专题09 化学反应原理综合题（天津专用）2026年高考化学一模分类汇编

专题09 化学反应原理综合题 1．（2026·天津市南开区·一模）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题： Ⅰ．氢的制备 我国科学家研发出一种乙醇（沸点）绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸（沸点）的生产，主要反应为。 （1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为秸秆纤维素______乙醇。 （2）一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_____（填序号）。 a.容器内的压强不再变化 b.混合气体的密度不再变化 c.混合气体的平均相对分子质量不再变化 d.单位时间内生成，同时消耗 （3）反应后从混合气体分离得到，最适宜的操作方法为_____。 Ⅱ．氢的储存 镍氢电池中储氢合金的储氢能力约为100g/L（储氢能力= （4）1cm3该储氢合金完全储氢后，若氢完全放电，转移电子的数目为_____。 Ⅲ．氢的应用 （5）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_____（至少答出两点）。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_____。 （6）氢气可用于制备。 已知： 其中为有机物，两反应均为自发反应，则的_____0（填“>”、“<”或“=”）。 2．（2026·天津市塘沽一中·一模）通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为乙醇、甲酸等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 Ⅰ．江南大学某团队开发了一种新型佬基单原子催化体系(LiI，Rh1/CeTiOx)，实现了CO2(或CH3OH)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH1； 反应2：CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH2，回答下列问题： （1）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，发生上述反应。下列叙述不正确的是___________。 a．总压强不随时间变化时达到平衡状态 b．增大催化剂质量、反应速率一定增大 c．达到平衡时，1<<3 （2）在恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化剂(Cat1和Cat2)作用下，仅发生反应1，实验测得单位时间内CO2的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效能较高的是___________(填“Cat1”或“Cat2”)。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1变化的原因可能是___________。 （3）某温度下，向恒容密闭容器充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，起始压强为100kPa。发生上述反应1和反应2，达到平衡时测得CO2转化率为60%，CH3OH为0.8mol。反应2的平衡常数K为___________(kPa)(只列计算式，已知：用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．天津大学张兵教授团队以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料实现了甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]的高选择性合成，装置工作原理如图所示。 （4）工作时，In/ln2O3-x电极上发生的电极反应式是___________。 （5）工作时，每转移2mol电子，理论上Ni2P电极上有___________mol辛腈生成。 （6）用氨水吸收HCOOH，得到1.00mol·L-1氨水和0.18mol·L-1甲酸铵的混合溶液，298K时该混合溶液的pH=___________。[已知：298K时，电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4] 3．（2026·天津市十二区重点学校·联考）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，为减小和消除对环境的影响，实际生活生产中有很多种处理方案。 方案一：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： ① ② ③ 回答下列问题： （1）根据上述反应判断：的______，该反应在______自发进行(填字母)。 A．任何温度下    B．高温下    C．低温下    D．任何温度下都不能 （2）若反应①、②、③分别在三个不同容器中独立发生，下列有关说法正确的是______(填字母)。 A．反应①：恒温时，将容器体积压缩至原来的一半，的浓度增大 B．反应②：其他条件不变，降低温度有利于提高单位时间的产率 C．反应②：其他条件不变，的比值增大，的转化率增大 D．反应③：在绝热恒容的容器中充入一定量的和，压强不变可以判断此反应已达平衡状态 （3）在压强为的密闭容器中和各1 mol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③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，随温度升高，平衡转化率下降的原因可能是______。 方案二：我国学者设计的一种电解装置，借助电极上的催化剂，能同时电解和，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下，转化为CO的部分反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 （4）写出B侧的电极方程式：______。 （5）由图乙可知，选择______催化时(填“Ni8-TET”或“Ni-TPP”)，电解的反应速率更快。 （6）若有透过质子交换膜，理论上有______被转化。 4．（2026·天津市和平区·一模）二甲胺、N，N—二甲基甲酰胺均是化工原料。请回答： （1）用氨和甲醇在密闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． ①写出的电子式___________。 ②可改变甲醇平衡转化率的因素是___________(填序号)。 a．温度        b．投料比        c．压强        d．催化剂 （2）25℃下，的电离常数为，，则水溶液的___________。 （3）在的有机溶液中电化学还原制备，阴极上生成的电极反应方程式是___________。 （4）上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产：，则反应在该条件下___________0(填“>”、“<”或“=”)。 （5）有研究采用、和催化反应制备。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． Ⅴ． HCOOH、、三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。(例：HCOOH的物质的量百分比) ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因___________(不考虑催化剂M活性降低或失活)。 ②若用代替作为氢源与反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因___________。 5．（2026·天津市河北区·一模）研究氨及其化合物对于工农业生产有着重要意义，回答下列问题。 （1）研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如下图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。 ①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。 ②利于合成氨反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 ③___________(用图中字母表示)。 （2）密闭容器中，进行合成氨反应，起始时，不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。 ①A点的温度迅速从变为，则此时浓度商Q___________(填“＞”“＜”或“=”)。 ②已知：为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。计算___________。 （3）电位滴定法的原理为在化学计量点附近，待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃，从而确定滴定终点。室温下，用的溶液滴定相同浓度的溶液，通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示。 已知：b点溶液；的电离平衡常数为。 ①从开始滴定到a点发生的离子方程式为___________ ②a、b、c三点水的电离程度最小的为___________点。 ③c点溶液的pH___________10(填“＞”“＜”或“=”)。 6．（2026·天津市河东区·一模）肼的化学式为N2H4，常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，粒子分布分数δ(X)随的关系如下图所示。[X的分布分数δ(X)=，X表示 N2H4或或 （1）肼为二元弱碱，肼在水溶液中电离分两步进行： 第一步电离：N2H4+H2O+OH- 第二步电离：___________ （2）结合上图，下列分析正确的是___________。 A．曲线B 代表N2H4的分布分数随-lgc(OH-)的关系 B．肼的电离平衡常数Kb1=1.0×10-6 C．当-lgc(OH-)=9.0时，存在[]>[N2H4]>[] D．N2H6Cl2溶液中存在2[Cl-]=[]+[N2H4]+[] （3）常温下，=时，溶液的pH=___________。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水显酸性，通过计算简要说明原因___________。 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=___________。 （6）ΔH-TΔS随温度变化的趋势有几种情况(如图所示)，反应(i)对应的是___________(填序号)。 （7）产物在单位时间内的产率随温度变化的关系如下图。关于产物在单位时间内的产率，下列说法错误的是___________。 A．室温至400℃，通过改用其他催化剂，可使N2产率增大 B．温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡正向移动，使NO的产率增大 C．温度低于 400℃时，产物主要为无污染的气体 D．当N2与NO的产率相等时，参与反应的N2H4和O2的物质的量之比为3：4 （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=___________。 7．（2026·天津市河西区·一模）乙酸乙酯在电子元件清洗中，用于去除表面的光刻胶、助焊剂残留，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸分子中的键和键之比为_______；乙酸乙酯中碳原子的杂化方式有_______种。 （2）能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a．单位时间里，消耗乙醇，同时生成水 b．单位时间里，生成1 mol乙酸乙酯，同时生成1 mol乙酸 c．水的浓度不再变化 （3）乙醇与乙酸酯化反应的反应热，若要显著提高乙酸乙酯的平衡产率，可以采用的方法是_______。 （4）在常压和时，初始组成，在固体催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图1所示。 ①平衡时乙酸的转化率_______； ②平衡常数_______(带入数值，无需计算最后结果)。 （5）乙酸和乙醇酯化反应在甲、乙两种催化剂的作用下，在相同时间内乙酸乙酯的产率随温度变化如图2所示，当产率为95%时，最适合选择的催化剂和温度分别是_______；使用催化剂乙时，当温度高于190℃，乙酸乙酯产率下降的原因_______。 （6）通过人工光合作用，以和为原料制备乙醇的原理示意图。 写出电极的电极反应式_______。 8．（2026·天津市芦台一中·一模）CO2资源化利用具有重要意义。 （1）利用磷石膏(主要成分为CaSO4)、氨水和含CO2烟气反应制备高纯碳酸钙流程如图-1。 ①“捕集”过程的化学方程式为_______。 ②该过程中需要隔一定的时间取一定量的浆料过滤，检测滤液中的_______(填离子符号)浓度测硫酸钙的转化率。 （2）将CO2和H2在催化剂作用下转化为CH4，涉及的反应有： 反应I：CO2(g) + 4H2(g)⇌CH4(g) + 2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g) + H2O(g)　ΔH2 ①反应CO(g) + 3H2(g) ⇌CH4(g) + H2O(g)的ΔH=_______(用ΔH1、ΔH2表示)。 ②若反应I为基元反应，其平衡常数与反应温度之间的关系如图-2所示，反应的ΔH1与活化能(E)的关系为|ΔH1|>E。补充完成图-3所示的该反应过程的能量变化示意图_______。 （3）在T℃容积为1L 的密闭刚性容器中加入1mol CO2和3mol H2，反应I和反应Ⅱ达平衡，经测定，容器内的n(H2)=n(H2O)=1.2mol，则CO2的转化率为_______，反应Ⅱ的平衡常数K=_______。 （4）以CO2和H2为原料，在稀硫酸条件下电解也可以制得甲烷，则产生甲烷的电极为_______极，其电极反应方程式为_______。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 化学反应原理综合题 1．（2026·天津市南开区·一模）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题： Ⅰ．氢的制备 我国科学家研发出一种乙醇（沸点）绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸（沸点）的生产，主要反应为。 （1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为秸秆纤维素______乙醇。 （2）一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_____（填序号）。 a.容器内的压强不再变化 b.混合气体的密度不再变化 c.混合气体的平均相对分子质量不再变化 d.单位时间内生成，同时消耗 （3）反应后从混合气体分离得到，最适宜的操作方法为_____。 Ⅱ．氢的储存 镍氢电池中储氢合金的储氢能力约为100g/L（储氢能力= （4）1cm3该储氢合金完全储氢后，若氢完全放电，转移电子的数目为_____。 Ⅲ．氢的应用 （5）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_____（至少答出两点）。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_____。 （6）氢气可用于制备。 已知： 其中为有机物，两反应均为自发反应，则的_____0（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）葡萄糖 （2）ac （3）降温冷凝后收集气体 （4）6.02×1022 （5）污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高（任写其中2个） （6）< 【解析】（1）纤维素水解得到葡萄糖，葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇； （2）a．该反应是气体总物质的量增大的反应，容器内的压强不再变化，说明气体总物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，a符合题意； b．体积自始至终不变，气体总质量自始至终不变，则气体密度不是变量，混合气体的密度不再变化，不能说明反应是否达到平衡状态，b不符合题意； c．混合气体的平均摩尔质量，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，c符合题意； d．单位时间内生成，同时消耗均是逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态，d不符合题意； 答案选ac； （3）由题意，可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气，最适宜的方法为降温冷凝后收集气体； （4）1cm该储氢合金完全储氢后，储存氢气为，反应中氢元素化合价由0变为+1，存在，则氢完全放电，转移0.1mol电子，电子数目为0.1NA或6.02×1022； （5）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高（任写其中2个）；碱性氢氧燃料电池的负极反应为氢气失去电子发生氧化反应生成水：； （6），反应能够自发进行，两个反应均为熵减反应，反应均能自发，则均为放热反应，焓变均小于0；已知： ① ② 由盖斯定律，①+②得到反应，则。 2．（2026·天津市塘沽一中·一模）通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为乙醇、甲酸等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。 Ⅰ．江南大学某团队开发了一种新型佬基单原子催化体系(LiI，Rh1/CeTiOx)，实现了CO2(或CH3OH)加氢一步高效制乙醇。有关反应为： 反应1：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH1； 反应2：CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH2，回答下列问题： （1）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，发生上述反应。下列叙述不正确的是___________。 a．总压强不随时间变化时达到平衡状态 b．增大催化剂质量、反应速率一定增大 c．达到平衡时，1<<3 （2）在恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化剂(Cat1和Cat2)作用下，仅发生反应1，实验测得单位时间内CO2的转化率与温度关系如图所示。 ①催化效能较高的是___________(填“Cat1”或“Cat2”)。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1变化的原因可能是___________。 （3）某温度下，向恒容密闭容器充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，起始压强为100kPa。发生上述反应1和反应2，达到平衡时测得CO2转化率为60%，CH3OH为0.8mol。反应2的平衡常数K为___________(kPa)(只列计算式，已知：用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．天津大学张兵教授团队以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料实现了甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]的高选择性合成，装置工作原理如图所示。 （4）工作时，In/ln2O3-x电极上发生的电极反应式是___________。 （5）工作时，每转移2mol电子，理论上Ni2P电极上有___________mol辛腈生成。 （6）用氨水吸收HCOOH，得到1.00mol·L-1氨水和0.18mol·L-1甲酸铵的混合溶液，298K时该混合溶液的pH=___________。[已知：298K时，电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka(HCOOH)=1.8×10-4] 【答案】（1）bc （2）Cat2 温度升高，Cat1催化活性降低(合理即可) （3）(答案合理即可) （4）CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH- （5）0.5mol （6）10 【分析】根据图示， In/ln2O3-x电极上二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸根离子，则In/ln2O3-x是阴极；Ni2P电极上CH3(CH2)7NH2失电子发生氧化反应生成CH3(CH2)6CN，Ni2P电极是阳极 【解析】（1）a．反应1、2反应前后气体计量数和不同，气体总压强是变量，总压强不随时间变化时达到平衡状态，故a正确； b．催化剂的质量并不是唯一决定反应速率的因素，增大催化剂质量、反应速率不一定增大，故b错误； c．反应1、2中CO2、H2的化学计量数比都等于CO2、H2的投料比，达到平衡时， =3，故c错误； 选bc。 （2）①根据图示，其他条件相同，使用催化剂Cat2时，CO2的转化率大，可知催化效能较高的是Cat2。 ②当温度高于400℃时、曲线Cat1 中CO2的转化率减小，变化的原因可能是：温度升高，Cat1催化活性降低。 （3）某温度下，向恒容密闭容器充入1molCO2、3molH2和1molCH3OH(g)，起始压强为100kPa。发生上述反应1和反应2，达到平衡时测得CO2转化率为60%，反应共消耗0.6molCO2，CH3OH为0.8mol，可知反应2消耗0.2molCH3OH，则反应2消耗0.2molCO2、0.6molH2，生成0.2mol C2H5OH、0.4molH2O，则反应1消耗0.4molCO2、1.2molH2，生成0.2mol C2H5OH、0.6molH2O，则平衡体系中有0.8molCH3OH、0.4molCO2、1.2molH2、0.4mol C2H5OH、1molH2O，平衡体系的总压强为 ，反应2的平衡常数K= (kPa)。 （4）根据图示，工作时，In/ln2O3-x电极上二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸根离子，发生的电极反应式是CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH- （5）工作时，Ni2P电极上CH3(CH2)7NH2失电子发生氧化反应生成CH3(CH2)6CN，电极反应式为CH3(CH2)7NH2-4e-+4OH-=CH3(CH2)6CN+4H2O，每转移2mol电子，理论上Ni2P电极上有0.5mol辛腈生成。 （6）因为氨水的电离很微弱，所以 [NH3・H2O]≈1.00 mol・L -1，[]≈0.18 mol・L-1，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，=，所以，该混合溶液的pH=10。 3．（2026·天津市十二区重点学校·联考）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，为减小和消除对环境的影响，实际生活生产中有很多种处理方案。 方案一：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： ① ② ③ 回答下列问题： （1）根据上述反应判断：的______，该反应在______自发进行(填字母)。 A．任何温度下    B．高温下    C．低温下    D．任何温度下都不能 （2）若反应①、②、③分别在三个不同容器中独立发生，下列有关说法正确的是______(填字母)。 A．反应①：恒温时，将容器体积压缩至原来的一半，的浓度增大 B．反应②：其他条件不变，降低温度有利于提高单位时间的产率 C．反应②：其他条件不变，的比值增大，的转化率增大 D．反应③：在绝热恒容的容器中充入一定量的和，压强不变可以判断此反应已达平衡状态 （3）在压强为的密闭容器中和各1 mol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③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，随温度升高，平衡转化率下降的原因可能是______。 方案二：我国学者设计的一种电解装置，借助电极上的催化剂，能同时电解和，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下，转化为CO的部分反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 （4）写出B侧的电极方程式：______。 （5）由图乙可知，选择______催化时(填“Ni8-TET”或“Ni-TPP”)，电解的反应速率更快。 （6）若有透过质子交换膜，理论上有______被转化。 【答案】（1） C （2）CD （3）b 随温度升高，放热反应②的平衡向逆反应方向移动，而吸热反应③的平衡向正反应方向移动。图中H2转化率下降，说明在此温度范围内，反应②平衡移动的影响占主导作用 （4） （5）Ni-TPP （6）22 【解析】（1）将①+②可得，根据盖斯定律，+101 kJ/mol+(-166 kJ/mol)= 。ΔH<0，反应后气体物质的量减少，ΔS<0，根据ΔG=ΔH -TΔS ，该反应在低温下自发进行。 （2）A. 反应①中K=c(CO2),恒温时，K不变，的浓度不变，将容器体积压缩至原来的一半，的浓度不变，故A错误； B. 反应②是放热反应，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，但反应速率减慢，不能提高单位时间的产率，故B错误； C. 反应②：其他条件不变，的比值增大，则平衡正向移动，的转化率增大，故C正确； D. 反应③：在绝热恒容的容器中充入一定量的和，压强不变，说明温度不变，可以判断此反应已达平衡状态，故D正确； 故答案为CD。 （3）①已知反应①为吸热反应，②为放热反应，③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360℃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，且二者的选择性之和为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，故答案为b。 ②，随温度升高，平衡转化率下降的原因可能是随温度升高，放热反应②的平衡向逆反应方向移动，而吸热反应③的平衡向正反应方向移动。图中H2转化率下降，说明在此温度范围内，反应②平衡移动的影响占主导作用。 （4）B电极为阳极，CH3OH被氧化生成HCOOH，发生电极反应：。 （5）决速步骤的活化能越小，反应速率越快，由图乙可知，选择Ni-TPP催化时，决速步骤的活化能更小，电解二氧化碳的反应速率更快，故答案为Ni-TPP。 （6）A电极为阴极，发生电极反应：，由电极反应式可知，若有1 mol H+穿过质子交换膜，则理论上有0.5 mol二氧化碳被转化，即有22 g二氧化碳被转化，故答案为22。 4．（2026·天津市和平区·一模）二甲胺、N，N—二甲基甲酰胺均是化工原料。请回答： （1）用氨和甲醇在密闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． ①写出的电子式___________。 ②可改变甲醇平衡转化率的因素是___________(填序号)。 a．温度        b．投料比        c．压强        d．催化剂 （2）25℃下，的电离常数为，，则水溶液的___________。 （3）在的有机溶液中电化学还原制备，阴极上生成的电极反应方程式是___________。 （4）上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产：，则反应在该条件下___________0(填“>”、“<”或“=”)。 （5）有研究采用、和催化反应制备。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． Ⅴ． HCOOH、、三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。(例：HCOOH的物质的量百分比) ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因___________(不考虑催化剂M活性降低或失活)。 ②若用代替作为氢源与反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因___________。 【答案】（1） ab （2）5.4 （3） （4）< （5）t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢 的键能比小，且键中H为带负电，还原性强 【解析】（1） ①是共价化合物，电子式； ②a．已知化学反应必然有热效应，故改变温度化学平衡一定能够发生改变，即改变温度一定能够改变甲醇的平衡转化率，a正确； b．增大投料比将增大CH3OH的转化率，相反减小投料比，将减小CH3OH的平衡转化率，b正确； c．由题干方程式可知，反应前后气体的体积不变，故改变压强不能使上述化学平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，c错误； d．催化剂只能同等幅度的改变正逆化学反应速率，故不能使平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，d错误； 故选ab； （2）25℃下，的电离常数为，，，即，则的水解平衡常数为：，则水溶液中，故，故其pH=5.4； （3）阴极得电子，生成的电极反应方程式是； （4）反应生产HCON(CH3)2的反应方程式，反应自发且熵减，根据自由能变ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发可知，则反应在该条件下ΔH<0； （5）①由题干图示信息可知，t时刻之前HCOOH的物质的量百分比增大速率比HCON(CH3)2的增大速率，而t时刻之后HCOOH逐渐减小至不变，HCON(CH3)2继续增大，故t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢； ②用H2作氢源需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。 5．（2026·天津市河北区·一模）研究氨及其化合物对于工农业生产有着重要意义，回答下列问题。 （1）研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如下图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。 ①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。 ②利于合成氨反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 ③___________(用图中字母表示)。 （2）密闭容器中，进行合成氨反应，起始时，不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。 ①A点的温度迅速从变为，则此时浓度商Q___________(填“＞”“＜”或“=”)。 ②已知：为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。计算___________。 （3）电位滴定法的原理为在化学计量点附近，待测离子浓度的变化引起电极电位的突跃，从而确定滴定终点。室温下，用的溶液滴定相同浓度的溶液，通过电位滴定法获得电极电位的变化与滴入溶液体积的关系如图所示。 已知：b点溶液；的电离平衡常数为。 ①从开始滴定到a点发生的离子方程式为___________ ②a、b、c三点水的电离程度最小的为___________点。 ③c点溶液的pH___________10(填“＞”“＜”或“=”)。 【答案】（1） 低温 （2）> （3） C > 【解析】（1）由图知，该反应历程中最大活化能对应步骤为过渡态四，即与反应生成，化学方程式为：；由图可知，为分子数减少的放热反应，即，当反应能自发进行，由此可知，利于合成氨反应自发进行的条件是低温条件； 一个反应， 相对能量为，，的 （2）由图可知，相同压强下达平衡时，时氨气含量更高，说明温度，则A点的温度迅速从变为，反应逆向进行，此时浓度商；反应中，由图可知，A、B两点氨、氢气、氮气的物质的量分数均相同，则 （3）滴定时先与反应，a点为被完全中和的计量点，故滴定到a点发生的离子方程式为；a点溶液含有硫酸铵，铵根水解促进水电离，b点pH=7水电离程度接近纯水，c点溶液中有氨水，会抑制水的电离，故水的电离程度最小的点为c点；c点为完全反应生成NH3·H2O，由于浓度相等，氢氧化钠溶液的体积应当是原硫酸氢铵溶液体积的两倍，即总体积是原来3倍，故滴定到c点氨水浓度约为，，，，故c点溶液的； 6．（2026·天津市河东区·一模）肼的化学式为N2H4，常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，粒子分布分数δ(X)随的关系如下图所示。[X的分布分数δ(X)=，X表示 N2H4或或 （1）肼为二元弱碱，肼在水溶液中电离分两步进行： 第一步电离：N2H4+H2O+OH- 第二步电离：___________ （2）结合上图，下列分析正确的是___________。 A．曲线B 代表N2H4的分布分数随-lgc(OH-)的关系 B．肼的电离平衡常数Kb1=1.0×10-6 C．当-lgc(OH-)=9.0时，存在[]>[N2H4]>[] D．N2H6Cl2溶液中存在2[Cl-]=[]+[N2H4]+[] （3）常温下，=时，溶液的pH=___________。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水显酸性，通过计算简要说明原因___________。 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=___________。 （6）ΔH-TΔS随温度变化的趋势有几种情况(如图所示)，反应(i)对应的是___________(填序号)。 （7）产物在单位时间内的产率随温度变化的关系如下图。关于产物在单位时间内的产率，下列说法错误的是___________。 A．室温至400℃，通过改用其他催化剂，可使N2产率增大 B．温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡正向移动，使NO的产率增大 C．温度低于 400℃时，产物主要为无污染的气体 D．当N2与NO的产率相等时，参与反应的N2H4和O2的物质的量之比为3：4 （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】（1） （2）BC （3）3.5 （4）的，而的水解常数为，水解大于电离，故溶液显酸性 （5）-399 （6）④ （7）B （8）0.1 【解析】（1）肼为二元弱碱，说明肼可在水中电离出氢氧根，结合第一步电离方程式，继续电离的第二步方程式：。 （2）A．根据肼的二级电离方程式，随着越大，即变小，酸性增强，一直增大即用曲线C表示，一直减小即用曲线A表示，先增大后减小即用曲线B表示，A错误； B．肼的电离平衡常数，A、B两曲线的交点代表，此时，，B正确； C．当时，根据图像数据可得存在>>，C正确； D．根据物料守恒，溶液中存在=2[++]，D错误； 故选BC。 （3）肼的电离平衡常数，C、B两曲线的交点代表，此时，。。常温下，=时，，，，pH=3.5。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水既会发生电离平衡也会发生水解平衡，的，而的水解常数为，水解大于电离，故溶液显酸性。 （5）根据盖斯定律，反应ii=反应i+反应iii，ΔH2=-579+180=-399 kJ·mol-1。 （6）反应i是放热熵增的反应，故在任何温度下其ΔH-TΔS均小于0，在任何温度下均自发进行，故选 ④。 （7）A．图像所示产率是单位时间内的产率，400℃温度较低反应未达到平衡，可通过改用其他催化剂提高反应速率，从而使产率增大，A正确； B．反应ii是放热反应，温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡逆向移动，使NO的产率减小，B错误； C．根据图像可知，温度低于 400℃时，产物主要为氮气，是无污染的气体，C正确； D．当与NO的产率相等时，设生成的、NO的物质的量均为x mol，则反应i消耗x mol、x mol，反应ii消耗、x mol，参与反应的和的物质的量之比为，D正确； 故选B。 （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，，，，，。 7．（2026·天津市河西区·一模）乙酸乙酯在电子元件清洗中，用于去除表面的光刻胶、助焊剂残留，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸分子中的键和键之比为_______；乙酸乙酯中碳原子的杂化方式有_______种。 （2）能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a．单位时间里，消耗乙醇，同时生成水 b．单位时间里，生成1 mol乙酸乙酯，同时生成1 mol乙酸 c．水的浓度不再变化 （3）乙醇与乙酸酯化反应的反应热，若要显著提高乙酸乙酯的平衡产率，可以采用的方法是_______。 （4）在常压和时，初始组成，在固体催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图1所示。 ①平衡时乙酸的转化率_______； ②平衡常数_______(带入数值，无需计算最后结果)。 （5）乙酸和乙醇酯化反应在甲、乙两种催化剂的作用下，在相同时间内乙酸乙酯的产率随温度变化如图2所示，当产率为95%时，最适合选择的催化剂和温度分别是_______；使用催化剂乙时，当温度高于190℃，乙酸乙酯产率下降的原因_______。 （6）通过人工光合作用，以和为原料制备乙醇的原理示意图。 写出电极的电极反应式_______。 【答案】（1）7:1 2 （2）bc （3）及时移出产物 （4）30% （5）催化剂甲、135℃ 催化剂活性降低，副反应增多等 （6） 【解析】（1）乙酸分子结构中含7个键(3个C-H、1个C-C、1个C=O中的键、1个C-O、1个O-H)和1个键(来自C=O双键)，故键与键之比为7:1；乙酸乙酯中碳原子存在两种杂化方式，羰基碳(C=O)为杂化，甲基碳()和亚甲基碳()均为杂化； （2）a．消耗乙醇与生成水均属正向反应，未体现逆反应速率，不能说明平衡，a错误； b．生成乙酸乙酯(正向)与生成乙酸(逆向)速率相等，符合，可说明平衡，b正确； c．水浓度不再变化是平衡的核心标志，可说明平衡，c正确； 故答案选bc； （3）该反应为放热反应()，但焓变绝对值小，温度影响不显著。要显著提高乙酸乙酯产率，应采用及时分离产物(如乙酸乙酯或水)，使平衡持续右移。增加反应物浓度亦有效，但分离产物更直接高效； （4）初始乙醇浓度，平衡时，则消耗乙醇浓度为2.97 mol/L。由初始比例，得初始乙酸浓度，乙酸转化率；平衡常数表达式代入数值：； （5）由图可知，使用催化剂甲、温度在135℃左右时乙酸乙酯的产率为95%，而催化剂乙在190℃左右时乙酸乙酯的产率才达到95%，所以应选择的最优条件是催化剂甲、135℃；当温度高于190℃，乙酸乙酯产率下降的主要原因是催化剂活性降低，使化学反应速率降低，导致相同时间内乙酸乙酯的产率降低，或温度高于190℃，副反应增多； （6）根据电池装置分析，电极a上转化为，过程中被氧化，则电极a为负极，电极b为正极，电极a上发生的电极反应为，电极b上被还原为，迁移到b电极参加电极反应，则电极b上发生的电极反应为。 8．（2026·天津市芦台一中·一模）CO2资源化利用具有重要意义。 （1）利用磷石膏(主要成分为CaSO4)、氨水和含CO2烟气反应制备高纯碳酸钙流程如图-1。 ①“捕集”过程的化学方程式为_______。 ②该过程中需要隔一定的时间取一定量的浆料过滤，检测滤液中的_______(填离子符号)浓度测硫酸钙的转化率。 （2）将CO2和H2在催化剂作用下转化为CH4，涉及的反应有： 反应I：CO2(g) + 4H2(g)⇌CH4(g) + 2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g) + H2O(g)　ΔH2 ①反应CO(g) + 3H2(g) ⇌CH4(g) + H2O(g)的ΔH=_______(用ΔH1、ΔH2表示)。 ②若反应I为基元反应，其平衡常数与反应温度之间的关系如图-2所示，反应的ΔH1与活化能(E)的关系为|ΔH1|>E。补充完成图-3所示的该反应过程的能量变化示意图_______。 （3）在T℃容积为1L 的密闭刚性容器中加入1mol CO2和3mol H2，反应I和反应Ⅱ达平衡，经测定，容器内的n(H2)=n(H2O)=1.2mol，则CO2的转化率为_______，反应Ⅱ的平衡常数K=_______。 （4）以CO2和H2为原料，在稀硫酸条件下电解也可以制得甲烷，则产生甲烷的电极为_______极，其电极反应方程式为_______。 【答案】（1）CO2+2NH3∙H2O+CaSO4=CaCO3+(NH4)2SO4+H2O （2）ΔH1-ΔH2 （3）90% 6 （4）阴 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O 【解析】（1）①氨水可以和烟气中的反应，生成，和反应，将转化为更难溶的，故捕集过程的方程式为； ②中钙离子转化为 ，SO进入滤液中，因此可检测滤液中SO的浓度测硫酸钙的转化率； （2）①根据盖斯定律，该反应式可由反应Ⅰ和反应Ⅱ相减得到，所以； ②由图可知，随温度的升高，反应Ⅰ的平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，反应Ⅰ为放热反应。又因为，生成物总能量-反应物总能量，所以生成物总能量应在a以下，该反应过程的能量变化示意图为； （3）容积为1L，加入1mol CO2和3mol H2，则初始c(CO2)=1mol/L，c(H2)=3mol/L，设反应I中CO2转化xmol/L，反应Ⅱ中CO2转化ymol/L再根据平衡后容器内的n(H2)=n(H2O)=1.2mol，则c(H2)=c(H2O)=1.2mol/L，列出三段式。 反应I 反应Ⅱ 3-4x-y=1.2，2x+y=1.2，联立解得x=0.3，y=0.6mol，CO2的转化率=×100%=90%； 反应Ⅱ的平衡常数K===6； （4）以CO2和H2为原料，在稀硫酸条件下电解也可以制得甲烷，阴极CO2得到电子生成甲烷，电极反应方程式为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $