专题12 化学反应原理综合题（山东专用）-【好题汇编】2025年高考化学二模试题分类汇编

专题12 化学反应原理综合题 1．（2025·山东滨州·二模）碳酸盐作为地球碳循环的关键物质，其转化和利用与环境气候变化紧密相关。 Ⅰ．某研究团队通过直接对碳酸钙进行氢化生成高附加值的化学品，相关反应如下。 i．   ii．   （1）CO与的混合气(体积比为)可用于合成多种化工产品。利用上述反应获得1 mol该混合气，理论上需吸收的热量为 。 （2）恒温恒容条件下，向真空密闭容器中加入足量碳酸钙、合适的固体催化剂，通入，只发生反应i和反应ii，测得装置总压随时间变化如下表： 时间/min 0 10 20 30 40 50 总压/MPa 2.00 2.17 2.08 2.01 1.95 1.95 ①反应过程中总压先增大后减小的原因是 。 ②实验结束后共收集到，计算反应i的平衡常数 MPa。 Ⅱ．碳酸钙还可用于燃煤脱硫，相关反应如下。 i． ii． iii． （3）恒定温度为T℃，在2 L的刚性容器中加入一定量的和、混合气体，起始压强为。 ①20 min时测得体系有，则用表示的化学反应速率为 (用含代数式表示)。 ②反应一段时间达平衡后，测得体系中总压为，和，体积分数分别为8％、12％，则体系中的物质的量为 。若继续向刚性容器中充入少量，再次平衡时将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1）142 kJ （2）反应i是气体分子数增大的反应，反应ii是气体分子数减小的反应。0～10 min，反应i速率快，总压增大；10 min后反应ii速率快，总压减小 0.175或7/40 （3） 0.6 mol 不变 【解析】（1）目标反应方程式可由2i+ii得到，根据盖斯定律可知，，故获得1 mol该混合气，理论上需吸收的热量为； （2）①反应i是气体分子数增大的反应，而反应ii是气体分子数减小的反应。刚开始反应i进行的程度更大，气压增大；随后反应ii进行的程度更大，气压减小，因此反应的总压先增大后减小；②恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，反应前2mol气体，总压为2.00MPa，平衡后总压为1.95MPa，气体总物质的量为1.95mol，生成的n(H2O)=，设反应i生成x mol H2O，列出三段式： ，n总=2-x-(1.4-2x)++0.7+x=1.95，x=0.2；故平衡时H2、CH4、H2O(g)、CO的物质的量分别为0.8mol、0.25mol、0.7mol、0.2mol，即H2、CH4、H2O(g)、CO的分压分别为0.8MPa、0.25 MPa、0.7 MPa、0.2 MPa，故反应i的平衡常数Kp=； （3）①恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，20min时，容器内的压强为p0 kPa=kPa，故用CO2表示的化学反应速率为； ②当体系中总压为1.25p0 kPa，则n总=，此时SO2和O2的物质的量分别为0.8mol和1.2mol，故CaSO3的物质的量为 (5-0.8)mol-2× (3-1.2)mol =0.6mol；，温度不变，则比值不变。 2．（2025·山东潍坊·二模）N，N二甲基甲酰胺是常见的有机溶剂，一种加氢耦合二甲胺制的反应如下，副反应产生三甲胺： Ⅰ．　 Ⅱ．　 Ⅲ．　 回答下列问题： （1）反应Ⅲ在 (填“较高”“较低”或“任意”)温度下自发进行。 （2）将、、，通入密闭容器发生上述反应，体系达平衡后，部分含碳物质的x[x为以碳元素计的物质的量分数，]随温度变化如图1所示，则代表的曲线为 (填小写字母)；温度时，， ，反应Ⅲ的平衡常数 。 （3）温度下，向1L密闭容器中重新加入、和适量，发生上述反应，DMF、TMA的物质的量随时间的变化关系如图2，2min内，DMA的反应速率为 ，2min时，体系内，则此时反应Ⅲ的反应速率 (填“>”“<”或“=”)。 （4）保持体系总压强和反应物投料比相同，分别以做辅气与无做辅气投入反应物，DMA的转化率与温度的关系如图3，含He的曲线为 ，理由为 。 【答案】（1）较低 （2）b 20% （3）0.1 < （4）n 反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体分子数减小的反应，在相同温度下，加入，减小反应体系各物质分压，平衡逆向移动，DMA转化率减小 【解析】（1）反应Ⅲ是气体分子数减少的反应，为熵减的反应，即，且反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得反应Ⅲ，即ΔH3=ΔH2-ΔH1=-100kJ⋅mol−1-56kJ⋅mol−1=-156kJ⋅mol−1，当时反应能自发进行，则反应Ⅲ在较低温度下能自发进行； （2）反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，DMF增多，反应Ⅱ和Ⅲ为放热反应，升高温度，平衡正向移动，则TMA减小，DMF增多，综合反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ考虑，DMF一直在增加，即一直在增大，所以代表的曲线为b，代表的曲线为c，代表的曲线为a；由部分含碳物质的x的表达式可知，分母为含碳物质总的含碳量，由各物质投料量可知总的含碳量为3mol，分子为某含碳物质中碳的物质的量，则温度时，x(DMF)=，即n(DMF)=0.3mol，列三段式（反应Ⅲ可由反应Ⅰ、Ⅱ得到，故可通过反应Ⅰ、Ⅱ列三段式）： 由可知：，解得y=0.1，则x(CO2)=；反应Ⅲ的平衡常数 （3）由图2可列2min内转化量三段式： 容器体积为1L，则2min内DMA的转化量为0.2mol/L，DMA的反应速率为0.1；2min时，温度不变，则平衡常数不变，体系内=0.16mol+0.08mol=0.24mol，则2min时，反应Ⅲ的>，此时平衡逆向移动，所以此时反应Ⅲ的反应速率＜； （4）保持体系总压强和反应物投料比相同，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体分子数减小的反应，充入，体积膨胀，导致反应中各物质浓度减小，相当于分压减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，DMA转化率减小，所以含He的曲线为n；理由为：反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体分子数减小的反应，在相同温度下，加入，减小反应体系各物质分压，平衡逆向移动，DMA转化率减小。 3．（2025·山东菏泽·二模）以工业废气中的为原料催化加氢制备甲醇具有较好的发展前景。涉及以下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1） 。计算机模拟Ⅲ的反应历程及能量变化如图所示(TS代表过渡态，IM表示中间产物)。催化剂主要降低反应历程中第 步的能垒(填序号)。 （2）已知：X的选择性。将和充入密闭恒压容器中进行上述反应，平衡时，转化率选择性、CO选择性随温度的变化关系如图所示。则图中表示变化的曲线是 (填标号)；当温度高于时，)逐渐增大的原因是 。条件不变，原料气中增加，在某温度下达到平衡，测得，，则 。 （3）一定条件下，将和充入恒容密闭容器中发生上述反应。不同时间容器内的压强见下表，平衡时测得体系内CO的摩尔分数为10%。      0 5 10 15 20 25      6.0 5.55 5.2 4.95 4.8 4.8 该温度下反应Ⅲ的平衡常数 (列出计算式即可)。 【答案】（1） ① （2）a 温度高于270℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大 0.15 （3）或 【解析】（1）根据盖斯定律，反应I-Ⅱ可得反应Ⅲ，即；催化剂能降低反应的活化能，活化能越大的步骤，催化剂降低能垒的效果越明显，由图可知，步骤①的活化能最大，所以催化剂主要降低反应历程中第①步的能垒； （2）反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动，的选择性降低；反应Ⅱ平衡正向移动，CO的选择性升高，所以表示变化的曲线是a；温度高于270℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大，所以当温度高于时，逐渐增大；初始，，则转化的，已知，反应I中生成0.35mol CH3OH消耗0.35mol CO2，所以反应Ⅱ中消耗的n(CO2) = 0.1mol - 0.35mol<0（不合理，说明CO参与了反应Ⅲ），设反应Ⅱ生成xmol CO，反应Ⅲ消耗ymol CO ，根据CO2的转化量可得：；初始充入0.4mol CO，则平衡时，又因为，根据反应Ⅲ可知消耗0.35mol CO ，所以； （3）设平衡时CO的物质的量为n(CO)，CO的摩尔分数为10%，则 ；根据恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，初始，平衡时，初始，可得平衡时，所以，设反应I消耗xmol CO2，反应Ⅱ消耗0.32mol CO2，则，，，，，，联立解得x=0.4，则，，，则该温度下反应Ⅲ的平衡常数。 4．（2025·山东聊城·二模）氢能源是一种绿色能源，其工业生产来源之一是天然气，如通过甲烷的重整反应获得H2. 重整反应：    ΔH1=+248kJ/mol； 副反应Ⅰ：     ΔH2=-172kJ/mol； 副反应Ⅱ：   ΔH3； （1）的焓变ΔH3= 。 （2）压强恒定为p的密闭容器中加入CH4、CO2各1mol进行反应。在不同温度下反应达到平衡时，气相中含碳组分的摩尔分数和碳的物质的量变化曲线如图所示，曲线 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)表示CH4的摩尔分数变化。当温度高于T1时，随温度升高曲线丁对应物理量减小的原因是 。 （3）压强p下、温度为T0时，图示气相中含碳组分的摩尔分数分别为0.36、0.24、0.08，反应的Kp= (写出计算式)；甲烷的转化率为 ，碳的物质的量为 mol。若向平衡体系中通入一定量Ne(g)，重新达到平衡后，n(H2)将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1）+76kJ/mol （2）乙 温度高于T1时，副反应Ⅰ起主导因素，随升高温度平衡逆向移动，碳的物质的量减少 （3） 40% 0.3 增大 【解析】（1）根据盖斯定律，由重整反应+副反应Ⅰ可得副反应Ⅱ，则； （2）根据重整反应：为吸热反应，温度升高，平衡正移，副反应Ⅱ：为吸热反应，温度升高，平衡正移，则的摩尔分数减小，而副反应Ⅰ：为放热反应，温度升高，平衡逆移，的摩尔分数减小的程度缓慢，故曲线乙代表CH4的摩尔分数随温度的变化，曲线甲代表的摩尔分数随温度的变化；从重整反应、副反应Ⅰ方程式中可以看出，随的减少，增加，且增加的为减少的的2倍，曲线甲代表的摩尔分数始终减小，图中曲线丙始终增大，且增加量符合减少的的2倍这一特征，而曲线丁的变化为先增大后减小，故曲线丙表示的摩尔分数随温度的变化，曲线丁表示碳的物质的量变化，当温度高于T1时，随温度升高碳的物质的量减小的原因是副反应Ⅰ为放热反应，副反应Ⅱ为吸热反应，温度高于T1时随升高温度副反应Ⅰ平衡逆向移动，使碳的物质的量减少大于副反应Ⅱ平衡正移碳的物质的量增加；故答案为：乙；温度高于T1时，副反应Ⅰ起主导因素，随升高温度平衡逆向移动，碳的物质的量减少； （3）根据图像中曲线含义，温度为T0时，图示气相中含碳组分的摩尔分数分别为0.36、为0.24、为0.08，则为，则反应的Kp=；根据H元素守恒可知，生成的的物质的量是参加反应的物质的量的2倍，则转化率；根据初始密闭容器中加入、各1mol，参加反应的为0.4mol，生成的物质的量为0.8mol，平衡时气体总物质的量为，则气相中含碳组分、、总物质的量为，根据碳元素守恒，固相碳的物质的量为；若向平衡体系中通入一定量Ne(g)，压强不变，密闭容器体积增大，各气体组分的分压减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即重整反应：及副反应Ⅱ：均向正移，使增大。故答案为：；40%；0.3；增大。 5．（2025·山东济宁·二模）利用3-硝基苯乙烯(NS)制备3-乙基苯胺(EA)，涉及反应如下： 已知：(R为常数，在温度变化范围不大时，同一反应的ΔH、ΔS为常数) （1）反应④的焓变 (用含、、的代数式表示)，反应①的平衡常数 (用含、、的代数式表示)。 （2）在某选择性催化剂条件下，四个反应的平衡常数随温度变化的曲线如图1所示，c和d分别表示反应②和③的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应①和④的平衡常数随温度变化曲线为 、 。 （3）下列说法错误的是 。 a．四个反应均为放热反应    b．   c．压强越大，温度越高越有利于生成EA （4）以1molNS为原料，PMPa的高压H2氛围下(因反应在H2高压氛围下进行，故H2压强近似等于总压)发生上述反应，测得不同温度下平衡时产物的选择性、NS平衡转化率关系如图2所示。平衡转化率为60%时，AS的产率= %，反应①的 。 【答案】（1） （2）b a （3）bc （4）12 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应①+反应②—反应③=反应④，则反应④的焓变，反应的平衡常数，故答案为：；； （2）由题意可知，c和d分别表示反应②和③的平衡常数随温度变化的曲线，升温K减小，反应为放热反应，△H＜0，，c线在lnK截距更大，，两条路径的总相等，即，则小于，反应①对应的图像在lnK截距更小，对应题图中的b，反应④对应题图中的a，所以表示反应①和④的平衡常数随温度变化曲线分别为b、a，故答案为：b；a； （3）a．由图可知，温度升高，四个反应的平衡常数均减小，平衡向逆反应方向移动，则四个反应均为放热反应，故正确； b．已知：， 由图可知，升温K减小，反应为放热反应，△H＜0，且绝对值越大，图中直线斜率越大，△H越小，c和b分别表示反应②和①的平衡常数随温度变化的曲线，c线斜率更大，则，焓变比值，故错误； c．由图可知，温度升高，四个反应的平衡常数均减小，平衡向逆反应方向移动，则四个反应均为放热反应，则温度越高越不利于生成EA，故错误； 故选bc； （4）由图可知，NS平衡转化率为60%时，ENB和EA的选择性都为40%，则平衡时，AS的产率为=12%，NS的物质的量为1mol-1mol×60%=0.4mol，ENB、EA、AS的物质的量分别为1mol×60%×40%=0.24mol、1mol×60%×40%=0.24mol、1mol×60%×20%=0.12mol，设氢气的物质的量为amol，则由题意可知，反应①的Kp==，故答案为：12；。 6．（2025·山东日照·二模）丙烯是制作医用口罩的原料之一。在一定温度，丙烷在RhIn/沸石催化剂表面发生化学反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 回答下列问题： （1）已知氢气的摩尔燃烧焓， ，则 。 （2）将丙烷和稀释气H2O(g)分别以不同的起始流速通入温度为，压强为1.175MPa的反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，维持温度和压强不变，在为8、10、12下反应，通过检测流出气体的成分获得丙烷的转化率随丙烷流速变化曲线如图所示(在较低流速下转化率可近似看成平衡转化率)。 ①代表 。 ②图中 M 点时的选择性为20%，则0~1h，= ，反应Ⅱ的 MPa[已知：的选择性 ]。 ③下列措施可增大N点丙烷转化率的是 。 A．增大丙烷的流速               B．升高体系的温度 C．增大          D．使用高效的催化剂 ④流速较大时，丙烷转化率降低，且与、相比降低明显加快的原因是 。 【答案】（1）-235.6 （2）8 0.3 0.009 BD 反应未达到平衡时，在相同温度和压强下，增大，丙烷浓度降低，化学反应速率减慢，同时水占据了较多的催化剂表面活性点位，导致催化剂催化效果降低 【解析】（1）由题意可得如下热化学方程式：①②③，由盖斯定律可知，反应①×2+反应②×2-反应③×2得到反应，则ΔH3=(+124kJ/mol) ×2+(-285.8kJ/mol) ×2-(-44kJ/mol) ×2=-235.6 kJ/mol)，故答案为：-235.6； （2）①反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应，维持温度和压强不变，在较低流速下增大相当于减小平衡体系的压强，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，由图可知，丙烷流速相同时曲线L3对应丙烷的转化率最小，所以L3代表=8，故答案为：8； ②由图可知，图中M点=10，丙烷流速为0.5mol/h、转化率为75%，则0~1h内M点起始水蒸气、丙烷的物质的量分别为5mol、0.5mol，由丙烷的转化率可知，1h时，丙烷的物质的量为0.5mol-0.5mol×75%=0.125mol，由乙烯的选择性可知，乙烯的物质的量为0.5mol×75%×20%=0.075mol，丙烯的物质的量为0.5mol×75%×(1-20%)=0.3mol，由方程式可知，氢气、甲烷的物质的量为0.3mol、0.075mol，则混合气体的总物质的量为5.875mol，氢气的反应速率为=0.3 mol/h，反应Ⅱ的Kp==0.009MPa，故答案为：0.3；0.009； ③A．增大丙烷的流速，丙烷不能在催化剂表面充分接触，会导致分解反应不充分，使得丙烷的转化率减小，故不符合题意； B．升高体系的温度，反应速率加快，消耗丙烷的物质的量增大，丙烷的转化率增大，故符合题意； C．由图可知，增大 ，丙烷的转化率减小，故不符合题意； D．使用高效的催化剂，反应速率加快，消耗丙烷的物质的量增大，丙烷的转化率增大，故符合题意； 故选BD； ④流速较大时，反应未达到平衡，在相同温度和压强下，增大，丙烷浓度降低，化学反应速率减慢，同时水占据了较多的催化剂表面活性点位，导致催化剂催化效果降低，化学反应速率减慢，所流速较大时，以丙烷转化率降低，且L1与L2、L3相比降低明显加快，故答案为：反应未达到平衡时，在相同温度和压强下，增大，丙烷浓度降低，化学反应速率减慢，同时水占据了较多的催化剂表面活性点位，导致催化剂催化效果降低。 7．（2025·山东泰安·二模）具有优异的储氧和释氧能力，其晶格氧可以在还原和氧化条件下灵活迁移，参与反应。利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气（CO与）技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应，实现燃料与氧气不接触反应，其模型如图所示： 一定温度下晶格氧部分氧化甲烷涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   载氧体恢复晶格氧反应：   请回答下列问题： （1）该模型部分氧化甲烷制合成气的热化学方程式为： 。 （2）将和加入容器中，控制投料比为、压强为100kPa，平衡时C(s)及各气体的物质的量随温度的变化如图所示。 ①图中c曲线对应的气体为 。 ②时，的物质的量为 mol，反应Ⅲ的压强平衡常数 。 ③保持温度不变，若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，pCO将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）当时，越多，温度越高，越有利于合成气的生成，其原因是 。 【答案】（1） （2）CO 0.2mol 40 不变 （3）生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向，故越大，温度越高，越有利于合成气的生成 【解析】（1）已知：反应Ⅰ：；反应Ⅳ：  由盖斯定律可知，2×①+④得：； （2）①图a中已知H2O、CO2气体的曲线，反应中投料CH4，CH4随着反应气量减少，故a为CH4；由主反应化学方程式可知，消耗1分子CH4生成CO、2分子H2，且CH4裂解反应也生成H2，故b为H2，c曲线对应的气体为CO； ②设=1.0mol，=2.0mol，平衡时，CH4、H2均为0.6mol，则生成H2需要消耗0.3molCH4，CO的物质的量为0mol，反应Ⅰ不发生，只发生反应Ⅲ，消耗0mol，反应Ⅱ消耗CH4的物质的量为（1.0mol-0.6mol）-0.3mol=0.1mol，消耗0.8mol，则时，的物质的量为1-0.8mol=0.2mol；时，=0.6mol，=0.6mol，=0.1mol，=0.2mol，反应Ⅲ的压强平衡常数； ③保持温度不变，若向平衡体系中通入少量，总压强不变，体积增大，与原平衡为等效平衡，重新达平衡后，pCO将不变； （3）生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向，故越大，温度越高，越有利于合成气的生成。 8．（2025·山东青岛·二模）以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下可制备HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下： I. CH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+756.83kJ·mol-1 Kp1 II. HCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316.12kJ·mol-1 Kp2 III.2HCHO(g)HCOOCH3(g) ΔH3= -162.04kJ·mol-1 Kp3 （1）反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH= ；该反应的压强平衡常数Kp= (用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。 （2）已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系，且符合van’tHoff方程lgKp=-×+C(其中R、C为常数，ΔH为反应热)。反应I、II、III的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应I对应的曲线为 (填“a”、“b”或“c”)。 （3）260℃时，向体积为VL的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g)发生反应I、II、III，达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.2mol和0.95mol。 ①CH3OH(g)的平衡转化率为 。 ②260℃时，反应II的平衡常数K= 。 ③当温度高于260℃时，CH3OH(g)的转化率随温度的升高而 (填“增大”、“减小”或“不变”)，HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为 。 （4）利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g和CO2(g)合成HCOOCH3(g)，其反应机理如图2所示。 ①260℃时，将=的混合气体以10L·h-1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3(g)的产率为80%时，其生成速率v(HCOOCH3)= L·h-1。 ②若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为 。 【答案】（1）+1983.86kJ/mol （2）a （3）70% 4.75 增大 升高温度，反应III逆向移动的程度大于反应II正向移动的程度 （4）2 增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性 【解析】（1）根据盖斯定律，反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)可由已知反应“I×2+ II×2+ III”得到，故ΔH=2×ΔH1+2×ΔH2+ΔH3=2×756.83+2×316.12-162.04=+1983.86(kJ/mol)；则该反应的压强平衡常数Kp=(方程式相加，K相乘)； （2）由于lgKp= -×+C，则lgKp与之间成反比关系，反应I、II的反应热ΔH均是正值，则其在图1所示曲线中为a、b，曲线c是ΔH为负值的反应III，又ΔH1大于ΔH2，其线“更陡”，故反应I对应的曲线为a； （3）根据题意，设达到平衡时反应I、II、III分别转化了amol、bmol、cmol，则有：，， ，有a-2c=0.1，b+c=0.95，a-b=0.2，联立解得a=0.8，b=0.6，c=0.35； ①CH3OH(g)的平衡转化率为； ②260℃时，反应II的平衡常数K===4.75； ③当温度高于260℃时，反应I正向吸热，CH3OH(g)的转化率随温度的升高而增大；升高温度，反应III逆向移动的程度大于反应II正向移动的程度，故HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降； （4）①根据图2 所示，CH3OH(g)和CO2(g)合成HCOOCH3(g)反应方程式为：2CH3OH(g)+CO2(g)HCOOCH3(g)+HCHO(g)+H2O(g)，当HCOOCH3(g)的产率为80%时，=的混合气体CO2(g)的体积比为，HCOOCH3(g)与CO2(g)化学计量数之比为1:1，其生成速率v(HCOOCH3)= 10L·h-1×80%×=2 L·h-1； ②根据图2 所示，H原子在反应过程的中间产物的转化ⅲ起到促进作用，若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性。 9．（2025·山东名校大联考·4月联合检测）一种采用催化氧化法处理废气的原理如下： 。 将和分别以不同起始流速通入反应器中，在、和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： （1）已知的燃烧热； ； 。 则催化氧化法处理废气的 （2）该反应在温度较 时(填“高”或“低”)容易自发进行，结合图像分析 。 （3）图1中的a、b、c三点中，最可能到达平衡状态的是 (填标号)。 （4）下列措施可提高M点转化率的是___________(填标号)。 A．增大 B．降低温度 C．增大的流速 D．使用更高效的催化剂 （5）在温度为，初始压强为的恒容密闭容器中，按图2中的投料比进行反应，到达平衡时与N点的转化率相同，求该温度下反应的化学平衡常数 。 （6）另一种以为催化剂，用氧化制的反应历程如下： 第一步：； 第二步：___________； 第三步：。 写出第二步反应的化学方程式： 。 【答案】（1） （2）低 440 （3）c （4）D （5）0.5 （6）2CuCl(s)+O2(g)CuO·CuCl2(s) 【解析】（1）已知的燃烧热，则④；②；③ ，由盖斯定律可知，④-③+②可得=。 （2）是气体体积减小的放热反应，，，当时，反应能够自发进行，则该反应在温度较低容易自发进行，升高温度时平衡逆向移动，反应物的转化率降低，即温度越高，HCl的转化率越低，且较低流速下转化率可近似为平衡转化率，则图中T1为440℃，T2为400℃，T3为360℃。 （3）较低流速下转化率可近似为平衡转化率，a、b、c三点中c点气体流速最低，最可能到达平衡状态。 （4）M点气体流速较高，反应未达到平衡， A．对比图1、2可知，其他条件相同时，增大，HCl的平衡转化率减小，A不选； B．降低温度，反应速率减慢，单位时间内HCl的转化量减小，转化率减小，B不选； C．由图可知，增大HCl的流速，HCl的转化率降低，C不选； D．使用更高效的催化剂，反应速率加快，单位时间内HCl的转化量增大，转化率增大，D选； 故选D。 （5）在温度为，初始压强为的恒容密闭容器中，按图2中的投料比进行反应，到达平衡时与N点的转化率相同，列出三段式： HCl的转化率为，x=1.6，平衡总压为，该温度下反应的化学平衡常数0.5。 （6）催化剂只改变反应历程，不改变反应结果，故总反应-①-③可得出反应②为2CuCl(s)+O2(g)CuO·CuCl2(s)。 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·山东滨州·二模）碳酸盐作为地球碳循环的关键物质，其转化和利用与环境气候变化紧密相关。 Ⅰ．某研究团队通过直接对碳酸钙进行氢化生成高附加值的化学品，相关反应如下。 i．   ii．   （1）CO与的混合气(体积比为)可用于合成多种化工产品。利用上述反应获得1 mol该混合气，理论上需吸收的热量为 。 （2）恒温恒容条件下，向真空密闭容器中加入足量碳酸钙、合适的固体催化剂，通入，只发生反应i和反应ii，测得装置总压随时间变化如下表： 时间/min 0 10 20 30 40 50 总压/MPa 2.00 2.17 2.08 2.01 1.95 1.95 ①反应过程中总压先增大后减小的原因是 。 ②实验结束后共收集到，计算反应i的平衡常数 MPa。 Ⅱ．碳酸钙还可用于燃煤脱硫，相关反应如下。 i． ii． iii． （3）恒定温度为T℃，在2 L的刚性容器中加入一定量的和、混合气体，起始压强为。 ①20 min时测得体系有，则用表示的化学反应速率为 (用含代数式表示)。 ②反应一段时间达平衡后，测得体系中总压为，和，体积分数分别为8％、12％，则体系中的物质的量为 。若继续向刚性容器中充入少量，再次平衡时将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 2．（2025·山东潍坊·二模）N，N二甲基甲酰胺是常见的有机溶剂，一种加氢耦合二甲胺制的反应如下，副反应产生三甲胺： Ⅰ．　 Ⅱ．　 Ⅲ．　 回答下列问题： （1）反应Ⅲ在 (填“较高”“较低”或“任意”)温度下自发进行。 （2）将、、，通入密闭容器发生上述反应，体系达平衡后，部分含碳物质的x[x为以碳元素计的物质的量分数，]随温度变化如图1所示，则代表的曲线为 (填小写字母)；温度时，， ，反应Ⅲ的平衡常数 。 （3）温度下，向1L密闭容器中重新加入、和适量，发生上述反应，DMF、TMA的物质的量随时间的变化关系如图2，2min内，DMA的反应速率为 ，2min时，体系内，则此时反应Ⅲ的反应速率 (填“>”“<”或“=”)。 （4）保持体系总压强和反应物投料比相同，分别以做辅气与无做辅气投入反应物，DMA的转化率与温度的关系如图3，含He的曲线为 ，理由为 。 3．（2025·山东菏泽·二模）以工业废气中的为原料催化加氢制备甲醇具有较好的发展前景。涉及以下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1） 。计算机模拟Ⅲ的反应历程及能量变化如图所示(TS代表过渡态，IM表示中间产物)。催化剂主要降低反应历程中第 步的能垒(填序号)。 （2）已知：X的选择性。将和充入密闭恒压容器中进行上述反应，平衡时，转化率选择性、CO选择性随温度的变化关系如图所示。则图中表示变化的曲线是 (填标号)；当温度高于时，)逐渐增大的原因是 。条件不变，原料气中增加，在某温度下达到平衡，测得，，则 。 （3）一定条件下，将和充入恒容密闭容器中发生上述反应。不同时间容器内的压强见下表，平衡时测得体系内CO的摩尔分数为10%。      0 5 10 15 20 25      6.0 5.55 5.2 4.95 4.8 4.8 该温度下反应Ⅲ的平衡常数 (列出计算式即可)。 4．（2025·山东聊城·二模）氢能源是一种绿色能源，其工业生产来源之一是天然气，如通过甲烷的重整反应获得H2. 重整反应：    ΔH1=+248kJ/mol； 副反应Ⅰ：     ΔH2=-172kJ/mol； 副反应Ⅱ：   ΔH3； （1）的焓变ΔH3= 。 （2）压强恒定为p的密闭容器中加入CH4、CO2各1mol进行反应。在不同温度下反应达到平衡时，气相中含碳组分的摩尔分数和碳的物质的量变化曲线如图所示，曲线 (填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)表示CH4的摩尔分数变化。当温度高于T1时，随温度升高曲线丁对应物理量减小的原因是 。 （3）压强p下、温度为T0时，图示气相中含碳组分的摩尔分数分别为0.36、0.24、0.08，反应的Kp= (写出计算式)；甲烷的转化率为 ，碳的物质的量为 mol。若向平衡体系中通入一定量Ne(g)，重新达到平衡后，n(H2)将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 5．（2025·山东济宁·二模）利用3-硝基苯乙烯(NS)制备3-乙基苯胺(EA)，涉及反应如下： 已知：(R为常数，在温度变化范围不大时，同一反应的ΔH、ΔS为常数) （1）反应④的焓变 (用含、、的代数式表示)，反应①的平衡常数 (用含、、的代数式表示)。 （2）在某选择性催化剂条件下，四个反应的平衡常数随温度变化的曲线如图1所示，c和d分别表示反应②和③的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应①和④的平衡常数随温度变化曲线为 、 。 （3）下列说法错误的是 。 a．四个反应均为放热反应    b．   c．压强越大，温度越高越有利于生成EA （4）以1molNS为原料，PMPa的高压H2氛围下(因反应在H2高压氛围下进行，故H2压强近似等于总压)发生上述反应，测得不同温度下平衡时产物的选择性、NS平衡转化率关系如图2所示。平衡转化率为60%时，AS的产率= %，反应①的 。 6．（2025·山东日照·二模）丙烯是制作医用口罩的原料之一。在一定温度，丙烷在RhIn/沸石催化剂表面发生化学反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 回答下列问题： （1）已知氢气的摩尔燃烧焓， ，则 。 （2）将丙烷和稀释气H2O(g)分别以不同的起始流速通入温度为，压强为1.175MPa的反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，维持温度和压强不变，在为8、10、12下反应，通过检测流出气体的成分获得丙烷的转化率随丙烷流速变化曲线如图所示(在较低流速下转化率可近似看成平衡转化率)。 ①代表 。 ②图中 M 点时的选择性为20%，则0~1h，= ，反应Ⅱ的 MPa[已知：的选择性 ]。 ③下列措施可增大N点丙烷转化率的是 。 A．增大丙烷的流速               B．升高体系的温度 C．增大          D．使用高效的催化剂 ④流速较大时，丙烷转化率降低，且与、相比降低明显加快的原因是 。 7．（2025·山东泰安·二模）具有优异的储氧和释氧能力，其晶格氧可以在还原和氧化条件下灵活迁移，参与反应。利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气（CO与）技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应，实现燃料与氧气不接触反应，其模型如图所示： 一定温度下晶格氧部分氧化甲烷涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   载氧体恢复晶格氧反应：   请回答下列问题： （1）该模型部分氧化甲烷制合成气的热化学方程式为： 。 （2）将和加入容器中，控制投料比为、压强为100kPa，平衡时C(s)及各气体的物质的量随温度的变化如图所示。 ①图中c曲线对应的气体为 。 ②时，的物质的量为 mol，反应Ⅲ的压强平衡常数 。 ③保持温度不变，若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，pCO将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）当时，越多，温度越高，越有利于合成气的生成，其原因是 。 8．（2025·山东青岛·二模）以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下可制备HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下： I. CH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+756.83kJ·mol-1 Kp1 II. HCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316.12kJ·mol-1 Kp2 III.2HCHO(g)HCOOCH3(g) ΔH3= -162.04kJ·mol-1 Kp3 （1）反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH= ；该反应的压强平衡常数Kp= (用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。 （2）已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系，且符合van’tHoff方程lgKp=-×+C(其中R、C为常数，ΔH为反应热)。反应I、II、III的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应I对应的曲线为 (填“a”、“b”或“c”)。 （3）260℃时，向体积为VL的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g)发生反应I、II、III，达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.2mol和0.95mol。 ①CH3OH(g)的平衡转化率为 。 ②260℃时，反应II的平衡常数K= 。 ③当温度高于260℃时，CH3OH(g)的转化率随温度的升高而 (填“增大”、“减小”或“不变”)，HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为 。 （4）利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g和CO2(g)合成HCOOCH3(g)，其反应机理如图2所示。 ①260℃时，将=的混合气体以10L·h-1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3(g)的产率为80%时，其生成速率v(HCOOCH3)= L·h-1。 ②若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为 。 9．（2025·山东名校大联考·4月联合检测）一种采用催化氧化法处理废气的原理如下： 。 将和分别以不同起始流速通入反应器中，在、和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： （1）已知的燃烧热； ； 。 则催化氧化法处理废气的 （2）该反应在温度较 时(填“高”或“低”)容易自发进行，结合图像分析 。 （3）图1中的a、b、c三点中，最可能到达平衡状态的是 (填标号)。 （4）下列措施可提高M点转化率的是___________(填标号)。 A．增大 B．降低温度 C．增大的流速 D．使用更高效的催化剂 （5）在温度为，初始压强为的恒容密闭容器中，按图2中的投料比进行反应，到达平衡时与N点的转化率相同，求该温度下反应的化学平衡常数 。 （6）另一种以为催化剂，用氧化制的反应历程如下： 第一步：； 第二步：___________； 第三步：。 写出第二步反应的化学方程式： 。 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 $$