专题03 化学反应原理综合题（大题专练，四大类型集训）（浙江专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

大题03 化学反应原理综合题 内容概览 类型一 以二氧化碳综合利用为主的考查 类型二 以硫及其化合物转化为主的考查 类型二 以氮及其化合物转化为主的考查 类型四 以有机物转化为主的考查 ◆类型一 以二氧化碳综合利用为主体的考查 1．(2026·浙江省强基联盟高三二模) CO2含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题： (1)催化加氢合成甲醇是重要的CO2转化技术。 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49.5kJ·mol−1   副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 在密闭容器中，维持压强和投料比不变，平衡时CH3OH(g)和CO在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图1所示： ①CO可以与H2反应生成气态甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g，该反应能自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 ②图中代表CH3OH的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“Ⅱ”)。 ③150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是 。 (2)CO2与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物，转化过程如图2所示： ①Y为五元环状化合物，其结构简式为 ； ②N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“CH2”上的碳原子，而不是“CH”上的碳原子，原因是 。 (3)通过电催化法将CO2和NO3-合成尿素[CO(NH2)2]，有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图3所示： ①电解过程中生成尿素的电极反应是 。 ②该电池以4A恒定电流工作40分钟，产生O2体积为0.49L，假设阴、阳两极的电流效率相等，电解效率 。［已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量q(C)=电流时间；；；］ 2．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)将二氧化碳转化为甲醇、二甲醚(DME)和碳氢化合物(HCs)等替代燃料已成为化学工程领域的热门研究方向之一、请回答： (1)用二氧化碳和氢气化学转化的相关反应如下： Ⅰ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 ⅡCO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH ΔH＝-90.1kJ·mol−1 Ⅲ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝-23.9kJ·mol−1 这三个反应的自由能随温度变化的关系如图1所示： ①某条件下Ⅰ反应能自发，则反应ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)，该反应对应的曲线是 (填字母)。 ②在H2/CO2比例为3:1时，压强和温度对CO2平衡转化率、甲醇选择性的影响如图2、图3所示： 结合图2和图3解释一定压强下二氧化碳平衡转化率随温度先降低后升高，理由是 。 ③在250℃、6MPa下，将3molH2和1molCO2投入容器中，若只发生Ⅰ和Ⅱ的反应，则反应达平衡时，反应Ⅰ的平衡常数 (保留三位小数)。 (甲醇的选择性) (2)在KHCO3电解质溶液中，利用太阳能驱动CO2还原制备二甲醚可实现碳中和。 ①阴极上生成二甲醚的电极反应方程式是 。 ②对于该电解法制取二甲醚，下列叙述正确的是 。 A．开发新型催化剂，提高CO2吸附和活化能力 B．系统压强越大，越有利于CO2的溶解，经济效益越高 C．增加电流密度，以提高反应速率 D．利用该电解法原理可以用于合成烯烃、乙酸等 (3)二甲醚可作为清洁燃料替代柴油。二甲醚比甲醇更易燃烧，请从结构角度解释原因： 。 3．(2026·浙江省嘉兴市高三一模)研究CO2的综合利用可实现碳循环。 I．在反应器内CO2和H2在催化剂作用下可发生如下反应： 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-493kJ·mol−1 副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2   (1)已知25℃ 和101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热 ΔH分别为-285.8kJ·mol−1、-283kJ·mol−1，H2O(l)=H2O(g) ΔH3＝+44kJ·mol−1  ，则 ΔH2= kJ·mol−1。 (2)要提高CO2平衡转化率，可采取的措施是___________。 A．增大H2浓度 B．增大压强 C．及时分离H2O(g) D．选用高效催化剂 (3)在恒温反应容器中，维持入口压强和投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，CO2转化率和甲醇选择性[]，随温度变化关系如图1所示： 若233~251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析236℃后图中曲线下降的原因： 。 (4)在压强为2.2MPa的恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和3molH2反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为75%，计算主反应在该温度下的平衡常数Kp= (MPa-2)。 Ⅱ．二氧化碳电还原反应生产甲醇 (5)我国某科研团队研究出以过渡金属为催化剂电催化还原二氧化碳制甲醇的途径，大大提高了甲醇的产率。 ①在酸性水溶液中，生成甲醇的电极反应式为 。 ②在酸性水溶液中，三种不同的催化剂(A、B、C)上CO2电还原为CH3OH的反应过程中(电还原为H2的反应可同时发生)，反应活化能变化如图2所示。由此判断制甲醇应选择催化剂 (填“A”“B”或“C”)，理由是 。 ◆类型二 以硫及其化合物转化为主体的考查 4．(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)SO2既是大气污染物之一，也是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含硫化工产品的生产。 I.库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。库仑测硫仪中电解原理示意图如右。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 (1)测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (2)煤样为，电解消耗的电量为库仑，煤样中硫的质量分数为 。(已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。)(用含和的关系式表示) II.工业上用SO2和Cl2制备硫酰氯。 (3)硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，SO2Cl2中心原子的杂化方式为 。工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH＝-67.59kJ·mol−1。该反应自发进行的条件是 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 (4)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 ①上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。 ②T1温度下用分压表示的平衡常数Kp= kPa-1。 5．(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)含硫物质的转化普遍存在于生活与生产中。 I.利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： (I)CaS(g)＋2SO2(g)CaSO4(s)＋S2(g) ΔH1 (II)CaSO4(g)＋4H2(g)CaS(s)＋4H2O(g)(g) ΔH2 (III)SO2(g)＋3H2(g)H2S(g)＋2H2O(g) ΔH3 在体积为V L的恒容容器中，将CaS，SO2和H2按一定量投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知： ①图示温度范围内反应II平衡常数K=108基本不变。 ②根据范特霍夫方程描述平衡常数K与温度T之间关系的定量公式 回答以下问题： (1)反应I的焓变ΔH1 0。(填“>”“＜”或“=”)。 (2)从图中分析，下列说法正确的是_______。 A．乙线代表的是H2O B．反应II对应的较小 C．保持温度不变，压缩平衡体系，达到新平衡时SO2的浓度减小 D．使用合适的催化剂，可提高SO2的平衡转化率 (3)T1温度下，若甲线代表的物质为a mol，求反应III的平衡常数K= L·mol-1。 II.工业处理SO2尾气时，理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应具有一定的意义。一定温度时，向1 L浓度均为1 mol/L的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中不断通入，发生如下反应：①SO2+NaHCO3+H2OH2CO3+NaHSO3；  ②H2CO3H2O+CO2  ；③Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。随n(SO2)的增加，SO32-和HCO3-平衡转化率的变化如图。 已知： 物质 H2CO3 H2SO3 Ka(25℃) Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka1=1.4×10-2 Ka2=6.0×10-8 (4)0～a mol，与SO2优先反应的离子是 ，分析原因 。 (5)a～b mol，HCO3平衡转化率上升而SO32-平衡转化率下降，请结合以上反应解释原因： 。 ◆类型三 以氮及其化合物转化为主体的考查 6．(2026·浙江省七校联盟高三一模)汽车尾气中含有NO气体，是汽车内燃机高温条件下氮气与氧气反应产生。NO是破坏臭氧层的凶手之一。相关反应如下： Ⅰ．N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH1＝+180kJ·mol−1； Ⅱ．NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH2； Ⅲ．用CO还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH3。 (1)已知：①碳的标准燃烧热为394kJ·mol−1；②2C(s)＋O2(g)2CO(g) ΔH4＝-220kJ·mol−1，则ΔH3= kJ·mol−1。 (2)恒温条件下，将等物质的量的N2与O2混合气体通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡后经下列操作，容器中NO的体积分数增大的是_______。 A．保持恒容通入O2 B．升高温度 C．分离出NO D．改用更高效的催化剂 (3)将2molN2、2molO2与2molO3混合气体通入的恒压密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡后NO2物质的量为1 mol(不考虑与之间的相互转化)。已知反应Ⅰ的压强平衡常数(用各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数用表示)试计算：反应Ⅱ的压强平衡常数 。 (4)反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)的正、逆反应速率分别可表示为、，、分别表示正、逆反应速率常数，只与温度有关。下图所示的甲、乙、丙、丁四条直线中，表示随温度T变化的直线是 。(写出判断依据) (5)为探究不同温度下催化剂X、Y的催化效果，将固定比例的NO、CO混合气体以一定流速通过装有催化剂X的排气管，相同时间内测量尾气中NO的含量，得到脱氮率随温度变化如图所示。经试验发现催化剂Y在600~1000℃范围都保持优于X在600℃时的催化效率，请在图中画出使用催化剂Y，相同时间内600~1000℃范围的脱氮率曲线 。(已知图中BC段为平衡状态，且平衡脱氮率的表达式为(，m、n为常数)。 (6)某实验小组利用微生物设计出处理酸性废水的工艺如下图所示。废水中含有高浓度有机物(CH2O)n和NO3-离子，处理废水的同时除了获得电能还能淡化咸水。请写出负极的电极反应方程式： 。 7．(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾的主要污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。研究氮氧化物废气处理是国际环保主要方向之一，某科研团队利用CH4催化还原NOx技术处理工业废气，反应原理如下： 反应①：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) 反应②：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) (1)已知反应①能量曲线如图所示，则1molCH4(g)还原NO(g)至N2(g)，完全反应放出 kJ的热量。 (2)一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中投入一定量的CH4(g)和NO(g)发生反应①，能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．混合气体的密度保持不变 B．单位时间内每断裂4molC-H键，同时断裂4molO-H键 C．c(NO)和c(N2)的浓度比保持不变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变 (3)不同温度下发生反应②，CH4的浓度随时间变化如图所示。回答以下问题： ①图中T1、T2的关系为：T1 T2(填“>”、“＜”或“=”)，b点与c点相比， 点(填“b”或“c”)反应速率更快，理由是 。 ②T1温度下，10-20min内的平均反应速率v(H2O) ，CH4的平衡转化率为 。 (4)利用某分子筛作催化剂，NH3也可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质。其反应历程如图所示： 上述历程的总反应为 。 ◆类型四 以有机物转化为主体的考查 8．(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，可由乙苯催化脱氢获得。 Ⅰ．直接催化脱氢： (1)已知：反应① 反应② 反应③ 则直接催化脱氢反应 kJ/mol。 (2)在高温条件下，直接脱氢法中乙苯可能会裂解产生积炭覆盖在催化剂表面，使催化剂“中毒”，因此在原料气中通入水蒸气的目的是 。 (3)在某温度、100kPa下，向密闭容器中通入1mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数Kp= kPa(分压总压物质的量分数)。 Ⅱ．CO2氧化乙苯脱氢：(g)+CO2(g) (4)在某催化剂下，其反应历程如图： 下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由状态Ⅰ到状态Ⅱ形成了极性共价键 B．和两种粒子中的碳原子均达到8电子稳定结构 C．使用催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，从而提高乙苯的平衡转化率 D．催化剂表面的酸性需要控制在pH=3.5~4.5之间，原因是pH过低，催化剂表面正电荷聚集，妨碍与CO2结合；pH过高，CO2易形成CO32-。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛。 ①苯甲醛中键角： (填“大于”“小于”或“等于”) ②以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 9．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有： 反应Ⅰ 2CH3I(g)C2H4(g)＋2HI(g) ΔH1 反应Ⅱ 3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH2 反应Ⅲ 2C2H4(g)C4H8(g) ΔH3 (1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。298K下，ΔH1= kJ·mol−1。 (2)针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有 。 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂 (3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题： ①下列有关说法正确的是 。 A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以ΔH2＜0、ΔH3＜0 B．若随温度的上升而增大，则ΔH＞0 C．随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动 D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ ②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是： 。 (4)维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1molCH3I，测得平衡体系中n(C2H4)=n(C3H6)=0.14mol，n(C4H8)=0.065mol。 ①平衡时CH3I的转化率为 。 ②已知810K条件下，存在等式(常数)(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图 。 10．(2026·浙江省北斗星盟高三一模)碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂。可由如下方法制备： I.CO2与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯()，反应如下： 反应1：   已知：CO2(g)、环氧丙烷(g)、碳酸丙烯酯(l)的生成焓分别为-394.5kJ·mol−1，-94.7kJ·mol−1、-613.2kJ·mol−1。 (1)ΔH＝_______kJ·mol−1 (2)反应1的ΔG=ΔH-TΔS随温度的变化趋势是_______。 A． B． C． D． (3)下列说法不正确的是_______。 A．升高温度或缩小容器体积均可增加反应物分子中活化分子百分数 B．当v正(CO2)= v逆(碳酸丙烯酯)，可以说明上述反应达到化学平衡 C．加入催化剂可以改变反应途径，但不能改变焓变 D．及时分离出部分产物可以提高反应物的平衡转化率 (4)相同时间内碳酸丙烯酯产率随温度变化如图1所示，请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。 II.工业上常用尿素合成碳酸丙烯酯。 已知：碳酸丙烯酯沸点为238.14℃；1，2-丙二醇的沸点为162°C。1，2-丙二醇和尿素(160℃以上会分解)合成的反应如下： 反应2：   在烧瓶中加入物质的量之比为2∶1的1，2-丙二醇和尿素，加入催化剂充分反应，测定不同温度下平衡收率变化如图2所示。 PC的收率 (5)①从结构角度解释该反应的逆过程，在低温条件下更容易进行的原因_______。 ②假设以液相中各组分的物质的量分数代替各组分的浓度表示平衡常数记为Kx，则150℃时Kx=_______(数据代入表达式，无需计算)。 1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题03 化学反应原理综合题 内容概览 类型一 以二氧化碳综合利用为主的考查 类型二 以硫及其化合物转化为主的考查 类型二 以氮及其化合物转化为主的考查 类型四 以有机物转化为主的考查 ◆类型一 以二氧化碳综合利用为主体的考查 1．(1) 低温 I 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，150~250℃时，随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度 (2) 电负性：O＞C，与O直接相连的C原子带部分正电荷，甲基是推电子基团，使得“CH”中碳原子比“CH3O-”中的碳原子带正电荷较少，因此孤电子对更容易进攻“CH2”中的碳原子 (3) CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O 80% 2．(1) > B 根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ可得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-48.93kJ·mol−1，此为放热反应。低温阶段，以放热的CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应为主，升高温度，平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；高温阶段，以吸热的CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)反应为主，升高温度，平衡正向移动，CO2平衡转化率升高。 0.012 (2)2CO2+12HCO3-+12e-=CH3OCH3+12CO32-＋3H2O ACD (3)甲醇分子间形成氢键，甲醚没有，甲醚更易汽化形成可燃气体混合物；甲醚的分子结构使C-H键能更小，更易断裂，燃烧需要的能量更少。 3．(1)+41.2 (2)ABC (3)升高温度，主反应逆向移动程度大于副反应正向移动程度 (4)0.0375 (5)CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O C 催化剂C上生成H2活化能高，不易发生副反应；生成CH3OH的活化能相对较低，更倾向于生成CH3OH ◆类型二 以硫及其化合物转化为主体的考查 4．(1) 3I--2e-=I3- (2) (3)sp3 A (4) T3＞T2＞T1 该反应的正反应为气体体积减小的反应，反应放热，升温平衡逆向移动，平衡时容器内压强越小，即Δp越小 0.03 5．(1)＜ (2)AB (3)1010aV (4)SO32- Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，结合H+的能力SO32-＞HCO3-[或 Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，水解能力SO32-＞HCO3-] (5)a mol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进反应①不断正向进行，溶液中c(HSO3-)不断增加，促使反应③逆向进行，所以HCO3-平衡转化率上升而SO32-平衡转化率下降 ◆类型三 以氮及其化合物转化为主体的考查 6．(1) -748kJ·mol−1 (2)B (3)2 (4)甲，温度升高，正逆反应速率都加快，lgk正、lgk逆均增大，但放热反应，lgk逆随温度T升高而增大的幅度相对较大 (5) (6)(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋ 7．(1)1162 (2)BC (3) ①< c T1<T2，且c点反应物浓度更大，故c点反应速率更快 ②0.02 mol·L－1·min－1 80% (4)2NH3+NO+NO22N2+3H2O ◆类型四 以有机物转化为主体的考查 8．(1) +118 kJ·mol−1 (2)水蒸气与催化剂表面积碳反应，防止催化剂“中毒” (3)(或33.3) (4)AD (5)大于 -8e-+3H2O=+8H++CO2 9．(1)80.24 (2)BC (3)AC 反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显 (4)96% 10．(1)-124kJ·mol−1 (2)C (3)A (4)在140℃之前，温度升高，反应速率加快，相同时间内产生的碳酸丙烯酯更多；超过140℃，温度升高，平衡向吸热反应的逆向移动故产率下降 (5) 氨气中氮原子的给电子能力比1，2-丙二醇中的氧原子更强，且氧原子电负性大于氮原子因此酯基中碳原子正电性比酰胺基中更强，二者均会使逆向更易反应 1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题03 化学反应原理综合题 内容概览 类型一 以二氧化碳综合利用为主的考查 类型二 以硫及其化合物转化为主的考查 类型二 以氮及其化合物转化为主的考查 类型四 以有机物转化为主的考查 ◆类型一 以二氧化碳综合利用为主体的考查 1．(2026·浙江省强基联盟高三二模) CO2含量的控制和资源化利用具有重要意义。回答下列问题： (1)催化加氢合成甲醇是重要的CO2转化技术。 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49.5kJ·mol−1   副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 在密闭容器中，维持压强和投料比不变，平衡时CH3OH(g)和CO在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图1所示： ①CO可以与H2反应生成气态甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g，该反应能自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任意温度”)。 ②图中代表CH3OH的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“Ⅱ”)。 ③150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是 。 (2)CO2与环氧化合物反应可以转化为有价值的有机物，转化过程如图2所示： ①Y为五元环状化合物，其结构简式为 ； ②N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷中“CH2”上的碳原子，而不是“CH”上的碳原子，原因是 。 (3)通过电催化法将CO2和NO3-合成尿素[CO(NH2)2]，有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图3所示： ①电解过程中生成尿素的电极反应是 。 ②该电池以4A恒定电流工作40分钟，产生O2体积为0.49L，假设阴、阳两极的电流效率相等，电解效率 。［已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量q(C)=电流时间；；；］ 【答案】(1) 低温 I 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，150~250℃时，随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度 (2) 电负性：O＞C，与O直接相连的C原子带部分正电荷，甲基是推电子基团，使得“CH”中碳原子比“CH3O-”中的碳原子带正电荷较少，因此孤电子对更容易进攻“CH2”中的碳原子 (3) CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O 80% 【解析】(1)①ΔH-TΔS＜0 ，反应能够自发进行，由盖斯定律，主反应-副反应得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝(-49.5kJ·mol−1)-(+41.1kJ·mol−1)= -90.7kJ·mol−1，反应为放热的熵减反应，故低温自发；②维持压强和投料比不变，主反应为放热反应，副反应为吸热反应，随着温度升高主反应平衡逆向移动，甲醇物质的量分数会降低，所以图中代表CH3OH物质的量分数随温度变化的曲线为Ⅰ；③150~250℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因是主反应为放热反应，副反应为吸热反应，随温度升高主反应平衡逆向移动的程度大于副反应平衡正向移动的程度。 (2)①由图，转化过程中C-N断裂，与CO2中一个C=O断裂发生加成反应，形成五元环的结构简式为；②电负性：，与O直接相连的C原子带部分正电荷，由于甲基是推电子基团，“CH”中碳带正电荷较少，因此孤电子对更容易进攻“CH2”中的碳原子。 (3)①电解过程中二氧化碳和硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成尿素，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O。②体积为0.49L的O2物质的量为0.02mol，生成O2的电极反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，电解效率为。 2．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)将二氧化碳转化为甲醇、二甲醚(DME)和碳氢化合物(HCs)等替代燃料已成为化学工程领域的热门研究方向之一、请回答： (1)用二氧化碳和氢气化学转化的相关反应如下： Ⅰ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 ⅡCO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH ΔH＝-90.1kJ·mol−1 Ⅲ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝-23.9kJ·mol−1 这三个反应的自由能随温度变化的关系如图1所示： ①某条件下Ⅰ反应能自发，则反应ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)，该反应对应的曲线是 (填字母)。 ②在H2/CO2比例为3:1时，压强和温度对CO2平衡转化率、甲醇选择性的影响如图2、图3所示： 结合图2和图3解释一定压强下二氧化碳平衡转化率随温度先降低后升高，理由是 。 ③在250℃、6MPa下，将3molH2和1molCO2投入容器中，若只发生Ⅰ和Ⅱ的反应，则反应达平衡时，反应Ⅰ的平衡常数 (保留三位小数)。 (甲醇的选择性) (2)在KHCO3电解质溶液中，利用太阳能驱动CO2还原制备二甲醚可实现碳中和。 ①阴极上生成二甲醚的电极反应方程式是 。 ②对于该电解法制取二甲醚，下列叙述正确的是 。 A．开发新型催化剂，提高CO2吸附和活化能力 B．系统压强越大，越有利于CO2的溶解，经济效益越高 C．增加电流密度，以提高反应速率 D．利用该电解法原理可以用于合成烯烃、乙酸等 (3)二甲醚可作为清洁燃料替代柴油。二甲醚比甲醇更易燃烧，请从结构角度解释原因： 。 【答案】(1) > B 根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ可得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-48.93kJ·mol−1，此为放热反应。低温阶段，以放热的CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应为主，升高温度，平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；高温阶段，以吸热的CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)反应为主，升高温度，平衡正向移动，CO2平衡转化率升高。 0.012 (2)2CO2+12HCO3-+12e-=CH3OCH3+12CO32-＋3H2O ACD (3)甲醇分子间形成氢键，甲醚没有，甲醚更易汽化形成可燃气体混合物；甲醚的分子结构使C-H键能更小，更易断裂，燃烧需要的能量更少。 【解析】(1)①某条件下Ⅰ反应能自发，Ⅰ反应为吸热反应，由ΔG=ΔH-TΔS＜0自发可知，ΔS＞0；由图可知只有B曲线是随温度下降趋势，且只有Ⅰ反应是吸热反应，不同于Ⅱ、Ⅲ的放热反应，所以该反应对应的曲线是B。②CO2与H2合成甲醇的反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ，反应Ⅰ+反应Ⅱ可得该反应，根据盖斯定律计算，为放热反应，温度较低时，升高温度，主反应平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；温度较高时CO2与H2反应生成CO为吸热反应，温度升高，该反应平衡正向移动，消耗CO2的程度超过合成甲醇平衡逆向移动使CO2转化率降低的程度，CO2平衡转化率升高，故答案为根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ可得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-48.93kJ·mol−1，此为放热反应。低温阶段，以放热的CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 反应为主，升高温度，平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；高温阶段，以吸热的CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)反应为主，升高温度，平衡正向移动，CO2平衡转化率升高。③据图②、③可知，该条件下的CO2平衡转化率为30%，甲醇选择性为80%，列三段式计算 据，解得，，故答案为0.012。 (2)①在KHCO3电解质溶液中，太阳能电解CO2还原制备二甲醚，所以阴极上CO2得到电子生成二甲醚，电极反应式为2CO2+12HCO3-+12e-=CH3OCH3+12CO32-＋3H2O。②A项，开发新型催化剂，提高CO2吸附和活化能力，加快反应速率，A正确；B项，系统压强越大，设备成本会大幅度增加，经济效益不一定提高，B错误；C项，增加电流密度，单位时间内通过的电量越多，电极反应速率越快，C正确；D项，该电解法是CO2的还原反应，烯烃、乙酸均可通过CO2还原制得，原理可行，D正确；故选ACD。 (3)甲醇分子中含有羟基，甲醇分子间能形成氢键，甲醚没有，甲醚更易汽化形成可燃气体混合物；甲醚的分子结构使C-H键能更小，更易断裂，燃烧需要的能量更少，故答案为甲醇分子间形成氢键，甲醚没有，甲醚更易汽化形成可燃气体混合物；甲醚的分子结构使C-H键能更小，更易断裂，燃烧需要的能量更少。 3．(2026·浙江省嘉兴市高三一模)研究CO2的综合利用可实现碳循环。 I．在反应器内CO2和H2在催化剂作用下可发生如下反应： 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-493kJ·mol−1 副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2   (1)已知25℃ 和101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热 ΔH分别为-285.8kJ·mol−1、-283kJ·mol−1，H2O(l)=H2O(g) ΔH3＝+44kJ·mol−1  ，则 ΔH2= kJ·mol−1。 (2)要提高CO2平衡转化率，可采取的措施是___________。 A．增大H2浓度 B．增大压强 C．及时分离H2O(g) D．选用高效催化剂 (3)在恒温反应容器中，维持入口压强和投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，CO2转化率和甲醇选择性[]，随温度变化关系如图1所示： 若233~251℃时催化剂的活性受温度影响不大，分析236℃后图中曲线下降的原因： 。 (4)在压强为2.2MPa的恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和3molH2反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为75%，计算主反应在该温度下的平衡常数Kp= (MPa-2)。 Ⅱ．二氧化碳电还原反应生产甲醇 (5)我国某科研团队研究出以过渡金属为催化剂电催化还原二氧化碳制甲醇的途径，大大提高了甲醇的产率。 ①在酸性水溶液中，生成甲醇的电极反应式为 。 ②在酸性水溶液中，三种不同的催化剂(A、B、C)上CO2电还原为CH3OH的反应过程中(电还原为H2的反应可同时发生)，反应活化能变化如图2所示。由此判断制甲醇应选择催化剂 (填“A”“B”或“C”)，理由是 。 【答案】(1)+41.2 (2)ABC (3)升高温度，主反应逆向移动程度大于副反应正向移动程度 (4)0.0375 (5)CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O C 催化剂C上生成H2活化能高，不易发生副反应；生成CH3OH的活化能相对较低，更倾向于生成CH3OH 【解析】(1)，，； (2)A项，增大反应物H2的浓度，能提高CO2的平衡转化率，A正确；B项，主反应为正向气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，能提高CO2的平衡转化率，B正确；C项，及时分离出产物H2O(g) ，平衡正向移动，能提高CO2的平衡转化率，C正确；D项，催化剂不影响平衡，选用高效催化剂不能提高CO2的平衡转化率，D错误；故选ABC； (3)主反应为放热反应，副反应为吸热反应。升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，导致甲醇的选择性下降；同时CO₂的总转化率也下降，说明主反应平衡逆向移动的影响更大，故236°后图中曲线下降的原因为：升高温度，主反应逆向移动程度大于副反应正向移动程度； (4)根据题意，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为75%，则甲醇的生成量为：，CO的生成量为：，可列出三段式： 平衡时： 故主反应在该温度下的平衡常数； (5)①在酸性水溶液中，二氧化碳得到电子生成甲醇，电极反应式为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；②H+电还原为H2的反应为副反应，选择催化剂时副反应的活化能高时不易发生，故选择催化剂C，原因为：催化剂C上生成H2活化能高，不易发生副反应；生成CH3OH的活化能相对较低，更倾向于生成CH3OH。 ◆类型二 以硫及其化合物转化为主体的考查 4．(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)SO2既是大气污染物之一，也是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含硫化工产品的生产。 I.库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。库仑测硫仪中电解原理示意图如右。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。 (1)测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。 (2)煤样为，电解消耗的电量为库仑，煤样中硫的质量分数为 。(已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。)(用含和的关系式表示) II.工业上用SO2和Cl2制备硫酰氯。 (3)硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，SO2Cl2中心原子的杂化方式为 。工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH＝-67.59kJ·mol−1。该反应自发进行的条件是 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 (4)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。 ①上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。 ②T1温度下用分压表示的平衡常数Kp= kPa-1。 【答案】(1) 3I--2e-=I3- (2) (3)sp3 A (4) T3＞T2＞T1 该反应的正反应为气体体积减小的反应，反应放热，升温平衡逆向移动，平衡时容器内压强越小，即Δp越小 0.03 【解析】(1)库仑滴定是一个“动态补偿”过程，进入电解池的SO2会与I3-反应，消耗I3-，生成I-，为了使的比值恢复到原定值，仪器需要自动电解，将生成的I-重新氧化成I3-，根据电荷守恒和原子守恒，3个I-失去2个电子生成I3-，故阳极反应为：3I--2e-=I3-。 (2)根据S原子守恒以及转移电子守恒可知：S~SO2~SO42-~2e-，转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑，实验消耗的总电量为x库仑，所以转移的电子物质的量为，S的物质的量为，S的质量为，煤样中硫的质量分数为。 (3)SO2Cl2的中心原子是S，S原子与两个O原子均形成双键，与两个Cl原子均形成单键，根据价层电子对互斥理论，S原子的σ键电子对为4，孤电子对数为，价层电子对数为4，因此中心原子S的杂化方式为sp3；SO2(g)＋Cl2 (g)SO2Cl2(g) ΔH＝-67.59kJ·mol−1是一个气体分子数减少(ΔS < 0)的放热反应(ΔH < 0)，根据吉布斯自由能公式 ΔG = ΔH - TΔS，要使ΔG < 0，由于ΔH为负，ΔS为负，则温度T越低，ΔG越容易小于零，因此该反应在低温下能自发进行。 (4)①该反应是放热反应，且是气体分子数减小的反应，对于恒温恒容下的气体反应，初始压强p0相同，反应正向进行后，气体总物质的量减少，平衡压强p会减小，Δp=p0-p，Δp越大，说明平衡正向进行的程度越大，体系的最终压强p越小，升高温度，平衡向吸热方向(逆向)移动，气体分子数增加，导致平衡压强p增大，从而使Δp减小；在相同进料比下，Δp值越小，说明对应的温度越高，从图中曲线可以看出，在同一进料比时，Δp的大小关系为：Δp(T3) < Δp(T2) < Δp(T1)。所以温度高低顺序为：T3＞T2＞T1。②T1温度下，恒容密闭容器中充入SO2(g)和Cl2(g)，初始，p0=240 kPa，则起始SO2、Cl2、SO2Cl2的分压分别为160kPa、80kPa、0，对于反应SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)，压强减少量Δp等于生成物SO2Cl2的平衡分压，因此，达到平衡时Δp =60kPa，则平衡时SO2、Cl2、SO2Cl2的分压分别为100kPa、20kPa、60kPa，平衡常数。 5．(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)含硫物质的转化普遍存在于生活与生产中。 I.利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： (I)CaS(g)＋2SO2(g)CaSO4(s)＋S2(g) ΔH1 (II)CaSO4(g)＋4H2(g)CaS(s)＋4H2O(g)(g) ΔH2 (III)SO2(g)＋3H2(g)H2S(g)＋2H2O(g) ΔH3 在体积为V L的恒容容器中，将CaS，SO2和H2按一定量投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知： ①图示温度范围内反应II平衡常数K=108基本不变。 ②根据范特霍夫方程描述平衡常数K与温度T之间关系的定量公式 回答以下问题： (1)反应I的焓变ΔH1 0。(填“>”“＜”或“=”)。 (2)从图中分析，下列说法正确的是_______。 A．乙线代表的是H2O B．反应II对应的较小 C．保持温度不变，压缩平衡体系，达到新平衡时SO2的浓度减小 D．使用合适的催化剂，可提高SO2的平衡转化率 (3)T1温度下，若甲线代表的物质为a mol，求反应III的平衡常数K= L·mol-1。 II.工业处理SO2尾气时，理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应具有一定的意义。一定温度时，向1 L浓度均为1 mol/L的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中不断通入，发生如下反应：①SO2+NaHCO3+H2OH2CO3+NaHSO3；  ②H2CO3H2O+CO2  ；③Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。随n(SO2)的增加，SO32-和HCO3-平衡转化率的变化如图。 已知： 物质 H2CO3 H2SO3 Ka(25℃) Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka1=1.4×10-2 Ka2=6.0×10-8 (4)0～a mol，与SO2优先反应的离子是 ，分析原因 。 (5)a～b mol，HCO3平衡转化率上升而SO32-平衡转化率下降，请结合以上反应解释原因： 。 【答案】(1)＜ (2)AB (3)1010aV (4)SO32- Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，结合H+的能力SO32-＞HCO3-[或 Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，水解能力SO32-＞HCO3-] (5)a mol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进反应①不断正向进行，溶液中c(HSO3-)不断增加，促使反应③逆向进行，所以HCO3-平衡转化率上升而SO32-平衡转化率下降 【解析】(1)根据图示可知，随着温度的升高，lgn(S2)减小，反应①逆向移动，则正反应是放热反应 ΔH1＜0； (2)A项，由于图示范围内反应Ⅱ的平衡常数始终为K=108，根据方程式结合平衡常数表达式可知始终成立，因此根据图像可知乙表示的物种是H2O，丁表示的是H2，A正确；B项，由图可知，升高温度lg(S2)减小，lg(H2O)、lg(H2)均增大，所以丙表示表示二氧化硫、甲表示硫化氢，根据范特霍夫方程，越大，K值变化越大，物质的量变化值跨度越大，故反应II对应的较小，B正确；C项，保持温度不变，压缩平衡体系，反应Ⅰ正向移动，S2的浓度增大，由盖斯定律可知，反应Ⅰ+反应Ⅱ得到反应IV：2SO2(g)＋4H2(g)S2(g)＋4H2O(g)，反应的平衡常数K=，保持温度不变，压缩平衡体系，平衡常数不变，由=100可知，达到新平衡时SO2的浓度增大，C错误；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡移动，不能提高SO2的平衡转化率，D错误；故选AB； (3)根据(2)中分析，甲表示硫化氢，乙表示的物种是H2O，丙表示表示二氧化硫，丁表示的是H2，因且，由方程式可知，反应Ⅲ的平衡常数K=，； (4)由图可知，0～a mol时，SO32-的平衡转化率大于HCO3-的平衡转化率，，故与SO2优先反应的离子是SO32-，Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，结合H+的能力SO32-＞HCO3-[或Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，水解能力SO32-＞HCO3-]； (5)a mol后，随着n(SO2)增加，因H2CO3分解，促进反应①不断正向进行，使溶液中c(HSO3-)不断增加，促使反应③逆向进行，所以HCO3-平衡转化率上升而SO32-平衡转化率下降。 ◆类型三 以氮及其化合物转化为主体的考查 6．(2026·浙江省七校联盟高三一模)汽车尾气中含有NO气体，是汽车内燃机高温条件下氮气与氧气反应产生。NO是破坏臭氧层的凶手之一。相关反应如下： Ⅰ．N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH1＝+180kJ·mol−1； Ⅱ．NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH2； Ⅲ．用CO还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH3。 (1)已知：①碳的标准燃烧热为394kJ·mol−1；②2C(s)＋O2(g)2CO(g) ΔH4＝-220kJ·mol−1，则ΔH3= kJ·mol−1。 (2)恒温条件下，将等物质的量的N2与O2混合气体通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡后经下列操作，容器中NO的体积分数增大的是_______。 A．保持恒容通入O2 B．升高温度 C．分离出NO D．改用更高效的催化剂 (3)将2molN2、2molO2与2molO3混合气体通入的恒压密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡后NO2物质的量为1 mol(不考虑与之间的相互转化)。已知反应Ⅰ的压强平衡常数(用各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数用表示)试计算：反应Ⅱ的压强平衡常数 。 (4)反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)的正、逆反应速率分别可表示为、，、分别表示正、逆反应速率常数，只与温度有关。下图所示的甲、乙、丙、丁四条直线中，表示随温度T变化的直线是 。(写出判断依据) (5)为探究不同温度下催化剂X、Y的催化效果，将固定比例的NO、CO混合气体以一定流速通过装有催化剂X的排气管，相同时间内测量尾气中NO的含量，得到脱氮率随温度变化如图所示。经试验发现催化剂Y在600~1000℃范围都保持优于X在600℃时的催化效率，请在图中画出使用催化剂Y，相同时间内600~1000℃范围的脱氮率曲线 。(已知图中BC段为平衡状态，且平衡脱氮率的表达式为(，m、n为常数)。 (6)某实验小组利用微生物设计出处理酸性废水的工艺如下图所示。废水中含有高浓度有机物(CH2O)n和NO3-离子，处理废水的同时除了获得电能还能淡化咸水。请写出负极的电极反应方程式： 。 【答案】(1) -748kJ·mol−1 (2)B (3)2 (4)甲，温度升高，正逆反应速率都加快，lgk正、lgk逆均增大，但放热反应，lgk逆随温度T升高而增大的幅度相对较大 (5) (6)(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋ 【解析】(1)已知：① 碳的标准燃烧热：C(s)＋O2(g)CO2(g) ΔH＝-394kJ·mol−1；②2C(s)＋O2(g)2CO(g) ΔH4＝-220kJ·mol−1，由盖斯定律可知，目标反应 Ⅲ=①×2 - ② - 反应 Ⅰ，因此：； (2)反应 Ⅰ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH1＝+180kJ·mol−1，该反应为正反应吸热、气体分子数不变的反应；A项，通入O2，平衡正向移动，但O2是反应物，NO 体积分数减小；B项，升高温度，吸热反应平衡正向移动，NO 体积分数增大；C项，分离出 NO，平衡正向移动，但 NO 被移出，体积分数减小；D项，催化剂不影响平衡，NO 体积分数不变；故选B； (3)反应 Ⅱ：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，平衡时，由反应 Ⅱ 的计量比，消耗NO、O3各 1 mol，生成O2 1 mol，列三段式得： 则，，，，，，由反应 Ⅰ 的，解得x=1，则； (4)反应 Ⅲ：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH3＜0。平衡时，即，该反应为放热反应，温度升高，平衡常数K减小，即lgK=lgk正-lgk逆减小。同时，温度升高，正、逆反应速率常数均增大，故lgk逆随温度变化的斜率应大于lgk正，对应图中斜率较大的直线甲； (5)催化剂 Y 在600~1000℃的脱氮率都优于 X 在600℃时的脱氮率(60%)，且 BC 段是平衡状态(脱氮率随T升高而减小)，故曲线需满足：600℃时脱氮率＞60%，800℃时＞53%；当T=600℃时，脱氮率为60%，代入表达式：①；当T=800℃时，脱氮率为53%，代入表达式： ②；联立①②，解方程组：用①-②得：n=2.5×10-3；将n=2.5×10-3代入①得：m=0.69。则T=1000℃时，脱氮率，因此图像为：； (6)负极发生氧化反应，有机物(CH2O)n失电子生成CO2，酸性环境下用H+、H2O配平：(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑＋4nH＋。 7．(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾的主要污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。研究氮氧化物废气处理是国际环保主要方向之一，某科研团队利用CH4催化还原NOx技术处理工业废气，反应原理如下： 反应①：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) 反应②：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) (1)已知反应①能量曲线如图所示，则1molCH4(g)还原NO(g)至N2(g)，完全反应放出 kJ的热量。 (2)一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中投入一定量的CH4(g)和NO(g)发生反应①，能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．混合气体的密度保持不变 B．单位时间内每断裂4molC-H键，同时断裂4molO-H键 C．c(NO)和c(N2)的浓度比保持不变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变 (3)不同温度下发生反应②，CH4的浓度随时间变化如图所示。回答以下问题： ①图中T1、T2的关系为：T1 T2(填“>”、“＜”或“=”)，b点与c点相比， 点(填“b”或“c”)反应速率更快，理由是 。 ②T1温度下，10-20min内的平均反应速率v(H2O) ，CH4的平衡转化率为 。 (4)利用某分子筛作催化剂，NH3也可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质。其反应历程如图所示： 上述历程的总反应为 。 【答案】(1)1162 (2)BC (3) ①< c T1<T2，且c点反应物浓度更大，故c点反应速率更快 ②0.02 mol·L－1·min－1 80% (4)2NH3+NO+NO22N2+3H2O 【解析】(1)由反应①的能量曲线可知，1molCH4(g)与4molNO(g)反应生成2molN2(g)、1molCO2(g)和2molH2O(g)时， 反应物总能量与生成物总能量差值为5342 kJ-4180 kJ=1162kJ，该反应放热，即1molCH4(g)还原NO(g)至N2 (g)，完全反应放出1162kJ热量； (2)A项，反应在恒容密闭容器中进行，混合气体质量始终不变，根据(m为质量，V为体积)，密度始终不变，不能说明达到平衡，A错误；B项，单位时间内断裂4molC-H键(代表正反应，CH4分解 )，同时断裂4molO-H键(代表逆反应，H2O分解)，正、逆反应速率相等，能说明达到平衡，B正确；C项，反应过程中c(NO)减小，c(N2)增大，当二者浓度比保持不变时，说明各物质浓度不再变化，达到平衡，C正确；D项，反应前后气体物质的量不变，但质量不变，根据，平均相对分子质量始终不变，不能说明达到平衡，D错误；故选BC； (3)温度越高，反应速率越快，达到平衡时间越短，由图可知，T2 达到平衡时间短，所以T1<T2；与c点相比，b点温度高T1<T2，且c点反应物浓度更大，故c点反应速率更快；T1温度下，10-20min内CH4浓度变化量，根据反应②CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，，速率之比等于化学计量数之比， ，CH4 起始浓度为0.5mol/L，平衡浓度为0.1mol/L，平衡转化率； (4)由反应历程可知，反应物为NH3、NO、NO2，生成物为N2、H2O，根据原子守恒和反应历程，总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O。 ◆类型四 以有机物转化为主体的考查 8．(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，可由乙苯催化脱氢获得。 Ⅰ．直接催化脱氢： (1)已知：反应① 反应② 反应③ 则直接催化脱氢反应 kJ/mol。 (2)在高温条件下，直接脱氢法中乙苯可能会裂解产生积炭覆盖在催化剂表面，使催化剂“中毒”，因此在原料气中通入水蒸气的目的是 。 (3)在某温度、100kPa下，向密闭容器中通入1mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数Kp= kPa(分压总压物质的量分数)。 Ⅱ．CO2氧化乙苯脱氢：(g)+CO2(g) (4)在某催化剂下，其反应历程如图： 下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由状态Ⅰ到状态Ⅱ形成了极性共价键 B．和两种粒子中的碳原子均达到8电子稳定结构 C．使用催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，从而提高乙苯的平衡转化率 D．催化剂表面的酸性需要控制在pH=3.5~4.5之间，原因是pH过低，催化剂表面正电荷聚集，妨碍与CO2结合；pH过高，CO2易形成CO32-。 (5)研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛。 ①苯甲醛中键角： (填“大于”“小于”或“等于”) ②以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 【答案】(1) +118 kJ·mol−1 (2)水蒸气与催化剂表面积碳反应，防止催化剂“中毒” (3)(或33.3) (4)AD (5)大于 -8e-+3H2O=+8H++CO2 【解析】(1)根据盖斯定律，反应①—②—③可得=+118 kJ·mol−1。 (2)水蒸气与催化剂表面积碳反应，防止催化剂“中毒”。 (3)设转化的C8H10物质的量为xmol，列三段式： 达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，可知，1-x=x，解得x=0.5，总物质的量为1.5mol，。 (4)A项，由状态Ⅰ到状态Ⅱ形成了O-H极性共价键，A正确；B项，中苯环上的碳和带正电荷的碳未达到8电子稳定结构，B错误；C项，使用催化剂，能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，从而提高反应速率，但不影响平衡移动，不能影响反应物转化率，C错误；D项，反应过程中需要将催化剂表面的酸性控制在pH=3.5~4.5之间，原因是pH过低时，催化剂表面正电荷聚集，妨碍与CO2结合，pH过高时，CO2易形成CO32-，pH过低过高均不利于反应的进行，使得乙苯的转化率降低，D正确；故选AD； (5)①醛基的C=O双键具有高电子云密度，对相邻的C-H产生强斥力，这种斥力将C-H“推开”，苯环的共轭效应使C-C的电子云密度介于单键和双键之间，削弱了C-C对C-H的斥力，同时C=O双键的强斥力将C-H推向苯环一侧，所以苯甲醛中键角大于；②以该反应原理设计成酸性燃料电池，总反应式为+2O2→+CO2+H2O，可知正极的电极反应式为，所以负极的电极反应式为-8e-+3H2O=+8H++CO2。 9．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有： 反应Ⅰ 2CH3I(g)C2H4(g)＋2HI(g) ΔH1 反应Ⅱ 3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH2 反应Ⅲ 2C2H4(g)C4H8(g) ΔH3 (1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。298K下，ΔH1= kJ·mol−1。 (2)针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有 。 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂 (3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题： ①下列有关说法正确的是 。 A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以ΔH2＜0、ΔH3＜0 B．若随温度的上升而增大，则ΔH＞0 C．随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动 D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ ②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是： 。 (4)维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1molCH3I，测得平衡体系中n(C2H4)=n(C3H6)=0.14mol，n(C4H8)=0.065mol。 ①平衡时CH3I的转化率为 。 ②已知810K条件下，存在等式(常数)(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图 。 【答案】(1)80.24 (2)BC (3)AC 反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显 (4)96% 【解析】(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故298K下，ΔH1=+80.24 kJ·mol−1； (2)反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动，故选BC； (3)①A项，因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则ΔG=ΔH-TΔS＜0，且为熵减小反应，则ΔS＜0，所以必须ΔH2＜0、ΔH3＜0，选项A正确；B项，若ΔH随温度的上升而增大，则正反应为放热反应，故ΔH＜0，选项B错误；C项，由图2可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，选项C正确；D项，当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ、Ⅲ的摩尔分数相等，但反应Ⅱ生成物的体积比较大，平衡常数大于反应Ⅲ，选项D错误；故选AC；②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加； (4)①根据三段式可知： 故平衡时CH3I的转化率为；②维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1molCH3I，平衡时气体总物质的量为0.04mol+0.96mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol=1.345mol，故平衡总压为0.1345MPa，x(HI)=，故x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图如下：。 10．(2026·浙江省北斗星盟高三一模)碳酸丙烯酯(PC)是锂离子电池的常用溶剂。可由如下方法制备： I.CO2与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯()，反应如下： 反应1：   已知：CO2(g)、环氧丙烷(g)、碳酸丙烯酯(l)的生成焓分别为-394.5kJ·mol−1，-94.7kJ·mol−1、-613.2kJ·mol−1。 (1)ΔH＝_______kJ·mol−1 (2)反应1的ΔG=ΔH-TΔS随温度的变化趋势是_______。 A． B． C． D． (3)下列说法不正确的是_______。 A．升高温度或缩小容器体积均可增加反应物分子中活化分子百分数 B．当v正(CO2)= v逆(碳酸丙烯酯)，可以说明上述反应达到化学平衡 C．加入催化剂可以改变反应途径，但不能改变焓变 D．及时分离出部分产物可以提高反应物的平衡转化率 (4)相同时间内碳酸丙烯酯产率随温度变化如图1所示，请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。 II.工业上常用尿素合成碳酸丙烯酯。 已知：碳酸丙烯酯沸点为238.14℃；1，2-丙二醇的沸点为162°C。1，2-丙二醇和尿素(160℃以上会分解)合成的反应如下： 反应2：   在烧瓶中加入物质的量之比为2∶1的1，2-丙二醇和尿素，加入催化剂充分反应，测定不同温度下平衡收率变化如图2所示。 PC的收率 (5)①从结构角度解释该反应的逆过程，在低温条件下更容易进行的原因_______。 ②假设以液相中各组分的物质的量分数代替各组分的浓度表示平衡常数记为Kx，则150℃时Kx=_______(数据代入表达式，无需计算)。 【答案】(1)-124kJ·mol−1 (2)C (3)A (4)在140℃之前，温度升高，反应速率加快，相同时间内产生的碳酸丙烯酯更多；超过140℃，温度升高，平衡向吸热反应的逆向移动故产率下降 (5) 氨气中氮原子的给电子能力比1，2-丙二醇中的氧原子更强，且氧原子电负性大于氮原子因此酯基中碳原子正电性比酰胺基中更强，二者均会使逆向更易反应 【解析】(1)反应1的ΔH=产物总生成焓-反应物总生成焓=-124kJ·mol−1。 (2)反应Ⅰ中，ΔH<0，ΔS<0，ΔH−TΔS(kJ/mol)随温度T/(K)的变化是一次函数的变化，斜率k=-ΔS>0，与y轴的截距ΔH＜0，故选C。 (3)A项，升高温度使更多分子获得足够能量成为活化分子，增加活化分子百分数，但缩小容器体积(即增大压强)只是增加了单位体积内的分子数，提高了碰撞频率，但不改变活化分子百分数，A错误；B项， 根据反应方程式，CO2和碳酸丙烯酯的化学计量数均为 1。当 时，正逆反应速率相等，反应达到平衡，B正确；C项，催化剂通过降低活化能改变反应途径，但不改变反应物和产物的总能量差，即ΔH不变，C正确；D项，根据勒夏特列原理，减少产物浓度会使平衡右移，从而提高反应物的转化率，D正确；故选A。 (4)碳酸丙烯酯在单位时间内的产率随温度变化先变大后减小是：在140℃之前，温度升高，反应速率加快，相同时间内产生的碳酸丙烯酯更多；超过140℃，温度升高，平衡向吸热反应的逆向移动故产率下降。 (5)①从结构角度解释该反应的逆过程，在低温条件下更容易进行的原因是：氨气中氮原子的给电子能力比1，2-丙二醇中的氧原子更强，且氧原子电负性大于氮原子因此酯基中碳原子正电性比酰胺基中更强，二者均会使逆向更易反应；②1，2-丙二醇与尿素的初始物质的量比为2:1。设初始时尿素的物质的量为1 mol，则1,2-丙二醇为2 mol，总物质的量为3 mol。设反应达到平衡时，尿素转化了xmol。根据反应方程式： PC的收率 = ，因此，x=0.85mol，总物质的量 ，各组分的物质的量分数为：，，，。 1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $