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专题07 化学反应原理综合题
3 大考点概览
题型01 平衡图像分析及平衡常数的计算
题型02 平衡图像分析--电化学组合
题型03 平衡图像分析--能垒图像分析组合
1．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）燃油汽车尾气中NO、
和CO 处理的有关反应如下：
①
②
③
(1)
___________
，K=___________。
(2)已知：平衡常数K 与反应热(
)、温度(T)的关系式为
(R=8.314)。上述反应的平
衡常数与温度关系如图所示。曲线
代表反应___________(填序号)的8.314
与T 关系，判断依据是
___________。
(3) 天然气也可以除去
，发生反应：
。某温度下，在
题型01
平衡图像分析及平衡常数的计算
2.0 L 刚性密闭容器中充入1 mol
(g)和2 mol
(g)，发生上述反应，测得容器内气体压强(p)与反应
时间(t)的变化如表所示。
t/min
0
2
4
6
8
10
p/(100
kPa)
4.80
5.44
5.76
5.92
6.00
6.00
0
①～8 min 时间段内用
分压表示
的速率为___________
。
②其他条件不变，起始投入4 mol
和5 mol
，达到平衡时平衡常数
___________kPa。(提示：
以分压表示的平衡常数为
，分压=总压×物质的量分数)
(4)工业上，可采用电解吸收法将工业尾气中氮的氧化物转化成
。向0.1
NaCl 溶液(含少量
NaOH，pH=9)中通入NO 电解，测得NO 的去除率与电流强度的关系和溶液中相关含氯粒子浓度变化与电
流强度的关系如图所示。
①通过电流强度大于4A 时，NO 去除率降低的主要原因是___________。
②如果电流强度为4A，工作a min 时，通入了m g NO，则电解效率为___________。[已知：电解效率等
于实际通过的电子物质的量与理论通过的电子物质的量之比，
，法拉第常数F=96500
]
【答案】(1) -200.9
(2)
②
反应①是吸热反应，温度升高反应①平衡正向移动，
增大，
增大
代表①；反应
②和③是放热反应且②的放热量较大，反应热越大，曲线斜率越大，
代表②
(3) 30 3240
(4)
的氧化性强于
，电流强度大于4A 电解液中
增大，
降低，溶液的氧化
性降低，因此NO 去除率降低
【详解】(1)根据盖斯定律可知，反应
，则
，
；
(2)反应①是吸热反应，温度升高反应①平衡正向移动，
增大，
增大
代表①；反应②和③是放热
反应且②的放热量较大，反应热越大，曲线斜率越大，
代表②；
(3)恒温恒容条件下，气体压强与气体物质的量成正比。设转化的
的物质的量为x mol，列三段式：
，解得x=0.75。起始时，
，平衡时，
，用
分压计算反应速率：
；根据平衡常数表达式可计算：
；
(4)由图乙可知，
的氧化性强于
，电流强度大于4A 电解液中
增大，
降低，溶液
的氧化性降低，因此NO 去除率降低；
理论通过电子：
，实际通过电子：
mol，电解效
率
。
2．（2026·内蒙古赤峰·二模）我国科学家研发的“液态阳光”计划是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，发生反应如下：
反应1：
反应2：
(1)反应
_______
。
(2)在恒温恒容密闭容器中加入2mol
和2mol
，若只发生反应1，则下列选项可以说明反应1 达到化
学平衡的是_______
a．
的体积分数不变 b．混合气体平均摩尔质量不变 c．总压不变 d．速率：
(3)温度一定时，若只发生反应1，在1L 容器中加入
和
，2min 时达到平衡，生成
为0.5mol，0~2min 内，
_______
，此时再充入
和
，平
衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(4)不同压强下，按照
投料，同时发生反应1 和反应2，实验测定
的平衡转化率随温
度的变化关系如图1 所示。压强
、
、
由大到小的顺序为_______；
时三条曲线几乎交于一点的原
因是_______。
(5)在T℃、8MPa 条件下，将
、
和2molAr 充入反应器，平衡后
的转化率和
的
选择性[
的选择性
]曲线如图2 所示，则反应1 的
_______
(列出计
算式即可)。
【答案】(1)-90
(2)bc
(3) 0.25 逆向
(4)
时以反应2 为主，改变压强对反应2 几乎无影响
(5)
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应
=反应1-反应2，则
=-90
；
（2）反应1：
是气体体积缩小的放热反应，
在恒温恒容密闭容器中加入2mol
和2mol
，发生反应1；
a.设建立平衡的过程中转化CO2物质的量为xmol，则转化H2、CH3OH、H2O 的物质的量依次为3xmol、
xmol、xmol，则CO2的物质的量分数为
=
，CO2的体积分数始终不变，CO2的体积分
数不变不能说明反应达到平衡状态，故a 不符合题意；
b.混合气体平均摩尔质量不变，说明各组分含量不变，反应达到平衡状态，故b 符合题意；
c.总压不变，说明各组分含量不变，反应达到平衡状态，故c 符合题意；
d.速率:v(CO2)=v(H2O)，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，故d 不符合题意；
故答案为:bc；
（3）在1L 容器中加入1.5 mol CO2和2.5mol H2，2min 时达到平衡，生成CH3OH 为0.5mol，则0~2min 内，
v(CO2)=
=0.25mol•L-1•min-1；平衡时CO2浓度为1 mol/L、H2浓度为1mol/L，CH3OH 为0.5mol/L，
H2O 的浓度为0.5mol/L，K=
=0.25，此时再充入1 mol H2O(g)和1 molCO2，Q=
=0.375>K，
平衡逆向移动；
（4）反应1 为气体分子数减少的反应，反应2 为气体分子数不变的反应，因此低温阶段压强越大，CO2的
平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是
；反应2 为吸热反应，温度较高时，主要发生反应
2，反应2 前后气体分子数相等，
时三条曲线几乎交于一点的原因是：
时以反应2 为主，改变压强对反
应2 几乎无影响，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响；
（5）在T℃、8MPa 条件下，将
、
和2molAr 充入反应器，平衡后
的转化率为40%，
的选择性为80%，根据三段式有：
平衡时气体总物质的量为(0.6+0.96+0.08+0.4+0.32+2)mol=4.36mol；
则反应1 的
=
。
3．（2026·辽宁盘锦·二模）我国某大学科研小组在等离子体调控缺陷的氮化硼催化剂上，高效催化丙烷氧
化脱氢制丙烯的原理如下：
反应Ⅰ：
反应II：
反应III：
回答下列问题：
(1)已知反应
，则反应I 的
___________
。
(2)在
时，反应
的
；若在4L 容器中通入
和
各
时刻，压强为
的反应体系测得
的物质的量和压强为
的反应体系测得
的物质的量如图所
示，则时刻压强为
的反应体系___________(填“已平衡”“未平衡”或“无法确定”)；压强
___________
(填“>”“<”或“=”)
(3)在恒容的密闭容器中，起始时充入4mol
和
，反应达到平衡时
的转化率，
及
碳的平衡物质的量随温度的变化如图所示：
①表示
的转化率的曲线是___________(填“M”“N”或“P”)。
②曲线M 在
先下降后上升的原因是___________。
③在
时，
的转化率为
的物质的量为0.4mol，此时体系的总压强为7.4MPa，则反应II：
的分压平衡常数
___________MPa(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=
总压体积分数)。
④
之后，丙烯的选择性下降，其原因可能是___________。
【答案】(1)-146
(2) 未平衡 <
(3)
在温度小于
时以反应I 为主，反应I 向逆反应生成的
大于反应II 向正反应消耗的
，故
的转化率减小；温度大于
时，以反应II 为主，反应I 向逆反应生成的
小于反应II
向正反应消耗的
的转化率增大 0.6 生成的碳覆盖在催化剂表面使催化剂中毒失去活性
【详解】（1）由盖斯定律可知，反应IV+反应II) ×2=反应Ⅰ，则反应的焓变
；
（2）由图可知，压强为
t 时刻时，丙烷的物质的量为1mol，则反应消耗丙烷的物质的量为1mol，由方
程式可知，t 时刻时，氧气、丙烯、水蒸气的物质的量分别为(2mol-1mol×
)=1.5mol、1mol、1mol，则反
应的浓度熵Qc=
，反应体系未达到平衡；压强为
t 时刻时，消耗
氧气的物质的量为1mol×
=0.5mol，压强为
t 时刻时，消耗氧气的物质的量为2mol-1.4mol=0.6mol，由
变化量之比等于反应速率之比可知，
条件下反应速率快于
，其他条件相同时，压强越大，反应速率越
快，则
；
（3）①反应I 为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应II 为吸热反应，升高温度，平衡向正
反应方向移动，氢气的物质的量增大、水的物质的量减小，则曲线N 表示氢气的物质的量、曲线P 表示水
的物质的量，属于曲线M 表示丙烷的转化率；
②在
温度间，丙烷的转化率先下降是因为温度小于
时反应以反应I 为主，反应I 向逆反应方
向移动生成丙烷的物质的量大于反应II 向正反应方向移动消耗丙烷的物质的量所致；后转化率上升是因为
温度大于
时，反应以反应Ⅱ为主，反应I 向逆反应方向移动生成丙烷的物质的量小于反应II 向正反应
方向移动消耗丙烷的物质的量所致；
③设反应I、反应I 中消耗丙烷的物质的量分别为2xmol、ymol，由题意可建立如下三段式：
由平衡时氢气的物质的量可知，y=0.4，由丙烷的转化率可得：
，解得x=1，则平衡时丙烷、氧
气、丙烯、水蒸气、氢气的物质的量分别为1.6mol、1mol、2.4mol、2mol、0.4mol，则混合气体的总物质
的量为7.4mol，反应II 的平衡常数Kp=
=
=0.6MPa；
④由图可知，在温度
时开始发生反应III，丙烷分解生成碳，所以故温度在
之后下降的原因是生成
的碳覆盖在催化剂表面使催化剂中毒失去活性。
4．（2026·内蒙古兴安·二模）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳排放。回答下列问
题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
，该反应一般认为通过
如下步骤来实现：
①
②
总反应的
_______
。
(2)合成总反应在起始物
时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为
，在
下的
、在
下的
~t 如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式
_______。
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______。
③当
时，
的平衡转化率
_______，反应条件可能为_______或_______。
【答案】(1)-49
(2)
b 总反应的ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物
质的量分数变小 33.3%
、210℃
、250℃
【详解】（1）根据盖斯定律，总反应=
+
①②，则总反应的
(+41-90)
=-49
。
（2）①根据H2和CO2合成甲醇的总反应化学方程式可知，压强平衡常数表达式为
。
H
②
2和CO2合成甲醇的总反应为气体分子数减小的放热反应，相同条件下升高温度，平衡向逆反应方向移
动，混合气体中甲醇的物质的量分数减小，故曲线b 为5×105Pa 时等压过程的曲线；相同条件下增大压强，
平衡向正反应方向移动，混合气体中甲醇的物质的量分数增大，曲线a 为250℃时等温过程的曲线。
③根据
，设初始时H2的物质的量为3mol，CO2的物质的量为1mol，参加反应的CO2的物质的
量为a mol，用“三段式”计算：
x(CH3OH)=
=0.10，解得a=
，故CO2的平衡转化率为
≈33.3%。对照题图中的
x(CH3OH)=0.10 可知，反应条件是9×105Pa、250℃或5×105Pa、210℃。
5．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）甲醇脱氢法制
，涉及主要反应如下：
反应
；
反应II：
。
回答下列问题：
(1)已知：键能数据如下表：
化学键
C—H
C—O
C=O
H—O
H—H
键能
413
358
799
467
432
则
_______kJ/mol。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入
(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填
字母，下同)。
a．容器内压强不再变化 b．混合气体的密度不再变化
c．容器内
的体积分数不再变化 d．
的消耗速率等于
生成速率的2 倍
(3)一定条件下，向密闭容器中充入
(g)，反应、II 达到平衡后，采取下列措施，一定能提高
(g)平衡转化率的是_______。
a．恒温恒压，充入惰性气体 b．恒温恒容，充入适量CO
c．恒温恒容，充入
d．其他条件不变，升高温度
(4)向恒容密闭容器中充入
，测得平衡时
的转化率和
的选择性
随温度
的变化关系如图所示。
①表示
的选择性随温度变化情况的曲线是_______(填“
”或“
”)。
②
时，
_______；温度高于
时，
随着温度的升高而_______(填“增大”
“减小”或“不变”)。
③温度为
时，若起始时容器内压强为
，反应
达平衡。则
内生成
的反应速率为
_______
，该温度下反应的分压平衡常数
_______
(用平衡分压代替平衡浓度表示，分
压
总压×物质的量分数)。
【答案】(1)
(2)ac
(3)ad
(4)
增大
【详解】（1）反应焓变
反应物总键能
生成物总键能。 反应：
，反应物总键能：总键能
，
生成物总键能
， 因此
；
（2）a．反应是气体分子数增大的反应，恒容下压强随气体物质的量变化，压强不变时说明达到平衡，a
正确；
b．所有反应物生成物都是气体，恒容容器中总质量、体积都不变，密度始终不变，不能说明平衡，b 错误；
c．
的体积分数不再变化，说明各物质浓度不再改变，达到平衡，c 正确；
d．
消耗速率是逆反应速率，
生成速率是正反应速率，平衡时应满足：
消耗速率
生成速率，d 不满足，d 错误；
故选ac；
（3）已知
，
，两个反应均为气体分子数增大的吸热反应；
a．恒温恒压充入惰性气体，体积增大，相当于减压，两个平衡均正向移动，
转化率提高，a 正确；
b. 恒温恒容充入
，反应
逆向移动，
转化率降低，b 错误；
c. 恒温恒容充入
，其自身浓度增大，
转化率降低，c 错误；
d. 两个反应均吸热，升高温度平衡均正向移动，
转化率提高，d 正确；
故选ad；
（4）① 已知反应I 、反应II 均为吸热，升高温度，更有利于吸热反应正向进行，
转化率升高，
对应曲线
；升高温度对反应II 的促进作用更大，导致
的选择性随温度升高而降低，对应下降的
曲线
；
②
时，
转化率为
，总消耗
；
选择性为
，
根据选择性公式：
， 代入得：
，解得
；
温度高于
时，升温促进反应II 正向进行，CO 生成量增加，
生成量减少，因此
增大；
③ 设
，
，则
，得
。平衡时各物质物质的量：
，
，
，
，总物质
的量
。 恒容下压强之比等于物质的量之比，平衡总压
，
分压
，因此反应速率
；计算反应的
：
，
，
。
6．（2026·辽宁抚顺·二模）探究
合成反应化学平衡的影响因素，以提高
的产率。以
、
为原料合成
涉及的主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
(1)反应Ⅰ的
___________0(填“>”或“<”)。
(2)在该合成体系中，下列说法不正确的是___________。
A．若气体的平均相对分子质量不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达到平衡
B．若在恒容绝热容器中,反应Ⅰ的平衡常数K 保持不变,说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达到平衡
C．选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
D．体系达平衡后，若压缩体积，反应Ⅰ平衡不移动
(3)3 MPa 下，以进气流量
，
持续通过装有0.5 g 催化剂的反应管中(仅
发生上述反应Ⅰ、Ⅱ)。经相同时间测得
的转化率
、
的选择性
及
的时空收率
随温度(T)的变化关系如图所示。
已知：a．
；
b．
。
①已知图中曲线a 代表
随温度的变化，则代表
的转化率
随温度变化的曲线是
___________，280℃后，曲线a 快速下降的可能原因是___________。
280℃
②
时，CO 的选择性为___________；若
为
，则
___________(列出计算式即可)。
③一定条件下，将进气流量改为
(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率)，测得出气流
量为
，
为50%，此时反应I 的平衡常数
___________。
【答案】(1)>
(2)D
(3) c 反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ，故甲醇的选择性快速下降(或催化剂失去活性)
22.5%
【详解】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅲ-反应Ⅱ=反应Ⅰ，则反应Ⅰ的焓变为：
；
（2）A．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，由方程式可知，反应Ⅰ是气体体积不变的反应，
反应Ⅱ和反应Ⅲ都是气体体积减小的反应，反应中气体的平均相对分子质量增大，则气体的平均相对分子
质量不变，说明正逆反应速率相等，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达到平衡，A 正确；
B．反应Ⅰ是吸热反应，在恒容绝热容器反应时反应温度减小，反应Ⅱ和反应Ⅲ都是放热反应，在恒容绝
热容器反应时反应温度升高，则反应Ⅰ的平衡常数K 保持不变，说明容器中反应温度不变，正逆反应速率
相等，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达到平衡，B 正确；
C．选用合适的催化剂可以增大反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率，提高甲醇在单位时间内的产量，C 正确；
D．反应Ⅱ和反应Ⅲ都是气体体积减小的反应，体系达平衡后，若压缩体积，气体压强增大，平衡均向正
反应方向移动，改变了反应I 中各物质的浓度，导致反应I 的平衡也发生移动，D 错误；
故选D；
（3）反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转
化率增大，反应Ⅱ的平衡向逆反应方向移动，甲醇的选择性减小，则曲线a、b、c 分别代表甲醇的选择性、
甲醇时空收率、二氧化碳转化率随温度的变化；
①由分析可知，曲线c 代表二氧化碳转化率随温度的变化；280℃后，甲醇的选择性快速下降可能是反应Ⅰ
的反应速率的增大程度远大于反应Ⅱ所致，也可能是温度升高，催化剂活性下降，导致反应Ⅱ的反应速率
减慢所致；
②由图可知，280℃时，甲醇的选择性为77.5%，由选择性公式可知，一氧化碳的选择性为：1-
77.5%=22.5%；由题意可知，进气流量为
、二氧化碳和氢气的物质的量比为1：3，则1 h 通
入二氧化碳的物质的量为：
×
×60 min=
；由题意可知，催化剂的质量为0.5
g，甲醇的时空收率为
，由时空收率公式可知，甲醇的产率为：
；280℃时，
甲醇的选择性为77.5%，则由1 h 甲醇的实际产量可得：
×
=
×
×77.5%，解得：
=
；
③根据题意，该气体流速下的转化率为平衡转化率，若假设装置中起始时含有
气体，那么起始
时
、
，反应Ⅰ中
为
，反应Ⅱ中
为
，
则假设反应Ⅰ达到平衡后再发生反应Ⅱ并达到平衡，且平衡时
，则由题意可得如下“三
段式”：
根据平衡时转化率为
，可知
，
，解得
，则平衡时
、
、
，
，可以得到反应Ⅰ的
。
7．（2026·辽宁大连·二模）
合成甲醇是
资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有：
反应i：
反应ii：
(1)已知：
利用
和
计算
时，还需要利用_______反应的ΔH (写出只含有三种物质的化学方程式)。通过计
算得出
。
(2)控制反应条件(均使用了催化剂)，研究反应物的投料比及温度对反应体系的影响。
产率
和选择性
的定义：
。
①图1 中，投料比是指_______［填“
”或“
”)；当投料比为5 时，
的平衡转化率约
为
，
，则
_______(保留2 位有效数字)
②当温度高于
时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有_______(写出2 条)。
(3)按
的投料比发生上述反应，测得
的平衡转化率
和
的选择性
随温度、压强的变化如图所示。
①
、
的大小关系为：
_______
(填“>”、“＜”或“=”)。
②
以上时，
和
条件下的
平衡转化率几乎交于一点的原因是：_______。
③
，压强为
时，反应ii 的平衡常数
_______(保留2 位有效数字，
是以各物质的物质的量
分数代入平衡常数表达式所得到的平衡常数)。
【答案】(1)
(2)
31% 原因一：温度高于523K，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ii
速率增大程度更为显著，以反应ii 为主；原因三：反应i 为放热反应，反应ii 为吸热反应，温度升高，反
应i 平衡逆移，反应ii 平衡正移
(3) >
以上副反应占主导，压强对平衡无影响 0.061
【详解】（1）已知反应i：
，反应iii：
，根据盖斯定律可知为求反应ii：
的
可用反应i+iii 可得
，利用
和
的
计算的
的
。
（2）①根据图1 中关系，二氧化碳转化率与投料比成正比，故投料比是指
；二氧化碳的转化率=
，故
；
②图2 中，当温度高于
时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有原因一：温度高于523K，催
化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ⅱ速率增大程度更为显著，以反应ii 为主；原因三：反应ⅰ为放
热反应，反应ii 为吸热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正移等。
（3）①根据题干可知，主反应为气体系数减小反应，其他条件相同时，压强越大，转化率越高，根据图
像分析可知，温度相同条件下，p1压强下的转化率更大，综合上述信息可知，压强p1> p2；
②随着温度升高，不同压强下的气体转化率趋近相同，是由于350℃以上副反应占主导，压强对平衡无影
响导致的；
③依据题干所给数据信息，
，压强为
时，CO2的平衡转化率为40%，CH3OH 的选择性为50%，且
的投料比加入反应物，设二氧化碳、氢气投料分别为1mol、3mol，可列主反应和副反应的三
段式：
平衡时总的物质的量为3.6mol，反应ii 的平衡常数
。
8．（2026·吉林·二模）环氧乙烷(C2H4O)具有杀菌、环氧化、羟乙基化等特性，在化工、医药、食品、纺
织等多个领域具有广泛应用。
(1)以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其原理为：C2H4(g) + Cl2 + Ca(OH)2 →
C2H4O + CaCl2 + H2O。这种生产工艺的原子利用率为________（结果保留三位有效数字）。
已知：原子利用率 =（期望产物的总质量÷生成物的总质量）×100%
(2)现代工业常利用氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有：
I．2C2H4(g) + O2(g)
2C2H4O(g) ΔH1 = -210 kJ·mol−1
Ⅱ．C2H4(g) +3O2(g)
2CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2 = -1239 kJ·mol−1
利用盖斯定律可以间接计算化学反应的反应热，根据下图所示的循环过程，
ΔH4 =________（用含ΔH1 、ΔH2 、ΔH3 的代数式表示）。
(3)反应I 的正、逆反应速率可分别表示为
=
(C2H4)·p(O2) 、
=
(C2H4O)（
、
分别
为正、逆反应的速率常数，p 为物质的分压，单位为kPa）。T℃时，
。T℃时，反应I 的分压平衡
常数Kp=________(kPa)－1；仅升高温度，
_______，Kp_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)以Ag 为催化剂合成C2H4O 的反应机理如下：
Ⅲ：Ag(s) + O2(g) → Ag+
(s) 慢
Ⅳ：C2H4(g) + Ag+
(s) → C2H4O(g) + Ag+O－(s) 快
Ⅴ：C2H4(g) + 6Ag+O－(s) → 2CO2(g) + 6Ag(s) + 2H2O(g) 快
①结合反应机理，能够提高主反应速率的措施有________（填标号）。
A．恒容条件下，通入惰性气体
B．适当升高温度
C．减小压强
D．增大O2浓度
②加入1，2-二氯乙烷会发生反应：2Cl(g) + 2 Ag+O－(s) → 2AgCl(s) + O2(g)。一定条件下，反应一定时间后，
C2H4O 产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图。
1，2-二氯乙烷浓度增大使C2H4O 产率先升高后降低的原因为________。
【答案】(1)25.4%
(2)-
ΔH1+ΔH2+ΔH3
(3) 4 增大 减小
(4) BD 浓度低时，增大1，2—二氯乙烷的浓度，会提高氧气浓度，加快慢反应（反应Ⅲ）的速
率，降低 Ag+O-浓度，抑制副反应(反应Ⅴ)，增加主反应(反应Ⅳ或环氧乙烷) 浓度较高时会使催化剂的量
减少，降低催化效果，或生成的 AgCl 覆盖在 Ag 表面，降低催化效果。选择性浓度较高时会使催化剂的
量减少，降低催化效果，或生成的 AgCl 覆盖在 Ag 表面，降低催化效果。
【详解】（1）根据原子利用率公式：原子利用率
，反应物总摩尔质量
，期望产物环氧乙烷摩尔质量为
，计算
得
；
（2）根据盖斯定律，反应焓变只和始态终态有关：左路径总焓变
，右路径总焓变
，二者相等，整理得
；
（3）平衡时
，即
，分压平衡常数
； 升高温度，正逆反应速率都增大，速率常数
增大；反应是放热反
应，升高温度平衡逆向移动，因此
减小；
（4）① 总反应速率由慢反应（决速步）决定：
A．恒容通入惰性气体，反应物浓度不变，反应速率不变，A 错误；
B．适当升高温度，反应速率加快，B 正确；
C．减小压强，反应速率减慢，C 错误；
D．增大
浓度，加快决速步反应速率，D 正确；
故选BD；
② 浓度低时，增大1，2—二氯乙烷的浓度，会提高氧气浓度，加快慢反应（反应Ⅲ）的速率，降低
Ag+O-浓度，抑制副反应(反应Ⅴ)，增加主反应(反应Ⅳ或环氧乙烷) 浓度较高时会使催化剂的量减少，降低
催化效果，或生成的 AgCl 覆盖在 Ag 表面，降低催化效果；浓度较高时会使催化剂的量减少，降低催化
效果，或生成的 AgCl 覆盖在 Ag 表面，降低催化效果。
9．（2026·辽宁鞍山·二模）某研究小组将咪唑（
，简写为Im）质子化后（
）与铂类配合物
在碱性条件下交换配体，制备功效型新配合物
，并探究其在不同
酸性条件下的稳定性。
I．配合物
的制备
(1)步骤1 的离子方程式为__________________；
(2)已知
分子有两种结构：
和
，则该分子中最多有________
个原子共平面；
(3)已知咪唑为平面分子且含5 中心6 电子的大π 键（
），则咪唑与
配位时，参与配位的N 原子的
标号为____（
，填“a”或“b”）；
(4)步骤2 中存在以下平衡：
i．
ii．
反应
的平衡常数
________（用
表示）。
(5)分析整个制备过程可知，
和Im 与
的配位能力强弱关系为：________；
II．探究酸度对
稳定性的影响
用
配制3 份酸化程度不同、物质的量浓度均为
的溶液A1、A2 和A3.
在一定温度下酸化反应达到平衡时，测定溶液pH，并分别取等体积溶液测得Im 中特定氢原子（
）的核磁共振信号如图（峰面积与化学环境相同的氢原子数成正比）。
酸化时存在下列反应：
iii．
iv．
(6)信号峰Ⅱ代表的组分是________，信号峰Ⅲ代表的组分是________（填代号）；
a．
b．
c．
d．
(7)溶液中酸化反应达到平衡的标志是________（填代号）：
a．特征信号峰的位置保持不变 b．特征信号峰的总面积保持不变
c．特征信号峰的数量保持不变 d．特征信号峰的数量及其面积保持不变
(8)已知图中溶液A1 信号峰I 的面积为S，溶液A2 信号峰I、II 的面积分别为
；溶液A2 中
________
（用可能含S、
的代数式表示）。
【答案】(1)
（分步写也给分：第一步：
；第二步：
）
(2)7
(3)a
(4)
(5)
(6) b d
(7)d
(8)
【详解】（1）
步骤1 中
与
溶液反应，离子方程式为
；（分步写也给分：第一步：
；第二步：
）；
（2）
为平面正方形结构，中心
原子为
杂化，4 个配体与
共平面；每个
为三角
锥形，
键可旋转，最多有1 个
原子落在平面正方形所在平面，因此2 个
最多贡献2 个
原子，
则该分子中最多有
个原子共平面；
（3）咪唑为平面分子，含
大
键，其中
位
原子连接
原子，孤电子对参与大
键，无多余孤电子
对用于配位；
位
原子有1 对未参与大
键的孤电子对，可作为配位原子与
形成配位键，因此参
与配位的
原子为
；
（4）目标反应
可由
得到，因此总反
应的平衡常数
；
（5）步骤2 中
可取代
中的
，说明
与
的配位能力强于
，因此配位
能力强弱关系为
；
（6）A1 为未酸化溶液，仅含
，对应信号峰I；酸化后发生反应
、
，随着
降低，
逐渐
转化为
，最终转化为
与
；信号峰II 为中间产物
，对应b，信号峰III 为
，对应d；
（7）a．特征信号峰的位置由氢原子的化学环境决定，与平衡状态无关，a 错误；
b．特征信号峰的总面积与体系中特征氢原子的总物质的量成正比，始终保持不变，不能作为平衡标志，b
错误；
c．特征信号峰的数量仅反映氢原子的化学环境种类，与平衡状态无关，c 错误；
d．当特征信号峰的数量及其面积保持不变时，说明各组分的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d 正确；
故选d。
（8）已知三份
溶液起始物质的量浓度均为
，
；
A1 溶液中只有
信号峰的面积为，
浓度为
；因峰的面积
和
的数量呈正比，溶液A2 中信号峰II 的面积为
，与溶液A2 中
对应，即
，解得
。
10．（2026·内蒙古呼和浩特·二模）将二氧化碳转化为高附加值有机物，不仅助力“碳达峰”，还具有良
好经济效益。二氧化碳催化加氢制甲醇，发生以下反应：
反应①
反应②
(1)反应①在_______(填“低温”或“高温”)正向自发进行。
(2)反应
的
_______kJ/mol。
(3)恒压密闭容器中，按照
投料，发生反应①和②。测得平衡时
的转化率、
和
的选择性随温度的变化如图所示[选择性
]。
①图中代表
平衡转化率随温度变化的曲线是_______(填“
”“
”或“ ”)。
②下列说法正确的是_______(填标号)。
A．
范围内，
的平衡转化率始终低于
B．温度越高，越有利于工业生产
C．未达平衡前，加入选择性高的催化剂，有可能提高
的产率
③
时反应②的分压平衡常数为_______(保留2 位有效数字，已知气体分压=气体总压×气体的物质的
量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
)。
(4)Zn-Ga-O 催化
制甲醇，其反应历程如图所示。Zn-Ga-O 无催化活性，形成氧原子空位后才具备催化
活性，
先在
表面解离为
，随后参与
的还原过程。
已知：ⅰ．催化剂上吸附或沉积太多的水，易使催化剂中毒；
ⅱ．口表示氧原子空位，*表示微粒吸附在催化剂上。
①理论上，反应历程中消耗的
与生成的甲醇的物质的量之比为_______。
②若原料气中
比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是_______。
【答案】(1)低温
(2)-90.2
(3) c AC 0.015
(4) 6：1
太少，形成的氧原子空位少，催化能力较弱；
太多，生成的
过多，使催化剂
中毒
【详解】（1）反应①为
，
，该反应
过程中气体分子数减少，混乱度减小，
，
时反应能够自发，该反应在低温下
正向自发进行。
（2）根据盖斯定律，用反应①减去反应②即可得到
的
。
（3）①反应①是放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲醇产率降低，故曲线a 代表
的选择性；反
应②是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO 产率增加，故b 代表 CO 的选择性。在低温区，主要发生
放热的反应①，升温导致平衡逆移，转化率下降；在高温区，主要发生吸热的反应②，升温导致平衡正移，
转化率上升。因此
的转化率随温度变化呈现先降后升的趋势，对应曲线 c；
A
②．设初始投入
和
。设反应①消耗
，反应②消耗
，
的转化率
，
的转化率
，只要反应②发生，即
，则
，即
的转化率始终大于
的转化率，从图中可知在
范围内 CO 选择性大于0，说明反应②始终存
在，故A 正确；
B．生产甲醇主要依靠放热的反应①，高温会使平衡逆向移动，降低甲醇产率；且高温下 CO 选择性高
（副反应多），不利于工业生产甲醇，故B 错误；
C．催化剂具有选择性。在未达平衡前，使用对主反应（生成甲醇）选择性高的催化剂，可以加快主反应
速率，从而在相同时间内提高
的产率，C 正确；
故选AC。
③假设起始
为
，
为
，转化的
总量为
，
和CO 的选择
性各占 50%，平衡时n(
)=1mol-0.24mol=0.76mol，n(
)=
，n(CO)=
，由O 元素守恒可知，n
2mol-0.76mol×2-0.12mol-0.12mol=
，由H
元素守恒可知n(
)=
=
，气体总物质的量为
，反应②是气体物质的量不变的反应，各物质的
分压之比等于物质的量之比，平衡常数
=
。
（4）①从反应历程及总反应
分析，
在
表面解离为
，生成
甲醇时，总反应消耗
，而
解离产生
，因此
解离产生
，即反应历
程中消耗的
与生成的甲醇的物质的量之比为
；
②若原料气中
比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是：
太少，形成的氧原子空位少，催化能
力较弱；
太多，生成的
过多，使催化剂中毒。
11．（2026·内蒙古包头·二模）二甲胺
—二甲基甲酰胺
均是用途广泛
的化工原料。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)合成氨：在
条件下，混合气体以一定流速通过
合成塔。测得出口
体积分数随
反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图，若a 点已达平衡，则
(g)在该条件下的平
衡常数
_______
(用含P 的表达式表示)。达到最高点后，曲线②下降的原因是_______。
(2)
为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1 mol 该物质的焓变。对于稳
定相态单质，其
为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。
题型02
平衡图像分析--电化学组合
化合物
摩尔生成焓
-45.9
-285.0
-230.0
-17.2
标准状态下，反应
_______
。
(3)
下，
的电离常数为
，则
水溶液的
_______。
(4)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.
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
)
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)_______。
(5)天津大学团队以
与辛胺为原料用电化学方法实现了甲酸的高选择性合成，同时得到副产物辛腈。装
置工作原理如图。
一段时间后，右侧电极室内溶液pH_______(填“降低”、“升高”或“不变”)；
电极上发生的
电极反应式为_______。
【答案】(1)
温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢
(2)-81.3
(3)5.6
(4)t 时刻之前，反应Ⅳ生成
的速率大于反应Ⅴ消耗
的速率，
百分比增大；由于
碱性物质
对反应Ⅳ有促进作用，t 时刻之后，随着
减小，反应Ⅴ消耗
的速
率大于反应Ⅳ生成
的速率
(5) 降低
【详解】（1）设起始
，
，平衡生成
，列三段式：
，由
体积分数为
得：
，解得
，平衡总物质
的量为
，各物质分压：
，
，
；
；
曲线下降原因：曲线①中
的体积分数高于曲线②，说明曲线②未达平衡状态，则达到最高点后，曲线
②下降的原因是温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢。
（2）根据标准摩尔生成焓计算反应焓变：
生成物总生成焓
反应物总生成焓，代入数据得：
。
（3）
，故
，
水解常数
，则
的水解平衡：
，
，故
，故
。
（4）HCOOH 是反应Ⅳ的生成物，反应Ⅴ的反应物：反应开始时，反应Ⅳ生成
的速率大于反应Ⅴ
消耗
的速率，
百分比增大；反应一段时间后，由于碱性物质
对反应Ⅳ有促进
作用，t 时刻之后，随着
减小，反应Ⅴ消耗
的速率大于反应Ⅳ生成
的速率，
百分比减小，最终达到平衡保持不变。
（5）根据装置图可知，
电极上，
得电子发生还原反应生成
，应与电源负极相连，
为电解装置的阴极；
电极应与电源正极相连，辛胺失电子发生氧化反应转化为辛腈，为电解装置的阳
极，电极反应为
，消耗
，故溶液pH 降低；左侧
为阴极，
得电子生成
，电极反应为：
。
12．（2026·东北三省四市联考·二模）含碳化合物的合成与转化具有研究价值和现实意义。由CO、
和
制
涉及的原理为：
①
②
③
(1)反应①的
___________
。
(2)反应②自发进行的条件为___________(填“高温”或“低温)。
(3)反应③的速率方程可表示为
，其中
分别为正、逆反应
速率常数，只与温度有关，则升高温度，
会___________(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
(4)已知Arrhenius 经验公式为
(
为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常数)。为探究M、N
两种催化剂对反应②的催化效能，进行相关实验，依据实验数据获得如图所示曲线，由图1 可知活化能较
低的催化剂是___________(填“M”或“N”)。
(5)恒温恒压条件下，将
和
(
不参与反应)充入密闭容器中进行②和③反
应，到达平衡，测得容器中
的体积分数为12.5%。设此时
，计算该温度下反应③的平
衡常数
___________(用含有a 的代数式表示)。
的平衡转化率、CO 和
的选择性(S)随温度
的变化曲线如图2 所示，图中表示CO 选择性的是曲线___________(填“a”、“b”或“c”)。
[已知：①对于反应
，
，x 为物质的量分数；②选择性
，
]
(6)利用电解原理也可将
转化为
，其装置如图3 所示，则
电极上的电极反应为___________。
【答案】(1)
(2)低温
(3)增大
(4)N
(5)
a
(6)
【详解】（1）根据盖斯定律，反应① = 反应② - 反应③，因此：
；
（2）反应②：
，反应后气体总物质的量减少，故
；焓变
，故
。根据自发反应判据
：
、
时，低温下
的绝对值小，
，反应自发；高温下
，反应非自发。因此反应②自发进行的条件为
；
（3）反应③为吸热反应（
），根据阿伦尼乌斯公式，升高温度，正、逆反应速率常数均增大；
（4）阿伦尼乌斯公式：
，以
为纵坐标、
为横坐标作图，直线斜率为
，斜率绝
对值越小，活化能
越低。由图1 可知，曲线
的斜率绝对值更小，因此活化能
更低，对应催化剂为
；
（5）恒温恒压下，充入
，
，
（不参与反应）。设平衡时
，设反应②生成
的物质的量为
，则反应②：
，反应③：
。则平衡时各物质的量：
，
，
，
，
，
。总物质的量：
，已知
的体积分数为
，即
，解得
。因此平衡时各物质的量：
，
，
，
，
，
，
。因此反
应③：
，
；
反应②为放热反应（
），温度升高，平衡逆向移动，
选择性降低；反应③为吸热反应（
），温度升高，平衡正向移动，
选择性升高。由图2 可知：曲线：随温度升高，选择性持续
降低，对应
；曲线
：随温度升高，选择性持续升高，对应
。因此表示
选择性的曲线为
；
（6）由图3 可知，
电极上
得电子，在
参与下生成
，为阴极（与电源负极相连）；
电极为阳极，
失电子生成
。根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应：
。
13．（2026·黑龙江大庆·二模）碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)是一种低毒、环保的绿色化工原料，可采用多
种方法进行制备。
Ⅰ．用CH3OH、CO2直接合成CH3OCOOCH3的反应原理如下。
主反应：
副反应：
请回答下列问题：
(1)已知298·K 时，部分物质的相对能量如下表所示，则主反应的反应热
___________
。该反
应在___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
物质
相对能量
-202
-393
-241
-570
(2)在3.2 MPa 下，将物质的量之比为2：1 的反应物
、
混合，使其按一定流速通过装有
催化剂的容器，测得CH3OH 的转化率、CH3OCOOCH3的产率受温度影响的曲线如图所示：
①温度在90～120℃时，随温度升高，CH3OCOOCH3的产率先增大后减小的主要原因是___________。(不
考虑催化剂的活性随温度的变化)
②在一定条件下反应达到平衡后，CH3OH 的转化率为25%，CH3OCOOCH3的选择性为90%。则平衡混合
气中CH3OCOOCH3与H2O 的物质的量之比为___________，主反应的平衡常数
___________
(列
出计算式即可)。
[CH3OCOOCH3的选择性
]
Ⅱ．以CH3OH、CO 和O2为原料，CuCl 为催化剂合成CH3OCOOCH3.反应分两步进行：
反应ⅰ：
反应ⅱ：___________
(3)完成反应ⅱ的化学方程式：___________。
Ⅲ．用CH3OH 和CO2在催化剂作用下通过电化学法合成CH3OCOOCH3，装置如图所示。
(4)金电极的电极反应式：___________。
【答案】(1) -14 低温
(2) 反应初期，温度升高加快反应速率，使产率增大；温度过高时，主反应是放热反应，平衡逆向移
动，产率降低
(3)
(4)
【详解】（1）反应热
= 生成物总能量 - 反应物总能量即：
；该反应
，反应后气体分子数减少，
，根据吉布斯自由能判据
，在低温下
，反
应能自发进行，故答案为：-14；低温；
（2）①温度在90～120℃时，随温度升高，
的产率先增大后减小的主要原因是：反应初期，
温度升高加快反应速率，使产率增大；温度过高时，主反应是放热反应，平衡逆向移动，产率降低；
②由题，设
初始物质的量为
，
为
，
转化率为25%，则转化的甲醇为
，
的选择性为90%，则：主反应消耗甲醇：
，副反应消
耗甲醇：
，列三段式为：
，
，则平衡时各物质总量为：
，
，
，
，
， 总物质的量：
；因此
与
的物质的量之比为：
；平衡常数
为 ：
，故答案为：
；
；
（3）由题可知，该合成方法的总反应为：
，
已知反应ⅰ为：
，则反应ⅱ为：
；
（4）由图中物质变化可知，金电极为阴极，发生还原反应，根据题意，甲醇（
）和二氧化碳（
）在该电极上反应，生成一氧化碳（
）和甲氧基（
），因此电极反应为：
。
14．（2026·吉林白城·二模）天然气(含CO2、H2S 等杂质)的脱硫和重整制氢综合利用具有重要意义。
(1)甲烷与硫化氢重整制氢反应为
，其过程中反应i、ii 及其相对能量变
化示意图如图甲所示：
①反应
在_________(填“高温”或“低温”)下可自发进行。
②在恒压条件下，起始时按
(同时通入一定量的N2进行稀释，N2不参与反应)向某密
闭容器中充入反应混合物，温度变化对平衡时反应混合物中CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分数(w)的影响
如图乙所示：
研究发现，在800~870℃温度区间内，随温度升高，平衡时H2S 在反应混合物中的含量迅速下降，而CS2
的含量几乎为0，其原因可能是_________；研究发现，当温度大于900℃时，平衡混合物中
非常
接近4，则N 点对应温度下，CH4的平衡转化率为_________(保留三位有效数字)；保持其他条件不变，若
起始时不通入N2进行稀释，则CH4的平衡转化率会________(填“降低”“升高”或“无影响”)。
(2)H2S 可用Na2CO3溶液吸收，将吸收足量H2S 气体后的溶液用如图丙所示的电解池电解，可在阳极得到有
工业应用价值的Na2S2O3，则隔膜应使用_________(填“阳”或“阴”)离子交换膜，阴极反应式为
_________。若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同，当外电路中通过电子的物质的量为2 mol 时，则理论
上阳极室和阴极室溶液质量差为_________g。
【答案】(1) 高温 反应ii 的活化能比反应i 大，在较低温度下发生反应i，反应ii 未发生
33.3% 降低
(2) 阴
70
【详解】（1）①据图可知，总反应 ΔH = +234 kJ·mol-1；又反应正向气体分子数增加：左边3 mol 气体，
右边5 mol 气体，得出ΔS > 0，根据吉布斯自由能公式：ΔG =ΔH – TΔS < 0，高温下反应可自发进行；
②升温总反应平衡正向移动，H2S 和CH4随温度升高而减少，H2和CS2随温度升高而增加，但在800–
870°C 区间，H2S 迅速下降，而CS2几乎为0，此时主要发生i，反应ii 未发生，说明反应ii 的活化能比反
应i 大，在较低温度下发生反应i，反应ii 未发生（其他合理解释亦可）；
当温度大于900℃时，平衡混合物中
非常接近4，说明主要发生
，同时由图可知，N 点对应温度下，平衡时反应混合物中H2S 和H2的
物质的量分数相等，设转化的甲烷的物质的量为x mol，列三段式计算：
则2-2x=4x，解得x=1/3，则CH4的转化率为1/3，约为33.3%，故答案为：33.3%；
正反应是气体分子数增大的反应，在恒压条件下，不通N2稀释相当于缩小体积，有利于平衡逆向移动，，
CH4转化率降低，故答案为：降低；
（2）阴极发生还原反应，水电离的H+得电子生成H2，电极反应式为
；阴极生成
，阳极反应消耗
，为平衡电荷，
需从阴极室向阳极室迁移，故应使用阴离子交换膜；
当外电路中通过电子的物质的量为2 mol 时，阴极室因生成1 mol
（2 g）和迁出2 mol
（34 g）而
质量减少36 g。阳极室因迁入2 mol
（34 g）而质量增加34 g。理论上阳极室和阴极室溶液质量差为
。
15．（2026·吉林长春·二模）综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。
Ⅰ．甲烷—二氧化碳干气重整和甲烷—水蒸气重整是制备水煤气的重要途径，涉及反应如下：
反应i．
反应ii．
(1)计算反应
的
___________
。
(2)一定温度下，反应存在
，
(
、
为正、逆反应速
率常数)。该温度下反应i 的平衡常数
___________(用含
、
的代数式表示)。
(3)反应ii 在___________(填“高温”或“低温”)下易自发进行。
(4)
可用作甲烷干气重整反应的催化剂。
晶体氧空位数不同时，
反应历程中的基元反应的能
量变化如下图所示。据此判断，氧空位越___________(填“多”或“少”)，越不利于反应进行，判断的理
题型03
平衡图像分析--能垒图像分析组合
由是___________。
Ⅱ．在一密闭容器中，通入
和
，利用甲烷的水蒸气重整反应制备氢气，反应方程式
为
。
(5)
时，反应时间相同，
的转化率随压强的变化如下图所示。图中处于化学平衡状态的点有
___________(填图中标号)。
(6)若5 min 末反应至B 点，用单位时间内
的物质的量变化表示的化学反应速率
___________
；此温度下该反应的分压平衡常数
___________
。
【答案】(1)
(2)
(3)高温
(4) 少 氧空位少，基元反应活化能高
(5)C
(6) 1.28 0.04
【详解】（1）根据盖斯定律，用反应ⅱ-反应ⅰ即可得到目标反应：
，
=
。
（2）反应达到平衡时，正、逆反应速率相等：
，即2
=
，反应ⅰ的平衡常数K=
，联立两式可知K=
。
（3）自发反应的判据为
，反应ⅱ
>0，气体分子数从2 变为4，
>0，因此高温下
足够大，可使
<0，反应自发进行。
（4）从能量变化图可知：氧空位少时，各基元步骤的活化能更高，反应速率更慢，不利于反应进行，氧
空位多的体系，活化能更低，反应更易进行。
（5）该反应是气体分子数增大的反应，压强较低时，反应未达平衡，压强增大，反应速率加快，
转
化率升高，达到平衡点后，压强增大，平衡逆向移动，
的转化率降低，从图中变化趋势可知从最高点
后均为平衡状态的点，即这三个点中C 点为化学平衡状态点。
（6）B 点
转化率为80%，则
，根据反应式可得
，反应时间为5 min，因此
；
C 点为平衡状态，由图示中的数据列三段式
平衡时总的物质的量为
，C 点压强为0.5 MPa，各物质的分压为
，
，
，
，分压
平衡常数
=
=
。
16．（2026·辽宁沈阳·二模）3-羟基丙酸乙酯(3-HP)、
为原料高效合成丙烯腈(CAN)的原理如下：
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)部分化学键键能如下表所示，则
___________(用字母表示)；此反应在___________时能自发进行
(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
化学键
键能
(kJ·mol-1)
m
n
p
q
x
y
(2)恒容时，
增大，EA 单位时间产率降低，其原因是___________。
(3)恒压密闭容器中，按物质的量之比为1:8:2 通入3-HP、
、
，平衡体系中含碳物种(
除外)
的物质的量分数随温度变化如图所示。表示EA 物质的量分数曲线的是___________(填字母)，充入一定量
N2的作用是___________。
(4)T1℃时，反应Ⅱ的平衡常数Kx=___________(以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(5)科学家通过计算模拟反应Ⅱ的反应历程有两步，其中第一步反应的化学方程式为：
。但实验过程中未检测到
的原因可能为___________。
【答案】(1)
高温
(2)EA 与
继续发生反应Ⅱ
(3) b 降低各气体分压(扩大体积)，使平衡正向移动
(4)0.008
(5)第一步反应的
大于第二步反应，第二步反应速率快于第一步反应速率
【详解】（1）反应焓变等于反应物总键能-生成物总键能，分析题目方程式可知反应Ⅰ实质为
键、
键和
键断裂，形成
键和
键，由此可得
，或根据键能直接计算
；
由题目信息可知反应Ⅰ
，反应气体分子数增加，
，根据自发反应
可得该反
应在高温条件下能自发进行；
（2）恒容时，
增大，氨气浓度增大，反应Ⅱ正向移动，EA 转化成CAN，使得单位时
间内EA 的产率降低，故答案为EA 与
继续发生反应Ⅱ（回答合理即可）；
（3）反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，温度升高，反应平衡正向移动，温度升高，反应物3-HP 逐渐减少（对应
曲线a），产物EA 先增大，后因反应Ⅱ正向进行，EA 被消耗，物质的量分数下降，产物CAN 的物质的
量增大，由此可知EA 的物质的量分数曲线应为b；恒压条件下充入
，体系体积增大，相当于减压，促
进反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，提高原料转化率，故答案为降低各气体分压(扩大体积)，使平衡正向移动（回
答合理即可）；
（4）设初始投料
、
、
，由图像可知，T1℃平衡时，
、
，由反应Ⅱ可得此时
、
，另外由反应Ⅰ、Ⅱ可知生成水的物质的量
，则容器内气
体总物质的量为
，反应Ⅱ的平衡常数
；
（5）
由反应进程图可知，第一步反应的活化能大于第二步反应，则第二步反应的反应速率比第一步反应快，第
一步反应生成的
会迅速发生第二步反应，所以检测不到
，故答案为第一步
反应的
大于第二步反应，第二步反应速率快于第一步反应速率（回答合理即可）。
17．（2026·辽宁锦州·二模）尿素是含氮量较高的固体氮肥。回答下列问题：
(1)基态氮原子核外电子占据的最高能级共有_____个原子轨道。
(2)研究发现，高温高压下，合成尿素反应过程中存在如下液相平衡体系：
主反应：
（主反应反应进程中的能量变化如图所示）；
副反应：
。
①主反应的焓变为_____
（用含
、
、
、
的代数式表示）。
②平衡体系内，部分组分的物质的量分数
随初始
的变化曲线如图所示，代表
的是
____（填“a”或“b”）；
时，
_____
（填“>”“<”或“
”）；随着
的增大，
与
趋于一致，原因是__________。
(3)工业上通过反应
合成尿素，研究小组在恒容密闭容
器中对该反应进行跟踪，测得
的平衡转化率与起始投料比
[
，
分别为1、2、3］和温度
的关系如图所示（不考虑水的蒸气压）：
若
℃下，从反应开始至达到M 点历时
，测得M 点对应的总压强为akPa，则
内，
分压
的平均变化速率为_____
（用含
、的代数式表示），N 点对应条件下的分压平衡常数为_____
（用含a 的代数式表示，写出计算过程）。
【答案】(1)3
(2)
a > 随着
的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，体系中
主要发生主反应，
与
趋于一致(答案合理即可)
(3)
【详解】（1）N 的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA 族，基态氮原子核外电子排布式为
，最
高能级为
，
能级共含有个原子轨道，故答案为：3；
（2）反应焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，也等于总正反应活化能减去总逆反应活化能，两步
反应正活化能和为
，逆活化能和为
，因此
；
增大，假设相当于
不变，
增大，主反应和副反应平衡均正向移动，但
增大，
减小，则代表
的是
；当
时，主反应和副反应同时发生，主反应生成等物质的
量的尿素和水，但主反应生成的
在副反应中被消耗，所以
；随着
增大，
副反应被抑制，几乎没有进行，体系中主要发生主反应，主反应生成等物质的量的尿素和水，所以
与
趋于一致；
（3）二氧化碳浓度不变时，增大氨气的浓度，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，则曲线C 代表投料
比为3，M 点的投料比为3，设
的起始分压为P kPa，变化了
，列三段式：
M 点二氧化碳转化率为40%且总压为akPa，有
，则
，M 点
分压的平均变化速率为
；对应条件下的分压平衡常数为
，N 点与M 点同温，所以平衡常数相等。
18．（2026·辽宁丹东·二模）为实现“双碳”目标，
加氢制甲醇工艺展现出了巨大的潜力与价值，其
实现方式可明确区分为直接加氢制备与间接加氢制备两大路径。
(1)计算机模拟
直接加氢制备
的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂活性位点的物种用*表
示，则决速步骤的化学方程式为___________。
(2)间接加氢制备甲醇工艺(两步合成法)，首先以
与
作为起始原料制备合成气：
___________
键
键能
799
436
462
1070
(3)①在
时，将
与
通入抽空的瓶中，发生(2)中制备合成气的反应，平衡后瓶中
的总压为
，平衡常数为
，经分析知其中水蒸气的分压为
，则该条件下
的物质的
量为___________。
②在容器中加入过量的氧化钴
和金属
，在相同条件下容器中又加了如下两个反应：
，平衡常数为
，平衡常数为
请分析
与
、
的关系为
___________；再次达到平衡时，容器中的水蒸气的体积分数为
，
那么在该条件下
的数值为___________。
(4)间接加氢制备甲醇工艺的第二步主要反应为：
将
和
按物质的量之比
通入某恒温恒压的密闭容器中，若只发生上述反应，下列情况下能说明反
应达到平衡状态的是___________(填符号)。
A．混合气体的密度不再变化
B．
和
的物质的量之比不再改变
C．
的体积分数不再变化
D．形成
同时形成
(5)氢能用途广泛且绿色低碳，其中两种固态储氢材料吸氢后的晶胞如图所示。
①晶胞X 中
、
、H 原子的最简整数比为___________。
②晶胞Y 的参数为
、
、
，6 个H 原子围绕
原子形成正八面体。
已知：A 原子的分数坐标为
，B 原子的分数坐标为
，
键长为
，请写出C
原子的分数坐标___________。
【答案】(1)
或
(2)
(3)
119
(4)AC
(5)
【详解】（1）反应的决速步骤是活化能（能垒）最大的步骤，根据能量图，能垒最大的步骤为吸附态的
与
结合生成
，因此方程式为：
或保留不参与反应的
得
；
（2）反应焓变
反应物总键能
生成物总键能，反应为
，反应物键
能总和：
生成物键能总和：
因此
；
（3）① CO 物质的量计算反应前后气体总物质的量不变，初始总物质的量为
。同温同
体积下，压强之比等于物质的量之比，设
，则：
，代入数据：
，解得
，即
；
K
②
的关系与
计算三个反应依次为： i
， ii
， iii
由i = ii
- iii，可得
。初始
，总气体为
，平衡时
体积分数为30%，故
，
，因此
。 由①可得
，代入
得：
；
（4）A．总质量
不变，反应前后气体分子数变化，体积
随反应进行变化，密度
为变量，密度不
变时说明反应达到平衡，A 正确；
B．投料比
，反应计量数比也为
，因此二者物质的量之比始终为
，不能说明平衡，
B 错误；
C．
的体积分数不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡，C 正确；
D．
中含
键，形成
说明正反应生成
，形成
说明逆
反应生成
，正逆反应速率不相等，不能说明平衡，D 错误。
（5）① 原子个数比晶胞X 为长方体，通过均摊法计算：
原子数为
，
原子数来自
为，
原子数为
，因此最简比
；
② 晶胞Y 参数为
，任意原子实际坐标为
，则分数坐标为：
已知顶点A 分数坐标为
，体心Mg（B 原子）分数坐标为
，Mg-H 键长
，6 个H 围绕中心Mg 形成正八面体从晶胞结构可以看出，C 原子位于晶胞z 方向的顶面上，因此C
的实际Z 坐标等于晶胞z 方向的总长度
，代入分数坐标定义得：
C 位于晶胞顶面顶点
（对应分数坐标
）与体心Mg(B)的连线上，这条连线正好是顶面顶点的连线，连线与x 轴夹
角为
，满足
。C 距离体心B 的长度为键长
，沿连线方向从原点
计算C 的
实际坐标：x 方向：C 的实际X 坐标为
，y 方向：C 的实际Y 坐标为
转换为分数坐标：
，即
。
19．（2026·内蒙古包头·二模）水煤气变换反应是实现氢能高效清洁利用的重要反应。
(1)水煤气变换反应
___________
。
（已知：CO 燃烧热为
，
燃烧热为
，
）
(2)我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示
该催化剂与金催化剂催化下的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用*标注）
由图可知___________（填“A”或“B”）更有利于该反应进行。
(3)一定条件下，水煤气变换反应
的中间产物是HCOOH。HCOOH 水溶液在密封石
英管中的分解反应：
Ⅰ．
（快）Ⅱ．
（慢）
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，
仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建
立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
反应Ⅰ正反应速率方程为：
，k 为反应速率常数。
温度下，HCOOH 电离平衡常数
为
，当HCOOH 平衡浓度为
时，
浓度为___________
，此时反应Ⅰ的反应速率
___________
（用含
、x 和k 的代数式表示）。
②
温度下，在密封石英管内完全充满
水溶液，使HCOOH 分解，分解产物均完全溶
于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。图中表示CO 随时
间变化的曲线为___________（填“X”、“Y”或“Z”）。
时刻测得CO、
的浓度为
、
，反应Ⅱ达平衡时，测得
的浓度为
。体系达平衡后
___________（用含
y 的代数式表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数为___________。
【答案】(1)
(2)B
(3)
Y
【详解】（1）写出已知热化学方程式： ①CO(g) +
O2 (g) = CO2(g) ΔH1=−283kJ/mol，②H2 (g) +
O2(g) = H2O(l) ΔH2 =−285.8 kJ/mol，③H2O(l) = H2O (g) ΔH3 =+40.67 kJ/mol，目标反应CO(g)
+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 可由①-
-
②③得到，因此：ΔH = ΔH1−ΔH2−ΔH3 =−283−(− 285.8)− 40.67 =− 37.87
kJ/mol；
（2）催化剂可降低反应的活化能，活化能越低越有利于反应进行。由图可知，原子层金簇负载催化剂B
的最大活化能低于金催化剂A，因此B 更有利于反应进行。
（3）①
\c 的电离平衡为：
，电离平衡常数
，
忽略水电离，
，已知平衡时
，代入得：
，因此
；
②代入速率公式
，得
；
③反应Ⅰ为快反应，快速生成
，初始阶段
浓度快速升高；反应Ⅱ为慢反应，不断消耗
，使
反应Ⅰ平衡
逆向移动，
浓度逐渐降低；
为反应Ⅱ的产物，浓度随反应进行
逐渐升高，因此
对应曲线为
，浓度先快升，后逐渐降低，浓度高于
和
；
④平衡时，反应Ⅱ生成
，因此
，根据碳守恒：
，即
，
时刻，
，
，可得
，反应Ⅰ平衡常数
，温度不变
不变，平衡时
，解得
，因
此
；
⑤反应Ⅱ的平衡常数
，平衡时
，代入得
。
