文档文本内容
专题40 化学反应原理综合题
——反应热+速率平衡
考点
十年考情（2016-2025）
命题趋势
考点1 涉及有机
化工原料的生产
2025：四川、全国卷、云南、河北、
甘肃、黑吉辽蒙卷、浙江
2024：湖南、全国甲卷、安徽
2023：福建、湖南、湖北、全国甲卷
2022：福建、山东
2021：辽宁、山东
2020：山东、浙江
注重考查学科核心知识 ：本专题考查综合
反应热的计算、速率与化学平衡的计算、
化学平衡的移动等核心知识。
强调知识的灵活运用与综合分析 ：化学反
应原理题通常以工业生产为背景，综合考
查化学反应中的能量变化、速率与平衡等
知识，题目综合性强，图文信息多，设问
角度灵活。由于试题篇幅较长，情境、取
材较新，侧重考查考生的阅读能力、获取
有效信息能力、知识运用能力、识图识表
能力和分析归纳能力，试题难度大。根据
题目涉及的核心物质，可将反应原理主观
题型分为两种类型：一类是涉及有机化工
原料的生产；另一类是涉及无机物的制备
考点2 涉及无机
物的制备与转化
2025：山东
2024：海南、甘肃、山东、吉林
2023：广东、浙江、全国乙卷
2022：海南、浙江、广东、全国乙
卷、全国甲卷
2021：福建、天津、广东、全国乙卷
2020：新课标I 卷
2019：新课标I 卷
2018：新课标I 卷
与转化。
1．（2025·四川·高考真题）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(
)为原料制备乙二
醇，反应按如下两步进行：
①
②
已知：
为物质生成焓，反应焓变
产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表
所示。
物质
0
回答下列问题：
(1)生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ，
0(填“>”“<”或“=”)，反应在
(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)恒压时，合成气中
增大，
(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是 。
(3)反应中伴随副反应④：
。平衡常数与温度之间满足关系
常数，
反应②和④的
与
的关系如图所示，则
，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应
适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为
。
①反应
后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为
，则甲醛的平均消耗速率
知识点01 有机化工原料的生产
。
②溶剂中
和
浓度分别保持为
，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率
分别为
，生成乙二醇的平衡常数
(科学记数，保留小数点后2 位)。
2．（2025·全国卷·高考真题）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。
回答下列问题：
(1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为
、
和
，则酯化反应
的
。
(2)酯化反应中的3 种有机物的沸点从高到低的顺序为 原因是 。
(3)在常压和
时，初始组成
、
作催化剂的条件下进行反应，
得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。
平衡时乙酸的转化率
，平衡常数
(保留2 位有效数字)。已知酯化反应的速率方程
为
，其中
，则
(保留2 位有效数字)。
(4)研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是 。若要提高乙酸乙
酯的产率，可以采用的方法是 (举1 例)。
3．（2025·云南·高考真题）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5
)
℃绿色制氢新途径，并实现高附加值乙
酸(沸点118
)
℃的生产，主要反应为：
Ⅰ．
Ⅱ．
回答下列问题：
(1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为
秸秆
纤维素
乙醇
(2)对于反应Ⅰ：
①已知
则
。
②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A．容器内的压强不再变化
B．混合气体的密度不再变化
C．
的体积分数不再变化
D．单位时间内生成
，同时消耗
③反应后从混合气体分离得到
，最适宜的方法为 。
(3)恒压100kPa 下，向密闭容器中按
投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化
关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性
]
①由图1 可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。
②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则
，平衡常数
(列出计算式即可；用平衡分压代替平衡
浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
4．（2025·河北·高考真题）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线
合成。
(1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，
伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应：
副反应：
体系中环氧乙烷初始浓度为
，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中
。
①0~30min 内，
。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a．主反应中，生成物总能量高于反应物总能量
b．0~30min 内，
c．0~30min 内，
d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
(2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：
。按化学计量比进料，固定平衡转化率
，探究温度与压强的
关系。
分别为0.4、0.5 和0.6 时，温度与压强的关系如图：
①代表
的曲线为 (填“
”“
”或“
”)；原因是 。
②
0(填“>”“<”或“=”)。
③已知：反应
，
，x 为组分的物质的量分数。M、N 两
点对应的体系，
(填“>”“<”或“=”)，D 点对应体系的
的值为 。
④已知：反应
，
，p 为组分的分压。调整进料比为
，系统压强维持
，使
，此时
(用含有m 和
的代数式表示)。
5．（2025·甘肃·高考真题）乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包
括以下两个主要反应：
反应1：
反应2：
(1)25℃，101kPa 时，反应
。
(2)一定条件下，使用某含Co 催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转
化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在
范围内，乙炔转化率随温度升高而增大的原因为 (任写一条)，当温度由220℃升高
至260℃，乙炔转化率减小的原因可能为 。
②在120~240℃范围内，反应1 和反应2 乙炔的转化速率大小关系为
(填“>”“<”或“=”)，理由
为 。
(3)对于反应1，反应速率
与
浓度
的关系可用方程式
表示(k 为常数)。
时，保持其他条件不变，测定了不同浓度时的反应速率(如下表)。当
时，
。
实验组
一
二
(4)以Pd/W 或Pd 为催化剂，可在常温常压
下实现乙炔加氢，反应机理如下图所示(虚线为生
成乙烷的路径)。以 为催化剂时，乙烯的选择性更高，原因为 。(图中“*”表示吸附态；数
值为生成相应过渡态的活化能)
6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气
为原料合成乙二醇具
有重要意义。
Ⅰ．直接合成法：
，不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298K
355K
400K
平衡常数
1.0
(1)该反应的
0(填“>”或“<”)。
(2)已知
的燃烧热
分别为
，则
上述合成反应的
(用a、b 和c 表示)。
(3)实验表明，在500K 时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是 (答出1 条
即可)。
Ⅱ．间接合成法：用合成气和
制备的DMO 合成乙二醇，发生如下3 个均放热的连续反应，其中MG 生
成乙二醇的反应为可逆反应。
(4)在2MPa、
催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比
，出口处检测
到DMO 的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性
]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线 (填图中标号，下同)表示DMO 的转化率，曲线
表示MG 的选择性。
②有利于提高A 点DMO 转化率的措施有 (填标号)。
A．降低温度 B．增大压强
C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间
③483K 时，出口处
的值为 (精确至0.01)。
④A 点反应
的浓度商
(用物质的量分数代
替浓度计算，精确至0.001)。
7．（2025·浙江·高考真题）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。
请回答：
(1)用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。
A．温度
B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)]
C．压强
D．催化剂
(2)25℃下，(CH3)2NH·H2O 的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液的pH= 。
(3)在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式
是 。
(4)上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：
。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下
0(填
“>”、“<”或“=”)。
(5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH 催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比
，催化剂M 足量。反应方程式如下：
Ⅳ．
V．
三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。
(例：HCOOH 的物质的量百分比
①请解释HCOOH 的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M 活性降低或失活) 。
②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因
。
8．（2024·湖南·高考真题）丙烯腈(
)是一种重要的化工原料。工业上以
为载气，用
作
催化剂生产
的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：
(1)总反应
(用
含
、
、和
的代数式表示)；
(2)进料混合气中
，出料中四种物质(
、
、
、
)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图：
①表示
的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入
的作用是 。
③出料中没有检测到
的原因是 。
④反应
后，a、b、c 曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
(3)催化剂
再生时会释放
，可用氨水吸收获得
。现将一定量的
固体(含
水)置于密闭真空容器中，充入
和
，其中
的分压为
，在
℃下进行干燥。为保证
不分解，
的分压应不低于
(已知
分解的平衡常数
)；
(4)以
为原料，稀硫酸为电解液，Sn 作阴极，用电解的方法可制得
，其阴极
反应式 。
9．（2024·全国甲卷·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(
)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：
计算反应
的
。
(2)
与
反应生成
，部分
会进一步溴化。将
和
。通入密闭容器，
平衡时，
、
与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有
、
和
)。
(i)图中
的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)
时，
的转化率
，
。
(iii)
时，反应
的平衡常数
。
(3)少量
可提高生成
的选择性。
时，分别在有
和无
的条件下，将
和
，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在
之间，有
和无
时
的生成速率之比
。
(ii)从图中找出
提高了
选择性的证据： 。
(
)
ⅲ研究表明，
参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析
提高
选择性的原因： 。
10．（2024·安徽·高考真题）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答
下列问题：
【乙烷制乙烯】
(1)
氧化脱氢反应：
计算：
(2)
直接脱氢反应为
，
的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，
则
0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近
的是
(填标号)。
a．
b．
c．
(3)一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ
(
远大于
)(
是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平
衡常数)
①仅发生反应i 时，
的平衡转化率为
，计算
。
②同时发生反应i 和ⅱ时。与仅发生反应i 相比，
的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不
变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过
修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现
和
混合气的分离。
的 与
分子
的
键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离
和
的优
点是 。
(5)常温常压下，将
和
等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口
浓度(
)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。
A．前
，两种气体均未被吸附
B．p 点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b 对应的时间段内，吸附的
逐渐被
替代
11．（2023·福建·高考真题）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．
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 。
12．（2023·湖南·高考真题）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④
的△H4= kJ/mol；
(2)在某温度、100 kPa 下，向反应器中充入1 mol 气态乙苯发生反应④，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 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
(3)在913 K、100 kPa 下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两
个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(
)
随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b 代表的产物是 ，理由是 ；
(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______；
A．X 射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B．Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C．Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(
)
Ⅰ的配合物促进C6H5CH2X (引发剂，X 表示卤素)
生成自由基C6H5CH2·，实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I 中活性最高的是 ；
(6)室温下，①Cu+在配体L 的水溶液中形成[Cu(L)2]+，其反应平衡常数为K；②CuBr 在水中的溶度积常数为
Ksp。由此可知，CuBr 在配体L 的水溶液中溶解反应的平衡常数为 (所有方程式中计量系数关系均为
最简整数比)。
13．（2023·湖北·高考真题）纳米碗
是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，
可以由
分子经过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
的反应机理和能量
变化如下：
回答下列问题：
(1)已知
中的碳氢键和碳碳键的键能分别为
和
，H-H 键能为
。
估算
的
。
(2)图示历程包含 个基元反应，其中速率最慢的是第 个。
(3)
纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为 、 。
(4)1200K 时，假定体系内只有反应
发生，反应过程中压强恒定为
(即
的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数
为 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分
压=总压×物质的量分数)。
(5)
及
反应的
(
为平衡常数)随温度倒数
的关系如图所示。已知本实验条件下，
(R 为理想气体常数，c 为截距)。图中两条线几乎平行，
从结构的角度分析其原因是 。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成
的反应速率的是 (填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
14．（2023·全国甲卷·高考真题）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③
的
，平衡常数
(用
表
示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的
(
等)与
反应可得
。
与
反应能高选择性地生
成甲醇。分别在
和
下(其他反应条件相同)进行反应
，结果如下图所
示。图中
的曲线是 (填“a”或“b”。
、
时
的转化率为 (列出算式)。
(3)
分别与
反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以
示
例)。
(
)
ⅰ步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(
)
ⅱ直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则
与
反应的能量变
化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(
)
ⅲ
与
反应，氘代甲醇的产量
(填“＞”“＜”或“=”)。若
与
反应，生成的氘代甲醇有 种。
15．（2022·福建·高考真题）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。
(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)。
16．（2022·山东·高考真题）利用
丁内酯(BL)制备1，
丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)
和
丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压
氛围下进行，故
压强近似等于总压。回答下列问题：
(1)以
或BD 为初始原料，在
、
的高压
氛围下，分别在恒压容器中进行
反应。达平衡时，以BL 为原料，体系向环境放热
；以BD 为原料，体系从环境吸热
。忽略副反应
热效应，反应Ⅰ焓变
。
(2)初始条件同上。
表示某物种i 的物质的量与除
外其它各物种总物质的量之比，
和
随时间t 变
化关系如图甲所示。实验测得
，则图中表示
变化的曲线是 ；反应Ⅰ平衡常数
(保留两位有效数字)。以BL 为原料时，
时刻
，BD 产率= (保留两位有效数字)。
(3)
为达平衡时
与
的比值。
、
、
三种条件下，以
为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，
随时间t 变化关系如图乙所示。因反应在高压
氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。
曲线a、b、c 中，
最大的是 (填代号)；与曲线b 相比，曲线c 达到
所
需时间更长，原因是 。
17．（2021·辽宁·高考真题）苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反
应：
.
Ⅰ主反应：
(g)+3H2(g)⇌
(g) ∆H1<0
.
Ⅱ副反应：
(g) ⇌
(g) ∆H2>0
回答下列问题：
(1)已知：Ⅲ.
.2
Ⅳ
(g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4
.
Ⅴ
(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5
则
(用
、
和
表示)。
(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。
A．适当升温
B．适当降温
C．适当加压
D．适当减压
(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在
的基础上适当增大
用量，其目的是
。
(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当
中混有微量
或
等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为 。
(5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对，下图中可作为酸性
中心的原子的标号是 (填“①”“②”或“③”)。
(6)恒压反应器中，按照
投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为
，平衡时苯的转化率为α，
环己烷的分压为p，则反应1 的
(列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压
×物质的量分数)。
18．（2021·山东·高考真题）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过
甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ：
+CH3OH
△H1
反应Ⅱ：
+CH3OH
△H2
反应Ⅲ：
△H3
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T 变化关系如图所示。据图判断，A 和B 中相
对稳定的是 (用系统命名法命名)；
的数值范围是 (填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME 的
平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中B 的物质的量为 mol，反应Ⅰ的平衡常
数Kx1= 。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将 (填“正向移
动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A 与CH3OH 物质的量浓度之比c(A)：c(CH3OH)= 。
(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B 和CH3OH。控制温度为
353K，A、B 物质的量浓度c 随反应时间t 的变化如图所示。代表B 的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t=100s
时，反应Ⅲ的正反应速率v 正 逆反应速率v 逆(填“＞”“＜”或“=)。
19．（2020·山东·高考真题）探究CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH 的产率。以
CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
.
Ⅰ
.
Ⅱ
.
Ⅲ
回答下列问题：
(1)
。
(2)一定条件下，向体积为VL 的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容
器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO 为b mol，此时H2(g)的浓度为 mol
L
﹒-1(用含a、b、V 的代数式表示，
下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 。
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3 投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率随温度的
变化关系如下图所示。
已知：CO2的平衡转化率=
CH3OH 的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图 (填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序
为 ；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为 (填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
20．（2020·浙江·高考真题）研究
氧化
制
对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反
应有：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
已知：
时，相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的
(
随温度变化可忽略)。例如：
。
请回答：
(1)①根据相关物质的相对能量计算
。
②下列描述正确的是
A 升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B 加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C 反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D 恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：
，且第二步速率较慢(反应活化能为
)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”，起点从
的能量
，开始(如图2) 。
(2)①
和
按物质的量1:1 投料，在
和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X 对“
氧化
制
”的影响，所得实验数据如下表：
催化剂
转化率
转化率
产率
催化剂X
19.0
37.6
3.3
结合具体反应分析，在催化剂X 作用下，
氧化
的主要产物是 ，判断依据是 。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高
的选择性(生成
的物质的量与
消耗
的物质的量之比)。在
，乙烷平衡转化率为
，保持温度和其他实验条件不变，采用选
择性膜技术，乙烷转化率可提高到
。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是 。
21．（2025·山东·高考真题）利用
循环再生可将燃煤尾气中的
转化生产单质硫，涉及的主要反应如
下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
恒容条件下，按
和
投料反应。平衡体系中，各气态物种的
随温度的变化关
系如图所示，n 为气态物种物质的量的值。
已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数
基本不变。
回答下列问题：
(1)反应
的焓变
(用含
的代数式表示)。
(2)乙线所示物种为 (填化学式)。反应Ⅲ的焓变
0(填“>”“<”或“=”)。
(3)
温度下，体系达平衡时，乙线、丙线所示物种的物质的量相等，若丁线所示物种为
，则
为
(用含a 的代数式表示)；此时，
与
物质的量的差值
(用含a
的最简代数式表示)。
(4)
温度下，体系达平衡后，压缩容器体积
产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，
与
物质
的量之比
(填“增大”“减小”或“不变”)，
物质的量
(填“增大”
“减小”或“不变”)。
22．（2024·海南·高考真题）氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知
时，反应①：
；
物质的量
知识点02 无机物的制备与转化
分数。
回答问题：
(1)题述条件下，反应②：
。
(2)设反应为一步完成，且
与温度无关，已知
下，反应①活化能为
，则
分解反
应的活化能为
。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 、 。
(4)温度T 下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，
关系曲线如图所示，其函数关系
(写表达式)，增大氨的初始分压，氨的转化速率 ；假设吸附到催化剂表面后
都变成活化分子，其它条件不变，改用比表面积更大的催化剂，则单位时间
的产量将 。
23．（2024·甘肃·高考真题）
是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
(1)由
制备
：
已知
时，由
制备
硅 (填“吸”或“放”)热
。升高温
度有利于制备硅的原因是 。
(2)在催化剂作用下由粗硅制备
：
。
，
密闭容器
中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与
和
气体反应，
转化率随时间的变
化如下图所示：
①
，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率
。
②当反应达平衡时，
的浓度为
，平衡常数K 的计算式为 。
③增大容器体积，反应平衡向 移动。
24．（2024·山东·高考真题）水煤气是
的主要来源，研究
对
体系制
的影响，涉及主要反
应如下：
回答下列问题：
(1)
的焓变
(用代数式表示)。
(2)压力p 下，
体系达平衡后，图示温度范围内
已完全反应，
在
温度时完全分
解。气相中
，
和
摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a 线对应物质为 (填化学式)。
当温度高于
时，随温度升高c 线对应物质摩尔分数逐渐降低的原因是 。
(3)压力p 下、温度为
时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应
的平衡常数
；此时气体总物质的量为
，则
的
物质的量为
；若向平衡体系中通入少量
，重新达平衡后，分压
将 (填
“增大”“减小”或“不变”)，
将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
25．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用
催化氧化法处理
废气：
。将
和
分别以不同起始流速通入
反应器中，在
和
下反应，通过检测流出气成分绘制
转化率(
)曲线，如下图所示(较
低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)
0(填“>”或“<”)；
℃。
(2)结合以下信息，可知
的燃烧热
。
(3)下列措施可提高M 点
转化率的是_______(填标号)
A．增大
的流速
B．将温度升高
C．增大
D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，
小于
和
，原因是 。
(5)设N 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数
(用平衡物质的量分数代替平衡
浓度计算)
(6)负载在
上的
催化活性高，稳定性强，
和
的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体
积近似相等，
与
的密度比为1.66，则
的相对原子质量为 (精确至1)。
26．（2023·广东·高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物
能与
形成橙红色的配离子
，该配离子可被
氧化成淡蓝色的配离子
。
①基态
的
电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为
的
溶液进行了三组实验，得到
随时间t 的
变化曲线如图。
①
时，在
内，
的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，
增大
B．
平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
(3)R 的衍生物L 可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M 表示)与L 存在平衡：
研究组配制了L 起始浓度
与L 起始浓度比
不同的系列溶液，反应平衡后
测定其核磁共振氢谱。配体L 上的某个特征H 在三个物种
中的化学位移不同，该特征H 对应
吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H 的总峰面积计为1)如下表。
0
1.00
0
0
a
x
0.64
b
0.40
0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S 之比等于吸收峰对应H 的原子数目之比；“
”表示未检测到。
①
时，
。
②
时，平衡浓度比
。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M 与L 反应体系。当
时，测得平衡时各物种
随
的变化曲线如图。
时，计算M 的平衡转化率 (写出计
算过程，结果保留两位有效数字)。
27．（2023·浙江·高考真题）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
(1)
。
(2)恒定总压
和水碳比[
]投料，在不同条件下达到平衡时
和
的分压(某
成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1 下，水煤气变换反应的平衡常数
。
②对比条件1，条件2 中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应，写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入
B．恒定水碳比
，增加体系总压可提高
的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止
被进一步还原为
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余
热(如图1 所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2 中b-c 段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是 。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3 中作出
平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及
产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是 。
28．（2023·全国乙卷·高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，
制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在
气氛中，
的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知
，
。
(2)已知下列热化学方程式：
则
的
。
(3)将
置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(
)
Ⅰ。平衡时
的关系如下图所示。
时，该反应的平衡总压
、平衡常数
。
随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应
(
)
Ⅱ，平衡时
(用
表示)。在
时，
，则
，
(列出计算式)。
29．（2022·海南·高考真题）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备
，电解反应的
。由此计算
的燃烧热(焓)
。
(2)已知：
的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1 所示。
①若反应为基元反应，且反应的
与活化能(Ea)的关系为
。补充完成该反应过程的能量变化示意
图(图2) 。
②某研究小组模拟该反应，温度t 下，向容积为10L 的抽空的密闭容器中通入
和
，反
应平衡后测得容器中
。则
的转化率为 ，反应温度t 约为 ℃。
(3)在相同条件下，
与
还会发生不利于氧循环的副反应：
，在反应器中按
通入反应物，在不同温度、
不同催化剂条件下，反应进行到2min 时，测得反应器中
、
浓度(
)如下表所示。
催化剂
t=350℃
t=400℃
催化剂Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂Ⅱ
9.2
10775
34
38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，
生成
的平均反应速率为
；
若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是 。
30．（2022·浙江·高考真题）主要成分为
的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的
燃烧，产生的
与其余
混合后反应：
。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为
、
、
，计算该温度下的平衡常数
。
(2)热解
制
。根据文献，将
和
的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，
发生如下反应：
Ⅰ
Ⅱ
总反应：
Ⅲ
投料按体积之比
，并用
稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得
和
体积分数如下表：
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是 。
②下列说法正确的是 。
A．其他条件不变时，用Ar 替代
作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B．其他条件不变时，温度越高，
的转化率越高
C．由实验数据推出
中的
键强于
中的
键
D．恒温恒压下，增加
的体积分数，
的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图
。
④在
，常压下，保持通入的
体积分数不变，提高投料比
，
的转化率不变，
原因是 。
⑤在
范围内(其他条件不变)，
的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析
原因 。
31．（2022·广东·高考真题）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂
可由
加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式：
。
②
催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，
过程的焓变为 (列式表示)。
③
可用于
的催化氧化。设计从
出发经过3 步反应制备
的路线 (用“→”表示含
氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为 。
(2)
溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(
)
ⅰ
(
)
ⅱ
①下列有关
溶液的说法正确的有 。
A．加入少量硫酸，溶液的pH 不变
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．加入少量
溶液，反应(
)
ⅰ的平衡逆向移动
D．加入少量
固体，平衡时
与
的比值保持不变
②25℃时，
溶液中
随pH 的变化关系如图。当
时，设
、
与
的平衡浓度分别为x、y、
，则x、y、z 之间的关系式为
；计算溶液
中
的平衡浓度 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(
)有关；在一定波长范围内，最大A 对
应的波长(
)取决于物质的结构特征；浓度越高，A 越大。混合溶液在某一波长的A 是各组分吸收程度之
和。为研究对反应(
)
ⅰ和(
)
ⅱ平衡的影响，配制浓度相同、
不同的
稀溶液，测得其A 随
的变
化曲线如图，波长
、
和
中，与
的
最接近的是 ；溶液
从a 变到b 的过程中，
的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
32．（2022·全国乙卷·高考真题）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收
处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算
热分解反应④
的
。
(2)较普遍采用的
处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④
高温热分解
。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。
(3)在
、
反应条件下，将
的混合气进行
热分解反应。平衡时混合气中
与
的分压相等，
平衡转化率为 ，平衡常数
。
(4)在
、
反应条件下，对于
分别为
、
、
、
、
的
混合
气，热分解反应过程中
转化率随时间的变化如下图所示。
①
越小，
平衡转化率 ，理由是 。
②
对应图中曲线 ，计算其在
之间，
分压的平均变化率为
。
33．（2022·全国甲卷·高考真题）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛
的方法之一是将金红石
转化为
，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)
转化为
有直接氯化法和碳氯化法。在
时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(
)
ⅰ直接氯化：
(
)
ⅱ碳氯化：
①反应
的
为
，
Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是 。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率
(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在
，将
、C、
以物质的量比1 2.2 2
∶
∶进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分
数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应
的平衡常数
。
②图中显示，在
平衡时
几乎完全转化为
，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原
因是 。
(3)
碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于
“固—固”接触的措施是 。
34．（2021·福建·高考真题）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
。
(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“<”)。
35．（2021·天津·高考真题）CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8
受热分解成气态S2，发生反应
，回答下列问题：
(1)CH4的电子式为 ，CS2分子的立体构型为 。
(2)某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2 1∶时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为 。
②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
a．气体密度b．气体总压c．CH4与S2体积比d．CS2的体积分数
(3)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
据图分析，生成CS2的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的
条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是 。
(4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S 转化为单后硫S，可实现废物利用，保护
环境，写出其中一个反应的化学方程式 。
36．（2021·广东·高考真题）我国力争于2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。CH4与CO2重整是
CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)
C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)
CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a 的∆H1= (写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c 的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e 的平衡均向右移动
C． 加入反应a 的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a~e 的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分 步进行，其中，第 步的正
反应活化能最大。
(4)设K 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的
相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0=100kPa）。反应a、c、e 的ln K 随
（温度的倒数）的
变化如图所示。
①反应a、c、e 中，属于吸热反应的有 (填字母)。
②反应c 的相对压力平衡常数表达式为K = 。
③在图中A 点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa 的恒容密闭容器中进行反应，
体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程 。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途： 。
37．（2021·全国乙卷·高考真题）一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也
可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig 误认为是ICl，从而错过了一种新元素的
发现，该元素是 。
(2)氯铂酸钡(
)固体加热时部分分解为
、
和
，376.8℃时平衡常数
，在一
硬质玻璃烧瓶中加入过量
，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘
蒸气初始压强为
。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为
，则
，反应
的平衡常数K= (列出计算式即可)。
(3)McMorris 测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数
。
得到
和
均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl 分解为NO 和
反应的
0(填“大于”或“小于”)
②反应
的K= (用
、
表示)：该反应的
0(填“大于”或“小
于”)，写出推理过程 。
(4)Kistiakowsky 曾研究了NOCl 光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
其中
表示一个光子能量，
表示NOCl 的激发态。可知，分解1mol 的NOCl 需要吸收 mol 光
子。
38．(2020·新课标Ⅰ卷·高考真题)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2
的催化氧化：SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式
为：_________。
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa 和
5.0MPa 压强下，SO2平衡转化率α 随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判
断的依据是__________。影响α 的因素有__________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p 条件
下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为___________，平衡常数Kp=___________(以分压
表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(
−1)0.8(1−nα')。式中：k 为反应速率常数，随温度t 升
高而增大；α 为SO2平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n 为常数。在α'=0.90 时，将一系列温度下的k、
α 值代入上述速率方程，得到v~t 曲线，如图所示。
曲线上v 最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v 逐渐提高；t>tm后，v 逐渐下降。
原因是__________________________。
39．(2019·新课标Ⅰ卷·高考真题)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合
成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata 曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原
为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质
量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时
体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。
A．＜0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其
中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最大能垒(活化能)E 正
=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
(4)Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H2分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧
化铁，实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率
(a)=___________kPa·min−1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化
关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是
___________、___________。
40．(2018·新课标I 卷·高考真题)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业
中得到广泛应用。回答下列问题：
(1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式
为___________。
(2)F. Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2 二聚为N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p 随时间t 的变化如下表所示(t=∞时，
N2O5(g)完全分解)：
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+
O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v=2×10−3×
(kPa·min−1)。t=62 min 时，测得体系中
=2.9 kPa，
则此时的
=________ kPa，v=_______ kPa·min−1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或
“小于”)，原因是________。
④25℃时N2O4(g)
2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保
留1 位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg 提出如下反应历程：
第一步 N2O5
NO3+NO2 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______(填标号)。
A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
