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专题10 反应原理综合题（非选择题）
1．（2026·辽宁大连·一模）氨是重要的化工原料，氨的合成曾三次获得诺贝尔化学奖。科研人员开发了以
下三种新型合成氨的方法。回答下列问题：
方法一：N2和H2O 合成氨。
该方法以水为氢源，CO 为氧受体，在催化剂上实现氮气和水直接合成氨。该过程可在低至100℃的条件下
实现氨高效节能生产。
已知：①
②
③
(1)
___________
。
(2)结合反应①、②的
(自由能的变化)随温度变化情况图，说明CO 的作用是___________。
方法二：NO 和H2合成氨。
该方法是在常压，200℃下，利用工业废气NO 与H2在催化剂表面直接合成NH3.
已知：主反应：
副反应：
(3)方法二较“传统合成氨”的优点为___________(答出一条即可)。
(4)向密闭容器中充入1 molNO 和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，NO 的转化率为80%，NH3的选择
性为90%( NH3的选择性
)。则平衡时NH3的物质的量为
___________mol，主反应的平衡常数Kx=___________(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数，列出计算式
即可)。
方法三：N2和H2常压催化合成氨。
该方法是利用催化剂表面的阴离子空位诱导N2活化，再进行氢化，二者协同作用合成NH3.
(5)若将N2和H2同时通入反应体系，NH3的生成速率会___________(填“增大”或“减小”)。
(6)物质在催化剂表面的吸附为放热过程，用
表示吸附能。催化剂
晶体表面N2活化的过程如下
图所示，则
(水平吸附)___________
(末端吸附)(填“＞”、“＜”或“=”)。
2．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）科研人员开发了三种新型氨合成方法。
方法一：N2(g)+3H2O(g)+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g) ΔH3
已知：①2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH1=+1266.4 kJ/mol
2CO(g)+O
②
2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol
(1)ΔH3=___________kJ/mol。
(2)反应①、②的吉布斯自由能变化(ΔG)随温度变化情况如图1 所示，结合图像分析反应N2(g)+3H2O(g)
+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g)中CO 的作用是___________。
方法二：200℃，常压下，利用工业废气NO 与H2在催化剂表面反应直接合成NH3。主要反应如下：
主反应：2NO(g)+5H2(g)
2NH
⇌
3(g)+2H2O(g)
副反应：2NO(g)+2H2(g)
N
⇌
2(g)+2H2O(g)
(3)分析该合成方法较传统合成氨的优势：___________。(写出两点即可)
(4)200℃，恒压p 条件下，向一密闭容器中按n(NO):n(H2)=1:3 投料发生以上反应。一段时间后体系达到平
衡状态，NO 的转化率为80%，NH3选择性为90%(NH3的选择性=
×100%)。则
主反应的压强平衡常数Kp=___________(写出计算式即可，平衡分压=气体的物质的量分数×总压)。
(5)研究表明，固溶体型催化剂OsxPt1-x/γ-Al2O3在合成反应中表现出优异的性能。根据图2 分析：当OsxPt1-x
中Os 的含量为___________时为最佳催化效果。
方法三：400℃，常压下，首先利用催化剂Ni/BaC2晶体表面存在“
阴离子空位”诱导N2活化，再进行
氢化，协同作用来生产NH3。
(6)催化剂吸附能的负值表示微粒从气相吸附到催化剂表面形成化学键时所释放的能量。图3 是催化剂Ni/
BaC2晶体表面N2活化的过程，N 原子与钡离子结合，请从物质结构的视角解释Ni/BaC2催化剂表面N2“水
平吸附”比“末端吸附”的吸附能(Eads)低的原因___________。
(7)若将N2和H2同时通入反应体系，NH3的产生速率大幅下降，请解释原因___________。
3．（2026·江西宜春·一模）我国向国际社会承诺2030 年实现“碳达峰”，2060 年实现“碳中和”。“碳
达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。
信息1：
还原
是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ．
Ⅱ．
(1)在
℃、1 L 容器中充入0.1 mol
和0.1 mol
，若只发生反应Ⅱ，吸收2 kJ 能量，若
℃、1 L 容
器中充入0.1 mol CO 和0.1 mol
(g)，若只发生反应Ⅱ，放出2.12 kJ 能量，则反应Ⅱ的
___________
。
(2)有利于提高
平衡转化率的条件是___________。
A．低温低压
B．低温高压
C．高温低压
D．高温高压
(3)
还原能力(R)可衡量
转化效率，
(同一时段内
与
的物质的量变化
之比)。
①常压下
和
按物质的量之比1：3 投料，某一时段内
和
的转化率随温度变化如图1，请在
图2 中画出400～1000℃之间R 的变化趋势，并标明1000℃的R 值__________。
②催化剂X 可提高R 值，另一时段内
转化率、R 值随温度变化如下表：
温度/℃
480
500
520
550
转化率1%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法错误的是___________。
A．R 值提高是由于催化剂X 选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中
占比越高
C．温度升高，
转化率增加，
转化率降低，R 值减小
D．改变催化剂提高
转化率，R 值不一定增大
信息2：以
生产高附加值的精细化学品，被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径，以
、
为原料合成
涉及的反应如下：
反应Ⅰ．
反应Ⅱ．
反应Ⅲ．
(4)为了探究反应发生可行性，测得反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的
；
；
；下图为
随温度的变化关系如图所示。
表示反应Ⅱ的直线是___________(填“a、b、c”)，在1000 K 时，上述三个反应的自发趋势大小关系是(填
“反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ”)___________。
(5)在7.0 MPa 下，将5 mol
和9 mol
充入某密闭容器中，在Cu/
催化剂作用下发生反应Ⅱ和
Ⅲ。平衡时
和CO 的选择性S[S(
或CO)
]随温度的变化如
图所示。
250℃时，平衡体系中有2 mol CO，则
的平衡转化率=___________，反应Ⅲ的
___________(
是
以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)。
4．（2026·河北沧州·一模）研究含碳、氮物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。已知如
下信息：
反应ⅰ：
；
反应ⅱ：
。
回答下列问题［不考虑：
］：
(1)
、
中化学键的键能分别为
、
，则NO 中化学键的键能为______
。
(2)在一定温度下，向2 L 刚性绝热密闭容器中充入2 mol NO 和
，只发生反应ⅱ。下列描述不能说
明该反应达到平衡状态的是______（填序号）
a．混合气体颜色不再改变 b．混合气体密度保持不变
c．混合气体温度不再改变 d．
(3)在一定温度下，向起始压强为100 kPa 的1 L 恒容密闭容器中通入
和
，发生反应ⅰ和ⅱ，
4 min 时反应达到平衡，测得体系总压强为90kPa，且
（p 为气体分压，单
位为kPa），达到平衡时
的平均反应速率为______kPa·min-1，反应ⅱ的压强平衡常数
______
（用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×物质的量分数）。
(4)在两个恒压密闭容器内分别充入2 mol NO 和
，在总压为
、
条件下只发生反应ⅱ。待两容
器均达到平衡时，测得
转化率随温度的变化如图所示。由图可知反应ii 正反应的活化能______逆反应的
活化能（填“大于”“小于”或“等于”）。用平衡常数K 证明m 点的容器容积大于n 点：______。
(5)利用电催化可将
同时转化为多种有机物，其原理如下图所示。铜电极上产生HCOOH 的电极反应式
为______。若铜电极上只生成
，则铜极区溶液质量变化了______g。
5．（2026·广西桂林·一模）甲酸(HCOOH)常用于制备农药、皮革等。
催化加氢合成甲酸的过程涉及以
下反应：
①
②
回答下列问题：
(1)已知：298 K 时，部分物质的相对能量如表所示，
___________。
物质
相对能量/
0
(2)图1 表示不同催化剂及活性位上生成
的能量变化，图2 表示
催化剂电催化还原
制甲酸的机
理(图中*表示催化剂或物质吸附在催化剂表面的状态)。
①图1 中，催化剂___________表面更容易生成
，原因是___________。
②图2 反应历程中，决速步骤的化学方程式为___________。
(3)在2 L 刚性容器中，加入
和
各1 mol 发生上述2 个反应，平衡时
的转化率及
和
的选择性随温度变化如图3 所示。
①表示
选择性的曲线是___________(填“a”“b”或“c”)。
②曲线b 随温度升高而下降的原因是___________。
240℃
③
时，反应①的平衡常数
___________(保留小数点后两位)。
(4)一种由
电化学法合成甲酸盐的工作原理如图4 所示。写出电极b 的电极反应式___________。
6．（2026·河北邢台·一模）尿素[
]热解制备
，并利用
进行脱硝反应(与NOx 反应)是科
研领域的一个研究方向。
Ⅰ．
和
混合热解制备
时，发生如下反应：
ⅰ．
；
ⅱ．
。
回答下列问题：
(1)已知
的燃烧热
分别为
，则
的燃烧热
_______
。
(2)工业上将
与
混合以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ．气体通过反应器时
间为10 min，测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。
①
时，0~10 min 内，
的生成速率
_______
；
的转化率为
_______(保留3 位有效数字)。
②温度高于
，
的转化率随温度的升高而增大，解释其原因为_______。
(3)一定温度和压强下，向某密闭容器中加入一定量的
和
发生反应ⅰ和ⅱ．体系达平
衡时，测得体系中
，
，
。
①反应ⅰ的平衡常数
_______(用含
的代数式表示)。
②下列操作一定可以提高上述平衡体系中
浓度的是_______(填选项字母)。
A．缩小容器容积 B．升高温度 C．加入更高效催化剂 D．分离出部分
Ⅱ．利用
进行脱硝反应时发生如下反应：
主反应
ⅲ．
ⅳ．
副反应
ⅴ．
ⅵ．
(4)实验表明，其他条件一定时，
去除率(R)随氨氮比[
，c 代表反应器入口相关气体
的浓度]的变化如图所示。
当
时，
去除率为负值，解释其原因为_______。
7．（2026·天津和平·一模）二甲胺
、N，N—二甲基甲酰胺
均是化工原料。
请回答：
(1)用氨和甲醇在密闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
①写出
的电子式___________。
②可改变甲醇平衡转化率的因素是___________(填序号)。
a．温度 b．投料比
c．压强 d．催化剂
(2)25℃下，
的电离常数为
，
，则
水溶液的
___________。
(3)在
的有机溶液中电化学还原
制备
，阴极上生成
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
：
，则反应在该条件下
___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(5)有研究采用
、
和
催化反应制备
。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．
HCOOH、
、
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
代替
作为氢源与
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．（2026·山东淄博·一模）
和
重整制氢有利于实现“碳中和”，涉及的主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
压强
下，按1 mol
、一定量
、一定量
投料反应，平衡体系中各气相组分摩尔分数
随温度的变化如图所示［不加CaO 情况下
的摩尔分数如虚线所示；
的未画出］。650℃时，测
得气体总物质的量为4 mol。
回答下列问题：
(1)反应
的焓变
___________
。反应Ⅱ的速率方程为
，
，(
、
分别是正、逆反应速率常数)。升高温度，
___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)甲线所示物种为___________(填化学式)，500~700℃范围内，不加CaO 和加CaO 两种情况下
的摩尔
分数随温度升高呈现不同变化的原因为___________。
(3)650℃时，反应Ⅱ的平衡常数
___________(结果用分数表示或保留2 位有效数字，下同)，
的吸
收率(
吸收的
占总生成
的比例)=___________。800℃时，体系达平衡后，压缩容器体积，重
新达平衡时，
___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
9．（2026·北京昌平·一模）甲醇是重要的有机化工产品。我国研究者提出一种化学链空分联合化学链制氢
的煤制甲醇新过程，主要工艺流程框架图如下。
(1)煤气化单元。合成气的主要成分为CO、
，还含有少量
，该单元主要发生以下反应：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①煤气化生成水煤气的反应为
____
。
②从能量角度说明煤气化过程中通入
的作用是________。
(2)化学链空分单元及化学链制氢单元的工艺流程示意图如下。
①化学链空分单元，还原反应器中发生反应的化学方程式为________。
②化学链制氢单元，反应器Ⅱ中发生反应的化学方程式为________。
③结合
的作用分析化学链空分单元的工作原理：________。
(3)甲醇合成单元。合成气中CO、
均可与
反应生成甲醇，进入合成单元前需配比成合适氢碳比。理
论模拟在
、6MPa、初始合成气总物质的量相同的条件下，研究
及氢碳比对甲醇平衡
产率的影响，结果如图。
①当初始
相同时，甲醇的平衡产率随
增大而下降的原因是____________。
②依据图示，合成甲醇时应如何调整合成气物质比例：__。
10．（2026·河北保定·一模）甲醇是工业“基石”原料，也是清洁燃料及溶剂领域的重要物质。
I．合成气制备甲醇的原理为
。向容积为1 L 的绝热恒容容器中，加入
和1 mol CO，反应开始时体系的压强增大。
已知：
的燃烧热(
)分别为
、
，该反应
的Ea(正)
。
回答下列问题：
(1)该反应的
逆
___________
(用字母
表示)。
(2)该反应的速率方程为
，
，其中
、
为正、逆反应速率，
为速率常数，
为各组分的分压。升高温度，
增大的倍数___________
增大的倍数(填“>”、
“<”或“=”)。
(3)向绝热反应器中通入
和过量的
，发生合成气的转换反应：
。催化作用受接触面积和温度等因素影响，
的比热容较大。
过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有___________。该反应需要在多个催化
剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热，保证反应在最适宜温度附近进行。若采用喷入冷
水(蒸汽)方式降温，在图中做出CO 平衡转化率随温度变化曲线。___________。
II．工业废气中的二氧化碳加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向，在催化剂作用下，主要自发进
行以下反应：
i．
ii．
iii．
(4)在恒温、恒压反应器中通入
发生反应i 和ii，
的平衡转化率及
的平衡产
率随温度变化关系如图所示。
已知：
产率
；
的选择性
。
下列说法错误的是___________。
A．
，
B．
的平衡选择性随温度的升高而减小
C．525 K 时，
的平衡选择性约为
D．525K 时，减小
的值或增大压强均能使
的平衡转化率达到b 点的值
(5)将一定比例和流速的
和
通过装有催化剂的容器，发生反应i 和ii，经过相同时间，测得5 Mpa 时
反应温度变化、
时压强变化对甲醇产量影响的关系如图所示。曲线X 表示___________(填“5 Mpa
时反应温度变化”或“
时压强变化”)。增大压强，产物中
的体积分数增大的原因是
___________。
(6)已知：对于反应
，压强平衡常数为
，
为各组分平衡
时的分压。一定温度下，向恒容密闭容器中通入物质的量之比为1：3 的
与
，发生以上3 个反应，
若起始压强为200 MPa，反应经
后达到平衡，此时体系压强为
，反应iii 的
平衡常数
___________
(保留两位有效数字)。
11．（2026·陕西西安·一模）氟的化合物在化工生产中有广泛应用。回答下列问题：
(1)已知：ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
则
___________(用
、
、
表示)。
(2)
与水剧烈反应生成
、Xe、
和HF。
易溶于水，其水溶液在酸性条件下稳定，在碱性条
件下(
)分解释放Xe 与
，反应机理如下：
过程
反应快慢
速率方程(k 为速率常数)
ⅰ
快反应
ⅱ
慢反应
vii=kii·c(
)
①第___________步(填“ⅰ”或“ⅱ”)反应的活化能较高。
②
的水溶液中加入固体NaOH 使
，保持温度不变，测得产生气体的体积V(已换
算成标准状况下)与时间t 的关系如图1 所示。
时间段内
的平均反应速率
___________
(忽略溶液体积变化)。
③
段产生气体的速率变快的原因可能为___________。
(3)Xe 和
在催化剂作用下发生反应：
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
一定温度下，在恒压密闭容器中通入1 mol Xe 和一定量的
，发生上述反应，平衡时产物(
、
、
)的物质的量与
的关系如图2 所示[当
时，认为Xe 完全反应]。已知：a、c 点对应的
分别为8 kPa、32 kPa。
①甲曲线代表的产物是___________，判断依据是___________。
②反应ⅲ的
___________
(
是用分压代替浓度计算的平衡常数)。为获得最多的
，平衡
体系中
___________kPa。
12．（2026·河北承德·一模）
-丁内酯（
）是一种重要的精细化学品，在纤维、医药、树脂、石
油和化妆品等方面有广泛的应用。以1,4-丁二醇（
）和顺酐（
）为原料，
为催化剂，制备
-丁内酯的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
K
回答下列问题：
(1)反应Ⅱ的
________
，若其正反应的活化能为
，则逆反应的活化能
________
（用含
得代数式表示）。
(2)反应Ⅰ（1,4-丁二醇脱氢）和反应Ⅱ（顺酐加氢）同时进行显著提高了1,4-丁二醇和顺酐的转化率，原
因是________。反应Ⅲ的平衡常数
________（
（用
、
表示）。
(3)以1,4-丁二醇为原料，在催化剂
上进行脱氢反应制备
-丁内酯，可能的转化为：
不同温度下1,4-丁二醇的转化率、
收率与产物的选择性如图所示：
则1,4-丁二醇脱氢选择的适宜温度为________℃，原因是________。
(4)恒温恒压条件下，向容器中通入3mol1,4-丁二醇和2mol 顺酐发生气相反应，达到平衡时1,4-丁二醇的转
化率为
，水蒸气的物质的量为
。则
________mol，反应Ⅱ的平衡常数
________（写出
含有
、
的计算式）。
已知：对于反应
，
，x 为物质的量分数。
13．（2026·广东广州·一模）利用甘油(
)制取氢气是一个重要的研究课题。甘油水蒸气重整制氢中
主要涉及以下反应：
编号
反应
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(1)基态O 原子价层电子的轨道表示式为___________。
(2)反应
的焓变
___________
。
(3)将1.0 mol
和4.0 mol
充入恒容密闭容器中，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ．不同温度下，平衡时反
应体系的组成如图(该温度范围内
均消耗完全)。
①曲线a 对应的物质为___________。
T=1073 K
②
时，
___________mol，反应Ⅱ的平衡常数K=___________(列出算式，无须化简)。
(4)在800 K、101 kPa、甘油起始物质的量
的条件下，研究起始投料比[
/
]对反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的影响，该温度下达到平衡时
消耗完全，平衡时
/
、
/
的变化曲线如图。
①当
，平衡时，
___________mol(用含
、
和a 的代数式表示)。
②当
，平衡时，
___________mol(用含
、
和a 的代数式表示，写出推
导过程)。
14．（2026·辽宁抚顺·一模）将
转化为清洁能源是实现碳中和最直接有效的方法。根据所学知识，回
答下列问题：
Ⅰ．
还原
可制取
。
已知：反应ⅰ．
反应ⅱ．
反应ⅲ．
(1)
___________
。
(2)向恒压为0.36MPa 的密闭容器中通入
和
，发生反应ⅰ，同时有副反应
发生，平衡时体系内
、
、
的物质的量
与温度
的变化关系如图所示。
①结合上述反应，解释图中
的物质的量随温度的升高先增大后减小的原因：___________。
②
℃时，反应经
后达到平衡，测得此时
，
，甲烷的选择性
___________；该条件下反应速率
___________(用含的代数式表示)
；该条件下副反应的
___________。
③在实际生产中为了提高化学反应速率和甲烷的选择性，应当___________。
Ⅱ．利用
催化加氢可制备
，其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“*
”表示
吸附在催化剂表面，图中“*H”已省略)：
(3)该反应历程中决速步反应能垒为___________eV；为避免产生副产物，工艺生产的温度应适当
___________(填“升高”或“降低”)。
15．（2026·海南·一模）在一定条件下可制备甲醛、甲酸和甲醇等有机物。回答下列问题：
(1)工业上常以甲醇为原料制备甲醛：已知：
，
，
①请写出
与
反应生成
和
的热化学方程式：___________。
②在恒温恒容密闭容器中发生反应
，不能说明该反应达到平衡状
态的是___________(填字母)。
a．
的物质的量保持不变
b．单位时间内断裂
键的同时断裂
键
c．容器内混合气体的平均摩尔质量不变 d．容器内混合气体的密度保持不变
(2)制备甲酸：反应原理为
。已知：
，
，
、
为速率常数，
与温度的关系如图所示。若温度升高，则
___________(填“增大”“减小”或“不变”)；该反应的
___________(填“>”“<”或“=”)0。
(3)在
时，将6molCO2、11molH2、1molN2充入容积为
的恒容容器中，初始压强为
，只发生
，(
不参加反应)，测得体系中剩余
的物质的量随时
间变化如图中状态Ⅰ所示。在状态Ⅰ中，平衡时的压强为
．
①温度
时，状态Ⅰ中，该反应的压强平衡常数
___________
。(用平衡分压代替平衡浓度计
算)
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得
随时间变化如图中状态Ⅱ、Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，
状态Ⅱ、Ⅲ改变的条件依次可能是___________、___________。状态Ⅲ中，0~2min 内的平均速率
___________
。
16．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用
合成
甲醇过程中主要发生以下反应：
主反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
(1)298 K 时由
制备64 g 甲醇时___________(填“吸收”或“放
出”)___________kJ 热量，该反应在___________(填“较高”“较低”或“任意”)温度下能自发进行。
(2)恒压时，
和
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
。
①使用分子筛膜的目的是___________。
②将反应后的气体以一定流速通过含
修饰的吸附剂(
能与
键电子形成作用力较强的配位键)分离
和
。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度(
)之比随时间变化关系如图所示。20~40
min 时
浓度比几乎为0，50 min 以后浓度比又接近1 的原因可能是___________。
(3)在一定压强下，通入
和
，反应t min 后，
的转化率
、
的选择性
及CO 的选择性
随温度变化曲线如图。已知：
。
①温度升高时，
的转化率
先增大再减小的原因为___________。
260℃
②
时，CO 的选择性
___________。
300℃
③
时，若压强为2.9 kPa，则平衡时体系中
与
的物质的量之比为___________，反应Ⅰ的压
强平衡常数
___________
(
是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压
总压物质的量分数)。
17．（2026·江西南昌·一模）氢能是理想的清洁能源，一些制氢的反应体系及其热力学数据如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
回答下列问题：
(1)
________
(2)平衡常数与温度之间的关系可用方程式
表示（C 为常数），上述反应的
与
的关系
如图所示，若曲线c 表示反应Ⅰ，则曲线d 表示反应________（填标号，下同）；从反应自发性判断，在
较低温度下更易发生的是反应________，原因是________。
(3)5 MPa 下，向密闭容器中按
投料，只考虑反应Ⅱ和Ⅳ，平衡时
和CO 的体
积分数随温度变化关系如图。
①随着温度的升高，
的体积分数将________；
Q
②
点时
的转化率为________（保留两位有效数字，下同），此时反应Ⅱ的
________。
(4)甲醇在
催化剂表面的反应产物与反应条件有关。在如图条件下，产物X 的化学
式为________。
18．（2026·河北廊坊·一模）以
和
为原料合成
，涉及如下反应：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
回答下列问题：
(1)反应ⅰ、ⅱ的
与温度T 的关系如图所示。平衡常数
___________(用含
、
的代数式表示)；
降低温度，
___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)为同时提高甲醇的合成速率和平衡产率，可以改变的条件是___________(填标号)。
A．升高温度
B．恒容条件下充入氮气
C．增大压强
D．使用能显著减小反应ⅰ活化能的催化剂
(3)维持总压和投料比
不变，将
和
混合气以一定流速通过反应器发生反应ⅰ、
ⅱ、ⅲ。
转化率
和甲醇选择性
随温度T 变化的关系如图所示。已知
，忽略温度对催化剂活性的影响。
①
℃时，二氧化碳转化率随温度升高而增大，原因是___________。
240℃
②
时，反应ⅱ的
___________(以分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；随温度升高，
平衡体系中
的值将___________(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)保持其他条件不变，将(3)中反应器换成分子筛膜反应器(分子筛吸附水分子)，240℃时甲醇选择性大于
60%，其原因是___________。
19．（2026·宁夏·一模）甲醇水蒸气重整制氢具有能耗低、产物组成简单、副产物易分离等优点，是未来
制氢技术的重要发展方向。该重整反应体系主要涉及以下反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
(1)已知
反应Ⅰ的
= ___________kJ/mol。
(2)将组成物质的量分数为
、
和
不参与反应的气体通入恒容
容器中反应相同时间，测得
转化率和产物的物质的量分数随温度变化关系如图所示。
①曲线
和
分别代表产物 ___________和 ___________。
②下列对甲醇水蒸气重整制氢反应体系的说法合理的有 ___________。
A．增大N2的浓度，反应Ⅰ、Ⅱ的正反应速率都增加
B．升高温度，N2的物质的量分数保持不变
C．移除CO2能提高CH3OH 的平衡转化率
D．
时，升高温度，H2的产率增大
(3)一定条件下，向2 L 的恒容密闭容器中通入
和
发生上述反应，达到平衡时，
容器中
为
为
，此时
的浓度为 ___________
，反应的平衡常数
___________(写出计算式)。
(4)水煤气变换
是重要的化工过程，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。
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___________。
20．（2026·山东临沂·一模）捕集
并进行资源化利用是实现“双碳”目标的关键。利用
捕获
生成的
和
为原料合成
的主要反应如下：
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
回答下列问题：
(1)反应
的焓变
______(用代数式表示)。
(2)
下，在密闭容器中，加
和
发生上述反应。反应Ⅲ在低于
温度时不
反应，
在
温度时完全分解。平衡时各气体的物质的量随温度变化如图所示。
①
______0(填“>”“<”或“=”)；曲线丁代表的物种为______(填化学式)。
M
②
点时，容器中
和
分别为
和
，则
的物质的量为______
(用含a、b 的
代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数
______。
③温度高于
时，
的物质的量随温度升高而逐渐减少的原因是______。
(3)在M 点对应条件下，改变容器体积，重新达平衡时，测得
的浓度变大，
的浓度______(填“增
大”“减小”或“不变”)，
______(填“增大”“减小”或“不变”)。
