专题03 化学反应原理综合题（大题专练，逐空突破）（陕晋青宁专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题03 化学反应原理综合题 第一部分 破类题/变式·参考答案 热点设问01 热化学方程式及反应热的计算 析典例·明思路 1．【答案】(1) 【详解】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； 破类题·提能力 1．【答案】(1)-90 (2)低温 【详解】（1）反应焓变=反应物断键吸收总能量-生成物成键放出总能量。由图，生成1 mol 时，断键吸热=473+654=1127 kJ，成键放热=339+397+436=1172 kJ，则 ΔH=−45 kJ/mol，因此总反应的ΔH=2×(−45)=−90 kJ/mol。 （2）该反应ΔH<0，正反应气体分子数减少，ΔS<0；根据ΔG=ΔH−TΔS<0反应自发，只有低温下才能满足ΔG<0，因此自发条件为低温。 2．【答案】(3) -126 B 【详解】（3）根据盖斯定律，目标反应反应ii反应i，因此； 该反应中，，反应后气体分子数减少，；根据时反应自发，可知低温下反应自发，故选B； 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 析典例·明思路 1．【答案】(4)c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 【详解】（4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二氧化碳、甲烷的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量，故答案为：0.2；温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量。 破类题·提能力 1．【答案】(3)DE (5) 33.3 0.056 【详解】（3）A．适度增加氮气的浓度，增加反应物浓度可以提高反应速率，A不符合题意；                           B．适度增加氢气的浓度，增加反应物浓度可以提高反应速率，B不符合题意；                           C．及时将产物氨气分离出反应体系，根据会提高反应速率，C不符合题意；                     D．降低反应温度会降低反应速率，D符合题意； E．在低压下进行反应，低压会降低反应速率，E符合题意；                               F．加入铁催化剂会提高反应速率，F不符合题意； 故答案选DE。 （5）520℃时，n(NO)=0.2 mol，n()=0.2 mol， 生成0.2 mol NO消耗0.2 mol，生成0.2 mol消耗：0.2×2=0.4 mol，总转化为0.6 mol，有效转化率=。 平衡时（容器体积1 L，浓度=物质的量）c()=1−0.6=0.4 mol/L，，c(NO)=0.2 mol/L，。反应①的平衡常数：。 2．【答案】(3)低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减 8% 0.15 【详解】（3）① 温度对转化率的影响分两个阶段：低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减； ② 转化只生成和，因此。 ③ 300℃时，，，起始，： 转化的：，其中生成消耗：，生成消耗：。剩余，，因此。 计算： 各物质物质的量：，，，，，总物质的量，总压。 。 热点设问03 分压平衡常数(Kp)计算 析典例·明思路 【答案】(3)小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 【详解】（3）随着温度升高，平衡时的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中的体积分数增大，则压强：，即对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知，、100℃条件下达到平衡时，CO和的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4mol，反应生成的为xmol，可得三段式： ，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有，解得，因此达到平衡时，CO的平衡转化率；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数。 破类题·提能力 1．【答案】(3)低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减 8% 0.15 【详解】（3）① 温度对转化率的影响分两个阶段：低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减； ② 转化只生成和，因此。 ③ 300℃时，，，起始，： 转化的：，其中生成消耗：，生成消耗：。剩余，，因此。 计算： 各物质物质的量：，，，，，总物质的量，总压。 。 2．【答案】(3) 反应I、Ⅱ均为吸热反应，反应I受温度影响的程度更大，升高温度更有利于反应I正向移动（合理即可） 或 2.4 【详解】（3）两个反应均为吸热反应，反应I受温度影响的程度更大，升高温度更有利于反应I正向移动，故的平衡选择率增大。 设初始，，时转化率为，即反应消耗、，生成、。 设反应消耗，则平衡，，选择率为，故，解得。 平衡时各物质物质的量： ，，，，，总物质的量。 分压：。 反应的。 热点设问04 有关反应机理的分析判断 析典例·明思路 1．【答案】(3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O 【详解】（3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； 破类题·提能力 1．【答案】(4) 由C4H9生成时活化能较大，反应速率慢，所以的选择性大于 当x≥2时，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO的分压，相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小 【详解】（4）① 由图1可知，由C4H9生成 C4H8时活化能较大，反应速率慢，所以 C4H10的选择性大于（或生成的反应活化能低于生成的活化能，反应速率更快，因此选择性更高）； ② 在恒定的入口总压下，x增大，CO占比升高，和的分压降低，反应i、ii均为气体分子数减少的反应，平衡逆向移动，因此转化率减小； 设初始总物质的量为，则，，。由图2，时转化率为，选择性为，转化的总：，列三段式：，，总物质的量，总压，反应ii：，压强平衡常数：。 2．【答案】(2)  或   【详解】（2）根据图像，从转变至的过程中，达到过渡态TS3所需活化能最多，为1.40 eV，因此，该步反应是总反应的决速步，反应热化学方程式为； 热点设问05 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响 析典例·明思路 1．【答案】(1) (2)(ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) 【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。 （2）由图1中信息可知，的，则的键能为；的，则H-H键的键能为。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。 破类题·提能力 1．【答案】(3) > 因为反应Ⅰ的，而反应Ⅱ的，故升高温度反应Ⅰ左移，而反应Ⅱ右移，故的选择性降低 (4) BD 0.02 (或) 【详解】（3）①根据图像，在相同温度下，催化剂X对的转化率更高，同时，对的选择性更好，因此，X的催化效果强于Y； ②根据热化学方程式，反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，升温有助于反应Ⅰ逆向进行，反应Ⅱ正向进行，使得催化剂对的选择性降低； （4）①A．根据题干信息，该催化反应器恒压，因此体系内气体压强为定值，无法据此判断反应是否达到平衡，A错误； B．在恒压条件下，对气体有，根据热化学方程式，反应Ⅰ气体分子总数减少，反应Ⅱ不变，随着反应的进行，反应器内气体体积不断减小,当反应达到平衡时，气体体积不再变化。同时，根据质量守恒，反应器内气体总质量为定值，因此，反应器内气体密度随反应进行而增加，当密度不再变化时，说明反应达到平衡，B正确； C．容器中进行的是两个反应，反应物都是和，且二者计量数之比不相等，因此，不能说明正逆反应速率是否相等，反应是否达到平衡，C错误； D．当体系内各物质浓度比不变时，说明各物质的生成和消耗速率相等，两反应均达到平衡状态，D正确； 故答案选BD； ②根据题干信息，与的投料体积比为1:5，初始时，根据表格信息，的平衡转化率为25%，说明反应过程中的消耗量为，根据质量守恒，则有。的选择性为80%，则，解得，则反应Ⅰ从开始到平衡态的平均反应速率为； ③设起始投料量为1 mol，则的起始投料量为5 mol，结合第②问分析可知，在平衡条件下，，，据此可列式： 对于反应Ⅱ有，体系内各物质的分压，则； 2．【答案】(4) 490K之后，温度升高反应Ⅰ逆向移动反应Ⅱ正向移动，氢气和二氧化碳浓度下降，水蒸气浓度增加，从而导致反应Ⅰ逆向移动 【详解】（4）①在490K之前，反应尚未达到平衡，甲醇产率随着温度升高而增大；490K之后，甲醇产率下降是因为随着温度升高，反应Ⅰ逆向移动，且随温度升高反应Ⅱ正向移动，H2(g)和CO2(g)浓度降低，H2O(g)浓度增加，导致反应Ⅰ逆向移动；②反应Ⅰ为放热反应，低温下甲醇的产率较高，反应Ⅱ为吸热反应，低温下平衡逆向移动，CO2转化为甲醇比转化为CO更多，故甲醇平衡产率随温度变化的曲线图如 。 热点设问06 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析 析典例·明思路 1．【答案】(4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 【详解】（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。 ③图3中，进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有： 当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时、、的物质的量分别为、2、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下因此，该温度时，反应的平衡常数。 破类题·提能力 1．【答案】(2) 减少主反应生成物浓度，使主反应平衡正向移动，提高转化率和甲醇产率 优先吸附：20~40min吸附剂未饱和，几乎全部被吸附，出口浓度接近0；50min后吸附剂达到吸附饱和，无法继续吸附，因此出口浓度比接近1 【详解】（2）① 分子筛膜可选择性分离出，减少主反应生成物浓度，使主反应平衡正向移动，提高转化率和甲醇产率； ② 可与含键的形成强配位键，优先吸附：20~40min吸附剂未饱和，几乎全部被吸附，出口浓度接近0；50min后吸附剂达到吸附饱和，无法继续吸附，因此出口浓度比接近1。 2．【答案】(5)amol后，随着n(SO2)增加，因分解，促进反应①不断正向进行，溶液中不断增加，促使反应③逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降 【详解】（5）a mol后，随着增加，又因分解，促进反应①不断正向进行，使溶液中不断增加，促使反应③逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。 第二部分 实战刷题·参考答案 刷模拟 1．【答案】(1) -42 < (2)分离出，促进平衡正向移动，增大、的转化率 (3) < 增大 (4) X 0.01 (5)温度升高，催化剂的活性降低，反应速率减小，相同时间内反应物的转化率减小 (6) 【详解】（1），反应中断开中的键、键，形成、、，计算得：。该反应气体总物质的量减少，混乱度减小，故熵变； （2）分离产物水蒸气，降低生成物浓度，使得反应平衡正向移动，提高和的转化率，增大甲醇产率； （3）①温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短。由图可知更快达到平衡，因此； ②反应放热，升高温度后，平衡时的的量减少，平衡逆向移动，消耗的同时生成，所以增大； （4）相同温度下，催化剂对应的转化率更高，催化效率更高，因此选用。时点转化率为，转化的为，平均速率； （5）催化剂的活性在一定温度范围内有效，温度过高，催化剂的活性降低，所以c点转化率小于b点转化率； （6）按上述投料，某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，设此时压强为，列三段式为 ，则此时的压强，则该反应的平衡常数。 2．【答案】(1) -42.0 能 (2) ⅴ 减小 (3) 部分参与了副反应ⅴ   过量的促使反应ⅴ[]正向进行，且的平衡转化率变化不大 3.7(或 【详解】（1）已知 ，和的燃烧热分别为、，则有热化学方程式+O2(g)=CO2(g) ；+ O2(g)=SO2(g) ，根据盖斯定律可知 =-42.0kJ/mol。 （2）①CO还原的总反应为，则过程ⅲ的反应为。 ②上述过程中催化剂为。副反应为ⅴ。 ③其他条件不变，增大燃煤烟气中氧气的含量，则硫会与氧气反应，则还原过程中硫的产率将减小。 （3）①S的产率小于的平衡转化率的原因是部分参与了副反应ⅴ  。在进料比之后，的产率下降的原因是过量的促使反应ⅴ[]正向进行，且的平衡转化率变化不大。 ②SO2的起始投料固定为1 mol，进料比为2.0时，CO的起始投料为2.0 v mol。由图可知，此时SO2的平衡转化率为60%，s(g)的产率为50%，设反应转化的CO的物质的量为2x mol，反应转化的CO的物质的量为y mol，则： 可得×100%=60%，×100%=50%，解得x=0.6，y=0.1，则平衡时n(CO)=0.7mol，n(SO2)=0.4 mol，n(CO2)=1.2 mol，n(s)=0.5 mol，n(COS)=0.1 mol，n总=2.9 mol，恒温恒容下，气体的物质的量之比等于压强之比，即，则，所以反应Ⅰ的平衡常数。 3．【答案】(1) 低温 (2)ab (3) b 在这一区间内，的体积分数一直在增加，反应Ⅱ在向正方向进行 (4) 、 碳原子��为亚甲基碳，碳原子��为连接有甲基的叔碳，因碳原子��的空间位阻更小，因此N原子上的孤电子对优先进攻碳原子�� 【详解】（1）根据反应Ⅱ的方程式以及表格中的键能数据，可得到；反应Ⅱ的、，根据时能自发，则反应Ⅱ在低温时可能自发。 （2）对于反应Ⅲ：，可以提高氢气平衡转化率的措施有： a．该反应为放热反应，适当降低温度，平衡向右移动，氢气的平衡转化率升高，a符合题意； b．增大和的起始物质的量之比，相当于增大的浓度，使平衡向右移动，则氢气的平衡转化率升高，b符合题意； c．该反应为气体体积减小的反应，扩大容器体积，相当于减小压强，平衡向左移动，氢气的平衡转化率降低，c不符合题意； d．催化剂只加快反应速率，不影响平衡的移动，故选择高效催化剂不改变氢气的平衡转化率，d不符合题意； 故答案为：ab。 （3）①根据题干信息，CO是反应Ⅰ的生成物和反应Ⅱ的反应物，是反应Ⅱ的生成物；从图像可以看出，混合气体从开始，封闭体系中CO的体积分数几乎不变，说明CO已处于平衡状态（即反应Ⅰ生成CO的速率等于反应Ⅱ消耗CO的速率）；而的体积分数一直在增加，到达时才几乎不变，达到平衡状态，说明在这一区间内，反应Ⅱ在向正方向进行，故符合的选项为：b； ②位点，混合气的温度为280℃，此时的体积分数为12.8%、的体积分数为14.2%、根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的关系有，则体系中的分压为：；当体系中和的体积比为时，得到的体积分数为、的体积分数为，最后得到反应Ⅰ在280℃时的压强平衡常数。 （4）根据X的分子式是，且是一种五元环状化合物，得到X的结构为，其中中的C原子形成3个键且无孤电子对，该原子采用的是杂化，剩余3个C原子为饱和C原子，采用的是杂化；碳原子��为亚甲基碳，碳原子��为连接有甲基的叔碳，因碳原子��的空间位阻更小，因此N原子上的孤电子对优先进攻碳原子�� 。 4．【答案】(1) BC (2) 该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 (3) 增大 【详解】（1）①根据盖斯定律，则反应的ΔH=。 ②A．增大HCl的浓度，平衡正向移动，但HCl的平衡转化率降低，曲线a是c(HCl)：c(O2)进料浓度比为7∶1的图线，故A错误； B．p点HCl大于q点，则p点生成物浓度大于q点；p点温度大于q点温度，所以p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率，故B正确； C．随温度升高，HCl平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，化学平衡常数减小，所以K(300℃)>K(400℃)，故C正确； D．催化剂不能使平衡移动，使用更高效的催化剂不能提高p点HCl平衡转化率，故D错误； 选BC。 （2）①该反应的正反应为气体分子数减少的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由T3到T1逐渐降低，则图中温度由高到低的顺序为：。 ②由题图甲中M点可知，进料比，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于其压强之比，则，且，即，可据此列出“三段式”： 可计算得。 （3）①根据化学反应速率的计算公式时，，时，； ②已知，又由题给反应速率方程推知，，则，即时；后，D和G转化为T的速率比为，由于，D的生成速率是G的3倍，D的消耗速率相对G的消耗速率更小，说明D生成快消耗慢，G生成慢消耗快，则增大。 5．【答案】(1)根据，当温度T足够高时，，使，反应自发进行 (2)将固体碳转化为气体产物，从而清除催化剂表面的积炭，维持催化活性 (3)降低乙苯分压，根据勒夏特列原理，促使平衡向正反应方向移动，提高乙苯转化率；稀释反应体系，抑制副反应(如聚合、裂解)，提升苯乙烯选择性；作为热载体，维持吸热反应所需温度，保障反应速率 (4)在873 K时，乙苯平衡转化率已处于较高水平(约60-70%)，苯乙烯选择性接近峰值(约90%)；温度低于873 K：转化率偏低，生产效率不足；温度高于873 K：虽转化率继续上升，但选择性显著下降，副产物增多，影响产品纯度与收率，同时增加能耗和催化剂失活风险。因此，873 K是兼顾转化率、选择性和经济性的最优操作温度 (5)与催化剂发生还原反应生成CO和，乙苯与中间产物发生氧化反应生成、苯乙烯和水 (6) 正极 【详解】（1）反应物总键能-生成物总键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，故，反应气体分子数增加，即，根据，当温度T足够高时，，使，反应自发进行。 （2）水蒸气与积炭在高温下反应生成可燃气体，从而清除催化剂表面的积炭，维持催化活性。 （3）加入的水蒸气的作用：降低乙苯分压，根据勒夏特列原理，促使平衡向正反应方向移动，提高乙苯转化率；稀释反应体系，抑制副反应(如聚合、裂解)，提升苯乙烯选择性；作为热载体，维持吸热反应所需温度，保障反应速率。 （4）在873 K时，乙苯平衡转化率已处于较高水平(约60-70%)，苯乙烯选择性接近峰值(约90%)；温度低于873 K：转化率偏低，生产效率不足；温度高于873 K：虽转化率继续上升，但选择性显著下降，副产物增多，影响产品纯度与收率，同时增加能耗和催化剂失活风险。因此，873 K是兼顾转化率、选择性和经济性的最优操作温度。 （5）与催化剂发生氧化还原反应生成CO和，乙苯与中间产物发生氧化反应生成、苯乙烯和水。 （6）M极苯乙烯生成了二氧化碳，失电子，作阳极，连接电源的正极；由图可知，苯乙烯被·OH氧化生成二氧化碳和水，故该化学方程式为。 6．【答案】(1) (2)c (3) 12.5 0.059 (4) 温度升高，催化剂活性降低，时空收率降低(或温度过高不利于物质在催化剂表面附着，影响时空收率) C (5)1:3 【详解】（1）由热化学方程式，得到，，则，，反应3的热化学方程式为： （2）生成甲醇的反应1为放热反应，是气体分子数减小的反应，要提高甲醇的平衡产率，需选择低温高压的条件，故选择c； （3）①设反应1消耗amol，反应2消耗bmol，列出三段式，，结合平衡转化率为50%，选择性为80%，，，算得a=0.4 mol，b=0.1 mol，气体总物质的量为：(4-2a)mol=3.2 mol，甲醇的分压为； ②反应2前后气体的化学计量数之和不变，故平衡常数中的分压可用物质的量的表示，； （4）①温度升高，可能导致催化剂失活，使甲醇的时空收率下降；也可能因为温度过高导致物质在催化剂表面附着困难，影响时空收率； ②由图，甲醇时空收率最高时的温度约为210℃、使用催化剂，与C选项条件最接近，故选C； （5）只发生反应2，观察反应2的化学计量数，可知消耗的的物质的量与生成的水的物质的量相等，设投入1mol，没有使用分子筛膜多孔载体反应器时，的平衡转化率为25%，即反应了0.25mol，生成0.25mol水，可算得；当通入新型反应器时，平衡转化率为40%，总共生成0.4mol水，设从b口排出了x mol水，平衡常数不变，可列式：，解得x=0.3 mol，故从a口排出的水为(0.4-x)mol=0.1 mol，二者质量比为0.1:0.3=1:3。 7．【答案】(1) 减小 (2)D (3) Ⅲ 温度太低，决速步太慢；温度太高，副反应加剧(该温度区间内DMO转化率高、乙二醇选择性高，副产物占比低，兼顾生产效率与产品纯度)合理即可 1.98 0.02 【详解】（1）①根据盖斯定律，；该反应为放热反应，所以。 ②反应b为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，逆反应速率加快的更多，即减小，故减小。 （2）反应a是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体的密度和平均相对分子质量始终不变，不能作为平衡的标志，故A、C错误。B项，若起始投料比为1:1，则该比值在反应过程中始终不变，不能作为判断是否到达平衡的依据。D项，消耗速率代表了，消耗速率代表了，二者相等说明达到平衡状态。 （3）①根据图示的曲线，随着反应的温度升高，Ⅰ曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡，此时说明DMO的转化率趋于恒定，故Ⅰ曲线为DMO的实际转化率曲线；又已知Ⅱ为乙二醇的选择性曲线，观察曲线Ⅱ和曲线Ⅳ可知，随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇，故曲线Ⅳ为MG的选择性曲线，因此曲线Ⅲ为乙醇的选择性曲线。根据上述分析，曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线；曲线Ⅳ为MG的选择性曲线； ②温度太低，决速步太慢；温度太高、副反应加剧(该温度区间内DMO转化率高、乙二醇选择性高，副产物占比低，兼顾生产效率与产品纯度)； ③483K时，DMO的实际转化率为99%，设起始投入反应的DMO为100mol，则出口处流出的MG的物质的量为，此时还有1molDMO未反应从出口流出，因此出口处二者的比值为1.98； ④设初始时与DMO的投料分别为62.4mol和1mol，点时DMO的实际转化率为80%，MG和乙二醇的选择性为50%，结合转化关系以及元素守恒可知：体系中DMO的物质的量为、MG和乙二醇的物质的量均为、的物质的量为、的物质的量为，体系中总物质的量为。代入表达式可计算反应的浓度熵。 8．【答案】(1)-90.14 (2) < 升高温度，平衡逆向移动，为保持转化率不变，需要增大压强，使平衡正向移动 (3)1.68 66.7% 或 (4) (5)2HCHO+2e-+2H+=HOCH2CH2OH 【详解】（1）已知：①； ②； 根据盖斯定律，反应Ⅱ可由②-①得到，故； （2）由表格数据可知，温度升高时，反应Ⅰ的平衡常数减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，故；升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，为保持CO的10%平衡转化率不变，需增大压强，使平衡正向移动，抵消温度升高带来的转化率降低； （3）①时空收率为 ，催化剂含Rh ，则1小时内生成乙二醇的物质的量为 ，根据反应Ⅰ，消耗H2的物质的量为 ；生成甲醇的时空收率为，则1小时内生成甲醇的物质的量为，根据反应Ⅱ，消耗H2的物质的量为；总消耗H2的物质的量为，容器体积为2 L，故H2的反应速率为； ②设平衡时乙二醇的物质的量为，甲醇为，则反应Ⅰ消耗CO为，反应Ⅱ消耗CO为，总消耗CO为，乙二醇的选择性为； ③已知的分压为，反应前，总压40 MPa，初始分压为，设平衡时乙二醇的物质的量为，甲醇为，则反应Ⅰ消耗CO为，消耗H2为，反应Ⅱ消耗CO为，消耗H2为，总消耗CO为，总消耗H2为，平衡分压：，则：，平衡分压：，平衡分压：，代入反应Ⅰ的平衡常数表达式：；整理得，； （4）反应历程中，过渡态能量越高，基元反应的活化能越大。由图可知，过渡态TS3的能量最高，对应基元反应为； （5）在酸性、60~70℃条件下，甲醛在阴极得电子，结合H+发生还原反应生成乙二醇，电极反应式为 。 9．【答案】(1) 低温 (2)BD (3)生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成CO (4)甲烷 0.39 (5) Sn 【详解】（1）反应ⅰ：    反应ⅱ：    反应iii：   根据盖斯定律，由反应ⅱ×2-iii可得=； ，有利于反应ⅰ自发进行的条件是低温。 （2）A．根据碳元素守恒，为恒量，保持不变，反应不一定平衡，故不选A； B．的分压保持不变，说明浓度不变，反应一定达到平衡状，选B； C．根据质量守恒，气体总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故不选C； D．绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，温度是变量，密闭容器中温度保持不变，反应一定达到平衡状，故选D； 选BD。 （3）由题给机理图可知，生成CO这一路径所需的活化能更低，且在催化剂表面上更稳定，因此“CO是CO₂活化的优势中间体”。 （4）①反应ⅰ正反应放热、反应ⅱ正反应吸热，升高温度，反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动，所以升高温度甲烷的含量持续降低、CO的含量增大，c表示CO、a表示CO2，曲线b表示的含碳物质的名称为甲烷。 ②设CO2、H2的初始投料均为1mol，M点时，，即n(CO2)=0.7mol、n(CO)= 0.15mol、n(CH4)= 0.15mol，反应ⅰ消耗0.6molH2、反应ⅱ消耗0.15molH2，容器中n(H2)=0.25mol；反应ⅰ生成0.3molH2O、反应ⅱ生成0.15molH2O，容器中n(H2O)=0.45mol；反应ⅱ的。 （5）①参照机理图，A通常是“CO2经单电子还原”生成的自由基阴离子，根据机理图，A中活性位点吸附C原子，A写作； ②Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，参照机理图，活性位点吸附O原子时生成HCOOH，若还原产物主要为HCOOH，应选择Sn作催化剂； 10．【答案】(1)-6 kJ/mol (2) 80% 0.4 发生了副反应，CO或H2与其他物质反应生成CH4 (3)D (4)阳离子 (5) 【详解】（1）盖斯定律计算：总反应反应①反应②，因此，代入数据，解得； （2）① 设初始投料，，平衡时转化，则有三段式 ，反应前后气体分子总数不变，所以总物质的量仍为。 根据分压定义得：，，。 平衡常数，解得（不合题意舍去）。 因此转化率，； ② 条件2检测到，说明发生了生成甲烷的副反应，被副反应消耗，因此产率下降； （3）A．该反应前后气体分子数不变，恒容容器中压强始终不变，压强不变不能说明达到反应限度，A错误； B．该反应虽然能制取清洁能源氢气，但是同时生成了，并不有利于碳中和，B错误； C．催化剂只能降低活化能、加快反应速率，不改变平衡转化率，C错误； D．及时分离出产物，平衡正向移动，可提高产物产量，D正确； 故答案选D； （4）该装置淡化饱和食盐水的同时得到盐酸和。由图可知左侧得到盐酸，则右侧得到，食盐水中的需要穿过N膜进入右侧电极区，因此N膜为阳离子交换膜； （5）电极A为负极，发生氧化反应生成，左侧为酸性环境，配平得电极反应：。 刷真题 1．【答案】(1) (2)B (3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O (4) c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 【详解】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； （2）已知反应Ⅱ．  为放热反应，要提高平衡产率，要使平衡正向移动。 A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，A错误； B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高平衡产率，B正确； C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，C错误； D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，D错误； 故选B。 （3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； （4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二氧化碳、甲烷的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量，故答案为：0.2；温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量。 2．【答案】(1) (2)(ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) (3) (4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。 （2）由图1中信息可知，的，则的键能为；的，则H-H键的键能为。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。 （3）已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，设其晶胞中含有的原子数为，则晶体密度，解之得，即晶胞中含有的原子数为。 （4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。 ③图3中，进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有： 当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时、、的物质的量分别为、2、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下因此，该温度时，反应的平衡常数。 3．【答案】(1) (2)8 分子晶体 (3)小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 (4) 【详解】（1）Ni为28号元素，其基态原子的核外电子排布式为，则其价电子轨道表示式为；铜晶胞示意图为，镍的晶胞结构类型与铜的相同，则镍原子半径为晶胞面对角线长度的，因为晶胞体积为，所以晶胞棱长为a，面对角线长度为，则镍原子半径为。 （2）单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键2个π键，由的结构可知，4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键，而每个配体CO中含有1个σ键2个π键，因此1个分子中含有8个σ键。的沸点很低，结合其结构可知该物质由分子构成，因此其晶体类型为分子晶体。 （3）随着温度升高，平衡时的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中的体积分数增大，则压强：，即对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知，、100℃条件下达到平衡时，CO和的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4mol，反应生成的为xmol，可得三段式： ，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有，解得，因此达到平衡时，CO的平衡转化率；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数。 （4）由题给关系式可得，当反应一半时，即，，，则。 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03 化学反应原理综合题 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 命题规律体现三大特征：一是题型结构稳定（14～15分，5～6小问）：第1问：盖斯定律算ΔH（必出、送分），第2～3问：平衡常数Kc/Kp、转化率、选择性计算（分压计算高频），第4～5问：速率、活化能、反应历程、决速步、催化剂机理，第5～6问：图像分析（T/p/α/速率）、条件优化、平衡移动解释；二是情境高度聚焦三类主题：合成氨、制氢、CO₂/CO资源化（甲醇、甲烷、烯烃）,环保：脱硫脱硝、VOCs处理、温室气体转化,能源：新型电池、催化反应、工业制化工原料；三是图像考法固定（陕晋青宁特色）： 转化率—温度—压强三线图,速率—温度—催化剂选择性复合曲线,分压—时间、物质的量分数—T/p。常考：先增后降、交叉点、最优温度/压强、斜率意义；四是计算难度中等偏上（重分压、重选择性），Kp必考：分压=总压×物质的量分数，选择性计算：产物比例、副反应竞争分析，三段式+图像数据结合，不单纯套公式。2026年考向预计情境继续“双碳”+氢能+催化合成，高频背景：CO₂加氢制甲醇/甲烷、合成氨优化、制氢、脱硝，更强调：催化剂选择性、副反应抑制、工业实际条件；图像：更复杂“多因素耦合图”，T+选择性+转化率+副反应同图，速率常数k与温度、活化能Ea结合，绝热体系、恒压/恒容对比（新考法）； 计算：Kp+分压+选择性+速率方程；反应机理：基元反应、能垒、决速步、催化剂循环； 平衡移动：从“定性”走向“定量+逻辑”，不只答“升温左移”，要结合ΔH、副反应、速率竞争解释，高频：温度过高转化率下降原因（副反应/催化剂失活）；电化学小融合（概率高）。 热点·设问·拆解 热点设问01 热化学方程式及反应热的计算 2025年陕晋青宁卷17（1） 2023年新课标卷10（1） 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 2025年陕晋青宁卷17（4）③ 2024年新课标卷10（3） 热点设问03 分压平衡常数(Kp)计算 2025年陕晋青宁卷17（4）② 2024年新课标卷10（3） 2023年新课标卷10（4） 热点设问04 有关反应机理的分析判断 2025年陕晋青宁卷17（3） 2023年新课标卷10（3） 热点设问05 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响 2025年陕晋青宁卷17（4） 2023年新课标卷9（2） 热点设问06 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析 2023年新课标卷10（4） 热点设问01 热化学方程式及反应热的计算 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (1)计算_______。 研考点·通技法 1．书写热化学方程式的“五环节” (1)一写方程式：写出配平的化学方程式 (2)二标状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态 (3)三定条件：确定反应的温度和压强并在ΔH后注明(101kPa、25℃时可不标注) (4)四标ΔH：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－” (5)五标数值：根据化学计量系数写出ΔH的值 2、利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法 (1)步骤：①对比：对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致②叠加：根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式③计算：按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化 (2)方法①倒：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错②乘：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘③加：上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加 3、ΔH的三种计算式 (1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) (2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S) 键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8 (3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 破类题·提能力 1．（2026·山西大同·一模）氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。回答下列问题： (1)根据下图数据计算反应的___________。 (2)该反应正向自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。 2．（2026·山西太原·模拟预测）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (3)在反应器中，发生如下反应： 反应i： 反应ii： 计算反应的______，该反应______（填标号）。 A．高温自发    B．低温自发    C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是_______(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时，_______。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 研考点·通技法 1．有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g) (1)计算公式：v(A)＝ (2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d (3)注意事项 ①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体 ②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值 2．化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L 　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx  nx px qx 平衡/mol a－mx  b－nx px qx 平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 3．化学反应速率常数及应用 (1)速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 (2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。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)速率方程 ①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 ②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数) 反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。 (4)速率常数与化学平衡常数之间的关系 ①K与k正、k逆的关系 对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)， 则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数) v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即： ②Kp与k正、k逆的关系 以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝ 破类题·提能力 1．（2026·山西大同·一模）氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。回答下列问题： (3)实验研究表明，特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为，下列措施不能提高反应速率的是___________(填标号)。 A．适度增加氮气的浓度                            B．适度增加氢气的浓度 C．及时将产物氨气分离出反应体系                    D．降低反应温度 E．在低压下进行反应                                F．加入铁催化剂 (5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物的化学方程式如下： ① ② 已知：原料的有效转化率 在1 L恒容密闭容器中充入1 mol 、1.45 mol ，在催化剂作用下发生两个竞争反应①、②，在相同反应时间下，测得不同温度时有关物质的物质的量变化如图所示： 520℃时，的有效转化率=___________%(保留1位小数)，反应①的平衡常数K=___________(保留两位有效数字)。 2．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (3)在一定压强下，通入和，反应t min后，的转化率、的选择性及CO的选择性随温度变化曲线如图。已知：。 ①温度升高时，的转化率先增大再减小的原因为___________。 ②260℃时，CO的选择性___________。 ③300℃时，若压强为2.9 kPa，则平衡时体系中与的物质的量之比为___________，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 热点设问03 分压平衡常数(Kp)计算 析典例·明思路 1．（2024·新课标卷）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，_______有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α=_______，该温度下平衡常数_______。 研考点·通技法 1．分压平衡常数(Kp) (1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa (2)分压定律 ①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝ ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B) 则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数 (3)分压平衡常数Kp (只受温度影响) 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下： ，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 2．Kp计算的两种模板 模板1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 第一步 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步 根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数) 第四步 根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g) p(始)： p0 3p0 0 Δp： p 3p 2p p(平)： p0－p 3p0－3p 2p Kp＝ 破类题·提能力 1．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (3)在一定压强下，通入和，反应t min后，的转化率、的选择性及CO的选择性随温度变化曲线如图。已知：。 ①温度升高时，的转化率先增大再减小的原因为___________。 ②260℃时，CO的选择性___________。 ③300℃时，若压强为2.9 kPa，则平衡时体系中与的物质的量之比为___________，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 2．（2026·山西晋中·二模）目前，我国已将二氧化碳资源化。利用和催化重整可以制备合成气，反应如下： 反应I: 反应Ⅱ： 回答下列问题： (3)在一密闭容器中通入发生反应I和Ⅱ，的平衡转化率和的平衡选择率[的平衡选择率]随温度的变化趋势如图所示。 ①图中曲线N随温度增大而升高的原因是_______。 ②时，若平衡体系的总压强为的分压是_________（用含的代数式表示）；反应Ⅱ的平衡常数_________（为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。 热点设问04 有关反应机理的分析判断 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (3)高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为_______。 研考点·通技法 一、解题步骤 1. 圈出催化剂与中间体- 催化剂：先参与反应，后又生成，总量不变，常出现在循环首尾。 中间体：先生成、后消耗，不在总反应里出现。 易错：循环外的物质一般是反应物/生成物。 2. 写出总反应方程式 左右两边相同物质直接抵消，剩下的就是总反应，用来判断：- 反应物、生成物 原子守恒、电子守恒 反应类型（加成、氧化还原、取代等） 3. 逐步分析断键与成键 只看发生变化的化学键：- 旧键断裂→吸热 新键生成→放热 注意：只有过渡态是高能不稳定态，中间体是相对稳定的中间产物。 4. 判断决速步（慢反应） 活化能最高的一步→反应速率最慢→决定总反应速率。 5. 用三大守恒验证- 原子守恒（C、H、O、金属等） 电荷守恒（离子反应），电子守恒（氧化还原型机理） 二、高频考点判断技巧 1. 催化剂判断 全程量不变，循环起点出现、终点生成。 2. 中间体判断 某步生成、下一步消耗，总反应式中无。 3. 活化能与速率 活化能越大，反应越慢；决速步活化能最大。 4. 反应热判断 总反应生成物能量 − 反应物能量 = ΔH。 5. 选择性与副反应 某路径活化能更低，该产物为主产物。 三、常见错误选项秒排 把中间体当成催化剂 认为催化剂改变反应焓变（只改速率不改ΔH） 认为所有基元反应都是慢反应 忽略原子守恒乱猜产物结构 把过渡态当作稳定中间体 四、极简口诀 先找循环定催化，中间产物生后消。 断键成键看变化，活化能高是慢步。 总式抵消相同物，守恒一查全清楚。 破类题·提能力 1．（2026·山西太原·模拟预测）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (4)一定温度下，、和（体积比为）按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器（入口压强为）发生反应i和ii．有存在时，反应ⅲ的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性（选择性）如图2所示。 ①的选择性大于的原因是________。 ②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是________；当时，该温度下反应ii的______（保留两位小数）。 2．（2026·陕西·模拟预测）甲醇汽油清洁环保、资源丰富、动力性强，对于我国实现碳达峰和碳中和目标有重要意义，因此有关甲醇汽油的开发和利用是研究热点。利用和在催化剂的作用下合成甲醇是比较常见的合成方法，发生的主反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (2)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 该反应机理中决速步的热化学方程式：_______。 热点设问05 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响 析典例·明思路 1．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应的_______。 (2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。 研考点·通技法 影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 (2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响 ①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动 ②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、 V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动 【答题模板及剖析】 恒压线(恒温线) 答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果) 答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论) 经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________ 标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高 破类题·提能力 1．（2026·陕西·模拟预测）甲醇汽油清洁环保、资源丰富、动力性强，对于我国实现碳达峰和碳中和目标有重要意义，因此有关甲醇汽油的开发和利用是研究热点。利用和在催化剂的作用下合成甲醇是比较常见的合成方法，发生的主反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (3)向体积可变的密闭容器中充入物质的量之比为的和，分别在X和Y两种催化剂的催化下发生上述反应，经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性随温度变化如图所示： [的选择性] ①由图可知，催化效果X_______Y(填“>”“＜”或“=”)。 ②在210℃-270℃间，的选择性随温度的升高而下降，可能的原因为_______。 (4)将、和Ar按体积比投入某新型催化反应器中，在恒温恒压(260℃，1.8 MPa)下进行反应，测得相关数据如下表。 项目 平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s 数据 25.0% 80.0% 10.0 ①下列能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到平衡状态的判据是_______(填字母)。 A．气体压强不再变化                                 B．气体的密度不再改变 C．                             D．各物质浓度比不再改变 ②若初始时反应器中，，反应Ⅰ从反应开始到达到平衡态的平均反应速率_______。 ③反应Ⅱ的化学平衡常数_______(列出化简后的计算式或分数即可)。 2．（2026·陕西商洛·模拟预测）二氧化碳的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视，将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一。利用和合成甲醇，在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。 反应Ⅰ：　， 反应Ⅱ：　， 请回答： (4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应t min，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。此温度范围内，催化剂活性不受影响。 ①当温度高于490 K后，甲醇产率减小的原因可能是________。 ②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化的曲线图________。 热点设问06 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析 析典例·明思路 1．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)    ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 ③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。 研考点·通技法 1、平衡图像原因解释之选择反应最佳条件 化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 2、平衡图像原因解释之转化率、产率变化分析 答题要领 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 破类题·提能力 1．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (2)恒压时，和起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中反应，该分子筛膜能选择性分离出。 ①使用分子筛膜的目的是___________。 ②将反应后的气体以一定流速通过含修饰的吸附剂(能与键电子形成作用力较强的配位键)分离和。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度()之比随时间变化关系如图所示。20~40 min时浓度比几乎为0，50 min以后浓度比又接近1的原因可能是___________。 2．（2026·宁夏山西·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) (Ⅱ) (Ⅲ) 在体积为V L的恒容容器中，将CaS，和按一定量投料反应。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： (5)a～b mol，平衡转化率上升而平衡转化率下降，请结合以上反应解释原因：___________。 刷模拟 1．（2026·陕西咸阳·二模）甲醇()是一种重要的化工原料和燃料，广泛应用于化工、医药、能源等领域，其制备方法有多种。回答下列问题： Ⅰ．催化加氢制备，反应原理为。 (1)有关化学键的键能如表所示，反应  ___________，该反应的熵变___________(填“>”或“<”)0. 化学键 中 键能() 436 413 328 463 803 (2)恒压时，和起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中发生上述反应，该分子筛膜能选择性地分离出，使用分子筛膜的目的是___________。 (3)在容积为2 L的密闭容器中，由和合成：，在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图1所示。 ①___________(填“>”或“<”)。 ②将A点的反应从变到，达到平衡时将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅱ．“液态阳光”是合成新路径，反应原理为  ，向容积均为2 L的恒容密闭容器中通入和，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50 min时，转化率随温度的变化如图2所示。 (4)该反应适宜选用的催化剂为___________(填“X”或“Y”)，时，d点对应容器在0∼50 min内的平均反应速率___________。 (5)转化率：c点<b点的原因是___________。 (6)按上述投料，若某温度下，初始压强为，达到平衡时，转化率为，则该反应的平衡常数___________(用表示，最终结果用分数表示)。 2．（2026·陕西榆林·模拟预测）燃煤烟气中的是形成酸雨的“罪魁祸首”，为了保护环境，可用还原脱除。涉及的主要反应Ⅰ为 。 (1)已知 ，和的燃烧热分别为、，则___________。已知反应Ⅰ的，则低温下，反应Ⅰ___________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)550℃时，在某催化剂的作用下，CO还原的过程如下： ⅰ： ⅱ： ⅲ： ______________________ ⅳ： ⅴ： ①在横线上补充过程ⅲ___________。 ②上述过程中催化剂为___________，副反应为___________(填标号)。 ③其他条件不变，增大燃煤烟气中氧气的含量，还原过程中硫的产率将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在(2)中的催化剂作用下，测得550℃、恒容条件下，以不同进料比[]进料，的平衡转化率和的产率如图所示(图中的起始投料固定为1 mol)。 ①S的产率小于的平衡转化率的原因是___________；在进料比之后，的产率下降的原因是___________。 ②550℃时，初始压强为 kPa的恒容容器中，进料比为2.0时，反应Ⅰ的平衡常数___________(为以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 3．（2026·陕西·模拟预测）的资源化利用是当前研究的热点课题之一。和转化为甲醇主要发生下列反应： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   (1)相关键能如下表所示，则_______；从热力学角度分析，反应Ⅱ能自发进行的条件是________（填“高温”“低温”或“任意温度”）。 化学键 键能（） 1072 436 381 413 463 (2)在一定条件下，将和混合发生反应Ⅲ，下列可以提高氢气平衡转化率的措施有________（填序号）。 a．适当降低温度     b．增大和的起始物质的量之比 c．扩大容器体积     d．选择高效催化剂 (3)在初始温度为225℃，保持压强为的条件下，将一定比例的和混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管，发生反应Ⅰ和Ⅱ。装置及、、……位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和的体积分数如图所示。 ①判断反应Ⅱ在位点的状态：________（填序号），判断理由是________。 a．处于平衡状态    b．向正方向进行    c．向逆方向进行 ②位点，混合气的温度为280℃，则此阶段体系中的分压为________Pa（保留小数点后两位，下同）；若此阶段体系中和的体积比为，则反应Ⅰ在280℃时的压强平衡常数________。 (4)还可以与环氧化合物反应，过程如图所示。X的分子式是，是一种五元环状化合物。X分子中碳原子的杂化类型为________；N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷上的碳原子a，而不是碳原子b，原因是________。 4．（2026·陕西西安·模拟预测）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产，疏酰氯及1，4二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。 (1)工业上采用Deacon直接氧化法制氯气，其原理为反应a：。 ①Deacon直接氧化法的獕化过程和各历程热效应如图1，则反应a的______（用含有、、的式子表示）。 ②反应a在容积不变的密闭容器中充入和一定量的，进料浓度比分别为、、时平衡转化率随温度变化的关系如图2。下列说法正确的是______。 A．曲线c是进料浓度比为的图线 B．p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率 C．化学平衡常数： D．使用更高效的催化剂可提高p点平衡转化率 (2)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： 恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测定、、温度下体系达平衡时的（，为体系初始压强，，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_____________________。 ②温度下用分压表示的平衡常数______（计算结果保留小数点后两位）。 (3)1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为，其中、分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。 ①时，，且内，反应进行到时，______。 ②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时______；后，随T的含量增加，______（填“增大”“减小”或“不变”）。 5．（2026·陕西铜川·一模）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：(g)(g)+H2(g)。 已知： 化学键 C—H C—C C=C H—H 键能/kJ-mol-1 412 348 612 436 (1)结合所给数据，说明上述反应高温能自发发生的原因是_______。 (2)原料气掺混水蒸气可以消除积炭的原理为_______。 (3)除可以消除积炭外，加入的水蒸气的作用还有_______。 (4)在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和铁系催化剂作用下苯乙烯的选择性(指生成的苯乙烯与转化的乙苯的物质的量的比值)随温度变化的示意图如图，则工业控制反应温度为873K的理由是_______。 (5)乙苯脱氢耦合二氧化碳转化。Ar气氛下，高价态的钒镁氧化物晶体(V)作为的催化活性中心进行乙苯脱氢，耦合转化为CO，实现晶格氧再生和二氧化碳转化，反应机理如图所示： 用简要的文字描述乙苯脱氢耦合二氧化碳转化过程_______。 (6)含苯乙烯的废水的排放会对环境造成严重的污染，现采用电解法进行处理，其工作原理如下图(电解液是含苯乙烯和硫酸的废水，pH=6.2)，已知：·OH(羟基自由基)具有很强的氧化性，可以将苯乙烯氧化成和。 ①M连接电源的_______(“正极”或“负极”)。 ②苯乙烯被·OH氧化的化学反应方程式为_______。 6．（2026·陕西渭南·一模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用、为原料合成对实现“双碳”目标具有重要意义，其主要反应如下： 反应1：     反应2：     回答下列问题： (1)已知反应3的平衡常数，写出反应3的热化学方程式：_______。 (2)为提高的平衡产率，理论上应采用的条件是_______(填字母)。 a．高温高压　　b．高温低压　　c．低温高压　　d．低温低压 (3)一定温度下，向压强恒为100 MPa的密闭容器中通入1 mol 和3 mol ，充分反应后，测得平衡转化率为50%，选择性为80%，该温度下的分压为_______MPa[分压=总压×物质的量分数，甲醇的选择性]；计算该温度下反应2的压强平衡常数为_______(保留两位有效数字)[为以分压表示的平衡常数]。 (4)研究者向恒压(3.0 MPa)密闭装置中通入一定量的反应物混合气，测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图所示(时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。 ①请解释甲醇时空收率“抛物线”后半段下降的可能原因：_______。 ②为获得最大的甲醇时空收率，根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为_______(填字母)。 A．，220℃　　B．，240℃　　C．，210℃　　D．，220℃ (5)在PMPa、下，将投料比的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器，只发生反应2，的平衡转化率为25%。同温同压下，若通入装有催化剂的新型膜反应器(如图所示)，的平衡转化率为40%，则相同时间内出口a和出口b中的质量比为_______。 7．（2026·陕西榆林·二模）2025年中国在“双碳”道路上实现了从量变到质变的关键跨越。随着“双碳”目标的推进，将高效转化为高附加值化学品是当前的研究热点。 Ⅰ.转化为甲醇是实现“碳中和”的重要手段，该过程主要发生下列反应： a.   b.   c.   (1)①________，若反应c正反应的活化能为，则逆反应的活化能为________(用含的式子表示)。 ②反应b的正、逆反应速率分别表示为：；，其中、分别为正、逆反应速率常数。达到平衡时，升高温度，________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)恒温恒容密闭容器中若只发生反应a，下列一定能说明反应达到平衡状态的是________(填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．和的物质的量之比不再变化 C．气体平均相对分子质量不再变化 D．消耗速率和CO消耗速率相等 Ⅱ.间接制得的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 (3)在、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示［某物质的选择性］。 ①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，曲线________表示乙醇的选择性。 ②工业上通常选择在478~500K之间，其可能的原因是________(写一条即可)。 ③483K时，出口处的值为________(精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商________(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.01)。 8．（2026·陕西西安·一模）Ⅰ.乙二醇是一种重要的化工原料，可用于生产聚酯纤维、防冻剂、增塑剂等。由合成气直接法制乙二醇的主要反应如下： 反应Ⅰ ΔH1 反应Ⅱ ΔH2 (1)已知298 K、101 kPa下， ，  ，则ΔH2=________。 (2)在恒压密闭容器中充入合成气，仅考虑发生反应Ⅰ，维持10%的平衡转化率，所需反应条件（温度、压强）如表： 温度T/K 298.15 300 354.7 400 压强P/kPa 5.73 6.38 49.27 260.99 反应Ⅰ平衡常数K 1 则ΔH1_______（填“>”或“<”）0，随着温度升高所需压强增大的原因是________。 (3)在2 L刚性容器中充入合成气，总压，温度473 K，催化剂(含)下进行反应。 ①测得和的时空收率分别为0.8 mol·（mg-Rh）-1·h-1和0.9 mol·（mg-Rh）-1·h-1（时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量），则用H2表示的反应速率为________。 ②平衡时，若和体积分数相等，H2的分压为，则的选择性为________。反应Ⅰ的平衡常数_________(用含x的式子表示)。(已知：的选择性；分压＝总压×物质的量分数。) (4)合成气直接法制乙二醇的反应I、Ⅱ的反应历程(部分)如图，下列过程中活化能最大的基元反应方程式为________。 (5)甲醛(HCHO)电化加氢二聚法也可制备乙二醇。采用石墨电极非分隔式电解槽，在、酸性条件下可电解甲醛制备乙二醇。生成乙二醇的阴极电极反应式为________。 9．（2026·陕西宝鸡·一模）Ⅰ．将二氧化碳转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一，和在一定条件下可转化为，转化过程中发生的反应如下： 反应ⅰ(主反应)：   反应ⅱ(副反应)：   甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为：   回答下列问题： (1)_______；有利于反应ⅰ自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。 (2)在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 A．保持不变 B．的分压保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．密闭容器中温度保持不变 (3)催化加氢合成的过程中，活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂表面)，CO是活化的优势中间体，原因是_______。 (4)在恒容条件下，按的投料比进行反应ⅰ和反应ⅱ，平衡时、和CO在含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图2所示： ①曲线b表示的含碳物质的名称为_______。 ②M点时反应ⅱ的_______(以分压表示，分压总压×该物质的物质的量分数，结果保留至小数点后两位)。 Ⅱ．电还原制备高附加值的有机物 已知：Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远强于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。 (5)还原可能的反应机理如下图所示(*CO表示吸附态的CO)。 ①参照机理图画出A的结构：_______。 ②若还原产物主要为HCOOH，应选择_______(填“Sn”“Au”或“Cu”)做催化剂。 10．（2026·青海西宁·二模）氢能是一种来源广泛、高效、环保、能量密度高的可再生清洁能源，在工业合成、交通燃料、电力、建筑、军事等领域有巨大的市场潜力和发展前景，制氢、储氢、用氢等相关研究成为重点研究方向。 Ⅰ.一种利用水煤气变换反应制氢的方法为：    平衡常数  K 该反应的两步分反应如下： ①    平衡常数 ②    平衡常数 请回答下列问题： (1)___________。 (2)将总压强控制在1.70 MPa恒定不变，同时固定碳水比[]投料，水煤气变换反应在不同条件下达到平衡时，和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： /MPa /MPa /MPa 条件1 x x 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，该反应的化学平衡常数K=2，则CO转化率是___________；x=___________。 ②对比条件1，条件2中产率下降，试分析可能产生的原因___________。 (3)一定温度下，恒容密闭容器中发生水煤气变换反应，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．当体系压强不再改变时，说明达到反应限度 B．该反应的应用有利于“碳中和”目标的实现 C．使用催化剂能降低活化能，提高CO平衡转化率 D．及时分离出在一定程度上有利于提高产量 Ⅱ.一种肼-空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示： (4)N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 (5)燃料电池电极A的电极反应式为___________。 刷真题 1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (1)计算_______。 (2)提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 (3)高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为_______。 (4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是_______(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时，_______。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 2．（2023·新课标卷·高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应的_______。 (2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。 (3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)    ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 ③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。 3．（2024·新课标卷·高考真题）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (1)Ni基态原子价电子的轨道表示式为_______。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为，镍原子半径为_______。 (2)结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为_______，晶体的类型为_______。 (3) 在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，_______有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α=_______，该温度下平衡常数_______。 (4) (4)对于同位素交换反应，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数)，则反应一半所需时间_______(用k表示)。 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03 化学反应原理综合题 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 命题规律体现三大特征：一是题型结构稳定（14～15分，5～6小问）：第1问：盖斯定律算ΔH（必出、送分），第2～3问：平衡常数Kc/Kp、转化率、选择性计算（分压计算高频），第4～5问：速率、活化能、反应历程、决速步、催化剂机理，第5～6问：图像分析（T/p/α/速率）、条件优化、平衡移动解释；二是情境高度聚焦三类主题：合成氨、制氢、CO₂/CO资源化（甲醇、甲烷、烯烃）,环保：脱硫脱硝、VOCs处理、温室气体转化,能源：新型电池、催化反应、工业制化工原料；三是图像考法固定（陕晋青宁特色）： 转化率—温度—压强三线图,速率—温度—催化剂选择性复合曲线,分压—时间、物质的量分数—T/p。常考：先增后降、交叉点、最优温度/压强、斜率意义；四是计算难度中等偏上（重分压、重选择性），Kp必考：分压=总压×物质的量分数，选择性计算：产物比例、副反应竞争分析，三段式+图像数据结合，不单纯套公式。2026年考向预计情境继续“双碳”+氢能+催化合成，高频背景：CO₂加氢制甲醇/甲烷、合成氨优化、制氢、脱硝，更强调：催化剂选择性、副反应抑制、工业实际条件；图像：更复杂“多因素耦合图”，T+选择性+转化率+副反应同图，速率常数k与温度、活化能Ea结合，绝热体系、恒压/恒容对比（新考法）； 计算：Kp+分压+选择性+速率方程；反应机理：基元反应、能垒、决速步、催化剂循环； 平衡移动：从“定性”走向“定量+逻辑”，不只答“升温左移”，要结合ΔH、副反应、速率竞争解释，高频：温度过高转化率下降原因（副反应/催化剂失活）；电化学小融合（概率高）。 热点·设问·拆解 热点设问01 热化学方程式及反应热的计算 2025年陕晋青宁卷17（1） 2023年新课标卷10（1） 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 2025年陕晋青宁卷17（4）③ 2024年新课标卷10（3） 热点设问03 分压平衡常数(Kp)计算 2025年陕晋青宁卷17（4）② 2024年新课标卷10（3） 2023年新课标卷10（4） 热点设问04 有关反应机理的分析判断 2025年陕晋青宁卷17（3） 2023年新课标卷10（3） 热点设问05 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响 2025年陕晋青宁卷17（4） 2023年新课标卷9（2） 热点设问06 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析 2023年新课标卷10（4） 热点设问01 热化学方程式及反应热的计算 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (1)计算_______。 【答案】(1) 【详解】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； 研考点·通技法 1．书写热化学方程式的“五环节” (1)一写方程式：写出配平的化学方程式 (2)二标状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态 (3)三定条件：确定反应的温度和压强并在ΔH后注明(101kPa、25℃时可不标注) (4)四标ΔH：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－” (5)五标数值：根据化学计量系数写出ΔH的值 2、利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤和方法 (1)步骤：①对比：对比分析目标热化学方程式和已知热化学方程式，调整已知热化学方程式的化学计量系数与目标热化学方程式的化学计量系数一致②叠加：根据目标热化学方程式中的反应物和生成物加减所调整的热化学方程式③计算：按照“叠加”步骤中的调整方法，焓变也随之作相应变化 (2)方法①倒：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错②乘：为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘③加：上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加 3、ΔH的三种计算式 (1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) (2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 Si S8(S－S) 键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8 (3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 破类题·提能力 1．（2026·山西大同·一模）氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。回答下列问题： (1)根据下图数据计算反应的___________。 (2)该反应正向自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。 【答案】(1)-90 (2)低温 【详解】（1）反应焓变=反应物断键吸收总能量-生成物成键放出总能量。由图，生成1 mol 时，断键吸热=473+654=1127 kJ，成键放热=339+397+436=1172 kJ，则 ΔH=−45 kJ/mol，因此总反应的ΔH=2×(−45)=−90 kJ/mol。 （2）该反应ΔH<0，正反应气体分子数减少，ΔS<0；根据ΔG=ΔH−TΔS<0反应自发，只有低温下才能满足ΔG<0，因此自发条件为低温。 2．（2026·山西太原·模拟预测）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (3)在反应器中，发生如下反应： 反应i： 反应ii： 计算反应的______，该反应______（填标号）。 A．高温自发    B．低温自发    C．高温低温均自发    D．高温低温均不自发 【答案】(3) -126 B 【详解】（3）根据盖斯定律，目标反应反应ii反应i，因此； 该反应中，，反应后气体分子数减少，；根据时反应自发，可知低温下反应自发，故选B； 热点设问02 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是_______(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时，_______。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 【答案】(4)c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 【详解】（4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二氧化碳、甲烷的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量，故答案为：0.2；温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量。 研考点·通技法 1．有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g) (1)计算公式：v(A)＝ (2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d (3)注意事项 ①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体 ②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值 2．化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应：对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L 　　　 mA(g)　＋　nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx  nx px qx 平衡/mol a－mx  b－nx px qx 平衡常数：K＝＝ (固体和纯液体的浓度为常数，不计入化学平衡常数表达式中)反应物(A)的转化率：α(A)＝×100%＝×100%＝×100% 3．化学反应速率常数及应用 (1)速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 (2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。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)速率方程 ①定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 ②表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数) 反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。 (4)速率常数与化学平衡常数之间的关系 ①K与k正、k逆的关系 对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)， 则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数) v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即： ②Kp与k正、k逆的关系 以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4) 反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝ 破类题·提能力 1．（2026·山西大同·一模）氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。回答下列问题： (3)实验研究表明，特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为，下列措施不能提高反应速率的是___________(填标号)。 A．适度增加氮气的浓度                            B．适度增加氢气的浓度 C．及时将产物氨气分离出反应体系                    D．降低反应温度 E．在低压下进行反应                                F．加入铁催化剂 (5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物的化学方程式如下： ① ② 已知：原料的有效转化率 在1 L恒容密闭容器中充入1 mol 、1.45 mol ，在催化剂作用下发生两个竞争反应①、②，在相同反应时间下，测得不同温度时有关物质的物质的量变化如图所示： 520℃时，的有效转化率=___________%(保留1位小数)，反应①的平衡常数K=___________(保留两位有效数字)。 【答案】(3)DE (5) 33.3 0.056 【详解】（3）A．适度增加氮气的浓度，增加反应物浓度可以提高反应速率，A不符合题意；                           B．适度增加氢气的浓度，增加反应物浓度可以提高反应速率，B不符合题意；                           C．及时将产物氨气分离出反应体系，根据会提高反应速率，C不符合题意；                     D．降低反应温度会降低反应速率，D符合题意； E．在低压下进行反应，低压会降低反应速率，E符合题意；                               F．加入铁催化剂会提高反应速率，F不符合题意； 故答案选DE。 （5）520℃时，n(NO)=0.2 mol，n()=0.2 mol， 生成0.2 mol NO消耗0.2 mol，生成0.2 mol消耗：0.2×2=0.4 mol，总转化为0.6 mol，有效转化率=。 平衡时（容器体积1 L，浓度=物质的量）c()=1−0.6=0.4 mol/L，，c(NO)=0.2 mol/L，。反应①的平衡常数：。 2．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (3)在一定压强下，通入和，反应t min后，的转化率、的选择性及CO的选择性随温度变化曲线如图。已知：。 ①温度升高时，的转化率先增大再减小的原因为___________。 ②260℃时，CO的选择性___________。 ③300℃时，若压强为2.9 kPa，则平衡时体系中与的物质的量之比为___________，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 【答案】(3)低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减 8% 0.15 【详解】（3）① 温度对转化率的影响分两个阶段：低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减； ② 转化只生成和，因此。 ③ 300℃时，，，起始，： 转化的：，其中生成消耗：，生成消耗：。剩余，，因此。 计算： 各物质物质的量：，，，，，总物质的量，总压。 。 热点设问03 分压平衡常数(Kp)计算 析典例·明思路 1．（2024·新课标卷）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，_______有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α=_______，该温度下平衡常数_______。 【答案】(3)小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 【详解】（3）随着温度升高，平衡时的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中的体积分数增大，则压强：，即对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知，、100℃条件下达到平衡时，CO和的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4mol，反应生成的为xmol，可得三段式： ，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有，解得，因此达到平衡时，CO的平衡转化率；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数。 研考点·通技法 1．分压平衡常数(Kp) (1)气体的分压p(B)：相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa (2)分压定律 ①分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋…＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比：＝ ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量分数：＝＝x(B) 则：气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物质的量分数 (3)分压平衡常数Kp (只受温度影响) 一定温度下，气相反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如下： ，其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 2．Kp计算的两种模板 模板1．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 第一步 根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步 根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分(或物质的量分数) 第四步 根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝ 模板2．直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g) p(始)： p0 3p0 0 Δp： p 3p 2p p(平)： p0－p 3p0－3p 2p Kp＝ 破类题·提能力 1．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (3)在一定压强下，通入和，反应t min后，的转化率、的选择性及CO的选择性随温度变化曲线如图。已知：。 ①温度升高时，的转化率先增大再减小的原因为___________。 ②260℃时，CO的选择性___________。 ③300℃时，若压强为2.9 kPa，则平衡时体系中与的物质的量之比为___________，反应Ⅰ的压强平衡常数___________(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 【答案】(3)低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减 8% 0.15 【详解】（3）① 温度对转化率的影响分两个阶段：低温时反应未达到平衡，温度升高反应速率加快，转化率增大；达到平衡后，主反应为放热反应，升高温度使主反应平衡逆向移动，转化率减小，因此先增后减； ② 转化只生成和，因此。 ③ 300℃时，，，起始，： 转化的：，其中生成消耗：，生成消耗：。剩余，，因此。 计算： 各物质物质的量：，，，，，总物质的量，总压。 。 2．（2026·山西晋中·二模）目前，我国已将二氧化碳资源化。利用和催化重整可以制备合成气，反应如下： 反应I: 反应Ⅱ： 回答下列问题： (3)在一密闭容器中通入发生反应I和Ⅱ，的平衡转化率和的平衡选择率[的平衡选择率]随温度的变化趋势如图所示。 ①图中曲线N随温度增大而升高的原因是_______。 ②时，若平衡体系的总压强为的分压是_________（用含的代数式表示）；反应Ⅱ的平衡常数_________（为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。 【答案】(3) 反应I、Ⅱ均为吸热反应，反应I受温度影响的程度更大，升高温度更有利于反应I正向移动（合理即可） 或 2.4 【详解】（3）两个反应均为吸热反应，反应I受温度影响的程度更大，升高温度更有利于反应I正向移动，故的平衡选择率增大。 设初始，，时转化率为，即反应消耗、，生成、。 设反应消耗，则平衡，，选择率为，故，解得。 平衡时各物质物质的量： ，，，，，总物质的量。 分压：。 反应的。 热点设问04 有关反应机理的分析判断 析典例·明思路 1．（2025·陕晋青宁卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (3)高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为_______。 【答案】(3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O 【详解】（3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； 研考点·通技法 一、解题步骤 1. 圈出催化剂与中间体- 催化剂：先参与反应，后又生成，总量不变，常出现在循环首尾。 中间体：先生成、后消耗，不在总反应里出现。 易错：循环外的物质一般是反应物/生成物。 2. 写出总反应方程式 左右两边相同物质直接抵消，剩下的就是总反应，用来判断：- 反应物、生成物 原子守恒、电子守恒 反应类型（加成、氧化还原、取代等） 3. 逐步分析断键与成键 只看发生变化的化学键：- 旧键断裂→吸热 新键生成→放热 注意：只有过渡态是高能不稳定态，中间体是相对稳定的中间产物。 4. 判断决速步（慢反应） 活化能最高的一步→反应速率最慢→决定总反应速率。 5. 用三大守恒验证- 原子守恒（C、H、O、金属等） 电荷守恒（离子反应），电子守恒（氧化还原型机理） 二、高频考点判断技巧 1. 催化剂判断 全程量不变，循环起点出现、终点生成。 2. 中间体判断 某步生成、下一步消耗，总反应式中无。 3. 活化能与速率 活化能越大，反应越慢；决速步活化能最大。 4. 反应热判断 总反应生成物能量 − 反应物能量 = ΔH。 5. 选择性与副反应 某路径活化能更低，该产物为主产物。 三、常见错误选项秒排 把中间体当成催化剂 认为催化剂改变反应焓变（只改速率不改ΔH） 认为所有基元反应都是慢反应 忽略原子守恒乱猜产物结构 把过渡态当作稳定中间体 四、极简口诀 先找循环定催化，中间产物生后消。 断键成键看变化，活化能高是慢步。 总式抵消相同物，守恒一查全清楚。 破类题·提能力 1．（2026·山西太原·模拟预测）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下： 回答下列问题： (4)一定温度下，、和（体积比为）按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器（入口压强为）发生反应i和ii．有存在时，反应ⅲ的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性（选择性）如图2所示。 ①的选择性大于的原因是________。 ②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是________；当时，该温度下反应ii的______（保留两位小数）。 【答案】(4) 由C4H9生成时活化能较大，反应速率慢，所以的选择性大于 当x≥2时，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO的分压，相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小 【详解】（4）① 由图1可知，由C4H9生成 C4H8时活化能较大，反应速率慢，所以 C4H10的选择性大于（或生成的反应活化能低于生成的活化能，反应速率更快，因此选择性更高）； ② 在恒定的入口总压下，x增大，CO占比升高，和的分压降低，反应i、ii均为气体分子数减少的反应，平衡逆向移动，因此转化率减小； 设初始总物质的量为，则，，。由图2，时转化率为，选择性为，转化的总：，列三段式：，，总物质的量，总压，反应ii：，压强平衡常数：。 2．（2026·陕西·模拟预测）甲醇汽油清洁环保、资源丰富、动力性强，对于我国实现碳达峰和碳中和目标有重要意义，因此有关甲醇汽油的开发和利用是研究热点。利用和在催化剂的作用下合成甲醇是比较常见的合成方法，发生的主反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (2)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。 该反应机理中决速步的热化学方程式：_______。 【答案】(2)  或   【详解】（2）根据图像，从转变至的过程中，达到过渡态TS3所需活化能最多，为1.40 eV，因此，该步反应是总反应的决速步，反应热化学方程式为； 热点设问05 平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响 析典例·明思路 1．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应的_______。 (2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。 【答案】(1) (2)(ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) 【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。 （2）由图1中信息可知，的，则的键能为；的，则H-H键的键能为。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。 研考点·通技法 影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 (2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响 ①恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动 ②恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、 V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动 【答题模板及剖析】 恒压线(恒温线) 答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果) 答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论) 经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________ 标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高 破类题·提能力 1．（2026·陕西·模拟预测）甲醇汽油清洁环保、资源丰富、动力性强，对于我国实现碳达峰和碳中和目标有重要意义，因此有关甲醇汽油的开发和利用是研究热点。利用和在催化剂的作用下合成甲醇是比较常见的合成方法，发生的主反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (3)向体积可变的密闭容器中充入物质的量之比为的和，分别在X和Y两种催化剂的催化下发生上述反应，经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性随温度变化如图所示： [的选择性] ①由图可知，催化效果X_______Y(填“>”“＜”或“=”)。 ②在210℃-270℃间，的选择性随温度的升高而下降，可能的原因为_______。 (4)将、和Ar按体积比投入某新型催化反应器中，在恒温恒压(260℃，1.8 MPa)下进行反应，测得相关数据如下表。 项目 平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s 数据 25.0% 80.0% 10.0 ①下列能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到平衡状态的判据是_______(填字母)。 A．气体压强不再变化                                 B．气体的密度不再改变 C．                             D．各物质浓度比不再改变 ②若初始时反应器中，，反应Ⅰ从反应开始到达到平衡态的平均反应速率_______。 ③反应Ⅱ的化学平衡常数_______(列出化简后的计算式或分数即可)。 【答案】(3) > 因为反应Ⅰ的，而反应Ⅱ的，故升高温度反应Ⅰ左移，而反应Ⅱ右移，故的选择性降低 (4) BD 0.02 (或) 【详解】（3）①根据图像，在相同温度下，催化剂X对的转化率更高，同时，对的选择性更好，因此，X的催化效果强于Y； ②根据热化学方程式，反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，升温有助于反应Ⅰ逆向进行，反应Ⅱ正向进行，使得催化剂对的选择性降低； （4）①A．根据题干信息，该催化反应器恒压，因此体系内气体压强为定值，无法据此判断反应是否达到平衡，A错误； B．在恒压条件下，对气体有，根据热化学方程式，反应Ⅰ气体分子总数减少，反应Ⅱ不变，随着反应的进行，反应器内气体体积不断减小,当反应达到平衡时，气体体积不再变化。同时，根据质量守恒，反应器内气体总质量为定值，因此，反应器内气体密度随反应进行而增加，当密度不再变化时，说明反应达到平衡，B正确； C．容器中进行的是两个反应，反应物都是和，且二者计量数之比不相等，因此，不能说明正逆反应速率是否相等，反应是否达到平衡，C错误； D．当体系内各物质浓度比不变时，说明各物质的生成和消耗速率相等，两反应均达到平衡状态，D正确； 故答案选BD； ②根据题干信息，与的投料体积比为1:5，初始时，根据表格信息，的平衡转化率为25%，说明反应过程中的消耗量为，根据质量守恒，则有。的选择性为80%，则，解得，则反应Ⅰ从开始到平衡态的平均反应速率为； ③设起始投料量为1 mol，则的起始投料量为5 mol，结合第②问分析可知，在平衡条件下，，，据此可列式： 对于反应Ⅱ有，体系内各物质的分压，则； 2．（2026·陕西商洛·模拟预测）二氧化碳的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视，将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一。利用和合成甲醇，在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。 反应Ⅰ：　， 反应Ⅱ：　， 请回答： (4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应t min，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。此温度范围内，催化剂活性不受影响。 ①当温度高于490 K后，甲醇产率减小的原因可能是________。 ②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化的曲线图________。 【答案】(4) 490K之后，温度升高反应Ⅰ逆向移动反应Ⅱ正向移动，氢气和二氧化碳浓度下降，水蒸气浓度增加，从而导致反应Ⅰ逆向移动 【详解】（4）①在490K之前，反应尚未达到平衡，甲醇产率随着温度升高而增大；490K之后，甲醇产率下降是因为随着温度升高，反应Ⅰ逆向移动，且随温度升高反应Ⅱ正向移动，H2(g)和CO2(g)浓度降低，H2O(g)浓度增加，导致反应Ⅰ逆向移动；②反应Ⅰ为放热反应，低温下甲醇的产率较高，反应Ⅱ为吸热反应，低温下平衡逆向移动，CO2转化为甲醇比转化为CO更多，故甲醇平衡产率随温度变化的曲线图如 。 热点设问06 平衡图像原因解释之选择反应最佳条件及转化率、产率变化分析 析典例·明思路 1．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)    ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 ③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。 【答案】(4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 【详解】（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。 ③图3中，进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有： 当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时、、的物质的量分别为、2、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下因此，该温度时，反应的平衡常数。 研考点·通技法 1、平衡图像原因解释之选择反应最佳条件 化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 2、平衡图像原因解释之转化率、产率变化分析 答题要领 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 破类题·提能力 1．（2026·山西朔州·一模）二氧化碳加氢合成甲醇是制备清洁能源的一种有效途径。已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   (2)恒压时，和起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中反应，该分子筛膜能选择性分离出。 ①使用分子筛膜的目的是___________。 ②将反应后的气体以一定流速通过含修饰的吸附剂(能与键电子形成作用力较强的配位键)分离和。测得两种气体的出口浓度(c)与进口浓度()之比随时间变化关系如图所示。20~40 min时浓度比几乎为0，50 min以后浓度比又接近1的原因可能是___________。 【答案】(2) 减少主反应生成物浓度，使主反应平衡正向移动，提高转化率和甲醇产率 优先吸附：20~40min吸附剂未饱和，几乎全部被吸附，出口浓度接近0；50min后吸附剂达到吸附饱和，无法继续吸附，因此出口浓度比接近1 【详解】（2）① 分子筛膜可选择性分离出，减少主反应生成物浓度，使主反应平衡正向移动，提高转化率和甲醇产率； ② 可与含键的形成强配位键，优先吸附：20~40min吸附剂未饱和，几乎全部被吸附，出口浓度接近0；50min后吸附剂达到吸附饱和，无法继续吸附，因此出口浓度比接近1。 2．（2026·宁夏山西·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) (Ⅱ) (Ⅲ) 在体积为V L的恒容容器中，将CaS，和按一定量投料反应。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： (5)a～b mol，平衡转化率上升而平衡转化率下降，请结合以上反应解释原因：___________。 【答案】(5)amol后，随着n(SO2)增加，因分解，促进反应①不断正向进行，溶液中不断增加，促使反应③逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降 【详解】（5）a mol后，随着增加，又因分解，促进反应①不断正向进行，使溶液中不断增加，促使反应③逆向进行，所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。 刷模拟 1．（2026·陕西咸阳·二模）甲醇()是一种重要的化工原料和燃料，广泛应用于化工、医药、能源等领域，其制备方法有多种。回答下列问题： Ⅰ．催化加氢制备，反应原理为。 (1)有关化学键的键能如表所示，反应  ___________，该反应的熵变___________(填“>”或“<”)0. 化学键 中 键能() 436 413 328 463 803 (2)恒压时，和起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中发生上述反应，该分子筛膜能选择性地分离出，使用分子筛膜的目的是___________。 (3)在容积为2 L的密闭容器中，由和合成：，在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图1所示。 ①___________(填“>”或“<”)。 ②将A点的反应从变到，达到平衡时将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅱ．“液态阳光”是合成新路径，反应原理为  ，向容积均为2 L的恒容密闭容器中通入和，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得50 min时，转化率随温度的变化如图2所示。 (4)该反应适宜选用的催化剂为___________(填“X”或“Y”)，时，d点对应容器在0∼50 min内的平均反应速率___________。 (5)转化率：c点<b点的原因是___________。 (6)按上述投料，若某温度下，初始压强为，达到平衡时，转化率为，则该反应的平衡常数___________(用表示，最终结果用分数表示)。 【答案】(1) -42 < (2)分离出，促进平衡正向移动，增大、的转化率 (3) < 增大 (4) X 0.01 (5)温度升高，催化剂的活性降低，反应速率减小，相同时间内反应物的转化率减小 (6) 【详解】（1），反应中断开中的键、键，形成、、，计算得：。该反应气体总物质的量减少，混乱度减小，故熵变； （2）分离产物水蒸气，降低生成物浓度，使得反应平衡正向移动，提高和的转化率，增大甲醇产率； （3）①温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短。由图可知更快达到平衡，因此； ②反应放热，升高温度后，平衡时的的量减少，平衡逆向移动，消耗的同时生成，所以增大； （4）相同温度下，催化剂对应的转化率更高，催化效率更高，因此选用。时点转化率为，转化的为，平均速率； （5）催化剂的活性在一定温度范围内有效，温度过高，催化剂的活性降低，所以c点转化率小于b点转化率； （6）按上述投料，某温度下，初始压强为p kPa，达到平衡时，转化率为50%，设此时压强为，列三段式为 ，则此时的压强，则该反应的平衡常数。 2．（2026·陕西榆林·模拟预测）燃煤烟气中的是形成酸雨的“罪魁祸首”，为了保护环境，可用还原脱除。涉及的主要反应Ⅰ为 。 (1)已知 ，和的燃烧热分别为、，则___________。已知反应Ⅰ的，则低温下，反应Ⅰ___________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)550℃时，在某催化剂的作用下，CO还原的过程如下： ⅰ： ⅱ： ⅲ： ______________________ ⅳ： ⅴ： ①在横线上补充过程ⅲ___________。 ②上述过程中催化剂为___________，副反应为___________(填标号)。 ③其他条件不变，增大燃煤烟气中氧气的含量，还原过程中硫的产率将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在(2)中的催化剂作用下，测得550℃、恒容条件下，以不同进料比[]进料，的平衡转化率和的产率如图所示(图中的起始投料固定为1 mol)。 ①S的产率小于的平衡转化率的原因是___________；在进料比之后，的产率下降的原因是___________。 ②550℃时，初始压强为 kPa的恒容容器中，进料比为2.0时，反应Ⅰ的平衡常数___________(为以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) -42.0 能 (2) ⅴ 减小 (3) 部分参与了副反应ⅴ   过量的促使反应ⅴ[]正向进行，且的平衡转化率变化不大 3.7(或 【详解】（1）已知 ，和的燃烧热分别为、，则有热化学方程式+O2(g)=CO2(g) ；+ O2(g)=SO2(g) ，根据盖斯定律可知 =-42.0kJ/mol。 （2）①CO还原的总反应为，则过程ⅲ的反应为。 ②上述过程中催化剂为。副反应为ⅴ。 ③其他条件不变，增大燃煤烟气中氧气的含量，则硫会与氧气反应，则还原过程中硫的产率将减小。 （3）①S的产率小于的平衡转化率的原因是部分参与了副反应ⅴ  。在进料比之后，的产率下降的原因是过量的促使反应ⅴ[]正向进行，且的平衡转化率变化不大。 ②SO2的起始投料固定为1 mol，进料比为2.0时，CO的起始投料为2.0 v mol。由图可知，此时SO2的平衡转化率为60%，s(g)的产率为50%，设反应转化的CO的物质的量为2x mol，反应转化的CO的物质的量为y mol，则： 可得×100%=60%，×100%=50%，解得x=0.6，y=0.1，则平衡时n(CO)=0.7mol，n(SO2)=0.4 mol，n(CO2)=1.2 mol，n(s)=0.5 mol，n(COS)=0.1 mol，n总=2.9 mol，恒温恒容下，气体的物质的量之比等于压强之比，即，则，所以反应Ⅰ的平衡常数。 3．（2026·陕西·模拟预测）的资源化利用是当前研究的热点课题之一。和转化为甲醇主要发生下列反应： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   (1)相关键能如下表所示，则_______；从热力学角度分析，反应Ⅱ能自发进行的条件是________（填“高温”“低温”或“任意温度”）。 化学键 键能（） 1072 436 381 413 463 (2)在一定条件下，将和混合发生反应Ⅲ，下列可以提高氢气平衡转化率的措施有________（填序号）。 a．适当降低温度     b．增大和的起始物质的量之比 c．扩大容器体积     d．选择高效催化剂 (3)在初始温度为225℃，保持压强为的条件下，将一定比例的和混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管，发生反应Ⅰ和Ⅱ。装置及、、……位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和的体积分数如图所示。 ①判断反应Ⅱ在位点的状态：________（填序号），判断理由是________。 a．处于平衡状态    b．向正方向进行    c．向逆方向进行 ②位点，混合气的温度为280℃，则此阶段体系中的分压为________Pa（保留小数点后两位，下同）；若此阶段体系中和的体积比为，则反应Ⅰ在280℃时的压强平衡常数________。 (4)还可以与环氧化合物反应，过程如图所示。X的分子式是，是一种五元环状化合物。X分子中碳原子的杂化类型为________；N原子上的孤电子对主要进攻甲基环氧乙烷上的碳原子a，而不是碳原子b，原因是________。 【答案】(1) 低温 (2)ab (3) b 在这一区间内，的体积分数一直在增加，反应Ⅱ在向正方向进行 (4) 、 碳原子��为亚甲基碳，碳原子��为连接有甲基的叔碳，因碳原子��的空间位阻更小，因此N原子上的孤电子对优先进攻碳原子�� 【详解】（1）根据反应Ⅱ的方程式以及表格中的键能数据，可得到；反应Ⅱ的、，根据时能自发，则反应Ⅱ在低温时可能自发。 （2）对于反应Ⅲ：，可以提高氢气平衡转化率的措施有： a．该反应为放热反应，适当降低温度，平衡向右移动，氢气的平衡转化率升高，a符合题意； b．增大和的起始物质的量之比，相当于增大的浓度，使平衡向右移动，则氢气的平衡转化率升高，b符合题意； c．该反应为气体体积减小的反应，扩大容器体积，相当于减小压强，平衡向左移动，氢气的平衡转化率降低，c不符合题意； d．催化剂只加快反应速率，不影响平衡的移动，故选择高效催化剂不改变氢气的平衡转化率，d不符合题意； 故答案为：ab。 （3）①根据题干信息，CO是反应Ⅰ的生成物和反应Ⅱ的反应物，是反应Ⅱ的生成物；从图像可以看出，混合气体从开始，封闭体系中CO的体积分数几乎不变，说明CO已处于平衡状态（即反应Ⅰ生成CO的速率等于反应Ⅱ消耗CO的速率）；而的体积分数一直在增加，到达时才几乎不变，达到平衡状态，说明在这一区间内，反应Ⅱ在向正方向进行，故符合的选项为：b； ②位点，混合气的温度为280℃，此时的体积分数为12.8%、的体积分数为14.2%、根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的关系有，则体系中的分压为：；当体系中和的体积比为时，得到的体积分数为、的体积分数为，最后得到反应Ⅰ在280℃时的压强平衡常数。 （4）根据X的分子式是，且是一种五元环状化合物，得到X的结构为，其中中的C原子形成3个键且无孤电子对，该原子采用的是杂化，剩余3个C原子为饱和C原子，采用的是杂化；碳原子��为亚甲基碳，碳原子��为连接有甲基的叔碳，因碳原子��的空间位阻更小，因此N原子上的孤电子对优先进攻碳原子�� 。 4．（2026·陕西西安·模拟预测）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产，疏酰氯及1，4二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。 (1)工业上采用Deacon直接氧化法制氯气，其原理为反应a：。 ①Deacon直接氧化法的獕化过程和各历程热效应如图1，则反应a的______（用含有、、的式子表示）。 ②反应a在容积不变的密闭容器中充入和一定量的，进料浓度比分别为、、时平衡转化率随温度变化的关系如图2。下列说法正确的是______。 A．曲线c是进料浓度比为的图线 B．p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率 C．化学平衡常数： D．使用更高效的催化剂可提高p点平衡转化率 (2)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： 恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测定、、温度下体系达平衡时的（，为体系初始压强，，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_____________________。 ②温度下用分压表示的平衡常数______（计算结果保留小数点后两位）。 (3)1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为 以上各反应的速率方程均可表示为，其中、分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，。 ①时，，且内，反应进行到时，______。 ②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时______；后，随T的含量增加，______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) BC (2) 该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 (3) 增大 【详解】（1）①根据盖斯定律，则反应的ΔH=。 ②A．增大HCl的浓度，平衡正向移动，但HCl的平衡转化率降低，曲线a是c(HCl)：c(O2)进料浓度比为7∶1的图线，故A错误； B．p点HCl大于q点，则p点生成物浓度大于q点；p点温度大于q点温度，所以p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率，故B正确； C．随温度升高，HCl平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，化学平衡常数减小，所以K(300℃)>K(400℃)，故C正确； D．催化剂不能使平衡移动，使用更高效的催化剂不能提高p点HCl平衡转化率，故D错误； 选BC。 （2）①该反应的正反应为气体分子数减少的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由T3到T1逐渐降低，则图中温度由高到低的顺序为：。 ②由题图甲中M点可知，进料比，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于其压强之比，则，且，即，可据此列出“三段式”： 可计算得。 （3）①根据化学反应速率的计算公式时，，时，； ②已知，又由题给反应速率方程推知，，则，即时；后，D和G转化为T的速率比为，由于，D的生成速率是G的3倍，D的消耗速率相对G的消耗速率更小，说明D生成快消耗慢，G生成慢消耗快，则增大。 5．（2026·陕西铜川·一模）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：(g)(g)+H2(g)。 已知： 化学键 C—H C—C C=C H—H 键能/kJ-mol-1 412 348 612 436 (1)结合所给数据，说明上述反应高温能自发发生的原因是_______。 (2)原料气掺混水蒸气可以消除积炭的原理为_______。 (3)除可以消除积炭外，加入的水蒸气的作用还有_______。 (4)在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和铁系催化剂作用下苯乙烯的选择性(指生成的苯乙烯与转化的乙苯的物质的量的比值)随温度变化的示意图如图，则工业控制反应温度为873K的理由是_______。 (5)乙苯脱氢耦合二氧化碳转化。Ar气氛下，高价态的钒镁氧化物晶体(V)作为的催化活性中心进行乙苯脱氢，耦合转化为CO，实现晶格氧再生和二氧化碳转化，反应机理如图所示： 用简要的文字描述乙苯脱氢耦合二氧化碳转化过程_______。 (6)含苯乙烯的废水的排放会对环境造成严重的污染，现采用电解法进行处理，其工作原理如下图(电解液是含苯乙烯和硫酸的废水，pH=6.2)，已知：·OH(羟基自由基)具有很强的氧化性，可以将苯乙烯氧化成和。 ①M连接电源的_______(“正极”或“负极”)。 ②苯乙烯被·OH氧化的化学反应方程式为_______。 【答案】(1)根据，当温度T足够高时，，使，反应自发进行 (2)将固体碳转化为气体产物，从而清除催化剂表面的积炭，维持催化活性 (3)降低乙苯分压，根据勒夏特列原理，促使平衡向正反应方向移动，提高乙苯转化率；稀释反应体系，抑制副反应(如聚合、裂解)，提升苯乙烯选择性；作为热载体，维持吸热反应所需温度，保障反应速率 (4)在873 K时，乙苯平衡转化率已处于较高水平(约60-70%)，苯乙烯选择性接近峰值(约90%)；温度低于873 K：转化率偏低，生产效率不足；温度高于873 K：虽转化率继续上升，但选择性显著下降，副产物增多，影响产品纯度与收率，同时增加能耗和催化剂失活风险。因此，873 K是兼顾转化率、选择性和经济性的最优操作温度 (5)与催化剂发生还原反应生成CO和，乙苯与中间产物发生氧化反应生成、苯乙烯和水 (6) 正极 【详解】（1）反应物总键能-生成物总键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，故，反应气体分子数增加，即，根据，当温度T足够高时，，使，反应自发进行。 （2）水蒸气与积炭在高温下反应生成可燃气体，从而清除催化剂表面的积炭，维持催化活性。 （3）加入的水蒸气的作用：降低乙苯分压，根据勒夏特列原理，促使平衡向正反应方向移动，提高乙苯转化率；稀释反应体系，抑制副反应(如聚合、裂解)，提升苯乙烯选择性；作为热载体，维持吸热反应所需温度，保障反应速率。 （4）在873 K时，乙苯平衡转化率已处于较高水平(约60-70%)，苯乙烯选择性接近峰值(约90%)；温度低于873 K：转化率偏低，生产效率不足；温度高于873 K：虽转化率继续上升，但选择性显著下降，副产物增多，影响产品纯度与收率，同时增加能耗和催化剂失活风险。因此，873 K是兼顾转化率、选择性和经济性的最优操作温度。 （5）与催化剂发生氧化还原反应生成CO和，乙苯与中间产物发生氧化反应生成、苯乙烯和水。 （6）M极苯乙烯生成了二氧化碳，失电子，作阳极，连接电源的正极；由图可知，苯乙烯被·OH氧化生成二氧化碳和水，故该化学方程式为。 6．（2026·陕西渭南·一模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用、为原料合成对实现“双碳”目标具有重要意义，其主要反应如下： 反应1：     反应2：     回答下列问题： (1)已知反应3的平衡常数，写出反应3的热化学方程式：_______。 (2)为提高的平衡产率，理论上应采用的条件是_______(填字母)。 a．高温高压　　b．高温低压　　c．低温高压　　d．低温低压 (3)一定温度下，向压强恒为100 MPa的密闭容器中通入1 mol 和3 mol ，充分反应后，测得平衡转化率为50%，选择性为80%，该温度下的分压为_______MPa[分压=总压×物质的量分数，甲醇的选择性]；计算该温度下反应2的压强平衡常数为_______(保留两位有效数字)[为以分压表示的平衡常数]。 (4)研究者向恒压(3.0 MPa)密闭装置中通入一定量的反应物混合气，测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图所示(时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。 ①请解释甲醇时空收率“抛物线”后半段下降的可能原因：_______。 ②为获得最大的甲醇时空收率，根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为_______(填字母)。 A．，220℃　　B．，240℃　　C．，210℃　　D．，220℃ (5)在PMPa、下，将投料比的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器，只发生反应2，的平衡转化率为25%。同温同压下，若通入装有催化剂的新型膜反应器(如图所示)，的平衡转化率为40%，则相同时间内出口a和出口b中的质量比为_______。 【答案】(1) (2)c (3) 12.5 0.059 (4) 温度升高，催化剂活性降低，时空收率降低(或温度过高不利于物质在催化剂表面附着，影响时空收率) C (5)1:3 【详解】（1）由热化学方程式，得到，，则，，反应3的热化学方程式为： （2）生成甲醇的反应1为放热反应，是气体分子数减小的反应，要提高甲醇的平衡产率，需选择低温高压的条件，故选择c； （3）①设反应1消耗amol，反应2消耗bmol，列出三段式，，结合平衡转化率为50%，选择性为80%，，，算得a=0.4 mol，b=0.1 mol，气体总物质的量为：(4-2a)mol=3.2 mol，甲醇的分压为； ②反应2前后气体的化学计量数之和不变，故平衡常数中的分压可用物质的量的表示，； （4）①温度升高，可能导致催化剂失活，使甲醇的时空收率下降；也可能因为温度过高导致物质在催化剂表面附着困难，影响时空收率； ②由图，甲醇时空收率最高时的温度约为210℃、使用催化剂，与C选项条件最接近，故选C； （5）只发生反应2，观察反应2的化学计量数，可知消耗的的物质的量与生成的水的物质的量相等，设投入1mol，没有使用分子筛膜多孔载体反应器时，的平衡转化率为25%，即反应了0.25mol，生成0.25mol水，可算得；当通入新型反应器时，平衡转化率为40%，总共生成0.4mol水，设从b口排出了x mol水，平衡常数不变，可列式：，解得x=0.3 mol，故从a口排出的水为(0.4-x)mol=0.1 mol，二者质量比为0.1:0.3=1:3。 7．（2026·陕西榆林·二模）2025年中国在“双碳”道路上实现了从量变到质变的关键跨越。随着“双碳”目标的推进，将高效转化为高附加值化学品是当前的研究热点。 Ⅰ.转化为甲醇是实现“碳中和”的重要手段，该过程主要发生下列反应： a.   b.   c.   (1)①________，若反应c正反应的活化能为，则逆反应的活化能为________(用含的式子表示)。 ②反应b的正、逆反应速率分别表示为：；，其中、分别为正、逆反应速率常数。达到平衡时，升高温度，________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)恒温恒容密闭容器中若只发生反应a，下列一定能说明反应达到平衡状态的是________(填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．和的物质的量之比不再变化 C．气体平均相对分子质量不再变化 D．消耗速率和CO消耗速率相等 Ⅱ.间接制得的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 (3)在、催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示［某物质的选择性］。 ①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，曲线________表示乙醇的选择性。 ②工业上通常选择在478~500K之间，其可能的原因是________(写一条即可)。 ③483K时，出口处的值为________(精确至0.01)。 ④A点反应的浓度商________(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.01)。 【答案】(1) 减小 (2)D (3) Ⅲ 温度太低，决速步太慢；温度太高，副反应加剧(该温度区间内DMO转化率高、乙二醇选择性高，副产物占比低，兼顾生产效率与产品纯度)合理即可 1.98 0.02 【详解】（1）①根据盖斯定律，；该反应为放热反应，所以。 ②反应b为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，逆反应速率加快的更多，即减小，故减小。 （2）反应a是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体的密度和平均相对分子质量始终不变，不能作为平衡的标志，故A、C错误。B项，若起始投料比为1:1，则该比值在反应过程中始终不变，不能作为判断是否到达平衡的依据。D项，消耗速率代表了，消耗速率代表了，二者相等说明达到平衡状态。 （3）①根据图示的曲线，随着反应的温度升高，Ⅰ曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡，此时说明DMO的转化率趋于恒定，故Ⅰ曲线为DMO的实际转化率曲线；又已知Ⅱ为乙二醇的选择性曲线，观察曲线Ⅱ和曲线Ⅳ可知，随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇，故曲线Ⅳ为MG的选择性曲线，因此曲线Ⅲ为乙醇的选择性曲线。根据上述分析，曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线；曲线Ⅳ为MG的选择性曲线； ②温度太低，决速步太慢；温度太高、副反应加剧(该温度区间内DMO转化率高、乙二醇选择性高，副产物占比低，兼顾生产效率与产品纯度)； ③483K时，DMO的实际转化率为99%，设起始投入反应的DMO为100mol，则出口处流出的MG的物质的量为，此时还有1molDMO未反应从出口流出，因此出口处二者的比值为1.98； ④设初始时与DMO的投料分别为62.4mol和1mol，点时DMO的实际转化率为80%，MG和乙二醇的选择性为50%，结合转化关系以及元素守恒可知：体系中DMO的物质的量为、MG和乙二醇的物质的量均为、的物质的量为、的物质的量为，体系中总物质的量为。代入表达式可计算反应的浓度熵。 8．（2026·陕西西安·一模）Ⅰ.乙二醇是一种重要的化工原料，可用于生产聚酯纤维、防冻剂、增塑剂等。由合成气直接法制乙二醇的主要反应如下： 反应Ⅰ ΔH1 反应Ⅱ ΔH2 (1)已知298 K、101 kPa下， ，  ，则ΔH2=________。 (2)在恒压密闭容器中充入合成气，仅考虑发生反应Ⅰ，维持10%的平衡转化率，所需反应条件（温度、压强）如表： 温度T/K 298.15 300 354.7 400 压强P/kPa 5.73 6.38 49.27 260.99 反应Ⅰ平衡常数K 1 则ΔH1_______（填“>”或“<”）0，随着温度升高所需压强增大的原因是________。 (3)在2 L刚性容器中充入合成气，总压，温度473 K，催化剂(含)下进行反应。 ①测得和的时空收率分别为0.8 mol·（mg-Rh）-1·h-1和0.9 mol·（mg-Rh）-1·h-1（时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量），则用H2表示的反应速率为________。 ②平衡时，若和体积分数相等，H2的分压为，则的选择性为________。反应Ⅰ的平衡常数_________(用含x的式子表示)。(已知：的选择性；分压＝总压×物质的量分数。) (4)合成气直接法制乙二醇的反应I、Ⅱ的反应历程(部分)如图，下列过程中活化能最大的基元反应方程式为________。 (5)甲醛(HCHO)电化加氢二聚法也可制备乙二醇。采用石墨电极非分隔式电解槽，在、酸性条件下可电解甲醛制备乙二醇。生成乙二醇的阴极电极反应式为________。 【答案】(1)-90.14 (2) < 升高温度，平衡逆向移动，为保持转化率不变，需要增大压强，使平衡正向移动 (3)1.68 66.7% 或 (4) (5)2HCHO+2e-+2H+=HOCH2CH2OH 【详解】（1）已知：①； ②； 根据盖斯定律，反应Ⅱ可由②-①得到，故； （2）由表格数据可知，温度升高时，反应Ⅰ的平衡常数减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，故；升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，为保持CO的10%平衡转化率不变，需增大压强，使平衡正向移动，抵消温度升高带来的转化率降低； （3）①时空收率为 ，催化剂含Rh ，则1小时内生成乙二醇的物质的量为 ，根据反应Ⅰ，消耗H2的物质的量为 ；生成甲醇的时空收率为，则1小时内生成甲醇的物质的量为，根据反应Ⅱ，消耗H2的物质的量为；总消耗H2的物质的量为，容器体积为2 L，故H2的反应速率为； ②设平衡时乙二醇的物质的量为，甲醇为，则反应Ⅰ消耗CO为，反应Ⅱ消耗CO为，总消耗CO为，乙二醇的选择性为； ③已知的分压为，反应前，总压40 MPa，初始分压为，设平衡时乙二醇的物质的量为，甲醇为，则反应Ⅰ消耗CO为，消耗H2为，反应Ⅱ消耗CO为，消耗H2为，总消耗CO为，总消耗H2为，平衡分压：，则：，平衡分压：，平衡分压：，代入反应Ⅰ的平衡常数表达式：；整理得，； （4）反应历程中，过渡态能量越高，基元反应的活化能越大。由图可知，过渡态TS3的能量最高，对应基元反应为； （5）在酸性、60~70℃条件下，甲醛在阴极得电子，结合H+发生还原反应生成乙二醇，电极反应式为 。 9．（2026·陕西宝鸡·一模）Ⅰ．将二氧化碳转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一，和在一定条件下可转化为，转化过程中发生的反应如下： 反应ⅰ(主反应)：   反应ⅱ(副反应)：   甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为：   回答下列问题： (1)_______；有利于反应ⅰ自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)。 (2)在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 A．保持不变 B．的分压保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．密闭容器中温度保持不变 (3)催化加氢合成的过程中，活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂表面)，CO是活化的优势中间体，原因是_______。 (4)在恒容条件下，按的投料比进行反应ⅰ和反应ⅱ，平衡时、和CO在含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图2所示： ①曲线b表示的含碳物质的名称为_______。 ②M点时反应ⅱ的_______(以分压表示，分压总压×该物质的物质的量分数，结果保留至小数点后两位)。 Ⅱ．电还原制备高附加值的有机物 已知：Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远强于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。 (5)还原可能的反应机理如下图所示(*CO表示吸附态的CO)。 ①参照机理图画出A的结构：_______。 ②若还原产物主要为HCOOH，应选择_______(填“Sn”“Au”或“Cu”)做催化剂。 【答案】(1) 低温 (2)BD (3)生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成CO (4)甲烷 0.39 (5) Sn 【详解】（1）反应ⅰ：    反应ⅱ：    反应iii：   根据盖斯定律，由反应ⅱ×2-iii可得=； ，有利于反应ⅰ自发进行的条件是低温。 （2）A．根据碳元素守恒，为恒量，保持不变，反应不一定平衡，故不选A； B．的分压保持不变，说明浓度不变，反应一定达到平衡状，选B； C．根据质量守恒，气体总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故不选C； D．绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，温度是变量，密闭容器中温度保持不变，反应一定达到平衡状，故选D； 选BD。 （3）由题给机理图可知，生成CO这一路径所需的活化能更低，且在催化剂表面上更稳定，因此“CO是CO₂活化的优势中间体”。 （4）①反应ⅰ正反应放热、反应ⅱ正反应吸热，升高温度，反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动，所以升高温度甲烷的含量持续降低、CO的含量增大，c表示CO、a表示CO2，曲线b表示的含碳物质的名称为甲烷。 ②设CO2、H2的初始投料均为1mol，M点时，，即n(CO2)=0.7mol、n(CO)= 0.15mol、n(CH4)= 0.15mol，反应ⅰ消耗0.6molH2、反应ⅱ消耗0.15molH2，容器中n(H2)=0.25mol；反应ⅰ生成0.3molH2O、反应ⅱ生成0.15molH2O，容器中n(H2O)=0.45mol；反应ⅱ的。 （5） ①参照机理图，A通常是“CO2经单电子还原”生成的自由基阴离子，根据机理图，A中活性位点吸附C原子，A写作； ②Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，参照机理图，活性位点吸附O原子时生成HCOOH，若还原产物主要为HCOOH，应选择Sn作催化剂； 10．（2026·青海西宁·二模）氢能是一种来源广泛、高效、环保、能量密度高的可再生清洁能源，在工业合成、交通燃料、电力、建筑、军事等领域有巨大的市场潜力和发展前景，制氢、储氢、用氢等相关研究成为重点研究方向。 Ⅰ.一种利用水煤气变换反应制氢的方法为：    平衡常数  K 该反应的两步分反应如下： ①    平衡常数 ②    平衡常数 请回答下列问题： (1)___________。 (2)将总压强控制在1.70 MPa恒定不变，同时固定碳水比[]投料，水煤气变换反应在不同条件下达到平衡时，和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表： /MPa /MPa /MPa 条件1 x x 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下，该反应的化学平衡常数K=2，则CO转化率是___________；x=___________。 ②对比条件1，条件2中产率下降，试分析可能产生的原因___________。 (3)一定温度下，恒容密闭容器中发生水煤气变换反应，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．当体系压强不再改变时，说明达到反应限度 B．该反应的应用有利于“碳中和”目标的实现 C．使用催化剂能降低活化能，提高CO平衡转化率 D．及时分离出在一定程度上有利于提高产量 Ⅱ.一种肼-空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示： (4)N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 (5)燃料电池电极A的电极反应式为___________。 【答案】(1)-6 kJ/mol (2) 80% 0.4 发生了副反应，CO或H2与其他物质反应生成CH4 (3)D (4)阳离子 (5) 【详解】（1）盖斯定律计算：总反应反应①反应②，因此，代入数据，解得； （2）① 设初始投料，，平衡时转化，则有三段式 ，反应前后气体分子总数不变，所以总物质的量仍为。 根据分压定义得：，，。 平衡常数，解得（不合题意舍去）。 因此转化率，； ② 条件2检测到，说明发生了生成甲烷的副反应，被副反应消耗，因此产率下降； （3）A．该反应前后气体分子数不变，恒容容器中压强始终不变，压强不变不能说明达到反应限度，A错误； B．该反应虽然能制取清洁能源氢气，但是同时生成了，并不有利于碳中和，B错误； C．催化剂只能降低活化能、加快反应速率，不改变平衡转化率，C错误； D．及时分离出产物，平衡正向移动，可提高产物产量，D正确； 故答案选D； （4）该装置淡化饱和食盐水的同时得到盐酸和。由图可知左侧得到盐酸，则右侧得到，食盐水中的需要穿过N膜进入右侧电极区，因此N膜为阳离子交换膜； （5）电极A为负极，发生氧化反应生成，左侧为酸性环境，配平得电极反应：。 刷真题 1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， (1)计算_______。 (2)提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 (3)高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为_______。 (4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是_______(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的_______(列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时，_______。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是_______。 【答案】(1) (2)B (3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O (4) c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 【详解】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； （2）已知反应Ⅱ．  为放热反应，要提高平衡产率，要使平衡正向移动。 A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，A错误； B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高平衡产率，B正确； C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，C错误； D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，D错误； 故选B。 （3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； （4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二氧化碳、甲烷的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量，故答案为：0.2；温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量。 2．（2023·新课标卷·高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应的_______。 (2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。 (3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)    ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 ③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。 【答案】(1) (2)(ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) (3) (4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。 （2）由图1中信息可知，的，则的键能为；的，则H-H键的键能为。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。 （3）已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，设其晶胞中含有的原子数为，则晶体密度，解之得，即晶胞中含有的原子数为。 （4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。 ③图3中，进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有： 当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时、、的物质的量分别为、2、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下因此，该温度时，反应的平衡常数。 3．（2024·新课标卷·高考真题）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (1)Ni基态原子价电子的轨道表示式为_______。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为，镍原子半径为_______。 (2)结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为_______，晶体的类型为_______。 (3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，_______有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α=_______，该温度下平衡常数_______。 (4)对于同位素交换反应，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数)，则反应一半所需时间_______(用k表示)。 【答案】(1) (2)8 分子晶体 (3)小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 (4) 【详解】（1）Ni为28号元素，其基态原子的核外电子排布式为，则其价电子轨道表示式为；铜晶胞示意图为，镍的晶胞结构类型与铜的相同，则镍原子半径为晶胞面对角线长度的，因为晶胞体积为，所以晶胞棱长为a，面对角线长度为，则镍原子半径为。 （2）单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键2个π键，由的结构可知，4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键，而每个配体CO中含有1个σ键2个π键，因此1个分子中含有8个σ键。的沸点很低，结合其结构可知该物质由分子构成，因此其晶体类型为分子晶体。 （3）随着温度升高，平衡时的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于的生成；由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中的体积分数增大，则压强：，即对应的压强是1.0MPa．由题图乙可知，、100℃条件下达到平衡时，CO和的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4mol，反应生成的为xmol，可得三段式： ，反应后总物质的量为：（4-3x）mol，根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数，因此有，解得，因此达到平衡时，CO的平衡转化率；气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数。 （4）由题给关系式可得，当反应一半时，即，，，则。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $