化能更低，效率更高，则反应
的活化能：
催化剂
催化剂；②根据反
应
：
，初始投料
该段时间内得到
，列式
，得出生成
所消耗的
的物质的量
，
根据表的转化率可知所消耗的
的总物质的量为
，最后根据公式
。
故答案为：=；>；
。
3.（2023·福建卷）
探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在
下，丙烷单独进料时，
平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
物质
丙烯
乙烯
甲烷
丙烷
氢气
体积分数(%)
21
23.7
55.2
0.1
0
(1)比较反应自发进行（∆G=∆H-T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ 反应 ⅱ（填“＞”或“＜”）。
(2)①在该温度下，Kp2远大于 Kp1，但φ（C3H6)和φ（C2H4)相差不大，说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反
应 ⅰ 的 反应和反应 ⅱ 的 反应（填“正向”或“逆向”）。
②从初始投料到达到平衡，反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为： 。
③平衡体系中检测不到
，可认为存在反应：
，下列相关说法正确的
是 (填标号)。
a．
21
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b．
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性
(列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ．
在
下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)
(甲醇)
时，体系总反应：
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
【答案】(1)＞
(2) 正向 逆向 ⅱ＞ⅰ＞ⅲ ab
(3) -29 甲醇投料增加，氢气增多，导致反应1 逆移，则丙烯体积分数降低
【分析】Kp 为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压，巧用盖斯定律解决问题。结合阿伏
加德罗定律将物质的量和体积进行转化。
【详解】（1）反应ⅰ的∆G=124-127T（未带单位）＜0，T＞
，同理反应ⅱ：T＞
，故反应ⅰ的最低
温度比反应ⅱ的最低温度大，故答案为：＞；
（2）①ⅲ的正向进行氢气浓度减小，有利于i 正向；ⅲ的正向进行甲烷浓度增大，有利于ⅱ逆向，②根据
平衡体积分数
，消耗1mol 丙烷生成1mol 丙烯或1mol 乙烯或3mol 甲烷，可知
反应速率ⅱ＞ⅰ＞ⅲ，③根据盖斯定律：目标反应=2
+
ⅰⅲ，故
；分压=物质的量分数×总压=体
积分数×总压，故
；催化剂不能影响平衡；
通入丙烷平衡正向移动，根据温度不变Kp 为定值，各组分的体积分数不变；④在相同条件下，物质的量之
比等于体积之比；同时消耗1mol 丙烷生成1mol 丙烯或1mol 乙烯或3mol 甲烷，生成乙烯时同时生成等量
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的甲烷，因此丙烯的选择性
；
（
3
）
ⅲ
．
ⅳ
．
目标反应=
+
ⅲⅳ，故△H=-29kJ/mol； 甲醇投料增加，氢气增多，导致反应1 逆移，则丙烯体积分数降低。
故答案为：-29 kJ/mol ；甲醇投料增加，氢气增多，导致反应1 逆移，则丙烯体积分数降低。
4.（2022·福建卷）
异丙醇
可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯
的工业化技术已引起人
们的关注，其主要反应如下：
.
Ⅰ
.
Ⅱ
回答下列问题：
(1)已知
，则
燃烧生成
和
的热化学方程式为 。
(2)在
下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
反应时间
0
4
8
12
t
20
浓度
0
2440
3200
3600
4000
4100
①
内，
；
②t 16(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。
a.
的分压不变 b.混合气体密度不变
c.
d.
(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为 。
(5)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时
与温度的关系曲线。
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(已知：对于可逆反应
，任意时刻
，式中
)表示物质
×的分压)
①在
恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“甲”
“乙”或“丙”)，判断依据是 。
②
时，在密闭容器中加入一定量的
，体系达到平衡后，测得
的分压为
，则水蒸气
的分压为
(用含x 的代数式表示)。
【答案】(1)
(2) 190 >
(3)ad
(4)58.8%
(5) 甲 反应I 平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气，
【详解】（1 ）设Ⅲ
，根据盖斯定律
Ⅲ-2×Ⅰ得
。
（2）①
内，
，则
；
②
、
、
，△c(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，
内，Δc(H2O)=400ppm，
内，Δc(H2O)=400ppm，则t-12>4，即t>16。
（3）a．H2O 的分压不变，则C3H6 的分压也不变，反应1、Ⅱ各组分分压不变，反应1、Ⅱ均达到平衡，a
正确；
b．反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，
不能作为反应I、Ⅱ均达到平衡的判据，b 错误；
c．当
时，反应不一定达到平衡，不能作为反应1、Ⅱ均达到平衡的判据，c 错误；
d．
，说明正逆反应速率相等，反应I 达平衡，各组分分压不变，C3H6 的分压不变，
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说明反应Ⅱ也达平衡，d 正确；
故选ad。
（4）设C3H8O 的物质的量为1mol，若lmol C3H8O 完全反应，理论上生成1mol C3H6，因为反应Ⅰ、Ⅱ的
转化率分别为98%和40%，反应I 生成1mol×98%=0.98mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡时
C3H6 的物质的量为0.98mol×(1-40%)=0.588mol，所以丙烯的产率为
=58.8%。
（5）①反应I 为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应I 正向
移动，
逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，
逐渐减小，即反应I 为平衡曲线为N，反应Ⅱ平衡曲线为M；在
350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应I 而言，相当于增大生成物浓度，使得
>
，即lg
增大，反应I 的状态最有可能对应图中的甲；
②由图可知，350°C 时达平衡后，
=0，则350℃时
=
=1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应II
的C3H6 起始分压为 a MPa，对反应Ⅱ列三段式有
，解得a=
MPa。
5.（2021·福建卷）化学链燃烧(
)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式相
比，避免了空气和燃料的直接接触，有利于高效捕集
。基于
载氧体的甲烷化学链燃烧技术
示意图如下。
化学链燃烧(
)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式相比，避免了空气和
燃料的直接接触，有利于高效捕集
。基于
载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为：
①
②
(1)反应
。
25
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(2)反应②的平衡常数表达式
。
(3)氧的质量分数：载氧体Ⅰ (填“>”“=”或“<”)载氧体Ⅱ。
(4)往盛有
载氧体的刚性密闭容器中充入空气【氧气的物质的量分数
为21%】，发生反应
①。平衡时
随反应温度T 变化的曲线如图所示。
时
的平衡转化率
(保留2 位
有效数字)。
(5)根据下图，
随温度升高而增大的原因是 。反应温度必须控制在
以下，原因是
。
(6)载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的
载氧体，反应②活化能如下表所
示。
载氧体掺杂物质
氧化铝
膨润土
活化能/
由表中数据判断：使用 (填“氧化铝”或“膨润土”)掺杂的载氧体反应较快；使用氧化铝或者膨润
土掺杂的载氧体，单位时间内燃料反应器释放的热量分别为
、
，则a b(填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)
(2)
(或
)
(3)>
(4)58%
(5) 反应①为放热反应，温度升高平衡左移 温度高于
时，
大于21%，载氧体无法载
氧
(6) 膨润土 <
【
详
解
】
（
1
）
①
；
②
26
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，用①2+②
（1）得：反应
=
，故
答案：
。
（2）由②
可知，故体没有浓度，所以
该反应的平衡常数表达式
( 或
) ，故答案：
( 或
)。
（3）由图可知：载氧体I 是把空气中的氧气转移到燃料反应器，载氧体II 是氧气和甲烷发生反应释放出水
和二氧化碳，所以氧的质量分数：载氧体I>载氧体II，故答案：>。
（4）设往盛有
载氧体的刚性密闭容器中充入空气的物质的量为1mol,氧气的物的量分数
为21%，则氧气的物质的量为0.21mol，由图可知，达到平衡时氧气的物的量分数
为10%，设反应的
O2 为xmol，有
，x=0.122mol，则
时
的平衡转化率
=58%，
故答案：58%。
（5）因为①
为放热反应，随温度升高平衡逆向移动，氧气的浓度
正大。因为往盛有
载氧体的刚性密闭容器中充入空气【氧气的物质的量分数
为21%】，
由图可知，当温度高于
时，
大于21%，载氧体无法载氧。故答案：反应①为放热反应，温度
升高平衡左移；温度高于
时，
大于21%，载氧体无法载氧。
（6）由表中数据可知：使用氧化铝掺杂的载氧体反应的活化能比使用膨润土掺杂的载氧体反应的活化能
高，所以使用膨润土掺杂的载氧体反应较快。
使用氧化铝比使用者膨润土掺杂的载氧体反应较慢，单位时间内燃料反应器释放的热量少，所以
<
，
故答案：膨润土；<。
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