专题十四 化学反应原理综合
【知识重构】
化学反应原理的考查角度
掌握利用盖斯定律计算反应热的步骤和方法
(1)计算步骤:
(2)计算方法:
正确理解化学反应速率的影响因素
(1)“惰性气体”对反应速率的影响
①恒温恒容:充入“惰性气体”
总压增大
参与反应的各物质浓度不
变(活化分子浓度不变)
反应速率不变。
②恒温恒压:充入“惰性气体”
体积增大
参与反应的各物质浓度减
小(活化分子浓度减小)
反应速率减小。
(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响
在化学反应中,纯液体和固体的浓度为常数,故不能用纯液体和固体的浓度变
化来表示反应速率,但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的因素之一,如煤
粉由于表面积大,燃烧得比煤块快。
(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响
条件改变
影响
增大反应
物浓度
v 正瞬间增大,v 逆瞬间不变,随后也增大
增大压强
v 正和v 逆都增大,气体分子数减小的方向的反应速率增大的程度大
对无气体参加或生成的化学反应的速率无影响
反应前后气体分子数不变的反应,正、逆反应速率同等程度地增大
升高温度
v 正和v 逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大
使用催化
剂
能同等程度地改变正、逆反应速率
突破化学平衡状态的判断
(1)注意“三关注”:一要关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压还是绝热恒容、
绝热恒压;二要关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;三要关注特殊情
况,是否有固体参加或生成,是否有固体的分解反应。
(2)
(3)从现象上判断
影响化学平衡的因素
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
化学能与电能的转化
(1)判断是原电池还是电解池,根据装置图中物质的变化判断发生氧化反应还
是还原反应,或根据离子的移动方向等,确定电解池(或原电池)的电极名称。
(2)结合电解池原理(或原电池原理)书写电极反应,结合电路中转移电子守恒
进行相关计算。
【题型解码】
题型1 化工生产中条件选择与控制
例1 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
(C3H6)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:
CH4(g)+Br2(g)
CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·mol-1
3CH3Br(g)
C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·mol-1
计
算
反
应
3CH4(g)+3Br2(g)
C3H6(g)+6HBr(g)
的
ΔH=
kJ·mol-1。
(2)CH4 与Br2 反应生成CH3Br,部分CH3Br 会进一步溴化。将8 mmol CH4 和8
mmol Br2通入密闭容器,平衡时,n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应
后的含碳物质只有CH4、CH3Br 和CH2Br2)。
(ⅰ)图中CH3Br 的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ⅱ)560 ℃时,CH4的转化率α= ,n(HBr)= mmol。
(ⅲ)560 ℃时, 反应CH3Br (g)+Br2(g)
CH2Br2(g)+HBr(g) 的平衡常数K=
。
(3)少量I2可提高生成CH3Br 的选择性。500 ℃时,分别在有I2和无I2的条件下,将
8 mmol CH4和8 mmol Br2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11~19 s 之间,有I2和无I2时CH3Br 的生成速率之比v (有I 2)
v (无I 2)
= 。
(ⅱ)
从
图
中
找
出
I2
提
高
了
CH3Br
选
择
性
的
证
据
:
。
(ⅲ)研究表明,I2参与反应的可能机理如下:
I
①2(g)
·I(g)+·I(g)
·I(g)+CH
②
2Br2(g)
IBr(g)+·CH2Br(g)
·CH
③
2Br(g)+HBr(g)
CH3Br(g)+·Br(g)
·Br(g)+CH
④
4(g)
HBr(g)+·CH3(g)
·CH
⑤
3(g)+IBr(g)
CH3Br(g)+·I(g)
·I(g)+·I(g)
⑥
I2(g)
根据上述机理, 分析
I2 提高
CH3Br
选择性的原因:
。
变式1 用BaCO3和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔,是我国科
研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ:BaCO3(s)+C(s)
BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)
回答下列问题:
(1)写出BaC2与水反应的化学方程式:
。
(2)已知Kp=(pCO)n、K=
pCO
10
5 Pa
n(n 是CO 的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K 与
温度的关系曲线见图1。
图1 lg K 与T 的关系曲线
①反应BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)在1585 K 的Kp= Pa3。
②保持1320 K 不变,假定恒容容器中只发生反应Ⅰ,达到平衡时pCO= Pa,
若将容器体积压缩到原来的1
2,重新建立平衡后pCO= Pa。
(3)恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4 1,Ar
∶
为载气。1400 K 和1823
K 下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影
响)。
图2 BaC2产率与时间的关系曲线
①初始温度为900 K,缓慢加热至1400 K 时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反
应体系中含Ba 物种为 。
1823 K
②
下,反应速率的变化特点为
,其原因是 。
题型2 设置情境制备新型工业材料
例2 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)C2H6氧化脱氢反应:
2C2H6(g)+O2(g)
2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-209.8 kJ·mol-1
C2H6(g)+CO2(g)
C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH2=178.1 kJ·mol-1
计算:2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH3= kJ·mol-1
(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) ΔH4,C2H6的平衡转化率与温
度和压强的关系如图所示,则ΔH4 (填“>”“<”或“=”)0。结合图1,下列
条件中,达到平衡时转化率最接近40%的是 (填标号)。
图1
a.600 ℃、0.6 MPa
b.700 ℃、0.7 MPa
c.800 ℃、0.8 MPa
(3)一定温度和压强下,反应ⅰ:C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) Ka1
反应ⅱ:C2H6(g)+H2(g)
2CH4(g) Kx2(Kx2远大于Kx1)
(Kx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,C2H6的平衡转化率为25.0%,计算Kx1= 。
②同时发生反应ⅰ和ⅱ时,与仅发生反应ⅰ相比,C2H4 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Cu+修饰的Y 分子筛的吸附-脱附,可实现C2H4 和C2H6 混合气的分离。
Cu+的 与C2H4分子的π 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C2H4 和C2H6 的优点是
。
(5)常温常压下,将C2H4和C2H6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(c0)之比随时间变化关系如图2 所示。下列推断合理
的是 (填标号)。
图2
A.前30 min,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C2H6
C.a~b 对应的时间段内,吸附的C2H6逐渐被C2H4替代
变式2 氯气是一种重要的基础化工原料,广泛应用于含氯化工产品的生产。硫
酰氯及1,4-二(氯甲基)苯等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:
SO2(g)+Cl2(g)
SO2Cl2(g) ΔH=-67.59 kJ·mol-1。
①若正反应的活化能为E 正kJ·mol-1,则逆反应的活化能E 逆= kJ·mol-1(用
含E 正的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定T1、T2、T3温度下体
系达平衡时的Δp(Δp=p0-p,p0为体系初始压强,p0=240 kPa,p 为体系平衡压强),结果
如图甲。
甲
图甲中温度由高到低的顺序为 , 判断依据为
。M 点Cl2 的转化率为 ,T1 温度下用分压表示的平衡常数Kp=
kPa-1。
③图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp 随进料比变化的是 (填标号)。
乙
(2)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)的氯化反应
合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为v=kc(A)c(B),其中c(A)、c(B)分别为各反应中
对应反应物的浓度,k 为速率常数(k1~k5分别对应反应①~
)
⑤。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。已知该温度下,k1 k∶
2 k∶
3 k∶
4 k∶
5=100 21 7 4 23
∶
∶∶∶
。
30 min
①
时,c(X)=6.80 mol·L-1,且30~60 min 内v(X)=0.042 mol·L-1·min-1,反应进行
到60 min 时,c(X)= mol·L-1。
60 min
②
时,c(D)=0.099 mol·L-1,若0~60 min 产物T 的含量可忽略不计,则此时
c(G)= mol·L-1;60 min 后,随T 的含量增加,c(D)
c(G) (填“增大”
“减小”或“不变”)。
题型3 运用化学反应原理分析反应机理
例3 氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料,其水解
生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为25 ℃,101 kPa)
NaBH4(s)+2H2O(l)
NaBO2(aq)+4H2(g) ΔH<0
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是 。
A.高温 B.低温
C.任意温度D.无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响,下列措施中可增大反应速率的是
。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]
C.加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D.增大体系压强
(3)为加速NaBH4水解,某研究小组开发了一种水溶性催化剂,当该催化剂足量、
浓度一定且活性不变时,测得反应开始时生氢速率v 与投料比[n(NaBH4) n(H
∶
2O)]
之间的关系, 结果如图1 所示。请解释ab 段变化的原因:
。
图1
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融
碳酸盐燃料电池工作原理如图2 所示, 正极上的电极反应式是
。该电池以3.2 A 恒定电流工作14 分钟,消耗H2体积为0.49 L,故可测得该电池
将化学能转化为电能的转化率为 。[已知:该条件下H2 的摩尔体积为
24.5 L·mol -1;电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023 mol·L-1;e=1.60×10-19C]
图2
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式,可以设计
能自发进行的多种制备方法,将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已
知:ΔG 是反应的自由能变化量,其计算方法也遵循盖斯定律,可类比ΔH 计算方法;
当ΔG<0 时,反应能自发进行)
Ⅰ.NaBH4(s)+2H2O(l)
NaBO2(aq)+4H2(g) ΔG1=-320 kJ·mol-1
Ⅱ.H2(g)+1
2O2(g)
H2O(l) ΔG2=-240 kJ·mol-1
Ⅲ.Mg(s)+1
2O2(g)
MgO(s) ΔG3=-570 kJ·mol-1
请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法,并注明ΔG
。(要求:反应物不超过三种物质;氢原子利用率为100%)
变式3 氢能是理想清洁能源,氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元
素有 ;含CO 和H2各1 mol 的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得
mol H2。
(2)一定条件下,将氮气和氢气按n(N2) n(H
∶
2)=1 3∶混合匀速通入合成塔,发生反应
N2+3H2
2NH3。海绵状的α-Fe 作催化剂,多孔Al2O3 作为α-Fe 的“骨
架”和气体吸附剂。
H
①
2中含有CO 会使催化剂中毒。CH3COO[Cu(NH3)2]和氨水的混合溶液能吸收
CO 生成CH3COO[Cu(NH3)3CO] 溶液, 该反应的化学方程式为
。
Al
②
2O3含量与α-Fe 表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2%,
出口处氨含量下降的原因是 。
(3)反应H2+HCO3
-
HCOO-+H2O 可用于储氢。
①密闭容器中,其他条件不变,向含有催化剂的0.1 mol·L-1 NaHCO3 溶液中通入
H2,HCOO-产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃,HCOO-产率下降的可能原
因是 。
②使用含氨基物质(化学式为CN—NH2,CN 是一种碳衍生材料)联合Pd-Au 催化
剂储氢,可能机理如图所示。氨基能将HCO3
-控制在催化剂表面,其原理是
;用重氢气(D2)代替H2,通过检测是否存在 (填化学式)确认反应过程中的
加氢方式。
1.读题要求:①泛读,明确有几个条件及求解的问题;②细读,圈出关键字、关
键词,把握数量关系;③精读,深入思考,挖掘隐含信息,尤其是图表中的信息。
2.做题要求:①看准题目要求,不要答非所问;②把握答题要点,不可似是而
非;③卷面整洁规范,字迹不要潦草;④各个问题,逐个突破,切不可因一个问题没解
决而放弃其他问题;⑤遇难而过,不要强攻拦路虎。
【真题溯源精析】
1.(2025·天津市 )以苯为代表的挥发性有机污染物可以在C o3O4的催化作用下，与O2反
应生成C O2和H 2O，进一步将C O2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。
Ⅰ.C O2与苯的分子结构
(1)C O2分子中碳原子的杂化轨道类型为______，苯是______(填“极性”或“非极性”)
分子。
Ⅱ.苯的催化氧化
C o3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无
光照条件下反应活化能为38kJ /mol，有光照条件下反应活化能为26kJ /mol。如图是
290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。
(2)光照条件下，对应的转化率曲线为______(填“a”或“b”)。
(3)有、无光照条件下，两种反应历程的ΔH______(填“相等”或“不等”)。
Ⅲ.C O2的转化
(4)C O2与H 2反应可以合成甲醇：C O2(g)+3 H 2(g)
C H 3OH (g)+ H 2O(g) ΔH <0。一定温度下，等物质的量的C O2和H 2在恒容密闭容器中
发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是______(填序号)。
a.分离出甲醇
b.充入稀有气体
c .增加H 2量
d .降低温度
(5)一定条件下，以C O2和C H 3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。
①电极a是______极，电极反应式为______；
②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将______(填“升高”“不变”或“降低”)；
③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为______。
2.(2025·广西壮族自治区 )尿素[CO( N H 2)2]为农业生产常用氮肥。回答下列问题：
Ⅰ.工业合成
(1)N H 3是合成尿素的原料之一，在30.4 MPa、n( H 2)
n( N 2)下，混合气体以一定流速通过
N H 3合成塔。测得出口N H 3含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如下图。a<b<c的
原因是 ______。达到最高点后，曲线②下降的原因是 ______。
(2)已知：常温下各物质的相对能量如下图。则反应
2 N H 3(g)+C O2(g)⇌CO( N H 2)2(l)+ H 2O(l)的ΔH = ______kJ ⋅mol
−1。
(3)模拟工业合成尿素。高温高压下，存在如下液相平衡体系。
主反应：2 N H 3(l)+C O2(l)⇌CO( N H 2)2(l)+ H 2O(l)
副反应：N H 3(l)+C O2(l)+ H 2O(l)⇌N H 4 HC O3(l)
平衡体系内，部分组分的物质的量分数x( A )随初始
n( N H 3)
n(C O2) 的变化曲线如下图，代表
x( N H 3)的是 ______(填标号)。
n( N H 3)
n(C O2) =2时，x[CO( N H 2)2]> x( H 2O)，随着
n( N H 3)
n(C O2) 的增大，x[CO( N H 2)2]与x( H 2O)趋于一致，原因是 ______。
(4)实际生产中，当初始
n( N H 3)
n(C O2) = 4.5、n( H 2O)
n(C O2) =0.2时，C O2的平衡转化率为80 %，
2 N H 3(l)+C O2(l)⇌CO( N H 2)2(l)+ H 2O(l)的平衡常数K = ______(用物质的量分数
代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数)。
Ⅱ.电催化合成
我国科研工作者以污染物NO为氮源，用ZnO纳米片电催化C O2与NO合成尿素。如图为
电催化合成尿素的原理示意图。
(5)a电极为 ______极。
(6)b电极发生的电极反应式为 ______。
3.(2025·海南省 )石硫合剂是作物抗病抑菌的无机农药。生产上以硫磺、石灰和水为原料，
经加热熬煮得棕红混悬液体。制备反应式：
Ⅰ.6 S(s)+3Ca(OH )2(s)⇌2Ca S2(aq)+Ca S2O3(aq)+3 H 2O(l) Δ H 1
回答问题：
(1)在熬煮制备反应中，硫元素的化合价部分降低，部分升高，说明单质S发生了______反
应。将该反应置于高压釜中，可大大缩短熬煮时间，原因是温度升高，反应速率______。
(2)已知：Ⅱ.6 S(s)+6O H
−(aq)⇌2S2
2−(aq)+ S2O3
2−(aq)+3 H 2O(l) Δ H 2
Ⅲ.Ca(OH )2(s)⇌C a
2+(aq)+2O H
−(aq) Δ H 3
所以Δ H 1=______(写表达式)。
(3)在熬煮石硫合剂时加入两亲性的季铵盐氯化十六烷基三甲铵，使得S在水中及O H
−在S
中有效浓度分别增大，导致单位时间内分子有效碰撞次数______。
(4)某批次实验表明，硫粉浓度c随时间t的变化满足关系：−lnc =kt + B(k为表观速率常
数)，如图所示。该实验条件下k =______min
−1。
(5)判断将浓度均为2mol⋅L
−1的Ca S2O3、K H 2 PO4等体积混合，构成K、P、Ca、S
四元肥料混合液后，是否析出S及CaHPO4沉淀，造成叶面施肥喷头堵塞，并说明理由
______。
已知：25℃下，p K a1( H 2S2O3)=0.60，p K a2( H 2S2O3)=1.50，
p K a2( H 3 PO4)=7.20，p K sp(CaHPO4)=6.66( pK =−lgK )。H 2S2O3分子不稳定，
生成即分解为S和SO2。
4.(2025·江西省 )C O2与H 2通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径
之一。相关反应体系及其热力学数据(298 K、p
θ)如下：
Ⅰ.C O2(g)+ H 2(g)=CO(g)+ H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 1=+ 41kJ /mol
Ⅱ.C O2(g)+ 4 H 2(g)=C H 4(g)+2 H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 2=−165kJ /mol
Ⅲ.C O2(g)+3 H 2(g)=C H 3OH (g)+ H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 3=−50kJ /mol
Ⅳ.2C O2(g)+6 H 2(g)=C H 3C H 2OH (g)+3 H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 4=−174 kJ /mol
Ⅴ.2C O2(g)+6 H 2(g)=C H 3OC H 3(g)+3 H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 5=−123kJ /mol
回答下列问题：
(1)C H 3C H 2OH (g)=C H 3OC H 3(g)
Δ
ㅤㅤH 6=______kJ /mol。
(2)反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在A路径中，决速步骤的能垒是______eV ，
反应Ⅰ的最优路径是______(填标号)。
(3)某课题组模拟了C O2加氢在不同温度下的平衡组分(如图)。保持总压为5×10
3kPa，
温度为500℃以上时，主要含碳产物是______，计算300℃时相关反应的平衡常数K P=
______(kPa)
−4。
(4)反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中∗表示吸附态)：
①C O2(g)+∗→C O2∗
②H 2(g)+∗+∗→2 H ∗
③C O2∗+∗→CO∗+O∗
④O∗+ H ∗⇌OH ∗+∗
⑤OH ∗+OH ∗→H 2O∗+O∗
⑥CO∗→∗+CO(g)
⑦H 2O
∗→
∗+ H 2O(g)
写出与第⑤步竞争的基元反应______。
(5)通过对Zr O2负载Rh的单原子催化剂进行掺杂，可调控催化剂选择性生成C H 4或CO，
其示意图如图：
.
ⅰ写出Y 的化学式______。
.
ⅱ依据示意图，掺杂N a
+的催化剂可以提高Y 的选择性，其原因是______。
5.(2025·浙江省 )氯气、二氧化氯常用于漂白、杀菌，有重要的应用价值。
请回答：
(1)下列措施中能提高新制饱和氯水中HClO浓度的是 ______。
A.加NaCl固体
B.加水
C.加CaC O3粉末
D.加足量Ca(OH )2溶液
(2)氯气常用于自来水消毒。稀氯水中存在如下反应(不考虑其他反应)：
Ⅰ.C l2(aq)+ H 2O(l)⇌H
+(aq)+C l
−(aq)+ HClO(aq)
Ⅱ.2 HClO(aq)⇌C l2O(aq)+ H 2O(l)K =10
−2.0
Ⅲ. HClO(aq)⇌H
+(aq)+ClO
−(aq)
T 1℃时，在不同pH下，约2mg/ L氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值(lgc)如图1所
示(溶液体积保持不变)。
①C l2O分子的空间构型是 ______。
②在pH = 4～9之间，ClO
−浓度增加，其最大来源是 ______(填含氯微粒符号)。
③该氯水中氯元素质量守恒表达式：c(C l
−)=c( HClO)+______。
④在图中画出pH = 4～9之间，lgc(C l2O)随pH的变化曲线 ______。
(3)某研究小组提出，商用ClO2(常含杂质ClO2)在水中易发生如下反应，影响自来水消毒
效果。
Ⅳ.2ClO2(aq)+ H 2O(l)=ClO3
−(aq)+ClO2
−(aq)+2 H
+(aq)
Ⅴ.2ClO2(aq)+ClO
−(aq)+ H 2O(l)=2ClO3
−(aq)+2 H
+(aq)+C l
−(aq)
ClO2中C l2含量对ClO2反应初始速率[ v初始(ClO2)]的影响如图2所示。实验条件：T 2℃，
ClO2初始浓度相同。
①C l2的存在主要加快了反应 ______(填“Ⅳ”或“Ⅴ”)。
②指出改变v初始(ClO2)的影响因素，并解释原因 ______。
6.(2025·山西省 )乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+ H 2)为原料制
备乙二醇，反应按如下两步进行：
①HCHO(g)+CO(g)+ H 2(g)= HOC H 2CHO(l)
②HOC H 2CHO(l)+ H 2(g)= HOC H 2C H 2OH (l)
已知：Δt H m为物质生成焓，反应焓变ΔH =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
HCHO(gCO(gH 2(gHOC H 2C H 2O
Δt H m/kJ ⋅mo−116
−111 0
−455
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 ______，ΔS ______0(填“>”“<”或“
=”)，反应在 ______(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)恒压时，合成气中n( H 2)：n(CO)增大，HOC H 2CHO(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：HCHO(g)+ H 2(g)=C H 3OH (l)。平衡常数与温度之间满足
关系lnK =−ΔH
RT +常数，反应②和④的lnK与1
T 的关系如图所示，则Δ H 2______Δ H 4，(
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1.0mol⋅L
−1。
①反应5h后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38 %、8 %、10 %，则甲醛的平均消
耗速率v = ______mol⋅L
−1⋅h
−1。
②溶剂中H 2和CO浓度分别保持为1.0×10
−4mol⋅L
−1、6.0×10
−4mol⋅L
−1，羟基乙醛、
乙二醇、甲醇的平衡产率分别为18 %、34 %、14 %，生成乙二醇的平衡常数K = ______
(mol⋅L
−1)
−3(科学记数，保留小数点后2位。
7.(2025 四川省 )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−874 kJ ⋅mol
−1、−1367 kJ ⋅mol
−1和
−2238kJ ⋅mol
−1，
则
酯
化
反
应
C H 3COOH (l)+C2 H 5OH (l)=C H 3COOC2 H 5(l)+ H 2O(l)的
ΔH =______
kJ ⋅mol
−1。
(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353.15 K时，初始组成n(C H 3COOH )：n(C2 H 5OH )=3：1、NaHSO4
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图所示。
平衡时乙酸的转化率α =______%，平衡常数K =______(保留2位有效数字)。已知酯化反应
的速率方程为r =k+c(C H 3COOH )c(C2 H 5OH )−k−c(C H 3COOC2 H 5)c( H 2O)，
其中k+=1.0×10
−5 L⋅mol
−1⋅s
−1，则k−=______L⋅mol
−1⋅s
−1(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)。
8.(2025·陕西省 )在温和条件下，将CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学−化学串
联催化策略可将CO高选择性合成C4 H 10，该流程示意图如图：
回答下列问题：
(1)电解池中电极M与电源的 ______极相连。
(2)CO放电生成C2 H 4的电极反应式为 ______。
(3)在反应器中，发生如下反应：
反应ⅰ：2C2 H 4(g)⇌C6 H 8(g)
Δ
ㅤH 1=−104.7 kJ ⋅mol
−1
反应ⅱ：2C2 H 4(g)+ H 2(g)⇌C4 H 10(g)
Δ
ㅤH 2=−230.7 kJ ⋅mol
−1
计算反应C4 H 8(g)+ H 2(g)⇌C4 H 10(g)的ΔH = ______kJ ⋅mol
−1，该反应 ______(填
标号)。
A.高温自发
B.低温自发
C.高温低温均自发
D.高温低温均不自发
(4)一定温度下，CO，C2 H 4和H 2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容
反应器(入口压强为100kPa)发生反应ⅰ和ⅱ。有CO存在时，反应ⅱ的反应进程如图1所
示。随着x的增加，C2 H 4的转化率和产物的选择性(选择性
= 转化为目的产物所消耗乙烯的量
已转化的乙烯总量
×100 %)如图2所示。
①根据图1，写出生成C4 H 10的决速步反应式 ______；C4 H 10的选择性大于C4 H 8的原因
是 ______。
②结合图2，当x ≥2时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，
随着x的增大，C2 H 4的转化率减小的原因是 ______；当x =2时，该温度下反应ⅱ的K p=
______(kPa)
−1(保留两位小数)。
9.(2025·重庆市 )水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。
(1)天然水中可以分离出重水( D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：D2O⇌D
++O D
−，
c( D
+)和c(O D
−)的关系如图1所示。
①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是______。
②T 1______T 2(填
“
>”
“
=”
或
“
<”
)。
(2)用图2所示电化学装置进行如下实验。
①用H 2实验：在左侧通入H 2，产物为H 2O，盐桥中K
+移向装置的______ (填“左侧”或
“右侧”)，电池的总反应为______。
②用O2实验：在一侧通入O2，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为______。
(3)利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(
如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时
间(τ )，从而获得k的信息。对于H 2O⇌H
++O H
−，若将纯水瞬时升温到25℃，测得
τ = 4.0×10
−5 s。已知：25℃时，c( H 2O)=55.6mol⋅L
−1，v(正)=k1c( H 2O)，v(逆
)=k2c( H
+)c(O H
−)，τ =
1
k1+2k2 X c
( Xc为H
+的平衡浓度)。
25
①
℃时，H 2O⇌H
++O H
−的平衡常数K =______mol⋅L
−1(保留2位有效数字)。
②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为______。
25
③
℃时，计算得k2为______L⋅mol
−1⋅s
−1。
10.(2025·山东省 )MgC O3/ MgO循环在C O2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员
设计了利用MgC O3与H 2反应生成C H 4的路线，主要反应如下：
Ⅰ. MgC O3(s)= MgO(s)+C O2(g)
Δ
ㅤㅤH 1=+101kJ ⋅mol
−1
Ⅱ.C O2(g)+ 4 H 2(g)=C H 4(g)+2 H 2O(g)
Δ
ㅤㅤH 2=−166kJ ⋅mol
−1
Ⅲ.C O2(g)+ H 2(g)= H 2O(g)+CO(g)
Δ
ㅤㅤH 3=+ 41kJ ⋅mol
−1
回答下列问题：
(1)计
算
MgC O3(s)+ 4 H 2(g)= MgO(s)+2 H 2O(g)+C H 4(g)
Δ
ㅤㅤH 4=______
kJ ⋅mol
−1
(2)提高C H 4平衡产率的条件是______。
A.高温高压
B.低温高压
C.高温低压
D.低温低压
(3)高温下MgC O3分解产生的MgO催化C O2与H 2反应生成C H 4，部分历程如图，其中
吸附在催化剂表面的物种用∗标注。所示步骤中最慢的基元反应是______(填序号)；生成
水的基元反应方程式为______。
(4)100kPa下，在密闭容器中H 2(g)和MgC O3(s)各1mol发生反应。反应物( H 2、
MgC O3)的平衡转化率和生成物(C H 4、C O2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在
360℃以下不考虑)。
注：含碳生成物选择性= 含碳生成物的物质的量
MgC O3转化的物质的量×100 %
①表示C H 4选择性的曲线是______(填字母)。
②点M温度下，反应Ⅱ的K p______(kPa)
−2(列出计算式即可)。
③在550℃下达到平衡时，n(CO)=______mol。500～600℃随温度升高H 2平衡转化
率下降的原因可能是______。
【全真模拟测评】
1.(2026·天津市·假期作业)甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有
良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示，回答下列问题：
(1)已知一定条件下
反应Ⅰ：C H 3OH (g)=CO(g)+2 H 2(g) Δ H 1=+90.7 kJ /mol
反应Ⅲ：C H 3OH (g)+ H 2O(g)=C O2(g)+3 H 2(g) Δ H 3=+ 49.5kJ /mol
①反应Ⅰ的ΔS_____0(填“>”、“=”或“<”)，该反应自发进行的条件是_____(填“高
温”、“低温”或“任何温度”)。
②该条件下反应Ⅱ的热化学方程式是_______________________。
(2)①已知反应Ⅱ在进气比[n(CO):n(H 2O)]不同时，在不同温度(T 1
、T 2)下，测得相应
的CO的平衡转化率如图。
①比较T 1、T 2的大小，并解释原因：_______________________。
②A点对应的化学平衡常数是____________。
③T 1温度时，t时刻各物质的浓度如下表。
COH 2OH 2C O
t时刻浓度
(mol / L)
1.20.2 0.80.8
判断t时刻v(正)、v(逆)的大小关系为：v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是
_____________。
2.(2025·天津市·模拟题)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于合成塑料和橡
胶。工业以乙苯为原料，通过如下反应I或反应II制取苯乙烯。回答下列问题：
(1)工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下：反应I：
C6 H 5−C H 2C H 3(g)⇌C6 H 5−CH =C H 2(g)+ H 2(g) Δ H 1
①近期科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制
苯乙烯的反应，其历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用∗标注)：
乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变Δ H 1=______，该反应历程的决速步骤反应方程式为 ______。
②在高温恒压条件下，乙苯可能会裂解产生积碳覆盖在催化剂的表面，使催化剂“中毒”。
因此在原料气中通入水蒸气的目的是 ______、______。
③在温度为550℃，总压恒定为3 p的密闭容器中通入体积比为2：1的乙苯(g)和
H 2O(g)混合气体发生反应，达到平衡时乙苯的转化率为α，计算反应的压强平衡常数
K p=______。
④乙苯脱氢制苯乙烯的反应往往伴随着副反应，生成苯、甲苯和聚苯乙烯等。在一定温度
和压强下，为了提高苯乙烯的选择性，应当 ______。
(2)工业上利用C O2氧化乙苯制苯乙烯，其原理为：反应II：
C6 H 5−C H 2C H 3(g)+C O2⇌C6 H 5−CH =C H 2(g)+CO+ H 2O(g) Δ H 2=158.7 kJ /mol
①相同反应条件下，采用C O2替代水蒸气进行乙苯脱氢反应，苯乙烯生产能耗有效降低，
而且乙苯转化率也明显提高。请利用平衡原理分析乙苯转化率提高的原因。 ______。
②在常压下，n(乙苯)
n(C O2) 分别为a、b、c时，乙苯平衡转化率随温度变化的关系如图所示：
则a、b、c的大小关系为 ______。
3.(2025·广东省·模拟题)C O2的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。
I.C O2
合成甲醇(C H 3OH )
该反应包括下列两步：
反应I C O2(g)+ H 2(g)⇀
↽CO(g)+ H 2O(g) △H 1=+ 40.9kJ /mol
反应II C O2(g)+3 H 2(g)⇀
↽C H 3OH (g)+ H 2O(g) △H 2=+ 49.5kJ /mol
(1)由CO与H 2合成C H 3OH (g)的热化学方程式为_______。
(2)在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3mol H 2和1molC O2，控制条件
仅发生反应I，测得C O2、C H 3OH (g)和H 2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：
0
①∼3min内，用H 2(g)表示的化学反应速率v( H 2)=_______。
②在平衡后，再向容器中加入2molC O2(g)和2molC H 3OH (g)则平衡向_______移动。
(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(3)在光电催化下C O2可以合成甲醇，原理如图所示。阴极的电极反应式为_______。
II .C O2合成二甲醚(C H 3OC H 3)
控制反应条件，同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ，可以合成二甲醚(C H 3OC H 3)。
反应Ⅲ 2C H 3OH (g)⇀
↽C H 3OC H 3(g)+ H 2O(g)△H =−24.5kJ /mol
在压强30 MPa、n( H 2)
n(C O2) = 4时， C O2
的平衡转化率、CO的选择性和C H 3OC H 3
的选
择性随温度变化情况如图所示( X的选择性=
X
C
转化成
消耗0
C 02
消耗的总物质的量)
(4)图中，代表C H 3OC H 3选择性的是曲线_______(填“A”、“B”或“C”)。
(5)当温度超过290℃，曲线B随温度升高而增大的原因是_______。
4.(2025·广东省·模拟题)乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下：
a)C2 H 5OH (g)⇌C H 4(g)+CO(g)+ H 2(g) Δ H 1
b)2C H 4(g)+3O2(g)⇌2CO(g)+ 4 H 2O(g) Δ H 2
c)CO(g)+ H 2O(g)⇌C O2(g)+ H 2(g) Δ H 3
d )C H 4(g)+ H 2O(g)⇌CO(g)+3 H 2(g) Δ H 4
(1)若发生反应C2 H 5OH (g)+ 1
2 O2(g)⇌2CO(g)+3 H 2(g) Δ H 5，可提高乙醇中氢原
子的利用率，反应的Δ H 5= ______ (用代数式表示)。
(2)用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为K p，各反应的lg K p随温度的变化如图
1所示
①以上反应中，属于吸热反应的有 ______ (填字母)。
②平衡常数大于10
5时可认为反应完全，则1500 K时，反应完全进行的有 ______ (填字
母)。
(3)恒压条件下往反应容器中通入2.0molC2 H 5OH和少量O2，平衡时体系中各物质
(C H 4、H 2、CO、C O2、H 2O)的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
①图中表示CO的曲线为 ______ (填“m”或“n”)。
②下列说法正确的是 ______ (填编号)。
A.当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态
B.温度升高，反应d的v 正增大，v逆减小
C.达到平衡时分离出部分H 2O，反应c的平衡常数增大
D.加入稀有气体，重新达到平衡时H 2的物质的量增加
③T 1 K下达到平衡时C2 H 5OH和O2均反应完全，C H 4、H 2和H 2O的物质的量分数分别
为0.20、0.32、0.12，则平衡时H 2的物质的量为 ______ mol，反应c的平衡常数K =
______ 。
5.(2025·广东省·模拟题)以C O2、H 2为原料合成C H 3OH涉及的反应如下：
Ⅰ.C O2(g)+3 H 2(g)⇌C H 3OH (g)+ H 2O(g) Δ H 1=−49kJ ⋅mol
−1
Ⅱ.C O2(g)+ H 2(g)⇌CO(g)+ H 2O(g) Δ H 2=+ 41kJ ⋅mol
−1
Ⅲ.CO(g)+2 H 2(g)⇌C H 3OH (g) Δ H 3
回答下列问题：
(1)K p为分压平衡常数，各反应的ln K p随1
T 的变化如图所示。计算反应III的Δ H 3=
______kJ ⋅mol
−1，其对应的曲线为 ______(填“a”或“c”)
(2)在5 MPa下，按照n(C O2)：n( H 2)=1：3投料，平衡时，CO和C H 3OH在含碳产物
中物质的量分数及C O2的转化率随温度的变化如图：
①图中代表C H 3OH的曲线为 ______(填“m”或“n”)。
②解释150～250℃范围内C O2转化率随温度升高而降低的原因 ______。
③下列说法错误的是 ______(填字母)。
A.H 2的平衡转化率始终低于C O2的
B.温度越低，越有利于工业生产C H 3OH
C.加入选择性高的催化剂，可提高C H 3OH的平衡转化率
D.150～400℃范围内，温度升高，H 2O的平衡产量先减小后增大
270
④
°C时CO的分压为 ______，反应II的平衡常数为 ______(列出算式)。
6.(2025·广东省·模拟题)乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2 H 6(g)=C2 H 4(g)+ H 2(g) Δ H 1>0。
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有 ______、______。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器通入等物质的量的C2 H 6和H 2，初始压强为100kPa，发
生上述反应，乙烷的平衡转化率为20 %。平衡时体系的压强为 ______kPa，该反应的平衡
常数K p=______ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
II .在乙烷中引入O2可以降低反应温度，减少积碳。涉及如下反应：
a.2C2 H 6(g)+O2(g)=2C2 H 4(g)+2 H 2O(g) Δ H 2<0
b.2C2 H 6(g)+5O2(g)= 4CO(g)+6 H 2O(g) Δ H 3<0
c .C2 H 4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2 H 2O(g) Δ H 4<0
(3)根据盖斯定律，反应a的Δ H 2=______ (写出代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化，需要寻找催化剂降低反应 ______(
选填“a、b、c”)的活化能。
(5)常压下，在某催化剂作用下按照n(C2 H 6)：n(O2)=1：1投料制备乙烯，体系中C2 H 4
和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2 H 6转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的原因是 ______。
②在570～600°C温度范围内，下列说法正确的有 ______(填字母)。
A.C2 H 4产率随温度升高而增大
B.H 2O的含量随温度升高而增大
C.C2 H 6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是在较低温度下降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2 H 4的部分反应历程如图所示。写出该历程的总反应方程式 ______。
该历程的催化剂是 ______。
7.(2025·江苏省南京市·模拟题)纳米零价铁(ZVI )因其高比表面积、优异的吸附性、较强的
还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。
(1)ZVI可通过FeC l2⋅4 H 2O和NaB H 4溶液反应制得，同时生成H 2、B(OH )4
−，制备过
程中需要不断通入高纯氮气，其目的是 ______ 。
(2)ZVI电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复，H
+、O2、N O3
−等物种的存在会影响效果，
水体修复的过程如图1所示。有效腐蚀过程中，生成1mol乙烯所转移的电子物质的量为
______ mol，过程④对应的电极反应式为 ______ 。
(3)ZVI可去除废水中Pb
2+，pH <6时，pH对Pb
2+的去除率的影响如图2所示。
已知：
ⅰ)在水中，ZVI表面的FeOH会因为质子化/去质子化作用而使其表面带正/负电荷，可
表示为：FeOH + H
+⇌FeO H 2
+，FeOH ⇌FeO
−+ H
+。pH约为8.1达到等电点，ZVI表
面不带电。
ⅱ) pH <6时，ZVI去除Pb
2+主要发生表面配位反应和还原反应：
2 FeO H 2
++ Pb
2+⇌( FeO)2 Pb+ 4 H
+
2 Fe+3 Pb
2++ 4 H 2O⇌3 Pb+2 FeOOH +6 H
+
①pH <6时，铁氧化物颗粒不易吸附Pb
2+的原因是 ______ 。
②pH <6时，随着pH增大，Pb
2+的去除率会增大至接近100 %的原因是 ______ 。
(4)催化剂协同ZVI能将水体中的硝酸盐( N O3
−)转化为N 2，其催化还原反应的过程如图3
所示。为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2。当pH <4.2时，随pH减
小，N 2生成率逐渐降低的原因是 ______ 。
8.(2026·河南省开封市·其他类型)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处
理HCl废气：2 HCl(g)+ 1
2 O2(g)⇌
Cl2(g)+ H 2O(g) ΔH 1=−57.2kJ ⋅mol
−1 ΔS K。
将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通
过检测流出气成分绘制HCl转化率(α )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) ΔS______0(填“>”或“<”)；T 3=______℃。
(2)结合以下信息，可知H 2的燃烧热ΔH =______kJ ⋅mol
−1。
H 2O(l)= H 2O(g) ΔH 2=+ 44.0kJ ⋅mol
−1
H 2(g)+Cl2(g)=2 HCl(g) ΔH 3=−184.6 kJ ⋅mol
−1
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是_______(填标号)
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大n( HCl):n(O2) D .使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，α (T 3)小于α (T 2)和α (T 1)，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K =______(用平衡物质的
量分数代替平衡浓度计算)
(6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表
示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为
______(精确至1)。
9.(2025·北京市市辖区·模拟题)我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水
制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇。
(1)制
备
甲
醇
的
主
反
应
：
C O2(g)+3 H 2(g)⇌
C H 3OH (g)+ H 2O(g) ΔH =−48.7 kJ ⋅mol
−1。该过程中还存在
一
个
生
成
CO的
副
反
应
，
结
合
下
列
反
应
：
CO(g)+2 H 2(g)⇌
C H 3OH (g) ΔH =−90.0kJ ⋅mol
−1
写出该副反应的热化学方程式：____________________________。
(2)将C O2和H 2按物质的量比1∶3混合，以固定流速通过盛放Cu/ Zn/ Al / Zr
催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。
已知：C H 3OH产率= n(
C
转化为H 3OH
C
的O2)
n(
C
通入的O2总量)
①催化剂活性最好的温度为_______(填字母序号)。
a.483 K b．503 K c．523 K d．543 K
②温度由523 K升到543 K，C O2的平衡转化率和C H 3OH的实验产率均降低，解释原因：
____________________________。
(3)使用C u2O−ZnO薄膜电极作阴极，通过电催化法将二氧化碳转化为甲醇。
①将铜箔放入煮沸的饱和硫酸铜溶液中，制得C u2O薄膜电极。反应的离子方程式为
_________________________。
②用C u2O薄膜电极作阴极，Zn(N O3)2
溶液作电解液，采用电沉积法制备C u2O−ZnO
薄膜电极，制备完成后电解液中检测到了N O2
−。制备ZnO薄膜的电极反应式为
________________。
③电催化法制备甲醇如图所示。若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室溶液的
c(HC O3
−)基本不变，结合电极反应解释原因：_______。
10.(2025·江苏省苏州市·模拟题)研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研
究热点。
(1)减少碳排放的方法有很多，C O2转化成有机化合物可有效实现碳循环，如下反应：
a.6C O2+6 H 2O→
❑
光合作用C6 H 12O6+6O2
b.C O2+3 H 2→
❑
C
催化剂H 3OH + H 2O
c.2C O2+6 H 2→
❑
C
催化剂H 2=C H 2+ 4 H 2O
上述反应中原子利用率最高的是_____(填编号)。
(2)C O2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：C O2(g)+ 4 H 2(g)⇌
C H 4(g)+2 H 2O(g) Δ H 1=−156.9kJ ⋅mol
−1
副反应：C O2(g)+ H 2(g)⇌
CO(g)+ H 2O(g) Δ H 2=+ 41.1kJ ⋅mol
−1
已知：2 H 2(g)+O2(g)=2 H 2O(g) Δ H 3=−395.6 kJ ⋅mol
−1，
则C H 4燃烧的热化学方程式C H 4(g)+2O2(g)=C O2(g)+2 H 2O(g) ΔH =_____。
(3)利用电化学方法通过微生物电催化将C O2有效地转化为H 2C2O4，装置如图1所示。阴
极区电极反应式为_____；当体系的温度升高到一定程度，电极反应的速率反而迅速下降，
其主要原因是_____。
(4)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下，在
Fe基催化剂表面，N H 3还原NO的反应机理如图2所示，该过程可描述为_____。
(5)近年来，低温等离子技术是在高压放电下，O2产生O∗自由基，O∗自由基将NO氧化
为N O2后，再用N a2C O3溶液吸收，达到消除NO的目的。实验室将模拟气( N 2、O2、
NO)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图3所示。
①等离子体技术在低温条件
下可提高NO的转化率，原因是_____。
②其他条件相同，等离子体的电功率与NO的转化率关系如图4所示，当电功率大于30W
时，NO转化率下降的原因可能是_____。
