专题12 化学反应原理综合题（山东专用）2026年高考化学一模分类汇编

专题12 化学反应原理综合题 1．(1) 减小 (2) CO 500~650℃范围内，在一定温度下，加入氧化钙，氧化钙吸收二氧化碳，促使反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动消耗一氧化碳，导致Ⅰ正向移动，都会促使氢气产量的增大，故加CaO情况下的摩尔分数更大；加入氧化钙时，当温度高于650℃时，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动占主导地位，使得氢气的摩尔分数减小 (3) 1.1 减小 2．(1)a-b-c (2) (3) > 增强催化剂表面的碱性，提高了B1和B2位点的吸附性 过多的CO2占据了带部分负电荷的B位点(催化剂的活性位点)，使得乙苯的脱除速率降低，乙苯转化率下降 3．(1)-165.13 (2)C (3) b 曲线d代表的物质的量变化，温度不变，当增大时，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，所以的物质的量减小 0.125 66.7 Y 4．(1) < (2) 恒压条件下，通入水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡正向移动，提高平衡转化率 (3)0.4 (4) 、 0.65 5．(1)-92.4 (2) b d 2m 增大 不变 6．(1) (2) < (3) 减小 45% 11：2 (4)CaO消耗，降低的浓度，平衡正向移动，提高的产率 7．(1)-41.2 (2)减小 (3) 增大 反应Ⅰ和反应Ⅲ均为气体分子数增多的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大 (4) ② ③ 8．(1)-1957 (2) 400 空速过小时，1-丁烯与氧气接触时间长被深度氧化生成和；空速过大时，反应物与催化剂接触时间短不能被充分氧化 (3) 甲 (0.56-2a)mol 9．(1)+132.4kJ·mol-1 (2)B (3) (4) 0.5 (5) 不变 (6)升高温度，反应逆向移动，成为主要反应，故物质的量增大 10．(1) (2) ＞ 反应Ⅱ的焓变，随着温度升高，反应逆向移动 1 (3) 增大（或变大） 增大（或变大） 11．(1) (2) 400℃时，的选择性几乎为0，体系发生的主要反应为反应Ⅱ，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，所以不同压强下平衡转化率趋于相等 升高 (3) 温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动，而反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大，所以的转化率升高，但甲醇的选择性降低 (4) 12．(1)-90.5 (2) 3.0×106Pa时甲醇的选择性 温度较低时以反应ⅱ为主，温度较高时以反应ⅲ为主 (或0.067) 0.0016 高于330℃时以反应ⅲ为主，且反应ⅲ前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不受压强影响 13．(1)+205.5 (2) 1.48 C (3) 不变 或或 (4)升高 14．(1) (2)B (3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O (4) c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 15．(1) (b+2c-4a) D (2) 增大压强或降低温度 (3) 0.8 (4) 增大 450℃后以反应Ⅲ为主，升温反应Ⅲ平衡正向移动，CO2选择性降低 答案第1页，共2页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12化学反应原理综合题 1．（2026·山东淄博·一模）和重整制氢有利于实现“碳中和”，涉及的主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   压强下，按1 mol 、一定量、一定量投料反应，平衡体系中各气相组分摩尔分数随温度的变化如图所示［不加CaO情况下的摩尔分数如虚线所示；的未画出］。650℃时，测得气体总物质的量为4 mol。 回答下列问题： (1)反应的焓变___________。反应Ⅱ的速率方程为，，(、分别是正、逆反应速率常数)。升高温度，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)甲线所示物种为___________(填化学式)，500~700℃范围内，不加CaO和加CaO两种情况下的摩尔分数随温度升高呈现不同变化的原因为___________。 (3)650℃时，反应Ⅱ的平衡常数___________(结果用分数表示或保留2位有效数字，下同)，的吸收率(吸收的占总生成的比例)=___________。800℃时，体系达平衡后，压缩容器体积，重新达平衡时，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 减小 (2) CO 500~650℃范围内，在一定温度下，加入氧化钙，氧化钙吸收二氧化碳，促使反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动消耗一氧化碳，导致Ⅰ正向移动，都会促使氢气产量的增大，故加CaO情况下的摩尔分数更大；加入氧化钙时，当温度高于650℃时，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动占主导地位，使得氢气的摩尔分数减小 (3) 1.1 减小 【详解】（1）由盖斯定律，反应Ⅰ+Ⅱ得目标反应，则； 平衡时正逆反应速率相等，则，则 ，反应Ⅱ为放热反应，升温，平衡逆向移动，K值减小，故减小； （2）反应Ⅰ为吸热反应，升温，平衡正向移动，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则丙线为甲烷，反应Ⅱ、反应Ⅲ均为放热反应，升温，平衡逆向移动，一氧化碳含量增大，则甲线为一氧化碳，二氧化碳含量受反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡移动的双重影响，乙线为二氧化碳； 500~650℃范围内，在一定温度下，加入氧化钙，氧化钙吸收二氧化碳，促使反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动消耗一氧化碳，导致Ⅰ正向移动，都会促使氢气产量的增大，故加CaO情况下的摩尔分数更大；加入氧化钙时，当温度高于650℃时，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动占主导地位，使得氢气的摩尔分数减小。 （3）反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，可以用其物质的量分数代替压强，650℃时气相总物质的量4mol，各物质的量分数为H2：0.75，CO：0.05，CO2：0.01，CH4：0.05，H2O：1-0.75-0.05-0.05-0.01=0.14，则反应Ⅱ的平衡常数；CO为4mol×0.05=0.2mol，CO2为4mol×0.01=0.04mol，CH4为4mol×0.05=0.2mol，结合碳守恒，氧化钙吸收二氧化碳为1mol-0.2mol-0.04mol-0.2mol=0.56mol，的吸收率；800℃时，体系达平衡后，压缩容器体积，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ的，温度不变，其值不变，则重新达平衡时，减小。 2．（2026·山东滨州·一模）苯乙烯是合成塑料与橡胶的重要原料，可由乙苯氧化脱氢或直接脱氢制备，涉及的反应如下： 反应I(氧化脱氢)：(g)＋CO2(g)(g)＋H2O(g)＋CO(g)   反应II(直接脱氢)：(g)(g)＋H2(g)     回答下列问题： (1)根据下表数据计算，___________。 物质 (g) (g) H2(g) 燃烧热 a b c (2)已知(Kp是以平衡分压代替平衡浓度的平衡常数)。在700K时，向恒温恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯，初始压强为p0 kPa，发生上述三个反应，t min时达到平衡。平衡时容器内压强为p1 kPa，其中H2的分压为p2 kPa，则CO的分压为___________kPa(用含字母的式子表示，下同)，0~t min内v(乙苯)=___________。 (3)某研究团队成功开发出用于乙苯氧化脱氢制苯乙烯的高效催化剂，催化机理如下： 其中α、β表示乙苯分子中C原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷。 ①键的极性：___________(填“>”或“<”)。 ②在催化剂中加入碱性氧化物作为助剂，可有效加快氧化脱氢反应速率，根据机理分析其原因是___________。 ③一定温度下，向恒容密闭容器中加入一定量的该催化剂和乙苯，只发生反应I，改变CO2初始分压p0(CO2)，测得不同p0(CO2)下乙苯转化率变化如图。p0(CO2)>14 kPa时，乙苯转化率下降的原因是___________。 【答案】(1)a-b-c (2) (3) > 增强催化剂表面的碱性，提高了B1和B2位点的吸附性 过多的CO2占据了带部分负电荷的B位点(催化剂的活性位点)，使得乙苯的脱除速率降低，乙苯转化率下降 【详解】（1）根据燃烧热定义写出三个热化学方程式，结合盖斯定律： 反应Ⅱ = 乙苯的燃烧热方程式 - 苯乙烯的燃烧热方程式 - 的燃烧热方程式，则。 （2）700K时，分解达平衡时，，即平衡时分压恒为。设反应Ⅰ消耗乙苯的分压，反应Ⅱ消耗乙苯的为，平衡时，，，。总压。代入，得，解得。消耗乙苯的总分压为，故。 （3）①由图可知，机理中α位的以形式被带负电的位点吸附，说明极性更大，更容易解离出，故极性：。 ② 碱性氧化物可增强催化剂表面的碱性，提高了B1和B2位点的吸附性，从而加快反应速率。 ③ 分压过大时，过量会占据带部分负电荷的B位点(催化剂的活性位点)，使得乙苯的脱除速率降低，导致乙苯转化率下降。 3．（2026·山东日照·一模）一定条件下、催化转化为，该过程主要发生下列反应： Ⅰ、   Ⅱ、   Ⅲ、   回答下列问题： (1)在一定温度下，由稳定单质生成1mol化合物的焓叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓()。几种物质在298K的标准摩尔生成焓如下表所示： 物质 () -75 -393.51 -110.5 -241.82 0 0 0 则的______。 (2)反应Ⅰ、Ⅲ的平衡常数的自然对数lnK与温度的变化关系如图，则的数值范围是______(填标号)。 A． B． C． D． (3)温度为时，向恒容密闭容器中充入一定量的和1mol，仅发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和的转化率及和的物质的量随起始投料比变化的情况如图所示。 ①图中表示的转化率变化曲线为______(填“a”“b”或“c”)；投料比1时，曲线d下降的原因为______。 ②起始投料比时，______；的选择性为______%(保留3位有效数字)。 ③若温度为时，起始投料比时，反应Ⅱ的，则温度下C点将移向图中X、Y两点中的______。 【答案】(1)-165.13 (2)C (3) b 曲线d代表的物质的量变化，温度不变，当增大时，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，所以的物质的量减小 0.125 66.7 Y 【详解】（1）根据反应焓变计算公式：，对于反应： 代入数据：； （2）根据范特霍夫方程，对作图，斜率为：反应I：斜率为正，故，计算得，反应III是第一问反应的逆反应，故，因此，数值范围为，选C； （3）① 增大（即增加用量），转化率升高，自身转化率降低，因此下降曲线为的转化率；温度不变，当增大，浓度升高，促进反应I正向进行，反应Ⅱ逆向移动，所以的物质的量减小； ② 转化率高于的转化率，曲线a为转化率，设平衡时，，，起始，，，，可得： 解得：，。为的物质的量曲线，故； 的选择性； ③ 时反应II的，反应II，增大说明温度降低；反应I，降温使反应I正向移动，H2转化率升高，因此C点移向更高转化率的Y点。 4．（2026·山东青岛·一模）工业上常用二乙苯(DEB)在铁基催化下两步脱氢制取二乙烯基苯(DVB)，第一步脱氢产物为乙基苯乙烯(EVB)，反应如下：①    ；②    。回答下列问题： (1)已知，G为吉布斯自由能，A为大于零的常数，T为热力学温度，为压强平衡常数，的_______(用含、的代数式表示)。反应①②的随温度变化如图，_______0(填“>”“<”或“=”)。 (2)通入水蒸气能够一定程度上减少催化剂上的积炭，原因为_______(用化学方程式表示)。恒压条件下，通入一定量的水蒸气能提高DEB的平衡转化率，原因为_______。 (3)一定条件下，按一定流速将DEB通入反应器，发生反应①②，DEB的转化率与之间满足关系：，已知。若每小时通入DEB的物质的量为0.5 mol，则DEB的反应速率为_______。 (4)一定条件下，DEB的平衡转化率、EVB和DVB的选择性随温度和压强的变化如图甲和图乙。已知过程中会发生副反应③，选择性。 表示DEB的平衡转化率的曲线有_______(填标号)。保持压强为100 kPa，容器中通入水蒸气和DEB，，仅发生反应①②③，时反应③的_______kPa(保留2位有效数字)。 【答案】(1) < (2) 恒压条件下，通入水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡正向移动，提高平衡转化率 (3)0.4 (4) 、 0.65 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应①+反应②=目标反应，则反应ΔG=ΔG1+ΔG2；由图可知，温度相同时，平衡常数Kp1大于Kp２，则反应吉布斯自由能的关系为：ΔG1－ΔG2=(-ATln Kp1)-( -ATln Kp２) <0； （2）高温条件下水蒸气能与碳反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为：，所以通入水蒸气能够一定程度上减少催化剂上的积炭；恒压条件下，通入不参与反应的水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，所以恒压条件下，通入一定量的水蒸气能提高DEB的平衡转化率； （3）由题意可知，每小时通入0.5 mol DEB时，DEB的转化率为：α=(-11.13×ln+80)%=80%，则1h内，DEB的反应速率为：=0.4 mol/h； （4）设蒸气、DEB的物质的量分别为8.02 mol、1 mol，由Kp随温度变化可知，温度升高，Kp1、Kp２均增大，说明升高温度，反应①、反应②的平衡均向正反应方向移动，则压强一定时，升高温度，DEB的平衡转化率和DVB的选择性均增大，由DVB的选择性小于DEB的平衡转化率可知，曲线L1、L2、L3分别表示DEB的平衡转化率、DVB的选择性、EVB的选择性随温度的变化；由方程式可知，反应①、反应②均是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，DEB的平衡转化率和DVB的选择性均减小，由DVB的选择性小于DEB的平衡转化率可知，曲线L5表示DEB的平衡转化率随压强的变化；由图可知，T0时，DEB的平衡转化率为70%，DVB的选择性和EVB的选择性都为40%，则平衡时，DEB、EVB、DVB的物质的量分别为：1 mol-1 mol×70%=0.3 mol、1 mol×70%×40%=0.28 mol、1 mol×70%×40%=0.28 mol；由方程式可知，生成0.28mol DVB需要两步脱氢，氢气的物质的量为：0.28 mol×2=0.56 mol，生成0.28mol EVB需要一步脱氢，生成氢气的物质的量为0.28 mol，则生成氢气的总物质的量为0.84 mol；由公式可知，MST的选择性为20%，则MST的物质的量为：1 mol×70%×20%=0.14 mol，由方程式可知，反应生成甲烷的物质的量为0.14 mol，则平衡时混合气体的总物质的量为：0.3 mol+0.28 mol+0.28 mol+0.84 mol+0.14 mol+0.14 mol+8.02 mol=10.0 mol，反应③的平衡常数为：Kp3=≈0.65 kPa。 5．（2026·山东烟台·一模）一定条件下，工业上以NO和H2为原料合成NH3，涉及主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   研究发现，反应Ⅰ为快反应，其平衡的建立可认为不受慢反应Ⅱ的影响，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。 回答下列问题： (1)的焓变________。 (2)在T K、100 kPa反应条件下，向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H2，发生上述反应Ⅰ和Ⅱ，测得NO和H2转化率、NH3和N2选择性[N2的选择性]与反应时间的关系如图。 ①表示NH3选择性、H2转化率的是曲线________、________（填标号）。 ②已知G点坐标为(32,m)，此时水的物质的量n(H2O)=________mol（用含m表达式表示）；0~75 min内用NO的分压变化表示的平均反应速率为________kPa·min-1，25 min时反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=________（列表达式）。 ③对比上述反应，保持其他条件不变，若使用仅对反应Ⅰ有催化作用的催化剂，则曲线b所示物种的浓度最大值________（填“增大”“减小”或“不变”）；若使用仅对反应Ⅱ有催化作用的催化剂，则75 min时曲线b所示物种的浓度________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1)-92.4 (2) b d 2m 增大 不变 【详解】（1）根据盖斯定律，由反应Ⅰ- 反应Ⅱ可得目标反应：变； （2）①表示NH3选择性和N2的选择性之和为1，开始阶段反应Ⅰ为快反应，NH3是主产物，选择性高，故曲线b是NH3的选择性，曲线c是的N2选择性，根据初始投料比可知，氢气过量，则NO的转化率应高于H2，故a代表NO的转化率，d代表H2的转化率； ②已知G点坐标(32，m)，即32 min时NO转化率为m，根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学计量数均为1：1，初始充入2 mol NO，转化率为m，则； 75 min时，NO转化率80%，氨气选择性25%，则：消耗NO 为，反应Ⅰ消耗的NO物质的量为 ，生成，列出消耗量： 反应Ⅱ消耗的NO物质的量为 ，生成，列出消耗量： 共消耗 ，剩余： ；生成水 ；平衡时各物质的量：，总物质的量 ； 初始总压 ，初始 ，初始NO分压，题目前置条件是恒压密闭容器，75 min时平衡时NO分压：，变化量 ，时间 ，平均速率：；反应Ⅰ：，温度不变，25 min时物质的量分数平衡常数按75 min计算：； ③使用仅对反应 Ⅰ 有催化作用的催化剂：反应 Ⅰ 速率加快，生成速率增大，其浓度最大值增大。 使用仅对反应 Ⅱ 有催化作用的催化剂：反应 Ⅱ 速率加快，选择性降低，但最终平衡时浓度由热力学平衡决定，故 75 min 时浓度不变。 6．（2026·山东聊城·一模）甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气，主要反应如下： I．     II．     III．    条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。 (1)催化重整反应的焓变___________。 (2)曲线丙表示的物种是___________(填化学式)，反应Ⅲ的焓变 ___________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)400℃~550℃，的变化趋势为___________(填“增大”“减小”或“不变”)。550℃达到平衡时，的平衡转化率为___________， ___________。 (4)催化重整反应制备时的副产物很多，主要有等，研究人员通过加入CaO可提高氢气产率的原因是___________。 【答案】(1) (2) < (3) 减小 45% 11：2 (4)CaO消耗，降低的浓度，平衡正向移动，提高的产率 【详解】（1）根据盖斯定律，，因此催化重整反应的焓变。 （2）时，曲线甲物质的量是，根据原子守恒，，则其不可能是含碳微粒，故曲线甲表示，升高温度，反应平衡正移，反应II平衡逆向移动，物质的量增大，则曲线丁代表，丙代表，乙代表。温度升高，的量减少，平衡逆向移动，因此反应III为放热反应，即； （3）在区间，温度升高使放热的反应Ⅱ和反应Ⅲ均逆向进行，又因为增大，说明反应Ⅲ逆向程度更大，因此呈减小趋势；平衡时，由图可知、，反应Ⅲ生成，消耗，则反应Ⅱ生成，消耗，净消耗，初始为，故平衡转化率为；同时、，二者物质的量之比为。 （4）为碱性氧化物，可与体系中的发生反应，从而降低的浓度；根据勒夏特列原理，浓度降低会使反应Ⅱ正向移动（生成更多）、反应Ⅲ逆向移动（释放被消耗的），最终促使总催化重整反应正向进行，从而显著提高的产率。 7．（2026·山东菏泽·一模）甲烷-水蒸气重整(SMR)补碳工艺能有效减少的排放，涉及反应： I． II． III． 回答下列问题： (1)_______。 (2)反应II的速率，其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)其他条件不变时，减小压强，的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是_______。 (4)在条件下，甲烷-水蒸气重整反应达到平衡时，体系中各组分摩尔分数(物质i的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示 和随水碳比的变化曲线分别是_______、_______(填序号)。当时，反应III的压强平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，结果保留三位有效数字)。 【答案】(1)-41.2 (2)减小 (3) 增大 反应Ⅰ和反应Ⅲ均为气体分子数增多的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大 (4) ② ③ 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅲ-反应Ⅰ可得反应Ⅱ，故。 （2）反应II正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，则增大的倍数小于增大的倍数，即减小。 （3）反应Ⅰ和反应Ⅲ均为气体分子数增多的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大。 （4）水碳比增大时，水的量增加，可以提高甲烷转化率，但水的转化率下降，所以随着水碳比增加，水的物质的量分数升高，甲烷的物质的量分数明显下降，则曲线①为H2O、曲线②为CH4，由于水的量增加，又使CO与水反应生成氢气和CO2，所以CO物质的量分数降低，二氧化碳物质的量分数升高，则③为CO，④为CO2；投料水碳比时，根据图中信息可知，，，则≈5.33%，反应III的压强平衡常数。 8．（2026·山东济宁·一模）1，3-丁二烯(C4H6)是生产丁苯橡胶的基本原料。1-丁烯(C4H8)氧化脱氢制1，3-丁二烯(C4H6)涉及反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题： (1)在特定温度下，由稳定态单质生成1 mol物质的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在298 K时的标准摩尔生成焓 物质 H2O CO CO2 C4H8 O2 标准摩尔生成焓 241 110 393 13 0 经计算，___________。 (2)已知反应空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的原料气体流量。一定条件下，不同空速对1-丁烯氧化脱氢反应性能的影响如图所示。 其中较适宜的空速为___________，空速过小或过大时，1，3-丁二烯产率较低的原因是___________。 (3)体积为1 L密闭容器中，加入2 mol C4H8、1 mol O2发生反应I、II、III，C4H8的平衡转化率、C4H6和COx的选择性(S)随温度变化如图所示。 已知： 图中表示S(COx)的曲线为___________；T1温度时，n(O2)=a mol，n(H2O)=___________；反应I的Kc=___________(用含a的最简代数式表示)。 【答案】(1)-1957 (2) 400 空速过小时，1-丁烯与氧气接触时间长被深度氧化生成和；空速过大时，反应物与催化剂接触时间短不能被充分氧化 (3) 甲 (0.56-2a)mol 【详解】（1）根据标准摩尔生成焓的定义： 。反应Ⅱ： ，则，代入数据： （2）由图像可知，空速400h-1时，1，3-丁二烯的选择性最高，CO2产率低，1-丁烯转化率高，为适宜空速。 根据图形分析，空速过小时，1-丁烯与氧气接触时间长，会被深度氧化生成和，导致1，3-丁二烯产率降低； 空速过大时，反应物与催化剂接触时间短，不能被充分氧化，也会导致1，3-丁二烯产率降低。 （3） 根据题意，反应Ⅰ、Ⅱ放热（，），反应Ⅲ吸热（）。温度升高，放热反应（Ⅰ、Ⅱ）平衡逆向移动，吸热反应（Ⅲ）平衡正向移动。由反应Ⅱ生成，温度升高时反应Ⅱ逆向进行，的随温度升高而降低，故对应曲线为甲。且C4H6和COx的选择性之和为100%，故曲线乙表示的是C4H6的选择性曲线；曲线丙表示的是C4H8的平衡转化率曲线。 T1​时：平衡转化率为，则反应的物质的量为。 ，由 ，可得，再由，得出；根据反应II可得，二氧化碳和一氧化碳的物质的量相等，故得；根据反应的氧元素守恒，，可得，得出n(H2O)=(0.56-2a)mol。 根据题意，可以得出，；；n(H2O)=(0.56-2a) mol；n(O2)=a mol；根据代入数据：。 9．（2026·山东泰安·一模）是工业常用的催化剂、还原剂。实验室中以为原料可制备。将与放入容积为的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程： I. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (1)_____。 (2)若反应Ⅲ的，则该反应随温度的变化趋势正确的是_____（填字母）。 A． B． C． D． (3)不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为_____。 (4)温度下，_____，反应Ⅲ的平衡常数_____（列算式）。 (5)温度为时，平衡体系中、的物质的量分别为、，若将容器容积压缩为，经过再次达到平衡，化学反应速率_____，与原平衡状态相比，容器中的压强_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (6)在时，随着温度升高，物质的量逐渐增大的原因是_____。 【答案】(1)+132.4kJ·mol-1 (2)B (3) (4) 0.5 (5) 不变 (6)升高温度，反应逆向移动，成为主要反应，故物质的量增大 【详解】（1）由盖斯定律，Ⅰ+2×Ⅱ得到； （2）反应Ⅲ的，，高温下满足，故选B； （3）由表格可知，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅳ为气体转化为固态也是放热的，曲线Ⅰ、Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况，随着温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ正向移动，反应Ⅰ、Ⅳ为逆向移动，所以的含量逐渐上升，的含量逐渐下降，所以曲线Ⅰ对应的物质为，曲线Ⅱ对应的物质为； （4）温度下，为8.5mol、为6.0mol，、均为0mol，根据Ti元素守恒，可推出为（10+5-6-8.5）mol=0.5mol，则反应Ⅲ的平衡常数为； （5）由反应Ⅰ可知其平衡常数，反应Ⅳ可知其平衡常数，由于温度不变，则、均不变，由于体积减半，故，化学反应速率，；体系中只存在、，体积减半后，气体总物质的量为，气体浓度不变，故容器总压强不变； （6）温度升高，反应Ⅰ逆向移动，物质的量增大，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动，物质的量减小，综合来看，物质的量逐渐增大，说明随着温度升高，以反应Ⅰ为主，故物质的量增大。 10．（2026·山东济南·一模）利用镁基化合物耦合氢还原反应实现的资源化利用，涉及主要反应如下： Ⅰ.    Ⅱ.    Ⅲ.    回答下列问题： (1)的焓变______（用含，的代数式表示）。 (2)压力p下，向体系中投入一定量的和4 mol，发生上述反应。体系达平衡后，图示温度范围内已完全分解，中间产物转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量（n）随温度的变化如图所示。 反应Ⅲ的焓变______0（填“”“”或“”）；②线表示的是______（填化学式）的物质的量；温度低于时，随温度升高④线对应数值逐渐降低，原因是______；温度下，反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数_____，开始时投入的物质的量为______mol。 (3)压力p下，维持温度不变，若向上述平衡体系中加入足量，重新达平衡后，分压将______（填“增大”“减小”或“不变”），继续压缩容器体积，与压缩前相比，重新达平衡时，与物质的量之比将_____（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) ＞ 反应Ⅱ的焓变，随着温度升高，反应逆向移动 1 (3) 增大（或变大） 增大（或变大） 【详解】（1）已知：Ⅱ.    Ⅲ.   ，目标反应：，根据盖斯定律，用反应Ⅱ-反应Ⅲ可得：。 （2）在之前，曲线③和曲线④重合，说明的转化率和的产率相等，说明在这之前只发生反应Ⅱ，在之后，曲线④大于曲线③，说明曲线④代表的转化率，曲线③代表的产率，温度升高的转化率减小，说明<0，在之后，的转化率略有上升，说明反应Ⅲ的>0； 在之前，曲线③和曲线④重合，说明的转化率和的产率相等，说明在这之前只发生反应Ⅱ，温度升高时，反应Ⅱ逆向进行，的物质的量减少，所以曲线②为的物质的量； 在之前，曲线③和曲线④重合，说明的转化率和的产率相等，说明在这之前只发生反应Ⅱ，温度升高的转化率减小，说明<0，随着温度升高，反应逆向移动； 由以上分析可知曲线①为的物质的量，曲线②为的物质的量，曲线③为的产率，曲线④为的转化率。由图中可知，在时，=1.36 mol，的产率为0.64。设反应Ⅱ中消耗的物质的量为x mol，反应Ⅲ中消耗的物质的量为y mol，列三段式则，解得x=0.64，y=0.08。已知的产率为0.64，平衡时的物质的量为0.64 mol，则的理论产量为1 mol，且全部转化为，则的初始物质的量为1 mol，平衡时的物质的量为0.28 mol，由反应Ⅲ反应前后的气体的物质的量相等可得===； 由上述分析可知，的初始物质的量为1 mol，则投入的的物质的量也为1 mol。 （3）向上述平衡体系中加入足量，会继续释放，则重新达平衡后，分压将增大； 压缩体积，压强增大。反应Ⅱ正反应是气体分子数减少的反应。增大压强，平衡正向移动，增大，减小，则增大。 11．（2026·山东枣庄·一模）将转化为，可实现碳减排和资源的再利用。二氧化碳加氢制甲醇过程中主要涉及以下反应： Ⅰ、   Ⅱ、   回答下列问题： (1)已知和101 kPa下，、的摩尔燃烧焓分别为、 ，  ，则______。 (2)将和按物质的量比混合，以固定流速通过盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂的反应器，在相同时间内，其中的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如图所示： [已知：] ①判断、的大小关系：______(填“”或“”)。 ②不同压强下，的平衡转化率在时趋于相等的原因是______。 ③已知LTA分子筛膜具有强的亲水性，若使用LTA型分子筛膜反应器盛放Cu/Zn/Al/Zr催化剂进行上述反应，则的平衡转化率将会______(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)恒容密闭容器中充入和，在一种新型催化剂作用下发生反应Ⅰ和Ⅱ，测定的平衡转化率和选择性随温度变化的关系如图所示： ①达到平衡时，D、E、F三点甲醇的产量由高到低的顺序为______。 ②随着温度的升高，的平衡转化率升高，但的选择性降低，原因是______。 (4)在压强为P MPa的恒温恒压密闭容器中，将和、通入装有催化剂的反应器进行反应，达到平衡时的转化率为40%，的体积分数为10%，则该温度下反应Ⅰ的平衡常数______(用含P的代数式表示)。 【答案】(1) (2) 400℃时，的选择性几乎为0，体系发生的主要反应为反应Ⅱ，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，所以不同压强下平衡转化率趋于相等 升高 (3) 温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动，而反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大，所以的转化率升高，但甲醇的选择性降低 (4) 【详解】（1）根据燃烧焓写出已知反应： ① ；② ；③ ； 目标反应Ⅱ：，由盖斯定律：①②③； （2）①反应Ⅰ是气体分子数减少的反应，压强越大，平衡正向移动，转化率、选择性越高。由图可知相同温度下的转化率、选择性均大于，故； ②400℃时，的选择性几乎为0，体系发生的主要反应为反应Ⅱ，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，所以不同压强下平衡转化率趋于相等； ③LTA分子筛膜亲水，会分离出反应体系中的，两个反应的生成物浓度降低，平衡均正向移动，平衡转化率升高； （3）①甲醇产量 ，代入数据： D：，E：，F：，故产量顺序为； ② 反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，总平衡转化率升高，但甲醇的比例降低，故选择性降低； （4） 设平衡时生成，，转化率为40%，故。计算总物质的量： ，已知体积分数为10%，则，解得，，总物质的量，各物质分压：，，，。 反应Ⅰ的平衡常数： (MPa)−2。 12．（2026·山东东营·一模）以、、为原料合成甲醇，涉及的主要反应如下： ⅰ．   ⅱ．   ⅲ．   回答下列问题： (1)_______。 (2)分别在与条件下，按投料，实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图所示： ①曲线Ⅰ表示_______，随温度升高，曲线Ⅲ先减小后增大的原因是_______。 ②在、195℃条件下，达到平衡时为_______，反应Ⅲ的平衡常数_______(保留2位有效数字)。 ③图中温度高于330℃时，曲线Ⅲ和Ⅳ几乎汇于一条线的原因是_______。 【答案】(1)-90.5 (2) 3.0×106Pa时甲醇的选择性 温度较低时以反应ⅱ为主，温度较高时以反应ⅲ为主 (或0.067) 0.0016 高于330℃时以反应ⅲ为主，且反应ⅲ前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不受压强影响 【详解】（1）根据盖斯定律，反应ⅰ = 反应ⅱ − 反应ⅲ，因此：。 （2）① 反应ⅱ（）是气体分子数减少的放热反应，增大压强有利于转化为，因此曲线Ⅰ表示时甲醇的选择性；温度较低时，反应ⅱ（放热）为主，温度升高其平衡逆向移动，选择性减小；温度较高时，反应ⅲ（吸热）为主，温度升高其平衡正向移动，增多，促使反应ⅰ 生成，选择性增大，因此曲线Ⅲ先减小后增大。 ②设初始投料，，由图可知该条件下平衡转化率为，选择性，因此，由，结合，因此、。则平衡时剩余。反应ⅱ：，消耗，生成；反应ⅲ：，消耗，生成，则总消耗为，剩余为，生成的为。因此平衡时各物质的量为：、、、、，总物质的量。因此。对于反应Ⅲ：各物质分压：、、、，则平衡常数：。 ③ 温度高于时，反应ⅲ（气体分子数不变）为主，且反应前后气体分子数相等，压强对其平衡几乎无影响，因此曲线Ⅲ和Ⅳ几乎汇于一条线。 13．（2026·山东德州·一模）逆水煤气变换是未来低碳甚至零碳社会的重要技术支柱之一、体系中存在以下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题 (1)已知上述反应的活化能数值如下表所示： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 正反应 逆反应 正反应 逆反应 61.4 20.4 89.5 254 反应焓变_______。 (2)反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在B路径中，决速步骤的能垒是_______eV，反应Ⅰ的最优路径是_______。 (3)向体积为1 L的恒容密闭容器中投入1 mol 和3 mol 进行反应，测得各组分平衡时物质的量分数(不包括)与温度的关系如图所示。 ①曲线a对应物质的化学式为_______。 ②900℃时，适当增大体系压强，_______(填“增大”“不变”或“减小”)。 ③在600℃时，测得平衡体系的总压为p，、、的平衡分压分别为：、、。此时CO的平衡分压为_______。该温度下反应Ⅱ的平衡常数_______(写出计算式即可)。 (4)若将反应体系置于膜反应器中，该膜只允许通过从而脱离该反应体系，与普通反应器相比，达到平衡时，CO的选择性将_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 【答案】(1)+205.5 (2) 1.48 C (3) 不变 或或 (4)升高 【详解】（1）根据反应焓变与活化能的关系：。反应Ⅰ：，反应Ⅱ：，由盖斯定律得。 （2）在B路径中，由图可知最大能垒为，这是决速步骤的能垒；最优路径是总活化能最低的路径，即图中的C路径，因为其整体能量变化最平缓，活化能最低。 （3）①反应Ⅱ是放热反应，温度升高时平衡逆向移动，的物质的量分数降低，因此曲线a对应。 ②时，体系中主要发生反应Ⅰ（气体分子数不变），增大压强平衡不移动，因此不变。 ③已知：，初始，，平衡分压，，。在恒温恒容下，分压之比等于物质的量之比，设，，，，。根据原子守恒列方程： 碳原子守恒：、氢原子守恒：、氧原子守恒：，解得：，，。因此总物质的量。的平衡分压：；反应Ⅱ：，平衡常数或或。 （4）分离出使体系中浓度降低，对消耗4个的反应Ⅱ的抑制作用远大于消耗1个的反应Ⅰ，因此生成的副反应被有效抑制，的选择性升高。 14．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/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： I．   II．   III．   回答下列问题， (1)计算_______。 (2)提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 (3)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，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为_______。 (4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是_______(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时，_______。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 【答案】(1) (2)B (3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O (4) c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 【详解】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； （2）已知反应Ⅱ．  为放热反应，要提高平衡产率，要使平衡正向移动。 A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，A错误； B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高平衡产率，B正确； C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，C错误； D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，D错误； 故选B。 （3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； （4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二氧化碳、甲烷的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量，故答案为：0.2；温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量。 15．（2026·山东潍坊·一模）碳酸镁应用广泛，MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   恒压条件下，按2 mol H2(g)和2 mol MgCO3(s)投料反应，低于360℃时反应Ⅲ可忽略。反应物(MgCO3、H2)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图。已知：含碳生成物选择性。 回答下列问题： (1)已知：H2(g)、CH4(g)燃烧热分别为、，  ，则___________kJ·mol-1(用a、b和c表示)；反应Ⅰ的吉布斯自由能随温度T的变化趋势是___________(填标号)。 A．        B．        C．        D． (2)丁曲线所示物种为___________(填化学式)，提高CH4平衡产率可采取的措施为___________(填一种即可)。 (3)550℃时达到平衡后，体系中H2O的物质的量___________mol，该温度下反应Ⅲ的平衡常数___________。 (4)300℃时达平衡后，压缩容器体积，重新达平衡后，CH4和CO2的物质的量之比___________(填“增大”“减小”或“不变”)，450℃后曲线乙下降的原因可能是___________。 【答案】(1) (b+2c-4a) D (2) 增大压强或降低温度 (3) 0.8 (4) 增大 450℃后以反应Ⅲ为主，升温反应Ⅲ平衡正向移动，CO2选择性降低 【详解】（1）根据燃烧热定义： ① ② ④ 利用盖斯定律，由4×①-②-2×④可得反应Ⅱ：=(b+2c-4a) ； 反应Ⅰ：  ，。吉布斯自由能，随温度T升高，下降，且低温时>0，高温时<0，对应图像为D。 （2）低于360℃时反应Ⅲ可忽略。分析图像，曲线乙和曲线丁的变化趋势相反，存在竞争关系，升高温度，反应Ⅰ为吸热反应，的选择性会增大，的转化率增大，则甲代表的转化率；反应Ⅱ为放热反应，的选择性会减小，的转化率减小，则丙代表的转化率，所以曲线乙为的选择性，曲线丁为的选择性； 反应Ⅱ为放热的体积减小的反应，可采取增大压强或降低温度提高的平衡产率。 （3）550℃时，由图可知的转化率为100%，则只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ。根据图中所给信息：的选择性为70%，的选择性为10%，三段式： 平衡时的物质的量为1.4 mol，的物质的量为0.8 mol，的物质的量为0.2 mol，CO的物质的量为0.4 mol，则体系中的物质的量为0.8 mol； 反应Ⅲ的反应前后气体系数都为1，===。 （4）300℃时达平衡后，只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，压缩容器体积，温度不变，反应Ⅰ的平衡常数不变，即二氧化碳的浓度不变，容器容积减小，说明二氧化碳的物质的量应该减小，这说明反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，的物质的量增大，CH4和CO2的物质的量之比增大； 450℃后只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，升高温度反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，但反应Ⅲ正向移动的程度大于反应Ⅱ逆向移动的程度，导致CO2选择性降低。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $厨学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题12化学反应原理综合题 1.（2026山东淄博一模)CH4和H,0重整制氢有利于实现“碳中和”，涉及的主要反应如下： I.CHa(g)+H2O(g)CO(g)+3H2 (g)AH,=+206kJ.mol- IⅡ.C0(g)+H,O(g)、=C02(g)+H2(g)△H2=-41kJ·mol III.CaO(s)+CO2(g) CaC03(s)△H,=-178kJ·mol 压强p下，按1 mol CH4(g)、一定量HO(g)、一定量Ca0(s)投料反应，平衡体系中各气相组分摩尔分数 随温度的变化如图所示[不加CO情况下H2的摩尔分数如虚线所示；H,O(g)的未画出]。650℃时，测得 气体总物质的量为4mol。 0.8 H2(650,0.75) 0 0.6 摩 尔 分0.4 0- 甲 CH4(650,0.05) △ △ 00 0.00 88 CO650o.0内4 500 600 700 800 900 回答下列问题： (1)反应CH4(g)+2H,0(g)三C02(g)+4H2(g)的焓变△H= kJ.mol。反应Ⅱ的速率方程为 vE=k正·c(H,0cC0),'海=k造c(H,小CC02),(k正、k送分别是正、逆反应速率常数)。升高温度， k生 k速 (填“增大“减小”或“不变)。 (2)甲线所示物种为 (填化学式)，500-700℃范围内，不加CaO和加CaO两种情况下H2的摩尔 分数随温度升高呈现不同变化的原因为 (3)650C时，反应Ⅱ的平衡常数K。= (结果用分数表示或保留2位有效数字，下同)，CO2的吸 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 收率(Ca0吸收的CO2占总生成C02的比例 800C时，体系达平衡后，压缩容器体积，重新 达平衡时， c(CO) c(CO2 (填“增大”减小”或“不变)。 2.(2026山东滨州一模)苯乙烯是合成塑料与橡胶的重要原料，可由乙苯氧化脱氢或直接脱氢制备，涉及 的反应如下： 反应I(氧化脱氢)： CH2CH3(g)+CO2(g) CH=CH2(g)+H2O(g)+CO(g)AH 反应（直接脱氢）： CH2CH:(g) CH=CH2(g)+H2(g)△H2 回答下列问题： (1)根据下表数据计算，△H2= kJ.mol1。 物质 CH2CH:(g) CH=CH2 (g) H2(g） 燃烧热△H(kJ·mol) 6 (2)已知CaC0,(s)户Ca0(s)+C0,(g)K,(700K)=pkPa(K。是以平衡分压代替平衡浓度的平衡常数)。在 700K时，向恒温恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯，初始压强为pokPa,发生上述三个反应， tmin时达到平衡。平衡时容器内压强为p1kPa,其中H2的分压为p2kPa,则CO的分压为 kPa(用含字母的式子表示，下同)，0tmin内v(乙苯)= kPa·minl。 (3)某研究团队成功开发出用于乙苯氧化脱氢制苯乙烯的高效催化剂，催化机理如下： CH一CH CH一CH3 CH-CH HO 0 H CH=CH, C02 H2O CO B B2 B B2 B B I B B2 催化剂 催化剂 催化剂 催化剂 其中、阝表示乙苯分子中C原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，A位点带部分正电荷，B1、B2位点 带部分负电荷。 ①键的极性：ac-H βc-H(填“>”或“<) ②在催化剂中加入碱性氧化物作为助剂，可有效加快氧化脱氢反应速率，根据机理分析其原因是 ③一定温度下，向恒容密闭容器中加入一定量的该催化剂和乙苯，只发生反应I,改变CO2初始分压P (CO2),测得不同p(CO2)下乙苯转化率变化如图。Po(CO2)>14kPa时，乙苯转化率下降的原因是 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 70 8 60 50 4 20 0 101420 30 Po(CO2)/kPa 3.(2026山东日照.一模)一定条件下C0、C02催化转化为CH4,该过程主要发生下列反应： I、C0(g)+3H2(g)=CH4(g)+H,O(g)△H IⅡ、C0(g)+H,0(g)≠C0,(g)+H,(g)△H2<0 IⅢ、CH4(g)+2H,0(g)=C02(g)+4H2(g)△H3 回答下列问题： (1)在一定温度下，由稳定单质生成1mol化合物的焓叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓（△，Hm)。几 种物质在298K的标准摩尔生成焓如下表所示： 物质 CH(g) C02(g) CO(g) H,O(g) △Hm(kJ.mol) -75 393.51 -110.5 -241.82 则C0,(g)+4H,(g）)≠CH,(g)+2H,0(g)的△H=kJ.mol。 (2)反应I、ⅢI的平衡常数的自然对数lK与温度T的变化关系如图，则 的数值范围是 △H (填标号)。 0.61.2 7×102 A.>1 B.0~1 C.-1~0 D.<-1 (3)温度为T时，向恒容密闭容器中充入一定量的H,(g)和1 nol CO(g),仅发生反应I和反应Ⅱ，平衡时 H,g和COg的转化率(a)及CH,g)和C0,g的物质的量随起始投料比。变化的情况如图所示。 n(C0) 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 Y.C1,62.5)a 1.0 b B(1,37.5) lou/u 0.2 A(1,m) d 0.1 H2) 2.5 n(CO) ①图中表示H,的转化率变化曲线为 (填a”b或e投料比>1时，曲线d下降的原因为 n(C0) n(CH) ②起始投料比 H2=1时，m=一 CH,的选择性 ×100% 为 %(保留3位有 (C0) n(cH4）+nC02) 效数字)。 ③若温度为时，起始投料比”=1时，反应Ⅱ的K,=08,则工温度下C点将移向图中X、Y两点中 n(C0) 的一。 4.(2026山东青岛·一模)工业上常用二乙苯DEB)在铁基催化下两步脱氢制取二乙烯基苯DVB),第一步 催化剂 脱氢产物为乙基苯乙烯(EVB),反应如下：①DEB(g)二EVB(g)+H,(g)△G,K1;② 催化剂 EVB(g)=DVB(g)+H,(g△G,K,2。回答下列间题： (I)已知△G=-ATnK。,G为吉布斯自由能，A为大于零的常数，T为热力学温度，K,为压强平衡常数， 催化剂 DEB(g=EVB(g+2H,(g的△G= (用含△G,、△G,的代数式表示)。反应①②的K,随温度变化如 图，△G1-△G, 0(填“>“<”或“=0 T→增大 (2)通入水蒸气能够一定程度上减少催化剂上的积炭，原因为 (用化学方程式表示)。恒压条件下，通 入一定量的水蒸气能提高DEB的平衡转化率，原因为 (3)一定条件下，按一定流速将DEB通入反应器，发生反应①②，DEB的转化率O与N之间满足关系： 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 每小时通入的n(DEB a=-11.13lnN.+80)%,已知Na= 若每小时通入DEB的物质的量为0.5mol,则 0.5mol DEB的反应速率为 molh1。 (4一定条件下，DEB的平衡转化率、EVB和DVB的选择性随温度和压强的变化如图甲和图乙。已知过程 催化剂 中会发生副反应③DEB(g)二MST(g,甲基苯乙烯)+CH,(g,选择性 n(EVB) S(EVB)= ×100%。 n(EVB)+n(DVB)+n(MST) p=100kPa (Po,60)L (T,70) L T=873K 5 T,40) (p,30 L T→增大 p→增大 po 图甲 图乙 表示DEB的平衡转化率的曲线有 (填标号)。保持压强为100kPa,容器中通入水蒸气和DEB, n(H,O):n(DEB)=8.02:1,仅发生反应①②③，T,时反应③的K=kPa(保留2位有效数字)。 5.(2026山东烟台一模)一定条件下，工业上以NO和H2为原料合成NH,涉及主要反应如下： 反应I:2N0(g)+5H2(g)=2NH,(g)+2H,0(g)△H1=-756.9 kJ.mol1 反应Ⅱ：2NO(g)+2H2(g)=N(g)+2H,O(g)△H2=-664.5 kJ.mol- 研究发现，反应I为快反应，其平衡的建立可认为不受慢反应Ⅱ的影响，近似认为反应I建立平衡后始终 处于平衡状态。 回答下列问题： (1)N,(g)+3H,(g)=2NH,(g)的焓变△H,= kJ.mol。 (2)在TK、100kPa反应条件下，向密闭容器中充入2 mol NO和6molH2,发生上述反应I和IⅡ，测得NO 和H2转化率、NH3和N2选择性2的选择性= (生成N,消耗的NO)×1OO%]与反应时间的关系如图。 n(反应消耗的NO) 厨学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 100% G (75,80%) a 75.25%6 0 456075tmin ①表示NH3选择性、H2转化率的是曲线 (填标号)。 ②已知G点坐标为(32，m,此时水的物质的量n(H2O) mol(用含m表达式表示)：0-75min内用 NO的分压变化表示的平均反应速率为 kPa min1,25min时反应I以物质的量分数表示的平衡常数 Kx= (列表达式)。 ③对比上述反应，保持其他条件不变，若使用仅对反应】有催化作用的催化剂，则曲线b所示物种的浓度 最大值 (填“增大“减小”或不变”)；若使用仅对反应Ⅱ有催化作用的催化剂，则75min时曲线b 所示物种的浓度 (填“增大“减小”或“不变”)。 6.(2026山东聊城一模)甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气，主要反应如下： I.C,H0,(g)≥3C0(g)+4H2(g)△H,=+251 kJ.mol Ⅱ.C0(g)+H,0(g)=C0,(g)+H,(g)△H2=-41.1kJ·mol II.C02(g)+4H,(g)=CH4(g)+2H,0(g)△H3 1.0×10Pa条件下，2.1molC,H0,和8molH0发生上述反应达平衡状态时，体系中H2C0、C0,和CH4 的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。 10 (550,10.0)-- 6 (550,4.4)------- 4 2 (550,0.8)--z 0 400 450 500 550600 650700 TIC (1)催化重整反应C,H0,(g)+3H,0(g)=3C0,(g)+7H2(g)的焓变△H,= kJ.mo。 (②)曲线丙表示的物种是 (填化学式)，反应Ⅲ的焓变△H3 0(填“><”或“=。 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (3)400℃-550℃，n(H,0)的变化趋势为 (填“增大减小”或“不变”)。550℃达到平衡时，H,0的 平衡转化率为 ,n(C0,:n(C0)= (4)催化重整反应C,H0,(g)+3H,0(g)=3C0,(g)+7H,(g)制备H2时的副产物很多，主要有CH4C,H4等， 研究人员通过加入CaO可提高氢气产率的原因是 7.(2026山东菏泽.一模)甲烷-水蒸气重整(SR)补碳工艺能有效减少CO,的排放，涉及反应： I.CH,(g)+H,0(g)=C0(g)+3H,(g)△H1=+206.2kJ·mol II.C0(g)+H,0(g)=C0,(g)+H,(g)△H2 II.CH,(g)+2H,0(g)=C0,(g)+4H,(g)△H,=+165.0kJmo 回答下列问题： (1)AH2=kJ.mol-。 (2)反应Ⅱ的速率v=vE-'远=kEc(C0)c(H,0)-k适c(C0,)小c(H,),其中k、k递分别为正、逆反应速率常数。 升高温度时gk王-gk海 (填“增大“减小”或“不变”)。 (3)其他条件不变时，减小压强，CH4的平衡转化率 (填增大“减小”或“不变)，原因是 (④)在567K,8MPa条件下，甲烷-水蒸气重整反应达到平衡时，体系中各组分摩尔分数（物质i的摩尔分数 x= )与投料水碳比 n(H.O) 的关系如图所示 n总 n(CH) 0 60 可 50 (4,48)7 ① 40 器 30 (4,36 H2 xcH,和xo随水碳比的变化曲线分别是 20 ② 10 ③ (4,m) 0 ④ 2 6 8 10 水碳比 (H20 填序号)。当 n(CH) =4时，反应Ⅲ的压强平衡常数K,= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数， 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 结果保留三位有效数字)。 8.(2026山东济宁.一模)1,3-丁二烯(C4H6)是生产丁苯橡胶的基本原料。1-丁烯(CHs)氧化脱氢制1,3-丁 二烯(C4H)涉及反应如下： I.2C,Hg(g)+02(g)=2C4H6(g)+2H,0(g)△H1<0 IⅡ.C4Hg(g)+502(g)=2C0,(g)+2C0(g)+4H,0(g)△H2 IΠ.C4Hg(g)=C4H6(g)+H2(g)△H3>0 回答下列问题： (1)在特定温度下，由稳定态单质生成1ol物质的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为 几种物质在298K时的标准摩尔生成焓 物质 H20 co CO2 CaHs 标准摩尔生成焓 -241 -110 -393 -13 经计算，△H2= kJ.mol。 (2)已知反应空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的原料气体流量。一定条件下，不同空速对1丁烯氧 化脱氢反应性能的影响如图所示。 1001 一1丁烯转化率% ●1,3.丁二烯选择性/% 90 平C0和生产量/% 70 60 850 40 20- 10 0- 300350400450500550600650700750 空速h 其中较适宜的空速为 h1,空速过小或过大时，1,3-丁二烯产率较低的原因是 0 (3)体积为1L密闭容器中，加入2molC4Hg、1molO2发生反应I、Ⅱ、IⅢ，C4H3的平衡转化率、C4H6和 CO,的选择性(S随温度变化如图所示。 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 100 甲 50 40 20 0 T 温度→增大 己知： S/CO.C+Co: ×100% n转化(C4Hg) S1,3-丁二烯)= n生电C,H。×100% n转化(C,Hg) 图中表示S(CO)的曲线为 ； T1温度时，n(O2)=amol,nH2O) 反应I的 Ke= (用含a的最简代数式表示)。 9.(2026山东泰安一模)TiCl,是工业常用的催化剂、还原剂。实验室中以TC14为原料可制备TiC1,。将 5.0 mol TiC14与10.0 mol Tij放入容积为V。L的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程： I.Ti(s)+Ticl (g)2Ticl,(s)AH,=-267.8 kJ.mol- IⅡ.TiC1,s+TiCl4(g)≠2TiCl,g△H2=+200.1 kJ.mol IⅢ.Tis+3TiCL4g=4TiCl,(g△H3 IV.TiCl,(g≥TiCl(s△H4 (1)△H3=。 (2)若反应Ⅲ的△G=△H-T△S,则该反应△G随温度T/(K)的变化趋势正确的是 (填字母)。 A△G 个△G B 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 △G △G D. 0 T/K 求 (3)不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为 10 (T0,8.5) 8 Ti(s) (T0,6.0) 6 温 Ⅱ 4 会 TiCl3(s) TiCl4(g) 0 1073 1173 1273 T/K (4)温度T,K下，n[TiC1,(g]= mol,反应Ⅲ的平衡常数K=(列算式)。 (5)温度为l273K时，平衡体系中TiCl,g)、TiCl4(g的物质的量分别为nmol、pmol,若将容器容积压缩 为台L,经过25h再次达到平衡，化学反应速率TCL,=m01:h,与原平衡状态相比，容器中的 2 压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (⑥在1173K-T,K时，随着温度升高，TC14(g物质的量逐渐增大的原因是。 10.(2026山东济南一模)利用镁基化合物耦合氢还原反应实现C02的资源化利用，涉及主要反应如下： I.MgCO;(s)Mgo(s)+Co2 (g)AH IⅡ.C0,g+4H,g=CH,g+2H,0g△H2 Ⅲ.C0,(g+H,(g=C0(g+H,0(g)△H 回答下列问题： (1)C0(g+3H,g=CH,(g+H,0(g的焓变AH=(用含△H2,△H的代数式表示)。 (2)压力p下，向体系中投入一定量的MgC0,(s和4molH2,发生上述反应。体系达平衡后，图示温度范