题型18 化学反应原理综合（题型专练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型18 化学反应原理综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 反应热与化学平衡【重难】 考向02 平衡常数、转化率与化学平衡【重难】 考向03 反应历程与化学平衡【重难】 考向04 晶胞计算与化学平衡【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 化学反应原理系统考查学生对热化学、化学反应速率、化学平衡、电解质溶液（电离、水解、溶解平衡） 等核心理论的理解深度和应用能力。题目综合性强、逻辑链条长、计算要求高，是区分学生化学学科素养的关键。该题型通常以一个真实的化学过程为背景，将多个原理知识点有机整合，进行多角度、分层级的设问。预测2026年高考命题情境更加前沿与真实，试题背景将更深地融入“碳中和”、新能源、工业优化、环境治理等国家战略与科技前沿，考查学生的信息解码和知识迁移能力。考查重点从“识图”转向“析图”，即从图像中提取数据进行定量计算和逻辑推理。计算能力要求持续高位，多平衡体系中的计算、基于图像数据的复杂计算将是主要的区分点。攻克反应原理大题，需要在透彻理解理论的基础上，通过系统性训练，将知识转化为分析问题和解决问题的能力。 考向01 反应热与化学平衡 【例1】（2021·辽宁卷）苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应： Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g) ∆H1<0 Ⅱ.副反应：(g) ⇌(g) ∆H2>0 回答下列问题： (1)已知：Ⅲ. Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4 Ⅴ.(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5 则 (用、和表示)。 (2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。 A．适当升温 B．适当降温 C．适当加压 D．适当减压 (3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在的基础上适当增大用量，其目的是 。 (4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当中混有微量或等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为 。 (5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对，下图中可作为酸性中心的原子的标号是 (填“①”“②”或“③”)。 (6)恒压反应器中，按照投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应1的 (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)。 【答案】(1) (2)BC (3)提高苯的利用率 (4)金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性 (5)② (6) 【解析】（1）根据盖斯定律结合已知反应：Ⅲ. Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4 Ⅴ. (g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5 Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g)可由，则 ，故答案为：； （2）根据Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g)是一个气体体积减小的方向的放热反应，故有利于提高平衡体系中环己烷体积分数即使平衡向正方向移动，根据勒夏特列原理，可采用适当降低温度和实当加压有利平衡正向移动，而升温和减压都将使平衡逆向移动，故答案为：BC； （3）反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在的基础上适当增大用量，增大H2的浓度将使平衡正向移动，从而提高苯的转化率即利用率，故适当增大H2用量的目的是提高苯的利用率，故答案为：提高苯的利用率； （4）氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当中混有微量或等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性，故答案为：金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性； （5）催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合弧电子对，由图可知，①中原子无孤对电子也没有空轨道，②中原子无孤对电子但有空轨道可接收孤电子对，③中有孤对电子，无空轨道，故下图中可作为酸性中心的原子的标号是②，故答案为：②； （6）恒压反应器中，按照投料，设投入的苯的物质的量为1mol，发生Ⅰ、Ⅱ反应总压为，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则：， 有反应后平衡体系中总的物质的量为：1-α+4-3α+α-x+x=5-3α，故平衡时，苯的分压为：，H2的分压为：，则反应1的 = ，故答案为：。 1.利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法 步骤 ①对比： 对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致 ②叠加： 根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式 ③计算： 按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化 方法 ①倒： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错 ②乘： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘 ③加： 上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加 2．ΔH的三种计算式 （1）ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) （2）ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S) 键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8 （3）ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 【变式1-1】（2025·辽宁葫芦岛·二模）第19届亚运会用“零碳甲醇”作为开幕式主火炬的燃料，这是全球首次对于零碳甲醇的实践应用。某科研团队研究了由加氢制备甲醇的相关反应： （Ⅰ）   （Ⅱ）   （Ⅲ）   已知：在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质生成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示，部分物质的如下表所示。 化合物 0 回答下列问题： (1) 。 (2)恒温条件下向某2L的刚性密闭容器中充入3mol 和6mol 发生上述反应，测得初始压强为： ①5min后达到平衡时测得容器内，，的转化率为25％，容器中0～5min内反应速率为 。该温度下，反应Ⅲ的平衡常数的计算式为 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ②该条件下，能判断体系达到平衡状态的是 。 A．容器内和的浓度比为1∶1    B．体系内气体密度不再变化 C．气体平均摩尔质量不再变化    D．体系压强为 ③科研团队研究了不同压强）对加氢生成甲醇、CO和甲醚三种产物的影响，结果如图所示。当温度达到400℃左右时，压强对的转化率无影响的原因为 。 (3)甲醇燃料电动车又助力哈尔滨亚冬会，请写出作为燃料电池燃料，在碱性介质中的负极的电极反应式 ，以此电池电解2L的饱和食盐水，当溶液中NaOH的浓度达到时，电路中转移的电子数为 。 【答案】(1) (2) 0.155 CD 400℃左右时，容器内以反应Ⅲ为主，该反应前后气体数不变，压强的变化对该反应无影响（答案合理即可） (3) 【解析】（1）反应热=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和，则反应Ⅰ的 。 （2）①容器的体积为2L，则平衡时容器中，，的转化率为25%，则平衡时容器中，由元素守恒可得C守恒：，O守恒：，H守恒：，代入已知数据经计算可得，，，容器中气体的总物质的量为，，容器中0～5min内反应速率为。因为反应Ⅲ为的气体反应，则有。 ② A．根据以上分析可得平衡时容器内和的浓度比等于物质的量之比为，故A不能判断是否达平衡状态，故A错误。    B．根据，体系内气体的总质量和体积均不变，密度一直变化，不能作为判断平衡状态的标志，故B错误。 C．从总体分析，该过程气体总质量不变，但反应的总物质的量是变量，则气体平均摩尔质量是变量，变量不再变化能判断是否达平衡状态，故C正确。    D．反应的总物质的量是变量，则体系压强也是变量，结合①可知计算可得平衡压强为，故D正确。 故选CD。 ③400℃以前，容器中三个反应同时存在，反应I、Ⅱ均为气体数减少的反应，压强增大，转化率升高，当温度达到400℃左右时，容器内以反应Ⅲ为主，该反应前后气体数不变，压强的变化对该反应无影响。 （3）甲醇在碱性介质中失电子生成，是燃料电池的负极，反应式为，电解饱和食盐水的反应为，当生成NaOH时，转移电子，即电路中转移的电子数为。 【变式1-2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）工业烟气中(以为主)的脱除常采用选择性催化还原(SCR)技术，其核心反应为：主反应： 副反应： (1)已知，则 。 (2)300°C时，在某恒温刚性容器中充入的混合气体，若仅发生主反应，下列叙述能说明反应已达到化学平衡状态的是 (填字母)。 a． b．混合气体的密度保持不变 c．单位时间内断裂键的同时断裂键 d．的体积分数不再改变 (3)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，若仅发生主反应，经过相同时间，转化率与温度的关系如图所示。 ①工业上选择催化剂 (填“甲”或“乙”)。 ②在催化剂甲的作用下，当温度高于(M点)时，转化率降低原因可能是 。 (4)时，在某恒压密闭容器中充入等物质的量的、、的混合气体，若仅发生主反应和副反应，平衡后，转化率为，且和物质的量相等，则 (保留2位有效数字)。 (5)已知主反应分三步进行 I． II． III． 研究发现，在催化剂表面引入可形成“吸附位”和“活化位”。 请分析催化剂表面引入后，主反应选择性提高、副反应选择性降低的原因是 。 【答案】(1)-1429 (2)ad (3) 乙 催化剂活性降低或副反应增多 (4)2.5 (5)定向活化和，同时减少了和的碰撞，促进了主反应的发生，抑制副反应对的竞争 【解析】（1）根据盖斯定律可知，，解得； （2）a．当时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，a项正确； b．根据反应方程式可知，气体的质量不变，容器的容积不变，故密度不是变量，故当混合气体的密度保持不变时，不能说明反应达到了平衡状态，b项错误； c．单位时间内断裂键的同时断裂键，说明反应达到了平衡状态， c项错误； d．反应达到平衡状态时，各组分的量不发生变化，故当的体积分数不再改变时，说明反应达到了平衡状态，d项正确； 答案选ad； （3）①由图可知，催化剂乙在较低的温度下就具有较高的催化效果，故工业上选择催化剂乙； ②在催化剂甲的作用下，当温度高于210℃时，温度升高，催化剂活性降低，或者副反应增多，故导致NO的转化率降低； （4）设在密闭容器中充入各4mol的、、的混合气体，根据三段式有 ，根据题意有 ，解得，可知，，，反应的平衡常数； （5）在催化剂表面引入可形成“吸附位”和“活化位”，即催化剂表面引入后，可定向活化和，同时减少了和的碰撞，促进了主反应的发生，同时抑制副反应对的竞争。 考向02 平衡常数、转化率与化学平衡 【例2-1】（2025·黑吉辽蒙卷）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 1.0 (1)该反应的 0(填“>”或“<”)。 (2)已知的燃烧热分别为，则上述合成反应的 (用a、b和c表示)。 (3)实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)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2MPa、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，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]。 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 ③483K时，出口处的值为 (精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商 (用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 【答案】(1)< (2)-2a-3b+c(或c-2a-3b) (3)温度过高，反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高，催化剂的催化活性下降导致产率过低) (4) I IV BD 1.98 0.025 【解析】（1）根据表格中的数据，反应温度升高反应的平衡常数减小，说明反应向逆反应方向移动，又因升高温度向吸热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH<0。 （2）根据已知条件可以写出如下热化学方程式： 根据盖斯定律，用反应①的2倍加上反应②的3倍减去反应③即可得到目标方程式，故目标方程式的ΔH=c-2a-3b kJ·mol-1。 （3）根据表格中的平衡常数，反应温度在500K时，平衡常数K<，此时平衡常数过小，导致乙二醇产率过低；或温度过高，催化剂的催化活性下降，导致乙二醇产率过低。 （4）MG、乙二醇、乙醇的选择性之和为100，曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，根据曲线的变化，曲线Ⅰ表示DMO的实际转化率；随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇、乙二醇会继续转化成乙醇，根据曲线的变化，曲线IV为MG的选择性曲线，因此曲线III为乙醇的选择性曲线。 ①根据上述分析，曲线I为DMO的实际转化率曲线；曲线IV为MG的选择性曲线； ②A．根据图示，降低温度，DMO的转化率降低，A不符合题意； B．增大压强，反应体系中单位体积内活化分子数增加，化学反应速率加快，DMO的转化率增大，B符合题意； C．减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降，DMO的转化率降低，C不符合题意； D．A点时DMO的转化率为80%，升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡，延长原料和催化剂的反应时间可以促进反应的继续进行，增大DMO的转化率，D符合题意； 故答案选BD； ③483K时，DMO的实际转化率为99%，设起始投入反应的DMO为100mol，则出口处流出的乙醇的物质的量为100mol×99%×2%=1.98mol，此时还有1mol DMO未反应从出口流出，因此出口处==1.98； ④设初始时H2与DMO的投料分别为52.4mol和1mol，A点时DMO的实际转化率为80%，MG和乙二醇的选择性为50%，假设该反应分步进行，第一步发生DMO转化为MG，可写出如下关系： 第二步反应，MG转化为乙二醇，可写出如下关系： 这时，体系中DMO的物质的量为0.2mol、MG的物质的量为0.4mol、H2的物质的量为50.0mol、CH3OH的物质的量为1.2mol、乙二醇的物质的量为0.4mol，体系中总物质的量为0.2+0.4+50.0+1.2+0.4=52.2mol。用物质的量分数代替浓度计算反应的浓度熵Qx==0.025。 【例2-2】（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 (1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。    (2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4 2NO+O2=2NO2 (ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。 (ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是 (答出两点即可)。 (3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1 (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是 。    a．温度越高，反应速率越大 b．α=0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度 (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是 (填标号)。    (ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 【答案】(1) CuO SO3 (2) 催化剂 反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理即可） (3) cd d 【解析】（1）根据图示的热重曲线所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时CuSO4发生热分解反应，从TG图像可以看出，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为SO2、SO3、O2，可能出现的化学方程式为3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2，故答案为CuO、SO3。 （2）(i)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中线消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用； (ii)近年来，铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高（答案合理即可）。 （3）(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误； b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，有更大转化率，故α=0.88的条件下并不是平衡转化率，b错误； c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确； d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确； 故答案选cd； (ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d； (iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp===；设SO2初始量为m mol，则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe)，n(SO3)=m·αe，Kp==，故答案为。 一、平衡常数的计算 a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） 1.浓度平衡常数：Kc＝ 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＝ 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×＝（P1+P2+P3+…）× 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＝ 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＝ 二、多重平衡体系化学平衡常数的计算 1.多重平衡是指相互关联的若干平衡同时存在于一个平衡系统中，且至少有一种物质同时参与几个相互关联的平衡。多重平衡涉及的反应多，但各个平衡之间存在内在联系，要么连续，要么竞争，这样可将三个平衡简化为两个平衡，从而快速解答。也可以从元素守恒入手，只要抓住起始状态与平衡状态即可，可以忽略复杂的反应过程，从而使复杂问题简单化。 2.同一容器内的多平衡体系，相同组分的平衡浓度相同 ①化学平衡：a A（g）b B（g）+c C（g），c C（g）d D（g）+e E（g） ②特点：计算K1、K2时，用到的c（C）相同 3.计算方法 （1）元素守恒法：根据某元素守恒，计算出平衡时相应组分的浓度 （2）设未知数法 ①有几个平衡假设几个未知数（变化量） ②用这些未知数表示出平衡时相应组分的浓度 ③根据相关等量计算出未知数，带入平衡常数表达式求解 三、平衡转化率大小变化分析技巧 1.转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响。 2.判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 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 【变式2-1】（2025·内蒙古乌兰察布·二模）锰及其化合物在催化剂及金属材料方面有重要的应用。我国主要以菱锰矿（主要成分为，为、或）为原料，通过热解法生产二氧化锰等锰基催化剂。 (1)提取的转化关系如下： 已知：  ，关系如下图。 ①“焙烧”过程最大的是 。 A．    B．    C． ②“焙烧”温度应控制在 。 (2)某温度下，碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行： Ⅰ．   Ⅱ．   ①焙烧制取的热化学方程式是 。 ②反应达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是 。 A．平衡常数减小    B．质量不变    C．浓度不变    D．质量减小 (3)由原料气（、）与煤粉在锰基催化剂条件下制乙炔，该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：、在高温条件还会分解生成碳与氢气。发生部分反应的热化学方程式（在、时）如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线如下图。 ①乙炔体积分数在之前随温度升高而增大的原因可能是 ；1530K之后，乙炔体积分数增加不明显的主要原因可能是 。 ②在体积为的密闭容器中反应，测得平衡时气体的总物质的量为，则反应的平衡常数 （用物质的量分数代替平衡浓度）。 【答案】(1) A 622.7~913.3K (2) 2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2(g) ∆H=+(2a+b)kJ·mol-1 CD (3) 反应Ⅱ、Ⅲ是吸热反应，升高温度，反应Ⅱ、Ⅲ正向移动，故1530K之前，乙炔产率随温度升高而增大 反应I是放热反应，反应II、Ⅲ是吸热反应，升高温度，对于反应I来说，平衡左移，有更多的甲烷分解为碳，甲烷的量较少，导致②③两个反应均向左移动，乙炔气体的体积分数增加不大 8.652 【解析】（1）①“焙烧”过程中，相同温度下，∆G的大小为CaCO3＞MgCO3＞MnCO3，且ΔG=ΔH−TΔS，“焙烧”过程∆H最大的是CaCO3，故选A； 由流程图可知，“焙烧”过程中，仅MnCO3分解，MnCO3的∆G<0，则“焙烧”温度应控制在622.7~913.3K； （2）①反应Ⅰ．   Ⅱ．   根据盖斯定律2×反应I+反应II得到：2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2(g)，∆H=2×∆H1+∆H2=+(2a+b)kJ·mol-1，焙烧制取的热化学方程式是：2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+CO2(g) ∆H=+(2a+b)kJ·mol-1； ②A．温度不变，平衡常数不变，A错误；     B．增大压强，平衡2MnCO3(s)+O2(g)⇋2MnO2(s)+2CO2(g)逆向移动，质量增加，B错误；     C．增大压强，平衡K值不变，浓度不变，C正确；   D．增大压强，平衡向逆向移动，平衡正向移动，质量减少，D正确； 答案选CD； （3）①反应Ⅱ、Ⅲ是吸热反应，升高温度，反应Ⅱ、Ⅲ正向移动，故1530K之前，乙炔产率随温度升高而增大； 反应I是放热反应，反应II、Ⅲ是吸热反应，反应I来说，平衡左移，有更多的甲烷分解为碳，甲烷的量较少，导致②③两个反应均向左移动，乙炔气体的体积分数增加不大； ②1530K时，气体总物质的量为1mol，H2的物质的量为1×0.8240mol=0.8240mol，乙炔和甲烷的物质的量相等为1×0.0840mol=0.0840mol，C2H4的物质的量为(1-0.8240-0.0840×2)mol=0.008mol，C2H4的物质的量分数为0.008，C2H2的物质的量分数为0.0840，H2的物质的量分分数为0.8240，的平衡常数 。 【变式2-2】（2025·黑龙江哈尔滨·三模）甲硫醇作为一种重要的有机合成中间体，在农药、医药、食品等方面有着广泛的应用。硫化氢-甲醇法合成甲硫醇工艺已经成为当前领域研究热点。反应过程如下： 主反应：   副反应：   一定温度和压强下，甲硫醇的选择性与甲醇的转化率随甲醇的进料流速变化的关系如图甲所示： 回答下列问题： (1)已知化学键的键能如表所示： 化学键 C—O C—S O—H S—H 键能 343 289 463 339 副反应的 。 (2)甲醇进料流速大于时，分析随甲醇进料流速加快，甲醇转化率下降的原因： 。 (3)下列措施可提高N点转化率的有________（填序号）。 A．适当降低温度 B．增大 C．适当增大压强 D．使用高效选择性催化剂 (4)图乙为科学家研究低温合成甲硫醇时不同催化剂的加入对甲醇的转化率、甲硫醇的选择性（产率=转化率×选择性）的影响，选择 作催化剂为优选方案。选用上述催化剂时反应的最适宜温度为 。 (5)图甲中，甲醇进料流速为时甲硫醇的生成流速为 ，此条件下进料量时，的转化率为 （保留四位有效数字）。若某条件下，以投料，甲醇的平衡转化率为80%，产品的选择性仍为95%，则主反应的 （保留两位小数，用平衡分压代替平衡浓度计算，气体组分平衡分压=体系总压×该气体组分在体系中的体积分数）。 【答案】(1) (2)进料流速较快时，甲醇未反应完全即流出反应器（或反应器中甲醇量较大时，不能与硫化氢充分接触，故反应不充分） (3)CD (4) ZTM3 (5) 71.25 29.25% 1.77 【解析】（1）根据题意和盖斯定律，副反应的 （2）进料流速较快时，甲醇未反应完全即流出反应器（或反应器中甲醇量较大时，不能与硫化氢充分接触，故反应不充分）； （3）在相同温度、压强下，N点转化率小于N点前的转化率，故N点反应未达平衡，提高甲醇转化率的主要措施为加快反应速率，加压和加入高效选择性催化剂可加快反应速率，故答案选CD； （4）①反应条件要求低温合成甲硫醇，ZTM3催化剂在相对较低温度时甲醇的转化率接近100%，同时此温度下产品的选择性最高； ②ZTM3催化剂时甲醇的转化率接近100%，故最适宜的温度为； （5）①甲醇进料流速为时甲醇的转化率为75%、甲硫醇的选择性为95%，故甲硫醇的生成流速为， ②此条件下进料量，即硫化氢的进料流速为；根据化学方程式可知在主反应中的消耗量等于甲醇的消耗量，即，在第二个反应中的消耗量等于甲醇的消耗量的二分之一，为，则的转化率为； ③根据题中条件，设投料量为100mol，投料量为250mol，平衡时反应了，生成了，消耗的为，观察主、副反应可知，每反应，均生成，则平衡体系中，，，，主反应为气体分子总数不变的反应，则。 考向03 反应历程与化学平衡 【例3】（2025·吉林·一模）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： 反应Ⅰ．     反应Ⅱ．            回答下列问题： (1)反应的 (用、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的如下表所示，则 。 物质 -393.5 -74.8 -241.8 (3)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．单位时间内生成，同时消耗 (4)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，所示步骤中生成水的基元反应是 (填标号)，最慢的基元反应方程式为 。 (5)已知：时，反应Ⅰ的平衡常数。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量的，抽真空后，通过一个支管通入(然后将支管封闭)。在，的初始压强为，平衡时，测得烧瓶中压强为，则平衡时的分压 。 (6)当温度高于360℃，体系内除了反应Ⅰ和反应Ⅱ，还发生反应Ⅲ：  。360~600℃，随温度升高的平衡转化率下降，其原因可能是 。 【答案】(1) (2)-164.9 (3)AB (4)③ 或 (5)3或3.0 (6)360-600℃，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度 【解析】（1）由盖斯定律可知，目标反应=反应Ⅰ+反应Ⅱ，因此，故答案为：； （2）由题，=生成物生成焓-反应物生成焓，因此，故答案为：-164.9； （3）A．两个反应均为非等系数反应，容器体积不变，则压强是变量，压强不变时达到了平衡，A正确； B．混合气体的密度，体积不变，质量是变量，因此密度是变量，密度不再变化时反应达到了平衡，B正确； C．单位时间内生成，同时消耗，描述的是同一个方向的反应速率，无法体现正逆反应速率相等，不能说明是否达到平衡，C错误； 故答案选：AB； （4）由图可知，在第③步时生成了水，基元反应为：；反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第④步活化能最高，速率最慢，基元反应为或，故答案为：③；或； （5）设平衡时的分压为x，则列三段式为： ，则，解得x=3 kPa，故答案为：3或3.0； （6）360-600℃时，升高温度，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度，导致的平衡转化率下降，故答案为：360-600℃，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度。 一、反应机理(“环式”反应)图像及分析 1.模型：“环式”反应 （1）位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧；“入环”的物质为反应物，如①和④； （2）“出环”的物质为生成物，如②和③。 2.催化剂与中间产物 （1）催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。 （2）中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。 【思维模型】“环式”反应机理图像分析模型(通览全图，找准一“剂”三“物”) 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 生成物 中间体 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 二、能垒与决速步骤及分析 1.能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。 如图所示，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*＋H*===CO2＋2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 2.模型 （1）能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 （2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 （3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高，产物的稳定性强。 【变式3-1】（2025·黑龙江·模拟预测）加氢制备、涉及反应如下： i． ii． iii． 回答下列问题： (1)工业上，利用加氢合成的热化学方程式为 。 (2)向反应器中充入和，在催化剂、作用下发生上述反应，测得相同时间内的转化率与温度关系如图所示。温度低于450℃时，催化效率较高的催化剂是 （填“”或“”），随着温度升高，、曲线相交，其主要原因可能是 。 (3)某温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应i、ii、iii，起始压强为，达到平衡时转化率为60%，选择性为50%，选择性为25%。 已知：乙醇的选择性（、的选择性同理）。） 该温度下，反应iii的平衡常数 （用分数表示，用分压计算的平衡常数为压强平衡常数，分压等于总压×物质的量分数）。 (4)与在活化后的催化剂[催化剂活化：（无活性）（有活性）]表面可逆地发生反应ii，其反应历程如图所示。 ①对于制甲醇的过程，以下描述正确的是 （填字母）。 A．反应中经历了、键的形成和断裂 B．加压可以提高的平衡转化率 C．升高温度有利于生成甲醇 ②与混合气体以不同的流速通过反应器，流速加快可减少产物中的积累，减少反应 （用化学方程式表示）的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。 (5)用电解法也可以实现由制备乙醇。电解时电解质溶液显酸性，阴极的电极反应式为 。 (6)干冰（固态）的立方晶胞结构中，处于顶点和面心，若晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值，则干冰晶体的密度为 。 【答案】(1) (2) 随着温度升高，温度对反应速率起决定作用 (3) (4) AB (5) (6) 【解析】（1）根据盖斯定律，反应ii-iii可得，则该反应的，则利用加氢合成的热化学方程式为： ； （2）由图可知，温度低于450℃时，催化剂是时，二氧化碳的转化率高，故此时催化效率较高的催化剂是；由于反应时间相同，随着温度升高，反应速率加快，则随着温度升高，、曲线相交，其主要原因可能是：随着温度升高，温度对反应速率起决定作用； （3）根据相关数据，达到平衡时转化率为60%，选择性为50%，选择性为25%，根据原子守恒可计算各组分物质的量如下： 组分 0.4 0.1 1.4 0.8 0.1 0.2 气体总物质的量为。对于等分子数反应，可用物质的量替代分压计算平衡常数，反应iii的平衡常数； （4）①A．由图可知，反应中经历了、键的形成和断裂，A项正确； B．制甲醇是气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，可以提高的平衡转化率，B项正确； C． 是放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于生成甲醇，C项错误； 故选AB； ②已知催化剂活化：（无活性）（有活性），流速加快可减少产物中的积累，减少反应的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性； （5）根据题意，电解时，二氧化碳在阴极得到电子生成乙醇，电极反应式为：； （6）干冰（固态）的立方晶胞结构中，处于顶点和面心，，则每个干冰晶胞中含有4个，干冰晶体的密度=，故答案为：。 【变式3-2】（2025·吉林长春·三模）二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 I.二氧化碳加氢制乙烯 已知H2(g)的燃烧热为286；的燃烧热为1411。 (1)写出二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的热化学方程式 。 (2)该反应 （填写“低温”、“高温”或“任意温度”）时能自发进行。 II.二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有： i. ii. iii. 已知：生成物M的选择性 (3)在恒温（T>100℃）恒容条件下，将一定量的CO2、H2通入密闭容器中，控制条件只发生反应i。下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 （填选项）。 A． B． 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)在恒压（5.0MPa）密闭容器中充入4molH2和1molCO2制取二甲醚，CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示（不考虑其他因素影响）： ①在220℃条件下，平衡时CH3OH的选择性为 。反应ii的平衡常数Kp= （保留三位有效数字）。 ②温度高于280℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 III.用GaN做催化剂时制备二甲醚的部分反应机理如图甲，在GaN(110)界面上的反应历程如图乙，其反应方程式为（*表示吸附态），在GaN(100)界面上除生成两种吸附微粒外还有水蒸气。 (5)图乙表示的反应历程中，决速步骤为 。 A．b0→b1 B．b1→b2 C．b2→b3 D．b3→b4 (6)GaN(100)界面上的反应方程式为 。 【答案】(1) (2)低温 (3)D (4) 15% 24.9 反应iΔH1＜0，反应iiiΔH＞0，温度高于280oC后，升高温度，反应iii右移程度大于反应i左移程度，使CO2的平衡转化率上升 (5)D (6)CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g) 【解析】（1）燃烧热的热化学反应方程式为，的燃烧热的热化学反应方程式为，二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的反应可看出是氢气燃烧热的热化学反应方程式 的燃烧热的热化学反应方程式，根据盖斯定律计算的=，故答案为 （2）该反应为放热反应，同时气体分子数减小，即，，低温时，所以该反应在低温时能自发进行；故答案为低温。 （3）A．反应进行到某个时刻时，恰好为，不能说明反应达平衡状态，A错误； B．时，未指明正逆反应，不能说明反应达平衡状态， B错误； C．反应i反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，恒容条件下气体总体积不变，则混合气体密度始终保持不变，混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态，C错误； D．反应i反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，反应前后气体物质的量不断变化，则混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达平衡状态，D正确； 故答案选D。 （4）①在220℃条件下，平衡转化率为40%，CO的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%，则的选择性为1-5%-80%=15%，4 molH2和1 molCO2参加反应到达平衡时，转化的物质的量为0.4 mol平衡时CO的物质的量为=0.02 mol，二甲醚的物质的量为=0.16 mol，则有0.02 mol 参与反应iii，消耗0.02 mol，有0.38 mol与反应i，消耗1.14 mol，则平衡时，的物质的量为(4-1.14-0.02) mol=2.84mol，的物质的量为（0.38+0.16+0.02）mol=0.56 mol，的物质的量为mol=0.06 mol，故反应ii的平衡常数==24.9，故答案为15%；24.9。 ②反应i ΔH1＜0，反应iii ΔH＞0，温度高于280oC后，升高温度，反应iii右移程度大于反应i左移程度，使CO2的平衡转化率上升，故答案为反应i ΔH1＜0，反应iii ΔH＞0，温度高于280oC后，升高温度，反应iii右移程度大于反应i左移程度，使CO2的平衡转化率上升 （5）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，b3→b4活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤，则答案选D； （6）在GaN(110)界面上发生的反应为，同时除生成自由基外还有水蒸气产生，则GaN(100)界面上的反应为CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g)，故答案为CO2(g)+4H2(g)=CH3*+H*+2H2O(g)。 考向04 晶胞计算与化学平衡 【例4-1】（2024·吉林卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。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) 0(填“>”或“<”)； ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 。                   (3)下列措施可提高M点转化率的是_______(填标号) A．增大的流速 B．将温度升高 C．增大 D．使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时，小于和，原因是 。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算) (6)负载在上的催化活性高，稳定性强，和的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体积近似相等，与的密度比为1.66，则的相对原子质量为 (精确至1)。 【答案】(1) ＜ 360℃ (2)-285.8 (3)BD (4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 (5)6 (6)101 【解析】（1）反应前后的气体分子数目在减小，所以该反应 <0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。 （2）表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③ ，则，因此氢气的燃烧热－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-285.8 （3）A．增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率在减小，不符合题意； B．M对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl的转化率增大，符合题意； C．增大n(HCl):n(O2)，HCl的转化率减小，不符合题意； D．使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，符合题意； 故选BD。 （4）图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 （5）由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4mol，可列出三段式 则。 （6）由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比。故，则Ru的相对原子质量为101。 【例4-2】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： (1)合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。 (2) 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用。 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。 (3)方案一：双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。 下列说法正确的是 。 a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 (4)方案二：复合催化剂。 下列说法正确的是 。 a．时，复合催化剂比单一催化剂效率更高 b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率 c．温度越高，复合催化剂活性一定越高 (5)某合成氨速率方程为：，根据表中数据， ； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 。 a．有利于平衡正向移动     b．防止催化剂中毒     c．提高正反应速率 (6)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为 (填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。 【答案】(1)能 (2) 高 低 (3)ab (4)a (5) -1 ac (6) Fe 3d6 【解析】（1），则∆G=∆H-T∆S=(-92.4+0.2×298) kJ∙mol-1=-32.4 kJ∙mol-1＜0，所以合成氨反应在常温下能自发进行。答案为：能； （2）温度越高，反应速率越快，所以高温有利于提高反应速率；因为正反应为放热反应，所以低温有利于提高平衡转化率。答案为：高；低； （3）a．因为正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，a正确； b．温度升高，反应速率加快，所以在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，b正确； c．合成氨反应的正反应为放热反应，“热Fe”高于体系温度，不利于提高氨的平衡产率，c不正确； d．温度升高，可提高合成氨反应的速率，所以“冷Ti”低于体系温度，不利于提高合成氨反应速率，d不正确； 故选ab。答案为：ab； （4）a．从图中可以看出，时，复合催化剂比单一催化剂的反应速率快，催化效率更高，a正确； b．催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡产率，所以同温同压下，复合催化剂不能提高氨的平衡产率，b不正确； c．虽然图中显示温度高反应速率快，但温度高到一定程度后，复合催化剂活性就可能不变或变低，c不正确； 故选a。答案为：a； （5）选择实验1和3进行分析，此时，则γ=-1； a．在合成氨过程中，需要不断分离出氨，有利于平衡正向移动，a正确； b．氨是在该催化剂的催化作用下生成，不会使催化剂中毒，b错误； c．根据速率方程，分离氨气可以提高反应速率，c正确； 故选ac。 答案为：-1；ac； （6）从图中信息可以进行以下计算：含黑球的数目为=4，含白球的数目为8，则黑球与白球的个数比为1:2。黑球的化学式为，白球的化学式为。从而得出M+17×6+15×2=188，M=56，则M元素为Fe；在该化合物中，Fe2+的价电子排布式为3d6。答案为：Fe；3d6。 1.晶胞参数与晶胞密度的关系 2.晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 3.微粒间距离的计算 1.空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。空间利用率＝×100%。 4.空间利用率的计算步骤：首先计算晶胞中的粒子数；再计算晶胞的体积。 如：六方晶胞(如图)。 S＝2r×r＝2r2 h＝r V(球)＝2×πr3 V(晶胞)＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3 空间利用率＝×100%＝×100%≈74% 【变式4-1】（2025·辽宁本溪·模拟预测）“碳达峰-碳中和”是我国社会发展的重大战略。在催化剂作用下，可被还原为等化学品，主要反应如下： 反应1： 反应2： (1)反应的 。 (2)恒温恒容条件下，若起始按投料，只发生反应1，能作为反应达到平衡的标志是_______(填序号)。 A．体积分数不再发生变化 B．断裂键的同时，断裂键 C．气体平均相对分子质量不再发生变化 D． (3)将和充入密闭容器发生反应1和反应2，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图甲所示。图中表示选择性的曲线是 (填“m”、“n”或“p”)，A点时的转化率为 ，反应2的压强平衡常数 (结果保留2位有效数字)。 (4)有一种针对反应1的高效催化剂，其组成为固溶体，四方晶胞如图所示。 离子在晶胞中的配位数是 ；在中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为，则 (用表达)。 【答案】(1)-91 (2)BC (3) m 24% 0.017 (4) 8 【解析】（1）由盖斯定律的目标反应=反应1-反应2，因此，故答案为：-91； （2）A．按照1:1充入原料气时，的体积分数为50%，不论是否达到平衡，该值不变，不能说明已达到平衡，A不符合题意； B．断裂3 键的同时，产物水和甲醇共断裂3 键，B符合题意； C．反应1是气体体积减小的反应，且质量守恒，根据，气体平均相对分子质量不断增大，当反应达到平衡时，气体平均相对分子质量不再发生变化，C符合题意； D．当时，反应速率之比不等于化学计量数之比，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，D不符合题意； 故答案选BC； （3）根据已知信息可知，反应1的正反应是气体体积减小的反应，反应2是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，反应1平衡正向移动，含量减少，水蒸气含量增大，是反应2平衡逆向移动，导致选择性降低，因此一定温度下，图中p表示的选择性与压强的关系，的选择性加的选择性应为100%，因此m表示的选择性与压强的关系，n表示的平衡转化率与压强的关系；A点的转化率为30%，的选择性为70%，列三段式： 由题可知，，，解得，，此时的转化率为； 的物质的量分数为， 的物质的量分数为， 的物质的量分数为， 的物质的量分数为，则反应2的压强平衡常数为；故答案为：m；24%；0.017； （4）根据晶胞图可知1个与8个结合，因此的配位数为8；根据化合价代数和，有，解得；故答案为：8；。 【变式4-2】（2025·辽宁丹东·二模）氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 Ⅰ．近年来催化重整制氢是氢能源利用领域的研究热点，主要反应如下： 反应Ⅰ：        反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     重整过程中自由能(，设和不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示： (1)反应Ⅱ： 0(填“>”或“<”)，理由是 。 (2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．降低温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动 B．及时分离出，使反应Ⅰ的正反应速率增大 C．其他条件不变，恒压比恒容条件更利于提高的平衡转化率 D．反应Ⅲ中加入催化剂，可以降低该反应的活化能和反应热 (3)650℃以一定流速通入原料气，进行反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，当水碳比[]一定时，催化剂中无添加吸附剂和添加吸附剂(吸收)，各组分的平衡含量与时间的关系如图2和图3所示，与图2相比，图3中min前的平衡含量升高，、CO的平衡含量降低的原因是 。 (4)一定温度下，向恒容密闭反应器中通入和(g)，起始时和(g)的分压分别为2 MPa、6 MPa，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行min时达到平衡状态，此时CO、的分压分别为MPa、MPa。反应Ⅰ的 (用含、的代数式表示，用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。 Ⅱ．氢气的安全储存是氢能应用的关键。铁镁合金是储氢密度较高的储氢材料，其立方晶胞结构如图所示。 (5)晶体储氢率为100%时，位于晶胞体心和棱中心；若晶体储氢后的化学式为，则储氢率为 。 【答案】(1) > 由图像可知，低温条件下不可自发，高温才能自发，反应Ⅱ为熵增反应， (2)AC (3)添加吸附剂，降低了的浓度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动，使CO的平衡含量降低，的平衡含量升高 (4) (5)50%(0.5) 【解析】（1） 根据图像可知，反应Ⅱ在低温下不可自发进行，在高温时能自发进行，同时反应Ⅱ为熵增的反应，依据自由能的公式，推出，故答案为：；由图像可知，低温条件下不可自发，高温才能自发，反应Ⅱ为熵增反应，； （2）A．根据图像可知，反应Ⅰ在低温下不能自发进行，高温下能自发进行，反应Ⅰ为熵增，依据自由能的公式，推出，反应Ⅲ，由于降低温度平衡向放热方向移动，因此反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，A正确; B．及时分离出二氧化碳，平衡正向移动，甲烷和水的浓度降低，最终反应Ⅰ的正反应速率降低，B错误； C．反应Ⅰ和反应Ⅱ，正反应均为气体体积增大的反应，其他条件不变，恒压比恒容条件更利于平衡正向移动，可提高的平衡转化率，C正确； D．加入反应Ⅲ的催化剂，可以降低该反应的活化能，但不能改变反应热，D错误； 故选AC； （3）min前的平衡含量升高，、CO的平衡含量降低的原因是P-Li4SiO4吸附剂可以吸收CO2，从而使Ⅱ、Ⅲ反应正向移动，CO2、CO和CH4的含量降低，H2的含量升高； （4）恒温恒容条件下，题干中起始时和(g)的分压分别为2 MPa、6 MPa，平衡 时 CO、的分压分别为MPa、MPa，假设只发反应 Ⅰ、Ⅱ，则在反应Ⅰ中CO变化的分压为MPa，在反应Ⅱ中，变化的分压为MPa： 则平衡时CO、CO2分压分别为aMPa、bMPa，CH4平衡分压为（2-a-b）MPa，H2O平衡分压为（6-a-2b）MPa，H2平衡分压为（3a+4b）MPa，反应Ⅰ的； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为，位于体内的镁原子个数为8，晶体储氢率为100%时，位于晶胞体心和棱中心，氢分子个数为，氢后化学式为，若晶体储氢后的化学式为，则储氢率为50%； 1．（2025·黑龙江大庆·三模）常作为有机合成的氯化剂、橡胶硫化剂。回答下列问题： 已知：①   ②   ③   (1)反应   该反应在 (选填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)已知图1中A点为373K时反应②的平衡点，当改变温度重新达到平衡时，新的平衡常数对数值(lgK)可能变化为图中的 点，判断依据为 。 (3)恒温恒容时，向密闭容器中按进行投料，只考虑发生反应②和③，初始压强为120MPa。测得反应相同时间、不同温度下，的转化率和的产率如图2所示的理论产量，按照完全转化进行计算)。则750K时，反应③的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×该组分物质的量分数，结果保留两位有效数字) (4)工业生产中利用反应②和③制取：。 i．以下措施中可以提高平衡产率的是 。 A．降低体系的温度　　B．使用催化剂　　C．压缩容器的体积　　D．增大的浓度 ii．由实验测得通入时间和通入速率与的产率关系如图3、图4所示。该反应最适宜的通入时间和通入速率为6 h和 。 【答案】(1) -175 低温 (2) CF 反应②放热，降低温度平衡正向移动，平衡常数增大，lgK增大(或反应②放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，lgK减小) (3)0.41 (4)ACD 【解析】（1）根据盖斯定律，该反应=， =；该反应气体种类减少、分子数目减少，为，且，则低温能使反应自发进行。 （2）反应②为放热反应，温度升高，平衡逆移，减小、减小，则温度高于A点的373K的C、F正确，D、E错误，而温度降低，平衡正移，增大、增大，则温度低于A点的373K的B错误； （3）根据图像可知，750K时，的转化率为50%、的产率为20%，设初始投料，利用三段式分析，   ，根据硫原子守恒按照完全转化的理论产量为，，解得，则平衡时、，气体总物质的量为，根据，解得， 。 （4）i A．反应②、③均为放热反应，降低体系的温度平衡均正移，平衡产率提高，A正确； B．使用催化剂，平衡不移动，平衡产率不变，B错误； C．反应②为气体分子减少的反应，反应③气体分子数不变，压缩容器的体积反应②平衡正移，增大，使反应③平衡正移平衡产率提高，C正确； D．增大的浓度，反应②、③均正移，平衡产率提高，D正确； 故答案为：ACD。 ii根据图像可知，通入时间为6 h时的产率达最大值，通入速率为时，的产率达最大值。 2．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）绿色低碳是2025年哈尔滨亚冬会的办会宗旨之一，某国产汽车企业通过甲醇、电混、纯电三大动力模块，构建起满足亚冬会低温环境用车的新能源多元解决方案。醇氢电动汽车的可靠性与适用性获得组委会高度认可，通过具有中国特色的能源生态赋能，为世界奉献一场精彩的冰雪运动盛会。 醇氢电动车的工作原理主要基于以下三个核心步骤： Ⅰ．甲醇重整制氢： ①     ②   (1)已知298K时，部分物质的相对能量如图所示。则 ，该①反应能自发进行的最低温度为 ℃（精确至0.01）． (2)恒温恒压时，下列选项能说明达到平衡状态的是______（填标号）。 A．每断裂键，同时断裂键 B．混合气体的总压强保持不变 C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (3)甲醇制氢反应历程如下图所示（吸附在固体铜基催化剂表面上的物质用*标注）： ①上述反应历程决速步骤的化学方程式是 。 ②对于反应，正反应速率，逆反应速率。在该反应历程下，升高温度时， （填“增大”“减小”或“不变”）。 ③催化剂长时间使用将失去活性，将失活的铜基催化剂分为两份，第一份直接在氢气下进行还原，第二份先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原，结果只有第二份催化剂活性恢复。催化剂失活的可能原因是 。 (4)在260℃，条件下，向密闭容器中通入和，发生主反应和副反应，达到平衡时，容器中转化率为60%，的分压为10kPa。其他条件相同时，在催化剂作用下，不同温度对的选择性的影响如图所示（已知：的选择性，物质的量分数。 ①260℃平衡时产物的选择性 （保留三位有效数字）。 ②由图可知，温度相同时的选择性的实验值略高于平衡值，原因是 （从化学反应速率的角度解释）。 Ⅱ．氢燃料电池发电： (5)生成的氢气随后被输送到燃料电池中，与空气中的氧气发生电化学反应，产生电能。常温常压下，该电池以120A恒定电流工作30分钟，消耗体积为49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 （保留两位有效数字）。已知：电荷量电流时间；阿伏加德罗常数约为，1个电子的电量是。 Ⅲ．电能驱动车辆： 产生的电能再通过电动机，进而带动车辆行驶。 【答案】(1) (2)CD (3) 增大 催化剂表面有积碳或CuO团聚出现烧结 (4) 55.6% 该条件下，主反应的反应速率大于副反应的反应速率（或答主反应的活化能小于副反应的活化能），单位时间内生成甲醇的量比生成一氧化碳的量多 (5)56% 【解析】（1）焓变=生成物总能量-反应物总能量，  ； 反应能自发进行，=(272.22-273)°C=-0.78°C，反应能自发进行的最低温度为-0.78℃。 （2）A．每断裂键，同时断裂键，正逆反应速率不相等，反应不平衡，故不选A； B．恒温恒压的容器，压强是恒量，混合气体的总压强保持不变，反应不一定平衡，故不选B； C．反应前后气体总质量不变、气体物质的量不同，恒温恒压的容器，体积是变量，所以密度是变量，混合气体的密度不再变化，反应一定达到平衡状态，故选C； D．反应前后气体总质量不变、气体物质的量不同，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再变化，反应一定达到平衡状态，故选D； 选CD。 （3）①活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，上述反应历程决速步骤的化学方程式是。 ②对于反应，正反应速率，逆反应速率。在该反应历程为吸热反应，升高温度时，平衡正向移动，平衡常数增大，增大。 ③先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原，催化剂活性恢复，说明催化剂表面有积碳或CuO团聚出现烧结。 （4）①反应气体物质的量减少，设反应生成甲醇的物质的量为amol，则气体总物质的量减少2amol；，容器中转化率为60%，即反应消耗0.6molCO2，260℃平衡时产物的选择性 。 ②该条件下，主反应的反应速率大于副反应的反应速率，单位时间内生成甲醇的量比生成一氧化碳的量多，所以温度相同时的选择性的实验值略高于平衡值。 （5）常温常压下，该电池以120A恒定电流工作30分钟，电路中转移电子的物质的量为，负极氢气失电子，1mol氢气转移2mol电子，理论上消耗氢气的体积为，消耗体积为49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）为实现“碳中和”和“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。 Ⅰ．甲烷干重整反应（DRM）可以将两种温室气体（CH4和CO2）直接转化为合成气（主要成分为CO和H2），反应方程式为。 (1)几种物质的燃烧热如下表： 物质 燃烧热（kJ·mol-1） 893 283 286 甲烷干重整反应的 mol·L-1。 Ⅱ．重整获得的H2可用于工业合成氨，下面是原料气在铁触媒表面催化合成氨的一种反应历程示意图： 化学键 N≡N H-H N-H 键能（kJ/mol） 946 436 391 (2)从反应历程角度，N≡N的键能很高，在催化剂表面吸附解离的活化能高，为决速步骤，需要更多的催化活性中心支持，所以占比大，选择投料比 。 A．1：3    B．1：2.8    C．1：3.2 (3)合成氨反应的速率方程为：， 。 实验 1 m n p v 2 3m n p 3v 3 m n 0.1p 10v 4 m 4n p 8v 在合成氨过程中，需要及时液化分离出氨气，这有利于平衡正向移动，提高产率，从反应历程等方面分析，还可能是因为 。（回答一条合理即可） (4)恒压密闭容器中按1：3充入N2和H2，在不同催化剂（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下发生反应，测得相同反应时间内，NH3的体积分数随温度变化如图所示。 ①T<300℃，Ⅲ曲线与此温度下平衡曲线有差异的原因是： ，T>300℃，曲线重合的原因是 。 ②M点对应条件下的Kx= （对于反应，，x为物质的量分数，结果以分数形式化简表示）。 【答案】(1)+245 (2)B (3)1.5 释放活性中心，有利于后续反应进行   γ=-1氨气浓度小v更大，有利于提高原料利用率 (4) 催化剂Ⅲ活性低，导致生成NH3速度较慢 T>300℃反应均达到平衡状态，催化剂无法改变平衡时NH3的体积分数 【解析】（1）已知①的燃烧热为893kJ·mol-1，则，②的燃烧热为283kJ·mol-1，则，③的燃烧热为286kJ·mol-1，则，根据盖斯定律可知，由①-2×②-2×③可得甲烷干重整反应的mol·L-1。 （2）从反应历程角度，铁触媒表面吸附解离N2的占比大，因为N≡N的键能很高，在催化剂表面吸附解离的活化能高，为决速步骤，需要更多的催化活性中心支持，所以占比大。实际生产中，通常不是按N2、H2的体积比1:3投入，而是N2稍过量，则选择投料比1:2.8，故选B。 （3）将实验1、4两组数据代入方程，可得出，，即 ，β=1.5。在合成氨过程中，需要及时液化分离出氨气，这有利于平衡正向移动，提高产率，从反应历程等方面分析，增大了反应物与活性中心的接触面积，则还可能是因为：释放活性中心，有利于后续反应进行；从速率公式分析，将氨及时液体分离，有利于减少混合气体中NH3的浓度：γ=-1氨气浓度小v更大，有利于提高原料利用率。 （4）①三线相交前，催化剂Ⅰ的活性大，反应先达平衡，催化剂Ⅱ、Ⅲ的活性小，未达平衡;三点汇合时，反应达平衡，T＞300℃，NH3的体积分数主要受温度变化的影响，则曲线重合的原因是： T>300℃反应均达到平衡状态，催化剂无法改变平衡时NH3的体积分数。 ②恒压密闭容器中按1:3充入N2和H2，NH3的体积分数为20%，则N2和H2的体积分数和为80%，且二者的体积分数之比满足化学计量数之比1:3，则N2的体积分数为20%、H2的体积分数为60%，M点对应条件下的。 4．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此，研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题： (1)一氧化二氮是一种强大的温室气体，可用CO(g)在Co*的催化作用下还原N2O(g)以除去污染，反应的热化学方程式为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)  ΔH= -358.6kJ/mol，该反应分两步进行： 第一步：Co*(s)+N2O(g)CoO*(s)+N2(g) ΔH=+15.9kJ/mol； 第二步： (填写第二步反应的热化学方程式)。 (2)汽车尾气中的NO可以和CO在催化转换器中发生反应，以减少尾气污染。某温度时，向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体，发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。 a．v正(NO)=2v逆(N2)                        b．体系中混合气体密度不再改变 c．CO与NO转化率的比值不再改变         d．该温度下，的值不再改变 (3)用还原的反应为 。为研究和的起始投料比对平衡转化率的影响，分别在不同温度下，向三个体积均为的刚性密闭容器中加入一定量和发生反应，实验结果如图。 ①反应温度从低到高的关系为 。 ②T1温度下，充入H2、NO分别为3mol、3mol，容器内的压强为wPa，反应进行到6min时达平衡，0～6min内N2的平均反应速率为 ，该反应的平衡常数 (写出计算表达式，以分压表示的平衡常数为，分压=总压×物质的量分数)。 (4)还原的主反应为 。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： ①由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为 。 ②图1中 转化率升高的原因为 。 【答案】(1)CoO*(s)+CO(g)Co*(s)+CO2(g) ΔH=-374.5 kJ/mol (2)ad (3) T1<T2<T3 或(合理即可) (4) 酸化的 图1中100℃至300℃，反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，NO转化率升高 【解析】（1）总反应减去第一步反应可以得到第二步反应，其ΔH=-358.6kJ/mol-15.9 kJ/mol =-374. 5kJ/mol，则第二步为CoO*(s)+CO(g)Co*(s)+CO2(g) ΔH=-374.5 kJ/mol； （2）a．v正(NO)=2v逆(N2)能说明正逆反应速率相等，a选； b．体积固定，质量守恒，体系中混合气体密度在反应过程中是定值，b不选； c．向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体，发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，CO与NO转化率的比值为1：2且不变，c不选； d．当浓度商等于定值即平衡常数时，说明达到了平衡，d选； 故选ad。 （3）①用H2还原NO的反应为  ，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率下降，由图可知，温度大小关系为:T1<T2<T3； ②根据图像可知充入H2、NO分别为3mol、3mol，NO平衡转化率为40%，列三段式： 反应进行到6min时达平衡﹐0~-6min内N2的平均反应速率为mol/(L·min) 平衡时气体总物质的量为1.8 mol +1.8 mol +0.6 mol +1.2 mol =5.4mol，则平衡时压强为=0.9wPa，因此平衡时，，，； （4）①由图可知，具有较高活性和选择性的催化剂为酸化的； ②该反应为放热反应，升温后平衡逆向移动，反应物转化率降低，图1中 转化率升高，说明此阶段还未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，NO转化率升高。 5．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）在碳中和目标的推动下，工业上积极探索资源化利用技术及二氧化碳(CO₂)的捕获。某研究团队进行以下研究： Ⅰ．二氧化碳资源化利用 (1)捕获二氧化碳后，其可加氢制甲醇： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH= -49.4kJ•mol-1； ①已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH(反应物)，298K时，几种气态物质的标准摩尔生成焓如表： 物质 CO2(g) H2O(g) CH3OH(g) H2(g) ΔfH/(kJ•mol-1) -393.5 -241.8 x 0 则x= 。 ②反应在起始物=3时，不同条件下达到平衡，体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t = 250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图。 i图中对应等温过程的曲线是 。 ii当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为 或 。 (2)在电解质水溶液中，CO2可以在三种不同催化剂(a、b、c)上电还原为CO，该反应进程中(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)。 Ⅱ．二氧化碳的捕获 (3)我国某科研团队研究酸式碳酸盐分解捕获二氧化碳。两种酸式碳酸盐的分解反应如下，某温度平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa 反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa 该温度下，刚性密闭容器中同时放入NH4HCO3和Na2CO3两种固体，平衡后以上3种固体均大量存在。 ①反应2的平衡常数为 ， ②平衡后体系的总压强为 ； (4)我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下： a极的电极反应式： 。 【答案】(1) -201.1 a 5×105Pa、210℃ 9×105Pa、250℃ (2)c、b、a (3) 4×106Pa2 4.36×105Pa (4)2C2O-4e-=4CO2↑＋O2↑ 【解析】（1）①由题干信息可知，，x=-201.1kJ•mol-1； ②反应为放热的气体分子数减小的反应，相同条件下升高温度，平衡逆向移动，甲醇含量减小；相同条件下增大压强，平衡正向移动，甲醇含量增大；结合图示可知，图中对应等温过程的曲线是a。 结合①分析，由图可知，当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为5×105Pa、210℃或9×105Pa、250℃； （2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；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电还原的活化能均大于H+电还原的活化能，相对来说，更易发生H+的电还原；其中a催化剂条件下，H+电还原的活化能比CO2电还原的活化能小的更多，发生H+电还原的可能性更大，则CO2电还原为CO的难易程度为c最容易，b次之，a最难，故答案为：c、b、a。 （3）①由反应，反应2中水和二氧化碳气体分压分别为2×103Pa、2×103Pa，则反应2的平衡常数为K2=2×103Pa×2×103Pa=4×106Pa2； ②由①分析，同理，反应1的K1=1.2×104Pa×1.2×104Pa×1.2×104Pa，平衡时水和二氧化碳气体分压分别为2×103Pa、2×103Pa，则氨气分压为，则平衡后体系的总压强为2×103Pa+2×103Pa+4.32×105Pa=4.36×105Pa； （4）由图，a极的电极为C2O失去电子发生氧化反应生成二氧化碳气体和氧气，反应式： 2C2O-4e-=4CO2↑＋O2↑。 6．（2025·内蒙古赤峰·三模）丙烷价格低廉且产量大，而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值，因此丙烷制丙烯具有重要的价值。 I、丙烷氧化脱氢：   (1)在不改变投料量的情况下，有利于提高丙烷的平衡转化率的措施有 。 (2)某温度下，向刚性密闭容器中充入和的混合气体发生反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是______（填标号）。 A．断裂的同时断裂 B．比值不再变化 C．容器内平均摩尔质量不再变化 D．容器内混合气体密度不再变化 Ⅱ、丙烷无氧脱氢：   副反应： (3)已知：   ①结合丙烷有氧脱氢反应，计算 。 ②丙烷无氧脱氢反应在 （填“较高”、“较低”或“任意”）温度下能自发进行。 (4)一定温度下，将和的混合气体通过催化剂（负载于）的表面，反应过程中，催化剂会与反应生成另一催化剂。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随变化如图乙所示。 ①已知Arrhenius经验公式为（为活化能，k为速率常数，R和C为常数）。使用不同催化剂时Rlnk和的关系如图甲所示（其中a为，b为）。在其他条件相同时，催化效果更好的是 （填“a”或“b”）． ②图乙中，代表丙烯生成速率的曲线为 （填“c”或“d”）。恒温恒压条件下，向密闭容器中通入和混合气体使丙烯生成速率最大，丙烷无氧脱氢反应的 （已知压强为0.1MPa，该组分的物质的量分数，列出计算式即可）。 【答案】(1)适当降低温度（或适当减小压强、适当降低温度和减小压强） (2)BD (3) （或123.5） 较高 (4) b d （列出合理的计算式即可） 【解析】（1）反应为气体分子数增大的放热反应，适当降低温度（或适当减小压强、适当降低温度和减小压强）利于平衡正向移动，提高丙烷的平衡转化率； （2）A．断裂的同时断裂，则正逆反应速率相等，反应达到平衡，不符合题意； B．比值等于反应中系数比，为定值，其不再变化，不能说明反应平衡，符合题意； C．混合气体的平均摩尔质量为，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，不符合题意； D．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，符合题意； 故选BD； （3）①已知：a：   b：   由盖斯定律，(a-b)得反应，则； ②丙烷无氧脱氢反应为吸热的熵增反应，的反应能自发进行，则在较高温度下能自发进行。 （4）①根据Arrhenius经验公式，斜率越小，活化能越小，催化剂催化效果越好，因此选b：； ②根据题意，随着氢气的增加，可以生成更多催化效果更好的催化剂，因此反应速率逐渐增加，而氢气的增加，会促使主反应平衡逆向移动，因此转化率降低；根据以上分析，可以判断随着氢气增多，逐渐上升的曲线即曲线d为丙烯生成速率，逐渐下降的曲线即曲线c为丙烷平衡转化率； 图中，当为=2时，丙烯生成速率最大，此时丙烷平衡转化率为45%，丙烯选择性为90%；设氢气和丙烷的起始量分别为2mol、1mol，依据图中数据列三段式： 平衡时、、、、分别为0.55mol、0.405mol、2.405mol、0.045mol、0.045mol，总的物质的量为3.45mol、总压强为0.1MPa，故 。 7．（2025·吉林长春·模拟预测）萘类物质的加成反应，可以合成多种环状结构的异构体，并在工业中有重要应用，利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-甲基十氢萘(1-MD)的副反应，涉及反应如图： (1)已知一定条件下反应、、的焓变分别为、、，则反应的焓变 (用含、、的代数式表示)。 (2)四个平衡体系的压强平衡常数与温度的关系如图所示。 ①1-MN，MTLs，1-MD中最稳定的是 。 ②若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化，则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为 (填“a”或“b”)，解释原因 。 (3)已知：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(k1~k4分别对应反应R1~R4)；一定温度下，将一定量的1-MN投入一密闭容器中，保持体系中浓度恒定(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，k1：k2：k3：k4=21：4：7：23，60min时，c(5-MTL)=0.099mol/L，若0-60min产物1-MD的含量可忽略不计，则此时c(1-MTL)= mol/L，60min后，随1-MD的含量增加， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)一定温度下，在体积1L的密闭容器中投入1mol 和10mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为0.2mol，为0.3mol，的转化率为25%，的产率为 。 【答案】(1)∆H4=∆H1+∆H2-∆H3 (2) 1-MD b R1+R2=R3+R4，则K1K2=K3K4，若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化，由图可知K1>K3，则K2<K4，故表示反应R2的平衡常数随温度变化的曲线为b (3) 0.033 增大 (4)30% 【解析】（1）由盖斯定律可知，R1+R2=R3+R4，则∆H1+∆H2=∆H3+∆H4，故反应的焓变∆H4=∆H1+∆H2-∆H3； （2）①由图可知，温度升高，4个反应的平衡常数均减小，则所有的反应均为放热反应，根据能量越低越稳定，1-MD的能量最低，则反应体系中1-MD最稳定； ②由(1)可知，R1+R2=R3+R4，则K1K2=K3K4，若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化，由图可知K1>K3，则K2<K4，故表示反应R2的平衡常数随温度变化的曲线为b； （3）已知，由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(k1~k4分别对应反应R1~R4)可知，60min时，c(5-MTL)=0.099mol/L，若0-60min产物1-MD的含量可忽略不计，此时，则；60min后，，60min后5-MTL和1-MTL转化为1-MD的速率比为，1-MTL消耗得更快，则随1-MD的含量增加，增大； （4）根据反应关系图可知，生成1mol 1-MD共需要5molH2，生成1mol 5-MTL需要2mol H2，生成1mol 1-MTL需要2mol H2，设生成xmol的1-MD，则共消耗H2的物质的量为2×0.2mol+2×0.3mol+5x=10mol×25%，解得x=0.3，1-MD的产率为 8．（2025·内蒙古赤峰·二模）我国科学家研发的“液态阳光”计划是通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇，发生反应如下： 反应1：   反应2：   (1)反应   。 (2)在恒温恒容密闭容器中加入2mol和2mol，若只发生反应1，则下列选项可以说明反应1达到化学平衡的是 a．的体积分数不变    b．混合气体平均摩尔质量不变    c．总压不变    d．速率： (3)温度一定时，若只发生反应1，在1L容器中加入和，2min时达到平衡，生成为0.5mol，0~2min内， ，此时再充入和，平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。 (4)不同压强下，按照投料，同时发生反应1和反应2，实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图1所示。压强、、由大到小的顺序为 ；时三条曲线几乎交于一点的原因是 。 (5)在T℃、8MPa条件下，将、和2molAr充入反应器，平衡后的转化率和的选择性[的选择性]曲线如图2所示，则反应1的 (列出计算式即可)。 【答案】(1)-90 (2)bc (3) 0.25 逆向 (4) 时以反应2为主，改变压强对反应2几乎无影响 (5) 【解析】（1）根据盖斯定律可知，反应=反应1-反应2，则 =-90； （2）反应1：  是气体体积缩小的放热反应，在恒温恒容密闭容器中加入2mol和2mol，发生反应1； a.设建立平衡的过程中转化CO2物质的量为xmol，则转化H2、CH3OH、H2O的物质的量依次为3xmol、xmol、xmol，则CO2的物质的量分数为=，CO2的体积分数始终不变，CO2的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，故a 不符合题意； b.混合气体平均摩尔质量不变，说明各组分含量不变，反应达到平衡状态，故b符合题意； c.总压不变，说明各组分含量不变，反应达到平衡状态，故c符合题意； d.速率:v(CO2)=v(H2O)，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意； 故答案为:bc； （3）在1L容器中加入1.5 mol CO2和2.5mol H2，2min时达到平衡，生成CH3OH为0.5mol，则0~2min内，v(CO2)= =0.25mol•L-1•min-1；平衡时CO2浓度为1 mol/L、H2浓度为1mol/L，CH3OH为0.5mol/L，H2O的浓度为0.5mol/L，K==0.25，此时再充入1 mol H2O(g)和1 molCO2，Q==0.375>K，平衡逆向移动； （4）反应1为气体分子数减少的反应，反应2为气体分子数不变的反应，因此低温阶段压强越大，CO2的平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是；反应2为吸热反应，温度较高时，主要发生反应2，反应2前后气体分子数相等，时三条曲线几乎交于一点的原因是：时以反应2为主，改变压强对反应2几乎无影响，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响； （5）在T℃、8MPa条件下，将、和2molAr充入反应器，平衡后的转化率为40%，的选择性为80%，根据三段式有： 平衡时气体总物质的量为(0.6+0.96+0.08+0.4+0.32+2)mol=4.36mol； 则反应1的 = 。 9．（2025·内蒙古呼和浩特·二模）“一碳化学”是指以分子中只含有一个碳原子的化合物(如等)为原料合成一系列化工产品的化学。回答下列问题： (1)通常利用反应实现“碳中和”。 ①、、沸点由大到小的顺序为 ，理由是 。 ②在一定温度下，由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。几种物质在的标准摩尔生成焓如表： 物质                标准摩尔生成焓/ -393.5 -201.2 -241.8 0 则 该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)已知：反应I． 反应II． 温度为时，向某固定容积的容器中充入一定量的和，仅发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和的转化率及的物质的量(n)随起始投料比变化的情况如图所示。 ①图中表示α变化的曲线为 (填“a”“b”或“c”)。 ②曲线c上A点的纵坐标 。 ③起始投料比时，的选择性 %(保留三位有效数字)。 ④若温度为，起始投料比时，反应II的，则 (填“>”“=”或“<”)。 【答案】(1) H2O、CH3OH、CO2 CO2不能形成分子间氢键，沸点最低；H2O形成的分子间氢键的数目多于CH3OH，沸点最高 -49.5 低温 (2) b 0.125 33.3 > 【解析】（1）①二氧化碳不能形成分子间氢键，沸点最低；水分子和甲醇分子都能形成分子间氢键，而水分子形成的分子间氢键的数目多于甲醇，沸点最高，所以沸点由大到小的顺序为H2O、CH3OH、CO2，故答案为：H2O、CH3OH、CO2；CO2不能形成分子间氢键，沸点最低；H2O形成的分子间氢键的数目多于CH3OH，沸点最高； ②由标准摩尔生成焓的定义可知，反应△H=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和，则反应△H=[(-201.2kJ/mol)+(-241.8kJ/mol)]-[(-393.5kJ/mol)+0]= -49.5kJ/mol，该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH-TΔS<0，能自发进行，故答案为：-49.5；低温； （2）①起始投料比增大相当于增大氢气的浓度，反应I的平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大、甲烷的物质的量增大，但氢气的转化率减小，反应II的平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的物质的量会减小，所以曲线a、b、c分别表示一氧化碳的转化率、氢气的转化率、二氧化碳的物质的量随投料比变化的情况，故选b； ②由图可知，起始投料比=1时，一氧化碳和氢气的转化率分别为37.5%、62.5%，二氧化碳的物质的量为mmol，则平衡时一氧化碳的物质的量为1mol-1mol×37.5%=0.625mol、氢气的物质的量为1mol-1mol×62.5%=0.375mol，由碳原子个数守恒可知，甲烷的物质的量为1mol-0.625mol-mmol=(0.375-m) mol，由氧原子个数守恒可知，水的物质的量为1mol-0.625mol-2mmol=(0.375-2m) mol，由氢原子个数守恒可得：0.375mol×2+(0.375-m) mol×4+(0.375-2m) mol×2=1 mol×2，解得m=0.125，故答案为：0.125； ③由②可知，二氧化碳的选择性为≈33.3%，故答案为： 33.3； ④反应II为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，设温度为T1条件下反应达到平衡时混合气体的总物质的量为nmol、压强为P，由②所得数据可知，反应的平衡常数Kp==0.6，由题意可知，温度为T2条件下反应的平衡常数Kp=1，则温度T1大于T2，故答案为：>。 10．（2025·内蒙古·二模）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。回答下列问题： 方法(一)热裂解法：  。上述物质的燃烧热和熵值如表所示： 物质 燃烧热) -2 219.9 -2049 -286 嫡 270.3 266.98 130.7 (1) 。 (2) (填“>”或“<”，下同)0，第一电离能H C． (3)某温度下，向某刚性密闭容器中充入一定量的，发生上述反应。平衡时容器中总压为，丙烷的转化率为，则该反应的平衡常数为 (用分压计算的平衡常数为，分压等于总压×物质的量分数)；达到平衡后，欲同时增大反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。 A．增大丙烷浓度    B．加入高效催化剂    C．升高温度    D．及时分离出丙烯 方法(二)氧化裂解法：  (副产物有、CO和C等)。 图1为温度对丙烷氧化裂解反应性能的影响，图2为投料比对丙烷氧化裂解反应性能的影响。 已知：的选择性；的收率的转化率的选择性。 (4)的转化率随着温度升高而增大的原因是 ，该反应体系中，属于极性分子的是 (填化学式，任写一个)。 (5)的值较小时，的选择性也较低，其原因可能是 。 (6)研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量的，能提高丙烷的转化率和丙烯的收率，请结合反应式说明原因： 。 【答案】(1)+115.1 (2) > > (3) C (4) 温度升高，反应速率加快，转化率升高 C3H6或H2O (5)氧气过量，丙烷发生深度氧化而导致C3H6的选择性降低 (6)CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动 【解析】（1）由表可知： ① ② ③ 由盖斯定律，①-②-③得 ； （2）根据可得△S＞0，同周期元素从左到右第一电离能呈逐渐增大的趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能： H>C； （3）假设丙烷投料为1mol，则： 总的物质的量为1+x，平衡时容器中总压为a kPa，则该反应的平衡常数； A．反应为气体分子数增大的反应，增大丙烷的浓度，则相当于增大压强，会导致平衡逆向移动，丙烷的平衡转化率减小，错误； B．加入高效催化剂，加快反应速率，不改变平衡移动，错误； C．反应为吸热反应，升高温度，反应速率加快，且导致平衡正向移动，正确； D．及时分离出丙烯，物质浓度减小，反应速率减小，错误； 故选C； （4）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C3H8的转化率应该降低，但实际上C3H8的转化率随温度的升高而增大，考虑影响化学反应速率的因素，可能原因为温度升高，反应速率加快，转化率升高。正负电荷中心不重合的分子为极性分子，属于极性分子的是C3H6和H2O。 （5）氧气具有氧化性，丙烷氧化裂解产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是：氧气过量，丙烷发生深度氧化而导致C3H6的选择性降低。 （6）研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，原因可能为：CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动。 11．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）催化加氢制甲醇是减少碳排放的一项关键技术，并为未来燃料和材料的制造提供方案。在催化剂作用下主要发生以下反应： I． II． III． (1)反应Ⅲ自发进行的条件是 。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入和，发生上述反应。 ①反应达平衡后，测得为，为，则甲醇的选择性为 (甲醇的选择性)，反应II的 (保留小数点后三位)。 ②平衡时，转化率、选择性、选择性随温度变化如图所示： 图中表示的曲线是 (填“a”、“b”或“c”)，曲线c变化趋势的原因是 。 (3)二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于0℃时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如下图所示。 ①构成该晶体的粒子通过 (填标号)结合成晶体； A．极性键    B．非极性键    C．氢键    D．范德华力 ②A晶胞和B晶胞的体积比为 。 【答案】(1)低温 (2) 60% 0.105 a 随着温度的升高，反应II平衡正向移动，反应I、III 逆向移动，均导致CO的选择性提高 (3) CD 23:45 【解析】（1）根据I． II． III． 反应III=反应I-反应II，△H3=△H1-△H2=(-49.4kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-90.4kJ·mol-1,反应III是△H3<0，△S<0，反应自发进行满足△G=△H-T△S<0，需要低温条件下满足自发进行； （2）①充入和，发生上述反应，达平衡后，为，为，根据C原子守恒，剩余的CO2为0.5mol，反应的CO2为1mol-0.5mol=0.5mol，甲醇的选择性为； 根据O原子守恒，H2O的物质的量为1mol×2-0.3mol×1-0.2mol×1-0.5mol×2=0.5mol，根据H原子守恒，H2的物质的量为(3mol×2-0.3mol×4-0.5mol×2)=1.9mol；反应II为前后系数相等的反应，Kp=； ②根据I． II． III． △H3=-90.4kJ·mol-1 升高温度，反应I和III逆向移动，反应II正向移动，甲醇的选择性降低，曲线b代表甲醇的选择性，CO的选择性均升高，曲线c代表CO的选择性，曲线a代表CO2的转化率； 曲线c代表CO的选择性随温度升高而升高，原因是：随着温度的升高，反应II平衡正向移动，反应I、III 逆向移动，均导致CO的选择性提高； （3）①水形成的冰为分子晶体，粒子通过氢键和范德华力结合成晶体，答案选CD。 ②A晶胞中有H2O个数为1+8×，B晶胞中有H2O的个数为：2+4×=4，A晶胞的体积为，B晶胞的体积为，二者体积之比为=23：45。 12．（2025·吉林·一模）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： 反应Ⅰ．     反应Ⅱ．            回答下列问题： (1)反应的 (用、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的如下表所示，则 。 物质 -393.5 -74.8 -241.8 (3)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．单位时间内生成，同时消耗 (4)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，所示步骤中生成水的基元反应是 (填标号)，最慢的基元反应方程式为 。 (5)已知：时，反应Ⅰ的平衡常数。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量的，抽真空后，通过一个支管通入(然后将支管封闭)。在，的初始压强为，平衡时，测得烧瓶中压强为，则平衡时的分压 。 (6)当温度高于360℃，体系内除了反应Ⅰ和反应Ⅱ，还发生反应Ⅲ：  。360~600℃，随温度升高的平衡转化率下降，其原因可能是 。 【答案】(1) (2)-164.9 (3)AB (4) ③ 或 (5)3或3.0 (6)360-600℃，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度 【解析】（1）由盖斯定律可知，目标反应=反应Ⅰ+反应Ⅱ，因此，故答案为：； （2）由题，=生成物生成焓-反应物生成焓，因此，故答案为：-164.9； （3）A．两个反应均为非等系数反应，容器体积不变，则压强是变量，压强不变时达到了平衡，A正确； B．混合气体的密度，体积不变，质量是变量，因此密度是变量，密度不再变化时反应达到了平衡，B正确； C．单位时间内生成，同时消耗，描述的是同一个方向的反应速率，无法体现正逆反应速率相等，不能说明是否达到平衡，C错误； 故答案选：AB； （4）由图可知，在第③步时生成了水，基元反应为：；反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第④步活化能最高，速率最慢，基元反应为或，故答案为：③；或； （5）设平衡时的分压为x，则列三段式为： ，则，解得x=3 kPa，故答案为：3或3.0； （6）360-600℃时，升高温度，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度，导致的平衡转化率下降，故答案为：360-600℃，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动程度大于反应Ⅲ正向移动程度； 13．（2025·吉林延边·模拟预测）油气田、煤的综合利用过程中均产生较大量的，对该“废气”进行合理化利用意义重大。回答下列问题： (1)与工业废气反应转化为单质，已知下列反应：       则   ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)采用活性炭可以吸附环境的有毒气体。活性炭吸附后，空气中的溶解于水膜解离为活性氧原子，然后与发生一系列反应，反应机理如图所示（H2S未标出）。甲中的变化为 (用电离方程式表示)；吸附的被 氧化。 (3)一定条件下，甲烷能处理硫化氢，并得到相关化工产品，涉及的反应为  。已知(其中为常数、为温度、为平衡常数)。反应的随温度的变化关系如图所示。 ①生产工艺中采用，温度不能太低的原因是 。 ②，在恒压(100kPa)密闭容器中按充入混合气体发生上述反应。下列说法中不能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)；反应达到平衡时，测得分压，压强平衡常数 。 a．混合气体的密度不变 b．的物质的量分数不变 c．混合气体的平均摩尔质量不变 d． 【答案】(1) -146.2 低温 (2) (或活性氧原子) (3) 温度过低时，反应，反应无法自发进行，1000℃时反应，反应能自发进行 d 12800 【解析】（1）由盖斯定律可知，；，，要使反应自发进行，则，故该反应在低温下能自发进行； （2）由图甲可知，水膜中的发生电离；吸收的被空气中的或活性氧原子氧化； （3）①由图可知，温度过低时，反应，反应无法自发进行，1000℃时反应，反应能自发进行； ②a．该反应体系为恒压体系，故反应过程中的容器容积逐渐增大，混合气体的密度逐渐减小，密度不变时，反应达到平衡状态，故a不符合题意； b．平衡建立的过程中，反应物和生成物的物质的量分数均在变化，故的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态，故b不符合题意 c．该反应为气体物质的量增加的反应，故平衡建立的过程中，混合气体的平均摩尔质量逐渐减小，平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，故c不符合题意； d．反应速率之比等于化学计量数之比，即平衡时，，则不能说明反应达到平衡状态，故d符合题意； 故选d； 设充入的、分别为，则为。应用三段式计算： 因，则，解得，则平衡时，气体总量（包括）为，气体分压分别为，，，故压强平衡常数。 14．（2025·吉林通化·一模）利用干法重整(DRM)反应制备CO和，主要反应如下： 反应i 反应ⅱ 反应ⅲ 请回答下列问题： (1) 。 (2)反应i和反应ⅱ的化学平衡常数和与温度的倒数的关系如图所示。 能代表与关系的曲线是 (填序号)，判断方法为 。 (3)在2L恒容密闭容器中通入和(仅考虑上述反应)，测得平衡时的物质的量随温度T的变化关系如图所示。 ①代表的物质的量随温度T的变化关系的曲线是 (填序号)。 ②900K时，上述反应经均达到平衡状态，内以表示的平均反应速率 ，的平衡转化率为 。 ③900K时，反应ⅲ的化学平衡常数 。 (4)某研究小组自制的熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示，则负极的电极反应式是 。 y 【答案】(1) (2) c 反应i和反应ⅱ均为吸热反应，温度越低平衡常数越小，而随温度降低而增大，故减小的幅度小 (3) c 0.12 60% 1 (4) 【解析】（1）反应ⅲ=(反应i-反应ⅱ)，则由盖斯定律可得； （2）反应i和反应ⅱ均为吸热反应，温度越低平衡常数越小，图示中随着增大，即T减小，、均减小；而，随温度降低而增大，故减小的幅度小，减小的幅度大，所以能代表与关系的曲线是c，判断方法为：反应i和反应ⅱ均为吸热反应，温度越低平衡常数越小，而随温度降低而增大，故减小的幅度小； （3）①升高温度，反应i和ii平衡均正向移动，反应ⅲ平衡逆向移动，和物质的量均减小，物质的量增大，再结合图示及起始投料可知，b、d曲线分别代表，a曲线代表，则c曲线代表，所以代表的物质的量随温度T的变化关系的曲线是c； ②由图可知，900K时，，则内以表示的平均反应速率；开始时通入和，平衡时，根据碳原子守恒可得此时，根据氧原子守恒可得，根据氢原子守恒可得，故消耗的甲烷为1mol-0.4mol=0.6mol，则的平衡转化率为； ③反应iii是气体分子数不变的反应，则900K时，反应iii的化学平衡常数K3=； （4）该电池是熔融碳酸盐燃料电池，可传导离子为，由图可知，被氧化生成，则负极的电极反应式是：。 15．（2025·吉林延边·一模）“双碳战略”有助于我国实现高质量的发展。回答下列问题： Ⅰ．利用光催化将转化为甲醇，从而实现对光能的存储和利用：。 (1)既能提高平衡产率同时又能提高反应速率的措施是 （填字母）。 A．降低温度    B．升高温度    C．增大压强 D．加入催化剂    E．减小压强 (2)已知： 常温常压下，和生成和的热化学方程式为 。 (3)的正反应速率表示为，逆反应速率表示为，其中在一定温度下为常数。下图中代表的曲线为 （填“”，“”、“”或“”）；若该反应的化学平衡常数，那么发生该反应的温度T （填“>”、“<”或“=”）。 Ⅱ．在“双碳战略”中氢能起到重要作用。 乙醇与水催化重整制氢发生以下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． (4)反应Ⅰ的机理如下，“*”表示催化剂表面的活性中心，请补充基元反应ⅱ。 ⅰ. ⅱ. 。 ⅲ. ⅳ. (5)当压强为，达平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性。 ①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，此时的转化率为66.67%，求交点M坐标为时反应Ⅱ的平衡常数 （只需列出计算表达式，不必化简）。 ②请分析说明曲线②随温度变化的原因： 。 Ⅲ．科学家近年发明了一种新型水介质电池装置如下图所示，放电时被转化为储氢物质甲酸等。 (6)放电时，正极的电极反应式为： 。 【答案】(1)C (2) (3) > (4) (5) = 反应Ⅰ、Ⅱ正反应方向均为吸热反应，升高温度均向正反应方向移动，产率上升。但升温过程中，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，所以产率又逐渐减小 (6) 【解析】（1）A．降低温度，反应速率减小，A错误；     B．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动 ， 平衡产率减小，B错误； C．正反应为气体体积减小的反应，增大压强，化学反应速率增大，平衡正向移动，平衡产率增大，C正确； D．加入催化剂，不影响平衡产率，D错误； E．减小压强，化学反应速率减小，E错误； 故答案选C。 （2）和生成和反应可以看成反应减去反应后，再减去得到，根据盖斯定律计算反应热，，热化学反应方程式为，故答案为。 （3）当反应到达平衡时，，，正反应为放热反应，温度升高，反应速率加快，均增大，平衡逆向移动，K减小，增大的倍数大于，温度为T平衡常数，由图可知，温度时平衡常数为K=1，,故答案为；>。 （4）对比反应Ⅰ及反应ⅰ、ⅲ.、ⅳ知，反应ⅱ为，故答案为。 （5）由选择性定义知，CO的选择性与的选择性之和为1，根据图像知，曲线①和③表示CO的选择性与的选择性随温度的变化，曲线②表示氢气的产率随温度的变化。M点时CO的选择性与的选择性相同，设初始的物质的量为mol，的物质的量为mol，当的转化率为66.67%，转化的的物质的量为，根据碳元素守恒计算知平衡时CO和的物质的量均为，把第一个反应的平衡态看成第二个反应的起始态，列三段式 平衡时气体的总物质的量为,反应Ⅱ的平衡常数=；反应Ⅰ、Ⅱ正反应方向均为吸热反应，升高温度均向正反应方向移动，产率上升。但升温过程中，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，所以产率又逐渐减小，故答案为或；反应Ⅰ、Ⅱ正反应方向均为吸热反应，升高温度均向正反应方向移动，产率上升。但升温过程中，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，所以产率又逐渐减小。 （6）由工作原理图知，放电时正极转化为HCOOH，电极反应式为，故答案为。 16．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成十氢萘(1-MD)的副反应，涉及反应如图： (1)根据1-MTL和5-MTL的结构及命名方式，1-MTL和5-MTL的一种同分异构体的名称为 MTL。1-MN中碳原子的杂化类型 。提高反应选择性的关键因素是 。 (2)同温同压下，向温度为时的平衡体系中再充入，过程中保持的浓度不变，反应Ⅰ的化学平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (3)各反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。 温度为时，反应的平衡常数与反应、的平衡常数之间的关系是 (用含、的代数式表示)，曲线a、b中，表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为 (填代号)。已知1-MTL比5-MTL稳定，则的数值范围是 (填标号)。 A．        B．-1~0        C．0~1        D． (4)已知反应的速率方程，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知， (填“>”“<”或“=”)。 (5)以1 mol 1-MN为原料，在kPa的高压氛围下反应(的压强近似等于总压)，测得不同温度下达平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数(表示物种i物质的量与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图所示。 反应温度为时，1-MN平衡转化率，则反应消耗的物质的量为 。 【答案】(1) 6-MTL sp3、sp2 催化剂 (2)不移动 (3) a C (4)> (5)2.71mol 【解析】（1）根据1-MTL和5-MTL的结构及命名规律，可知，的编号顺序为，因此，的名称为6-MTL；1-MN中含有苯环、甲基和碳碳双键，碳原子的杂化类型sp3、sp2；不同的催化剂选择性不同，提高反应选择性的关键因素是适合的催化剂； （2）同温同压下，向温度为T2时的平衡体系中再充入H2，过程中保持H2的浓度不变，则反应Ⅰ的Qc=K，则平衡不移动； （3）涉及的反应有：反应1：1-MN(g)+2H2(g)5-MTL(g)；反应2：5-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g)；反应3：1-MN(g)+2H2(g)1-MTL(g)；反应4：1-MTL(g)+3H2(g)1-MD(g)；由盖斯定律可知，平衡常数K1K2=K3K4，结合图示，温度为时，lgK1=0，即K1=1，则；由图可知，相同温度下，则K1＞K3，所以K2<K4，则表示反应Ⅳ的平衡常数随温度变化曲线为a；由图可知，升高温度，四个反应的平衡常数均减小，说明反应均向逆反应方向移动，均为放热反应，，已知1-MTL比5-MTL稳定，物质的能量越低越稳定，说明反应3比反应1放热更多，，则，故选C； （4）反应达平衡时，，则，平衡常数，温度时，，温度时，，由（3）中图可知，K值随温度升高而减小，则； （5）1-MN平衡转化率y为80%时，反应的1-MN为0.8mol，开始生成1-MTL和5-MTL共0.8mol；由图可知，平衡时1-MTL和5-MTL物质的量分数共0.43，则又消耗了(0.8mol-0.43mol)=0.37mol的1-MTL和5-MTL生成1-MD，则反应消耗H2的物质的量为0.8mol×2+0.37mol×3=2.71mol。 17．（2025·辽宁·三模）作为主要的温室气体，对人类的生产生活有着重要影响，还原是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径之一，相关的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数与温度变化关系如图所示。 (1)有利于提高合成的条件是 。(从温度和压强角度回答) (2)的取值范围是 1(填>，<或=)。 (3)一定条件下，向体积为的恒温密闭容器中加入和发生上述反应，平衡时，容器中的浓度为，的浓度，反应Ⅱ的平衡常数为 。 (4)还原能力(S)可衡量转化率，已知，即相同时间段内与物质的量变化量之比。常压下和按物质的量之比投料，反应相同时间，和转化率如图所示。 ①在范围内，S值的变化趋势是 (填字母)。 A．一直增大      B．一直减小       C．先增大后减小       D．先减小后增大 ②由图像可知，转化率在时大于，其原因是 。 ③温度较低时，两条曲线重合的原因是 。 (5)分子中存在二套大键，表示为；(如下图所示) 即三个原子共用四个电子形成的大键，则中大键可表示为 。 【答案】(1)低温高压 (2)＜ (3)0.6 (4) C 温度升高，反应速率加快 温度较低时只发生反应I (5) 【解析】（1）由反应Ⅰ：，根据图像可知：温度升高，减小，说明平衡常数K减小，平衡逆向移动，因此，该反应的正反应为放热反应，；该反应为气体分子数减小的反应（反应前气体分子数为：4，反应后为：2），根据勒夏特列原理，降低温度，平衡向放热反应方向移动，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，因此低温高压有利于提高合成。 （2）由反应Ⅰ： ，根据图像可知：温度升高，减小，说明平衡常数K减小，平衡逆向移动，因此，该反应的正反应为放热反应，，同理可知，，，根据盖斯定律可知：反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ，，，由于、，焓变均为负值，则； （3）首先，计算各物质的起始浓度：，，，，；设反应Ⅰ中参与反应的浓度为，浓度为， 的转化浓度为，反应Ⅱ中参与反应的浓度为，浓度为，的转化浓度为，反应Ⅲ中参与反应的浓度为，由题目可知：，，据此，可列三段式如下： 据此，可得出以下关系：对于：平衡时，，对于：平衡时，带入可得，据此，可以求得平衡时各物质的物质的量浓度：，， ，因此，反应Ⅱ的平衡常数为：； （4）①根据图中可知：低温段：的转化率增长比快，此时，即增大；高温段：的转化率增长比慢，此时，即减小，故选C； ②对于化学反应，温度对反应速率和转化率的影响与反应的热效应和反应的进程有关，在之间，随温度升高，反应速率加快，更多的参与反应，所以，的转化率随温度升高而加快； ③温度较低时，反应速率慢，反应还没有达到平衡状态，此时反应速率主要由反应本身动力学因素决定，即温度较低时只发生反应I，所以两条曲线重合，即转化率相同； （5）步骤1，确定参与大键的原子数：结构可看作是共11个原子，其中形成大键共10个原子，H不参与大键的形成；步骤2，计算参与大键的电子数：C原子的价电子数为4，N原子的价电子数为5，在中，C原子与N原子间除了形成键，剩余的p电子都参与形成大键，因此，参与形成大键的电子数为10，所以中的大键可表示为：； 18．（2025·辽宁盘锦·三模）我国某大学科研小组在等离子体调控缺陷的氮化硼催化剂上，高效催化丙烷氧化脱氢制丙烯的原理如下： 反应Ⅰ： 反应II： 反应III： 回答下列问题： (1)已知反应，则反应I的 。 (2)在时，反应的；若在4L容器中通入和各时刻，压强为的反应体系测得的物质的量和压强为的反应体系测得的物质的量如图所示，则时刻压强为的反应体系 (填“已平衡”“未平衡”或“无法确定”)；压强 (填“>”“<”或“=”) (3)在恒容的密闭容器中，起始时充入4mol和，反应达到平衡时的转化率，及碳的平衡物质的量随温度的变化如图所示： ①表示的转化率的曲线是 (填“M”“N”或“P”)。 ②曲线M在先下降后上升的原因是 。 ③在时，的转化率为的物质的量为0.4mol，此时体系的总压强为7.4MPa，则反应II：的分压平衡常数 MPa(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压体积分数)。 ④之后，丙烯的选择性下降，其原因可能是 。 【答案】(1)-146 (2) 未平衡 < (3) 在温度小于时以反应I为主，反应I向逆反应生成的大于反应II向正反应消耗的，故的转化率减小；温度大于时，以反应II为主，反应I向逆反应生成的小于反应II向正反应消耗的的转化率增大 0.6 生成的碳覆盖在催化剂表面使催化剂中毒失去活性 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应IV+反应II) ×2=反应Ⅰ，则反应的焓变； （2）由图可知，压强为t时刻时，丙烷的物质的量为1mol，则反应消耗丙烷的物质的量为1mol，由方程式可知，t时刻时，氧气、丙烯、水蒸气的物质的量分别为(2mol-1mol×)=1.5mol、1mol、1mol，则反应的浓度熵Qc=，反应体系未达到平衡；压强为t时刻时，消耗氧气的物质的量为1mol×=0.5mol，压强为t时刻时，消耗氧气的物质的量为2mol-1.4mol=0.6mol，由变化量之比等于反应速率之比可知，条件下反应速率快于，他条件相同时，压强越大，反应速率越快，则； （3）①反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应II为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量增大、水的物质的量减小，则曲线N表示氢气的物质的量、曲线P表示水的物质的量，属于曲线M表示丙烷的转化率； ②在温度间，丙烷的转化率先下降是因为温度小于时反应以反应I为主，反应I向逆反应方向移动生成丙烷的物质的量大于反应II向正反应方向移动消耗丙烷的物质的量所致；后转化率上升是因为温度大于时，反应以反应Ⅱ为主，反应I向逆反应方向移动生成丙烷的物质的量小于反应II向正反应方向移动消耗丙烷的物质的量所致； ③设反应I、反应I中消耗丙烷的物质的量分别为2xmol、ymol，由题意可建立如下三段式： 由平衡时氢气的物质的量可知，y=0.4，由丙烷的转化率可得：，解得x=1，则平衡时丙烷、氧气、丙烯、水蒸气、氢气的物质的量分别为1.6mol、1mol、2.4mol、2mol、0.4mol，则混合气体的总物质的量为7.4mol，反应II的平衡常数Kp===0.6MPa； ④由图可知，在温度时开始发生反应III，丙烷分解生成碳，所以故温度在之后下降的原因是生成的碳覆盖在催化剂表面使催化剂中毒失去活性。 19．（2025·辽宁辽阳·一模）氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。请回答： (1)甲烷催化重整是制备氢气的重要方法之一。几种常见燃料的燃烧热数据如图： 气体燃料 燃烧热 已知： ①甲烷水蒸气催化重整反应： 。 ②一定条件下，在某恒容密闭容器中，只发生催化重整反应。下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是 （填标号）。 A．                    B．混合气体的密度不再变化 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化       D．混合气体中的浓度不变 (2)时，向容积恒定为的刚性密闭容器中按投料，发生催化重整反应[同时有副反应发生]，容器内的总压强p随反应时间的变化如表所示： 0 2 4 6 8 10 12 16.0 18.5 19.9 21.0 21.8 22.4 22.4 已知：平衡时，实验测得的分压等于的分压。 ①甲烷的转化率为 。 ②内， ③该温度下，催化重整反应的平衡常数 （列出计算式即可，不用化简）。 (3)已知水碳比（）是指进料中水蒸气分子总数和碳原子总数的比值，是对制氢效率能够产生影响的工艺参数。在甲烷水蒸气重整反应中，对反应气体转化率的影响如图所示。 结合图像，当仅进行甲烷水蒸气重整反应时，从化学反应原理和经济成本角度分析，在工业生产中的的值为3的原因是 。 (4)铁钴镍合金可用作甲烷重整反应的催化剂，该合金的立方晶胞如图所示。晶体中每个周围与它距离最近且相等的有 个。 【答案】(1) CD (2) 1.12 (3)时，根据勒夏特列原理，水碳比的提高相当于增大了反应物的浓度，促使重整反应平衡正向移动，从而提高了甲烷转化率，有利于积碳的消除；时，因为较大的蒸汽用量需要消耗大量的能量，导致能耗增加 (4)6 【解析】（1）①根据燃烧热数据，设反应①、 ②、 ③，结合盖斯定律：，得到：。 ②A．根据反应化学计量数，生成4molH2对应消耗1molCH4，因此速率关系应为，故A不一定平衡； B．在恒容密闭容器中，若反应前后气体总质量不变， 则密度始终不变，因此密度变化无法作为平衡标志，故B不一定平衡； C．总质量固定，但总物质的量随反应进行变化，当平衡时总物质的量稳定，平均摩尔质量不再变化，故C平衡； D．浓度不变是化学平衡的直接标志，表明正逆反应速率相等，故D平衡； 故答案为CD。 （2）①设初始物质的量分别为x和3x，总物质的量为4x，对应的初始压强为16.0kPa。平衡时总压强为22.4kPa，总物质的量为5.6x，主反应每反应完1mol甲烷，总气体的物质的量增加2mol，设主反应进度为a，则，解得，甲烷的转化率。 ②0~10 min内，中生成的n(H2)等于消耗n(CH4)的4倍，为，同时生成的n(CO2) 等于消耗的n(CH4)，为0.8mol，根据反应: 可知，该反应中消耗的二氧化碳等于生成的CO，平衡时CO2、CO的物质的量相等，都是，同时消耗，则平衡时容器中剩余的，即平衡时，，，混合气体的总物质的量为：，平衡时， 平均速率为：。 ③，平衡时各物质的分压分别为，、，代入数值得平衡常数。 （3）根据图像分析，时，根据勒夏特列原理，水碳比的提高相当于增大了反应物的浓度，促使重整反应平衡正向移动，从而提高了甲烷转化率，有利于积碳的消除；时，因为较大的蒸汽用量需要消耗大量的能量，导致能耗增加，所以在工业生产中的的值为。 （4）根据图像可知，铁原子位于晶胞的八个顶点，晶体中每个Fe周围与它距离最近且相等的Fe有6个。 20．（2025·辽宁沈阳·一模）汽车尾气中的氮的氧化物会造成严重的大气污染。我国科研工作者经过研究，可以用不同方法降低空气中NO的含量，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知，298K，25℃时， ①氢气的燃烧热()为 ②298K，25℃时，将转化成无毒物质的热化学方程式为 。 (2)一定条件下，还原的反应，总反应的速率表达式为(k为速率常数，只与温度有关)，该反应在不同浓度下的反应速率如表： 序号 ① 0.0060 0.0010 ② 0.0060 0.0020 ③ 0.0010 0.0060 ④ 0.0020 0.0060 下列说法错误的是___________。 A．其他条件不变，压缩实验②的容器体积，其反应速率和平衡常数均增大 B．该反应的速率表达式为 C．NO和的键能之和小于和的键能之和 D．恒温恒压条件下实验④达到平衡后，再向其中加入一定量水蒸气，平衡逆向移动，总反应速率增大 (3)活性炭处理汽车尾气中的原理：。下，向某恒温恒容密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，以下各项能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A． B．混合气体的总的物质的量不变 C．容器内气体的平均摩尔质量不变 D．容器内气体的密度不变 (4)科研人员进一步研究了催化剂对反应：的影响，在三个完全相同的恒容密闭反应器中分别加入C、、，通入相同量的。不同温度下，测得2h时的去除率如图所示： 已知：490℃时，盛放的容器内该反应已经达到平衡状态。 ① 0(填“>”或“<”)，判断的理由是 。 ②据图分析，490℃以下反应活性最好的是 (用a、b、c表示)。 ③490℃时，该反应的平衡常数为 (列出数字表达式可不化简)。 【答案】(1) -285.8 (2)AD (3)CD (4) > 温度大于490℃时，盛放的容器内随着温度的升高，的去除率增大，平衡正向移动 a 【解析】（1）①已知：，则氢气的燃烧热，； ②已知①，②，③，根据盖斯定律，②×2-3×①+3×③，得 ； （2）A．压缩实验②的容器体积，气体压强增大，反应速率增大，但温度不变，平衡常数不变，A错误； B．由①②可得：=()n，解得n=1，由③④可得：=()m，解得m=2，由①可得：k==5000，则该反应的速率表达式为，B正确； C．总反应的为反应物的总能量高于生成物总能量的放热反应，则反应物的键能之和小于生成物的键能之和，C正确； D．恒温恒压条件下实验④达到平衡后，再向其中加入一定量水蒸气相当于减小压强，总反应速率减小，D错误； 故选AD； （3）A．根据反应方程式可知，当时，反应达到平衡状态，时，反应没有达到平衡状态，A错误； B．活性炭是固体，反应正向进行时混合气体的总的物质的量是恒定值，若混合气体的物质的量不变，不能说明平衡状态，B错误； C．活性炭是固体，气体总质量是变量，气体的总物质的量在反应前后不变，所以容器内气体的平均摩尔质量是变量，容器内气体的平均摩尔质量不变时，表明反应已达平衡状态，C正确； D．活性炭是固体，气体总质量是变量，容器体积不变，所以气体的密度是变量，若气体的密度不变，表明反应已达平衡状态，D正确； 故选CD； （4）①由图象可知，温度大于490℃时，盛放的容器内，升高温度时NO的去除率增大，说明升高温度时平衡正向移动，故正反应是吸热反应，即； ②由图象可知，490℃以下a曲线表示的NO的去除率最高，即反应活性最好； ③490℃时，设通入xmolNO，列三段式：，。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型18 化学反应原理综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 反应热与化学平衡【重难】 考向02 平衡常数、转化率与化学平衡【重难】 考向03 反应历程与化学平衡【重难】 考向04 晶胞计算与化学平衡【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 化学反应原理系统考查学生对热化学、化学反应速率、化学平衡、电解质溶液（电离、水解、溶解平衡） 等核心理论的理解深度和应用能力。题目综合性强、逻辑链条长、计算要求高，是区分学生化学学科素养的关键。该题型通常以一个真实的化学过程为背景，将多个原理知识点有机整合，进行多角度、分层级的设问。预测2026年高考命题情境更加前沿与真实，试题背景将更深地融入“碳中和”、新能源、工业优化、环境治理等国家战略与科技前沿，考查学生的信息解码和知识迁移能力。考查重点从“识图”转向“析图”，即从图像中提取数据进行定量计算和逻辑推理。计算能力要求持续高位，多平衡体系中的计算、基于图像数据的复杂计算将是主要的区分点。攻克反应原理大题，需要在透彻理解理论的基础上，通过系统性训练，将知识转化为分析问题和解决问题的能力。 考向01 反应热与化学平衡 【例1】（2021·辽宁卷）苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应： Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)⇌(g) ∆H1<0 Ⅱ.副反应：(g) ⇌(g) ∆H2>0 回答下列问题： (1)已知：Ⅲ. Ⅳ.2 (g)+15O2(g)⇌12CO2(g)+6H2O(l) ∆H4 Ⅴ.(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ∆H5 则 (用、和表示)。 (2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。 A．适当升温 B．适当降温 C．适当加压 D．适当减压 (3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在的基础上适当增大用量，其目的是 。 (4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当中混有微量或等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为 。 (5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对，下图中可作为酸性中心的原子的标号是 (填“①”“②”或“③”)。 (6)恒压反应器中，按照投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应1的 (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)。 1.利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法 步骤 ①对比： 对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致 ②叠加： 根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式 ③计算： 按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化 方法 ①倒： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错 ②乘： 为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘 ③加： 上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加 2．ΔH的三种计算式 （1）ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) （2）ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S) 键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8 （3）ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 【变式1-1】（2025·辽宁葫芦岛·二模）第19届亚运会用“零碳甲醇”作为开幕式主火炬的燃料，这是全球首次对于零碳甲醇的实践应用。某科研团队研究了由加氢制备甲醇的相关反应： （Ⅰ）   （Ⅱ）   （Ⅲ）   已知：在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质生成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示，部分物质的如下表所示。 化合物 0 回答下列问题： (1) 。 (2)恒温条件下向某2L的刚性密闭容器中充入3mol 和6mol 发生上述反应，测得初始压强为： ①5min后达到平衡时测得容器内，，的转化率为25％，容器中0～5min内反应速率为 。该温度下，反应Ⅲ的平衡常数的计算式为 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ②该条件下，能判断体系达到平衡状态的是 。 A．容器内和的浓度比为1∶1    B．体系内气体密度不再变化 C．气体平均摩尔质量不再变化    D．体系压强为 ③科研团队研究了不同压强）对加氢生成甲醇、CO和甲醚三种产物的影响，结果如图所示。当温度达到400℃左右时，压强对的转化率无影响的原因为 。 (3)甲醇燃料电动车又助力哈尔滨亚冬会，请写出作为燃料电池燃料，在碱性介质中的负极的电极反应式 ，以此电池电解2L的饱和食盐水，当溶液中NaOH的浓度达到时，电路中转移的电子数为 。 【变式1-2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）工业烟气中(以为主)的脱除常采用选择性催化还原(SCR)技术，其核心反应为：主反应： 副反应： (1)已知，则 。 (2)300°C时，在某恒温刚性容器中充入的混合气体，若仅发生主反应，下列叙述能说明反应已达到化学平衡状态的是 (填字母)。 a． b．混合气体的密度保持不变 c．单位时间内断裂键的同时断裂键 d．的体积分数不再改变 (3)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，若仅发生主反应，经过相同时间，转化率与温度的关系如图所示。 ①工业上选择催化剂 (填“甲”或“乙”)。 ②在催化剂甲的作用下，当温度高于(M点)时，转化率降低原因可能是 。 (4)时，在某恒压密闭容器中充入等物质的量的、、的混合气体，若仅发生主反应和副反应，平衡后，转化率为，且和物质的量相等，则 (保留2位有效数字)。 (5)已知主反应分三步进行 I． II． III． 研究发现，在催化剂表面引入可形成“吸附位”和“活化位”。 请分析催化剂表面引入后，主反应选择性提高、副反应选择性降低的原因是 。 考向02 平衡常数、转化率与化学平衡 【例2-1】（2025·黑吉辽蒙卷）乙二醇是一种重要化工原料，以合成气为原料合成乙二醇具有重要意义。 Ⅰ．直接合成法：，不同温度下平衡常数如下表所示。 温度 298K 355K 400K 平衡常数 1.0 (1)该反应的 0(填“>”或“<”)。 (2)已知的燃烧热分别为，则上述合成反应的 (用a、b和c表示)。 (3)实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)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2MPa、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，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]。 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 ③483K时，出口处的值为 (精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商 (用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 【例2-2】（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。 (1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。    (2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下： NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4 2NO+O2=2NO2 (ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。 (ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是 (答出两点即可)。 (3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1 (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是 。    a．温度越高，反应速率越大 b．α=0.88的曲线代表平衡转化率 c．α越大，反应速率最大值对应温度越低 d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度 (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是 (填标号)。    (ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 一、平衡常数的计算 a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） 1.浓度平衡常数：Kc＝ 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＝ 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×＝（P1+P2+P3+…）× 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＝ 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＝ 二、多重平衡体系化学平衡常数的计算 1.多重平衡是指相互关联的若干平衡同时存在于一个平衡系统中，且至少有一种物质同时参与几个相互关联的平衡。多重平衡涉及的反应多，但各个平衡之间存在内在联系，要么连续，要么竞争，这样可将三个平衡简化为两个平衡，从而快速解答。也可以从元素守恒入手，只要抓住起始状态与平衡状态即可，可以忽略复杂的反应过程，从而使复杂问题简单化。 2.同一容器内的多平衡体系，相同组分的平衡浓度相同 ①化学平衡：a A（g）b B（g）+c C（g），c C（g）d D（g）+e E（g） ②特点：计算K1、K2时，用到的c（C）相同 3.计算方法 （1）元素守恒法：根据某元素守恒，计算出平衡时相应组分的浓度 （2）设未知数法 ①有几个平衡假设几个未知数（变化量） ②用这些未知数表示出平衡时相应组分的浓度 ③根据相关等量计算出未知数，带入平衡常数表达式求解 三、平衡转化率大小变化分析技巧 1.转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响。 2.判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形： 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 【变式2-1】（2025·内蒙古乌兰察布·二模）锰及其化合物在催化剂及金属材料方面有重要的应用。我国主要以菱锰矿（主要成分为，为、或）为原料，通过热解法生产二氧化锰等锰基催化剂。 (1)提取的转化关系如下： 已知：  ，关系如下图。 ①“焙烧”过程最大的是 。 A．    B．    C． ②“焙烧”温度应控制在 。 (2)某温度下，碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行： Ⅰ．   Ⅱ．   ①焙烧制取的热化学方程式是 。 ②反应达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是 。 A．平衡常数减小    B．质量不变    C．浓度不变    D．质量减小 (3)由原料气（、）与煤粉在锰基催化剂条件下制乙炔，该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：、在高温条件还会分解生成碳与氢气。发生部分反应的热化学方程式（在、时）如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线如下图。 ①乙炔体积分数在之前随温度升高而增大的原因可能是 ；1530K之后，乙炔体积分数增加不明显的主要原因可能是 。 ②在体积为的密闭容器中反应，测得平衡时气体的总物质的量为，则反应的平衡常数 （用物质的量分数代替平衡浓度）。 【变式2-2】（2025·黑龙江哈尔滨·三模）甲硫醇作为一种重要的有机合成中间体，在农药、医药、食品等方面有着广泛的应用。硫化氢-甲醇法合成甲硫醇工艺已经成为当前领域研究热点。反应过程如下： 主反应：   副反应：   一定温度和压强下，甲硫醇的选择性与甲醇的转化率随甲醇的进料流速变化的关系如图甲所示： 回答下列问题： (1)已知化学键的键能如表所示： 化学键 C—O C—S O—H S—H 键能 343 289 463 339 副反应的 。 (2)甲醇进料流速大于时，分析随甲醇进料流速加快，甲醇转化率下降的原因： 。 (3)下列措施可提高N点转化率的有________（填序号）。 A．适当降低温度 B．增大 C．适当增大压强 D．使用高效选择性催化剂 (4)图乙为科学家研究低温合成甲硫醇时不同催化剂的加入对甲醇的转化率、甲硫醇的选择性（产率=转化率×选择性）的影响，选择 作催化剂为优选方案。选用上述催化剂时反应的最适宜温度为 。 (5)图甲中，甲醇进料流速为时甲硫醇的生成流速为 ，此条件下进料量时，的转化率为 （保留四位有效数字）。若某条件下，以投料，甲醇的平衡转化率为80%，产品的选择性仍为95%，则主反应的 （保留两位小数，用平衡分压代替平衡浓度计算，气体组分平衡分压=体系总压×该气体组分在体系中的体积分数）。 考向03 反应历程与化学平衡 【例3】（2025·吉林·一模）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： 反应Ⅰ．     反应Ⅱ．            回答下列问题： (1)反应的 (用、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的如下表所示，则 。 物质 -393.5 -74.8 -241.8 (3)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．单位时间内生成，同时消耗 (4)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，所示步骤中生成水的基元反应是 (填标号)，最慢的基元反应方程式为 。 (5)已知：时，反应Ⅰ的平衡常数。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量的，抽真空后，通过一个支管通入(然后将支管封闭)。在，的初始压强为，平衡时，测得烧瓶中压强为，则平衡时的分压 。 (6)当温度高于360℃，体系内除了反应Ⅰ和反应Ⅱ，还发生反应Ⅲ：  。360~600℃，随温度升高的平衡转化率下降，其原因可能是 。 一、反应机理(“环式”反应)图像及分析 1.模型：“环式”反应 （1）位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧；“入环”的物质为反应物，如①和④； （2）“出环”的物质为生成物，如②和③。 2.催化剂与中间产物 （1）催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。 （2）中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。 【思维模型】“环式”反应机理图像分析模型(通览全图，找准一“剂”三“物”) 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 生成物 中间体 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 二、能垒与决速步骤及分析 1.能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。 如图所示，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*＋H*===CO2＋2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 2.模型 （1）能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 （2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 （3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高，产物的稳定性强。 【变式3-1】（2025·黑龙江·模拟预测）加氢制备、涉及反应如下： i． ii． iii． 回答下列问题： (1)工业上，利用加氢合成的热化学方程式为 。 (2)向反应器中充入和，在催化剂、作用下发生上述反应，测得相同时间内的转化率与温度关系如图所示。温度低于450℃时，催化效率较高的催化剂是 （填“”或“”），随着温度升高，、曲线相交，其主要原因可能是 。 (3)某温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应i、ii、iii，起始压强为，达到平衡时转化率为60%，选择性为50%，选择性为25%。 已知：乙醇的选择性（、的选择性同理）。） 该温度下，反应iii的平衡常数 （用分数表示，用分压计算的平衡常数为压强平衡常数，分压等于总压×物质的量分数）。 (4)与在活化后的催化剂[催化剂活化：（无活性）（有活性）]表面可逆地发生反应ii，其反应历程如图所示。 ①对于制甲醇的过程，以下描述正确的是 （填字母）。 A．反应中经历了、键的形成和断裂 B．加压可以提高的平衡转化率 C．升高温度有利于生成甲醇 ②与混合气体以不同的流速通过反应器，流速加快可减少产物中的积累，减少反应 （用化学方程式表示）的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。 (5)用电解法也可以实现由制备乙醇。电解时电解质溶液显酸性，阴极的电极反应式为 。 (6)干冰（固态）的立方晶胞结构中，处于顶点和面心，若晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值，则干冰晶体的密度为 。 【变式3-2】（2025·吉林长春·三模）二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 I.二氧化碳加氢制乙烯 已知H2(g)的燃烧热为286；的燃烧热为1411。 (1)写出二氧化碳加氢生成乙烯和H2O(l)的热化学方程式 。 (2)该反应 （填写“低温”、“高温”或“任意温度”）时能自发进行。 II.二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有： i. ii. iii. 已知：生成物M的选择性 (3)在恒温（T>100℃）恒容条件下，将一定量的CO2、H2通入密闭容器中，控制条件只发生反应i。下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 （填选项）。 A． B． 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)在恒压（5.0MPa）密闭容器中充入4molH2和1molCO2制取二甲醚，CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示（不考虑其他因素影响）： ①在220℃条件下，平衡时CH3OH的选择性为 。反应ii的平衡常数Kp= （保留三位有效数字）。 ②温度高于280℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 III.用GaN做催化剂时制备二甲醚的部分反应机理如图甲，在GaN(110)界面上的反应历程如图乙，其反应方程式为（*表示吸附态），在GaN(100)界面上除生成两种吸附微粒外还有水蒸气。 (5)图乙表示的反应历程中，决速步骤为 。 A．b0→b1 B．b1→b2 C．b2→b3 D．b3→b4 (6)GaN(100)界面上的反应方程式为 。 考向04 晶胞计算与化学平衡 【例4-1】（2024·吉林卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。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) 0(填“>”或“<”)； ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 。                   (3)下列措施可提高M点转化率的是_______(填标号) A．增大的流速 B．将温度升高 C．增大 D．使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时，小于和，原因是 。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算) (6)负载在上的催化活性高，稳定性强，和的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体积近似相等，与的密度比为1.66，则的相对原子质量为 (精确至1)。 【例4-2】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： (1)合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。 (2) 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用。 针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。 (3)方案一：双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。 下列说法正确的是 。 a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 (4)方案二：复合催化剂。 下列说法正确的是 。 a．时，复合催化剂比单一催化剂效率更高 b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率 c．温度越高，复合催化剂活性一定越高 (5)某合成氨速率方程为：，根据表中数据， ； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 。 a．有利于平衡正向移动     b．防止催化剂中毒     c．提高正反应速率 (6)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为 (填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。 1.晶胞参数与晶胞密度的关系 2.晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 3.微粒间距离的计算 1.空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。空间利用率＝×100%。 4.空间利用率的计算步骤：首先计算晶胞中的粒子数；再计算晶胞的体积。 如：六方晶胞(如图)。 S＝2r×r＝2r2 h＝r V(球)＝2×πr3 V(晶胞)＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3 空间利用率＝×100%＝×100%≈74% 【变式4-1】（2025·辽宁本溪·模拟预测）“碳达峰-碳中和”是我国社会发展的重大战略。在催化剂作用下，可被还原为等化学品，主要反应如下： 反应1： 反应2： (1)反应的 。 (2)恒温恒容条件下，若起始按投料，只发生反应1，能作为反应达到平衡的标志是_______(填序号)。 A．体积分数不再发生变化 B．断裂键的同时，断裂键 C．气体平均相对分子质量不再发生变化 D． (3)将和充入密闭容器发生反应1和反应2，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图甲所示。图中表示选择性的曲线是 (填“m”、“n”或“p”)，A点时的转化率为 ，反应2的压强平衡常数 (结果保留2位有效数字)。 (4)有一种针对反应1的高效催化剂，其组成为固溶体，四方晶胞如图所示。 离子在晶胞中的配位数是 ；在中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为，则 (用表达)。 【变式4-2】（2025·辽宁丹东·二模）氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 Ⅰ．近年来催化重整制氢是氢能源利用领域的研究热点，主要反应如下： 反应Ⅰ：        反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     重整过程中自由能(，设和不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示： (1)反应Ⅱ： 0(填“>”或“<”)，理由是 。 (2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．降低温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动 B．及时分离出，使反应Ⅰ的正反应速率增大 C．其他条件不变，恒压比恒容条件更利于提高的平衡转化率 D．反应Ⅲ中加入催化剂，可以降低该反应的活化能和反应热 (3)650℃以一定流速通入原料气，进行反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，当水碳比[]一定时，催化剂中无添加吸附剂和添加吸附剂(吸收)，各组分的平衡含量与时间的关系如图2和图3所示，与图2相比，图3中min前的平衡含量升高，、CO的平衡含量降低的原因是 。 (4)一定温度下，向恒容密闭反应器中通入和(g)，起始时和(g)的分压分别为2 MPa、6 MPa，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行min时达到平衡状态，此时CO、的分压分别为MPa、MPa。反应Ⅰ的 (用含、的代数式表示，用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。 Ⅱ．氢气的安全储存是氢能应用的关键。铁镁合金是储氢密度较高的储氢材料，其立方晶胞结构如图所示。 (5)晶体储氢率为100%时，位于晶胞体心和棱中心；若晶体储氢后的化学式为，则储氢率为 。 1．（2025·黑龙江大庆·三模）常作为有机合成的氯化剂、橡胶硫化剂。回答下列问题： 已知：①   ②   ③   (1)反应   该反应在 (选填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)已知图1中A点为373K时反应②的平衡点，当改变温度重新达到平衡时，新的平衡常数对数值(lgK)可能变化为图中的 点，判断依据为 。 (3)恒温恒容时，向密闭容器中按进行投料，只考虑发生反应②和③，初始压强为120MPa。测得反应相同时间、不同温度下，的转化率和的产率如图2所示的理论产量，按照完全转化进行计算)。则750K时，反应③的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×该组分物质的量分数，结果保留两位有效数字) (4)工业生产中利用反应②和③制取：。 i．以下措施中可以提高平衡产率的是 。 A．降低体系的温度　　B．使用催化剂　　C．压缩容器的体积　　D．增大的浓度 ii．由实验测得通入时间和通入速率与的产率关系如图3、图4所示。该反应最适宜的通入时间和通入速率为6 h和 。 2．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）绿色低碳是2025年哈尔滨亚冬会的办会宗旨之一，某国产汽车企业通过甲醇、电混、纯电三大动力模块，构建起满足亚冬会低温环境用车的新能源多元解决方案。醇氢电动汽车的可靠性与适用性获得组委会高度认可，通过具有中国特色的能源生态赋能，为世界奉献一场精彩的冰雪运动盛会。 醇氢电动车的工作原理主要基于以下三个核心步骤： Ⅰ．甲醇重整制氢： ①     ②   (1)已知298K时，部分物质的相对能量如图所示。则 ，该①反应能自发进行的最低温度为 ℃（精确至0.01）． (2)恒温恒压时，下列选项能说明达到平衡状态的是______（填标号）。 A．每断裂键，同时断裂键 B．混合气体的总压强保持不变 C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (3)甲醇制氢反应历程如下图所示（吸附在固体铜基催化剂表面上的物质用*标注）： ①上述反应历程决速步骤的化学方程式是 。 ②对于反应，正反应速率，逆反应速率。在该反应历程下，升高温度时， （填“增大”“减小”或“不变”）。 ③催化剂长时间使用将失去活性，将失活的铜基催化剂分为两份，第一份直接在氢气下进行还原，第二份先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原，结果只有第二份催化剂活性恢复。催化剂失活的可能原因是 。 (4)在260℃，条件下，向密闭容器中通入和，发生主反应和副反应，达到平衡时，容器中转化率为60%，的分压为10kPa。其他条件相同时，在催化剂作用下，不同温度对的选择性的影响如图所示（已知：的选择性，物质的量分数。 ①260℃平衡时产物的选择性 （保留三位有效数字）。 ②由图可知，温度相同时的选择性的实验值略高于平衡值，原因是 （从化学反应速率的角度解释）。 Ⅱ．氢燃料电池发电： (5)生成的氢气随后被输送到燃料电池中，与空气中的氧气发生电化学反应，产生电能。常温常压下，该电池以120A恒定电流工作30分钟，消耗体积为49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 （保留两位有效数字）。已知：电荷量电流时间；阿伏加德罗常数约为，1个电子的电量是。 Ⅲ．电能驱动车辆： 产生的电能再通过电动机，进而带动车辆行驶。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）为实现“碳中和”和“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。 Ⅰ．甲烷干重整反应（DRM）可以将两种温室气体（CH4和CO2）直接转化为合成气（主要成分为CO和H2），反应方程式为。 (1)几种物质的燃烧热如下表： 物质 燃烧热（kJ·mol-1） 893 283 286 甲烷干重整反应的 mol·L-1。 Ⅱ．重整获得的H2可用于工业合成氨，下面是原料气在铁触媒表面催化合成氨的一种反应历程示意图： 化学键 N≡N H-H N-H 键能（kJ/mol） 946 436 391 (2)从反应历程角度，N≡N的键能很高，在催化剂表面吸附解离的活化能高，为决速步骤，需要更多的催化活性中心支持，所以占比大，选择投料比 。 A．1：3    B．1：2.8    C．1：3.2 (3)合成氨反应的速率方程为：， 。 实验 1 m n p v 2 3m n p 3v 3 m n 0.1p 10v 4 m 4n p 8v 在合成氨过程中，需要及时液化分离出氨气，这有利于平衡正向移动，提高产率，从反应历程等方面分析，还可能是因为 。（回答一条合理即可） (4)恒压密闭容器中按1：3充入N2和H2，在不同催化剂（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下发生反应，测得相同反应时间内，NH3的体积分数随温度变化如图所示。 ①T<300℃，Ⅲ曲线与此温度下平衡曲线有差异的原因是： ，T>300℃，曲线重合的原因是 。 ②M点对应条件下的Kx= （对于反应，，x为物质的量分数，结果以分数形式化简表示）。 4．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此，研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题： (1)一氧化二氮是一种强大的温室气体，可用CO(g)在Co*的催化作用下还原N2O(g)以除去污染，反应的热化学方程式为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)  ΔH= -358.6kJ/mol，该反应分两步进行： 第一步：Co*(s)+N2O(g)CoO*(s)+N2(g) ΔH=+15.9kJ/mol； 第二步： (填写第二步反应的热化学方程式)。 (2)汽车尾气中的NO可以和CO在催化转换器中发生反应，以减少尾气污染。某温度时，向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体，发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。 a．v正(NO)=2v逆(N2)                        b．体系中混合气体密度不再改变 c．CO与NO转化率的比值不再改变         d．该温度下，的值不再改变 (3)用还原的反应为 。为研究和的起始投料比对平衡转化率的影响，分别在不同温度下，向三个体积均为的刚性密闭容器中加入一定量和发生反应，实验结果如图。 ①反应温度从低到高的关系为 。 ②T1温度下，充入H2、NO分别为3mol、3mol，容器内的压强为wPa，反应进行到6min时达平衡，0～6min内N2的平均反应速率为 ，该反应的平衡常数 (写出计算表达式，以分压表示的平衡常数为，分压=总压×物质的量分数)。 (4)还原的主反应为 。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： ①由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为 。 ②图1中 转化率升高的原因为 。 5．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）在碳中和目标的推动下，工业上积极探索资源化利用技术及二氧化碳(CO₂)的捕获。某研究团队进行以下研究： Ⅰ．二氧化碳资源化利用 (1)捕获二氧化碳后，其可加氢制甲醇： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH= -49.4kJ•mol-1； ①已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH(反应物)，298K时，几种气态物质的标准摩尔生成焓如表： 物质 CO2(g) H2O(g) CH3OH(g) H2(g) ΔfH/(kJ•mol-1) -393.5 -241.8 x 0 则x= 。 ②反应在起始物=3时，不同条件下达到平衡，体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t = 250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图。 i图中对应等温过程的曲线是 。 ii当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为 或 。 (2)在电解质水溶液中，CO2可以在三种不同催化剂(a、b、c)上电还原为CO，该反应进程中(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)。 Ⅱ．二氧化碳的捕获 (3)我国某科研团队研究酸式碳酸盐分解捕获二氧化碳。两种酸式碳酸盐的分解反应如下，某温度平衡时总压强分别为p1和p2。 反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa 反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa 该温度下，刚性密闭容器中同时放入NH4HCO3和Na2CO3两种固体，平衡后以上3种固体均大量存在。 ①反应2的平衡常数为 ， ②平衡后体系的总压强为 ； (4)我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下： a极的电极反应式： 。 6．（2025·内蒙古赤峰·三模）丙烷价格低廉且产量大，而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值，因此丙烷制丙烯具有重要的价值。 I、丙烷氧化脱氢：   (1)在不改变投料量的情况下，有利于提高丙烷的平衡转化率的措施有 。 (2)某温度下，向刚性密闭容器中充入和的混合气体发生反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是______（填标号）。 A．断裂的同时断裂 B．比值不再变化 C．容器内平均摩尔质量不再变化 D．容器内混合气体密度不再变化 Ⅱ、丙烷无氧脱氢：   副反应： (3)已知：   ①结合丙烷有氧脱氢反应，计算 。 ②丙烷无氧脱氢反应在 （填“较高”、“较低”或“任意”）温度下能自发进行。 (4)一定温度下，将和的混合气体通过催化剂（负载于）的表面，反应过程中，催化剂会与反应生成另一催化剂。反应过程中丙烷平衡转化率、丙烯选择性以及丙烯生成速率随变化如图乙所示。 ①已知Arrhenius经验公式为（为活化能，k为速率常数，R和C为常数）。使用不同催化剂时Rlnk和的关系如图甲所示（其中a为，b为）。在其他条件相同时，催化效果更好的是 （填“a”或“b”）． ②图乙中，代表丙烯生成速率的曲线为 （填“c”或“d”）。恒温恒压条件下，向密闭容器中通入和混合气体使丙烯生成速率最大，丙烷无氧脱氢反应的 （已知压强为0.1MPa，该组分的物质的量分数，列出计算式即可）。 7．（2025·吉林长春·模拟预测）萘类物质的加成反应，可以合成多种环状结构的异构体，并在工业中有重要应用，利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-甲基十氢萘(1-MD)的副反应，涉及反应如图： (1)已知一定条件下反应、、的焓变分别为、、，则反应的焓变 (用含、、的代数式表示)。 (2)四个平衡体系的压强平衡常数与温度的关系如图所示。 ①1-MN，MTLs，1-MD中最稳定的是 。 ②若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化，则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为 (填“a”或“b”)，解释原因 。 (3)已知：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(k1~k4分别对应反应R1~R4)；一定温度下，将一定量的1-MN投入一密闭容器中，保持体系中浓度恒定(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，k1：k2：k3：k4=21：4：7：23，60min时，c(5-MTL)=0.099mol/L，若0-60min产物1-MD的含量可忽略不计，则此时c(1-MTL)= mol/L，60min后，随1-MD的含量增加， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)一定温度下，在体积1L的密闭容器中投入1mol 和10mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为0.2mol，为0.3mol，的转化率为25%，的产率为 。 8．（2025·内蒙古赤峰·二模）我国科学家研发的“液态阳光”计划是通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇，发生反应如下： 反应1：   反应2：   (1)反应   。 (2)在恒温恒容密闭容器中加入2mol和2mol，若只发生反应1，则下列选项可以说明反应1达到化学平衡的是 a．的体积分数不变    b．混合气体平均摩尔质量不变    c．总压不变    d．速率： (3)温度一定时，若只发生反应1，在1L容器中加入和，2min时达到平衡，生成为0.5mol，0~2min内， ，此时再充入和，平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。 (4)不同压强下，按照投料，同时发生反应1和反应2，实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图1所示。压强、、由大到小的顺序为 ；时三条曲线几乎交于一点的原因是 。 (5)在T℃、8MPa条件下，将、和2molAr充入反应器，平衡后的转化率和的选择性[的选择性]曲线如图2所示，则反应1的 (列出计算式即可)。 9．（2025·内蒙古呼和浩特·二模）“一碳化学”是指以分子中只含有一个碳原子的化合物(如等)为原料合成一系列化工产品的化学。回答下列问题： (1)通常利用反应实现“碳中和”。 ①、、沸点由大到小的顺序为 ，理由是 。 ②在一定温度下，由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。几种物质在的标准摩尔生成焓如表： 物质                标准摩尔生成焓/ -393.5 -201.2 -241.8 0 则 该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)已知：反应I． 反应II． 温度为时，向某固定容积的容器中充入一定量的和，仅发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和的转化率及的物质的量(n)随起始投料比变化的情况如图所示。 ①图中表示α变化的曲线为 (填“a”“b”或“c”)。 ②曲线c上A点的纵坐标 。 ③起始投料比时，的选择性 %(保留三位有效数字)。 ④若温度为，起始投料比时，反应II的，则 (填“>”“=”或“<”)。 10．（2025·内蒙古·二模）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。回答下列问题： 方法(一)热裂解法：  。上述物质的燃烧热和熵值如表所示： 物质 燃烧热) -2 219.9 -2049 -286 嫡 270.3 266.98 130.7 (1) 。 (2) (填“>”或“<”，下同)0，第一电离能H C． (3)某温度下，向某刚性密闭容器中充入一定量的，发生上述反应。平衡时容器中总压为，丙烷的转化率为，则该反应的平衡常数为 (用分压计算的平衡常数为，分压等于总压×物质的量分数)；达到平衡后，欲同时增大反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。 A．增大丙烷浓度    B．加入高效催化剂    C．升高温度    D．及时分离出丙烯 方法(二)氧化裂解法：  (副产物有、CO和C等)。 图1为温度对丙烷氧化裂解反应性能的影响，图2为投料比对丙烷氧化裂解反应性能的影响。 已知：的选择性；的收率的转化率的选择性。 (4)的转化率随着温度升高而增大的原因是 ，该反应体系中，属于极性分子的是 (填化学式，任写一个)。 (5)的值较小时，的选择性也较低，其原因可能是 。 (6)研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量的，能提高丙烷的转化率和丙烯的收率，请结合反应式说明原因： 。 11．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）催化加氢制甲醇是减少碳排放的一项关键技术，并为未来燃料和材料的制造提供方案。在催化剂作用下主要发生以下反应： I． II． III． (1)反应Ⅲ自发进行的条件是 。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入和，发生上述反应。 ①反应达平衡后，测得为，为，则甲醇的选择性为 (甲醇的选择性)，反应II的 (保留小数点后三位)。 ②平衡时，转化率、选择性、选择性随温度变化如图所示： 图中表示的曲线是 (填“a”、“b”或“c”)，曲线c变化趋势的原因是 。 (3)二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于0℃时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如下图所示。 ①构成该晶体的粒子通过 (填标号)结合成晶体； A．极性键    B．非极性键    C．氢键    D．范德华力 ②A晶胞和B晶胞的体积比为 。 12．（2025·吉林·一模）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： 反应Ⅰ．     反应Ⅱ．            回答下列问题： (1)反应的 (用、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的如下表所示，则 。 物质 -393.5 -74.8 -241.8 (3)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．单位时间内生成，同时消耗 (4)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，所示步骤中生成水的基元反应是 (填标号)，最慢的基元反应方程式为 。 (5)已知：时，反应Ⅰ的平衡常数。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量的，抽真空后，通过一个支管通入(然后将支管封闭)。在，的初始压强为，平衡时，测得烧瓶中压强为，则平衡时的分压 。 (6)当温度高于360℃，体系内除了反应Ⅰ和反应Ⅱ，还发生反应Ⅲ：  。360~600℃，随温度升高的平衡转化率下降，其原因可能是 。 13．（2025·吉林延边·模拟预测）油气田、煤的综合利用过程中均产生较大量的，对该“废气”进行合理化利用意义重大。回答下列问题： (1)与工业废气反应转化为单质，已知下列反应：       则   ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)采用活性炭可以吸附环境的有毒气体。活性炭吸附后，空气中的溶解于水膜解离为活性氧原子，然后与发生一系列反应，反应机理如图所示（H2S未标出）。甲中的变化为 (用电离方程式表示)；吸附的被 氧化。 (3)一定条件下，甲烷能处理硫化氢，并得到相关化工产品，涉及的反应为  。已知(其中为常数、为温度、为平衡常数)。反应的随温度的变化关系如图所示。 ①生产工艺中采用，温度不能太低的原因是 。 ②，在恒压(100kPa)密闭容器中按充入混合气体发生上述反应。下列说法中不能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)；反应达到平衡时，测得分压，压强平衡常数 。 a．混合气体的密度不变 b．的物质的量分数不变 c．混合气体的平均摩尔质量不变 d． 14．（2025·吉林通化·一模）利用干法重整(DRM)反应制备CO和，主要反应如下： 反应i 反应ⅱ 反应ⅲ 请回答下列问题： (1) 。 (2)反应i和反应ⅱ的化学平衡常数和与温度的倒数的关系如图所示。 能代表与关系的曲线是 (填序号)，判断方法为 。 (3)在2L恒容密闭容器中通入和(仅考虑上述反应)，测得平衡时的物质的量随温度T的变化关系如图所示。 ①代表的物质的量随温度T的变化关系的曲线是 (填序号)。 ②900K时，上述反应经均达到平衡状态，内以表示的平均反应速率 ，的平衡转化率为 。 ③900K时，反应ⅲ的化学平衡常数 。 (4)某研究小组自制的熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示，则负极的电极反应式是 。 y 15．（2025·吉林延边·一模）“双碳战略”有助于我国实现高质量的发展。回答下列问题： Ⅰ．利用光催化将转化为甲醇，从而实现对光能的存储和利用：。 (1)既能提高平衡产率同时又能提高反应速率的措施是 （填字母）。 A．降低温度    B．升高温度    C．增大压强 D．加入催化剂    E．减小压强 (2)已知： 常温常压下，和生成和的热化学方程式为 。 (3)的正反应速率表示为，逆反应速率表示为，其中在一定温度下为常数。下图中代表的曲线为 （填“”，“”、“”或“”）；若该反应的化学平衡常数，那么发生该反应的温度T （填“>”、“<”或“=”）。 Ⅱ．在“双碳战略”中氢能起到重要作用。 乙醇与水催化重整制氢发生以下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． (4)反应Ⅰ的机理如下，“*”表示催化剂表面的活性中心，请补充基元反应ⅱ。 ⅰ. ⅱ. 。 ⅲ. ⅳ. (5)当压强为，达平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性。 ①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，此时的转化率为66.67%，求交点M坐标为时反应Ⅱ的平衡常数 （只需列出计算表达式，不必化简）。 ②请分析说明曲线②随温度变化的原因： 。 Ⅲ．科学家近年发明了一种新型水介质电池装置如下图所示，放电时被转化为储氢物质甲酸等。 (6)放电时，正极的电极反应式为： 。 16．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成十氢萘(1-MD)的副反应，涉及反应如图： (1)根据1-MTL和5-MTL的结构及命名方式，1-MTL和5-MTL的一种同分异构体的名称为 MTL。1-MN中碳原子的杂化类型 。提高反应选择性的关键因素是 。 (2)同温同压下，向温度为时的平衡体系中再充入，过程中保持的浓度不变，反应Ⅰ的化学平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 (3)各反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。 温度为时，反应的平衡常数与反应、的平衡常数之间的关系是 (用含、的代数式表示)，曲线a、b中，表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为 (填代号)。已知1-MTL比5-MTL稳定，则的数值范围是 (填标号)。 A．        B．-1~0        C．0~1        D． (4)已知反应的速率方程，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知， (填“>”“<”或“=”)。 (5)以1 mol 1-MN为原料，在kPa的高压氛围下反应(的压强近似等于总压)，测得不同温度下达平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数(表示物种i物质的量与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图所示。 反应温度为时，1-MN平衡转化率，则反应消耗的物质的量为 。 17．（2025·辽宁·三模）作为主要的温室气体，对人类的生产生活有着重要影响，还原是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径之一，相关的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数与温度变化关系如图所示。 (1)有利于提高合成的条件是 。(从温度和压强角度回答) (2)的取值范围是 1(填>，<或=)。 (3)一定条件下，向体积为的恒温密闭容器中加入和发生上述反应，平衡时，容器中的浓度为，的浓度，反应Ⅱ的平衡常数为 。 (4)还原能力(S)可衡量转化率，已知，即相同时间段内与物质的量变化量之比。常压下和按物质的量之比投料，反应相同时间，和转化率如图所示。 ①在范围内，S值的变化趋势是 (填字母)。 A．一直增大      B．一直减小       C．先增大后减小       D．先减小后增大 ②由图像可知，转化率在时大于，其原因是 。 ③温度较低时，两条曲线重合的原因是 。 (5)分子中存在二套大键，表示为；(如下图所示) 即三个原子共用四个电子形成的大键，则中大键可表示为 。 18．（2025·辽宁盘锦·三模）我国某大学科研小组在等离子体调控缺陷的氮化硼催化剂上，高效催化丙烷氧化脱氢制丙烯的原理如下： 反应Ⅰ： 反应II： 反应III： 回答下列问题： (1)已知反应，则反应I的 。 (2)在时，反应的；若在4L容器中通入和各时刻，压强为的反应体系测得的物质的量和压强为的反应体系测得的物质的量如图所示，则时刻压强为的反应体系 (填“已平衡”“未平衡”或“无法确定”)；压强 (填“>”“<”或“=”) (3)在恒容的密闭容器中，起始时充入4mol和，反应达到平衡时的转化率，及碳的平衡物质的量随温度的变化如图所示： ①表示的转化率的曲线是 (填“M”“N”或“P”)。 ②曲线M在先下降后上升的原因是 。 ③在时，的转化率为的物质的量为0.4mol，此时体系的总压强为7.4MPa，则反应II：的分压平衡常数 MPa(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压体积分数)。 ④之后，丙烯的选择性下降，其原因可能是 。 19．（2025·辽宁辽阳·一模）氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。请回答： (1)甲烷催化重整是制备氢气的重要方法之一。几种常见燃料的燃烧热数据如图： 气体燃料 燃烧热 已知： ①甲烷水蒸气催化重整反应： 。 ②一定条件下，在某恒容密闭容器中，只发生催化重整反应。下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是 （填标号）。 A．                    B．混合气体的密度不再变化 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化       D．混合气体中的浓度不变 (2)时，向容积恒定为的刚性密闭容器中按投料，发生催化重整反应[同时有副反应发生]，容器内的总压强p随反应时间的变化如表所示： 0 2 4 6 8 10 12 16.0 18.5 19.9 21.0 21.8 22.4 22.4 已知：平衡时，实验测得的分压等于的分压。 ①甲烷的转化率为 。 ②内， ③该温度下，催化重整反应的平衡常数 （列出计算式即可，不用化简）。 (3)已知水碳比（）是指进料中水蒸气分子总数和碳原子总数的比值，是对制氢效率能够产生影响的工艺参数。在甲烷水蒸气重整反应中，对反应气体转化率的影响如图所示。 结合图像，当仅进行甲烷水蒸气重整反应时，从化学反应原理和经济成本角度分析，在工业生产中的的值为3的原因是 。 (4)铁钴镍合金可用作甲烷重整反应的催化剂，该合金的立方晶胞如图所示。晶体中每个周围与它距离最近且相等的有 个。 20．（2025·辽宁沈阳·一模）汽车尾气中的氮的氧化物会造成严重的大气污染。我国科研工作者经过研究，可以用不同方法降低空气中NO的含量，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知，298K，25℃时， ①氢气的燃烧热()为 ②298K，25℃时，将转化成无毒物质的热化学方程式为 。 (2)一定条件下，还原的反应，总反应的速率表达式为(k为速率常数，只与温度有关)，该反应在不同浓度下的反应速率如表： 序号 ① 0.0060 0.0010 ② 0.0060 0.0020 ③ 0.0010 0.0060 ④ 0.0020 0.0060 下列说法错误的是___________。 A．其他条件不变，压缩实验②的容器体积，其反应速率和平衡常数均增大 B．该反应的速率表达式为 C．NO和的键能之和小于和的键能之和 D．恒温恒压条件下实验④达到平衡后，再向其中加入一定量水蒸气，平衡逆向移动，总反应速率增大 (3)活性炭处理汽车尾气中的原理：。下，向某恒温恒容密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的气体，以下各项能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A． B．混合气体的总的物质的量不变 C．容器内气体的平均摩尔质量不变 D．容器内气体的密度不变 (4)科研人员进一步研究了催化剂对反应：的影响，在三个完全相同的恒容密闭反应器中分别加入C、、，通入相同量的。不同温度下，测得2h时的去除率如图所示： 已知：490℃时，盛放的容器内该反应已经达到平衡状态。 ① 0(填“>”或“<”)，判断的理由是 。 ②据图分析，490℃以下反应活性最好的是 (用a、b、c表示)。 ③490℃时，该反应的平衡常数为 (列出数字表达式可不化简)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $