文档文本内容
主题四 化学反应能量与机理、速率与平衡
第12 讲 主观大题突破：化学原理综合
分点突破(一) 热化学方程式的书写与焓变计算
1．热化学方程式的书写注意几点
(1)填状态：用s、l、g、aq 标明物质的聚集状态
(2)注条件：反应的环境温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注)
(3)写符号：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH 的“＋”或“－”
(4)写单位：ΔH 的单位为kJ·mol－1
2．焓变计算
(1)键能公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝断键吸收的总能量－成键放
出的总能量
(2)活化能公式：ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能
(3)总能量公式：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量
(4)摩尔燃烧焓公式：ΔH＝反应物总摩尔燃烧焓－生成物总摩尔燃烧焓
(5)根据盖斯定律计算：
则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
【高考失分点】
1．ΔH 与反应环境温度和压强、物质的量、物质的状态有关；与反应条件、反
应限度、反应历程无关。
2．摩尔燃烧焓又称燃烧热，是指在常温常压下，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳
定的物质放出的热量，单位也是kJ·mol－1。
3．热化学方程式中各物质的系数只表示各物质的物质的量(摩尔数)。
4．ΔH 与书写方式的关系
(1)正逆反应的ΔH、K 的关系：ΔH 正＋ΔH 逆＝0，K 正·K 逆＝1
(2)化学计量数变成n 倍，ΔH 变为n 倍，K 变为n 次方倍
(3)反应③＝反应①＋反应②，则：ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，K3＝K1·K2
(4)反应③＝反应①－反应②，则：ΔH3＝ΔH1－ΔH2，K3＝
(5)反应③＝a×反应①－×反应②，则：ΔH3＝aΔH1－ΔH2，K3＝
1．(2025·广东高考)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TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0，
则298K 下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti 放入容积为V0L 的
恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。
编号
过程
ΔH
(a)
Ti(s)＋TiCl4(g)2TiCl2(s)
ΔH1
(b)
TiCl2(s)＋TiCl4(g)2TiCl3(g)
＋200.1 kJ/mol
(c)
Ti(s)＋3TiCl4(g)4TiCl3(g)
＋132.4 kJ/mol
(d)
TiCl3(g)TiCl3(s)
ΔH2
ΔH1＝________kJ/mol。
2．(2025·湖北高考)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题：
已知一定温度下：
CaH2(s)＋6Fe2O3(s)===Ca(OH)2(s)＋4Fe3O4(s) ΔH1＝m kJ·mol－1
2CaH2(s)＋Fe3O4(s)===2Ca(OH)2(s)＋3Fe(s) ΔH2＝n kJ·mol－1
则3CaH2(s)＋2Fe2O3(s)===3Ca(OH)2(s)＋4Fe(s)的ΔH3＝________kJ·mol－1(用m
和n 表示)。
1．(2025·河北邯郸二模)尿素[CO(NH2)2]是第一种由无机物人工合成的有机物。
一定温度下，由元素的最稳定的单质生成1 mol 纯物质的热效应称为该物质的
摩尔生成焓，化学反应的焓变(ΔH)＝ΔH(生成物的摩尔生成焓总和)－ΔH(反应
物的摩尔生成焓总和)。
物质
NH3(g)
CO2(g)
H2O(g)
CO(NH2)2(s)
摩尔生成焓/(kJ·mol－1)
－46.11
－393.5
－241.8
－333.51
则2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝________kJ·mol－1，该反应
在________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
2．(2025·河北邢台二模)乙醇是一种绿色能源，一种用CO 和H2合成乙醇的反应
原理如下：
主反应ⅰ.2CO(g)＋4H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－256.4 kJ·mol－1
副反应ⅱ.CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) ΔH2＝－41.4 kJ·mol－1
副反应ⅲ.2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3＝____________。
(2)主反应ⅰ在____________(填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下
有自发反应的趋势。
3．(2025·江西南昌二模)光气(COCl2)是一种重要的有机中间体，在染料、农
药、医药等方面有着广泛应用。
(1) 实验室可用CCl4 与发烟硫酸反应制备光气，方程式可表示为CCl4＋
SO3===COCl2＋SO2Cl2，若反应在高温下才可自发，说明该反应________(填
“吸热”或“放热”)。
(2)一种将甲烷光照氯化再氧化获得光气的方法如下：
反应ⅰ：CH4(g)＋3Cl2(g)===CHCl3(g)＋3HCl(g) ΔH1＝－301.2 kJ·mol－1
反应ⅱ：2CHCl3(g)＋O2(g)===2COCl2(g)＋2HCl(g) ΔH2＝－416.6 kJ·mol－1
已知该温度下，上述物质的相对能量如下表。
物质
CH4(g)
Cl2(g)
CHCl3(g)
HCl(g)
O2(g)
COCl2(g)
相对能量
(kJ·mol－
1)
－74.8
0
－99.1
－92.3
0
a
①a＝________kJ·mol－1。
②为减慢甲烷氯化速度，可以采取的措施有________。
A．减弱光照强度
B．缩短反应时间
C．降低氯气浓度
D．通入高浓度HCl
分点突破(二) 平衡图像分析、条件控制与原因解释
1．“点—线—面”三维度分析特殊平衡图像
(1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图1 所示：M 点前，表示
从反应开始，v 正>v 逆；M 点恰好达到平衡；M 点后为平衡受温度的影响情况，
即升温，A 的百分含量增加或C 的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜
0。
图1 图2
(2)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L 线上所有的点都是平衡点
(如图2)。L 线的左上方(E 点)，A 的百分含量大于此压强时平衡体系的A 的百
分含量，所以E 点满足v 正>v 逆；同理，L 线的右下方(F 点)满足v 正＜v 逆。
2．实际工业生产中反应最佳条件的选择
条件
原则
从化学反应速率分析
非平衡状态，着重考虑外因对速率的影响导致反应物
的转化率(或产品产率)的影响
从化学平衡移动分析
平衡后，着重考虑外因对移动方向的影响
从催化剂的活性分析
注意催化剂的活性受温度的限制，还要注意催化剂对
主副反应的选择性的影响
综合分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要
注意二者影响的矛盾性，还要考虑设备要求
【高考失分点】
化学反应原理综合题中的图像分析、条件的控制与原因解释也是不易得分的设
问，快速解决这类题目的方法：一是熟记和理解化学反应速率、化学平衡及转
化率影响等相关知识。二是通过训练提高自己对反应原理的定性分析，在陌生
的研究对象及问题情境下，对信息获取与加工、逻辑推理和论证能力。
1．(2025·河北高考)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。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：EO(aq)＋H2O(l)===EG(aq) ΔH<0
副反应：EO(aq)＋EG(aq)===DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L－1，恒温下反应30 min，环氧乙烷完全转
化，产物中n(EG)∶n(DEG)＝10∶1。
(1)0～30 min 内，v 总(EO)＝________mol·L－1·min－1。
(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．0～30 min 内，v 总(EO)＝v 总(EG)
c．0～30 min 内，v 主(EG)∶v 副(DEG)＝11∶1
d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
2．(2025·河南高考节选)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产
高纯度合成气(H2＋CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：
反应Ⅰ：CaCO3(g)CaO(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋178 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g) ΔH2＝＋247 kJ·mol－1
反应Ⅲ：H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH3＝＋41 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)Ca 位于元素周期表中________区；基态Ni2＋的价电子排布式为________。
(2) 水分子的VSEPR 模型与其空间结构模型不同，原因是
_________________________________________。
(3) 恒压条件下，CH4 重整反应可以促进CaCO3 分解，原因是
_______________________________________。
(4)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反
应温度最高的是________(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是_________________。
3．(2025·湖北高考)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题：
CaH2(s)＋6Fe2O3(s)===Ca(OH)2(s)＋4Fe3O4(s) ΔH1＝m kJ·mol－1
2CaH2(s)＋Fe3O4(s)===2Ca(OH)2(s)＋3Fe(s) ΔH2＝n kJ·mol－1
(1)图1 分别是260 ℃、280 ℃和300 ℃下CaH2(s)还原Fe2O3(s)过程中反应体系
电阻R(Ω)随反应时间t(h)变化的曲线，可用________(填标号)表示反应的快慢。
a．
b．－
c．
d．－
(2)图1 中曲线________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。
(3)研究发现CaH2(s)对Fe2O3(s)的还原性主要来自于其产生的H2。一般认为H2
在Fe2O3表面被氧化成H2O 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。
(4)CaH2(s) 产生H2 的可能反应：①CaH2(s)===Ca(s) ＋H2(g) 或②CaH2(s) ＋
2H2O(g)===Ca(OH)2(s)＋2H2(g)。将CaH2(s)放在含微量水的N2 气流中，在200
℃至300 ℃的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定H2的来源之一是反应
________(填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进
行的实验是__________________________________________________。
(5)已知3H2(g)＋Fe2O3(s)3H2O(g)＋2Fe(s)。研究表明，在相同温度下，用
CaH2(s)还原Fe2O3(s)比直接用H2(g)还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原
因：_______________________________________________________。
1．(2025·河北邢台二模)(1)向密闭容器中加入0.2 mol CO(g)和0.4 mol H2(g)发生
反应ⅰ、ⅱ。
主反应ⅰ.2CO(g)＋4H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－256.4 kJ·mol－1
副反应ⅱ.CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) ΔH2＝－41.4 kJ·mol－1
CO 的平衡转化率分别随温度、压强变化关系如图，已知图中L、X 可分别代表
压强或温度。
X 代表的物理量是________( 填“ 温度” 或“ 压强” ) ，原因为
___________________________。
(2)一定温度下，在某特定催化剂表面上发生CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)
ΔH2＝－41.4 kJ·mol－1。已知：k 正和k 逆分别表示正、逆反应速率常数，且正反
应速率v
正＝k
正·c0.5(CO)·c(H2O) 。若K ＝，则逆反应速率v
逆＝
________________，升高温度后k 正和k 逆的变化量Δk 正________Δk 逆(填“>”
“＝”或“<”)。
2．(2025·安徽池州二模)为了实现“碳中和”，研究二氧化碳的转化利用和捕集
封存，意义重大。甲醇是工业上高附加值化学品，利用二氧化碳直接加氢合成
甲醇的反应为：
ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
(1)已知甲醇和氢气燃烧反应：
CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－675 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJ·mol－1
向恒压密闭容器中通入V(CO2)∶V(H2)＝1∶2 的混合气体，测定甲醇时空收率
随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率表示一定温度下，单位时间内单位
物质的量催化剂表面甲醇的生成量)。
①解释在温度高于210 ℃后甲醇时空收率下降的原因__________________。
②若反应温度为223 ℃，30 分钟内，在0.5 mol Ni3Ga5催化剂表面生成甲醇的
质量为________g。
(2)研究发现在CO2催化加氢合成甲醇过程中还存在反应：
ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH4
一定温度下，将CO2和H2按物质的量之比1∶3 充入恒压(3MPa)容器中，在催
化剂作用下发生反应ⅰ和ⅱ，测得CO2的平衡转化率及CH3OH 的选择性随温度
变化如图所示。
①根据上图推测ΔH4________(填“>”“<”或“＝”)0。
②180 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OH 的选择
性为60%(图中M 点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OH 选择性的措
施有________。
A．压缩容器体积
B．使用对反应ⅰ催化活性更高的催化剂
C．充入惰性气
分点突破(三) 各类平衡常数计算
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡
时，不同平衡常数表达式总结如下：
根据题中所求的物理量的表示式代入有关量进行换算或计算。在进行有关计算
时，要注意对单位的要求。
【高考失分点】
1．分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和p(A)＋
p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p。
2．A 气体的分压＝气体总压×A 气体体积分数＝总压×A 气体摩尔分数。
3．气体的分压之比等于其物质的量之比：＝。
4．Kp＝Kx·pΔn(Δn＝生成物中气体分子数－反应物中气体分子数)。
1．(2025·河北高考节选)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：2CO(g) ＋
3H2(g)HOCH2CH2OH(g) ΔH。按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探
究温度与压强的关系。α 分别为0.4、0.5 和0.6 时，温度与压强的关系如图：
(1) 代表α ＝0.6 的曲线为________( 填“ L1”“L2” 或“ L3”) ；原因是
_______________________________________。
(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)已知：反应aA(g)＋bB(g)yY(g)＋zZ(g)，Kx＝，x 为组分的物质的量分
数。M、N 两点对应的体系，Kx(M)________Kx(N)(填“>”“<”或“＝”)，D 点
对应体系的Kx的值为________。
(4)已知：反应aA(g)＋bB(g)yY(g)＋zZ(g)，Kp＝，p 为组分的分压。调整进
料比为n(CO)∶n(H2)＝m∶3，系统压强维持p0MPa，使α(H2)＝0.75，此时Kp＝
________MPa－4(用含有m 和p0的代数式表示)。
2．(2025·河南高考节选)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产
高纯度合成气(H2＋CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：
反应Ⅰ：CaCO3(g)CaO(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋178 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g) ΔH2＝＋247 kJ·mol－1
反应Ⅲ：H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH3＝＋41 kJ·mol－1
已知：原位CO2利用率＝×100%
一定温度、100 kPa 下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，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CaCO3 转化率为80%，
CH4 转化率为60% ，CO 物质的量为1.3 mol ，反应Ⅲ的平衡常数Kp ＝
________(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为________。
3．(2025·广东高考)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti 放入容积为V0L 的
恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。
编号
过程
ΔH
(a)
Ti(s)＋TiCl4(g)2TiCl2(s)
ΔH1
(b)
TiCl2(s)＋TiCl4(g)2TiCl3(g)
＋200.1 kJ/mol
(c)
Ti(s)＋3TiCl4(g)4TiCl3(g)
＋132.4 kJ/mol
(d)
TiCl3(g)TiCl3(s)
ΔH2
①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________。
②温度T0 K 下，n[TiCl4(g)] ＝________mol ，反应(c) 的平衡常数K ＝
________(列出算式，无须化简)。
(2)钛基催化剂可以催化储氢物质肼(N2H4)的分解反应：
(e)N2H4===N2＋2H2
(f)3N2H4===N2＋4NH3
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N2H4的物质
的量为n0)，进行实验，得到n1/n0、n2/n0随时间t 变化的曲线如图。其中，n1为
H2与N2的物质的量之和；n2为剩余N2H4的物质的量。设ne为0～t 时间段内反
应(e)消耗N2H4的物质的量，该时间段内，本体系中催化剂的选择性用×100%
表示。
①0～t0 min 内，N2H4的转化率为________________(用含y2的代数式表示)。
②0～t0 min 内，催化剂的选择性为________________(用含y1与y2的代数式表
示，写出推导过程)。
1．(2025·河北邯郸二模)氨基甲酸铵(H2NOONH4)是以氨气和二氧化碳为原料合
成尿素的中间产物，2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s) ΔH1<0。在恒温条件
下，将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：H2NCOONH4(s)2NH3(g)
＋CO2(g)]，先关闭K3，打开K1和K2，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0 后
关闭K1，关闭K2，缓慢开启K3，以维持“口”字形管两边液面始终相平。读
取并记录该过程的压强数值(如图)。
(1)0～5 min 内，用分压变化表示v(NH3)＝________kPa·min－1。该反应的平衡常
数Kp＝________kPa3。
(2)相同温度下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时p(NH3)≤2 kPa，可
提前在真空恒容容器中充入一定量的CO2，则提前充入的CO2 压强至少为
________kPa。
2 ．(2025· 江西南昌二模) 工业上制备光气的原理如下：CO(g) ＋
Cl2(g)===COCl2(g) ΔH＝－108 kJ·mol－1。在2.0 MPa 下，测得不同温度时平衡
体系中COCl2体积分数随起始投料比的变化如图。
(1)T1 、T2 、T3 温度由高到低的顺序是________________ ，判断依据为
__________________________________________________。
(2)M 点CO 的转化率为________(保留两位有效数字，下同)，T2 温度下Kp＝
________MPa－1。
主观大题突破训练 化学原理综合
1．(2025·黑吉辽蒙高考)乙二醇是一种重要化工原料，以合成气(CO、H2)为原料
合成乙二醇具有重要意义。
Ⅰ.直接合成法：2CO(g)＋3H2(g)HOCH2CH2OH(g)，不同温度下平衡常
数如下表所示。
温度
298 K
355 K
400 K
平衡常数
6.5×104
1.0
1.3×10－3
(1)该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)已知CO(g)、H2(g)、HOCH2CH2OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为－a kJ·mol－1、－
b kJ·mol－1、－c kJ·mol－1，则上述合成反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用a、b
和c 表示)。
(3)实验表明，在500 K 时，即使压强(34 MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可
能的原因是_________________________________________(答出1 条即可)。
Ⅱ.间接合成法：用合成气和O2制备的DMO 合成乙二醇，发生如下3 个均放热
的连续反应，其中MG 生成乙二醇的反应为可逆反应。
(4)在2 MPa、Cu/SiO2催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比＝
52.4，出口处检测到DMO 的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度
的变化曲线如图所示[某物质的选择性＝×100%]。
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线________(填图中标号，下同)表示
DMO 的转化率，曲线________表示MG 的选择性。
②有利于提高A 点DMO 转化率的措施有________(填标号)。
A．降低温度
B．增大压强
C．减小初始氢酯比
D．延长原料与催化剂的接触时间
③483 K 时，出口处的值为________(精确至0.01)。
④A 点反应MG(g) ＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g) ＋CH3OH(g) 的浓度商Qx ＝
________(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。
2．(2025·河北邯郸三模)二甲醚(DME)无毒、无腐蚀性，燃烧后不产生碳烟，是
重要的化工原料和环保产品。碳中和背景下，CO2加氢制二甲醚是有潜力实现
DME 资源化利用的重要途径之一。
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41.2 kJ·mol－1
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.3 kJ·mol－1
③CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH3＝－90.5 kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===(CH3)2O(g)＋H2O(g) ΔH4＝－23.9 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1) 写出CO2 直接加氢制二甲醚的热化学反应方程式：
__________________________________________________
，
该
反
应
在
________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，只进行反应②和④，一定压强下，
研究温度对CO2转化率和二甲醚产率的影响如图1，一定温度下，研究压强对
CO2 转化率和二甲醚产率的影响如图2 。该工艺最佳反应条件为
________________，该反应条件下反应④的Kp＝________________(列出计算式
即可)。
(3)在1 L 密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，只进行反应①、③和④，研究
CO2平衡转化率、二甲醚产率与温度的关系。图3 中表示CO2平衡转化率的曲
线为________，该曲线呈现图中趋势的可能原因是_______________________。
(4)铝催化剂催化二甲醚羰基化的反应历程如图4 所示，该催化历程中的决速步
为________(填“TS1”“TS2”“TS3”或“TS4”)，二甲醚羰基化的机理图如图5 所
示，则二甲醚羰基化的生成物是________________。
3．(2025·安徽高考)Ⅰ.通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的
分解反应：①HCOOH(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋26.3 kJ·mol－1
②HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－14.9 kJ·mol－1
(1)反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，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．H2O(g)的浓度不变
d．CO 和CO2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
100% ，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(CO 和H2)的重要方法，主要反应有：
③CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
④CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
⑤CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
(4)恒温恒容条件下，可提高CH4转化率的措施有________(填标号)。
a．增加原料中CH4的量
b．增加原料中CO2的量
c．通入Ar 气
(5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar 混合气，投料组
成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如下图。
①投料组成中Ar 含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将________(填“增
大”“减小”或“不变”)。
②若平衡时Ar 的分压为p kPa，根据a、b 两点计算反应⑤的平衡常数Kp＝
________(kPa)2(用含p 的代数式表示，Kp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)。
4．(2025·江西九江三模)我国在乙酸和氢气制备乙醇的研究中取得新进展，科学
家发现一种新型多孔材料负载的双金属催化剂，可显著提高反应效率和乙醇选
择性。该催化剂表面存在两种活性位点，分别对主副反应有不同的催化活性。
主反应：CH3COOH(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH1<0
副反应：CH3COOH(g)＋CH3CH2OH(g)CH3COOCH2CH3(g)＋H2O(g) ΔH2<0
回答下列问题：
(1)已知相关物质的相对能量数据如下表。
物质
CH3COOH(g)
C2H5OH(g)
H2O(g)
H2(g)
相对能量(kJ·mol－1)
－418.3
－259.7
－231.2
0
计算ΔH1＝________。
(2)一定温度下，在一刚性密闭容器中通入1 mol CH3COOH(g)、2 mol H2(g)，初
始总压强为p0 kPa，达到平衡，测得n(H2O)＝0.8 mol，压强为原来的0.8 倍，
则主反应的平衡常数Kp＝________kPa－1(用含有p0的式子表示)。
(3)已知：①副反应的热效应很小；②生成少量乙酸乙酯；③S 表示产物选择
性，乙醇、乙酸乙酯选择性表示为
S(乙醇)＝×100%；
S(乙酸乙酯)＝×100%。
当n(H2)∶n(CH3COOH)＝10∶1 时，如图表示2.0 MPa 条件下平衡时S(乙醇)、
S(乙酸乙酯)随温度的变化，以及250 ℃条件下平衡时S(乙醇)、S(乙酸乙酯)随
压强的变化。250 ℃下，S(乙酸乙酯)随压强变化的曲线是________；b 曲线变
化趋势的原因是_____________________________________________。
A、B、C、D、E 五个点中，处于相同化学平衡状态的两个点是________。
(4)研究发现，反应体系中存在一种痕量杂质气体M，它会与双金属催化剂的活
性位点发生可逆吸附，从而影响催化剂的活性。当杂质气体M 的分压为pM
时，主反应的速率方程可表示为v＝kc(CH3COOH)·c2(H2)，其中k 为速率常数，
p0为特定分压常数，c(CH3COOH)、c(H2)表示乙酸和氢气的浓度。
在某一时刻，体系中杂质气体M 的分压为0.5p0，此时主反应速率为正常情况下
(无杂质气体M)的________倍。若要减轻杂质气体M 对主反应的影响，在不改
变反应温度和压强的前提下，可采取的措施是__________________________(写
出一种即可)。
