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专题11 化学反应原理综合
3 大考点概览
题型01 热化学、化学平衡原理为主综合
题型02 热化学、化学平衡、电化学原理为主综合
1. （2026·四川省达州市·一模）锌基脱硫剂（ZnO）对高炉煤气中硫化氢（H2S）和羰基硫（COS）的共脱
除研究符合可持续发展理念。锌基脱硫剂在500℃、101 kPa 时共脱除H2S 和COS 涉及的反应主要为：
反应I：
kJ·mol-1
反应Ⅱ：
kJ·mol-1
反应Ⅲ：COS 的水解反应。
回答下列问题：
（1）反应Ⅲ的热化学方程式为______，已知△S<0，则反应在_______（填“高温”“低温”或“任何温
度”）正向自发进行。
（2）500℃下，在两个体积相等的密闭容器甲、乙中分别模拟等物质的量不同气氛高炉煤气脱硫。气氛中
相关气体的含量如下表：
容器甲
容器乙
0.22%H2S+0.04%COS+18%CO
+5%CO2+76.74%N2
0.22%H2S+0.04%COS+18%CO+5%CO2+5%H2O
+71.74%N2
①下列说法中能表明反应I 和反应Ⅱ均达到平衡状态的是_______（填选项）。
A.气体密度不变 B.气体总压强不变
C.H2O(g)的浓度不变 D.COS 和CO2的物质的量相等
②实验表明，与容器甲相比，容器乙中COS 的出口浓度更低，原因是_____。
（3）在锌基脱硫剂ZnO 的催化作用下，向恒容密闭容器中充入1 mol COS 和4 mol H2O，只考虑反应Ⅲ，
均反应5 min 测得不同温度下COS 的转化率如图1 所示。达到平衡后，COS 的平衡转化率与温度的关系如
图2 所示。
题型01
热化学、化学平衡原理为主综合
①图1 中，M 点H2O 的平均消耗速率为_______mol·min-1。
②图2 中，N 点的物质的量分数平衡常数（即用各组分的物质的量分数计算的平衡常数）
_______。
（4）我国某科研团队研究了ZnO 锌基脱硫剂催化COS 水解的反应机理如图所示。结果显示，催化剂孔隙
结构数量越多，催化活性越强、水解效率越高，且气态物质更易发生该反应。
研究发现，模拟高炉煤气成分中O2的体积分数越大，水解效率越低。结合ZnO 锌基脱硫剂的催化机理，
解释可能的原因________。
2. （2026·四川省广安市·一模）在能源结构向清洁低碳转型的背景下，以来源广泛、可再生性强的乙醇与
水蒸气为原料，制备H2。
（1）将1molC2H5OH(g)和3molH2O(g)通入恒容密闭容器中，发生如下反应：
i．
ii．
iii．
①△H1 = ____kJ/mol。
②不同温度下，平衡时CO2和CO 的选择性
、乙醇的转化率如
图所示。CO 的选择性随温度变化关系曲线为________，理由是_______________；温度为575K 时，
n(CO2) =____
。
（2）TK 时，在某真空密闭容器中，加入1molC2H5OH(g)和3molH2O(g)发生反应，测得初始压强为
40kPa，平衡时容器内压强为64kPa，
，则反应ii 的平衡常数
____（用平衡分压代
替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（3）在乙醇与水蒸气的制氢过程中，温度对不同含Fe 量的催化剂
和氢气的产率、选择性影响
如下图所示。已知，有机物在催化剂表面容易发生积碳。
①高温条件下，乙醇投料不变，增大水蒸气的含量，_______（填“有利于”或“不利于”）消除积碳，
原因是_________________。
②由上图可知，反应选择的最佳温度为________；最佳催化剂为___________。
3. （2026·四川省乐山市·一模）丙烯是一种重要的化工原料。工业上常用丙烷制备丙烯，方法有如下几
种：
方法一：丙烷氧化脱氢
反应Ⅰ：
（1）已知几种共价键键能如下表：
共价键
键能
413
348
615
498
463
①△H1 = ______kJ/mol。
②为了提高丙烷的平衡转化率，工业上常采用适当的减压或______方法（选填一条）。
方法二：丙烷无氧脱氢。
反应Ⅱ：
副反应Ⅲ：
（2）利用反应Ⅰ和Ⅱ______（填“能”或“不能”）计算出
的燃烧热，理由是______。
（3）一定条件下，将C3H8和H2的混合气体通过催化剂a 或b 的表面发生反应Ⅱ、Ⅲ，其
（k 为速率
常数）和
的关系如图所示。已知
经验公式为
（Ea为活化能，k 为速率常数，
R、C 为常数）。在其他条件相同时，催化效果更好的是催化剂______（填“a”或“b”），其理由是
______。
（4）1200℃、1MPa 下，若选用催化剂a，反应达平衡时丙烷转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随
的变化如图所示，已知：催化剂a、b 可发生反应：
。
①图中，C3H6生成速率先增大的原因为______。
②向密闭容器中通入
的混合气体充分反应（不考虑氢气的损失），平衡时丙烯的选择
性是______%，副反应Ⅲ的压强平衡常数
______
。
4. （2026·四川省凉山州·一模） 将CO2转化为高附加值化学品，既能减排，又能满足工业需求。回答下
列问题：
二氧化碳加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应：
反应I：
反应II：
（1）反应
的△H = _______，该反应在_______(填“高温”“低温”或
“任意温度”下能自发进行。
（2）若将等物质的量的CO2和H2充入恒温恒容密闭容器中进行反应I，下列事实能说明该反应已达到平衡
状态的是_______(填标号)。
A. 体系的压强保持不变 B. 体系内气体
密度保持不变
C. CO2和H2的物质的量之比不变 D. CO2的消耗速率等于CH3OH 的生成速率
（3）下图甲显示了在M 催化剂作用下，相同时间内，不同温度下CO2的转化率和甲醇的选择性性能图。
可以看出，该催化剂的最适宜温度为_______
，温度高于260℃，CO2的转化率降低可能的原因是
_______。
(已知：甲醇的选择性=
)。
（4）LTA 分子筛膜具有很强的亲水性，将M 催化剂附着在LTA 分子筛膜可制作联合催化反应器，图乙显
示了在其他条件和图甲反应条件相同时，将M 催化剂替换为联合催化反应器相同时间内，不同温度下CO2
的转化率和甲醇的选择性性能图。使用此分子筛膜，CO2的转化率提高的原因是_______。
（5）恒温恒容条件下，将1molCO2(g)和3molH2(g)通过装有催化剂的反应器发生反应I 和反应II，初始压
强为8 MPa。反应一段时间后达到平衡状态，CO2的转化率为40%，甲醇的选择性为50%，该温度下，H2
的平衡转化率为_______(计算结果保留三位有效数字)，用平衡分压代替平衡浓度计算，即分压=总压×物质
的量分数，反应I 的分压平衡常数
_______
(写出计算式即可)。
5. （2026·四川省泸州市·一模）丙烯是生产石油化工产品的重要烯烃之一。利用液化石油气中的丙烷脱氢
生产丙烯，是丙烷资源化的一种重要方式。
（1）丙烷直接脱氢反应为：
，反应中丙烷的平衡转化率与温度、压强的关系如
图。回答下列问题：
___________0，p1___________p2(选填“＞”或“＜”)；该反应在___________(选
填“高温”或“低温”)下能自发进行。
（2）为克服直接脱氢过程中催化剂表面易积碳失活等问题，开发了将丙烷与适量O2混合反应的丙烷氧化
脱氢工艺。
该工艺总反应为：
。已知：
，则丙烷直接脱氢反应的热化学方程式为：
___________。丙烷氧化脱氢相较于丙烷直接脱氢的优势在于___________(答出其中两点)。
（3）近年来，研究以CO2等“温和氧化剂”替代O2进行丙烷氧化脱氢成为热点。该体系中主要发生下列
反应：
①
②
密闭容器中通入4molC3H8、1molCO2，保持压强为1bar 进行工业模拟。平衡时各物质的体积分数随温度的
变化如图。图中代表C3H6体积分数变化的曲线是___________(选填图中字母编号)。
若900K 时，平衡混合气总物质
量为amol，其中CO2的物质的量为bmol，则a___________5(选填“＝”
“＞”或“＜”)；900K 时反应①以物质分压表示的平衡常数Kp为___________bar(用含a、b 的代数式表
示)。
6. （2026·四川省绵阳市·一模）乙烯年产量是衡量国家石油化工发展水平的重要指标，乙烷制乙烯具有极
高的经济效益。乙烷制乙烯的方法有如下两种：
Ⅰ．乙烷催化裂解法：i．C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) ΔH1
（1）已知C2H6(g)、H2(g)和C2H4(g)的燃烧热分别是1560kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1和1411.0kJ·mol-1，则
ΔH1=___________，该反应在___________(填“低温”“高温”或“任何温度”)时能自发进行。
（2）一定条件下，向2L 密闭容器中通入4mol 乙烷，使其发生反应i，测得乙烯平衡产率随温度、压强的
变化如图所示：
①p1___________p2(填“>”或“<”)。
②在a 点对应的温度和压强下，反应恰好达到平衡状态所用时间为5min，则0～5min 内的平均反应速率
(C2H6)=___________。
Ⅱ．乙烷催化氧化法：ii．2C2H6(g)+O2(g)
2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2<0
副反应：iii．2C2H6(g)+5O2(g)
4CO(g)+6H2O(g) ΔH3<0
iv．C2H4(g)+2O2(g)
2CO(g)+2H2O(g) ΔH4<0
（3）乙烷催化裂解制乙烯时常会发生积碳反应，生成的碳会附着在催化剂的表面，降低催化剂的活性，
而乙烷催化氧化制乙烯时很少有积碳，可能原因是___________。
（4）在恒容的密闭容器中充入1mol C2H6和1mol O2，初始压强为200kPa，在催化剂作用下发生上述反
应，测得平衡时相关数据如下表所示：
温度/℃
570
575
580
585
590
595
600
C2H4在含碳产物
中的物质的量分数
0.94
0.92
0.91
0.90
0.88
0.86
0.78
C2H6的转化率
0.61
0 38
0.27
0.19
0.15
0.12
0.10
①乙烯的物质的量分数随温度升高而降低的原因是___________。
②585℃条件下，平衡时C2H4的物质的量n(C2H4)=___________mol。反应ii 的标准压强平衡常数
=___________(只要求列出计算式。标准压强平衡常数
定义为：对于反应A
2B，
，其
中
=100kPa)。
7. （2026·四川省资阳市·一模）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。
反应原理为：
△H1，不同温度下平衡常数如下表所示。
温度
298K
373K
473K
平衡常
数
（1）该反应的△H1___________0(填“＞”或“＜”)。
（2）已知C2H2(g)、H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(
)分别为
、
、
，则上
述合成反应的△H1___________kJ/mol(用a、b 和c 表示)。
（3）向恒温恒容密闭容器中充入适量C2H2和H2，达到平衡。
①下列说法正确的是___________。(填标号)
A．当密度不再变化时，可说明反应达到了平衡
B．通入一定量He，可以缩短反应达到平衡的时间
C．升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动
②测得该反应在某催化剂上生成乙烯的速率方程为
。
一定时，
若
，则
___________
。(填“＞”、“＜”或“＝”)
（4）实际生产中伴随有副反应：
△H2 。110kPa 下，密闭容器中C2H2和
H2各2mol，分别在不同催化剂作用下反应，相同时间内
的转化率随温度的变化如图1 所示；在催化
剂II 作用下，产物选择性随温度的变化如图2 所示。(
)
①使用催化剂Ⅰ时反应的活化能___________催化剂Ⅱ(填“大于”或“小于”)；请解释随温度升高，乙炔
转化率先增大后减小的原因是___________。
②使用催化剂Ⅱ，温度为160℃时，主反应的压强商Qp=___________kPa-1(以气体分压代替浓度进行计算，
分压=总压
物质的量分数)。
8. （2026·四川外国语大学附属中学·一模）油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化
氢，利用化学方法对硫化氢回收处理有利于环境保护和资源利用。
Ⅰ．克劳斯工艺：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
（1）计算反应ⅲ：
______。
（2）将H2S(g)和O2(g)以体积比2:1 充入恒容绝热容器发生反应ⅲ，可判断该反应达到平衡状态的是
______（填字母）。
a．
b．容器内压强不再变化
c．混合气体的平均摩尔质量不变 d．H2S(g)和O2(g)转化率相等
II. H2S 热分解：
△H>0。
（3）该反应在______（填“低温”“高温”或“任意温度”）条件下可自发进行。
（4）在0.1MPa 下，将一定量的H2S 充入容积可变的密闭容器中发生该反应，测得不同温度下反应达到平
衡时三种气态物质的物质的量如图1 所示：
①A 点对应温度下的平衡常数
______（用平衡分压代替平衡浓度计算，平衡分压=总压×物质的量分
数）。
②
的速率方程为
，
（
为速
率常数，只与温度有关）。当升高温度时，
的值将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
③在一定温度下反应达到平衡后，若保持条件不变，向容器中通入适量的氩气，有利于提高
的产率，
理由是______。
（5）已知：
（R 为常数，Rlnk 的单位为
，温度T 的单位为K，E 表示反应
的活化能，单位为
）。Rlnk 与催化剂（Cat1、Cat2 为催化剂）、温度（T）的关系如图2 所示。
在催化剂Cat1 作用下，正反应的活化能为______
。相同条件下催化效率较高的是______（填
“Catl”或“Cat2”）。
9. （2026·四川省德阳市·一模）铁、铜及其化合物在生产、生活中应用广泛，回答下列问题：
（1）基态铜原子的价电子排布式为_______。
（2）铜在潮湿的空气中会慢慢被锈蚀生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]，该反应的化学方程式为_______。
（3）向盛有CuSO4溶液的试管中慢慢滴加适量氨水，再加入一定量95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，
析出深蓝色晶体，其化学式为_______，用玻璃棒摩擦试管壁会产生微小的玻璃微晶，会_______(填“增
大”或“减小”)结晶速率。
（4）下列关于铁及其化合物的性质叙述正确的是_______(填标号)。
A. 生铁的熔点比纯铁高 B. 常温下可用铁制槽罐车运输浓硫酸
C. 铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 D. FeCl3溶液可用于蚀刻铜质印刷电路板
（5）K2FeO4常用作杀菌消毒剂，实验室常用FeCl3溶液、浓KOH 溶液与Cl2反应制得。实验室配制FeCl3
溶液的方法是_______，制备K2FeO4的离子方程式是_______。
10. （2026·四川省成都市·一模）甲烷催化脱氢并发生无氧偶联制乙烯，具有较高的碳原子利用率，同时
联产
。
总反应为
，过程分为两步：
步骤Ⅰ：
步骤Ⅱ：
在Bi2NbO5F 纳米板上先后沉积Au、Pd 纳米颗粒，该复合催化剂
实现了光催化CH4偶联
制C2H4。以CH4(g)为唯一反应物，2 小时为一循环周期，产物分布情况见图1。生成乙烯的选择性定义为
。
回答下列问题：
（1）总反应在______（填“高温”或“低温”）正向自发进行。
（2）计算△H2 =______kJ/mol。
（3）欲提高平衡时生成乙烯的选择性，应适当______（填“升温”或“降温”），理由是
_______________。
（4）根据图1 判断，循环______次时乙烯的选择性相对最低。
（5）已知
（
为速率常数，活化能Ea、R 和C 均视为常数），步骤Ⅰ、Ⅱ的
关
系如图2，则步骤Ⅰ对应曲线______（填“a”或“b”）。
（6）下列说法正确的是______（选填标号）。
A. 改变
催化剂颗粒大小不影响反应速率
B. 使用
催化剂不影响总反应正向自发性
C. 使用
催化剂可改变甲烷的平衡转化率
D. 积碳附着在
催化剂时，催化活性下降
（7）循环四次后，恒压（p kPa）容器中的物质近似达到平衡。此时，甲烷的平衡转化率为80%，乙烯的
选择性为75%，则步骤Ⅱ的平衡常数
______kPa（计算结果，化为最简，分压=总压×物质的量分
数）。
11. （2026·四川省内江市·一模）CO2的资源化利用是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。利用CO2加氢
合成甲醇是CO2资源化利用的一种有效方式，该过程的主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
回答下列问题：
（1）
_______
（2）图甲是反应Ⅰ的机理，包括3 种路径(用a、b、c 分别标记)，其中最优路径是_______(填标号)；图中
标注数据为各基元反应活化能，在路径a 中，决速步骤的活化能是_______eV。
（3）某课题组模拟了CO2加氢在不同温度下的平衡组分(如图乙)。保持总压为
，温度为500℃
以上时，主要含碳产物是_______，300℃时反应Ⅲ的平衡常数
_______
。
（4）通过对ZrO2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CH4或CO，其示意如图
丙：
①CO2通过不同的催化历程，可选择性生成CH4或CO。下列说法正确的是_______(填标号)。
a．X 的化学式为CH4
b．两历程中均存在着极性键与非极性键的断裂与形成
c．通过对Rh 的单原子催化剂进行掺杂，降低了生成Y 的反应的△H
d．若参与反应的二氧化碳分子为C18O2，则生成物一氧化碳的化学式为C18O
②依据示意图，掺杂钠的催化剂可以提高Y 的选择性，其原因是_______。
12. （2026·四川省广安市前峰区·一模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目
标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
△H2
回答下列问题：
（1）①已知反应Ⅲ:
，
，
则△H2=_______。
②反应Ⅰ能自发进行的条件为_______。
（2）压强为100
，H2的平衡产率与温度、起始时
的关系如图所示，每条曲线表示
相同
的平衡产率。
①反应Ⅱ的平衡常数：KA_______KD(填“>”、“=”或“<”)
②H2的产率：C 点_______B 点(填“>”、“=”或“<”)；
A
③、B 两点H2产率相等的原因是_______。
（3）压强为100
下，11molC2H5OH(g)和3molH2O(g)发生上述反应，平衡时CO2和CO 的选择性、乙醇
的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知：
的选择性
]
573K
①
时，10 分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量△n=_______mol。
②表示CO 选择性的曲线是_______(填标号)。
573K
③
时，反应Ⅱ的
_______(保留到小数点后两位)。
13. （2026·四川省德阳市·一模）CO2是潜在的碳资源，研究CO2捕集与转化对实现“碳中和”具有重要意
义。下面是涉及CO2转化的相关反应：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
（1）反应
_______
，该反应
经验公式的实验
数据如下图中直线a 所示。已知
经验公式为
(
为活化能，
为速率常数，
和C 为常数)。当改变外界条件时，实验数据如下图中的直线b 所示，则实验可能改变的外界条件是
_______。
（2）反应iii 在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得
转化率随温度变化的影响如下图所示：
对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是______，使用的最佳温度为______。
题型02
热化学、化学平衡、电化学原理为主综合
（3）在一定温度和恒压
下，向容器中充入1molCO2和3molH2发生反应i、ii。
①当以下数值不变时，不能说明反应i、ii 均达到平衡的是_______(填标号)。
A.H2与CO 体积比 B.混合气体的质量 C.CH3OH 的体积分数
②若体系达到平衡时，消耗的CO2有一半转化为甲醇，混合气体的总物质的量为起始气体的0.8 倍，则
CO2的转化率为_______，反应ii 的平衡常数
_______(
为用气体分压表示的平衡常数，结果保留两
位小数)。
（4）用惰性电极电解酸性
CO2水溶液可得到甲烷，其原理如图所示：
a 电极上的电极反应式为_______。
14. （2026·四川省遂宁市·一模）实现“碳中和、碳达峰”是中国对国际社会的庄严承诺。关键在于二氧
化碳如何资源化，其中利用CO2与CH4镍基催化重整(DRM)技术制合成气(CO 和H2)是研究热点之一，发生
的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H1 = +247.4kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
（1）
为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定状态的单质生成1mol 该物质的焓变。对
于稳定状态单质，其
为零。根据下表数据，计算反应Ⅱ的反应热△H2=_______kJ·mol-1，该反应能
自发进行，则△S_______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
物质
CO2
CO
H2O(g)
(kJ·mol-1)
-393.5
-110.5
-241.8
（2）描述化学反应的平衡常数常用三种方法：Kc、Kp、和Kx(用平衡时气体的物质的量分数代替平衡浓度
计算)。关于相同温度下，反应Ⅱ的三种平衡常数的数值_______(填“相等”或“不相等”)。
（3）在恒温恒容的条件同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，下列有关说法正确的是_______(填标号)。
A. 通入氮气，不能改变CO2的平衡转化率
B. 混合气体密度不再改变，说明反应达到平衡状态
C. 使用高效催化剂能加快反应速率和降低反应的焓变
D. 反应Ⅱ逆反应的活化能小于正反应的活化能
（4）在PMpa 时，将CO2和CH4按等物质的量充入密闭容器中，只进行反应Ⅰ，分别在无催化剂及ZrO2
催化下反应相同时间，测得CO2的转化率与温度的关系如图所示。
①a 点时有催化剂和无催化剂的CO2转化率相等的原因是_______。
②在PMPa、900℃、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、Ar 按物质的量之比1：1：2 充入密闭容器，CO2的
平衡转化率
大于50%，解释说明原因：_______，此时平衡常数
_______(以各气体的分压代替浓度
计算；列出含
、p 的计算式)。
（5）一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子(
)和电子。利用该薄膜能
有效富集空气中的CO2.如图所示，在薄膜a 侧通入空气，b 侧通入氢气，充分反应后在b 侧得到高浓度的
CO2。
a 侧上的电极反应式为_______。
15.（2026·四川省自贡市·一模） 随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一。利用天然气为原料
制备氢气所涉及部分反应如下：
i.
ii.
iii.
回答下列问题：
（1）经计算，反应i 在_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)条件下可自发进行。
（2）在恒容密闭容器中发生反应ii，下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)
A.气体平均相对分子质量不再变化 B.，v(消耗CH4)=v(生成CO2)
C.H2的分压保持不变 D.气体混合物密度不再变化
E.体系的压强不再发生变化
（3）已知反应iii 为基元反应，其正、逆反应的速率分别表示为
，
(
分别是正、逆反应速率常数)。升高温度，
_______(填“增大”
“减小”或“不变”，下同)，
_______。
（4）压强恒定为
时，将
的混合气体投入反应器中，只发生反应i 和
iii。平衡时，各组分的物质的量分数与温度关系如图所示。
①图中表示CO2的曲线是_______(填字母)，其随温度变化的原因是_______。
②
时，反应iii 的平衡常数
_______(
是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
（5）我国科技工作者发明了一种用直流电源分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢
气，电化学反应机理如下图所示。电极Ni-YSZ 接电源_______(填“正”或“负”)及其表面发生的电极反
应式为_______。
