专题12 化学反应原理综合题（湖北专用）-【好题汇编】2025年高考化学一模试题分类汇编

专题12 化学反应原理综合题 1．（2025·湖北省武汉市·一模）催化重整是实现“碳中和”的一种理想的利用技术，具有广阔的市场前景和经济、社会价值。该过程中涉及的反应如下。 反应I：   反应II：   反应III：   反应IV：   回答下列问题： （1） 。 （2）有利于提高平衡时转化率的条件是_______(填标号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 （3）该过程中，催化剂的活性会因积碳而降低。在使用不同催化剂时，反应III和IV活化能的相关数据如下表所示。 催化剂 活化能() 反应III 反应IV 43 72 33 91 催化剂M N(填“优于”或“劣于”)，其理由是 。 （4），以和的起始总物质的量为，分别为0.5、1.0、2.0和3.0投料，反应温度对积碳量的影响如下图所示。 ①在，时，积碳量随着温度的升高而增大的理由是 。 ②的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。 （5）在和下，向密闭容器中，充入和各进行反应(仅发生反应I和II)。达到平衡时，的转化率为，的转化率为，则反应I的压强平衡常数 (列出计算式。已知：分压=总压×该组分物质的量分数)。 【答案】（1） （2）B （3）优于 该过程中，催化剂的活性会因积碳而降低，反应III会生成碳，使用催化剂M时相同时间内积碳量更少 （4）温度升高对反应III的促进程度比反应IV的促进程度大 a （5） 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应III+反应IV可得反应I为： 。 （2）反应I、反应II、反应III和反应IV都是吸热反应，且反应过程中气体体积增大，则升高温度和减小压强可以促进平衡正向移动，有利于提高平衡时转化率，故选B。 （3）该过程中，催化剂的活性会因积碳而降低，反应III会生成碳，使用催化剂M时相同时间内积碳量会更少，说明催化剂M优于N。 （4）①反应III生成碳，反应IV消耗积碳，这两个反应都是吸热反应，在，时，积碳量随着温度的升高而增大的理由是：温度升高对反应III的促进程度比反应IV的促进程度大； ②反应III生成碳，反应IV消耗积碳，越大，相当于增大CO2的物质的量，反应IV平衡正向移动，积碳量会减小，则的曲线是a。 （5）在和下，向密闭容器中，充入和各进行反应(仅发生反应I和II)，列出“三段式” 达到平衡时，的转化率为=，的转化率为=，则x=0.8，y=0.1，则反应I的压强平衡常数。 2．（2025·湖北腾云联盟·一模）乙醇被广泛应用于能源、化工、食品等领域，工业上可用以下两种方法制备乙醇。Ⅰ．工业上采用催化乙烯水合制乙醇()，该反应过程中能量变化如图所示： （1）反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为 。 （2）已知：的反应速率表达式为，，其中、为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是_______。 A．增大，减小 B．减小，增大 C．减小的倍数大于 D．减小的倍数小于 Ⅱ．乙酸甲酯()催化加氢制取乙醇。包括以下主要反应： ①； ②。 （3）已知、、、的燃烧热()分别为，，，， 。 （4）其他条件相同，将乙酸甲酯与氢气按一定流速通过固体催化剂表面，乙酸甲酯的转化率随氢酯比()的关系如图所示。已知固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关。当氢酯比大于8，乙酸甲酯的转化率反而降低，其原因是： 。 （5）时在1L密闭容器内通入和，初始压强为100MPa，发生反应①和②，达到平衡时体系压强变成90MPa且的分压为分压的5倍，反应①的平衡常数 。 （6）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。 ①负极的电极反应式为 。 ②当向正极通入且全部被消耗时，理论上负极溶液质量变化为 g(保留两位小数)。 【答案】（1）或 （2）D （3） （4）氢酯比大于8，大量的吸附在催化剂的表面，阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯，导致乙酸甲酯的转化率减小 （5）0.006 （6） 33.33 【解析】（1）反应所需活化最小的是第二步，第二步反应速率最快，反应物分子有效碰撞几率最大，该反应方程式为； （2）若其他条件不变时，降低温度，正逆反应速率均减小，浓度瞬间是不变的，所以、均减小，再根据能量图，反应物总能量大于生成物，为放热反应，降低温度，平衡正移，逆反应速率减小的更多，即减小的倍数小于，答案选D； （3）燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定产物的放热，通过盖斯定律，反应①可以由燃烧反应燃烧反应燃烧反应燃烧反应得到，故可以算出； （4）由题目提示，固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关，故氢酯比小于8，乙酸甲酯及均有较大的吸附率，增大氢酯比，的吸附率增大，使乙酸甲酯转化率增大(或增大氢酯比，平衡正向移动，乙酸甲酯转化率增大)；氢酯比大于8，大量的吸附在催化剂的表面，阻碍了催化剂吸附乙酸甲酯，导致乙酸甲酯的转化率减小，故氢酯比为8附近，乙酸甲酯的转化率最大； （5）由反应①和反应②知，压强减小是反应①造成，设反应①中反应，列出三段式：，解得，设反应②中反应，根据反应②的方式化学计量数，反应②中也反应，根据达到平衡时的分压为分压的5倍，，解得，则平衡时、、、物质的量分别为、、、，气体总物质的量为，反应①的平衡常数； （6）①燃料电池，燃料通负极，故通入甲醇的一级为负极，失电子转化为，负极反应为； ②根据负极电极反应，转移12mol电子生成和，氢离子通过质子交换膜进入正极区，减少质量，故转移4mol电子减少质量33.33g。 3．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a： 反应b： 回答下列问题： （1）反应   kJ/mol，该反应正向自发的条件为 (填“高温”或“低温”)自发。 （2）在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示，曲线x对应的 。 （3）恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 ①下列说法错误的是 (填标号)。 A．CaO与CO2的反应可促进Fe3O4氧化CO的平衡右移 B．Fe3O4和CaO都可以循环利用 C．H2在过程ii将Fe3O4还原为单质铁 D．过程ii产生的H2O最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是 (填“升高”“降低”或“不变”)。 （4）CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，发生反应a和b．某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是 。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法正确的是 (填标号)。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C．改变催化剂提高CH4转化率，R值一定增大 【答案】（1） 高温 （2）1.0 （3）D 升高 （4）温度升高，开始时反应a的反应速率更快；温度接近600℃，CH4转化率接近100%，温度继续升高，反应b继续进行 B 【解析】（1）由盖斯定律可得，反应等于反应a+2×反应b，则；该反应的，，由可知，该反应在高温条件下，则该反应正向自发的条件为高温自发。 （2）在相同温度下，进料比越大，达到平衡时甲烷的质量分数越小，根据关系图可知，曲线x应的。 （3）①由图2反应ii可知，与的反应使的浓度减小，二氧化碳是氧化反应的产物，二氧化碳浓度减小，促使平衡右移，A正确；和既做反应物，右可以做生成物，两者可以循环使用，B正确；由反应ii可知，铁元素化合价降低，被还原为铁单质，只有氢气当中氢元素化合价升高，做还原剂，将四氧化三铁还原为铁单质，C正确；由反应iii可知，反应ii中产生的未被吸收，而是在反应iii中排出，D错误；②通入，分解反应正向移动，导致增大，促使铁还原二氧化碳反应正移，故过程ii平衡后通入He，CO的物质的量升高。 （4）①结合图3和图4可知，600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，反应a的反应速率更快，该阶段R减小，600℃以上，甲烷的转化率接近百分之百，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大；②R值提高是由于催化剂X选择性地提高反b的速率，使单位时间内反b中CO2的转化率增大，A错误；根据表中数据可知，温度越低，甲烷的转化率越低，而R越大，增大的倍数比大，含氢产物中占比越高，B正确；改变催化剂使反应有选择性按反应a而提高甲烷的转化率，若二氧化碳的转化率减小，R值不一定增大，C错误。 4．（2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模）甲醇制烯烃工艺作为重要的化工生产途径，对缓解石油资源依赖意义重大。其核心反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）反应Ⅰ的正反应活化能，则 （2）在某温度下，向恒容密闭容器中通入一定量发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．容器内压强不再变化 B．容器内气体密度不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．的消耗速率与的生成速率之比为3∶1 （3）在T K、10MPa的恒压密闭容器中，充入1mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ，达平衡时，，，则的选择性 %[]， MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （4）①SAPO分子筛催化剂可有效催化上述过程，反应历程中会发生生成的反应，则该反应的化学方程式为 。 ②其他条件相同时，用碱土金属Sr对SAPO分子筛催化剂进行改性，所得乙烯和丙烯产率如下表所示，其原因为 。 催化剂 SAPO Sr-SAPO 乙烯产率/% 49.2 67.1 丙烯产率/% 34.0 22.4 （5）在某分子筛催化剂的作用下，甲醇的平衡转化率随温度变化如图所示。在400～500℃内，几乎不变，原因可能是 。 【答案】（1）413.3 （2）AC （3）50 24 （4） Sr-SAPO对反应Ⅰ的活化能降低程度大于SAPO （5）温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，400～500℃内，Ⅰ、Ⅱ的移动程度相当，几乎不变 【解析】（1）正反应活化能-逆反应活化能，。 （2）A．反应前后气体的化学计量数不相等，即混合气体的压强是变量，当压强不变时，能说明反应达到平衡状态，故A符合题意； B．各物质均为气体，由质量守恒可得气体总质量在前后反应保持不变，恒容密闭容器中体积不变，则混合气体的密度一直不变，不能说明达到化学平衡，故B不符合题意； C. 混合气体的总质量不变，总物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量是变量，平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，故C符合题意； D.的消耗速率和的生成速率是同一方向上的反应速率，其比值始终等于化学计量数之比，不能判定平衡状态，故D不符合题意； 故选AC； （3）达平衡时，，消耗，，列三段式： 、 ，，，的选择性。； （4）①生成的反应为分子间脱水：； ②由表格分析得：Sr—SAPO分子筛催化剂使得产率升高，提高了反应Ⅰ的选择性，本质是Sr—SAPO对反应Ⅰ的活化能降低程度更大； （5），，温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。若400～500℃内，几乎不变，说明该段温度内，温度导致的反应Ⅰ正向的移动与反应Ⅱ逆向的移动程度相当。 5．（2025·湖北省武汉市江岸区·一模）为了有效减少碳排放，我们可利用CO2制备“合成气”(CO、H2)、甲醇、二甲醚等产品，进行资源化应用，用CO2合成二甲醚有两种工艺。 工艺一：涉及以下主要反应： Ⅰ.甲醇的合成：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　∆H1<0； Ⅱ.逆水汽变换：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　∆H2>0； Ⅲ.甲醇脱水：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)　∆H3>0。 工艺二：利用CO2直接加氢合成CH3OCH3(反应Ⅳ)。 （1）①反应Ⅳ的热化学方程式：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　∆H4= 。(用上述反应的∆H表示)。 ②恒温恒容条件下，下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是 (填字母)。 A．气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变 B．容器内压强不变 C．容器内气体密度不变 D．混合气体的平均摩尔质量不变 （2）工艺一需先合成甲醇。在不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料合成甲醇，实验测定CH3OH 的平衡产率随温度的变化关系如甲图所示，CO2的平衡转化率随温度的变化关系如乙图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．P1>P2>P3 B．为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压条件 C．一定温度、压强下，提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂 ②图乙中，某温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 （3）对于反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　∆H2>0，反应速率υ=υ正—υ逆=k正p(CO2)p(H2)—k逆p(CO)p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。 ①升高温度，k正—k逆 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②在T1、刚性容器条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，Kc=，反应达到平衡时CO2转化率为 。 ③在T2、101kPa条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，CO2转化率为20％时，=，用气体分压表示的平衡常数Kp= 。 【答案】（1） BD （2）AB 该温度时，以反应Ⅱ为主，压强对平衡移动无影响 （3）增大 40% 【解析】（1）①根据盖斯定律：Ⅰ+Ⅲ得目标方程式，因此，反应Ⅳ的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ； ②A．根据质量守恒定律，气体物质中碳元素与氧元素的质量比始终不变，所以气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．该反应是气体体积减小的反应，随着反应进行，容器内压强减小，当容器内压强不变，说明反应达到平衡状态，故B正确； C．根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则气体的密度始终不变，当气体的密度不再改变，不能表明反应已达到平衡状态，故C错误； D．，反应过程中气体的总质量不变，总的物质的量减小，M增大，故可以判断反应达到平衡状态，故D正确； 故答案为：BD。 （2）①A．合成甲醇的反应为气体分子总数减小的反应，逆水汽变换反应为气体分子总数不变的反应，因此压强增大，的平衡转化率升高，因此，压强的大小顺序为：，故B正确； B．根据上述分析可知，为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择低温、高压的反应条件，故C正确； C．催化剂对平衡移动无影响，使用催化剂不能提高的平衡转化率，故D错误； 故答案为：AB； ②图乙中，某温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是：该温度时，以反应Ⅱ为主，压强对平衡移动无影响。 （3）①升高温度，反应向吸热方向进行，即正向进行，所以增大； ②设初始n(CO2)=1mol/L，，转化率为α，，Kc=，解得α=40%； ③设初始n(CO2)=1mol/L，，转化率为20%，，，其中p(CO2)= p(H2)= ，p(CO)= p(H2O)= ，即，平衡时v正=v逆，有k正= p(CO2)p(H2)=k逆p(CO)p(H2O)，则Kp=。 6．（2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模）和CO是常见的环境污染气体。 （1）对于反应来说，“”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为；则第二步为 (写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。 （2）在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的平衡转化率如图乙所示： ①该反应的 (填“>”或“<”)0。 ②若容器Ⅰ的体积为，反应在370℃下进行，后达到平衡，则内容器Ⅰ中用表示的反应速率为 ，B点对应的平衡常数 (保留两位有效数字)。 ③图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是 。 ④若容器Ⅳ体积为，反应在370℃下进行，则起始时反应 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)进行。 （3）采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示： 容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为 ；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 (填字母)的能量变化。 A．    B． C．    D． 【答案】（1）FeO＋＋COFe＋＋CO2 大于 （2）> 0.000 5 mol·L-1·s-1 0.0044 D>C>A 向逆反应方向 （3）CH2O A 【解析】（1）由催化剂定义可知，第一步反应+第二步反应=总反应，则第二步反应的方程式为FeO＋＋COFe＋＋CO2；第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，故答案为：FeO＋＋COFe＋＋CO2；大于； （2）①由图乙可知，升高温度，一氧化二氮的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应是焓变大于0的吸热反应，故答案为：＞； ②由图乙可知，370℃容器Ⅰ中反应达到平衡时，一氧化二氮的转化率为40%，由方程式可知，平衡时，一氧化二氮、氮气、氧气的浓度为=0.03mol/L、=0.02mol/L、=0.01mol/L，则0∼20s内氧气的反应速率为=0.000 5 mol·L-1·s-1、反应的平衡常数K=≈0.0044，温度不变，平衡常数不变，则B点对应的平衡常数为0.0044，故答案为：0.000 5 mol·L-1·s-1； 0.0044； ③该反应是气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化二氮的转化率增大，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的转化率减小，由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，由图可知，A、C、D三点容器内气体质量相等、一氧化二氮的转化率相等，说明容器的体积大小顺序为A＞C＞D，则密度的大小顺序为D>C>A，故答案为：D>C>A； ④由图可知，370℃时，容器Ⅳ中浓度熵Qc==0.04> K，则反应向逆反应方向进行，故答案为：向逆反应方向； （3）由图可知，生成一氧化碳反应的活化能为0.95eV—0.28eV=0.67eV，生成CH2O反应的活化能为2.73eV—(—0.60)eV=3.33eV，反应的活化能越大，反应速率越小，产物的量越小，则较少的副产物为CH2O；化学反应的决速步骤为活化能较大的慢反应，由图可知，反应的活化能最大，反应速率最慢，则要使反应速率加快，主要降低的能量变化，故选A，故答案为：CH2O；A。 7．（2025·湖北省腾云联盟·一模）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： 反应Ⅰ： （1）近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果，研究了单个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)： ① (计算结果保留整数)。 ②该反应历程的决速步骤的反应式为 。 ③依据上述反应历程，推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是 (填结构简式)。 （2）在100kPa下，乙苯直接脱氢反应的和随温度的变化如图所示。 ①直接脱氢反应在常温下 (选填“能”或“不能”)自发。 ②随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”)。 （3）在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯和发生反应Ⅰ，其平衡转化率为75%，则乙苯脱氢反应的压强平衡常数 (计算时忽略副反应)。 （4）工业上还可以利用氧化乙苯制乙烯，其原理为：反应Ⅱ： 在相同反应条件下，利用代替水蒸气参与反应的优点有 。 A．降低反应的能耗    B．乙苯转化率更高    C．提高了产物选择性 【答案】（1）130 C6H5-CH2CH2*+H*=C6H5-CHCH2*+2H* 或C6H5-CH2CH2*=C6H5-CHCH2*+H* （2）不能 b （3）45 kPa （4）AB 【解析】（1）①根据反应历程图可知每1个苯乙烯分子脱氢产生1分子苯乙烯， 需要吸收1.35eV的能量， 如果有苯乙烯分子脱氢的热化学方程式为C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)ΔH＝+1.35NAeV/mol； 1.35NAeV=1.35×6.02×1023×1.6×10-19=130kJ， 所以热化学方程式还可表示为C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)ΔH＝+130kJ/mol； ②决速步指的是活化能最大的步骤， 即反应历程中C6H5-CH2CH2*+H*=C6H5-CHCH2*+2H* 或C6H5-CH2CH2*=C6H5-CHCH2*+H*。 ③反应历程中含有基团， 两个基团结合能够产生。 （2）①根据曲线可知， 在常温298K下， ΔG＞0， 故反应不能自发； ②乙苯脱氢反应为吸热反应， 升温， 平衡常数增大， 故曲线b为Kp随温度的变化曲线。 （3）依据题意可列三段式： 此时乙苯、 苯乙烯、 H2物质的量之和为1.75mol，混合气的n(总)为1.75+3.25=5 mol。则苯乙烯的分压p=100 kPa×=15kPa ；乙苯的分压p=100 kPa×=5kPa；平衡常数 Kp==45 kPa。 （4）液态水转化为水蒸气需要吸收热量， 二氧化碳常温就是气体， 故利用二氧化碳代替水蒸气可以节约能源；反应Ⅱ可以看成反应I与CO2+H2⇌CO+H2O反应耦合， 消耗乙苯脱氢产生的氢气，使乙苯直接脱氢反应正向移动，乙苯的转化率增大； C 项， 产物的选择性主要跟催化剂和问题有关，故答案选 AB。 8．（2025·湖北省十一校·一模）“双碳战略”有助于我国实现高质量的发展，中科院研究人员通过利用光催化转化为甲醇从而实现对光能的存储和利用，研究人员给这个方案起了一个贴切的名字——“液态阳光”。在某催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应有： I．   II．   III．   （1）同时有利于提高平衡产率和反应速率的是 (填字母)。 A．加入催化剂        B．升高温度        C．降低温度        D．增大压强        E．降低压强 （2）已知：  ，    常温常压下，在一密闭钢瓶中通入和只发生反应Ⅲ，当生成的时放出 的能量。 （3）在实际的生产过程中还会发生副反应，如IV．，若某温度下，反应I、Ⅱ的平衡常数分别为，则反应IV的平衡常数 (用含的表达式表示)。 （4）某压强下，往密闭容器中按投料比充入和，测得各组分平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Y代表 (填化学式)。 ②体系中的物质的量分数受温度影响不大，原因是 。 ③体系中X与Y的交点纵坐标为0.04，则该条件下的转化率为 。(结果保留一位小数) ④湖北省是冶金工业大省，为了实现湖北省低碳冶金的产业转型发展，某炼钢厂将生产过程中产生的烟道气(主要含有和粉尘)作为碳源，在贵金属催化剂的作用下加氢生产甲醇，发现甲醇的产率远低于理论计算值，造成这个情况的可能原因是 。 【答案】（1）D （2）124.8 （3） （4） 温度升高时，反应I平衡正向移动的程度和反应Ⅲ平衡逆向移动的程度相当 烟道气中的杂质使贵金属催化剂失活，降低了催化剂的选择性 【分析】由盖斯定律可知，反应I+反应II=反应III，则△H3=(+41.1kJ/mol)+ (—90.0kJ/mol)=—48.9 kJ/mol。 【解析】（1）A．加入催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，甲醇的产率不变，故错误； B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故错误； C．降低温度，反应速率减慢，故错误； D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，甲醇的产率增大，故正确； E．降低压强，反应速率减慢，故错误； 故选D； （2）常温常压下，甲醇和水都为液态，则生成1mol甲醇时放出的热量为1mol×(48.9 +40.7+35.2)kJ/mol=124.8kJ，故答案为：124.8； （3）由盖斯定律可知，反应I×2—反应II=反应IV，则反应的平衡常数K4=，故答案为：； （4）反应I为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳和水蒸气的体积分数增大，反应II和反应III都为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇和水蒸气的浓度均减小，则图中x、y、z分别代表一氧化碳、甲醇、水蒸气； ①由分析可知，图中Y代表甲醇，故答案为：； ②二氧化碳是反应I和反应III的反应物，体系中二氧化碳的物质的量分数受温度影响不大是因为温度升高时，反应I平衡正向移动的程度和反应Ⅲ平衡逆向移动的程度相当，故答案为：温度升高时，反应I平衡正向移动的程度和反应Ⅲ平衡逆向移动的程度相当； ③设起始二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol和3mol，反应I生成一氧化碳的物质的量为amol、反应II生成甲醇的物质的量为bmol，由题意可建立如下三段式： 由体系中X与Y的交点纵坐标为0.04可得：a—b=b，=0.04，解得a≈0.296，则该条件下二氧化碳的转化率为=29.6%，故答案为：29.6%； ④甲醇的产率远低于理论计算值是因为烟道气中的杂质使贵金属催化剂失活，降低了催化剂的选择性，导致甲醇的产率远低于理论计算值，故答案为：烟道气中的杂质使贵金属催化剂失活，降低了催化剂的选择性。 9．（2025·湖北省T8联盟·一模）氢能是一种绿色能源，工业上采用多种途径制备。 Ⅰ．甲醇()是潜在储氢材料。甲醇制氢的反应历程如下： （1）写出(g)分解制氢的热化学方程式： 。 （2）上述反应历程中，控速步骤的方程式为 。 Ⅱ．天然气制备。反应原理如下： 反应1：     反应2：     （3）工业制中，将混合气体通入KOH溶液吸收，便于提高纯度和产率。    ，宜选择的条件是_______(填字母)。 A．高温、高压 B．低温、低压 C．低温、高压 D．高温、低压 （4）研究表明，的反应速率方程为，其中，为压强平衡常数，k为反应速率常数且随温度升高而增大。在气体组成和催化剂一定条件下，反应速率与温度关系如图2所示。温度高于时，v逐渐减小的原因是 。 （5）控制压强不变，(g)和(g)初始投料比一定，在某催化剂作用下发生反应1和2，经过相同时间测得如下数据(反应未达到平衡状态)： T/K 的转化率/% 的选择性/% 543 12.3 23.1 553 15.6 18.5 已知：的选择性。 数据表明，升高温度，的转化率增大，而的选择性降低，可能的原因是 。 （6）在1.0L恒容密闭容器中投入1mol (g)和1mol (g)发生反应1和2，实验测得平衡转化率与温度、压强关系如图3，540℃、下，Q点 (填“>”“＜”或“=”，下同)。 。T点，CO选择性为80%，对应温度下反应1的化学平衡常数K为 (结果保留1位小数)。 【答案】（1）     （2） （3）C （4）温度高于后，升温对影响大于k （5）升高温度时，反应1和反应2的速率都增大，且反应1的速率大于反应2 （6）＜ ＜ 8.2 【解析】（1）根据图像可知，分解制氢的热化学方程式为    。 （2）反应⑤的能垒最大，速率最小，是控速反应，该反应的方程式为。 （3）正反应是放热、气体分子数减小的反应，在低温、高压条件下，有利于反应向正反应方向进行，选C。 （4）升高温度，k增大，减小，从图2可以看出，温度高于后，升温对影响大于k。 （5）升高温度时，反应1和反应2的速率都增大，且反应1的速率大于反应2。 （6）Q点向下达到平衡，转化率减小，平衡向逆反应方向移动，即逆反应速率大于正反应速率；正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，的转化率增小于。用三段式法计算： 起始    1                1 变化    x                x            x            3x 平衡                        x            3x 起始    x                        0            3x 变化    y            y                y            y 平衡                    y             ，，， 平衡时，，，，，。 。 10．（2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模）氢能源具有广泛的应用前景，一种利用太阳能的甲烷重整制氢反应原理如图： 回答下列问题： （1）第I步反应的化学方程式为 。 （2）△fH是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变，相关物质的△H数据如表所示。 物质 H2(g) CO(g) H2O(g) CH4(g) △fH/(kJ•mol-1) 0 -110.5 -241.8 -75 则甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H= kJ•mol-1。 （3）已知Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数。第I步和第II步反应的lgKp与温度T的关系如图： 根据图像可知，第I步反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)。 ②甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在1000℃Kp= (kPa)2。 ③保持1000℃不变，向恒容容器中加入1molH2O(g)和足量FeO和NiO，假设只发生第II步反应，初始时体系压强为15kPa，达平衡时p(H2)= kPa(结果保留一位小数，下同)，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后p(H2)= kPa。 （4）已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率降低。此时CaO消耗率约为35%，大部分已失效，原因是 。 【答案】（1）CH4+NiFe2O4CO+2H2+2FeO+NiO （2）+206.3 （3）＞ 104 13.6 27.3(或者27.2) （4）CaO可以去除CO2的反应：CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆盖在CaO的表面，阻止了CaO与CO2的进一步接触，导致吸收效率降低甚至失效 【解析】（1）根据甲烷重整制氢反应分步示意图，找出第Ⅰ步反应的反应物为和，生成物为CO、、和，配平即得到第Ⅰ步反应的化学反应方程式为：； （2）根据标准摩尔生成焓的定义和表格中数据，可写出相应热化学方程式： ①   ②   ③   根据盖斯定律，可由③－②－①得到，所以； （3）①由图像知，升高温度，第Ⅰ步反应增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应方向为吸热反应，即； 第Ⅰ步反应和第Ⅱ步反应相加即得该甲烷重整制氢的反应，故； ③三段式： 由平衡常数表达式，解得，将容器体积压缩到原来的，压强增大一倍，为，平衡不移动。如果直接利用前面计算结果，)； （4）可以去除的反应：，生成的覆盖在的表面，阻止了与的进一步接触，导致吸收效率降低甚至失效。 11．（2025·湖北省新八校协作体·一模）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （1）发明的直接氧化法为：，按下列催化过程进行：          则的 。 （2）在保持温度和体积不变的条件下，发生，进料浓度，下列能够说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A．混合气体平均相对分子质量保持不变 B．和的质量之比保持不变 C．压强保持不变 D．混合气体密度保持不变 （3）恒容密闭容器中发生，进料浓度比分别为时平衡转化率随温度变化的关系如下图： 该反应平衡常数 (填“大于”或“小于”)。若进料浓度和均为时该反应的化学平衡常数 (写出计算式即可)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比过低、过高的不利影响分别是 。 （4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 其中电源为以熔融碳酸钠为介质的乙醇燃料电池，电源的负极反应式为 。若消耗乙醇，则理论上可回收标准状况下的 L(保留到小数点后一位)。 【答案】（1） （2）AC （3）大于 过低时和分离能耗较高、过高时转化率较低 （4） 134.4 【解析】（1）①  ； ②  ； ③  ； 根据盖斯定律：（①+②+③）×2得； （2）A．各物质均为气体，反应前后混合气体总质量不变，反应前后气体物质的量不同，根据可知，混合气体平均相对分子质量保持不变，说明反应达到平衡，A正确； B．反应进料浓度，体积不变条件式，根据反应计量数可知和始终按4：1消耗，说明二者质量比始终保持不变，不能说明反应达平衡，B错误； C．反应前后气体分子数不同，反应过程中压强不断变化，当压强保持不变，说明反应达平衡状态，C正确； D．各物质均为气体，反应前后混合气体总质量不变，恒容条件下，根据可知，混合气体密度始终保持不变，不能说明反应达平衡状态，D错误； 答案选AC； （3）根据反应可知，HCl转化率越大，平衡常数K越大，结合图像可知升高温度平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，；由图像可知，时，HCl转化率为84％，HCl平衡浓度为0.16mol/L，O2、Cl2和H2O（g）平衡浓度分别为0.79 mol/L、0.42 mol/L、0.42 mol/L，平衡常数：；过高O2和Cl2分离能耗较高；过低HCl转化率较低； （4）以熔融碳酸钠为介质的乙醇燃料电池，负极乙醇发生氧化反应，电源的负极反应式：，若消耗乙醇，对应物质的量1mol，转移12mol电子，则理论上生成物质的量为6mol，标准状况下的体积为134.4L。 12（2025·湖北省黄冈市·一模）．尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 （1）关于尿素的描述错误的是 (填标号)。 a．尿素的空间填充模型为    b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应             d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 （2）合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应 (用“”“”表示)， (用“”“”表示)。 （3）通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水榴温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型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内，用分压变化表示 。该反应的平衡常数 。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积     b．恒容下按充入和 c．适当升温         d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为 。 【答案】（1）c （2） （3）1.6 256 c 63 【解析】（1）a．尿素的分子式为CO(NH2)2，它的空间构型是平面四边形，则尿素的空间填充模型为 ，故a项正确； b．60g尿素即1mol CO(NH2)2，1mol CO(NH2)2中含有7molσ键，则含σ键约为7×6.02×1023个，故b项正确； c．尿素不能与H2发生加成反应，故c项错误； d．二者分子式相同，结构不同，则氰酸铵(NH4OCN)与尿素互为同分异构体，故d项正确； 故本题选c； （2）根据盖斯定律，总反应由反应i+反应ii得到，则；化学平衡常数：； （3）①计算0~5min之间，NH3分压的平均变化率为；设二氧化碳平衡压强为xkPa，则氨为2xkPa，总压强为12kPa，p(CO2)=4kPa，p(NH3)=8kPa，该反应的平衡常数为：； ②a．该反应为气体分子数增加的反应，压缩体积相当于增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，二氧化碳分压减小，故a项不符合题意； b．恒容下按V(NH3):V(CO2)=2:1充入NH3和CO2，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故b项不符合题意； c．适当升高温度，气体体积膨胀，总压强增大，二氧化碳的分压一定增大，故c项符合题意； d．恒容下充入He，气体浓度不发生改变，平衡不移动，二氧化碳分压不变，故d项不符合题意； 故答案为：c； ③25℃下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时P(NH3)≤2kPa，根据平衡常数，达平衡时，令二氧化碳平衡压强为xkPa，则，解得x=64kPa，64kPa-1kPa=63kPa，则提前充入的CO2压强至少为63kPa。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 化学反应原理综合题 1．（2025·湖北省武汉市·一模）催化重整是实现“碳中和”的一种理想的利用技术，具有广阔的市场前景和经济、社会价值。该过程中涉及的反应如下。 反应I：   反应II：   反应III：   反应IV：   回答下列问题： （1） 。 （2）有利于提高平衡时转化率的条件是_______(填标号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 （3）该过程中，催化剂的活性会因积碳而降低。在使用不同催化剂时，反应III和IV活化能的相关数据如下表所示。 催化剂 活化能() 反应III 反应IV 43 72 33 91 催化剂M N(填“优于”或“劣于”)，其理由是 。 （4），以和的起始总物质的量为，分别为0.5、1.0、2.0和3.0投料，反应温度对积碳量的影响如下图所示。 ①在，时，积碳量随着温度的升高而增大的理由是 。 ②的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。 （5）在和下，向密闭容器中，充入和各进行反应(仅发生反应I和II)。达到平衡时，的转化率为，的转化率为，则反应I的压强平衡常数 (列出计算式。已知：分压=总压×该组分物质的量分数)。 2．（2025·湖北腾云联盟·一模）乙醇被广泛应用于能源、化工、食品等领域，工业上可用以下两种方法制备乙醇。Ⅰ．工业上采用催化乙烯水合制乙醇()，该反应过程中能量变化如图所示： （1）反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为 。 （2）已知：的反应速率表达式为，，其中、为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是_______。 A．增大，减小 B．减小，增大 C．减小的倍数大于 D．减小的倍数小于 Ⅱ．乙酸甲酯()催化加氢制取乙醇。包括以下主要反应： ①； ②。 （3）已知、、、的燃烧热()分别为，，，， 。 （4）其他条件相同，将乙酸甲酯与氢气按一定流速通过固体催化剂表面，乙酸甲酯的转化率随氢酯比()的关系如图所示。已知固体催化剂作用下的反应速率与催化剂表面各反应物的吸附率有关。当氢酯比大于8，乙酸甲酯的转化率反而降低，其原因是： 。 （5）时在1L密闭容器内通入和，初始压强为100MPa，发生反应①和②，达到平衡时体系压强变成90MPa且的分压为分压的5倍，反应①的平衡常数 。 （6）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，工作原理如图。 ①负极的电极反应式为 。 ②当向正极通入且全部被消耗时，理论上负极溶液质量变化为 g(保留两位小数)。 3．（2025·湖北省云学高中联盟·一模）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a： 反应b： 回答下列问题： （1）反应   kJ/mol，该反应正向自发的条件为 (填“高温”或“低温”)自发。 （2）在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示，曲线x对应的 。 （3）恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 ①下列说法错误的是 (填标号)。 A．CaO与CO2的反应可促进Fe3O4氧化CO的平衡右移 B．Fe3O4和CaO都可以循环利用 C．H2在过程ii将Fe3O4还原为单质铁 D．过程ii产生的H2O最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是 (填“升高”“降低”或“不变”)。 （4）CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，发生反应a和b．某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是 。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法正确的是 (填标号)。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C．改变催化剂提高CH4转化率，R值一定增大 4．（2025·湖北省圆创联盟联合测评·一模）甲醇制烯烃工艺作为重要的化工生产途径，对缓解石油资源依赖意义重大。其核心反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）反应Ⅰ的正反应活化能，则 （2）在某温度下，向恒容密闭容器中通入一定量发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．容器内压强不再变化 B．容器内气体密度不再变化 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．的消耗速率与的生成速率之比为3∶1 （3）在T K、10MPa的恒压密闭容器中，充入1mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ，达平衡时，，，则的选择性 %[]， MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （4）①SAPO分子筛催化剂可有效催化上述过程，反应历程中会发生生成的反应，则该反应的化学方程式为 。 ②其他条件相同时，用碱土金属Sr对SAPO分子筛催化剂进行改性，所得乙烯和丙烯产率如下表所示，其原因为 。 催化剂 SAPO Sr-SAPO 乙烯产率/% 49.2 67.1 丙烯产率/% 34.0 22.4 （5）在某分子筛催化剂的作用下，甲醇的平衡转化率随温度变化如图所示。在400～500℃内，几乎不变，原因可能是 。 5．（2025·湖北省武汉市江岸区·一模）为了有效减少碳排放，我们可利用CO2制备“合成气”(CO、H2)、甲醇、二甲醚等产品，进行资源化应用，用CO2合成二甲醚有两种工艺。 工艺一：涉及以下主要反应： Ⅰ.甲醇的合成：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　∆H1<0； Ⅱ.逆水汽变换：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　∆H2>0； Ⅲ.甲醇脱水：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)　∆H3>0。 工艺二：利用CO2直接加氢合成CH3OCH3(反应Ⅳ)。 （1）①反应Ⅳ的热化学方程式：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　∆H4= 。(用上述反应的∆H表示)。 ②恒温恒容条件下，下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是 (填字母)。 A．气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变 B．容器内压强不变 C．容器内气体密度不变 D．混合气体的平均摩尔质量不变 （2）工艺一需先合成甲醇。在不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料合成甲醇，实验测定CH3OH 的平衡产率随温度的变化关系如甲图所示，CO2的平衡转化率随温度的变化关系如乙图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．P1>P2>P3 B．为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压条件 C．一定温度、压强下，提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂 ②图乙中，某温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 （3）对于反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　∆H2>0，反应速率υ=υ正—υ逆=k正p(CO2)p(H2)—k逆p(CO)p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。 ①升高温度，k正—k逆 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②在T1、刚性容器条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，Kc=，反应达到平衡时CO2转化率为 。 ③在T2、101kPa条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，CO2转化率为20％时，=，用气体分压表示的平衡常数Kp= 。 6．（2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学·一模）和CO是常见的环境污染气体。 （1）对于反应来说，“”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为；则第二步为 (写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。 （2）在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的平衡转化率如图乙所示： ①该反应的 (填“>”或“<”)0。 ②若容器Ⅰ的体积为，反应在370℃下进行，后达到平衡，则内容器Ⅰ中用表示的反应速率为 ，B点对应的平衡常数 (保留两位有效数字)。 ③图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是 。 ④若容器Ⅳ体积为，反应在370℃下进行，则起始时反应 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)进行。 （3）采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示： 容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为 ；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 (填字母)的能量变化。 A．    B． C．    D． 7．（2025·湖北省腾云联盟·一模）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： 反应Ⅰ： （1）近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果，研究了单个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)： ① (计算结果保留整数)。 ②该反应历程的决速步骤的反应式为 。 ③依据上述反应历程，推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是 (填结构简式)。 （2）在100kPa下，乙苯直接脱氢反应的和随温度的变化如图所示。 ①直接脱氢反应在常温下 (选填“能”或“不能”)自发。 ②随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”)。 （3）在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯和发生反应Ⅰ，其平衡转化率为75%，则乙苯脱氢反应的压强平衡常数 (计算时忽略副反应)。 （4）工业上还可以利用氧化乙苯制乙烯，其原理为：反应Ⅱ： 在相同反应条件下，利用代替水蒸气参与反应的优点有 。 A．降低反应的能耗    B．乙苯转化率更高    C．提高了产物选择性 8．（2025·湖北省十一校·一模）“双碳战略”有助于我国实现高质量的发展，中科院研究人员通过利用光催化转化为甲醇从而实现对光能的存储和利用，研究人员给这个方案起了一个贴切的名字——“液态阳光”。在某催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应有： I．   II．   III．   （1）同时有利于提高平衡产率和反应速率的是 (填字母)。 A．加入催化剂        B．升高温度        C．降低温度        D．增大压强        E．降低压强 （2）已知：  ，    常温常压下，在一密闭钢瓶中通入和只发生反应Ⅲ，当生成的时放出 的能量。 （3）在实际的生产过程中还会发生副反应，如IV．，若某温度下，反应I、Ⅱ的平衡常数分别为，则反应IV的平衡常数 (用含的表达式表示)。 （4）某压强下，往密闭容器中按投料比充入和，测得各组分平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Y代表 (填化学式)。 ②体系中的物质的量分数受温度影响不大，原因是 。 ③体系中X与Y的交点纵坐标为0.04，则该条件下的转化率为 。(结果保留一位小数) ④湖北省是冶金工业大省，为了实现湖北省低碳冶金的产业转型发展，某炼钢厂将生产过程中产生的烟道气(主要含有和粉尘)作为碳源，在贵金属催化剂的作用下加氢生产甲醇，发现甲醇的产率远低于理论计算值，造成这个情况的可能原因是 。 9．（2025·湖北省T8联盟·一模）氢能是一种绿色能源，工业上采用多种途径制备。 Ⅰ．甲醇()是潜在储氢材料。甲醇制氢的反应历程如下： （1）写出(g)分解制氢的热化学方程式： 。 （2）上述反应历程中，控速步骤的方程式为 。 Ⅱ．天然气制备。反应原理如下： 反应1：     反应2：     （3）工业制中，将混合气体通入KOH溶液吸收，便于提高纯度和产率。    ，宜选择的条件是_______(填字母)。 A．高温、高压 B．低温、低压 C．低温、高压 D．高温、低压 （4）研究表明，的反应速率方程为，其中，为压强平衡常数，k为反应速率常数且随温度升高而增大。在气体组成和催化剂一定条件下，反应速率与温度关系如图2所示。温度高于时，v逐渐减小的原因是 。 （5）控制压强不变，(g)和(g)初始投料比一定，在某催化剂作用下发生反应1和2，经过相同时间测得如下数据(反应未达到平衡状态)： T/K 的转化率/% 的选择性/% 543 12.3 23.1 553 15.6 18.5 已知：的选择性。 数据表明，升高温度，的转化率增大，而的选择性降低，可能的原因是 。 （6）在1.0L恒容密闭容器中投入1mol (g)和1mol (g)发生反应1和2，实验测得平衡转化率与温度、压强关系如图3，540℃、下，Q点 (填“>”“＜”或“=”，下同)。 。T点，CO选择性为80%，对应温度下反应1的化学平衡常数K为 (结果保留1位小数)。 10．（2025·湖北省“宜荆荆恩”·一模）氢能源具有广泛的应用前景，一种利用太阳能的甲烷重整制氢反应原理如图： 回答下列问题： （1）第I步反应的化学方程式为 。 （2）△fH是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变，相关物质的△H数据如表所示。 物质 H2(g) CO(g) H2O(g) CH4(g) △fH/(kJ•mol-1) 0 -110.5 -241.8 -75 则甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H= kJ•mol-1。 （3）已知Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数。第I步和第II步反应的lgKp与温度T的关系如图： 根据图像可知，第I步反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)。 ②甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在1000℃Kp= (kPa)2。 ③保持1000℃不变，向恒容容器中加入1molH2O(g)和足量FeO和NiO，假设只发生第II步反应，初始时体系压强为15kPa，达平衡时p(H2)= kPa(结果保留一位小数，下同)，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后p(H2)= kPa。 （4）已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率降低。此时CaO消耗率约为35%，大部分已失效，原因是 。 11．（2025·湖北省新八校协作体·一模）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （1）发明的直接氧化法为：，按下列催化过程进行：          则的 。 （2）在保持温度和体积不变的条件下，发生，进料浓度，下列能够说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A．混合气体平均相对分子质量保持不变 B．和的质量之比保持不变 C．压强保持不变 D．混合气体密度保持不变 （3）恒容密闭容器中发生，进料浓度比分别为时平衡转化率随温度变化的关系如下图： 该反应平衡常数 (填“大于”或“小于”)。若进料浓度和均为时该反应的化学平衡常数 (写出计算式即可)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比过低、过高的不利影响分别是 。 （4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 其中电源为以熔融碳酸钠为介质的乙醇燃料电池，电源的负极反应式为 。若消耗乙醇，则理论上可回收标准状况下的 L(保留到小数点后一位)。 12（2025·湖北省黄冈市·一模）．尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。氨基甲酸铵是以氨气和二氧化碳为原料合成尿素的中间产物。 （1）关于尿素的描述错误的是 (填标号)。 a．尿素的空间填充模型为    b．尿素含键约为个 c．尿素可与发生加成反应             d．氰酸铵与尿素互为同分异构体 （2）合成尿素一般认为通过如下步骤来实现： i． ii． 对于总反应 (用“”“”表示)， (用“”“”表示)。 （3）通过如下装置，可测定时氨基甲酸铵分解反应的压强平衡常数(用平衡时各气体分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压X体积分数)。测定的实验步骤如下： (i)将恒温水榴温度调至； (ii)将足量纯净的氨基甲酸铵置于容器中[只发生：]； (iii)关闭，打开，和，开启真空泵抽气至测压仪数值接近0后关闭； (iv)关闭，缓慢开启，以维持Ⅱ型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内，用分压变化表示 。该反应的平衡常数 。 ②上述体系平衡后，若只改变下列条件，再次平衡，一定增大的是 (填标号)。 a．压缩容器体积     b．恒容下按充入和 c．适当升温         d．恒容下充入 ③下，投入足量的氨基甲酸铵固体后，欲使平衡时，可提前在真空恒容容器中充入一定量的，则提前充入的压强至少为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$