专题05 化学反应原理（大题专练，逐空突破）（天津专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题05 化学反应原理 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 命题规律：情境创新：以能源开发、环境保护、新材料制备等国家战略领域为背景，如CO2转化、新型电池、碳中和技术；“拼盘式”呈现，将热化学、反应速率、化学平衡、电化学、电解质溶液等模块知识有机整合；从“知识再现”向“综合应用”转变，突出图像分析、数据处理、原理迁移三大能力；平衡常数、转化率、反应热等定量计算占比提升，强调"三段式"等规范解题方法。 2026年考向预计反应机理分析题增加，考查基元反应与总反应关系，速率决定步骤判断；给出多个相互关联的反应(如平行反应、连续反应)，分析物质浓度变化、选择性控制和条件优化；以真实化工生产为背景，如氨合成、硫酸工业等，综合考查热化学、平衡、速率和设备设计原理；"绿色化学"理念融入计算，如原子经济性、能耗分析、循环利用率等。 热点·设问·拆解 热点设问01 反应热的计算和热化学方程式的书写 2025年13（3）、2023年16（3） 热点设问02 化学反应机理 化学反应速率和化学平衡的影响因素 2025年16（3）（4）、2024年16（2）（3）、2023年16（3）（4）（5） 热点设问03 化学反应速率和化学平衡图像分析 2025年16（2）、2024年16（3）（4）、2023年16（7） 热点设问04 与平衡常数有关的计算及应用 2025年13（4）、2024年13（5） 热点设问01 反应热的计算和热化学方程式的书写 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T13）(3)在25℃和101 kPa下，NH3与H2S两种气体反应生成1 mol NH4HS固体时，放出90.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式为___________。 2．（2023·天津卷T16）(3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。 研考点·通技法 1．从两种角度理解化学反应热 图像分析 微观 宏观 a表示断裂旧化学键吸收的能量； b表示生成新化学键放出的能量； c表示反应热 a表示反应物的活化能； b表示活化分子形成生成物释放的能量； c表示反应热 ΔH的计算 ΔH＝H(生成物)－H(反应物)　ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能) 2．热化学方程式的书写 (1)书写热化学方程式的“五环节” ①写方程式：写出配平的化学方程式。 ②标状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态。 ③定条件：确定反应的温度和压强（101kPa、25℃时可不标注）。 ④标ΔH：在方程式后写出ΔH，并注明ΔH的“+”或“-”。 ⑤标数值：根据化学计量数写出ΔH的值。 (2)热化学方程式书写易出现的错误 ①未标明反应物或生成物的状态而造成错误。 ②反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号，从而导致错误。 ③漏写ΔH的单位，或者将ΔH的单位写为kJ，从而造成错误。 ④反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。 ⑤对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。 ⑥对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。 如：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1 ②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1 ③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1 (3)燃烧热和中和热应用中的注意事项 ①均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。 ②燃烧热概念理解的三要点： a．外界条件是25 ℃、101 kPa； b．反应的可燃物是1 mol； c．生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。 ③中和热概念理解三要点： a．反应物酸、碱是强酸、强碱； b．溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应； c．生成物液态水是1 mol。 3．焓变计算 (1)键能公式：ΔH=反应物总键能-生成物总键能 (2)活化能公式：ΔH=正反应活化能-逆反应活化能 (3)总能量公式：ΔH=生成物总能量-反应物总能量（其中能垒图中的相对能量相当于总能量） 4．盖斯定律的应用 (1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。 (2)运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 破类题·提能力 1．（2026·天津河东·一模）N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g) N2(g)+2H2O(g)  ΔH1=-579kJ·mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO(g) + 2H2O(g)  ΔH2=akJ·mol-1 (5)已知N2(g) + O2(g)2NO(g)  ΔH3=+180kJ·mol-1，计算a=___________。 2．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (1)反应2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g) ΔH3=_______kJ·mol-1 Ⅳ．CO的脱除：在常压催化剂的条件下与O2转化为CO2，2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g)  ΔH=—566.0kJ·mol—1 (6)有无催化剂下，该反应的反应热_______(填“相等”或“不相等”)，CO的燃烧热为_______。 3．（2026·天津·模拟预测）(二)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． (3)计算_______kJ。 4．（25-26高三下·天津河东·开学考试）当前对的综合应用，仍然是化学工作者研究的重点。回答下列问题： (1)利用和合成时主要涉及以下反应： 反应Ⅰ．  ； 反应Ⅱ．  ； 则反应Ⅲ．的___________。该反应在(填“低温”“高温”“任何温度”)___________时能自发进行 热点设问02 化学反应机理 化学反应速率和化学平衡的影响因素 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T16）(4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 2．（2024·天津卷T16）Ⅱ．的水解 的水解反应方程式为：，该反应放热。 (2)无催化剂时，在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。 a．反应至时，使用X产生的体积是使用Y的2倍 b．与Y相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 3．（2023·天津卷T16）Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 (3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 (4)从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 (5)气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 (6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 研考点·通技法 1．催化剂与反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应） ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 2．反应历程图像分析 (1)能量变化能垒图像的分析方法 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。 (2)反应机理循环图像及分析 ①“环式”反应过程图像分析 “入环”的物质为反应物，如图中的①④；位于“环上”的物质为催化剂或中间体，如图中的⑤⑥⑦⑧；“出环”的物质为生成物，如图中的②③；由反应物和生成物可快速得出总反应方程式。 ②催化剂与中间产物 1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理 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。 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有消耗多少。 3．外界条件对可逆反应的反应速率的影响 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 (1)当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大； (2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大； (3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率； (4)升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大； (5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 4．平衡移动方向的判断： (1)依勒夏特列原理判断。 (2)根据图像中正逆反应速率相对大小判断：若v正＞v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。 (3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。 (4)依浓度熵(Qc)规则判断：若某温度下Qc＜K，反应向正反应方向进行；Qc＞K，反应向逆反应方向进行。 破类题·提能力 1．（2026·天津南开·模拟预测）化学反应原理与生产、生活密切相关。 I．CO2和NH3合成尿素，原理为2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g) ΔH=—87.0kJ·mol—1， 该反应分两步完成： 第一步：2NH3(g) + CO2(gNH2COONH4(s) 第二步：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g)，其能量变化如图甲所示。 (1)反应速率较快的是___________反应(填“第一步”或“第二步”)。 (2)第二步反应的ΔH= ___________kJ·mol—1。 Ⅱ．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO和H2S发生反应并达到平衡：CO(g) + H2S(g)COS(g) + H2(g)。 (4)若反应前向容器中通入10mol CO和一定量的H2S，达到平衡时CO的物质的量为8 mol，且化学平衡常数为0.1，下列说法正确的是___________(填序号)。 a．通入CO后，正反应速率逐渐增大     b．升高温度，H2S的浓度增大，则该反应是吸热反应 c．反应前通入的H2S的物质的量为7mol d．达到平衡时CO的转化率为80% 2．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (2)550℃下，催化CO还原SO2，下列说法正确的是_______。 a．燃煤烟气中氧气含量越大，还原过程中硫磺的产率越高 b．刚性容器中，混合气体密度保持不变，说明反应均达到平衡状态 c．向反应体系中添加适量活性炭，可以提高还原过程中SO2的转化率 d．提高催化剂的活性可以提高CO平衡转化率 3．（25-26高三下·天津河东·开学考试）(2)下图为某课题组设计的一种固定的方法。 ①上述过程的催化剂是___________。 ②若原料用，则产物为___________。 热点设问03 化学反应速率和化学平衡图像分析 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T16）Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 2．（2024·天津卷T16）(4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是___________；p点之后的生成速率降低，主要原因是___________。 3．（2023·天津卷T16）(7)SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 研考点·通技法 1．图像题的一般分析思路 (1)仔细审题 审明各物质的状态（有无固体、液体），明确气体分子数的变化（变大、变小或不变），正反应是吸热反应还是放热反应。 (2)观察图像 一看面：观察纵坐标（外界条件、时间等）和横坐标（反应速率、平衡转化率、含量等）。 二看点：分析重要的点（起点、拐点、终点）的含义。 观察重要的点； 三看线：观察线的走向和变化趋势； 四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线； 五看量的变化：如浓度、温度等的变化。 (3)三想方法规律 ①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v（正）、v（逆）的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量（转化率）—时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 2．三类重要的图像分析模型 以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0为例 (1)速率—时间图——注意断点 t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率 (3恒压(温)线——定一议二 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。 3．特殊平衡图像的分析思路 (1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 (2)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 4．化工生产中的复杂图像分析 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 破类题·提能力 1．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (3)测得550℃，不同进料比下，SO2的平衡转化率和硫磺产率如图2所示(图中SO2起始投料固定为1mol)。 ①表示SO2平衡转化率的曲线为_______(填“m”或“n”)。 ②在投料比=2时，升高温度，CO和SO2的转化率之比增大，可能的原因是_______。 2．（2026·天津·模拟预测）(二)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． (6)100kPa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)。 ②500～600℃，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 3．（25-26高三下·天津河东·开学考试）(3)利用和合成甲醛(HCHO)的反应为。T℃时，向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol 和一定景的发生上述反应，达到平衡时，HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知初始充入2 mol 时，容器内气体的总压强为1.2p kPa。 ①5min时反应到达c点，___________。 ②c点时，的平衡转化率为___________。 (4)用还原可以在一定条件下合成：  。恒压下，和的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出。 ①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是___________。 ②P点甲醇产率高于T点的原因是___________。 热点设问04 与平衡常数有关的计算及应用 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T13）(4)25℃时，H2S的Ka1和Ka2分别为1.1×10-7、1.3×10-13，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，则NH4HS水溶液显___________(填“酸性”“中性”“碱性”)。 2．（2024·天津卷T13）(5)和均为不易溶于水的强电解质。已知一定温度下，的饱和溶液中，的。反应在该温度下的平衡常数为___________。 研考点·通技法 1．速率方程与速率常数 (1)速率方程：对于基元反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。如：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2) (2)速率常数(k)影响因素 速率常数k表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 (3)速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时，v正＝v逆，故K＝。 2．高考常考的4种化学平衡常数 以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例 (1)浓度平衡常数(Kc)：Kc＝。 (2)压强平衡常数(Kp)：Kp＝。 (3)物质的量分数平衡常数(Kx)：Kx＝。 (4)标准平衡常数(Kθ) 对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。 3．平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 (2)判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡 Qc=K 体系处于平衡状态，v正=v逆 Qc<K 反应正向进行，v正>v逆 Qc<K 反应逆向进行，v正<v逆 (3)判断可逆反应的反应热 升高温度，K值增大—→正反应为吸热反应；K值减小—→正反应为放热反应 降低温度，K值增大—→正反应为放热反应；K值减小—→正反应为吸热反应 4．电离常数与水解常数、水的离子积常数的关系 (1)一元弱酸HA，Ka与Kh的关系 HAH＋＋A－，Ka＝；A－＋H2OHA＋OH－，Kh＝。 则Ka·Kh＝c（H＋）·c（OH－）＝Kw，故Kh＝。 常温时，Ka·Kh＝Kw＝1.0×10－14，Kh＝。 (2)二元弱酸H2B，Ka1（H2B）、Ka2（H2B）与 Kh（HB－）、Kh（B2－）的关系 HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh（HB－）＝＝＝。 B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh（B2－）＝＝＝。 (3)电离常数与水解常数的关系 ①相同温度下，弱酸的电离常数越小，对应的弱酸根离子的水解常数越大。 ②常温时，对于一元弱酸HA，当Ka＞1×10－7时，Kh＜1×10－7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A－的水解程度，混合溶液呈酸性；同理，当Ka＜1×10－7时，Kh＞1×10－7，A－的水解程度大于HA的电离程度，混合溶液呈碱性。 5．有关Ksp的计算 (1)已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度。 如：Ksp＝a的饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝ mol·L－1。 (2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度。如：某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝＝10a mol·L－1。 (3)计算pH范围 ①pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH～主要离子开始沉淀时pH。 ②一般情况下，当溶液中离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，通常认为沉淀反应进行完全。 (4)计算沉淀转化反应的平衡常数 如反应：Cu2＋(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋(aq) K＝＝＝ (5)计算某些反应的平衡常数 如反应：CdS(s)＋2H＋(aq)Cd2＋(aq)＋H2S(aq) K＝ 破类题·提能力 1．（2026·天津河东·一模）N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g) N2(g)+2H2O(g) (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO(g) + 2H2O(g)  (8)某温度下，向4L恒容密闭容器中充入1mol N2H4和2mol O2，发生上述两个反应，平衡时生成0.4mol NO和0.4mol N2。计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K=___________。 2．（25-26高三下·天津·开学考试）(5)已知25℃，H2SO3的Ka1=1.0×10—2，Ka2=6.0×10—8.将 SO2通入氨水中，当pH=7时，溶液中的c()/c()=_______。 3．（25-26高三上·天津·期末）(3)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，，的。若海水中的，，为___________。当___________时，开始产生沉淀。 4．（25-26高三上·天津·月考）工业烟气中(以NO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：   (4)300℃时，在某恒压密闭容器中充入等物质的量的、NO、的混合气体，若发生主反应和副反应，平衡后，NO转化率为20%，且和物质的量相等，则转化率为___________，，___________(保留2位有效数字)。 刷模拟 1．（25-26高三上·天津·期末）氨气是重要的化工原料，可作小分子储氢载体，在工业上可作还原剂。 Ⅰ.氨热分解法制氢气。一定温度下，利用催化剂将分解为和。相关燃烧热数据，请回答下列问题： 物质 燃烧热() 0 -285 -380 (1)反应  _________，该反应在__________（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能自发进行。 (2)向起始体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入1 mol (g)，在一定条件下发生反应，反应至 min时达到平衡状态，氨气的转化率与时间的关系如图所示。 ①在0-时间内，该反应的平均反应速率_________（用含式子表示）。 ②反应达到平衡后，继续向容器中加入0.5 mol (g)和1.5 mol (g)，反应一段时间重新达到平衡，的平衡转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③在其他条件相同的情况下，将恒温改为绝热，请在上图中画出绝热条件下的转化率随时间变化的曲线_________。 (3)当上述反应达平衡后，改变条件，下列有关说法正确的是_________（填“字母”）。 a.恒温恒压条件下，充入一定量的氦气，再次达平衡后，压强不变，速率不变 b.恒温恒压条件下，充入一定量的氨气，再次达平衡后，压强不变，浓度不变 c.恒温恒容条件下，氮气和氢气浓度之比保持不变，说明反应达化学平衡状态 d.恒容绝热条件下，化学平衡常数不再变化，说明反应达化学平衡状态 Ⅱ.液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，反应原理为： (4)氧气充足的条件下，氨氮比会影响脱硝率。氨氮比与NO百分含量的关系如图所示。当时，烟气中NO含量反而增大，理由为_________。 2．（25-26高三上·天津·期末）对环境有一定的危害性，我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，充分体现了为解决环境问题的大国担当，为此科研工作者进行了不懈的努力，研究了多种转化的技术，请回答下列问题： (1)转化为：反应原理为。若该反应自发进行，反应适宜条件是___________(填“低温”或“高温”)。 (2)二氧化碳到淀粉的人工合成第一步为用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醇，反应方程式为：。一定温度下，恒容密闭容器中投入和，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的如图所示，请回答： ①曲线___________(填“a”或“b”)代表下的；该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。 ②下列能说明该反应达平衡的是___________。 a．单位时间内断裂个碳氧双键同时断裂个氢氧键     b．密度不再改变 c．平均相对分子质量不变                                 d．不变 ③下列措施既能加快反应速率，又能提高的是___________。 a．升高温度        b．分离出水蒸气        c．增大的浓度        d．温度不变缩小容器体积 ④计算在，下达平衡后，的转化率=___________。(保留三位有效数字) (3)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，，的。若海水中的，，为___________。当___________时，开始产生沉淀。 3．（25-26高三上·天津西青·月考）生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)下列选项是化学反应且能量变化与图示一致的是_______(填序号)。 A．碘晶体升华 B．碳酸氢钠与盐酸反应 C．镁与稀盐酸反应 D．硫酸与氢氧化钠溶液反应 (2)分子可形成单斜硫和斜方硫：  ，则常温下，S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是_______(填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。 (3)丙烷()常用作运动会火炬燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)时，放出553.75 kJ的热量。写出丙烷燃烧的热化学方程式_______。 (4)下表中的数据表示断裂1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为)： 化学键 H-H H-Cl 键能 436 431    则Cl-Cl键的键能为_______。 (5)如图：氢氧燃料电池的装置图。 ①通入氧气的电极名称为_______极； ②离子移向通入_______气体的电极； ③负极电极反应式为_______。 4．（2025·天津·模拟预测）当今世界多国相继规划了碳达峰碳中和的时间节点。因此研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 I．捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。 (1)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。 A．K2CO3 B．CaO C．Na2SO4 D．NH4Cl (2)已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10-5，H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收，工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2，所得溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。烟气需冷却至20℃左右的可能原因是___________。 Ⅱ．二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。已知： ①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∙∙∙∙∙∙ ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)∙∙∙∙∙∙ 回答下列问题： (3)一定条件下，向1 L恒容密闭容器中充入0.23 mol CO2和0.19 mol H2，假设只发生反应③，平衡时测得生成甲醇0.03 mol，保持温度不变再通入0.1 mol CO2和0.1 mol水蒸气，此时(正)___________(逆)(填“>”，“<”，“=”)。 (4)在300℃恒压密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，发生上述反应①②。反应达平衡时，CO2的转化率为75%，容器体积减小25%，CH3OH的物质的量为___________ mol，反应①的平衡常数K=___________。 Ⅲ．电化学还原法：利用太阳能光伏电池进行电化学还原CO2制甲醇的装置如图所示。 (5)工作电极的制作：将铜箔放入煮沸的饱和CuSO4溶液中进行反应，可制得Cu2O薄膜电极。生成Cu2O的离子方程式：___________。 (6)工作电极上Cu2O作催化剂，工作时电极上CO2转化为甲醇的电极反应式为___________。 (7)此法制甲醇的优点是(写出任意两条)___________。 5．（2025·天津·二模）甲烷重整有多种技术路径，其中催化重整在获得CO和同时，也能同时减排两种温室气体。相关反应为：。已知燃烧热数据如下分别为： 物质 (g) CO(g) (g) 燃烧热 -891 -283 -286 (1)写出催化重整反应的热化学方程式___________。 (2)下列说法正确的是___________。 A．可来自于合成氨造气产生的尾气，石油裂解气可作为的主要来源 B．该反应高温能自发进行，低温不能自发进行 C．和均为非极性分子 D．增大催化剂的表面积能提高甲烷的转化率和反应速率 其中甲烷—水蒸气重整也备受关注，相关反应为：。向恒温恒压的密闭容器中加入、后，反应达到平衡时转化率50%，平衡时容器体积为2 L。 (3)下列事实能说明反应已经达到平衡的是___________。 A．混合气体的平均摩尔质量不变 B．混合气体总压强不变 C．混合气体的密度不变 D． (4)该温度下催化重整反应的化学平衡常数的数值K=___________。 (5)若反应达到平衡后，向该容器中继续加入6 mol CO，化学平衡___________(填写“正向”、“逆向”或“不”)移动，理由是___________。 (6)若其他条件不变，反应达到平衡后，时继续向其中通入、，时反应再次达到平衡状态，请在图中画出时间内以CO表示的和随时间t变化的曲线___________。 (7)研究者利用电解法实现了和两种温室气体的耦合转化，其原理如图所示。则电极A为___________(填“阴极”或“阳极”)，电极B上转化为的反应式为___________。 6．（2025·天津武清·模拟预测）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/kJ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将1 mol空气和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为V L的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i． ii． ①______。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有_______(填标号)。 A．缩小体积     B．升高温度       C．移除NO2         D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，，则_______，______(写出含 a、b、V的计算式)。 (2)研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______，制得的同时，阳极室中增加_______mol。 ②研究发现：转化可能的途径为电极a 表面还发生 iii．iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 7．（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银()与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是___________。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是___________(填序号)。 a．活化能：反应i<反应ii b．升高温度反应i速率加快，反应ii速率减慢 c．   (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电解过程中b的电极反应式是___________。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。 ①消化液中加入浓氢氧化钠溶液的离子方程式为___________。 ②步骤iv中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有___________，通常选___________作指示剂。 8．（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)反应：的___________。 (2)二氧化碳与氢气合成时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________(填字母)。 A．反应速率快 B．平衡的转化率高 C．催化剂活性高 D．主反应催化剂选择性好 (3)在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。 ①0~20min内___________。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数___________。 ③平衡时的选择性=___________。 (的选择性=) (4)为实现“碳中和”，还可通过电解法用制备(l)，电解装置如图所示。 ①铂电极的电极反应式为___________。 ②当玻碳电极收集到标况下22.4L气体时，阴极区的质量变化为___________。 9．（2025·天津·二模）二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物，从而实现碳的循环再利用。 (1)以为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行： Ⅰ、 Ⅱ、 加氢合成乙烯的热化学反应方程式为：_______。 (2)以为原料催化加氢合成乙醇，其反应原理为：，向密闭容器中充入和，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。 ①温度______（填“大于”、“小于”或“等于”）。 ②某温度下，反应达到平衡状态X点，若在X点对反应容器降温，同时缩小体积使体系压强增大，重新达到平衡状态时，可能是图中A~F点中的_______点。 ③在温度下，压强恒定为2MPa，反应达到平衡状态时的压强平衡常数______（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。在相同的条下，若初始向密闭容器中充入的是和，则达到平衡状态时，的体积分数_______25%（填“大于”、“小于”或“等于”）。 (3)以惰性材料作电极，用电解法制取丙烯的原理如下图所示。 ①X极为______极（填“阳”或“阴”）。 ②写出X极的电极反应方程式：_______。 10．（2025·天津·二模）2024年中国甲醇产业大会在江西举行。甲醇是全球公认最有效的能够垂直替代柴油的能源，极有可能成为破解能源安全和双碳难题的“超级燃料”。请回答下列问题： Ⅰ．工业上用天然气为原料，分为两个阶段制备甲醇： ①制备合成气： ②合成甲醇： (1)制备合成气：工业生产中为解决合成气中过量而CO不足的问题，原料气中需添加，发生反应③：，二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为___________。 (2)结合图像回答下列问题。 ①制备合成气反应中，平衡混合物中CO的体积分数与压强、温度(T)的关系如图1所示，判断和的大小关系：___________(填“>”“<”或“=”)。 ②在体积不变的密闭容器中投入和，不同条件下发生合成甲醇的反应。测得平衡时的转化率随温度、压强的变化如图2所示。X代表___________(填“温度”或“压强”)。若M点对应的容器体积为5L，则N点的平衡常数为___________。 ③图3中正确表示合成甲醇反应的平衡常数的负对数与X的关系的曲线是___________(填“AB”或“AC”)。 Ⅱ．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式：，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下： (3)根据图4分析，工业上制取甲酸甲酯时，选择的合适条件为___________。 Ⅲ．如图某种熔融碳酸盐燃料电池以为电解质、以(为燃料时，该电池工作原理如图5所示。 (4)该电池工作时负极电极反应式为___________，正极应通入的气体为___________。 刷真题 1．（2025·天津卷T16，节选）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 2．（2024·天津卷T16，节选）是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制。 Ⅱ．的水解 的水解反应方程式为：，该反应放热。 (2)无催化剂时，在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。 a．反应至时，使用X产生的体积是使用Y的2倍 b．与Y相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是___________；p点之后的生成速率降低，主要原因是___________。 3．（2023·天津卷T16，节选）16．工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 (2)硫的燃烧应控制事宜温度。若进料温服超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸汽的形式随SO2进入到下一阶段，会导致______(填序号)。 a.硫的消耗量增加   b.SO2产率下降   c.生成较多SO3 (3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 (4)从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 (5)气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 (6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 Ⅲ．工业上用浓硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3会产生酸雾，导致吸收效率降低。 (7)SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应原理 热点设问01 反应热的计算和热化学方程式的书写 析典例·明思路 1． 2．(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 破类题·提能力 1．(5)-399 2．(1)-152.0 (6)相等 283.0kJ·mol-1 3．(3) 4．-123.5 低温 热点设问02 化学反应机理 化学反应速率和化学平衡的影响因素 析典例·明思路 1．(4)acd 2．(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性，进而使水解速率放缓 (3)b 3．(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 降低 (4)降低反应活化能 (5) 反应放热 保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 (6)ac 破类题·提能力 1．(1)第二步 (2)+72.5 (4)c 2．(2)c 3．(2)、 热点设问03 化学反应速率和化学平衡图像分析 析典例·明思路 1．(2)a (3)相等 2．(4)M 该反应放热，随着反应的进行，温度升高，水解速率加快 临近反应结束，随着反应物浓度降低，水解速率减慢 3．(7)98.3% 60℃ 破类题·提能力 1．(3) m 反应②平衡逆向移动程度小于反应③平衡移动程度 2．(6) c 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多，使反应Ⅲ正移，H2量减少，总的表现为增加量大于减少量 3．(3) 0.1 50% (4)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 同一温度下，分子筛膜从反应体系中不断分离出，有利于平衡正向移动，甲醇产率升高 热点设问04 与平衡常数有关的计算及应用 析典例·明思路 1．(4)碱性 2．(5) 破类题·提能力 1．(8)0.1 2．(5)0.6 3．(3) 4．(4)60% 2.5 刷模拟 1．(1) +95 高温 (2) 减小 (3)bd (4)氨氮比大于1:1，过量的氨气在催化剂作用下会被O2氧化生成NO，使NO含量增大 2．(1)低温 (2) a 放热 cd d (3) 3．(1)B (2)S(斜方) (3) (4)243 (5) 正 氢气 H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 4．(1)AB (2) 碱性 降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对CO2的吸收 (3)< (4) 1 0.6 (5)Cu+Cu2++H2O=Cu2O+2H+ (6)CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6OH- (7)利用太阳能，节约能源；副产物O2无污染，有重要用途，原料易得等 5．(1) (2)BC (3)AC (4)0.0675 (5) 正向 加入6 mol CO后，浓度商Q=0.034<K，平衡正向移动 (6) (7) 阴极 6．(1) +181 CD (2) 1 途径iii生成O2，NO易被O2氧化转化为NO2，NO2溶于水更容易转化为。 7．(1) (2)a (3) 阴 (4) 样品的质量、步骤所加入溶液的体积和浓度 甲基橙 8．(1) (2)ACD (3) 2 40% (4) 33.3g 9．(1)2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O (2) 小于 F 27 大于 (3) 阴 10．(1) (2) > 温度 100 AC (3)， (4) 和 刷真题 1．(2)a (3)相等 (4)acd 2．(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性，进而使水解速率放缓 (3)b (4) M 该反应放热，随着反应的进行，温度升高，水解速率加快 临近反应结束，随着反应物浓度降低，水解速率减慢 3．(2)ab (3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 降低 (4)降低反应活化能 (5)反应放热 保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 (6)ac (7)98.3% 60℃ 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应原理 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 命题规律：情境创新：以能源开发、环境保护、新材料制备等国家战略领域为背景，如CO2转化、新型电池、碳中和技术；“拼盘式”呈现，将热化学、反应速率、化学平衡、电化学、电解质溶液等模块知识有机整合；从“知识再现”向“综合应用”转变，突出图像分析、数据处理、原理迁移三大能力；平衡常数、转化率、反应热等定量计算占比提升，强调"三段式"等规范解题方法。 2026年考向预计反应机理分析题增加，考查基元反应与总反应关系，速率决定步骤判断；给出多个相互关联的反应(如平行反应、连续反应)，分析物质浓度变化、选择性控制和条件优化；以真实化工生产为背景，如氨合成、硫酸工业等，综合考查热化学、平衡、速率和设备设计原理；"绿色化学"理念融入计算，如原子经济性、能耗分析、循环利用率等。 热点·设问·拆解 热点设问01 反应热的计算和热化学方程式的书写 2025年13（3）、2023年16（3） 热点设问02 化学反应机理 化学反应速率和化学平衡的影响因素 2025年16（3）（4）、2024年16（2）（3）、2023年16（3）（4）（5） 热点设问03 化学反应速率和化学平衡图像分析 2025年16（2）、2024年16（3）（4）、2023年16（7） 热点设问04 与平衡常数有关的计算及应用 2025年13（4）、2024年13（5） 热点设问01 反应热的计算和热化学方程式的书写 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T13）(3)在25℃和101 kPa下，NH3与H2S两种气体反应生成1 mol NH4HS固体时，放出90.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式为___________。 【答案】 2．（2023·天津卷T16）(3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。 【答案】(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 【解析】（3）若每生成80g气体三氧化硫，放出98.3kJ能量，80g三氧化硫的物质的量为：80g÷80g/mol=1mol，则生成三氧化硫的反应的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)=2SO3 (g)。 研考点·通技法 1．从两种角度理解化学反应热 图像分析 微观 宏观 a表示断裂旧化学键吸收的能量； b表示生成新化学键放出的能量； c表示反应热 a表示反应物的活化能； b表示活化分子形成生成物释放的能量； c表示反应热 ΔH的计算 ΔH＝H(生成物)－H(反应物)　ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能) 2．热化学方程式的书写 (1)书写热化学方程式的“五环节” ①写方程式：写出配平的化学方程式。 ②标状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态。 ③定条件：确定反应的温度和压强（101kPa、25℃时可不标注）。 ④标ΔH：在方程式后写出ΔH，并注明ΔH的“+”或“-”。 ⑤标数值：根据化学计量数写出ΔH的值。 (2)热化学方程式书写易出现的错误 ①未标明反应物或生成物的状态而造成错误。 ②反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号，从而导致错误。 ③漏写ΔH的单位，或者将ΔH的单位写为kJ，从而造成错误。 ④反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。 ⑤对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。 ⑥对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。 如：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1 ②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1 ③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1 (3)燃烧热和中和热应用中的注意事项 ①均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。 ②燃烧热概念理解的三要点： a．外界条件是25 ℃、101 kPa； b．反应的可燃物是1 mol； c．生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。 ③中和热概念理解三要点： a．反应物酸、碱是强酸、强碱； b．溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应； c．生成物液态水是1 mol。 3．焓变计算 (1)键能公式：ΔH=反应物总键能-生成物总键能 (2)活化能公式：ΔH=正反应活化能-逆反应活化能 (3)总能量公式：ΔH=生成物总能量-反应物总能量（其中能垒图中的相对能量相当于总能量） 4．盖斯定律的应用 (1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。 (2)运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 破类题·提能力 1．（2026·天津河东·一模）N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g) N2(g)+2H2O(g)  ΔH1=-579kJ·mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO(g) + 2H2O(g)  ΔH2=akJ·mol-1 (5)已知N2(g) + O2(g)2NO(g)  ΔH3=+180kJ·mol-1，计算a=___________。 【答案】(5)-399 【解析】（5）根据盖斯定律，反应ii=反应i+反应iii，ΔH2=-579+180=-399 kJ·mol-1。 2．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (1)反应2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g) ΔH3=_______kJ·mol-1 Ⅳ．CO的脱除：在常压催化剂的条件下与O2转化为CO2，2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g)  ΔH=—566.0kJ·mol—1 (6)有无催化剂下，该反应的反应热_______(填“相等”或“不相等”)，CO的燃烧热为_______。 【答案】(1)-152.0 (6)相等 283.0kJ·mol-1 【解析】（1）由①-2×②可得反应，则由盖斯定律可得该反应的 （6）催化剂改变反应历程，降低反应的活化能，不改变反应热，故有无催化剂下，该反应的反应热相等，CO的燃烧热为。 3．（2026·天津·模拟预测）(二)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． (3)计算_______kJ。 【答案】(3) 【解析】（3）根据盖斯定律，目标反应反应反应，。 4．（25-26高三下·天津河东·开学考试）当前对的综合应用，仍然是化学工作者研究的重点。回答下列问题： (1)利用和合成时主要涉及以下反应： 反应Ⅰ．  ； 反应Ⅱ．  ； 则反应Ⅲ．的___________。该反应在(填“低温”“高温”“任何温度”)___________时能自发进行 【答案】-123.5 低温 【解析】（1）反应Ⅲ=2×反应Ⅰ+反应Ⅱ，根据盖斯定律可以得出：；反应Ⅲ是放热的熵减反应，在低温时能自发进行。 热点设问02 化学反应机理 化学反应速率和化学平衡的影响因素 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T16）(4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 【答案】(4)acd 【解析】（4）a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a符合题意； b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b不符合题意； c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c符合题意；     d．该反应的，降低温度，平衡正向移动，d符合题意； 故答案选acd。 2．（2024·天津卷T16）Ⅱ．的水解 的水解反应方程式为：，该反应放热。 (2)无催化剂时，在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。 a．反应至时，使用X产生的体积是使用Y的2倍 b．与Y相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 【答案】(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性，进而使水解速率放缓 (3)b 【解析】（2）根据的水解反应方程式为：可知，水解的本质是还原水中的H，生成H2，故无催化剂时，在酸性环境中水解迅速，在碱性环境下水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降的原因是随着反应的进行，生成的会继续水解使溶液呈碱性，H+的浓度降低，反应速率逐渐减慢。 （3）a．由图可知，反应至3 min时，使用X产生H2的体积不是使用Y的2倍，故a错误； b．与Y相比，使用X同等时间内产生的气体更多，说明使用X反应速率更快，降低反应活化能更多，故b正确； c．Z是负催化剂，阻碍了水解产生H2，导致H2的产生量为0，故c错误； 故答案为：b。 3．（2023·天津卷T16）Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 (3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 (4)从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 (5)气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 (6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 【答案】(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 降低 (4)降低反应活化能 (5) 反应放热 保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 (6)ac 【解析】（3）若每生成80g气体三氧化硫，放出98.3kJ能量，80g三氧化硫的物质的量为：80g÷80g/mol=1mol，则生成三氧化硫的反应的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)=2SO3 (g)；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则二氧化硫转化率降低； （4）催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率； （5）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于：二氧化硫和氧气的反应是放热反应，反应释放能量使得温度升高；每轮反应后进行热交换降温的目的是：保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率； （6）a．由题目信息可知，在每段SO2向SO3转化的过程中，各段控制适宜的温度，温度逐段降低，可以保持钒催化剂的活性温度，保证SO2的转化率和反应速率均保持较高水平，故a正确； b．由题目信息可知，反应转化率接近平衡转化率，也就是使得反应接近平衡状态，故b错误； c．降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，节约了能源，故c正确； 故选ac。 研考点·通技法 1．催化剂与反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应） ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 2．反应历程图像分析 (1)能量变化能垒图像的分析方法 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。 (2)反应机理循环图像及分析 ①“环式”反应过程图像分析 “入环”的物质为反应物，如图中的①④；位于“环上”的物质为催化剂或中间体，如图中的⑤⑥⑦⑧；“出环”的物质为生成物，如图中的②③；由反应物和生成物可快速得出总反应方程式。 ②催化剂与中间产物 1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理 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。 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有消耗多少。 3．外界条件对可逆反应的反应速率的影响 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 (1)当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大； (2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大； (3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率； (4)升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大； (5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 4．平衡移动方向的判断： (1)依勒夏特列原理判断。 (2)根据图像中正逆反应速率相对大小判断：若v正＞v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。 (3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。 (4)依浓度熵(Qc)规则判断：若某温度下Qc＜K，反应向正反应方向进行；Qc＞K，反应向逆反应方向进行。 破类题·提能力 1．（2026·天津南开·模拟预测）化学反应原理与生产、生活密切相关。 I．CO2和NH3合成尿素，原理为2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g) ΔH=—87.0kJ·mol—1， 该反应分两步完成： 第一步：2NH3(g) + CO2(gNH2COONH4(s) 第二步：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g)，其能量变化如图甲所示。 (1)反应速率较快的是___________反应(填“第一步”或“第二步”)。 (2)第二步反应的ΔH= ___________kJ·mol—1。 Ⅱ．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO和H2S发生反应并达到平衡：CO(g) + H2S(g)COS(g) + H2(g)。 (4)若反应前向容器中通入10mol CO和一定量的H2S，达到平衡时CO的物质的量为8 mol，且化学平衡常数为0.1，下列说法正确的是___________(填序号)。 a．通入CO后，正反应速率逐渐增大     b．升高温度，H2S的浓度增大，则该反应是吸热反应 c．反应前通入的H2S的物质的量为7mol d．达到平衡时CO的转化率为80% 【答案】(1)第二步 (2)+72.5 (4)c 【解析】（1）由图中可知，第二步的活化能比第一步大，因此决定合成尿素总反应的反应速率的是第步； （2）总反应为2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g) ΔH=-87.0kJ·mol-1，根据盖斯定律，需要对方程式进行合并计算，第一步反应是：2NH3(g) + CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH1；第二步反应是：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g) ΔH2，由盖斯定律可知：总反应=第一步+第二步，则ΔH=ΔH1+ΔH2=(-159.5kJ·mol-1) + ΔH2=-87.0kJ·mol-1，得到ΔH2=+72.5kJ·mol-1； （4）a．通入CO后，CO浓度增大，使平衡向正反应方向移动，CO浓度逐渐减小，则正反应速率瞬间比原平衡时速率增大后再逐渐减小，a错误； b．升高温度，H2S的浓度增大，说明平衡向该反应的逆方向移动，则该反应是放热反应，b错误； c．设容器容积为V L，反应前H2S物质的量为n mol，平衡时：CO为8 mol、H2S为(n-2) mol、COS和H2均为10 mol-8 mol=2 mol，平衡常数K===0.1，n=7，c正确； d．达到平衡时CO的转化率为=20%，d错误； 故答案为c。 2．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (2)550℃下，催化CO还原SO2，下列说法正确的是_______。 a．燃煤烟气中氧气含量越大，还原过程中硫磺的产率越高 b．刚性容器中，混合气体密度保持不变，说明反应均达到平衡状态 c．向反应体系中添加适量活性炭，可以提高还原过程中SO2的转化率 d．提高催化剂的活性可以提高CO平衡转化率 【答案】(2)c 【解析】（2）a．燃煤烟气中氧气含量越大，CO和生成的硫磺均会被氧气氧化分别生成、，导致还原过程中硫磺的产率越低，a错误； b．该反应条件下硫为气体，该反应为反应前后混合气体总质量不变的反应，则刚性容器中，混合气体密度始终不变，所以刚性容器中，混合气体密度保持不变，不能说明反应均达到平衡状态，b错误； c．向反应体系中添加适量活性炭，可以增大CO的浓度，使其平衡正向移动，从而提高还原过程中的转化率，c正确； d．提高催化剂的活性无法提高CO平衡转化率，d错误； 答案是c。 3．（25-26高三下·天津河东·开学考试）(2)下图为某课题组设计的一种固定的方法。 ①上述过程的催化剂是___________。 ②若原料用，则产物为___________。 【答案】(2)、 【解析】（2）①在反应历程中，、先被消耗，后又生成，反应前后无变化，所以、是催化剂； ②由图可知，类比的反应特点，知+CO2。 热点设问03 化学反应速率和化学平衡图像分析 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T16）Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 【答案】(2)a (3)相等 【解析】（2）活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为a，故答案为a。 （3）反应的焓变只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，两种反应历程的相等，故答案为相等。 2．（2024·天津卷T16）(4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是___________；p点之后的生成速率降低，主要原因是___________。 【答案】(4)M 该反应放热，随着反应的进行，温度升高，水解速率加快 临近反应结束，随着反应物浓度降低，水解速率减慢 【解析】（4）①水解反应是吸热反应，温度越高，水解反应速率越快，由图可知，同等浓度的条件下，M产生H2的速率更快，所以起始温度较高的实验对应的曲线是M； ②曲线M中，p点之前H2的生成速率提高，主要原因是反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，p点之后H2的生成速率降低，主要原因是随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，浓度对速率的影响其起着主要因素，导致H2的生成速率降低。 3．（2023·天津卷T16）(7)SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 【答案】(7)98.3% 60℃ 【解析】（7）由图可知，最适合吸收三氧化硫的浓硫酸质量分数为98.3%，最适合吸收的温度为60℃，此时SO3吸收率最高。 研考点·通技法 1．图像题的一般分析思路 (1)仔细审题 审明各物质的状态（有无固体、液体），明确气体分子数的变化（变大、变小或不变），正反应是吸热反应还是放热反应。 (2)观察图像 一看面：观察纵坐标（外界条件、时间等）和横坐标（反应速率、平衡转化率、含量等）。 二看点：分析重要的点（起点、拐点、终点）的含义。 观察重要的点； 三看线：观察线的走向和变化趋势； 四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线； 五看量的变化：如浓度、温度等的变化。 (3)三想方法规律 ①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v（正）、v（逆）的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 ②先拐先平数值大：在含量（转化率）—时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 ③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 2．三类重要的图像分析模型 以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0为例 (1)速率—时间图——注意断点 t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率 (3恒压(温)线——定一议二 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。 3．特殊平衡图像的分析思路 (1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 (2)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 4．化工生产中的复杂图像分析 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 破类题·提能力 1．（25-26高三下·天津·开学考试）燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境， I．用CO还原脱除SO2制硫磺，对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有： ①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g)     ΔH1=-269.2kJ·mol-1 ②CO(g) + S(g)COS(g)     ΔH2=-58.6kJ·mol-1 ③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g)    ΔH3 (3)测得550℃，不同进料比下，SO2的平衡转化率和硫磺产率如图2所示(图中SO2起始投料固定为1mol)。 ①表示SO2平衡转化率的曲线为_______(填“m”或“n”)。 ②在投料比=2时，升高温度，CO和SO2的转化率之比增大，可能的原因是_______。 【答案】(3) m 反应②平衡逆向移动程度小于反应③平衡移动程度 【解析】（3）①起始投料固定为1mol，增大进料比，相当于增大CO的浓度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，增大CO的浓度，反应速率加快，硫磺产率增大，当CO过量时，CO能与S反应生成COS，导致硫磺产率降低，即随进料比的增大，硫磺产率先增大后减小，所以表示平衡转化率的曲线为m，表示硫磺产率的曲线为n； ②在投料比时，升高温度，反应②、③平衡均逆向移动，且反应②平衡逆向移动程度较小，导致CO和的转化率之比增大，则可能的原因是反应②平衡逆向移动程度小于反应③平衡移动程度。 2．（2026·天津·模拟预测）(二)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． (6)100kPa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)。 ②500～600℃，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 【答案】(6) c 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多，使反应Ⅲ正移，H2量减少，总的表现为增加量大于减少量 【解析】（6）①生成的反应II放热，生成的反应III吸热，温度升高，选择性降低；且360℃以下不考虑反应III，低温时选择性接近100%，随温度升高选择性降低，对应曲线c。 ② 生成的反应为放热反应，温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多，使反应Ⅲ正移，H2量减少，总的表现为增加量大于减少量。 3．（25-26高三下·天津河东·开学考试）(3)利用和合成甲醛(HCHO)的反应为。T℃时，向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol 和一定景的发生上述反应，达到平衡时，HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知初始充入2 mol 时，容器内气体的总压强为1.2p kPa。 ①5min时反应到达c点，___________。 ②c点时，的平衡转化率为___________。 (4)用还原可以在一定条件下合成：  。恒压下，和的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出。 ①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是___________。 ②P点甲醇产率高于T点的原因是___________。 【答案】(3) 0.1 50% (4)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 同一温度下，分子筛膜从反应体系中不断分离出，有利于平衡正向移动，甲醇产率升高 【解析】（3）根据c点，设二氧化碳变化的物质的量为x，列三段式：，则平衡时容器气体的压强：，则，解得：x=0.5， ①起始时容器内气体总压强为1.2 kPa，若5 min时反应到达c点，则； ②c点的平衡转化率。 （4）①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是：该反应是放热反应，温度升高有利于平衡逆向移动，甲醇的平衡产率随温度升高而降低； ②P点甲醇产率高于T点的原因是：P点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水，有利于反应正向进行，故P点甲醇的产率高于T点甲醇的产率。 热点设问04 与平衡常数有关的计算及应用 析典例·明思路 1．（2025·天津卷T13）(4)25℃时，H2S的Ka1和Ka2分别为1.1×10-7、1.3×10-13，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，则NH4HS水溶液显___________(填“酸性”“中性”“碱性”)。 【答案】(4)碱性 【解析】（4）25℃时，H2S的Ka1为1.1×10-7，NH3·H2O的Kb为1.8×10-5，根据“谁强显谁性”，NH4HS水溶液显碱性。 2．（2024·天津卷T13）(5)和均为不易溶于水的强电解质。已知一定温度下，的饱和溶液中，的。反应在该温度下的平衡常数为___________。 【答案】(5) 【解析】（5）已知一定温度下，的饱和溶液中，则，该反应的平衡常数K=。 研考点·通技法 1．速率方程与速率常数 (1)速率方程：对于基元反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。如：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2) (2)速率常数(k)影响因素 速率常数k表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 (3)速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时，v正＝v逆，故K＝。 2．高考常考的4种化学平衡常数 以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例 (1)浓度平衡常数(Kc)：Kc＝。 (2)压强平衡常数(Kp)：Kp＝。 (3)物质的量分数平衡常数(Kx)：Kx＝。 (4)标准平衡常数(Kθ) 对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。 3．平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 (2)判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡 Qc=K 体系处于平衡状态，v正=v逆 Qc<K 反应正向进行，v正>v逆 Qc<K 反应逆向进行，v正<v逆 (3)判断可逆反应的反应热 升高温度，K值增大—→正反应为吸热反应；K值减小—→正反应为放热反应 降低温度，K值增大—→正反应为放热反应；K值减小—→正反应为吸热反应 4．电离常数与水解常数、水的离子积常数的关系 (1)一元弱酸HA，Ka与Kh的关系 HAH＋＋A－，Ka＝；A－＋H2OHA＋OH－，Kh＝。 则Ka·Kh＝c（H＋）·c（OH－）＝Kw，故Kh＝。 常温时，Ka·Kh＝Kw＝1.0×10－14，Kh＝。 (2)二元弱酸H2B，Ka1（H2B）、Ka2（H2B）与 Kh（HB－）、Kh（B2－）的关系 HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh（HB－）＝＝＝。 B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh（B2－）＝＝＝。 (3)电离常数与水解常数的关系 ①相同温度下，弱酸的电离常数越小，对应的弱酸根离子的水解常数越大。 ②常温时，对于一元弱酸HA，当Ka＞1×10－7时，Kh＜1×10－7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A－的水解程度，混合溶液呈酸性；同理，当Ka＜1×10－7时，Kh＞1×10－7，A－的水解程度大于HA的电离程度，混合溶液呈碱性。 5．有关Ksp的计算 (1)已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度。 如：Ksp＝a的饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝ mol·L－1。 (2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度。如：某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝＝10a mol·L－1。 (3)计算pH范围 ①pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH～主要离子开始沉淀时pH。 ②一般情况下，当溶液中离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，通常认为沉淀反应进行完全。 (4)计算沉淀转化反应的平衡常数 如反应：Cu2＋(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋(aq) K＝＝＝ (5)计算某些反应的平衡常数 如反应：CdS(s)＋2H＋(aq)Cd2＋(aq)＋H2S(aq) K＝ 破类题·提能力 1．（2026·天津河东·一模）N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g) N2(g)+2H2O(g) (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO(g) + 2H2O(g)  (8)某温度下，向4L恒容密闭容器中充入1mol N2H4和2mol O2，发生上述两个反应，平衡时生成0.4mol NO和0.4mol N2。计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K=___________。 【答案】(8)0.1 【解析】（8）某温度下，向4 L恒容密闭容器中充入1mol和2mol ，发生上述两个反应，平衡时生成0.4 mol NO和0.4 mol ，则反应i消耗、0.4 mol，生成0.8 mol ；反应ii消耗、0.4 mol，生成0.4 mol 。平衡时，，，，，。 2．（25-26高三下·天津·开学考试）(5)已知25℃，H2SO3的Ka1=1.0×10—2，Ka2=6.0×10—8.将 SO2通入氨水中，当pH=7时，溶液中的c()/c()=_______。 【答案】(5)0.6 【解析】（5）已知25℃，将通入氨水中，当pH=7时，，溶液中的。 3．（25-26高三上·天津·期末）(3)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，，的。若海水中的，，为___________。当___________时，开始产生沉淀。 【答案】(3) 【解析】（3）已知的，的，，。由，变形得：= mol/L； 开始沉淀时，，即。由，代入数据：，可得，。 4．（25-26高三上·天津·月考）工业烟气中(以NO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：   (4)300℃时，在某恒压密闭容器中充入等物质的量的、NO、的混合气体，若发生主反应和副反应，平衡后，NO转化率为20%，且和物质的量相等，则转化率为___________，，___________(保留2位有效数字)。 【答案】(4)60% 2.5 【解析】（4）由题目信息：某恒压密闭容器中充入等物质的量的、NO、的混合气体，若发生主反应和副反应，设起始、NO、的物质的量都为4 mol，参加主反应的物质的量为x，参加主反应的物质的量为y，可列三段式： 根据题目信息：平衡后，NO转化率为20%，且和物质的量相等，可得：、，解得，，则的转化率为：，的平衡常数。 刷模拟 1．（25-26高三上·天津·期末）氨气是重要的化工原料，可作小分子储氢载体，在工业上可作还原剂。 Ⅰ.氨热分解法制氢气。一定温度下，利用催化剂将分解为和。相关燃烧热数据，请回答下列问题： 物质 燃烧热() 0 -285 -380 (1)反应  _________，该反应在__________（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能自发进行。 (2)向起始体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入1 mol (g)，在一定条件下发生反应，反应至 min时达到平衡状态，氨气的转化率与时间的关系如图所示。 ①在0-时间内，该反应的平均反应速率_________（用含式子表示）。 ②反应达到平衡后，继续向容器中加入0.5 mol (g)和1.5 mol (g)，反应一段时间重新达到平衡，的平衡转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③在其他条件相同的情况下，将恒温改为绝热，请在上图中画出绝热条件下的转化率随时间变化的曲线_________。 (3)当上述反应达平衡后，改变条件，下列有关说法正确的是_________（填“字母”）。 a.恒温恒压条件下，充入一定量的氦气，再次达平衡后，压强不变，速率不变 b.恒温恒压条件下，充入一定量的氨气，再次达平衡后，压强不变，浓度不变 c.恒温恒容条件下，氮气和氢气浓度之比保持不变，说明反应达化学平衡状态 d.恒容绝热条件下，化学平衡常数不再变化，说明反应达化学平衡状态 Ⅱ.液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，反应原理为： (4)氧气充足的条件下，氨氮比会影响脱硝率。氨氮比与NO百分含量的关系如图所示。当时，烟气中NO含量反而增大，理由为_________。 【答案】(1) +95 高温 (2) 减小 (3)bd (4)氨氮比大于1:1，过量的氨气在催化剂作用下会被O2氧化生成NO，使NO含量增大 【详解】（1）根据燃烧热写热化学方程式： ① ② 目标反应，由盖斯定律得： ， 该反应，，根据自发，故高温下能自发进行。 （2）①时转化率为，转化，生成，； ②原平衡后加入和，相当于总物质的量加倍，恒容条件下压强增大，该反应正向气体分子数增大，平衡逆向移动，平衡转化率减小； ③该反应为吸热反应，绝热条件下温度降低，平衡逆向移动，转化率（减小），同时到达平衡的时间会变长，故图像为； （3）a. 恒温恒压充入氦气，容器体积增大，各物质浓度减小，反应速率减小，错误； b. 恒温恒压下，充入氨气，体系压强不变，该条件下为等效平衡，再次平衡后各物质浓度不变，正确； c. 初始只有氨气，无论是否平衡，生成和的浓度比始终为，不能说明平衡，错误； d. 恒容绝热体系，温度会随反应移动而变化，平衡常数仅与温度有关，不变说明温度不变，反应达到平衡，正确； （4）脱硝时发生反应：，氨氮比为1：1，过量的氨气在催化剂作用下会被氧化生成NO，使NO含量增大。 2．（25-26高三上·天津·期末）对环境有一定的危害性，我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，充分体现了为解决环境问题的大国担当，为此科研工作者进行了不懈的努力，研究了多种转化的技术，请回答下列问题： (1)转化为：反应原理为。若该反应自发进行，反应适宜条件是___________(填“低温”或“高温”)。 (2)二氧化碳到淀粉的人工合成第一步为用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醇，反应方程式为：。一定温度下，恒容密闭容器中投入和，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的如图所示，请回答： ①曲线___________(填“a”或“b”)代表下的；该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。 ②下列能说明该反应达平衡的是___________。 a．单位时间内断裂个碳氧双键同时断裂个氢氧键     b．密度不再改变 c．平均相对分子质量不变                                 d．不变 ③下列措施既能加快反应速率，又能提高的是___________。 a．升高温度        b．分离出水蒸气        c．增大的浓度        d．温度不变缩小容器体积 ④计算在，下达平衡后，的转化率=___________。(保留三位有效数字) (3)大量会导致海水酸化，对贝壳类生物的外壳造成溶解。已知的，，的。若海水中的，，为___________。当___________时，开始产生沉淀。 【答案】(1)低温 (2) a 放热 cd d (3) 【详解】（1）反应，气体分子数减少，，自发判据，因、，低温下更小，更易小于0，反应自发。 （2）①反应，正反应气体分子数减少，压强越大，越高。时，压强p增大，升高，故曲线a代表下的-p； 时，温度升高，降低，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应； ②a．断裂个C=O双键消耗1 mol，断裂个O-H键消耗0.5 mol，正逆速率不相等，a不符合题意； b．恒容密闭容器，气体总质量、体积均不变，密度始终不变，与平衡无关，b不符合题意； c．气体总质量不变，平均相对分子质量，n随反应进行变化，M不变时说明n不变，反应达平衡，c符合题意； d．恒容下，和的浓度比不变，说明二者浓度不再变化，反应达平衡，d符合题意； 故答案选cd； ③既能加快反应速率，又能提高的是： a．升温会加快反应速率，但正反应为放热反应，平衡逆向移动，会降低，a不符合题意； b．分离水蒸气不会加快反应速率，平衡正向移动，会增加，b不符合题意； c．增大浓度，会加快反应速率，平衡正向移动，但由于的浓度增大，可能会减小，c不符合题意； d．恒温缩小体积，压强增大，速率加快，平衡正向移动，会增加，d符合题意； 故答案选d； ④由图可知，该条件下=0.10，设平衡时生成的物质的量为x mol，列三段式：，总物质的量 ，由=0.10，解得x=，的转化量3x=1 mol，转化率=33.3%。 （3）已知的，的，，。由，变形得：= mol/L； 开始沉淀时，，即。由，代入数据：，可得，。 3．（25-26高三上·天津西青·月考）生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)下列选项是化学反应且能量变化与图示一致的是_______(填序号)。 A．碘晶体升华 B．碳酸氢钠与盐酸反应 C．镁与稀盐酸反应 D．硫酸与氢氧化钠溶液反应 (2)分子可形成单斜硫和斜方硫：  ，则常温下，S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是_______(填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。 (3)丙烷()常用作运动会火炬燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)时，放出553.75 kJ的热量。写出丙烷燃烧的热化学方程式_______。 (4)下表中的数据表示断裂1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为)： 化学键 H-H H-Cl 键能 436 431    则Cl-Cl键的键能为_______。 (5)如图：氢氧燃料电池的装置图。 ①通入氧气的电极名称为_______极； ②离子移向通入_______气体的电极； ③负极电极反应式为_______。 【答案】(1)B (2)S(斜方) (3) (4)243 (5) 正 氢气 H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 【详解】（1）由图可知，反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应。 A项，碘晶体升华是物理变化，不符合题意； B项，碳酸氢钠与盐酸反应为吸热反应，符合题意； C项，镁与稀盐酸反应为放热反应，不符合题意； D项，硫酸与氢氧化钠溶液反应为放热反应，不符合题意； 答案选B。 （2）分子可形成单斜硫和斜方硫：  ，单斜硫转化为斜方硫是放热反应，说明斜方硫的能量较低，根据能量越低物质越稳定知，较稳定的是S(斜方)。故答案为：S(斜方)； （3）丙烷()常用作运动会火炬燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)时，放出553.75 kJ的热量，根据，生成4mol水放出的热量为，燃烧热为1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，丙烷燃烧的热化学方程式。故答案为：； （4）根据等于反应物总键能减去生成物总键能，设键Cl-Cl的键能为x kJ/mol，则，解得x=243，则Cl-Cl键的键能为243 kJ/mol。故答案为：243； （5）①氧气发生还原反应，通入氧气的电极名称为正极；故答案为：正； ②原电池内部阴离子移向负极，离子移向通入氢气的电极；故答案为：氢气； ③氢气失电子发生氧化反应，负极电极反应式为H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O。故答案为：H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O。 4．（2025·天津·模拟预测）当今世界多国相继规划了碳达峰碳中和的时间节点。因此研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 I．捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。 (1)下列物质中能作为捕碳剂的是___________。 A．K2CO3 B．CaO C．Na2SO4 D．NH4Cl (2)已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10-5，H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是利用氨水吸收，工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2，所得溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。烟气需冷却至20℃左右的可能原因是___________。 Ⅱ．二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。已知： ①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∙∙∙∙∙∙ ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)∙∙∙∙∙∙ 回答下列问题： (3)一定条件下，向1 L恒容密闭容器中充入0.23 mol CO2和0.19 mol H2，假设只发生反应③，平衡时测得生成甲醇0.03 mol，保持温度不变再通入0.1 mol CO2和0.1 mol水蒸气，此时(正)___________(逆)(填“>”，“<”，“=”)。 (4)在300℃恒压密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，发生上述反应①②。反应达平衡时，CO2的转化率为75%，容器体积减小25%，CH3OH的物质的量为___________ mol，反应①的平衡常数K=___________。 Ⅲ．电化学还原法：利用太阳能光伏电池进行电化学还原CO2制甲醇的装置如图所示。 (5)工作电极的制作：将铜箔放入煮沸的饱和CuSO4溶液中进行反应，可制得Cu2O薄膜电极。生成Cu2O的离子方程式：___________。 (6)工作电极上Cu2O作催化剂，工作时电极上CO2转化为甲醇的电极反应式为___________。 (7)此法制甲醇的优点是(写出任意两条)___________。 【答案】(1)AB (2) 碱性 降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对CO2的吸收 (3)< (4) 1 0.6 (5)Cu+Cu2++H2O=Cu2O+2H+ (6)CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6OH- (7)利用太阳能，节约能源；副产物O2无污染，有重要用途，原料易得等 【详解】（1）A．碳酸钾溶液可以与二氧化碳反应，，可以作吸收剂，A符合题意； B．氧化钙可以与二氧化碳反应，，可以作吸收剂，B符合题意； C．硫酸钠溶液与二氧化碳不反应，不能作吸收剂，C不符合题意； D．氯化铵溶液与二氧化碳不反应，不能作吸收剂，D不符合题意； 故选AB。 （2）用氨水吸收过量的，发生反应：。铵根水解显酸性：，其水解常数为；碳酸氢根水解显碱性：，其水解常数为，由于，故溶液显碱性。烟气需冷却至左右的可能原因是：降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对的吸收。 （3）根据题意，列出三段式：，平衡时：、、、，。保持温度不变再通入二氧化碳和水蒸气，，平衡逆向移动，此时。 （4）反应①气体总物质的量不变，反应②容器体积(气体总物质的量)减小，，反应②，消耗；反应①，，，，，反应①的平衡常数。 （5）铜箔放入煮沸的饱和溶液中进行反应，生成氧化亚铜，方程式为：。 （6）转化为甲醇，得到电子，电极反应式为。 （7）其阳极反应式为：，用太阳能，节约能源；副产物是氧气无污染，有重要用途，原料易得等。 5．（2025·天津·二模）甲烷重整有多种技术路径，其中催化重整在获得CO和同时，也能同时减排两种温室气体。相关反应为：。已知燃烧热数据如下分别为： 物质 (g) CO(g) (g) 燃烧热 -891 -283 -286 (1)写出催化重整反应的热化学方程式___________。 (2)下列说法正确的是___________。 A．可来自于合成氨造气产生的尾气，石油裂解气可作为的主要来源 B．该反应高温能自发进行，低温不能自发进行 C．和均为非极性分子 D．增大催化剂的表面积能提高甲烷的转化率和反应速率 其中甲烷—水蒸气重整也备受关注，相关反应为：。向恒温恒压的密闭容器中加入、后，反应达到平衡时转化率50%，平衡时容器体积为2 L。 (3)下列事实能说明反应已经达到平衡的是___________。 A．混合气体的平均摩尔质量不变 B．混合气体总压强不变 C．混合气体的密度不变 D． (4)该温度下催化重整反应的化学平衡常数的数值K=___________。 (5)若反应达到平衡后，向该容器中继续加入6 mol CO，化学平衡___________(填写“正向”、“逆向”或“不”)移动，理由是___________。 (6)若其他条件不变，反应达到平衡后，时继续向其中通入、，时反应再次达到平衡状态，请在图中画出时间内以CO表示的和随时间t变化的曲线___________。 (7)研究者利用电解法实现了和两种温室气体的耦合转化，其原理如图所示。则电极A为___________(填“阴极”或“阳极”)，电极B上转化为的反应式为___________。 【答案】(1) (2)BC (3)AC (4)0.0675 (5) 正向 加入6 mol CO后，浓度商Q=0.034<K，平衡正向移动 (6) (7) 阴极 【详解】（1）由、、的燃烧热数值可得：Ⅰ. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，Ⅱ. CO(g)+O2(g)=CO2(g)，Ⅲ.H2(g)+O2(g)=H2O(l)，根据盖斯定律可得，Ⅰ-2×Ⅱ-2×Ⅲ可得，且该反应的ΔH=。 （2）A．合成氨制备过程中会产生CO2尾气，但石油裂解气主要含有乙烯、丙烯等不饱和烃，A错误； B．该反应是气体体积增大的吸热反应，即ΔH>0，ΔS >0，根据时反应可自发进行知，该反应在高温能自发进行，低温不能自发进行，B正确； C．CH4的空间结构为正四面体形，CO2的空间结构为直线形，它们的空间均对称，正电中心和负电中心重合，均为非极性分子，C正确； D．增大催化剂的表面积能提高反应速率，但不能改变反应物的转化率，D错误； 故选BC。 （3）A．为纯气体反应，由质量守恒可知，反应过程中气体的总质量恒不变，且该反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，气体的物质的量增大，故混合气体的平均摩尔质量不变能说明反应已经达到平衡，A符合题意；     B．该反应是在恒温恒压条件下进行，随着反应进行，混合气体总压强恒不变，故混合气体总压强不变不能说明反应已经达到平衡，B不符合题意； C．为纯气体反应，由质量守恒可知，反应过程中气体的总质量恒不变，且该反应为气体分子数增多的反应，随着反应进行，恒压条件下混合气体的体积增大，即混合气体的密度不断减小，故当混合气体的密度不变说明反应已经达到平衡，C符合题意； D．当正、逆反应速率之比等于化学计量数之比时，反应达到平衡状态，才说明反应已经达到平衡，D不符合题意； 故选AC。 （4）向恒温恒压的密闭容器中加入、后，反应达到平衡时转化率50%，则达平衡时消耗的物质的量为0.1 mol，可列出三段式： 平衡时，，，，，该温度下催化重整反应的化学平衡常数的数值。 （5）反应达到平衡时，气体总物质的量为(0.1+0.1+0.1+0.3)mol=0.6 mol，向该容器中继续加入6 mol CO，根据pV=nRT可知，恒温恒压下气体体积之比等于气体物质的量之比，则此时，浓度商，平衡会正向移动。 （6） 其他条件不变，反应达到平衡后，t1时继续向其中通入、，恒压下体积增大，反应物的浓度增大，生成物的浓度减小，则v正瞬时增大，v逆瞬时减小，平衡正向移动，v正逐渐减小，v逆逐渐增大，直至反应重新平衡，由于在恒温恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，按化学方程式化学计量数之比换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同时，两平衡等效，由可知，t2再次平衡时，该平衡与原平衡等效，即t2时各物质的浓度与t1时各物质的浓度相等，v(t1)=v(t2)，因此时间内以CO表示的和随时间t变化的曲线为。 （7）根据图示装置可知，电极A上CO2转化为CO，C的化合价由+4价降为+2价，发生还原反应，电极A作阴极，则电极B作阳极；电极B上CH4转化为C2H4，发生失电子的氧化反应，电极反应式为。 6．（2025·天津武清·模拟预测）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/kJ 945 498 631 回答下列问题： (1)恒温下，将1 mol空气和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为V L的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i． ii． ①______。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有_______(填标号)。 A．缩小体积     B．升高温度       C．移除NO2         D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，，则_______，______(写出含 a、b、V的计算式)。 (2)研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式：_______，制得的同时，阳极室中增加_______mol。 ②研究发现：转化可能的途径为电极a 表面还发生 iii．iii的存在，有利于途径ii，原因是_______。 【答案】(1) +181 CD (2) 1 途径iii生成O2，NO易被O2氧化转化为NO2，NO2溶于水更容易转化为。 【详解】（1）①由表中数据得； ②A．缩小容器体积相当于加压，对气体分子数不变的反应i无影响，对气体分子数减小的反应ii平衡正向移动，减小了NO物质的量，但由于体积缩小，最后浓度还是增大，A错误； B．升温使反应i正向移动，使反应ii逆向移动，都会增大NO的浓度，B错误； C．移除NO2使反应ii正向移动，减小NO浓度，C正确； D．降低N2浓度使反应i逆向移动，减小NO浓度，D正确， 故选CD； ③由N原子守恒，知N2消耗物质的量为，N2剩余，同理，由O原子守恒知O2剩余，则，所以。 （2）①电极a连接电源正极，为阳极，N2被氧化生成：；总反应为，所以制得1 mol硝酸根，阳极室增加H+物质的量为1 mol； ②途径iii生成O2，NO易被O2氧化转化为NO2，NO2溶于水更容易转化为。 7．（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）尿素合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。 (1)十九世纪初，用氰酸银()与在一定条件下反应制得，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是___________。 (2)二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是___________(填序号)。 a．活化能：反应i<反应ii b．升高温度反应i速率加快，反应ii速率减慢 c．   (3)近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 ①电极a是电解池的___________极。 ②电解过程中b的电极反应式是___________。 (4)尿素样品含氮量的测定方法如下。 已知：溶液中不能直接用溶液准确滴定。 ①消化液中加入浓氢氧化钠溶液的离子方程式为___________。 ②步骤iv中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为和，计算样品含氮量还需要的实验数据有___________，通常选___________作指示剂。 【答案】(1) (2)a (3) 阴 (4) 样品的质量、步骤所加入溶液的体积和浓度 甲基橙 【详解】（1）氰酸银()与在一定条件下反应生成和，化学方程式为：。 （2）a．根据反应过程中能量变化图像可知，反应i活化能为<反应ii活化能为，a正确； b．升高温度反应i速率和反应ii速率均加快，b错误； c．根据图像可知，反应i为，反应ii为，根据盖斯定律，反应i+反应ii=总反应，即，c错误； 故选a。 （3）①该装置为电解池，根据图中的迁移方向，确定a电极为阴极、b电极为阳极；②电解过程中b（阳极）发生失电子、氧化反应，电极反应式是。 （4）①尿素样品发生消化分解生成、，由于反应中存在浓硫酸，转化为，消化液中含有，故加入浓氢氧化钠溶液发生的离子方程式为； ②消化液生成的被过量浓硫酸吸收转化为，实验通过标准溶液滴定过量（剩余）的硫酸测定的物质的量，计算样品含氮量，故需要标准溶液的浓度和消耗的体积，还需要样品的质量、步骤ⅲ所加入溶液的体积和浓度；滴定终点溶液组成为，溶液显酸性，故选择酸性环境变色的指示剂，即甲基橙。 8．（2025·天津武清·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)反应：的___________。 (2)二氧化碳与氢气合成时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________(填字母)。 A．反应速率快 B．平衡的转化率高 C．催化剂活性高 D．主反应催化剂选择性好 (3)在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。 ①0~20min内___________。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数___________。 ③平衡时的选择性=___________。 (的选择性=) (4)为实现“碳中和”，还可通过电解法用制备(l)，电解装置如图所示。 ①铂电极的电极反应式为___________。 ②当玻碳电极收集到标况下22.4L气体时，阴极区的质量变化为___________。 【答案】(1) (2)ACD (3) 2 40% (4) 33.3g 【详解】（1）Ⅰ：  ，反应Ⅱ：   ，反应根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ×2得的。 （2）A. 升高温度，反应速率加快，控制温度为500℃左右，可能是为了反应速率快，故选A； B。正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡的转化率降低，故不选B； C. 控制温度为500℃左右，可能是因为催化剂活性高，故选C； D. 控制温度为500℃左右，可能是主反应催化剂选择性好，有利于合成， 故选D； 选ACD。 （3）在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，则平衡时气体总物质的量为10mol× =8mol，可知发生反应，气体物质的量减少2mol；设反应生成的物质的量为amol； a=0.5mol，反应消耗1molCO2、消耗3molH2、生成0.5mol、生成1.5molH2O；测得体系中，即n(H2O)=3mol，则反应生成1.5molH2O，即反应消耗1.5mol CO2、消耗1.5molH2、生成1.5molCO、生成1.5molH2O；平衡体系中n(CO2)=1.5mol、n(H2)=1.5mol、n()=0.5mol、n(CO)= 1.5mol、n(H2O)=3mol。 ①0~20min内。 ②反应Ⅱ的化学平衡常数。 ③平衡时的选择性=； （4）玻碳电极产生氧气，发生氧化反应，为阳极，则铂电极为阴极； ①铂电极为阴极，铂电极上二氧化碳得电子生成，铂电极的电极反应式为。 ②玻碳电极产生氧气,当玻碳电极收集到标况下22.4L氧气时，电路中转移4mol电子，根据，阴极区吸收二氧化碳，同时有4molH+移入阴极区，阴极质量增加。 9．（2025·天津·二模）二氧化碳的固定和转化对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物，从而实现碳的循环再利用。 (1)以为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行： Ⅰ、 Ⅱ、 加氢合成乙烯的热化学反应方程式为：_______。 (2)以为原料催化加氢合成乙醇，其反应原理为：，向密闭容器中充入和，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。 ①温度______（填“大于”、“小于”或“等于”）。 ②某温度下，反应达到平衡状态X点，若在X点对反应容器降温，同时缩小体积使体系压强增大，重新达到平衡状态时，可能是图中A~F点中的_______点。 ③在温度下，压强恒定为2MPa，反应达到平衡状态时的压强平衡常数______（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。在相同的条下，若初始向密闭容器中充入的是和，则达到平衡状态时，的体积分数_______25%（填“大于”、“小于”或“等于”）。 (3)以惰性材料作电极，用电解法制取丙烯的原理如下图所示。 ①X极为______极（填“阳”或“阴”）。 ②写出X极的电极反应方程式：_______。 【答案】(1)2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O (2) 小于 F 27 大于 (3) 阴 【详解】（1）CO2与H2合成乙烯的方程式为2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O，利用盖斯定律，得出Ⅰ×2＋Ⅱ得反应2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O，则，热化学反应方程式为2CO2＋6H2=C2H4＋4H2O ； （2）①该反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡向逆反应方向进行，H2的体积分数增大，即小于； ②该反应为放热反应，降温，平衡向正反应方向进行，H2的体积分数减小，缩小体积压强增大，平衡正向进行，氢气的体积分数减小，因此重新达到平衡时，应是F点； ③在2MPa下，达到平衡时生成C2H5OH物质的量为amol，根据反应方程式： 达到平衡时，总的物质的量为12-4a，此时氢气的体积分数为25%，即有，解得a=1，此时二氧化碳、氢气、乙醇、水分别为2mol、2mol、1mol、3mol，；恒温恒压下，先通入2molCO2和4molH2，达到平衡与原平衡为等效平衡，H2体积分数为25%，再充入1molH2，平衡向正反应方向进行，但H2的体积分数增大，即相同条件下充入2molCO2和5molH2，达到平衡时，氢气的体积分数大于25%； （3）用电解法制取丙烯，由图，X极反应为酸性条件下，二氧化碳得到电子被还原为丙烯，为阴极，X极的电极反应方程式：。 10．（2025·天津·二模）2024年中国甲醇产业大会在江西举行。甲醇是全球公认最有效的能够垂直替代柴油的能源，极有可能成为破解能源安全和双碳难题的“超级燃料”。请回答下列问题： Ⅰ．工业上用天然气为原料，分为两个阶段制备甲醇： ①制备合成气： ②合成甲醇： (1)制备合成气：工业生产中为解决合成气中过量而CO不足的问题，原料气中需添加，发生反应③：，二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为___________。 (2)结合图像回答下列问题。 ①制备合成气反应中，平衡混合物中CO的体积分数与压强、温度(T)的关系如图1所示，判断和的大小关系：___________(填“>”“<”或“=”)。 ②在体积不变的密闭容器中投入和，不同条件下发生合成甲醇的反应。测得平衡时的转化率随温度、压强的变化如图2所示。X代表___________(填“温度”或“压强”)。若M点对应的容器体积为5L，则N点的平衡常数为___________。 ③图3中正确表示合成甲醇反应的平衡常数的负对数与X的关系的曲线是___________(填“AB”或“AC”)。 Ⅱ．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式：，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下： (3)根据图4分析，工业上制取甲酸甲酯时，选择的合适条件为___________。 Ⅲ．如图某种熔融碳酸盐燃料电池以为电解质、以(为燃料时，该电池工作原理如图5所示。 (4)该电池工作时负极电极反应式为___________，正极应通入的气体为___________。 【答案】(1) (2) > 温度 100 AC (3)， (4) 和 【详解】（1）由盖斯定律可知，②+③得到二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式为； （2）①根据热化学方程式可知，升高温度，平衡正向移动，CO的体积分数增大，再对应图像，压强一定时，则； ②合成甲醇反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡时的转化率随压强增大而增大，说明Y代表压强，且，则X代表温度；M点对应容器体积为5L，M、N对应的温度相同，说明，M点氢气转化率为50%，列三段式： ； ③该反应是放热反应，随着温度升高，K值减小，pK=，则pK随着K值的减小而增大，所以图3中曲线AC能正确表示该反应平衡常数的负对数pK与X的关系； （3）从图4中可以看出，增大压强，甲醇的转化率增大，但压强达到时，甲醇的转化率变化很小，此点为压强的合适点；升高温度，甲醇的转化率增大，但温度达到80℃时，甲醇的转化率变化很小，此点为温度的合适点，从而确定选择的合适条件为，80℃； （4）从电子流向看，a电极为负极，此电极加入，从箭头的指向看，失电子，生成和，消耗熔融液中的，得出电极反应式为，正极的电极反应为，所以正极需要通入和。 刷真题 1．（2025·天津卷T16，节选）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的___________(填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是___________(填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 【答案】(2)a (3)相等 (4)acd 【详解】（2）活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为a，故答案为a。 （3）反应的焓变只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，两种反应历程的相等，故答案为相等。 （4）a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a符合题意； b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b不符合题意； c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c符合题意；     d．该反应的，降低温度，平衡正向移动，d符合题意； 故答案选acd。 2．（2024·天津卷T16，节选）是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制。 Ⅱ．的水解 的水解反应方程式为：，该反应放热。 (2)无催化剂时，在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。 a．反应至时，使用X产生的体积是使用Y的2倍 b．与Y相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验，的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”)； ②曲线M中，p点之前的生成速率提高，主要原因是___________；p点之后的生成速率降低，主要原因是___________。 【答案】(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性，进而使水解速率放缓 (3)b (4) M 该反应放热，随着反应的进行，温度升高，水解速率加快 临近反应结束，随着反应物浓度降低，水解速率减慢 【详解】（2）根据的水解反应方程式为：可知，水解的本质是还原水中的H，生成H2，故无催化剂时，在酸性环境中水解迅速，在碱性环境下水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降的原因是随着反应的进行，生成的会继续水解使溶液呈碱性，H+的浓度降低，反应速率逐渐减慢； （3）a．由图可知，反应至3 min时，使用X产生H2的体积不是使用Y的2倍，故a错误； b．与Y相比，使用X同等时间内产生的气体更多，说明使用X反应速率更快，降低反应活化能更多，故b正确； c．Z是负催化剂，阻碍了水解产生H2，导致H2的产生量为0，故c错误； 故答案为：b； （4）①水解反应是吸热反应，温度越高，水解反应速率越快，由图可知，同等浓度的条件下，M产生H2的速率更快，所以起始温度较高的实验对应的曲线是M； ②曲线M中，p点之前H2的生成速率提高，主要原因是反应放热，温度升高，反应速率逐渐加快，p点之后H2的生成速率降低，主要原因是随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，浓度对速率的影响其起着主要因素，导致H2的生成速率降低。 3．（2023·天津卷T16，节选）工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 (2)硫的燃烧应控制事宜温度。若进料温服超过硫的沸点，部分燃烧的硫以蒸汽的形式随SO2进入到下一阶段，会导致______(填序号)。 a.硫的消耗量增加   b.SO2产率下降   c.生成较多SO3 (3)SO2(g)氧化生成80g SO3(g)放出热量98.3kJ，写出该反应的热化学方程式______。随温度升高，SO2的平衡转化率______(填“升高”或“降低”)。 (4)从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 (5)气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 (6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 Ⅲ．工业上用浓硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3会产生酸雾，导致吸收效率降低。 (7)SO3的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图所示。 据图分析，最适合的吸收条件；硫酸的浓度______，温度______。 【答案】(2)ab (3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 降低 (4)降低反应活化能 (5)反应放热 保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 (6)ac (7)98.3% 60℃ 【分析】先将硫黄在空气中燃烧或焙烧，和氧气反应生成二氧化硫，生成的SO2和氧气发生反应转化为三氧化硫，生成的SO3用浓硫酸吸收得到硫酸； 【详解】（2）a．第Ⅰ步时，硫粉液化并与氧气共热生成二氧化硫，若反应温度超过硫粉沸点，部分硫粉会转化为硫蒸气损失，消耗的硫粉会增大，a正确； b．硫蒸气与生成的二氧化硫一同参加第Ⅱ步反应过程中，降低二氧化硫的生成率，b正确； c．二氧化硫产率降低后，生成的三氧化硫也会减少，c错误； 故选ab。 （3）若每生成80g气体三氧化硫，放出98.3kJ能量，80g三氧化硫的物质的量为：80g÷80g/mol=1mol，则生成三氧化硫的反应的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)=2SO3 (g)；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则二氧化硫转化率降低； （4）催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率； （5）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于：二氧化硫和氧气的反应是放热反应，反应释放能量使得温度升高；每轮反应后进行热交换降温的目的是：保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率； （6）a．由题目信息可知，在每段SO2向SO3转化的过程中，各段控制适宜的温度，温度逐段降低，可以保持钒催化剂的活性温度，保证SO2的转化率和反应速率均保持较高水平，故a正确； b．由题目信息可知，反应转化率接近平衡转化率，也就是使得反应接近平衡状态，故b错误； c．降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，节约了能源，故c正确； 故选ac。 （7）由图可知，最适合吸收三氧化硫的浓硫酸质量分数为98.3%，最适合吸收的温度为60℃，此时SO3吸收率最高。 1 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $