专题15 化学反应原理综合题（河北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟化学真题分类汇编

专题15化学反应原理综合题 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 化学反应原理综合 （5年5考） 2025·河北卷、2024·河北卷、2023河北卷、2022·河北卷、2021河北卷 考查内容有热化学方程式书写、化学反应速率及其影响因素、化学平衡状态判断、平衡移动、平衡常数电离常数水解常数溶度积计算及应用、反应条件及控制、电化学及其应用等。总之化学反应原理这本书中的内容都有可能考到。 1．（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。 ②0(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)。 【答案】(1) cd (2) 该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 < = 12 【详解】（1）①0~30min内，环氧乙烷完全转化，； ②a．，主反应中，，则生成物总能量低于反应物总能量，a错误； b．由题中信息可知主反应伴随副反应发生，EG作为主反应的生成物同时也是副反应的反应物，即EG浓度的变化量小于EO浓度的变化量，0~30min内，，b错误； c．主反应中，，副反应，同一反应体系中物质一量变化量之比等于浓度变化量之比，产物中，即，，反应时间相同，则，，则，c正确； d．选择适当催化剂可提高主反应的选择性，可提高 乙二醇的最终产率，d正确； 故选cd； （2）①该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，，故、、对应α为0.6、0.5、0.4； ②由图可知，压强相同时，温度升高，平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，<0； ③M、N的进料相同，平衡转化率相等，平衡时各组分物质的量分数分别相等，则=；D点对应的平衡转化率为0.5，根据题中信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2molCO和3molH2，列三段式：，平衡时，、、的物质的量分数分别为，； ④设起始加入mmolCO和3molH2，此时，列三段式：，平衡时，气体总的物质的量为mmol，、、平衡分压分别，。 2．（2024·河北·高考真题）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 (1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。 ①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能(用含的代数式表示)。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为，判断依据为。M点的转化率为，温度下用分压表示的平衡常数。 ③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是(填序号)。 (2)1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。 ①时，，且内，反应进行到时，。 ②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时后，随T的含量增加，(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 0.03 D (2) 5.54 0.033 增大 【详解】（1）①根据反应热与活化能E正和E逆关系为正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的。 ②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由到逐渐降低，即。由题图甲中M点可知，进料比为，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。 可计算得，。 ③由题图甲中M点可知，进料比为2时，，结合“三段式”，以及时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，也为，曲线D上存在（0.5，60）。本题也可以快解：根据“等效平衡”原理，该反应中和的化学计量数之比为，则和的进料比互为倒数(如2与0.5)时，相等。 （2）①根据化学反应速率的计算公式时，，时，。 ②已知，又由题给反应速率方程推知，，则，即后。后，D和G转化为T的速率比为，G消耗得更快，则增大。 3．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i   ii   ①。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有(填标号)。 A．缩小体积    B．升高温度    C．移除    D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，则(写出含a、b、V的计算式)。 (2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。 组号 1 0.10 0.10 r 2 0.10 0.20 3 0.20 0.10 4 0.05 0.30 ？ 表中第4组的反应速率为。(写出含r的表达式) (3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时，在(填“阴”或“阳”)极上发生反应，产生。 ②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时，理论上消耗和的质量比为，则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为。 ③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化，则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为(用字母a、b、c排序)。 【答案】(1) 181 CD (2) (3) 阴 bac 【详解】（1）①ΔH1=反应物总键能-生成物总键能=； 故答案为：+181； ②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意； B．升高温度，平衡向着吸热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意； C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意； D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意； 故答案为：CD； ③根据三段式 ，； 故答案为：；； （2）实验1与实验2相比，，y=1，实验1与实验3相比，，x=2，代入实验3，，根据实验4计算，； 故答案为：0.75r； （3）①N2生成NH3，化合价降低，得电子，发生还原反应，则N2在阴极反应； 故答案为：阴； ②燃料电池中，氨气作负极发生氧化反应，生成N2，生成1个N2转移6个电子，在碱性下发生，； 故答案为：； ③催化剂通过降低反应活化能提高反应速度，则催化活性由强到弱的顺序为b＞a＞c； 故答案为：bac。 4．（2022·河北·高考真题）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 (1)时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为。 (2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ. Ⅱ. ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 (填标号)。 A．增加用量     B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除          D．加入催化剂 ②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数 (写出含有α、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。 (3)氢氧燃料电池中氢气在(填“正”或“负”)极发生反应。 (4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为。 (5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→(用等代号表示)。 【答案】(1)H2(g)+O2 (g)=H2O(1) H= -286 kJ•mol-1 (2) BC 43% (3)负 (4)CnH2n+2-(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=n CO2+(n+1) H2O (5)abehj 【详解】（1）298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，则1molH2燃烧生成H2O(g)放热=242kJ，用热化学方程式表示为：H2(g)+O2(g)=H2O(g) H1= -242 kJ•mol-1①，又因为1 mol H2O(1)蒸发吸热44kJ，则H2O(g)= H2O(l) H2= -44 kJ•mol-1②，根据盖斯定律可知，表示H2燃烧热的反应热为 H=H1+H2= -286 kJ•mol-1，故答案为：H2(g)+O2 (g)=H2O(1) H= -286 kJ•mol-1； （2）①A．增加CH4 (g)用量可以提高H2O(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率减小，A不符合题意； B．恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，B符合题意； C．移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意； D．加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH4(g)平衡转化率，D不符合题意； 综上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是BC； ②恒温恒压条件下，1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4 (g)的转化率为α，CO2 (g)的物质的量为b mol，则转化的CH4 (g)为α mol，剩余的CH4 (g)为(1-α)mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(α-b)mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1-α-b)mol，H2(g)的物质的量为(3α+b)mol，则反应混合物的总物质的量为(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、 CO(g) 、H2(g)的物质的量分数分别为、、、，因此，反应I的平衡常数Kx=；其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，α=0.90，b =0.65，则平衡时，CH4 (g)为0.1mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25mol，，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5-0.90-0.65 )mol=3.45mol，H2(g)的物质的量为(3α+b )mol=3.35mol，平衡混合物的总物质的量为(2α+6 )mol=7.8mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为； （3）燃料电池中的燃料在负极发生氧化反应，因此，氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应； （4）在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中，CnH2n+2在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，电极反应式为CnH2n+2-(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=nCO2+(n+1) H2O； （5）由图示可知，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，且能垒越低，活化能越小，越容易进行，根据图示可知，其可行的途径为：abehj。 5．（2021·河北·高考真题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 (1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热△H(kJ•mol-1) -285.8 -393.5 -3267.5 (1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为。 (2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离： ①CO2(g)=CO2(aq) ②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq) 25℃时，反应②的平衡常数为K2。 溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为ymol•L-1•kPa-1，当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离) (3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。 保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于kPa。 (4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题： ①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.2CO2+2e-=C2O Ⅱ.C2O=CO2+CO Ⅲ.         Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3 ②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。 Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为。 Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。 【答案】 6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l) H=49.1kJmol-1 100.8 正 2C+CO2=2C+C 3CO2+18e- +13H2O=CH3CH2CH2OH+18OH- c、a、b 【详解】(1)根据表格燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJmol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l) H2=-285.8kJmol-1，③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) H3=-3267.5kJmol-1，根据盖斯定律，[①12+②6] -③得反应：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l)，H=[(-393.5kJmol-1)+(-285.8kJmol-1)6]-(-3267.5kJmol-1)=49.1kJmol-1，故答案为：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l) H=49.1kJmol-1； (2)由题可知，①CO2(s)CO2(aq)，②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HC(aq)，K2=，设c(H+)为α，则c（OH-）=，根据电荷守恒c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-),可得c(HCO3-)=α-，大气中的CO2分压p(CO2)=px kPa，溶液中CO2的浓度c(CO2)(aq)=pxy mol/L，将c(H+)、c（OH-）、c(CO2)(aq)带入平衡常数表达式 ，所以解得α=c(H+)=，故答案为：； (3)2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+ CO2(g)，等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，可用分压表示物质的量浓度，平衡常数Kp===529kPa2。温度不变化学平衡常数Kp不变，设平衡时，平衡体系中CO2的分压为x，则K== 529kPa2，=kPa=105.8kPa，CO2的初始压强等于平衡压强减去碳酸氢盐分解产生的CO2的分压，即CO2(g)的初始压强应大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa，故答案为：100.8； (4)①由题意知，Li-CO2电池的总反应式为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2发生得电子的还原反应，则CO2作为电池的正极；CO2还原后与Li+结合成Li2CO3，按4个步骤进行，由步骤II可知生成了C，而步骤IV需要C参加反应，所以步骤III的离子方程式为：2C+CO2=2C+C，故答案为：正；2C+CO2=2C+C； ②I.CO2在碱性条件下得电子生成CH3CH2CH2OH，碳元素从+4价降低到-2价，根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式为：3CO2+18e- +13H2O=CH3CH2CH2OH+18OH-； II.c催化剂条件下，CO2电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生CO2的电还原；而催化剂a和b条件下，CO2电还原曲线中a的最大能垒为0.51＜b曲线的0.76，a曲线电化学还原更容易。且H+电还原中a曲线最大能垒0.27＞b曲线的0.22，综上所述，a催化剂比b催化剂更易发生CO2电还原。因此反应从易到难的顺序为c、a、b，故答案为：c、a、b。 1．（2025·河北石家庄·二模）丙烯是重要的化工产品，也是衡量国家化工水平的重要指标之一、工业上利用丙烷脱氢法制丙烯，反应方程式如下： 主反应：ⅰ.   副反应：ⅱ.   ⅲ.   请回答下列问题： (1)已知、、的燃烧热分别为、、。计算。 (2)向体积可变的密闭容器中加入1mol ，分别在0.1MPa和0.01MPa下，不同温度时，发生上述反应，反应达到平衡时，丙烷的转化率及0.1MPa下和的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示： ①曲线所在的压强为MPa；代表物质在0.1MPa下的物质的量分数随温度变化的曲线，判断理由为； ②若在560℃，0.1MPa下反应进行n min时反应达到平衡，反应ⅰ用表示0～n min时间内的平均反应速率为；反应ⅰ的压强平衡常数为MPa(为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，保留三位有效数字)。 (3)在中性或碱性环境中，通过可再生电能进行电化学还原实现了高效合成丙烯，得到丙烯的电极为(填“阴极”或“阳极”)；其电极反应式为。 【答案】(1) (2) 0.01 反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，物质的量分数减小 (3) 阴极 【详解】（1）已知燃烧热的热化学方程式：①； ②； ③，根据盖斯定律，由①+③ - ②可得， （2）①对于反应i和ii，正反应是气体体积增大的反应，减小压强，平衡正向移动，丙烷转化率增大，所以曲线所在压强为0.01MPa，去哦在曲线表示的压强为0.1MPa；反应i是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，物质的量分数减小，物质的量分数增大，所以代表物质在0.1MPa下的物质的量分数随温度变化的曲线，理由是反应i为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，物质的量分数减小，则代表的物质的量分数随温度变化的曲线； ②在560℃，0.1MPa下，起始加入，由图可知平衡时丙烷转化率为35%，则反应的。反应i用表示0 - n min时间内的平均反应速率；平衡时，由曲线可知，在560℃，0.1MPa下的物质的量分数为50%，则，由曲线可知，在560℃，0.1MPa下的物质的量分数为20%，则，由三段式，，，则，解得，，，压强平衡常数； （3）电化学还原生成丙烯，碳元素化合价降低，发生还原反应，得到丙烯的电极为阴极，电极反应式为。 2．（2025·河北保定·三模）二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，同时其能作为可再生的清洁能源。回答下列问题： (1)已知：反应Ⅰ．  ； 反应Ⅱ．  ； 反应Ⅲ．  (、、均为正实数)； 反应Ⅳ．  。 (2)向恒容反应器中充入，控制条件发生反应：  ，平衡常数随温度和压强的变化如表所示： 温度 压强 2MPa 3MPa 4MPa 200℃ 10 300°C 0.25 ①(填“>”“=”或“<”，下同)，0. ②向体积为、温度为300℃的恒温恒容反应器中充入，反应达平衡时的转化率为。 ③提高二甲醚的平衡产率，可以采取的措施有(写两点)。 (3)另一种合成二甲醚的方法反应原理为，反应速率与物质浓度的关系为，［、是只与温度有关的常数］。在300℃时测得的相关数据如下表所示： 实验编号 初始浓度 生成的初始速率 1 2 3 ①。 ②随着温度降低，、(填字母)。 A．都增大 B．都减小 C．增大，减小 D．减小，增大 ③其他条件相同，反应达平衡时二甲醚的产率与温度的关系如图1所示。升高温度后，、变化值较大的是。    (4)某二甲醚熔融碳酸盐燃料电池如图2所示，该电池具有发电效率高、成本低等优点。 ①石墨1极发生的电极反应式为。 ②每消耗，转移至负极的的物质的量为。 【答案】(1) (2) = < 50% 适当降低温度、不断地分离出水蒸气 (3) 2 B (4) 6 【详解】（1）根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ-反应Ⅲ可得，故答案为：。 （2）①该反应在恒容反应器中进行，由反应可知，压强变化不会影响平衡状态，则；压强均为3MPa时，平衡常数随温度升高而变小，说明反应逆向移动，因此该反应为放热反应，即，故答案为：=；<。 ②根据三段式：，则，解得a=2，的转化率=，故答案为：50%。 ③提高二甲醚的平衡产率，则要使反应正向移动，该反应为放热反应，则适当降低温度或者不断地分离出水蒸气均可到达目标，故答案为：适当降低温度、不断地分离出水蒸气。 （3）①根据，温度不变，则不变，由300℃时测得的相关数据1、2代入有，可计算x=2，故答案为：2。 ②根据  ，可知该反应为放热反应，随着温度降低，平衡正向移动，但、是只与温度有关的常数，则温度降低，、都减小，故答案为：B。 ③由于该反应为放热反应，升高温度后，平衡逆向移动，即升高温度，增大得更多些，故答案为：。 （4）①由图示可知，电池工作时，二甲醚失电子参与负极反应，氧气得电子参与正极反应，则石墨1电极反应式为，故答案为：。 ②根据石墨1电极反应式：，则每消耗，转移至负极的的物质的量为6mol，故答案为：6。 3．（2025·河北保定·二模）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。 【答案】(1) (2)-6 (3)BC (4) C 525~573K 此温度在催化剂活性范围内且乙烯选择性较高 (5) 20 20 【详解】（1） 根据所学知识，可知乙烯合成聚乙烯的化学方程式为。 （2）反应热反应物键能总和-生成物键能总和，根据题中给出的键能和反应式，可知反应物键能= 2×(3×413+358+467) = 4128 kJ·mol-1，生成物键能= 614+4×413+2×2×467 = 4134 kJ·mol-1，则4128 kJ·mol-1 - 4134 kJ·mol-1 = -6 kJ·mol-1，故答案为-6。 （3）A．恒容密闭容器，气体质量、体积均不变，密度始终不变，不能判断平衡，A错误； B．反应①②均为气体物质的量增大的反应，压强不变时，说明气体物质的量不变，达到平衡，B正确； C．气体平均摩尔质量M=m/n，质量m不变，由反应知物质的量n是变化的，故M不变时气体物质的量不变，达到平衡，C正确； D．根据原子守恒可知，始终不变，故不能判断平衡，D错误； 故答案选BC。 （4）根据图1可反应i随温度升高平衡常数增大，为焓增反应，且反应i反应后气体物质量增大，即为熵增(>0)，故反应i属于焓增、熵增反应，选C；M点反应i和反应ii的lgKp相等，即Kp1=Kp2，，，故M点时；由图2和催化剂活性温度范围可知，制备乙烯应控制温度的范围为525~573K，原因是：此温度在催化剂活性范围内且乙烯选择性较高。 （5）由题知，平衡体系中含1mol C3H8、1mol CH4、1mol C2H4和3mol Ar，已知总压强为120 kPa，则，。 4．（2025·河北保定·三模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研团队通过镓改性的疏水二氧化硅负载铜基催化剂，实现了加氢制二甲醚的高效催化。其主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：2CO2   (1)计算：。 (2)随温度变化的三种趋势如下图中线条所示。能用来表示反应Ⅲ的线条是(填线条字母)。 (3)在恒温()恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．反应Ⅱ中 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (4)一定温度下在某恒容密闭容器中按和的浓度比为投料进行上述反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表：           时间(min) 浓度(mol/L) 0 10 20 30 40 1.00 0.68 0.40 0.30 0.30 0 0.05 0.08 0.10 0.10 ①内，的平均反应速率。 ②根据以上数据计算反应Ⅲ的平衡常数(列式，代入数据，不计算结果)。 (5)对上述反应实验研究得出：在相同温度下，的转化率等物理量随催化剂的组成比的变化关系如图所示。 若温度不变，催化剂中约是时最有利于二甲醚的合成；此时，若增大反应物投料比，平衡常数K将(填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)用GaN做催化剂时制备二甲醚的反应机理如图甲，在GaN(110)界面上的反应历程如图乙，其反应为，在GaN(100)界面上生成两种自由基外还有水蒸气产生。 ①图乙表示的反应历程中，决速步骤的化学方程式为。 ②GaN(100)界面上的反应为。 【答案】(1) (2)c (3)D (4) (5) 3.0 不变 (6) 【详解】（1）根据盖斯定律，反应Ⅲ可以看作为由反应Ⅰ反应Ⅱ所得，则。 （2）根据时能自发进行，在反应Ⅲ中，，，该反应在低温时能自发且，则符合反应Ⅲ的线条为：c。 （3）在恒温()恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应，能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是： A．：反应进行到某个时刻，与物质的量之比恰好为1：1，不能说明反应达平衡状态，A不符合题意； B．反应Ⅱ中：在反应中，化学反应速率之比=化学计量数之比，则，不能说明反应达平衡状态，B不符合题意； C．混合气体的密度不变：恒容容器，体积不变，混合气体的质量不变，则密度始终不变，不能说明反应达平衡状态，C不符合题意； D．混合气体的平均相对分子质量不变：混合气体的质量不变，反应前后的物质的量在改变，当混合气体的平均相对分子质量不变时，可以说明反应达平衡状态，D符合题意； 故答案为：D。 （4）一定温度下在某恒容密闭容器中按和的浓度比为投料进行上述反应，起始时，则。 ①根据表中数据，内，的改变量为，则其平均反应速率为。 ②在30min时反应已达到平衡状态，剩余的，消耗的，生成，根据反应Ⅰ和反应Ⅲ都可以看出反应中和的反应比始终为3:1，则，得到剩余的，根据C原子守恒可得，根据H原子守恒得到生成的，则反应Ⅲ的平衡常数为。 （5）根据图形可知，当时，二甲醚的选择性最高；因温度不变，则平衡常数K不变。 （6）①在反应历程中，反应过程的能垒最高（活化能最大），反应速率最慢，该步骤为反应的决速步骤，由图乙可知，反应的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤； ②GaN(100)界面上的反应除生成自由基外还有水蒸气产生，则GaN(100)界面上的反应为：。 5．（2025·河北·二模）油气开采、石油化工、煤化工等工业废气中普遍含有，需要回收处理并加以利用。 (1)查阅文献知，对的处理主要有两种方法。 ①克劳斯工艺。已知反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应  。 ②催化重整法处理。可以用作脱除的催化剂，脱除过程如图所示。 脱除时需先进行吸附。按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，请从结构角度分析其原因；。 (2)向某密闭容器中充入一定量的气体，发生热分解反应  ，分解的平衡转化率随温度和压强的变化情况如图所示。 ①某温度下恒容密闭容器中。反应物的转化率达到最大值的依据是(填标号)。 a．气体的压强不再发生变化   b．气体的密度不再发生变化   c．   d．和的物质的量之和保持不变 ②、和中压强最大的是。 (3)在、条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等。 ①的平衡转化率为，平衡常数。 ②工业上，通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入，的平衡转化率会(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：。 【答案】(1) -314 硫化氢中H带正电，S带负电，氧化铁中Fe带正电，O带负电；图甲吸附方式为同种电性微粒靠近，图乙吸附方式为不同电性微粒靠近，不同电性微粒靠近时，吸附能力强 (2) ac (3) 50% 5 增大 等温等压通入，体积增大，各物质分压减小，，平衡正向移动，转化率增大 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应+反应，得总反应：，所以；硫化氢中H带正电，S带负电，氧化铁中Fe带正电，O带负电；图甲吸附方式为同种电性微粒靠近，图乙吸附方式为不同电性微粒靠近，不同电性微粒靠近时，吸附能力强； （2）a．反应前后气体分子数改变，某温度下恒容条件下，气体总压强与气体分子数成正比（阿伏加德罗定律的推论），压强不变说明各物质的物质的量不变，浓度不变，反应达平衡，转化率最大，故a正确； b．密度，恒容容器中，由质量守恒定律可知，气体总质量不变，体积不变，密度始终不变，不能判断平衡，故b错误； c．正逆反应速率关系需符合化学计量比。反应中与的计量数之比为2：1，当时，说明正反应生成的速率与逆反应消耗的速率相等，说明反应达平衡转化率最大，故c正确； d．反应中减少量与增加量有特定关系，分解生成，则减少量=增加量，与物质的量之和始终不变，无法判断平衡，故d错误； 反应是气体分子数增大的反应（正反应体积增大），根据勒夏特列原理：增大压强，平衡逆向移动（向分子数少的方向），转化率降低。由图可知，相同温度下，压强为时，平衡转化率最低，说明此时压强最大，因此，压强最大的是； 故答案为：ac；； （3）①设，，设分解的物质的量2x，则： 平衡时与分压相等，因同温同体积条件下，分压之比等于物质的量之比，所以1-2x=2x，解得x=0.25。转化率=； 总物质的量=1-2x+x+2x+4=5+x=5.25mol。各物质的物质的量，，，各物质分压：，，； ②等温等压下通入，容器体积增大，各物质浓度同等程度减小，相当于减小压强。正反应方向是气体分子数增大的方向，减小压强，平衡正向移动，平衡转化率增大；设等温等压下通入的浓度商为，温度不变，不变，通入后，体积增大，各物质分压减小，中分子分母同比例减小，所以，平衡正向移动，转化率增大； 故答案为：①50%；5； ②增大；等温等压通入，体积增大，各物质分压减小，，平衡正向移动，转化率增大。 6．（2025·河北衡水·一模）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)。 【答案】(1)C (2) -162kJ/mol 低温 (3)D (4) 增大压强，或选择合适的催化剂(或分离产物) 0.27 【详解】（1）Sabatier反应所需的CO2可从工业尾气中捕获，即能够吸收CO2的试剂，已知CaCl2溶液、小苏打即NaHCO3溶液、硫酸铵溶液均不能与CO2反应，不能能作为捕获剂，而纯碱即Na2CO3溶液能够与CO2反应，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，能够作为捕获剂，故答案为：C； （2）已知：、的燃烧热分别为、，转化为吸收的热量，即 有反应i：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-570kJ/mol， 反应ii：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)=-890kJ/mol， 反应iii：H2O(l)=H2O(g)=+44kJ/mol， 甲烷化反应可由2i-ii+2iii得到，根据盖斯定律可知，2-+2=2×(-570kJ/mol)-(-890kJ/mol)+2×44kJ/mol=-162kJ/mol，该反应是一个焓减的熵减反应，故在低温下能自发进行，故答案为：-162kJ/mol；低温； （3）A．由题干信息可知，反应过程中气体的质量不变，体积发生改变，即混合气体的密度始终在变，故混合气体的密度保持不变说明反应达到化学平衡，A不合题意； B．已知同温同压下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，结合A项分析可知，混合气体的平均相对分子质量保持不变说明反应达到化学平衡，B不合题意； C．恒压下气体的体积与其物质的量呈正比，即反应过程中气体的体积始终在改变，故容器的体积不变说明反应达到化学平衡，C不合题意； D．根据反应方程式可知，反应过程中和的比值始终为2:1，故和的比值保持不变不能说明反应达到化学平衡，D符合题意； 故答案为：D； （4）①反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C2H5OH的转化率下降，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3CHO的转化率上升，即L1为CH3CHO的选择性，由于CH3CHO、C2H5OH、CH3COOC2H5的选择性相加为1，即L2为C2H5OH的选择性，综上L3为乙酸的转化率随温度变化的曲线；故答案为：L3； ②反应Ⅱ、Ⅲ均为气体分子数相等的反应，即压强的变化对平衡移动无影响，Ⅰ为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，S(C2H5OH)增大，选择合适的催化剂也能增大S(C2H5OH)，故答案为：增大压强或选择合适的催化剂； ③达到平衡时容器的体积变为0.8L，反应Ⅱ、Ⅲ均为气体分子数相等的反应，Ⅰ为气体分子数减小的反应，即参与反应Ⅰ的H2的体积为(1L-0.8L)×2=0.4L，初始时3mol气体对应体积为1L，即0.4L气体，对应物质的量为1.2mol，即参与反应Ⅰ的H2的物质的量为1.2mol，可得：，即反应Ⅲ参加反应的H2物质的量为2mol-1.2mol-0.7mol=0.1mol，可得：，，n(CH3COOC2H5)=n(CH3CHO)=0.05mol，可知：，即n(CH3COOH)=1mol-0.6mol-0.1mol-0.05mol=0.25mol、n(C2H5OH)=0.6mol-0.05mol=5.5mol、n(CH3COOC2H5)=0.05mol、n(H2O)=0.6mol+0.1mol+0.05mol=0.75mol，反应Ⅱ的平衡常数K===≈0.27，故答案为：0.27。 7．（2025·河北·一模）和是工业生产中常见污染物，深入理解大气中和等转化机制和相互作用规律，可以建立更准确的大气化学模型，为制定有效的环境保护政策和措施提供科学依据。其中涉及的主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (1)在标准状态下，由指定单质生成纯化合物时的反应焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。下列几种物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 标准摩尔生成焓 +33.2 a -395.7 +90.3 则的标准摩尔生成焓。 (2)在250℃条件下，在恒容密闭容器中充入、和，发生上述反应，下列情况不能表明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．和的分压之比为 C．混合气体密度不随时间变化 D．气体平均摩尔质量不随时间变化 (3)在某温度下，将、和通入某恒压密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，、的物质的量和的转化率随压强变化曲线如图所示。 ①曲线i表示随压强变化的曲线。 ②欲提高的平衡转化率，可采取的措施为(任写一种)。 ③当压强为时，若平衡时的体积分数为，则的转化率为，反应Ⅱ的平衡常数为(保留三位有效数字)。 (4)反应Ⅱ平衡时的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数，为物质的分压)。 ①反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是(填字母)。 A．、均增大，且增大的程度较大 B．、均减小，且减小的程度较小 C．增大、减小，平衡正向移动 D．、均减小，且减小的程度较小 ②若按(3)中的条件发生反应，该温度下与的大小关系为：(填“大于”“小于”或“等于”)。 【答案】(1)-296.8kJ/mol (2)BC (3) 的物质的量 加压(或分离出三氧化硫、降温、增大的分压任答一种即可) 30% 2.33 (4) B 大于 【详解】（1）反应的焓变等于总生成物的标准摩尔生成焓之和减去总反应物的标准摩尔生成焓之和，即，则，解得。 （2）A．反应Ⅰ不涉及与，反应Ⅱ中与的化学计量数之比为，则时，说明反应Ⅱ达到平衡，且此时反应Ⅰ也需达到平衡，故A错误； B．和的分压之比为时，不能说明反应达到平衡，故B正确； C．该反应Ⅰ与反应Ⅱ涉及的物质均为气体且为恒容容器，反应过程中混合气体密度不随时间变化，不能说明反应达到平衡，故C正确； D．反应Ⅰ为气体分子数目减少的反应，气体平均摩尔质量不随时间变化，则说明反应Ⅰ达到平衡，此时若反应Ⅱ未达到平衡，会破坏反应Ⅰ的平衡状态，则气体平均摩尔质量不随时间变化时，可以说明反应达到平衡状态，故D错误； 故答案为BC。 （3）①反应Ⅰ为气体分子数目减少的反应，压强增大，平衡正向移动，反应Ⅱ为分子数目相等的反应，本身平衡不受压强影响，但压强增大反应Ⅰ平衡正向移动，增多，故随压强增大，的转化率增大，的物质的量增加，的物质的量减少，且增加的量与减少的量相等，则曲线i代表的物质的量随压强变化的曲线； ②反应Ⅱ的，温度降低平衡正向移动，且由前面可知，则加压、分离出三氧化硫、增大的分压也可提高的平衡转化率； ③当压强为时，由图可知，、的物质的量，则平衡时体系总物质的量为，由反应化学计量数可知，气体减少量为反应的量，则反应掉，根据三段式： 则的转化率，反应Ⅱ的平衡常数。 （4）①反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，反应达到平衡后，仅降低温度，平衡正向移动，、均减小，且减小的程度较小； ②若按(3)中的条件发生反应，该温度下的平衡常数，因此大于。 8．（2025·河北·模拟预测）硅是电子工业中应用最为广泛的半导体材料。用Zn高温还原是生成多晶硅的一种方法，发生反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     已知：①：用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压乘以物质的量分数； ②表示产物选择性，Si、的选择性表示为、。 回答下列问题： (1)Si—Si健、Si—Cl键（中的）键能分别为、，则Si—Cl键（中的）键能为。从体系能否自发的角度分析，反应Ⅲ在（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行。 (2)向温度为1500K的刚性容器中，充入1mol(g)和2molZn(g)，起始压强为kPa条件下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，达到平衡后，测得反应体系总压强为kPa，的分压为kPa，则Si的物质的量为mol，用分压表示反应Ⅰ的平衡常数（用含的代数式表示）；若再向刚性容器中充入一定量的Zn(g)，重新达平衡后，则将（填“增大”“减小”或“不变”），将（填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)向刚性容器中充入1mol(g)和2molZn(g)，在催化剂A、催化剂B的作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，反应min时测得的转化率、的选择性与温度的关系如图所示（在图像所示温度范围内，催化剂的活性不变）： ①在催化剂A的作用下，表示的转化率与的关系曲线是（填“X”或“Z”）。 ②在催化剂B的作用下，曲线Q随温度升高而逐渐下降的可能原因是。 【答案】(1) 高温 (2) 0.6 减小 增大 (3) X 随着温度升高，反应I速率加快的程度大于于反应II、Ⅲ加快的程度，导致的选择性减小 【详解】（1）反应Ⅲ=2×反应Ⅱ-反应Ⅰ，，由键能计算，则Si－Cl键（中的）键能为；反应Ⅲ的，，当，则该反应高温自发； （2） 根据起始压强为kPa，平衡后总压强为kPa，的分压为kPa，则，，故=1.5mol，，，，，气体总物质的量为：2.4mol，反应Ⅰ的平衡常数；若再向刚性容器中充入一定量的Zn(g)，反应Ⅰ及反应Ⅱ平衡正移，重新达平衡后，减小，增大，由于温度不变，反应Ⅲ的平衡常数不变，而硅是固体，因此分压将减小；反应Ⅲ，分压将减小，温度不变，平衡常数不变，则增大； （3）①图中催化剂A与B曲线均不重合，可知反应Ⅰ、Ⅱ均未达到平衡，因此应从速率角度分析问题，温度升高加快反应速率，转化率增大，故X表示的转化率与的关系曲线； ②由于随着温度升高，反应I速率加快的程度大于于反应II、Ⅲ加快的程度，从而导致的选择性下降。 9．（2025·河北·模拟预测）硫代硫酸钠（）能与形成稳定的配合物，阳极泥分银渣中的银（主要以AgCl和Ag形式存在）可用溶液浸出回收。 (1)基态S原子价层电子的轨道表示式为。 (2)实验室将100g含银0.216%的分银渣置于溶液中，通入，充分搅拌，主要发生如下反应。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ：…… ①已知： 则反应Ⅰ的。 ②反应Ⅱ中Ag单质转化为，该反应的离子方程式为。 ③银浸出率与浸出时间的关系如图所示，1~3h内Ag的平均溶解速率为。 (3)常温下，向溶液中滴加溶液，存在多个平衡，本题条件下仅需考虑如下平衡： ⅰ. ⅱ. 下列有关说法中，正确的有________（填字母）。 A．加少量水稀释，重新平衡后溶液中离子总数增加 B．随增大，反应ⅰ平衡正向移动，始终增大 C．随增大，平衡时始终增大 D．加入少量稀硝酸，反应ⅰ和ⅱ的平衡均不移动 (4)已知常温下含和的混合溶液中，平衡时、、的物质的量分数随的变化如图所示。 其中溶液中，。 ①M点溶液中（结果保留2位有效数字，下同）。 ②常温下，向1L某浓度的溶液中加入一定量AgCl固体（忽略溶液体积的变化），平衡后测得溶液中。计算此时溶解AgCl的物质的量为mol。（，） 【答案】(1) (2) (3)AC (4) 【详解】（1） 根据基态原子电子排布规则，硫（S）原子序数为16，价层电子为，轨道表示式为：。 （2）①根据盖斯定律， ； ②Ag单质被氧化，在溶液中形成，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式； ③100g含银0.216%的分银渣中，1 - 3h内银浸出率从48%变为74%，溶解的，平均溶解速率。 （3）A.加少量水稀释，平衡向离子数增多的方向移动（反应向生成更多离子的方向移动），离子总数增加，A正确； B.随增大，反应i平衡正向移动，但受多种因素影响，当增大到一定程度，可能减小，B错误； C.，温度不变，平衡常数不变，随增大，平衡时该比值始终增大 ，C正确； D.加入少量稀硝酸，硝酸具有氧化性，能氧化，反应i和ii的平衡均会移动，D错误； 故答案选AC。 （4）①M点和物质的量分数相等，即，由，可得； ②设溶解AgCl的物质的量为x mol ，，，，由、，结合物料守恒和平衡关系，，联立可得。 10．（2025·河北石家庄·三模）氯乙烯是制备聚氯乙烯(PVC)单体的核心原料，利用1，2-二氯乙烷与乙炔制备氯乙烯的过程涉及如下两个反应。 I．     Ⅱ．     回答下列问题： (1)反应的。 (2)从反应自发性的角度分析，利用1，2-二氯乙烷()与乙炔制备氯乙烯时的温度既不能过高也不能过低的原因为。 (3)反应I和Ⅱ的Ig随变化曲线如图甲所示，则表示反应Ⅱ的变化的曲线为(填“”或“”)。 (4)在催化下，反应Ⅱ的历程如图乙所示，决速步骤的化学方程式为；HCl与反应时，1号碳原子吸附HCl中的H原子，从结构的角度解释其原因为。 (5)、初始总压强为时，将和充入恒容密闭容器中，发生反应I和Ⅱ，25min时体系达到平衡状态。此时容器中生成1.8mol，容器内的总压强为。 ①下列事实能判断体系达到平衡状态的是(填标号)。 a．相同时间内生成的物质的量等于消耗的物质的量 b． c．容器中气体的平均摩尔质量不变 d．容器中混合气体的密度不变 ②内，(用含的代数式表示)。 ③时，反应Ⅱ的压强平衡常数(为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1)-29.13 (2)温度过低不利于反应I自发，温度过高不利于反应II自发 (3) (4) 1号碳负电性强，易吸附正电性强的氢原子 (5) ac 7.5 【详解】（1）根据盖斯定律，反应I+反应II得，； （2），自发需要高温，温度过低不利于反应I自发，，自发需要低温，温度过过不利于反应I自发； （3）反应II为放热反应，温度升高减小，K值减小，Ig减小，反应Ⅱ的变化的曲线为； （4） 活化能最大的为决速步骤（TS1），化学方程式为；HCl与反应时，1号碳原子吸附HCl中的H原子，从结构的角度解释其原因为1号碳连着H和Cu，2号碳连着H和Cl，Cl具有较强电负性吸引电子，使2号碳原子电负性弱于1号碳原子，因1号碳负电性强，易吸附正电性强的氢离子； （5）①a．相同时间内生成的物质的量等于消耗的物质的量，即正逆反应速率相等，a正确； b．，反应I和II进行的限度不一定相同，b错误； c．恒容容器，反应I和II为气体物质的量发生变化的反应，气体的质量不变，故气体的平均摩尔质量不变可以说明是平衡状态，c正确； d．恒容容器，反应I和II为气体的质量不变，体积不变，故气体的密度恒定不变，不能说明达到平衡状态，d错误； 故选ac； ②内，； ③设反应I转化xmol，反应I转化ymol，恒容密闭容器，初始总压强为，达到平衡状态容器内的总压强为，则气体物质的量为，、，1-x+x+y+x-y+1-y=2.04，x+y=1.8，解得x=0.92mol，y=0.88mol，。 11．（2025·河北邯郸·三模）二甲醚()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，加氢制二甲醚是有潜力实现资源化利用的重要途径之一、 ① ② ③ ④ 回答下列问题： (1)写出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，只进行反应②和④，一定压强下，研究温度对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(列出计算式即可)。 (3)在密闭容器中通入，只进行反应①、③和④，研究平衡转化率、二甲醚产率与温度的关系。图3中表示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“”“”“”或“”)，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。 【答案】(1) 低温 (2) (3) X 反应①为吸热反应，反应③和④是放热反应，升温促使反应①正向移动，使反应③和④逆向移动，低温区反应①正移的程度弱于反应③和④逆移，高温区反应①正移的程度大于反应③和④逆移，因此平衡转化率随温度升高呈现先下降后上升的趋势。 (4) 【详解】（1）利用反应②和④可以得出直接加氢制二甲醚的化学反应方程式，将②×2+④得，该反应的∆S＜0，根据可以得出该反应在低温下能自发进行。 （2）从图上可以得出最佳反应条件为；此时转化率为，二甲醚产率为，则反应②中转化，反应④中生成，由此可计算出平衡时各物质的物质的量为，该反应条件下反应④的。 （3）二甲醚产率小于二氧化碳转化率，所以表示平衡转化率的曲线为X，反应①为吸热反应，反应③和④是放热反应，升温促使反应①正向移动，使反应③和④逆向移动，低温区反应①正移的程度弱于反应③和④逆移，高温区反应①正移的程度大于反应③和④逆移，因此平衡转化率随温度升高呈现先下降后上升的趋势。 （4）从历程图(图4)中可以看出能垒最高的是反应，该催化历程中的决速步为TS2；机理图(图5)中可以看出产物是。 12．（2025·河北邢台·三模）小分子在科学研究和生产实践中有着重要作用。回答下列问题： Ⅰ．的转化与利用 (1)科学研究人员通过“Sabatier反应器”实现了将转化为，如图1是空间站中的循环过程示意图。 已知：某温度下，由处于标准状态的各种元素的指定单质生成标准状态的1mol某纯物质的热效应，叫做该温度下该物质的标准摩尔生成热。下表给出了几种物质在298 K下的标准摩尔生成热，则“Sabatier反应器”中发生反应的热化学方程式为。 物质 -393.51 -74.85 -241.82 0 (2)写出一种有利于提高“Sabatier反应器”中反应的转化率的措施。 Ⅱ．有机胺用于塑料加工 工业上可用对苯二胺加氢制备1，4-环己二胺，主要反应如下： (3)现取4mol对苯二胺，少量催化剂和一定量的氢气于反应釜中发生反应，后，对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度变化如图2所示，则内，时，环己二胺)=(列出计算式)。 (4)当温度高于时，对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度升高均呈现下降趋势，试分析其原因可能为。 Ⅲ．甲醇的制备 利用和合成甲醇主要涉及以下反应： 反应①： 反应②： 在1L的密闭容器中，加入催化剂，并投入和发生上述两个反应，的平衡转化率和甲醇的选择性随温度的变化趋势如图3所示。 (5)由图可知，达到平衡最适宜的温度为(填“413 K”“513 K”或“550 K”)。 (6)550 K时，若反应后体系的总压强为p，则反应①的(列出计算式)。 Ⅳ．甲酸的制备 工业上制备甲酸的反应为，该反应的速率方程。 (7)已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C均为常数)。在催化剂1和催化剂2作用下，测得该反应的与的关系如图4所示。其中催化效率比较高的是(填“催化剂1”或“催化剂2”)，在催化剂2的作用下，活化能。 【答案】(1)   (2)降低温度 (3) (4)催化剂活性降低 (5)513K (6) (7) 催化剂1 30 【详解】（1）由示意图可知，“Sabatier反应器”中发生的反应为，根据题给数据，该反应的焓变，故“Sabatier反应器”中发生反应的热化学方程式为； （2）“Sabatier反应器”中反应为放热反应，适当降低温度，平衡正向移动，反应转化率提高，该反应为气体分子数减小的反应，适当增大压强，平衡正向移动，反应转化率提高； （3）时，对苯二胺的转化率为，产物环己二胺的选择性为，所以内，； （4）当温度高于时，可能由于催化剂的活性降低或者发生了副反应而导致对苯二胺的转化率以及1，4-环己二胺的选择性随温度升高均呈现下降趋势； （5）首先应选择甲醇的选择性比较高的温度，排除，和513K时甲醇的选择性和的转化率都相差不大，计算产率可知413K时，时，故最适宜的反应温度为513K； （6）第一步，结合图像信息，计算消耗的总的物质的量及生成CO消耗的的物质的量，根据图像，550K时，的平衡转化率为，则消耗的总的物质的量，平衡时的物质的量；甲醇的选择性为，则生成甲醇消耗的的物质的量，那么生成CO消耗的的物质的量。第二步，列三段式，计算各物质的分压，根据上述数据可以列出如下三段式： 达到平衡后，体系中各物质的物质的量分别为，，，，，则平衡时体系总物质的量为，已知反应后体系的总压强为p，则达到平衡时，反应①中各物质的分压为，，，，第三步，结合的计算公式，写出的表达式。反应①的； （7）根据Arrhenius经验公式可知，和呈反比例关系，从图像上看，直线的斜率的绝对值即为活化能，因此直线的斜率的绝对值越小表示活化能越小，而活化能越小则说明催化剂的效果更好，所以催化效率更高的是催化剂1.将两点的数据代入Arrhenius经验公式可得，，将两式联立即可得活化能。 13．（2025·河北·模拟预测）用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题： (1)用硫黄还原磷石膏。已知下列反应： ① ② 则反应：的。(用和表示)。 (2)用高硫煤还原磷石膏。温度对等时间内CaSO4转化率影响的曲线如图甲所示，的作用是。当温度高于时，两条曲线趋于相同的可能原因是。 (3)用CO还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。 ①低于时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是。 ②下，向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入CO，起始压强为，主要发生反应：。该反应达到平衡时，，CO的转化率为80%，则初始时，该反应的分压平衡常数中。(分压=总压×物质的量分数，忽略副反应)。 (4)用C还原磷石膏。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与的物质的量之比)的混合物，煅烧至无气体产生，结果如图乙所示。 ①当C/S值为0.5时，试解释的转化率接近80%，但的体积分数却低于10%的原因。 ②当C/S值大于0.7时，反应所得气体中的体积分数不升反降，可能的原因是。 【答案】(1) (2) 作催化剂降低反应活化能，节约能源 两种情况下反应均趋于平衡，催化剂不影响平衡 (3) CaS 1.0×10-4 0.32a (4) 炭粉与主要的产物CaS和CO，少部分生成和 高温下，过量的C与反应生成CO，使气体总体积增大或部分转化为其他含硫物质 【详解】（1）目标方程式可由得到，根据盖斯定律得反应热为； （2）由图甲可知，CaCl2改变反应速率，但不改变最终(平衡时)CaSO4的转化率，说明CaCl2作催化剂；当温度高于1200℃时，两种情况均达到平衡状态，则无论有无CaCl2，CaSO4的转化率趋于相同； （3）①S的最低价态为－2价，则最低价盐为CaS； ②根据反应可知存在计量关系：CO~SO2~CO2，则反应掉的CO为8.0×10-5mol/L，则初始CO的浓度为；平衡时，c(CO2)= 8.0×10-5mol/L，c(CO)=( 1.0×10-4－8.0×10-5)mol/L=2×10-5 mol/L，则平衡时气体总物质的量浓度为=1.8×10-4 mol/L，设容器体积为VL，总压为，p(CO2)==p(SO2)，p(CO)=，Kp=； （4）①主要原因是其中大部分CaSO4与C反应转化成CaS和CO，少部分转化成CaO、CO2、SO2，故SO2含量少； ②当C/S值大于0.7，过量的C与CO2反应生成CO，使气体总体积增大导致SO2体积分数不增反减或CaSO4部分转化为其他含硫物质。 14．（2025·河北沧州·模拟预测）氢能是最为理想的能源之一，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。 (1)乙醇一水蒸气催化重整制氢气是主要方法，反应Ⅰ可通过如图所示的反应历程实现。 图示历程包含个基元反应，写出反应Ⅰ的热化学方程式。(用含字母a、b、c、d、e的代数式表示) (2)乙醇一水蒸气催化重整制氢还伴随反应Ⅱ：。100kPa条件下，按开始反应，平衡时的产率随温度的变化如图所示。 ①低温时的产率随温度升高而增大的原因为，一定温度下，可采取方法提高的平衡转化率。 ②时，向容器中充入和，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，5min后达到平衡状态，测得的转化率为80%，容器内CO(g)的体积分数为10%，则0~5min内用分压表示的平均反应速率为(用分数表示)，反应Ⅰ的平衡常数(列出计算式即可，不需化简)。 (3)在催化剂作用下，HCOOH也能分解生成，可能的反应机理如图所示。 ①根据元素电负性的规律，如图所示步骤Ⅰ可描述为。 ②研究发现其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，试解释原因：。 【答案】(1) 3 C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H=(a-b+c+d-e)kJ/mol (2) 反应Ⅰ、Ⅱ都是吸热反应，但低温条件下以反应Ⅰ为主，生成的氢气大于消耗的氢气，氢气的产率增大 移去CO2或加入CaO吸收CO2或用分子膜分离出H2 (3) 电负性O大于H、氮大于C，甲酸中的氢离子与带负电的N成键，负电性HCOO-与正电性的催化剂结合 HCOOK是强电解质，其水溶液中HCOO-浓度大 【详解】（1）由图可知，乙醇一水蒸气催化重整制氢气的反应历程含有3个过渡态，说明包含3个基元反应；反应的方程式为C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)，反应焓变△H为(a-b+c+d-e)kJ/mol，则反应的热化学方程式为C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H=(a-b+c+d-e)kJ/mol，故答案为：3；C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H=(a-b+c+d-e)kJ/mol； （2）①低温时氢气的产率随温度升高而增大是因为反应Ⅰ、Ⅱ都是吸热反应，但低温条件下反应以反应Ⅰ为主，生成的氢气大于消耗的氢气，氢气的产率增大；一定温度下，移去二氧化碳或加入氧化钙吸收二氧化碳或用分子膜分离出H2，有利于减小二氧化碳的浓度或氢气的浓度，使反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，提高乙醇的平衡转化率，故答案为：反应Ⅰ、Ⅱ都是吸热反应，但低温条件下反应以反应Ⅰ为主，生成的氢气大于消耗的氢气，氢气的产率增大；移去CO2或加入CaO吸收CO2或用分子膜分离出H2； ②设平衡时生成一氧化碳的物质的量为amol，由乙醇的转化率可知，反应Ⅰ消耗乙醇的物质的量为1mol×80%=0.8mol，由方程式可知，反应Ⅰ消耗水蒸气的物质的量为2.4mol，生成二氧化碳、氢气的物质的量分别为1.6mol、4.8mol，反应Ⅱ消耗二氧化碳、氢气的物质的量和生成一氧化碳、水的物质的量都为amol，由一氧化碳的体积分数为10%可得：=10%，解得a=0.72，则0~5min内乙醇分压表示的平均反应速率为=kPa/min，反应Ⅰ的平衡常数Kp= (kPa)4，故答案为：；； （3）①由图可知，氧元素电负性大于氢元素，甲酸中氢离子带正电荷、甲酸根离子带负电荷，氮元素电负性大于碳元素，催化剂中氮原子带负电荷，则步骤Ⅰ为甲酸中的氢离子与带负电的氮原子成键，负电性的HCOO-与正电性的催化剂结合，故答案为：电负性O大于H、氮大于C，甲酸中的氢离子与带负电的N成键，负电性HCOO-的与正电性的催化剂结合； ②由反应机理可知，其他条件不变时，以甲酸钾溶液代替甲酸催化释氢的效果更佳是因为甲酸是弱电解质，甲酸钾是强电解质，甲酸钾溶液中甲酸根离子浓度大于甲酸溶液，更有利于反应的进行，故答案为：HCOOK是强电解质，其水溶液中HCOO-浓度大。 15．（2025·河北张家口·二模）二氧化碳加氢还原制甲烷、烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题： (1)已知：①  ； ②  ； ③  。 则CH4(g)燃烧生成H2O(g)的热化学方程式为。 (2)我国科技工作者研究发现，CO2、H2在某催化剂表面接触反应生成甲烷的前三步历程的能量变化如图所示(其中“·”表示吸附在催化剂表面、“Ts”表示过渡态)： 决定单位时间内生成H2O(g)数量多少的步骤为(填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)，吸附是一个焓(填“增”或“减”)的过程。 (3)CO2催化加氢也可得到乙烯：  ，向某密闭容器中充入5mol CO2、n mol H2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)： ①0(填“>”或“<”，下同)；Y1Y2。 ②当n=时，CO2、H2的转化率始终相同；a点对应的反应体系中，总压强恒为28kPa，当两种反应物转化率相同时，反应开始至达到平衡时所用时间为5min，则0~5min内的平均反应速率kPa·min-1，对应的压强平衡常数(列出计算式即可)。 (4)已知  是基元反应，，，其中、为只与温度有关的速率常数。温度为T K时，该反应的平衡常数K=2，则此温度下，(填“>”、“<”或“=”，下同)；若升高温度，、的变化量分别为、，则。 【答案】(1)   (2) ⅰ 减 (3) << 15 1 (答案合理即可) (4) = < 【详解】（1）由盖斯定律知，2×③-②-4×①可得：  。 （2）由图可知步骤ⅰ的活化能最大，相应反应速率最慢，慢反应决定整个反应的快慢；由图中能量变化可知，吸附会导致体系能量降低，是一个焓减的过程。 （3）①该反应是一个气体分子数减少的反应，压强增大，有利于平衡正向进行，CO2的转化率增大，故X不可能表示压强，即X表示温度，温度升高，CO2的转化率降低，故正反应是放热反应，；Y表示压强，故。 ②当投料比与反应的化学计量数之比相同时，反应物转化率始终相等，即；28kPa恒压下，根据a点CO2转化率为80%，列三段式： 衡时混合气体的总物质的量为14mol，，同理，、、，开始时混合气体中，则，。 （4）平衡时，，，，；反应放热，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，故。 试卷第58页，共59页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15化学反应原理综合题 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 化学反应原理综合 （5年5考） 2025·河北卷、2024·河北卷、2023河北卷、2022·河北卷、2021河北卷 考查内容有热化学方程式书写、化学反应速率及其影响因素、化学平衡状态判断、平衡移动、平衡常数电离常数水解常数溶度积计算及应用、反应条件及控制、电化学及其应用等。总之化学反应原理这本书中的内容都有可能考到。 1．（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。 ②0(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)。 2．（2024·河北·高考真题）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 (1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。 ①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能(用含的代数式表示)。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为，判断依据为。M点的转化率为，温度下用分压表示的平衡常数。 ③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是(填序号)。 (2)1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。 ①时，，且内，反应进行到时，。 ②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时后，随T的含量增加，(填“增大”“减小”或“不变”)。 3．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i   ii   ①。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有(填标号)。 A．缩小体积    B．升高温度    C．移除    D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，则(写出含a、b、V的计算式)。 (2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。 组号 1 0.10 0.10 r 2 0.10 0.20 3 0.20 0.10 4 0.05 0.30 ？ 表中第4组的反应速率为。(写出含r的表达式) (3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时，在(填“阴”或“阳”)极上发生反应，产生。 ②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时，理论上消耗和的质量比为，则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为。 ③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化，则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为(用字母a、b、c排序)。 4．（2022·河北·高考真题）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 (1)时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为。 (2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 Ⅰ. Ⅱ. ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 (填标号)。 A．增加用量     B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除          D．加入催化剂 ②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数 (写出含有α、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。 (3)氢氧燃料电池中氢气在(填“正”或“负”)极发生反应。 (4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为。 (5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→(用等代号表示)。 5．（2021·河北·高考真题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 (1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热△H(kJ•mol-1) -285.8 -393.5 -3267.5 (1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为。 (2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离： ①CO2(g)=CO2(aq) ②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq) 25℃时，反应②的平衡常数为K2。 溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为ymol•L-1•kPa-1，当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离) (3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。 保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于kPa。 (4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题： ①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.2CO2+2e-=C2O Ⅱ.C2O=CO2+CO Ⅲ.         Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3 ②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。 Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为。 Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。 1．（2025·河北石家庄·二模）丙烯是重要的化工产品，也是衡量国家化工水平的重要指标之一、工业上利用丙烷脱氢法制丙烯，反应方程式如下： 主反应：ⅰ.   副反应：ⅱ.   ⅲ.   请回答下列问题： (1)已知、、的燃烧热分别为、、。计算。 (2)向体积可变的密闭容器中加入1mol ，分别在0.1MPa和0.01MPa下，不同温度时，发生上述反应，反应达到平衡时，丙烷的转化率及0.1MPa下和的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示： ①曲线所在的压强为MPa；代表物质在0.1MPa下的物质的量分数随温度变化的曲线，判断理由为； ②若在560℃，0.1MPa下反应进行n min时反应达到平衡，反应ⅰ用表示0～n min时间内的平均反应速率为；反应ⅰ的压强平衡常数为MPa(为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，保留三位有效数字)。 (3)在中性或碱性环境中，通过可再生电能进行电化学还原实现了高效合成丙烯，得到丙烯的电极为(填“阴极”或“阳极”)；其电极反应式为。 2．（2025·河北保定·三模）二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，同时其能作为可再生的清洁能源。回答下列问题： (1)已知：反应Ⅰ．  ； 反应Ⅱ．  ； 反应Ⅲ．  (、、均为正实数)； 反应Ⅳ．  。 (2)向恒容反应器中充入，控制条件发生反应：  ，平衡常数随温度和压强的变化如表所示： 温度 压强 2MPa 3MPa 4MPa 200℃ 10 300°C 0.25 ①(填“>”“=”或“<”，下同)，0. ②向体积为、温度为300℃的恒温恒容反应器中充入，反应达平衡时的转化率为。 ③提高二甲醚的平衡产率，可以采取的措施有(写两点)。 (3)另一种合成二甲醚的方法反应原理为，反应速率与物质浓度的关系为，［、是只与温度有关的常数］。在300℃时测得的相关数据如下表所示： 实验编号 初始浓度 生成的初始速率 1 2 3 ①。 ②随着温度降低，、(填字母)。 A．都增大 B．都减小 C．增大，减小 D．减小，增大 ③其他条件相同，反应达平衡时二甲醚的产率与温度的关系如图1所示。升高温度后，、变化值较大的是。    (4)某二甲醚熔融碳酸盐燃料电池如图2所示，该电池具有发电效率高、成本低等优点。 ①石墨1极发生的电极反应式为。 ②每消耗，转移至负极的的物质的量为。 3．（2025·河北保定·二模）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。 4．（2025·河北保定·三模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研团队通过镓改性的疏水二氧化硅负载铜基催化剂，实现了加氢制二甲醚的高效催化。其主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：2CO2   (1)计算：。 (2)随温度变化的三种趋势如下图中线条所示。能用来表示反应Ⅲ的线条是(填线条字母)。 (3)在恒温()恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．反应Ⅱ中 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (4)一定温度下在某恒容密闭容器中按和的浓度比为投料进行上述反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表：           时间(min) 浓度(mol/L) 0 10 20 30 40 1.00 0.68 0.40 0.30 0.30 0 0.05 0.08 0.10 0.10 ①内，的平均反应速率。 ②根据以上数据计算反应Ⅲ的平衡常数(列式，代入数据，不计算结果)。 (5)对上述反应实验研究得出：在相同温度下，的转化率等物理量随催化剂的组成比的变化关系如图所示。 若温度不变，催化剂中约是时最有利于二甲醚的合成；此时，若增大反应物投料比，平衡常数K将(填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)用GaN做催化剂时制备二甲醚的反应机理如图甲，在GaN(110)界面上的反应历程如图乙，其反应为，在GaN(100)界面上生成两种自由基外还有水蒸气产生。 ①图乙表示的反应历程中，决速步骤的化学方程式为。 ②GaN(100)界面上的反应为。 5．（2025·河北·二模）油气开采、石油化工、煤化工等工业废气中普遍含有，需要回收处理并加以利用。 (1)查阅文献知，对的处理主要有两种方法。 ①克劳斯工艺。已知反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   则反应  。 ②催化重整法处理。可以用作脱除的催化剂，脱除过程如图所示。 脱除时需先进行吸附。按图乙方式进行吸附，其吸附能力比按图甲强，请从结构角度分析其原因；。 (2)向某密闭容器中充入一定量的气体，发生热分解反应  ，分解的平衡转化率随温度和压强的变化情况如图所示。 ①某温度下恒容密闭容器中。反应物的转化率达到最大值的依据是(填标号)。 a．气体的压强不再发生变化   b．气体的密度不再发生变化   c．   d．和的物质的量之和保持不变 ②、和中压强最大的是。 (3)在、条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等。 ①的平衡转化率为，平衡常数。 ②工业上，通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入，的平衡转化率会(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：。 6．（2025·河北衡水·一模）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)。 7．（2025·河北·一模）和是工业生产中常见污染物，深入理解大气中和等转化机制和相互作用规律，可以建立更准确的大气化学模型，为制定有效的环境保护政策和措施提供科学依据。其中涉及的主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (1)在标准状态下，由指定单质生成纯化合物时的反应焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。下列几种物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 标准摩尔生成焓 +33.2 a -395.7 +90.3 则的标准摩尔生成焓。 (2)在250℃条件下，在恒容密闭容器中充入、和，发生上述反应，下列情况不能表明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．和的分压之比为 C．混合气体密度不随时间变化 D．气体平均摩尔质量不随时间变化 (3)在某温度下，将、和通入某恒压密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，、的物质的量和的转化率随压强变化曲线如图所示。 ①曲线i表示随压强变化的曲线。 ②欲提高的平衡转化率，可采取的措施为(任写一种)。 ③当压强为时，若平衡时的体积分数为，则的转化率为，反应Ⅱ的平衡常数为(保留三位有效数字)。 (4)反应Ⅱ平衡时的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数，为物质的分压)。 ①反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是(填字母)。 A．、均增大，且增大的程度较大 B．、均减小，且减小的程度较小 C．增大、减小，平衡正向移动 D．、均减小，且减小的程度较小 ②若按(3)中的条件发生反应，该温度下与的大小关系为：(填“大于”“小于”或“等于”)。 8．（2025·河北·模拟预测）硅是电子工业中应用最为广泛的半导体材料。用Zn高温还原是生成多晶硅的一种方法，发生反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     已知：①：用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压乘以物质的量分数； ②表示产物选择性，Si、的选择性表示为、。 回答下列问题： (1)Si—Si健、Si—Cl键（中的）键能分别为、，则Si—Cl键（中的）键能为。从体系能否自发的角度分析，反应Ⅲ在（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行。 (2)向温度为1500K的刚性容器中，充入1mol(g)和2molZn(g)，起始压强为kPa条件下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，达到平衡后，测得反应体系总压强为kPa，的分压为kPa，则Si的物质的量为mol，用分压表示反应Ⅰ的平衡常数（用含的代数式表示）；若再向刚性容器中充入一定量的Zn(g)，重新达平衡后，则将（填“增大”“减小”或“不变”），将（填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)向刚性容器中充入1mol(g)和2molZn(g)，在催化剂A、催化剂B的作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ，反应min时测得的转化率、的选择性与温度的关系如图所示（在图像所示温度范围内，催化剂的活性不变）： ①在催化剂A的作用下，表示的转化率与的关系曲线是（填“X”或“Z”）。 ②在催化剂B的作用下，曲线Q随温度升高而逐渐下降的可能原因是。 9．（2025·河北·模拟预测）硫代硫酸钠（）能与形成稳定的配合物，阳极泥分银渣中的银（主要以AgCl和Ag形式存在）可用溶液浸出回收。 (1)基态S原子价层电子的轨道表示式为。 (2)实验室将100g含银0.216%的分银渣置于溶液中，通入，充分搅拌，主要发生如下反应。 反应Ⅰ： 反应Ⅱ：…… ①已知： 则反应Ⅰ的。 ②反应Ⅱ中Ag单质转化为，该反应的离子方程式为。 ③银浸出率与浸出时间的关系如图所示，1~3h内Ag的平均溶解速率为。 (3)常温下，向溶液中滴加溶液，存在多个平衡，本题条件下仅需考虑如下平衡： ⅰ. ⅱ. 下列有关说法中，正确的有________（填字母）。 A．加少量水稀释，重新平衡后溶液中离子总数增加 B．随增大，反应ⅰ平衡正向移动，始终增大 C．随增大，平衡时始终增大 D．加入少量稀硝酸，反应ⅰ和ⅱ的平衡均不移动 (4)已知常温下含和的混合溶液中，平衡时、、的物质的量分数随的变化如图所示。 其中溶液中，。 ①M点溶液中（结果保留2位有效数字，下同）。 ②常温下，向1L某浓度的溶液中加入一定量AgCl固体（忽略溶液体积的变化），平衡后测得溶液中。计算此时溶解AgCl的物质的量为mol。（，） 10．（2025·河北石家庄·三模）氯乙烯是制备聚氯乙烯(PVC)单体的核心原料，利用1，2-二氯乙烷与乙炔制备氯乙烯的过程涉及如下两个反应。 I．     Ⅱ．     回答下列问题： (1)反应的。 (2)从反应自发性的角度分析，利用1，2-二氯乙烷()与乙炔制备氯乙烯时的温度既不能过高也不能过低的原因为。 (3)反应I和Ⅱ的Ig随变化曲线如图甲所示，则表示反应Ⅱ的变化的曲线为(填“”或“”)。 (4)在催化下，反应Ⅱ的历程如图乙所示，决速步骤的化学方程式为；HCl与反应时，1号碳原子吸附HCl中的H原子，从结构的角度解释其原因为。 (5)、初始总压强为时，将和充入恒容密闭容器中，发生反应I和Ⅱ，25min时体系达到平衡状态。此时容器中生成1.8mol，容器内的总压强为。 ①下列事实能判断体系达到平衡状态的是(填标号)。 a．相同时间内生成的物质的量等于消耗的物质的量 b． c．容器中气体的平均摩尔质量不变 d．容器中混合气体的密度不变 ②内，(用含的代数式表示)。 ③时，反应Ⅱ的压强平衡常数(为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 11．（2025·河北邯郸·三模）二甲醚()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，加氢制二甲醚是有潜力实现资源化利用的重要途径之一、 ① ② ③ ④ 回答下列问题： (1)写出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，只进行反应②和④，一定压强下，研究温度对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(列出计算式即可)。 (3)在密闭容器中通入，只进行反应①、③和④，研究平衡转化率、二甲醚产率与温度的关系。图3中表示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“”“”“”或“”)，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。 12．（2025·河北邢台·三模）小分子在科学研究和生产实践中有着重要作用。回答下列问题： Ⅰ．的转化与利用 (1)科学研究人员通过“Sabatier反应器”实现了将转化为，如图1是空间站中的循环过程示意图。 已知：某温度下，由处于标准状态的各种元素的指定单质生成标准状态的1mol某纯物质的热效应，叫做该温度下该物质的标准摩尔生成热。下表给出了几种物质在298 K下的标准摩尔生成热，则“Sabatier反应器”中发生反应的热化学方程式为。 物质 -393.51 -74.85 -241.82 0 (2)写出一种有利于提高“Sabatier反应器”中反应的转化率的措施。 Ⅱ．有机胺用于塑料加工 工业上可用对苯二胺加氢制备1，4-环己二胺，主要反应如下： (3)现取4mol对苯二胺，少量催化剂和一定量的氢气于反应釜中发生反应，后，对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度变化如图2所示，则内，时，环己二胺)=(列出计算式)。 (4)当温度高于时，对苯二胺的转化率以及环己二胺的选择性随温度升高均呈现下降趋势，试分析其原因可能为。 Ⅲ．甲醇的制备 利用和合成甲醇主要涉及以下反应： 反应①： 反应②： 在1L的密闭容器中，加入催化剂，并投入和发生上述两个反应，的平衡转化率和甲醇的选择性随温度的变化趋势如图3所示。 (5)由图可知，达到平衡最适宜的温度为(填“413 K”“513 K”或“550 K”)。 (6)550 K时，若反应后体系的总压强为p，则反应①的(列出计算式)。 Ⅳ．甲酸的制备 工业上制备甲酸的反应为，该反应的速率方程。 (7)已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C均为常数)。在催化剂1和催化剂2作用下，测得该反应的与的关系如图4所示。其中催化效率比较高的是(填“催化剂1”或“催化剂2”)，在催化剂2的作用下，活化能。 13．（2025·河北·模拟预测）用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题： (1)用硫黄还原磷石膏。已知下列反应： ① ② 则反应：的。(用和表示)。 (2)用高硫煤还原磷石膏。温度对等时间内CaSO4转化率影响的曲线如图甲所示，的作用是。当温度高于时，两条曲线趋于相同的可能原因是。 (3)用CO还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。 ①低于时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是。 ②下，向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入CO，起始压强为，主要发生反应：。该反应达到平衡时，，CO的转化率为80%，则初始时，该反应的分压平衡常数中。(分压=总压×物质的量分数，忽略副反应)。 (4)用C还原磷石膏。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与的物质的量之比)的混合物，煅烧至无气体产生，结果如图乙所示。 ①当C/S值为0.5时，试解释的转化率接近80%，但的体积分数却低于10%的原因。 ②当C/S值大于0.7时，反应所得气体中的体积分数不升反降，可能的原因是。 14．（2025·河北沧州·模拟预测）氢能是最为理想的能源之一，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。 (1)乙醇一水蒸气催化重整制氢气是主要方法，反应Ⅰ可通过如图所示的反应历程实现。 图示历程包含个基元反应，写出反应Ⅰ的热化学方程式。(用含字母a、b、c、d、e的代数式表示) (2)乙醇一水蒸气催化重整制氢还伴随反应Ⅱ：。100kPa条件下，按开始反应，平衡时的产率随温度的变化如图所示。 ①低温时的产率随温度升高而增大的原因为，一定温度下，可采取方法提高的平衡转化率。 ②时，向容器中充入和，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，5min后达到平衡状态，测得的转化率为80%，容器内CO(g)的体积分数为10%，则0~5min内用分压表示的平均反应速率为(用分数表示)，反应Ⅰ的平衡常数(列出计算式即可，不需化简)。 (3)在催化剂作用下，HCOOH也能分解生成，可能的反应机理如图所示。 ①根据元素电负性的规律，如图所示步骤Ⅰ可描述为。 ②研究发现其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，试解释原因：。 15．（2025·河北张家口·二模）二氧化碳加氢还原制甲烷、烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题： (1)已知：①  ； ②  ； ③  。 则CH4(g)燃烧生成H2O(g)的热化学方程式为。 (2)我国科技工作者研究发现，CO2、H2在某催化剂表面接触反应生成甲烷的前三步历程的能量变化如图所示(其中“·”表示吸附在催化剂表面、“Ts”表示过渡态)： 决定单位时间内生成H2O(g)数量多少的步骤为(填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)，吸附是一个焓(填“增”或“减”)的过程。 (3)CO2催化加氢也可得到乙烯：  ，向某密闭容器中充入5mol CO2、n mol H2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)： ①0(填“>”或“<”，下同)；Y1Y2。 ②当n=时，CO2、H2的转化率始终相同；a点对应的反应体系中，总压强恒为28kPa，当两种反应物转化率相同时，反应开始至达到平衡时所用时间为5min，则0~5min内的平均反应速率kPa·min-1，对应的压强平衡常数(列出计算式即可)。 (4)已知  是基元反应，，，其中、为只与温度有关的速率常数。温度为T K时，该反应的平衡常数K=2，则此温度下，(填“>”、“<”或“=”，下同)；若升高温度，、的变化量分别为、，则。 试卷第32页，共32页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$