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专题15 反应原理综合题
考点01 热化学方程式的书写或反应热的计算
（一）、 核心考点清单
1、 盖斯定律
转化关系
反应热间的关系
aA――→B、A――→B
ΔH1＝a Δ H 2
ΔH2 A⇌B ΔH1
ΔH1＝－
Δ H 2
ΔH＝Δ H 1＋
Δ H 2
2、热化学方程式的书写
1）．热化学方程式既表示化学反应的物质变化，也表示化学反应的能量变化。
2）．热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，固体(s)、液体(l)、气体(g)、
水溶液(aq)，若为同素异形体，还要注明名称。
3）．热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25 ℃和101
kPa 下测定。
4）．热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数，也可以是
分数。当化学计量数改变时，其ΔH 也同等倍数的改变。
5．要注明ΔH 的符号：“＋”代表吸热，“－”代表放热以及单位：kJ·mol
－ 1 。
（二）、 高频易错点
【例1】（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
。
【答案】(1)-137
【详解】（1）由盖斯定律，②－①可以得到目标反应，则
；
【例2】．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的
制备焦亚硫酸钠(
)的
一种流程示意图如下。
已知：
物质
、
(1)制
已知：
由
制
的热化学方程式为 。
【答案】(1)
【详解】（1）已知：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
将Ⅰ×2+
×2
Ⅱ
得：
，所以由
制
的热化学方程式为
；
考点02 反应速率、平衡转化率的影响因素及计算
（一）、 核心考点清单
1、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
2、反应物转化率的影响因素：
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆
反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
恒容时只增加反
应物A 的用量
反应物A 的转化率减小，反应物B 的转化率增大
同等倍数地增大
反应物A、B 的
量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容
条件下
m＋n＞p＋q
反应物A 和B 的转化率
均增大
m＋n＜p＋q
反应物A 和B 的转化率
均减小
m＋n＝p＋q
反应物A 和B 的转化率
均不变
只有一种反应物的可
逆反应：mA(g)
nB(g)＋pC(g)
增加反应物A 的
用量
恒温恒压
条件下
反应物转化率不变
恒温恒容
条件下
m＞n＋p
反应物A 的转化率增大
m＜n＋p
反应物A 的转化率减小
m＝n＋p
反应物A 的转化率不变
（二）、 高频易错点
【例1】．（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 。
【答案】(2)温度升高，反应速率加快或温度升高，催化剂活性增强 催化剂在该温度
范围内失活 ＞ 乙烯的选择性大于乙烷，说明反应1 乙炔的转化速率大于反应2
乙炔的转化速率
【详解】（2）反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，乙炔的转化率增大或温度
升高，催化剂活性增强，乙炔的转化率增大；
220
-260
℃
℃，乙炔的转化率下降，反应未达平衡状态，说明不是由于平衡移动造成的，可
能原因是催化剂在该温度范围内失活；
由图像可知，乙烯的选择性大于乙烷，说明反应1 乙炔的转化速率大于反应2 乙炔的转化
速率，即
；
【例2】．（2025·北京·高考真题）利用工业废气中的
制备焦亚硫酸钠(
)的
一种流程示意图如下。
已知：
物质
、
(2)制
I．在多级串联反应釜中，
悬浊液与持续通入的
进行如下反应：
第一步：2 N a2C O3+ SO2+ H 2O⇌N a2SO3+2 NaHC O3
第二步：N aHC O3+ SO2⇌NaHSO3+C O2
N a2SO3+ SO2+ H 2O⇌
❑
2 NaHSO3
Ⅱ．当反应釜中溶液
达到3.8~4.1 时，形成的
悬浊液转化为
固体。
(3)理论研究
、
与
的反应。一定温度时，在
浓度均为
的
和
的混合溶液中，随
的增加，
和
平衡转化率的变化如图。
①
，与
优先反应的离子是 。
②
，
平衡转化率上升而
平衡转化率下降，结合方程式解释原因：
。
【答案】
(3)
时，产生的二氧化碳逸出，使反应正向进行，
平衡转化率上升，
亚硫酸氢根浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转化率上升
而
平衡转化率下降
【详解】（3）① 由图可知，①
，时，碳酸氢根平衡转化率较低，而亚硫酸根的
平衡转化率较高，所以
与
优先反应；
②一定温度时，在
浓度均为
的
和
的混合溶液中，发生的反应
为：
，
，
时，产生的二氧
化碳逸出，使反应正向进行，
平衡转化率上升，亚硫酸氢根浓度增大，抑制了的亚
硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转化率上升而
平衡转化率下降。
故答案为：
；
时，产生的二氧化碳逸出，使反应正向进行，
平衡转化
率上升，亚硫酸氢根浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以
平衡转
化率上升而
平衡转化率下降。
考点03 平衡常数的表达式及计算
（一）、 核心考点清单
1、平衡常数表达式
对可逆反应：a A（g）+b B（g）
c C（g）+d D（g）
1）.浓度平衡常数：Kc＝
c
c（C）×c
d（D）
c
a（A）×c
b（B）
①平衡量必须为平衡时的浓度
②等体积反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度
③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数
2.压强平衡常数：Kp＝
p
c（C）×p
d（D）
p
a（A）×p
b（B）
①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可
②分压Pi＝P 总×xi＝P 总×
ni
n总＝（P1+P2+P3+…）×
ni
n总
③恒容条件下：先计算平衡总压，再算平衡常数或直接根据分压计算
3.物质的量分数平衡常数：Kx＝
x
c（C）×x
d（D）
x
a（A）×x
b（B）
①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可
②物质的量分数：xi＝
ni
n总
2．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
1)K 与k 正、k 逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)
pC(g)＋qD(g)，
则：v 正＝k 正·ca(A)·cb(B) (k 正为正反应速率常数)
v 逆＝k 逆·cp(C)·cq(D) (k 逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：
k 正·ca(A)·cb(B)=k 逆·cp(C)·cq(D)
，即：
2)Kp与k 正、k 逆的关系
以2NO2
N2O4为例，v 正＝k 正·p2(NO2)，v 逆＝k 逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v 正＝v 逆，此时：k 正·p2(NO2)＝k 逆·p(N2O4)
＝＝Kp，
即：Kp＝
（二）、 高频易错点
【例1】．（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：
(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
【答案】(3)9.2×10-3
【详解】（3）将数据代入方程
，②÷①得到
，则
，
时，
，
；
【例2】．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将
转化为
烃类具有重要意义。
采用电化学-化学串联催化策略可将
高选择性合成
，该流程示意图如下：
回答下列问题：
(4)一定温度下，
和
(体积比为
)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应
器(入口压强为
)发生反应i 和ii．有
存在时，反应ii 的反应进程如图1 所示。随
着x 的增加，
的转化率和产物的选择性(选择性
)如图2 所示。
根据图1，写出生成
的决速步反应式 ；
的选择性大于
的原因是
。
②结合图2，当
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，
的转化率减小的原因是 ；当
时，该温度下反应ii 的
(保留两位小数)。
【答案】(4)
由
生成
时，活化能较大，反应速率慢
随着x 的增大，CO 的分压增大，对于反应i 和反应ii 相当于减压，反应i 和反应ii 平衡均逆
向移动，所以
的转化率减小 0.16
【详解】（4）总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，
TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为
；由图可知，由
生成
时，活化能较大，反应速率慢，所以
的选择性大于
；
当x≥2 时，由题意可知，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO 的分压，相当于减压，反
应i 和反应ii 平衡均逆向移动，所以
的转化率减小；
当x=2 时，
的转化率为90%，
的选择性为80%，设初始投料：CO：2mol、
C2H4：2mol、H2：1mol，则
、
、
、
，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)mol=3.38mol，此
时压强为
，
、
、
，反应ii 的Kp=
。
考点04 电化学及电极反应式的书写
（一）、 核心考点清单
电极反应式的书写步骤
（二）、 高频易错点
【例1】．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将
转化为
烃类具有重要意义。
采用电化学-化学串联催化策略可将
高选择性合成
，该流程示意图如下：
回答下列问题：
(1)电解池中电极M 与电源的 极相连。
(2)
放电生成
的电极反应式为 。
【答案】(1)正
(2)
【详解】（1）由图可知，N 电极上CO 转化为C2H4，C 元素化合价下降，发生还原反应，N
为阴极，则M 为阳极，与电源正极相连；
（2）CO 发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为：
；
考点05 图像分析
（一）、 核心考点清单
解题绝招：图像分析解题四要点
1、图像横纵坐标的化学意义
2、典型拐点对应的横纵坐标的化学含义
3、图像在定义域区间是单调递增还是递减
4、图像切点斜率的大小
（二）、 高频易错点
【例1】（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：
(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)
【答案】(4)Pd/W Pd/W 做催化剂时，生成乙烷的活化能大于Pd 催化剂时的
【详解】（4）如图可知，选择Pd 做催化剂时，生成乙烷的活化能低于选择Pd/W 时的
(0.68＜0.83)，说明使用Pd 做催化剂，乙烯更容易转化为乙烷，使乙烯的选择性更小，故
Pd/W 做催化剂时，乙烯的选择性更高。
【例2】．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将
转化为
烃类具有重要意义。
采用电化学-化学串联催化策略可将
高选择性合成
，该流程示意图如下：
回答下列问题：
(4)一定温度下，
和
(体积比为
)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应
器(入口压强为
)发生反应i 和ii．有
存在时，反应ii 的反应进程如图1 所示。随
着x 的增加，
的转化率和产物的选择性(选择性
)如图2 所示。
根据图1，写出生成
的决速步反应式 ；
的选择性大于
的原因是
。
②结合图2，当
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，
的转化率减小的原因是 ；当
时，该温度下反应ii 的
(保留两位小数)。
【答案】(4)
由
生成
时，活化能较大，反应速率慢
随着x 的增大，CO 的分压增大，对于反应i 和反应ii 相当于减压，反应i 和反应ii 平衡均逆
向移动，所以
的转化率减小 0.16
【详解】（4）总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，
TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为
；由图可知，由
生成
时，活化能较大，反应速率慢，所以
的选择性大于
；
当x≥2 时，由题意可知，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO 的分压，相当于减压，反
应i 和反应ii 平衡均逆向移动，所以
的转化率减小；
当x=2 时，
的转化率为90%，
的选择性为80%，设初始投料：CO：2mol、
C2H4：2mol、H2：1mol，则
、
、
、
，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)mol=3.38mol，此
时压强为
，
、
、
，反应ii 的Kp=
。
★ 高考真题（2025 新高考）
1．（2025·浙江1 月·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 。
2．（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)。
3．（2025·湖北·高考真题）
粉末可在较低温度下还原
。回答下列问题：
(1)已知一定温度下：
则
的
(用m 和n 表示)。
(2)图1 分别是
和
下
还原
过程中反应体系电阻
随
反应时间
变化的曲线，可用 (填标号)表示反应的快慢。
a．
b．
c．
d．
(3)图1 中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。
(4)研究发现
对
的还原性主要来自于其产生的
。一般认为
在
表
面被氧化成
有两种可能途径，图2 是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径
(填“a”或“b”)是主要途径。
(5)
产生
的可能反应：①
或②
。将
放在含微量水的
气流中，在
至
的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定
的来源之一是反应
(填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是
的来源，必须进行的实验是 。
(6)已知
。研究表明，在相同温度下，用
还原
比直接用
还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因： 。
4．（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”)。
5．（2025·河南·高考真题）
的热分解与
催化的
重整结合，可生产高纯
度合成气
，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)
位于元素周期表中 区；基态
的价电子排布式为 。
(2)水分子的
模型与其空间结构模型不同，原因是 。
(3)
的晶胞如图1 所示(晶胞参数
)，该物质的化学式为
。
(4)恒压条件下，
重整反应可以促进
分解，原因是 。
(5)在温度分别为
和
下，
的平衡转化率与压强的关系如图2 所示，反应温度最
高的是 (填“
”“
”或“
”)，原因是 。
(6)一定温度、
下，向体系中加入
和
，假设此条件下其他
副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中
转化率为
，
转化率为
，
物质的量为
，反应Ⅲ的平衡常数
(保留小数点后一位)，此时原位
利用率为 。
已知：原位
利用率
6．（2025·陕西、山西、青海、宁夏·高考真题）
/
循环在
捕获及转化
等方面具有重要应用。科研人员设计了利用
与
反应生成
的路线，主要反应
如下：
I．
II．
III．
回答下列问题，
(1)计算
。
(2)提高
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
分解产生的
催化
与
反应生成
，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)
下，在密闭容器中
和
各
发生反应。反应物(
、
)的
平衡转化率和生成物(
、
)的选择性随温度变化关系如下图(反应III 在
以下不
考虑)。
注：含碳生成物选择性
①表示
选择性的曲线是 (填字母)。
②点M 温度下，反应Ⅱ的
(列出计算式即可)。
③在
下达到平衡时，
。
，随温度升高
平衡转化率
下降的原因可能是 。
7．（2025·上海·高考真题）已知反应1
的
反应2 的
反应3 的
反应4 的
物质
环氧丙烷
(1)计算出
_______
。
A．
B．613.2
C．395.2
D．
(2)
随温度T 的变化趋势 。
(3)
中电负性最大的是 。
A．C B．H C．O
(4)
分了中
键的数目为_______。
A．7
B．12
C．13
D．14
已知：环氧丙烷生成
会发生副反应
选择性=转化生成A 的环氧丙烷/消耗环氧丙烷
M(环氧丙烷)
ρ(环氧丙烷)
容器容积
的高压反应釜反应后体积缩小为
，选择性为95%，反应
。
(5)求环氧丙烷的化学反应速率 (精确到小数点后2 位)
(6)下列哪种操作可以使得活化分子的百分数变大_______。
A．升高温度
B．增大
浓度
C．压缩容器
D．充入惰性气体
(7)碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示，请解释产率随温度先升后下降的原因
。
(8)达到平衡的判据_______。
A．v 正
=v 逆
B．体系总质量不变
C．气体体积不再变化
D．混合气体密度(可能是摩尔质量)不变
(9)制备
还有一种光气法，用
。请从
绿色化学的角度解释，写出3 点与光气-二醇法相比，
法合成
的优势 。
8．（2025·江苏·高考真题）合成气(
和
)是重要的工业原料气。
(1)合成气制备甲醇：
。
的结构式为
，估算该反应的
需要 (填数字)种化学键的键能数据。
(2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯
。
①合成气变换。向绝热反应器中通入
和过量的
：
。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
。
②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的
吸收剂、
(
正
价有
)缓蚀剂等。
溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是 (填化
学式)。
减缓设备腐蚀的原理是 。
(3)研究
与不同配比的铁铈载氧体[
是活泼金
属，正价有
]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流
速通入固定体积的
，依次发生的主要反应：
步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、
转化率、
与x 的关系如图乙所示。
时，
大于理论值2 的可能原因有 ；
时，通入标准状况下
的
至
反应结束，
的选择性
，则生成标准状况下
和
的总体积
为
。
②
时，新制载氧体、与
反应后的载氧体的X 射线衍射谱图如图丙所示(X 射线衍
射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能
与
反应的物质有 (填化学式)。
③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中
的作用、气体分步制备的价值： 。
9．（2025·重庆·高考真题）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：
，c(D+)和
c(OD-)的关系如图所示。
①图中3 个状态点对应的溶液呈中性的是 。
②
(填“>”“=”或者“<”)。
(2)用如图所示电化学装置进行如下实验。
①用
实验：在左侧通入
，产物为
，盐桥中
移向装置的 (填“左侧”或
者“右侧”)，电池的总反应为 。
②用
实验：在一侧通入
，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。
(3)利用驰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驰豫时间
( )，从而获得k 的信息。对于
，若将纯水瞬时升温到25℃，测得
。已知：25℃时，
，
，
，
(
为
的平衡浓度)。
①25℃时，
的平衡常数
(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 。
③25℃时，计算得
为
。
10．（2025·安徽·高考真题）I．通过甲酸分解可获得超高纯度的
。甲酸有两种可能
的分解反应：
①
②
(1)反应
的
。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的
，发生上述两个分解反应下列
说法中能表明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a．气体密度不变 b．气体总压强不变
c．
的浓度不变 d．
和
的物质的量相等
(3)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近
，原因是
；升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是 。
Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(
和
)的重要方法，主要反应有：
③
④
⑤
(4)恒温恒容条件下，可提高
转化率的措施有 (填标号)。
a．增加原料中
的量 b．增加原料中
的量 c．通入
气
(5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的
/
/
混合气，投料组成与
和
的平衡转化率之间的关系如下图。
i．投料组成中
含量下降，平衡体系中
的值将 (填“增大”“减小”
或“不变”)。
ii．若平衡时
的分压为
，根据a、b 两点计算反应⑤的平衡常数
(用含p 的代数式表示，
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)。
11．（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)。
12．（2025·广东·高考真题）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti 原子的价层电子排布式为 。
(2)298K 下，反应
的
、
，则
298K 下该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以
为原料可制备
。将
与10.0molTi 放入容积为
的恒容密闭容
器中，反应体系存在下列过程。
编
号
过程
(a)
(b)
(c)
(d)
①
kJ/mol。
②不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为 。
③温度
下，
，反应(c)的平衡常数
(列出算式，无
须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼
的分解反应：
(e)
(f)
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响，以肼的水溶液为原料(含
的物质的量为
)，
进行实验，得到
、
随时间t 变化的曲线如图。其中，
为
与
的物质的量
之和；
为剩余
的物质的量。设
为0~t 时间段内反应(e)消耗
的物质的量，该
时间段内，本体系中催化剂的选择性用
表示。
①
内，
的转化率为 (用含
的代数式表示)。
②
内，催化剂的选择性为 (用含
与
的代数式表示，写出推导过程)。
★ 巩固训练
1．将
转化为碳酸二甲酯[
]是
资源化利用的重要研究方向。
【方法一】直接转化，反应的方程式为：
(1)可用蒸馏的方法从甲醇中分离出碳酸二甲酯，原因是 。
(2)
和
共同作为该反应的催化剂，其转化过程如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．……
写出Ⅳ的方程式： 。
(3)一定条件下，在高压釜中反应5 小时，甲醇转化率与反应温度的关系如图所示。
甲醇转化率变化的原因可能是：
①低于130℃和高于130℃时，催化剂的活性均不佳；② 。
【方法二】电化学转化，装置如图如示。
(4)金电极连接电源 （填“正极”或“负极”）。
(5)下列关于电化学法合成碳酸二甲酯的说法正确的是 （填序号）。
a．电解过程中要不断搅拌，促进电极产物在Pd/C 上发生反应
b．若CO 逸出，则理论上溶液中
的浓度会降低
c．若导线中通过2mol 电子，最多生成2mol 碳酸二甲酯
2．固体硫化物电池在回收过程中产生大量
气体，以下是几种工业处理
的方式。
资料：
是硫单质的一种形式，化学性质与S 相似。
Ⅰ．甲烷硫化氢转化法：
ΔH
(1)已知：
①
②
可求出ΔH=
。
(2)从能量角度说明该反应用于工业生产的弊端 。
Ⅱ．电化学循环法：采用
溶液吸收处理
，并通过电解池实现“吸收液”的再生，
同时制取氢气，其原理如图所示。
(3)写出反应器内发生反应的离子方程式 。
(4)结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的 。
Ⅲ．克劳斯法：
△H<0。
(5)一定条件下，将
和
按
的比例向反应容器内投料，相同时间内，
产
率随温度的变化如图所示。解释随温度升高，
产率先增大后减小的原因 。
(6)其他条件相同时，某温度下，
产率随
值的变化如图所示。该温度是 ℃。
值过高不利于提高
产率的原因是 。
3．纳米零价铁可将废水中的对硝基苯酚(
，简称PNP)还原成毒性
更小的物质，同时自身被氧化成Fe2+。
已知：电负性 B 2.0 H 2.1
Ⅰ．利用硼氢化钠(
)还原
制备纳米零价铁。
(1)
中B 的化合价为 。
(2)制备纳米零价铁的离子方程式为
，其中氧化剂
为 。
Ⅱ．利用纳米零价铁还原法去除PNP。
(3)相同时间内，废水中含有较高浓度的
会降低PNP 的去除率，结合离子方程式解释
原因 。
(4)如果将纳米零价铁均匀分散在生物炭(主要成分为碳单质)上会明显加速PNP 的还原，可
能的原因是 。
(5)PNP 被还原的反应过程及相对能量变化如图所示，TS 表示过渡态。下列说法正确的是
。
a．整个反应中断键吸收的总能量大于成键放出的总能量
b．推测物质稳定性顺序为⑤>④>①>②>③
c．PNP 被还原的反应过程存在极性键的断裂和形成
Ⅲ．采用电化学絮凝法去除PNP，装置示意图如下。
已知：电化学絮凝法是在合适的电流下电解产生氢氧化物胶体来去除水中污染物的技术手
段。
(6)解释电化学絮凝法去除PNP 的原理 。
4．水煤气变换反应[
]与甲烷重整反应均可制备
，
回答下列问题：
(1)温度为
K 时，在容积相等的甲、乙两恒容密闭容器中分别充入1mol
和1mol
，反应达到平衡后，测得反应放出27.4kJ 的能量，此时
的物质的量为
mol，则
。
(2)反应
为基元反应，其正、逆反应速率分别表示为
、
，其中
、
分别为正、逆反应的速率常
数。则温度为
K 时，
：若升高温度，则
(填“增大”
“减小”或“不变”，下同)。
，
。
(3)利用甲烷作为原料制备氢气所涉及的反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
向1L 刚性容器中充入1.0mol
和1.9mol
，平衡时甲烷的转化率及
和
的选择性随温度的变化如图所示，已知
的选择性
(各
物质的量均为平衡时的量)。
①表示
平衡转化率随温度变化的曲线为 (填“
”“
”或“
”)。
②
K 下，平衡时，
的体积分数为 (列计算式即可，下同)；反应Ⅲ的物
质的量分数平衡常数。
(
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)。
5．2024 年上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳素未来”为主题，重点聚焦碳及
其化合物的综合利用问题。回答下列问题：
Ⅰ．
是典型的温室气体，Sabatier 反应可实现
转化为甲烷，实现
的资源化利
用。
甲烷化反应：
。
(1)Sabatier 反应所需的
可从工业尾气中捕获，下列能作为捕获剂的是___________(填字
母)。
A．氯化钙溶液
B．小苏打溶液
C．纯碱溶液
D．硫酸铵溶液
(2)已知：
、
的燃烧热
分别为
、
，
转化为
吸收
的热量。甲烷化反应的
，该反应在 (填
“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(3)若250℃下，恒压密闭容器中充入一定量
和
，下列条件不能说明反应达到
平衡状态的是___________(填字母)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．容器的体积不变
D．
和
的比值保持不变
Ⅱ．先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广，导致我国乙酸产能过剩。在催化剂的
作用下，乙酸和氢气反应的反应体系中有如下反应：
反应i．
；
反应ii．
；
反应iii．
。
(4)现在
反应条件下，将
的混合气进行上述反应。平衡
时乙酸的转化率、产物的选择性S 随温度变化如下图所示。
已知，
。
①图中表示乙酸的转化率随温度变化的曲线是 。
②
和
反应一段时间后，不改变反应时间和温度，能提高
的可能
措施是 (任写一条)。
③恒温恒压条件下，向初始体积为
的体积可变密闭容器中通入
和
，
发生上述反应，达到平衡时容器的体积变为
，
，
。反应Ⅱ的平衡常数
(保留2 位小数)。
6．乙烯是重要化工原料，也是制备聚乙烯塑料的单体。回答下列问题：
(1)聚乙烯塑料广泛用于制作食品外包装材料。在催化剂作用下，由乙烯合成聚乙烯的化学
方程式为 。
(2)已知几种共价键键能数据如表所示：
共价键
键能
413
358
467
614
以甲醇为原料制备乙烯的反应：
。
(3)以
、
为原料制备
的化学方程式如下：
①
②
一定温度下，在恒容密闭容器中充入适量
和
，发生反应①和反应②，下列叙述表
明反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．气体密度不随时间变化
B．气体压强不随时间变化
C．气体平均摩尔质量不随时间变化
D．
的值不随时间变化
(4)乙醇脱水发生如下反应：
i．
ii．
乙醇脱水制乙醚、乙烯反应的
随温度(T)的变化如图1 所示。
①反应i 属于 (填标号)。
A．焓减、熵增反应 B．焓减、熵减反应 C．焓增、熵增反应 D．焓增、熵减反应
②混合体系处于图1 中M 点时，平衡体系中反应物及产物分压间应满足的关系是
。
③随温度变化，产物的选择性如图2 所示。用分子筛催化剂(活性温度范围为373K~573K)催
化，欲制备乙烯应控制温度的范围为 K，理由是 。
(5)用丙烷制乙烯的反应为
，在某温度下，总压保持为
120kPa，向体积可变的密闭容器中充入
和
，达到平衡时
的转化率为
50%。平衡体系中
为 kPa．该温度下，该反应的平衡常数
kPa。提示：用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数(
)，分压
总压×物质的量分数。
7．甲醇水蒸气催化重整制氢气，涉及主要反应如下：
Ⅰ．CH3OH(g)＋H2O(g)
3H2(g)＋CO2(g) ΔH1=＋49.0 kJ·mol-1
Ⅱ．CH3OH(g)
CO(g)＋2H2(g) ΔH2=＋90.2 kJ·mol-1
Ⅲ．CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3= kJ·mol-1；以上三个反应的平衡常数lgK 随温度T 变化关系如图甲所示，则表
示反应Ⅰ的变化曲线为 (填标号)。
(2)压强P 下，向密闭容器中充入等物质的量的CH3OH(g)与H2O(g)，达平衡时，CH3OH 的转
化率、CO 的摩尔分数及CO2的选择性随温度变化的曲线如图乙所示。
已知：CO2的选择性
。则表示CO2的选择性的曲线是
(填标号)；520K 时，H2O(g)的平衡转化率为 ；随温度升高，CO 的摩尔分数先降低后
升高的原因是 。
(3)温度T 时，向恒容密闭容器中按
=1 1∶投料，测得起始压强为a kPa，加入适量
CaO(s)，体系达平衡后，CO2的选择性为80%，CaO 对CO2的吸收率为50%，已知温度T 时，
反应
的平衡常数Kp=bkPa，则平衡时，分压p(H2)=
kPa；反应Ⅱ的平衡常数Kp= ；若向平衡体系中再加入少量CH3OH(g)，重新达平衡后，
将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
8．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。工业常采用乙苯
脱氢的方法制备苯乙烯，其原理如下：
，回答下列问题：
(1)有利于提高乙苯平衡转化率的条件是_____（填标号）。
A．高温低压
B．高温高压
C．低温高压
D．低温低压
(2)已知键能：
，
，由此计算生成
碳碳
键放出的能量为
。
(3)
，乙苯通过催化剂反应相同的时间，在不同的流速下，乙苯的转化率随着温度的
变化如图所示，流速大而转化率低的原因可能是 。
(4)一种提高乙苯转化率的催化剂-钯膜（只允许
透过）反应器，其工作原理如图所示。
①该系统中持续通入
的作用为 。
②
和
条件下，一定量的乙苯通入无钯膜反应器，若乙苯的平衡转化率为
，该
反应的压强平衡常数
；在相同条件下，若换成上图“钯膜反应器”，乙苯
的平衡转化率提高到50%，则出口a 和b 的氢气质量比为 。
(5)乙苯脱氢过程容易产生苯和甲苯等副产物，为了提高苯乙烯的选择性，可采取的措施是
。
9．性能优越的催化剂是实现二氧化碳加氢制甲烷工业化的关键。
(1)CO2在Ni/γ-Al2O3催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
反应I：CO2(g)＋4H2(g) = CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1= -143.9 kJ·mol−1
反应II：CO2(g)＋H2(g) = CO(g)＋H2O(g) ∆H2
①已知在25℃、101kPa 下，由最稳定单质生成1 mol 某纯物质的焓变称为该物质的标准摩
尔生成焓，用
表示。如表所示为几种常见物质的标准摩尔生成焓。
物质
CO2(g)
H2(g)
H2O(g)
CO(g)
)
－393.5
0
－241.8
－110.5
反应2CO(g)＋2H2(g) = CO2(g)＋CH4(g)的焓变为 。
②一定压强下，将一定比例CO2和H2通过装有Ni/γ-Ai2O3催化剂的反应器，反应相同时间，
测得CO2转化率随温度变化情况如图所示(虚线代表平衡转化率)。高于320℃后，CO2转化
率略有下降，可能原因是 。
③γ-Al2O3因价格低廉、较高的热稳定性和比表面积而成为工业上最常用的催化剂载体。通
过Rh(NO3)3（硝酸铑）热分解将铑有效负载在γ-Al2O3表面能有效提高催化性能的可能原因
是 。
(2)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图所示。
①在催化过程中由CeO2转变成CeO2-x晶胞的组成结构变化如图所示，一个CeO2-x晶胞中
Ce4+和Ce3+个数比为 。
②催化剂中掺入少量CaO，用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成Ca xCe1-xOy可提高催化效率，
其原因是 。
(3)通过Sonogashira 偶联反应（如下图所示），将CoTBrPP（甲）在CuI 与钯基催化剂的作
用下，在甲上枝接PTAB(1,3,5-三乙炔苯聚合物)形成对CH4有较高选择性的CoTBrPP-PTAB-Cu
新型催化剂（乙）。
①CoTBrPP-PTAB-Cu 催化剂比CoTBrPP 具有更好的导电性的原因是 。
②实验表明CoTBrPP 和CoTBrPP-PTAB-Cu 的ECSA(电化学活性面积，即参与电化学反应的有
效面积)分别是7.1mF· cm-2和3.8mF·cm-2，偶联后ECSA 降低的可能原因是 。
10．新型碳还原白云石(
)炼镁工艺分为“炼镁”和碳化钙“再生”两阶段，对应
的主要反应如下：
反应i：
反应ii：
回答下列问题：
(1)总反应
。
①
。
②下列措施能提高平衡产率的有 。(填标号)
A．升高温度 B．增大压强 C．粉碎白云石 D．及时分离气态产物
(2)“炼镁”阶段同时发生反应iii：
，已知：
，
时，反应处于平衡态；
时，反应正向自发。反应
i 和反应iii 分别在
时，体系温度
(
)
℃与压强
变化关系如图。为获得高纯镁应
从源头上避免镁蒸气与
接触(即抑制反应iii 发生)，图中阴影区域为最佳工艺条件。
①反应i 正向自发的区域位于对应曲线的 。(填“上方”或“下方”)
②反应iii 对应的曲线为 (填“L1”或“L2”)，在1400℃时，
。
③从平衡与速率视角综合考虑，阴影区域为最佳工艺条件的原因为 。
(3)为优化“炼镁”阶段的反应条件，测定不同条件下反应
后镁的还原率
和
如下
表。已知：
；
。
实验组
别
实验
1
实验
2
实验
3
实验
4
实验
5
温
度/℃
1250
1300
1350
1350
1350
压强/
Pa
2000
2000
2000
3000
4000
80
97
104
98
94
72
87
97
94
92
①实验3 中
体积分数为 。(保留2 位有效数字)
②上述五组实验中，产品纯度最高的是实验 。(填标号)
11．钨(W)及其化合物在工业生产和生活中有广泛的应用。卤素灯泡的工作原理为
。向两个起始温度均为T℃、体积为1L 的密闭容器
中，均加入足量的钨、n mol 的氧气和n mol 的碘蒸气，分别在绝热恒容、恒温恒容条件下
发生上述反应，测得两反应体系的压强变化与时间的关系如下图所示。
(1)图中曲线甲代表 (填“绝热恒容”或“恒温恒容”)条件。
(2)反应未达平衡，相同时间内为了提高WO2I2的产率，可采取的措施有 (填标号)。
a．加入钨单质 b．缩小容器体积 c．降低温度 d．使用高效的催化剂
(3)图中a→b 压强减小的原因： 。
(4)比较c、d 两点的化学平衡常数：Kc Kd(填“>”“<”或“=”，下同)；I2的转化率：
。
(5)恒温恒容条件下，该反应0~t1 min 氧气的平均反应速率为
(用含p0、t1
的代数式表示)。d 点的压强平衡常数Kp=
(用含p0的代数式表示)。
(6)①在电解池的阴极，WO3在盐酸环境中可制得
(结构如下图所示)。该阴极的电极
反应式为 。
②
的结构是共面的两个以钨离子为中心的八面体，且空间是对称的。已知W 原子的
半径为137pm，测得该离子中两个钨原子的核间距242pm， (填“能”或“不能”)
证明W-W 成键；该离子中Cl 有 种化学环境。[已知：W 属于VIB 族]
12．乙醛是非常重要的化工原料，可以用来制备乙酸、乙酸乙酯等物质。工业上制备乙醛
的重要方法之一是乙醇脱氢法(反应a)：
(1)定义标准摩尔生成热
：在标准压力(
)下，一定温度时，由最稳定单质生成
物质的反应焓变。例如
的物理意义可用以下反应表示。
相关物质的
如下表所示。写出表示
标准摩尔生成热的热化学方
程式： 。
物质
0
0
0
-166
-235
-242
由表中数据可知
。
(2)维持反应器总压为
，投料比
或2，只发生反应
，水蒸气不参
加反应，乙醇的平衡转化率
随温度的变化曲线如图，
时的曲线为 ；
时，
反应
的平衡常数
MPa．(
是以平衡分压
代替平衡浓度
表示的常数，
的物质的量分数)
(3)已知反应
的熵变
，假设焓变和熵变不随温度而变化，则反应
自
发进行的最低温度为 K。该反应耗能较大，2023 年湖南大学的研究人员利用具有热催
化和电催化活性的双功能催化剂，在低温(120
)
℃和低电压(0.06V)下，将热脱氢反应与电化
学氢转移相结合，实现了乙醇制氢和乙醛的高效转化。其装置如图所示。则阳极总的电极
方程式为： ；试从平衡原理解释该装置为什么能使反应a 在120℃进行 。
13．1，3-丁二烯是石油化工的重要原料，采用CO2氧化1-丁烯脱氢生产1，3-丁二烯既可
以实现1-丁烯高值转化，又可以实现
的资源化利用。发生的反应如下：
反应I：
ΔH1=akJ·mol-1
同时还发生以下副反应：
反应Ⅱ：
ΔH2=bkJ·mol-1
反应Ⅲ：
ΔH3=+46kJ·mol-1
已知：b>46
回答下列问题：
(1)a= kJ·mol-1(用含b 的式子表示)，反应I 在 (填“高温”或“低
温”)下能自发进行。
(2)反应I 的平衡常数为K1，反应Ⅱ的平衡常数为K2，反应Ⅲ的平衡常数为K3。图1 为lgK1、
lgK2、lgK3与温度
的关系曲线，图2 为
体积分数
与温度
的关系曲线。
①x= 。
②图2 中，温度低于
时，随温度升高
增大的原因为 。
(3)600℃时，恒定总压0.10MPa，以起始物质的量均为1mol 的1-丁烯、CO2投料，达平衡时，
测得1-丁烯和CO2的转化率分别为80％、10％。则600℃时，反应Ⅱ的平衡常数Kp=
(列出计算式)。
(4)电化学催化还原乙炔法条件温和，安全性高。在室温下，某团队以
溶液为电解液，
电催化还原乙炔制备1，3-丁二烯。写出生成1，3-丁二烯的电极反应式 。
(5)1，3-丁二烯与HBr 发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子(
)；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的
能量变化如图所示。
由阿伦尼乌斯公式推知，同一反应在不同温度(T)下，反应速率常数(k)与活化能(Ea)的关系
如下：
(其中R 为常数)。其他条件不变的情况下，升高温度，更有
利提高 (填“1，2-加成”或“1，4-加成”)的反应速率。
14．随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ．以CO2和NH3为原料合成尿素
(1)有利于提高CO2平衡转化率的措施是________。
A．高温
B．低压
C．低温
D．高压
(2)研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如图甲所示。
第一步：
第二步：
，反应速率较快的是 反
应(填“第一步”或“第二步”)，理由是 。
Ⅱ．以CO2和CH4催化重整制备合成气
。
在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol 的CH4和CO2，在一定条件下发生上述反应，CH4的
平衡转化率随温度、压强的变化如图乙中曲线所示。
(3)若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列叙述能说明反应到达平衡状态的是________。
A．容器中混合气体的密度保持不变
B．容器内混合气体的压强保持不变
C．反应速率：2
正(CO2)=
正(H2)
D．同时断裂2mol C-H 键和1mol H-H 键
(4)由图乙可知，压强P1 P2(填“>”“<”或“=”，下同)；Y 点速率
正
逆。
(5)若容器体积2L，计算点X 对应温度下的平衡常数K= 。
Ⅲ．电化学法还原二氧化碳制取乙烯：在强酸性溶液中通入CO2气体，用惰性电极进行电
解可制得乙烯。其原理如图所示：
(6)该装置中，当电路中通过2mol 电子时，产生标况下O2的体积为 L；阴极的电极
反应式为 。
15．氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。含氮物质的研究和利用有着极为重要的意
义。回答下列问题：
(1)CO 催化还原
生成
和
可消除污染。已知：
的燃烧热为
；
，写出
催化还原
的热化学方程式
。
(2)将恒定组成的CO 和NO 混合气体通入固定体积的反应器内，发生以下两个反应：
、
。在不同温度
下反应相同时间测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。
①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是 、 (填分子式)。
②该消除污染物CO 和NO 的反应条件应选择 (选填“低温”或“高温”)。
③450℃时，该时间段内NO 的脱除率= 。[
的脱除率
]
(3)某学习小组将
、
和一定量的
充入
密闭容器中，在催化剂作用下
发生反应：
，一段时间内，连续测得
的转化率随温度变化的情况如下图所示：
则
0(填“>”或“<”)。若在5min 内，温度从
升高到
，此时间段
内用
表示的平均反应速率为
。解释
生成
的转化率先
逐渐增大后逐渐减小的原因： 。
(4)实验室产生的尾气
可先用
氧化，然后再用烧碱溶液吸收，现将
、
和
通入密闭容器中，在T℃、压强为
条件下发生反应：
①
②
平衡时
，求反应②的平衡常数
(用含
的代数
式表示)。
16．我国向国际社会承诺2030 年实现“碳达峰”，2060 年实现“碳中和”。
加氢可
以合成甲醇：i．
。
回答下列问题：
(1)化学上规定，通常条件下，稳定单质的焓（
）为0，有关物质的焓如下表所示，则
，反应i 的活化能
(正)
(逆)（填“大于”“小于”或“等于”）。
物质
焓
-394
-242
(2)已知
时，反应能自发进行，反应i 的
，则该反应能自
发进行的温度低于
（保留一位小数）。
(3)反应i 催化机理如图所示，在该历程中，优先与催化剂
反应的物质是 （填
化学式，下同），生成的水分子中的氧原子来自 。
资料显示：水可以使催化剂活化点位减少。利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对
能垒较大的反应历程能量变化的影响，结果如图所示（吸附在催化剂表面上的物种用*标
注）：
结合资料、上图及学过的知识推测，在反应中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种
影响的原因： （答一条）。
(4)利用二氧化碳制备甲醇的过程中还会发生反应ii：
（忽略其他副反应）。在
下，将
和
充入某密
闭容器中，在
催化剂作用下发生反应i 和ii。平衡时
和
的选择性
随温度的变化如图所示。
①表示平衡时
的选择性随温度变化的曲线是 （填“x”或“y”）。
②250℃时，平衡体系中有
，则
的平衡转化率= ，反应i 的
（
是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数）。
③若
的选择性位于
、
两点，反应ii 的逆反应速率：
（填“>”
“=”或“<”）。
17．工业上先将金红石(
)转化为
，再制得在医疗等领域具有重要用途的金属钛
(Ti)。
(1)
转化为
有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃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Kp= 。
②从
和
的角度说明碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法的原因： 。
(2)在一定条件下，将足量
和固体炭放入密闭容器中，再通入
进行反应至平衡，
当改变外界条件时，
(g)体积分数
变化的趋势如图所示，由图判断：
在800℃、100MPa 和850℃，200MPa 下
的转化率分别为
，
，则
(填
“>”、“<”或“=”)
。
(3)已知TiO2和TiCl4的部分物理性质如下表：
物质
物理
性质
熔点为
，不溶于水、稀
无机酸、
熔点为
、沸点为
，溶于
冷水、乙醇、稀盐酸
将二者的混合物进行分离，分别得到纯净物，可采用的方法是 (简要写出操作
步骤)。
(4)800℃时，向固定体积的密闭容器中加入
与3mol 碳粉，通入
进行碳氯
化反应，同时发生副反应
，生成气体
，
经过处理得到成品。若反应进行30min 时达到平衡状态，此时C 和Cl2分别为1.8mol 和
0.2mol，且CO 和CO2的体积分数相同。
①TiO2的平衡转化率为 。
②若起始总压强为6MPa，则平衡时的总压强为 MPa，反应ii 的Kp=
MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(5)由TiCl4冶炼钛方法有：900℃，
；从平衡移动角
度解释上述冶炼金属钛的反应原理： 。
18．工业含硫烟气污染大气，研究烟气脱硫具有重要意义。
还原脱硫主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)标准生成焓是指298K、100kPa 条件下，由元素最稳定的单质生成单位物质的量的纯化合
物的热效应。下表为298K，100kPa 时几种物质的标准生成焓（
）；
物质
S(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
（
）
0
-296.8
-393.5
-241.8
-74.8
则
(298K)=
。
(2)向恒温恒压密闭容器中充入一定量
(g)和
(g)发生反应Ⅱ，下列能判断反应Ⅱ达到
化学平衡状态的是的 。
a．混合气体的压强不变 b．气体平均相对分子质量不变
c．
d．
不变
(3)反应Ⅱ测得平衡时
的百分含量（
%）与温度（K）、压强（MPa）的关系如图所示。
图中n 的表示是 （填“温度”或“压强”），A 点对应n1 和m2 条件下，用
表
示的化学反应速率
（填“>”“<”或“=”）。
(4)在一定温度下，压强为100kPa 的恒压密闭容器中充入1mol
、1mol
、4mol He
发生反应Ⅰ和Ⅱ。反应达到平衡时，
的转化率为60%，CO 的物质的量为0.2mol。反应
Ⅰ的平衡常数
（
为用分压表示的平衡常数。列式即可，无需化简）；
若保持压强不变，充入1mol
、1mol
、2mol He 发生反应Ⅰ和Ⅱ，达到平衡时
的平衡转化率 60%（填“>”“<”或“=”）。
(5)利用电解法对
进行吸收和无害经处理，其原理如图所示。电极Ⅰ的电极反应式为
，消耗1mol
，生成
L（标准状况下）。
19．为应对全球气候变暖等环境问题，碳捕集、利用和封存（CCUS）技术得到了越来越多
的关注。
加氢制甲醇既可实现
资源化利用，也可实现可再生能源的化学储存，是
一种重要的CCUS 技术。回答下列问题
(1)200℃时，
加氢制甲醇主要发生下列反应：
反应
的
，该反应自发进行
的条件是 。
(2)从分子水平上探究反应机理可为设计高效催化剂提供理论指导。
加氢制甲醇反应在
不同载体的催化剂催化作用下反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在催化剂
表面。
根据势能图，COOH*羧酸盐路径决速步的活化能为 ，HCOO*甲酸盐路径中反应速
率影响最大的基元反应方程式是 ，实验测得甲酸盐路径更容易进行，原因是
。
(3)一定压强条件下，催化剂A 和催化剂B 在不同温度下的催化性能分别如图1、2 所示，应
选用的催化剂是 （填“A”或“B”），理由是 。
(4)200℃、压强为
的条件下，在恒容密闭容器中加入催化剂
、
和
反应并达到平衡状态，测得反应的数据如图1，
平衡转化率为
，甲醇选
择性为80%，计算主反应在该温度下的分压平衡常数
。［列出计算式即可，
分压
总压物质的量分数，甲醇选择性
］
(5)为深入研究催化剂
和催化剂
对
转化率的影响，根据Arrhenius 方程（
，
是速率常数，
是定值，
是活化能，
是气体常数，
是绝对温度）测定了催化剂
A、B 的反应活化能，结果如图，催化剂B 对应的曲线是 。
(6)科学家发明了一种由阴离子交换树脂——碳纳米管构成的膜分离装置（如图）可以连续
去除空气中的
，在富集
的同时获得基本不含
的空气，除去
的空气可用于
碱性燃料电池。
①写出
侧
转化成
的电极反应方程式 。
②膜分离装置中复合薄膜的作用是 。
20．氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，我国提出2060 年达“碳中和”目标。
(1)通过反应
将
转化为高附加值产品HCOOH，回答下列问题：
体系中涉及两个反应：
Ⅰ．主反应：
Ⅱ．副反应：
测定不同温度下反应Ⅰ的平衡常数（
）如下表所示：
T/K
373
473
573
673
平衡
常数
37.5K
24.3K
8.4K
K
①
0（填“>”“<”或“=”）。
②
充入恒容密闭容器中反应，下列有利于提高HCOOH 产率的措施有
。
A．升高反应温度 B．及时移出HCOOH
C．使用HCOOH 选择性高的催化剂 D．充入氮气
③
充入恒容恒温密闭容器中反应，起始压强为
，平衡时压强为
p kPa，CO 与HCOOH 的浓度相等，
的转化率
（用含
和p 的代数式表示），
用各物质的平衡分压表示反应Ⅰ的平衡常数计算式
（用含
和p 的代数
式表示）。
(2)硼氢化钠（
）水解制氢：常温下，
水解过程缓慢，需加入催化剂提高其
产氢速率。
在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。
①根据上图写出
水解制氢的离子方程式 。
②其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，
浓度对制氢速率的影响如下图
所示。【已知：浓度较大时，
易以
形式结晶析出。】
分析
质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因 。
(3)一定条件下，利用题图所示装置实现
的电化学储氢（忽略其它有机物的反应）。
①写出由苯（
）生成环己烷（
）的电极反应式： （有机物用结构简
式表示）。
②该装置的电流效率
%（保留1 位小数）。（
×100%）
