专题03 化学反应原理综合题（大题专练，三大类型集训）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

**基本信息** 聚焦化学反应原理在精细合成、三废利用、化工生产中的综合应用，通过15道模拟题构建从基础原理到实际场景的逻辑链条，强化科学思维与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |精细化学品合成|5道（如苯甲醛Tishchenko反应）|结合有机合成，考查反应机理、平衡调控、速率方程|从反应焓变计算到催化剂选择性分析，体现结构决定性质的化学观念| |工业三废利用|5道（如CO₂加氢制甲烷）|围绕“双碳”热点，涉及多反应体系平衡、转化率计算|整合热力学（ΔH、ΔS）与动力学（速率常数、平衡移动），培养绿色化学责任| |化工生产工艺|5道（如二甲醚制备、尿素合成）|模拟工业流程，考查工艺条件优化、平衡常数计算|以真实生产为载体，构建“原理推导-条件选择-效益评估”的科学探究路径|

专题03 化学反应原理综合题 内容概览 类型一 精细化学品合成原理综合题 类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 类型三 化工生产工艺原理综合题 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细化学品合成原理综合题 1.【答案】（1）-30 （2）适当降低反应温度 （3） ①. B ②. 3h之前反应ii速率更大，苯甲醇百分含量随时间增加而增加，3h之后反应iii速率更快，苯甲醇百分含量随时间增加而减少 ③. 或83.3% ④. “170℃时均相反应”更有利于反应ii发生 （4） ①. ②. 反应试剂使用前应先干燥 2. 【答案】(1)+15 (2) 高温 低温 (3) 小于 9/4 (4)二氧化碳分子直径介于材料的孔径大小之间，可以被吸附 (5)Pd膜能选择性分离出，促进反应正向进行 (6) 质子导体 3. 【答案】(1) 4 熵驱动 (2)AC (3) b (4)温度过高因反应产生积碳，导致催化剂表面活性位点被覆盖，活性降低 (5)加入O2后，能与H2反应放出热量；同时消耗H2促进反应正向移动 (6)A 4．【答案】(1)−138.6 (2)增大压强 (3)AD (4) b 逆向移动 5. 【答案】（1） （2）B （3） ①. ②. ③. Y ④. ⑤. ◆类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 1.【答案】（1） ①. ②. 较低 （2）C （3） ①. B ②. 0.17 （4） ①. 2 ②. 导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化 2．【答案】（1） （2） （3）高温 （4） ①. 少 ②. 氧空位少，基元反应活化能高 （5）C （6） ①. 1.28 ②. 0.04 3. 【答案】（1） ①. -206 kJ/mol ②. 低温 （2）减小 （3） ①. CO2 ②. 0.5 ③. 4. 【答案】（1）-90.7 kJ·mol-1 （2） ①. 增大 ②. （3） ①. 20% ②. 相同温度下，使用催化剂A，的转化率更高，的选择性也更大 ③. BC （4） ①. b ②. 5.【答案】（1） （2） ①. ②. 31% ③. 原因一：温度高于523K，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ii速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应i平衡逆移，反应ii平衡正移 （3） ①. > ②. 以上副反应占主导，压强对平衡无影响 ③. 0.061 ◆类型三 化工生产工艺原理综合题 1.【答案】（1）-122.5 （2） ①. (或其他写法也可) ②. ②④ ③. AB （3） ①. 20% ②. （4）反应Ⅰ、Ⅱ放热，升温平衡逆向移动；反应Ⅲ吸热，升温平衡正向移动。超过290℃后，反应Ⅲ正向移动程度大于Ⅰ、Ⅱ逆向移动程度，转化率升高 2．【答案】（1） （2）abd （3） ①. Ⅱ ②. 不变 ③. ④. 24 3．【答案】（1） ①. 0.6mm ②. 温度升高，反应速率加快，使出口氨的百分含量升高；最高点后，温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢，使出口氨的百分含量下降(其他合理答案均可)。 （2） ①. ②. d （3）(或) （4） ①. 大于 ②. O点 ③. 4. 【答案】(1)-215.8 (2)引入CO后，反应在一定温度下ΔG<0，反应可以自发进行(其他合理答案也可) (3)反应条件温和；将污染物NO高效转化为有价值的NH3；能耗更低；废气利用(答案合理即可) (4) (5)0.1 (6)水平吸附使N2双端同时与Ba2+作用，N≡N键更易活化 (7)N2和H2竞争吸附或H2会覆盖部分活性位，降低N2的吸附和活化几率(合理答案均给分) 5. 【答案】（1）（分步写也给分：第一步：；第二步：） （2）7 （3）a （4） （5） （6） ①. b ②. d （7）d （8） 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 内容概览 类型一 精细化学品合成原理综合题 类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 类型三 化工生产工艺原理综合题 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细化学品合成原理综合题 1.（2026·黑龙江龙东十校·一模）苯甲醛在强碱性试剂催化下发生Tishchenko反应可制备苯甲酸苯甲酯。 ⅰ． 若体系中存在，可同时发生以下反应： ⅱ． ⅲ． 回答下列问题： （1）___________。 （2）能提高苯甲酸苯甲酯平衡产率的方法有___________。 （3）以碳化钙作为碱性试剂、含微量水的苯甲醛为原料，分别在“室温下球磨”和“170℃均相反应”条件下制备苯甲酸苯甲酯，体系中液相物质(苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸苯甲酯)的物质的量分数随时间变化如下图。 ①Ⅰ图中表示苯甲醇的曲线为___________(选填“A”、“B”或“C”)，其物质的量分数随时间变化的原因为___________。 ②Ⅱ图中，反应12h时，苯甲酸苯甲酯的选择性___________。() ③与“室温下球磨”条件相比，“170℃均相反应”时C线均大于B线的原因为___________。 （4）已知：中提供孤电子对呈碱性；反应ii的速率方程为(苯甲醛)。 ①若体系中存在，碳化钙与水反应生成碱，其化学方程式___________。 ②为提高苯甲酸苯甲酯的选择性，可采取的操作为___________。 2. （2026·黑龙江哈尔滨市第九中学·一模） 氢气被誉为未来的绿色能源，为了实现氢气的可持续生产，实现能源产业的创新，科学家们探索了多种途径制备氢气。 【乙醇制氢】 乙醇在催化下，制取氢气有如下方法：部分催化重整   已知：298K时，相关物质的相对能量如图1： (1)依据图中数据，计算该反应的___________。 【甲烷制氢】 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：     (2)工业生产中反应Ⅰ和反应Ⅱ要分两个温度段进行，第一阶段先采用___________(填“高温”或“低温”)，第二阶段再采用___________(填“高温”或“低温”)。 (3)在一定条件下，向密闭容器中加入一定量的、和催化剂只发生反应Ⅱ，其中，，、分别为正、逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压。调整初始水碳投料比，测得CO的平衡转化率如图2。 ①A、C两点温度比较：A___________C。(填“大于”、“小于”或“等于”) ②在B点所示条件和投料比下，当CO的转化率达到40%时，___________。 (4)工业上也可采用金属有机框架材料(MOFs)选择性吸附(如图3所示)，该材料能吸附而不能吸附CO可能的原因是___________。 【一氧化碳制氢】 (5)一氧化碳变换反应也可用于生产氢气，该反应在Pd膜反应器中进行的工作原理如图4所示。当反应器中存在Pd膜时，CO变换反应具有更高转化率的原因是___________。 (6)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图5所示。 ①装置中的固体电解质应采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②同温同压下相同时间内，若进口Ⅰ处，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为___________(用a、b、y表示)。 3. (2026·内蒙古呼和浩特市·一模)将丙烷转化为高附加值产品丙烯是实现碳基能源高效利用的关键技术之一，具有广阔的使用前景及巨大的经济效益。请回答下列问题： 【方法一】丙烷直接脱氢 I： II： (1)估算反应I的焓变需要_______(填数字)种化学键的键能数据，该反应是_______(选填“熵驱动”、“焓驱动”)自发。 (2)下列措施可提高丙烷平衡转化率的是_______(填标号)。 A．适当升高温度   B．使用高效催化剂   C．利用选择性透过膜及时分离氢气 (3)恒容密闭容器，假设只发生反应I．在10 kPa、100 kPa不同起始压强下达到化学平衡时，测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙。当起始压强为10 kPa，丙烯随温度变化的物质的量分数曲线是_______(填标号)；A点对应的平衡常数_______kPa(为以分压表示的平衡常数，计算结果保留到小数点后两位)。 (4)丙烷脱氢的反应在催化剂表面一般要经历“扩散→吸附→表面反应→脱附→扩散”的过程。分析反应过程中因温度过高导致产率下降的原因为_______。 【方法二】丙烷氧化脱氢 III： (5)丙烷氧化脱氢过程，引入氧化性气体如能降低反应能耗，提升产率的原因是_______。 (6)研究人员利用作催化剂，对反应的机理展开研究。以和为原料，初期产物中没有检测到；以含有的(D为)和为原料，反应过程中没有检测到。下列推断合理的是_______(填标号)。 A．直接氧化吸附的丙烷，吸附的氧气补充中反应掉的氧 B．先吸附氧气，吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应 C．催化丙烷脱氢过程中，碳氢键的断裂是可逆的 4．(2026·内蒙古赤峰市·一模)乙酸是一种重要的有机化工原料，甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一，涉及的相关反应如下： 主反应：   副反应： 回答下列问题： (1)已知、、的燃烧热分别为、、，则_______。 (2)在不改变投料量的条件下，既能加快反应速率又能提高醋酸平衡产率的措施是_______。 (3)研究表明，以配合物为催化剂能有效提高主反应的选择性，其反应历程如下：(其中配合物简写为) 下列说法正确的是_______。 A．LiI和TN1均起催化作用 B．增大TN1的用量有利于增大主反应的自发趋势 C．CO作为配体时，O的配位能力强于C D．经测定，反应历程中TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4活化能较低 (4)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数[如]随投料比的变化关系如图所示。 ①时，乙酸的分布分数曲线为_______(填“b”或“c”)。 ②L、M、N三点的平衡常数KL、KM、KN大小关系为_______。 ③时，充入和，若起始总压强为，平衡时体积为起始的，则主反应的平衡常数_______(用含的代数式表示)。若在平衡体系中同时加入和，则主反应平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 5. （2026·内蒙古包头市·二模）水煤气变换反应是实现氢能高效清洁利用的重要反应。 （1）水煤气变换反应___________。 （已知：CO燃烧热为，燃烧热为，） （2）我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂催化下的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用*标注） 由图可知___________（填“A”或“B”）更有利于该反应进行。 （3）一定条件下，水煤气变换反应的中间产物是HCOOH。HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．（快）Ⅱ．（慢） 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题： 反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，HCOOH电离平衡常数为，当HCOOH平衡浓度为时，浓度为___________，此时反应Ⅰ的反应速率___________（用含、x和k的代数式表示）。 ②温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。图中表示CO随时间变化的曲线为___________（填“X”、“Y”或“Z”）。时刻测得CO、的浓度为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。体系达平衡后___________（用含y的代数式表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数为___________。 ◆类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 1.（2026· 吉林地区·三模）“碳达峰”、“碳中和”是推动绿色转型的核心战略。工业上利用二氧化碳加氢制备甲烷符合这一战略，其过程中的主要反应为： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. （1）反应Ⅲ的熵变______0（填“＞”“＜”或“=”），在______（填“较高”、“较低”或“任意”）温度下能自发进行。 （2）加氢合成时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因不包括______。 A. 反应速率快 B. 主反应催化剂选择性好 C. 平衡转化率高 D. 催化剂活性高 （3）在密闭容器中，101kPa下，和的起始物质的量分别为1mol和4mol，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如下图所示，已知D曲线是，则图中表示的物质的量的曲线为______。在505℃，反应Ⅱ的平衡常数______（计算结果保留两位有效数字）。 （4）催化与转化为的机理如图所示。反应体系中Ce呈现______种价态，催化剂中掺入少量CaO，用替代结构中部分形成，可提高催化效率的原因是______。 2．(2026·吉林省长春市·二模) 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。 Ⅰ．甲烷—二氧化碳干气重整和甲烷—水蒸气重整是制备水煤气的重要途径，涉及反应如下： 反应i． 反应ii． （1）计算反应的___________。 （2）一定温度下，反应存在，(、为正、逆反应速率常数)。该温度下反应i的平衡常数___________(用含、的代数式表示)。 （3）反应ii在___________(填“高温”或“低温”)下易自发进行。 （4）可用作甲烷干气重整反应的催化剂。晶体氧空位数不同时，反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，氧空位越___________(填“多”或“少”)，越不利于反应进行，判断的理由是___________。 Ⅱ．在一密闭容器中，通入和，利用甲烷的水蒸气重整反应制备氢气，反应方程式为。 （5）时，反应时间相同，的转化率随压强的变化如下图所示。图中处于化学平衡状态的点有___________(填图中标号)。 （6）若5 min末反应至B点，用单位时间内的物质的量变化表示的化学反应速率___________；此温度下该反应的分压平衡常数___________。 3. （2026·辽宁省22校协作体·二模） CO2合成甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”，转化过程中发生的反应有： 反应i：H2(g) + CO2(g)CO(g) +H2O(g) = +41 kJ/mol 反应ii：4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g) =-165 kJ/mol 反应iii：3H2(g)+CO(g)CH4(g)+H2O(g) 回答下列问题： （1）反应iii的=___________；反应iii在___________(“高温”或“低温”)下能自发进行。 （2）向某恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和2 mol H2(g)发生反应i、ii、iii，一段时间后体系达到平衡状态。反应i的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数且均大于0，p为气体分压)，降低温度时，的数值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）向9 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2发生反应i、ii、iii，达平衡时各组分的物质的量随温度的变化如图所示： ①图中b表示的物质是___________(填化学式)。 ②温度为T℃时，平衡时H2、H2O的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol，则CO2的物质的量为___________mol，反应ⅲ的平衡常数= ___________L2·mol-2 (列出计算式即可)。 4. （2026·黑龙江大庆市·三模） 近年来为应对全球气候变暖等环境问题，以CO2为原料合成有机物成为化学科学家研究的热点。回答下列问题： Ⅰ．和可以通过催化生成甲醇，其涉及的化学反应如下： 主反应： 副反应： （1）结合上述两反应，计算的反应热___________。 （2）T℃，在密闭容器中充入和，体系中只发生主、副两个反应，反应物和产物均为气体，增大压强，的选择性___________(填“增大”、“减小”或“不变”)；在压强为时，平衡时体系中含有，此时的选择性为60%，主反应的压强平衡常数___________kPa-2。【选择性；压强平衡常数用平衡分压代替平衡浓度计算】 （3）对催化剂做性能测试时：一定条件下使、混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。 ①某温度时，测得反应器出口中含碳物质的物质的量之比，则该温度下的转化率为___________。 ②其他条件相同时，催化剂A和催化剂B在不同温度下的催化性能分别如图1、2所示，实际生产时选用催化剂A，试分析原因___________。 ③下列说法正确的是___________。 A．保持其他反应条件不变，体系内温度越高，的转化率一定越高 B．使用合适的催化剂，可以改变反应历程，降低主反应的活化能 C．当容器中与的物质的量之比保持不变时，表明该反应体系已达平衡 D．若保持温度和压强不变，平衡时再向容器内充入一定量的氩气，副反应平衡不移动 Ⅱ．我国科学家研究出通过电化学方法还原二氧化碳制取乙烯：在强酸性溶液中通入气体，用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示： （4）该装置中，透过阳离子交换膜向电极___________(填“a”或“b”)方向移动；阴极的电极反应式为___________。 5. （2026·东北师范大学附中·一模）CO2合成甲醇是CO2资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i： 反应ii： （1）已知： 利用和计算时，还需要利用_______反应的ΔH (写出只含有三种物质的化学方程式)。通过计算得出。 （2）控制反应条件(均使用了催化剂)，研究反应物的投料比及温度对反应体系的影响。 产率和选择性的定义： 。 ①图1中，投料比是指_______［填“”或“”)；当投料比为5时，的平衡转化率约为，，则_______(保留2位有效数字) ②当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有_______(写出2条)。 （3）按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率和的选择性随温度、压强的变化如图所示。 ①、的大小关系为：_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：_______。 ③，压强为时，反应ii的平衡常数_______(保留2位有效数字，是以各物质的物质的量分数代入平衡常数表达式所得到的平衡常数)。 ◆类型三 化工生产工艺原理综合题 1.（2026·黑龙江哈尔滨市六中·一模）二甲醚既是一种有机燃料，又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）反应的___________。 （2）反应Ⅰ，、为原料合成反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 (a)该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。 (b)中的π键断裂的步骤是___________(请填序号)。 (c)对于反应Ⅰ，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．恒容密闭容器中，混合气体的压强不再发生变化可判断该反应达到平衡状态 B．低温、高压有利于提高转化为甲醇的平衡转化率 C．增大与的初始投料比，有利于提高转化为甲醇的平衡转化率 （3）向恒温恒容的密闭容器中通入物质的量之比为1：2的和，控制温度为、起始压强为15 MPa下发生上述三个反应，反应进行1 h达到平衡，测得容器内压强为11 MPa，、和的压强满足以下关系，，二甲醚的产率为___________[二甲醚的产率]，反应Ⅲ的平衡常数___________。 （4）恒压、投料比的情况下，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比)如图所示。当温度超过290℃，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。 2．(2026·辽宁省部分重点校协作体·一模).水煤气变换反应是调节氢碳比的关键反应。某研究小组将分解反应引入制的体系，相关反应如下： Ⅰ． ； Ⅱ． 。 回答下列问题： （1）的___________(用代数式表示)。 （2）下列措施一定可以增大平衡时氢碳比的是___________。 a．降低温度　　　　　　　　　　　b．提高的初始投料 c．加入合适催化剂　　　　　　　　d．增大压强(缩小容器体积) （3）压力p下，按一定比例通入和，并加入足量，发生上述反应，气相中、和的平衡体积分数随温度的变化关系如图所示。 ①已知曲线Ⅰ表示的体积分数，则曲线___________(填图中序号)表示的体积分数。 ②在一定温度下，若向平衡体系中通入少量，重新达到平衡后，将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③压力p下，温度为时，反应Ⅰ的平衡常数___________，再向该平衡体系中通入一定量的(不参与化学反应)，重新达到平衡后，氢碳比降低到，此时___________。 3．（2026·黑龙江哈尔滨市三中·二模）尿素是一种常用的氮肥，工业常用合成尿素。 Ⅰ．合成氨 （1）在，混合等物质的量的、，并以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径(、、)的变化曲线如图1所示。曲线①对应的催化剂粒径为_______。曲线②呈现图示变化趋势的原因为_______。 Ⅱ．合成尿素 （2）①已知：常温下各物质的相对能量如图2.写出常温下，与合成的热化学方程式_______。 ②若向某，恒容的密闭容器中加入物质的量之比为的和，发生①所述的反应。下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。 a．的体积分数不再变化 b．平衡常数K不再变化 c． d．容器中压强不再变化 （3）某合成尿素反应历程及能量变化(单位：)如图3所示，表示过渡态。 写出历程中决速步的化学方程式_______。 （4）某恒温恒容密闭容器中，充入物质量之比为的和中间体，合成尿素，发生反应：。、温度下，平衡时与的关系如图所示。[其中表示A的分压，单位为，，X为物质的量分数] ①_______(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②平衡达到M点状态时，若向该容器中再加入与初始投入量相同的和，重新达到平衡时，点将由原来的M点向_______方向移动(填“N点”、“O点”或“Q点”)。 ③M点，此反应的标准平衡常数_______。 (反应 dD(g) + eE(g) ⇋ gG(g)的标准平衡常数计算公式为：，。其中、和均为平衡分压。) 4. (2026·黑龙江哈尔滨市·一模)科研人员开发了三种新型氨合成方法。 方法一：N2(g)+3H2O(g)+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g)  ΔH3 已知：①2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)  ΔH1=+1266.4 kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH2=-566.0 kJ/mol (1)ΔH3=___________kJ/mol。 (2)反应①、②的吉布斯自由能变化(ΔG)随温度变化情况如图1所示，结合图像分析反应N2(g)+3H2O(g)+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g)中CO的作用是___________。 方法二：200℃，常压下，利用工业废气NO与H2在催化剂表面反应直接合成NH3。主要反应如下： 主反应：2NO(g)+5H2(g)⇌2NH3(g)+2H2O(g) 副反应：2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) (3)分析该合成方法较传统合成氨的优势：___________。(写出两点即可) (4)200℃，恒压p条件下，向一密闭容器中按n(NO):n(H2)=1:3投料发生以上反应。一段时间后体系达到平衡状态，NO的转化率为80%，NH3选择性为90%(NH3的选择性=×100%)。则主反应的压强平衡常数Kp=___________(写出计算式即可，平衡分压=气体的物质的量分数×总压)。 (5)研究表明，固溶体型催化剂OsxPt1-x/γ-Al2O3在合成反应中表现出优异的性能。根据图2分析：当OsxPt1-x中Os的含量为___________时为最佳催化效果。 方法三：400℃，常压下，首先利用催化剂Ni/BaC2晶体表面存在“阴离子空位”诱导N2活化，再进行氢化，协同作用来生产NH3。 (6)催化剂吸附能的负值表示微粒从气相吸附到催化剂表面形成化学键时所释放的能量。图3是催化剂Ni/BaC2晶体表面N2活化的过程，N原子与钡离子结合，请从物质结构的视角解释Ni/BaC2催化剂表面N2“水平吸附”比“末端吸附”的吸附能(Eads)低的原因___________。 (7)若将N2和H2同时通入反应体系，NH3的产生速率大幅下降，请解释原因___________。 5. （2026·辽宁省鞍山市·二模） 某研究小组将咪唑（，简写为Im）质子化后（）与铂类配合物在碱性条件下交换配体，制备功效型新配合物，并探究其在不同酸性条件下的稳定性。 I．配合物的制备 （1）步骤1的离子方程式为__________________； （2）已知分子有两种结构：和，则该分子中最多有________个原子共平面； （3）已知咪唑为平面分子且含5中心6电子的大π键（），则咪唑与配位时，参与配位的N原子的标号为____（，填“a”或“b”）； （4）步骤2中存在以下平衡： i． ii． 反应的平衡常数________（用表示）。 （5）分析整个制备过程可知，和Im与的配位能力强弱关系为：________； II．探究酸度对稳定性的影响 用配制3份酸化程度不同、物质的量浓度均为的溶液A1、A2和A3.在一定温度下酸化反应达到平衡时，测定溶液pH，并分别取等体积溶液测得Im中特定氢原子（）的核磁共振信号如图（峰面积与化学环境相同的氢原子数成正比）。 酸化时存在下列反应： iii． iv． （6）信号峰Ⅱ代表的组分是________，信号峰Ⅲ代表的组分是________（填代号）； a．　b．　c．　d． （7）溶液中酸化反应达到平衡的标志是________（填代号）： a．特征信号峰的位置保持不变　　b．特征信号峰的总面积保持不变 c．特征信号峰的数量保持不变　　d．特征信号峰的数量及其面积保持不变 （8）已知图中溶液A1信号峰I的面积为S，溶液A2信号峰I、II的面积分别为；溶液A2中________（用可能含S、的代数式表示）。 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 内容概览 类型一 精细化学品合成原理综合题 类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 类型三 化工生产工艺原理综合题 限时：45分钟 题量：15道 ◆类型一 精细化学品合成原理综合题 1.（2026·黑龙江龙东十校·一模）苯甲醛在强碱性试剂催化下发生Tishchenko反应可制备苯甲酸苯甲酯。 ⅰ． 若体系中存在，可同时发生以下反应： ⅱ． ⅲ． 回答下列问题： （1）___________。 （2）能提高苯甲酸苯甲酯平衡产率的方法有___________。 （3）以碳化钙作为碱性试剂、含微量水的苯甲醛为原料，分别在“室温下球磨”和“170℃均相反应”条件下制备苯甲酸苯甲酯，体系中液相物质(苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸苯甲酯)的物质的量分数随时间变化如下图。 ①Ⅰ图中表示苯甲醇的曲线为___________(选填“A”、“B”或“C”)，其物质的量分数随时间变化的原因为___________。 ②Ⅱ图中，反应12h时，苯甲酸苯甲酯的选择性___________。() ③与“室温下球磨”条件相比，“170℃均相反应”时C线均大于B线的原因为___________。 （4）已知：中提供孤电子对呈碱性；反应ii的速率方程为(苯甲醛)。 ①若体系中存在，碳化钙与水反应生成碱，其化学方程式___________。 ②为提高苯甲酸苯甲酯的选择性，可采取的操作为___________。 【答案】（1）-30 （2）适当降低反应温度 （3） ①. B ②. 3h之前反应ii速率更大，苯甲醇百分含量随时间增加而增加，3h之后反应iii速率更快，苯甲醇百分含量随时间增加而减少 ③. 或83.3% ④. “170℃时均相反应”更有利于反应ii发生 （4） ①. ②. 反应试剂使用前应先干燥 【解析】 （1）由盖斯定律可知：ⅲ=ⅰ-ⅱ，则； （2）若要提高苯甲酸苯甲酯平衡产率，则应使反应ⅲ平衡正向移动，方法，可降低反应温度； （3）①含微量水的苯甲醛为原料时，苯甲醛会部分转化成苯甲醇，苯甲醇的曲线为B。反应放热，3h之前反应ⅱ速率更大，苯甲醇百分含量随时间增加而增加，3h之后反应ⅲ速率更快，苯甲醇百分含量随时间增加而减少； ②Ⅱ图中A对应苯甲醛，B对应苯甲醇，C对应苯甲酸苯甲酯，由图可知，n(消耗苯甲醛总量)=42%，其中n(生成苯甲酸苯甲酯消耗的苯甲醛总量)=35%，代入计算式可得苯甲酸苯甲酯的选择性或83.3%。 ③“170℃时均相反应”C线均大于B线，即生成的苯甲酸苯甲酯多于苯甲醇，是因为该条件更有利于反应ⅲ发生； （4）①碳化钙与水反应生成碱的化学方程式为； ②为提高苯甲酸苯甲酯的选择，应抑制反应ii的发生，可采取的操作为减少反应体系中的，则反应试剂使用前应先干燥。 2. （2026·黑龙江哈尔滨市第九中学·一模） 氢气被誉为未来的绿色能源，为了实现氢气的可持续生产，实现能源产业的创新，科学家们探索了多种途径制备氢气。 【乙醇制氢】 乙醇在催化下，制取氢气有如下方法：部分催化重整   已知：298K时，相关物质的相对能量如图1： (1)依据图中数据，计算该反应的___________。 【甲烷制氢】 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：     (2)工业生产中反应Ⅰ和反应Ⅱ要分两个温度段进行，第一阶段先采用___________(填“高温”或“低温”)，第二阶段再采用___________(填“高温”或“低温”)。 (3)在一定条件下，向密闭容器中加入一定量的、和催化剂只发生反应Ⅱ，其中，，、分别为正、逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压。调整初始水碳投料比，测得CO的平衡转化率如图2。 ①A、C两点温度比较：A___________C。(填“大于”、“小于”或“等于”) ②在B点所示条件和投料比下，当CO的转化率达到40%时，___________。 (4)工业上也可采用金属有机框架材料(MOFs)选择性吸附(如图3所示)，该材料能吸附而不能吸附CO可能的原因是___________。 【一氧化碳制氢】 (5)一氧化碳变换反应也可用于生产氢气，该反应在Pd膜反应器中进行的工作原理如图4所示。当反应器中存在Pd膜时，CO变换反应具有更高转化率的原因是___________。 (6)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图5所示。 ①装置中的固体电解质应采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②同温同压下相同时间内，若进口Ⅰ处，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为___________(用a、b、y表示)。 【答案】(1)+15 (2) 高温 低温 (3) 小于 9/4 (4)二氧化碳分子直径介于材料的孔径大小之间，可以被吸附 (5)Pd膜能选择性分离出，促进反应正向进行 (6) 质子导体 【详解】（1）由图可知，反应中反应物的相对总能量为，生成物的相对总能量为，则该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应的焓变，故答案为：+15； （2）工业生产中反应I和反应Ⅱ要分两个温度段进行，第一阶段反应I生成的产物CO是反应Ⅱ的反应物，故先发生反应I，反应I是吸热反应，，，反应可发生需要，需要先采用高温；第二阶段发生反应Ⅱ，该反应为放热反应，低温有利于平衡正向进行，故第二阶段再采用低温； （3）①设C点投料为，可列三段式 则，同理，降低温度，平衡正向移动，K值增大，故A点温度小于C点温度； ②B点，当反应达到平衡时，=，，设B点投料为，，可列三段式 ，； （4）由图3可知，材料的孔径为0.33~0.35 nm，分子的大小为0.338 nm，分子的大小为0.376 nm，所以该材料能吸附而不能吸附可能的原因是材料的孔径与分子的大小匹配，而与分子不匹配。 （5）Pd膜能选择性分离出H2，平衡正向移动，平衡转化率增大； （6）①电解时，一氧化碳和水均从阳极口进入，阳极一氧化碳转化为二氧化碳，则氢气要在阴极产生，故阳极产生二氧化碳的同时产生氢离子，氢离子通过固体电解质进入阴极附近得电子产生氢气，故固体电解质应采用质子导体； ②根据阿伏伽德罗定律的推论可知，同温同压下，出口Ⅰ处气体物质的量为进口Ⅰ处的y倍，设反应中CO转化了x mol，则根据三段式： 出口Ⅰ处气体物质的量为，进口Ⅰ处的气体物质的量为，则，则，CO的转化率为：。 3. (2026·内蒙古呼和浩特市·一模)将丙烷转化为高附加值产品丙烯是实现碳基能源高效利用的关键技术之一，具有广阔的使用前景及巨大的经济效益。请回答下列问题： 【方法一】丙烷直接脱氢 I： II： (1)估算反应I的焓变需要_______(填数字)种化学键的键能数据，该反应是_______(选填“熵驱动”、“焓驱动”)自发。 (2)下列措施可提高丙烷平衡转化率的是_______(填标号)。 A．适当升高温度   B．使用高效催化剂   C．利用选择性透过膜及时分离氢气 (3)恒容密闭容器，假设只发生反应I．在10 kPa、100 kPa不同起始压强下达到化学平衡时，测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙。当起始压强为10 kPa，丙烯随温度变化的物质的量分数曲线是_______(填标号)；A点对应的平衡常数_______kPa(为以分压表示的平衡常数，计算结果保留到小数点后两位)。 (4)丙烷脱氢的反应在催化剂表面一般要经历“扩散→吸附→表面反应→脱附→扩散”的过程。分析反应过程中因温度过高导致产率下降的原因为_______。 【方法二】丙烷氧化脱氢 III： (5)丙烷氧化脱氢过程，引入氧化性气体如能降低反应能耗，提升产率的原因是_______。 (6)研究人员利用作催化剂，对反应的机理展开研究。以和为原料，初期产物中没有检测到；以含有的(D为)和为原料，反应过程中没有检测到。下列推断合理的是_______(填标号)。 A．直接氧化吸附的丙烷，吸附的氧气补充中反应掉的氧 B．先吸附氧气，吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应 C．催化丙烷脱氢过程中，碳氢键的断裂是可逆的 【答案】(1) 4 熵驱动 (2)AC (3) b (4)温度过高因反应产生积碳，导致催化剂表面活性位点被覆盖，活性降低 (5)加入O2后，能与H2反应放出热量；同时消耗H2促进反应正向移动 (6)A 【详解】（1）根据反应焓变反应物总键能-生成物总键能，对反应，整理可得：，共需要4种化学键的键能。该反应（焓增不利于自发），反应后气体分子数增加，（熵增），自发进行由熵增驱动，故为熵驱动。 （2）反应I是吸热、气体分子数增大的反应。 A．升高温度，平衡正向移动，丙烷平衡转化率提高，正确； B．催化剂只改变反应速率，不改变平衡状态，不影响平衡转化率，错误； C．及时分离出生成物氢气，平衡正向移动，丙烷平衡转化率提高，正确。 故选AC。 （3）反应I吸热，升温平衡正向移动，丙烯的物质的量分数随温度升高增大，丙烷减小；压强越小，越有利于平衡正向移动，丙烯的物质的量分数越大，因此起始压强下丙烯对应曲线。 设初始丙烷压强为，平衡时转化的丙烷压强为，由A点丙烯物质的量分数为得：，解得。平衡分压：，，则。 （4）温度过高会导致催化剂吸附丙烷能力下降，同时副反应II（丙烯分解为碳和氢气）正向进行，丙烯被消耗，因此产率下降。 （5）引入后，与丙烷脱氢生成的反应，过程放热，降低了反应能耗；同时被消耗，丙烷脱氢平衡正向移动，提升了丙烯产率。 （6）A．以为原料，初期产物不含，证明产物中的氧来自催化剂，只用来补充催化剂消耗的氧，A合理， B．先吸附，若吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应，则在产物中会出现原子，而实际过程中没有检测到，说明未按照此机理发生反应，B不合理； C．混合反应，没有有检测到生成，说明在反应过程中，碳氢键（或碳氘键）的断裂是不可逆的，即一旦断裂就不会再重新形成新的键，否则会发生交换，生成，C不合理； 故选A。 4．(2026·内蒙古赤峰市·一模)乙酸是一种重要的有机化工原料，甲醇羰基化是工业生产乙酸的主要方法之一，涉及的相关反应如下： 主反应：   副反应： 回答下列问题： (1)已知、、的燃烧热分别为、、，则_______。 (2)在不改变投料量的条件下，既能加快反应速率又能提高醋酸平衡产率的措施是_______。 (3)研究表明，以配合物为催化剂能有效提高主反应的选择性，其反应历程如下：(其中配合物简写为) 下列说法正确的是_______。 A．LiI和TN1均起催化作用 B．增大TN1的用量有利于增大主反应的自发趋势 C．CO作为配体时，O的配位能力强于C D．经测定，反应历程中TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4活化能较低 (4)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数[如]随投料比的变化关系如图所示。 ①时，乙酸的分布分数曲线为_______(填“b”或“c”)。 ②L、M、N三点的平衡常数KL、KM、KN大小关系为_______。 ③时，充入和，若起始总压强为，平衡时体积为起始的，则主反应的平衡常数_______(用含的代数式表示)。若在平衡体系中同时加入和，则主反应平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 【答案】(1)−138.6 (2)增大压强 (3)AD (4) b 逆向移动 【详解】（1）根据燃烧热定义写出热化学方程式，结合盖斯定律计算： ① ， ② ， ③ ， 目标主反应①+②③，因此：； （2）主反应是气体分子数减少的放热反应，增大压强既能加快反应速率，又能使平衡正向移动，提高醋酸平衡产率；升温会使平衡逆向移动，催化剂不改变平衡产率，因此符合条件的措施是增大压强； （3）A．反应过程中和都参与反应循环，反应前后质量和性质不变，均起催化作用，A正确； B．催化剂不改变反应的焓变和自发趋势，反应是否自发需要用判断，B错误； C．作为配体时，C的电负性小于O，的给电子能力更强，配位能力强于，实际配位也是与中心原子相连，C错误； D．反应历程中TN3含量最少说明其生成慢（反应速率慢）或者消耗快（反应速率快），即：的活化能高，或者活化能较低，D正确； 故选AD； （4） ① 越大，越有利于主反应生成乙酸，因此乙酸分布分数随投料比增大而增大，即上升曲线为乙酸，故填b； ② 平衡常数只与温度有关，L、M都对应温度，温度相同，；主反应放热，温度升高减小，N点对应T2，，因此； ③ 起始充入和，起始总物质的量为4 mol，恒压下体积变为起始的，恒温恒压体积比等于物质的量之比，因此平衡总物质的量为3 mol。设主反应消耗，副反应消耗，副反应反应前后气体分子数不变，总物质的量变化只由主反应引起，因此，得；列三段式： 根据图中T2时，δ(CH3COOH)=0.8，δ(CH3COOCH3)=0.2，则有，y=0.2。则平衡时：，，，总压恒为，因此主反应的平衡常数： ；加入 和后，总物质的量为，，，，计算得，因此平衡逆向移动。 5. （2026·内蒙古包头市·二模）水煤气变换反应是实现氢能高效清洁利用的重要反应。 （1）水煤气变换反应___________。 （已知：CO燃烧热为，燃烧热为，） （2）我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂催化下的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用*标注） 由图可知___________（填“A”或“B”）更有利于该反应进行。 （3）一定条件下，水煤气变换反应的中间产物是HCOOH。HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．（快）Ⅱ．（慢） 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题： 反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，HCOOH电离平衡常数为，当HCOOH平衡浓度为时，浓度为___________，此时反应Ⅰ的反应速率___________（用含、x和k的代数式表示）。 ②温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。图中表示CO随时间变化的曲线为___________（填“X”、“Y”或“Z”）。时刻测得CO、的浓度为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。体系达平衡后___________（用含y的代数式表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数为___________。 【答案】（1） （2）B （3） ①. ②. ③. Y ④. ⑤. 【解析】 （1）写出已知热化学方程式： ①CO(g) +O2 (g) = CO2(g) ΔH1=−283kJ/mol，②H2 (g) +O2(g) = H2O(l) ΔH2 =−285.8 kJ/mol，③H2O(l) = H2O (g) ΔH3 =+40.67 kJ/mol，目标反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 可由①-②-③得到，因此：ΔH = ΔH1−ΔH2−ΔH3 =−283−(− 285.8)− 40.67 =− 37.87 kJ/mol； （2）催化剂可降低反应的活化能，活化能越低越有利于反应进行。由图可知，原子层金簇负载催化剂B的最大活化能低于金催化剂A，因此B更有利于反应进行。 （3）① 的电离平衡为：，电离平衡常数 ，忽略水电离，，已知平衡时，代入得：，因此 ； ②代入速率公式 ，得 ； ③反应Ⅰ为快反应，快速生成，初始阶段浓度快速升高；反应Ⅱ为慢反应，不断消耗，使反应Ⅰ平衡逆向移动，浓度逐渐降低；为反应Ⅱ的产物，浓度随反应进行逐渐升高，因此对应曲线为，浓度先快升，后逐渐降低； ④平衡时，反应Ⅱ生成，因此，根据碳守恒：，即，时刻，，，可得，反应Ⅰ平衡常数 ，温度不变不变，平衡时，解得，因此； ⑤反应Ⅱ的平衡常数 ，平衡时，代入得。 ◆类型二 工业废气废渣综合利用原理综合题 1.（2026· 吉林地区·三模）“碳达峰”、“碳中和”是推动绿色转型的核心战略。工业上利用二氧化碳加氢制备甲烷符合这一战略，其过程中的主要反应为： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. （1）反应Ⅲ的熵变______0（填“＞”“＜”或“=”），在______（填“较高”、“较低”或“任意”）温度下能自发进行。 （2）加氢合成时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因不包括______。 A. 反应速率快 B. 主反应催化剂选择性好 C. 平衡转化率高 D. 催化剂活性高 （3）在密闭容器中，101kPa下，和的起始物质的量分别为1mol和4mol，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如下图所示，已知D曲线是，则图中表示的物质的量的曲线为______。在505℃，反应Ⅱ的平衡常数______（计算结果保留两位有效数字）。 （4）催化与转化为的机理如图所示。反应体系中Ce呈现______种价态，催化剂中掺入少量CaO，用替代结构中部分形成，可提高催化效率的原因是______。 【答案】（1） ①. ②. 较低 （2）C （3） ①. B ②. 0.17 （4） ①. 2 ②. 导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化 【解析】 （1）反应Ⅲ：，熵（）用于描述体系的混乱度，气体分子数越多，混乱度越大，熵值越高。反应后气体分子数减少，因此体系混乱度降低，熵变；根据化学反应自发进行的判据。已知该反应（放热），，则：当温度较低时，的绝对值较小，，反应自发；当温度较高时，的绝对值较大，，反应非自发。因此，该反应在较低温度下能自发进行； （2）主反应Ⅰ：（放热反应），副反应Ⅱ为吸热反应。控制温度为左右的原因分析： A．温度升高，反应速率加快，可保证较快的反应速率，是控制该温度的原因，A不符合题意； B．左右主反应催化剂的选择性好，可减少副反应发生，提高的产率，是控制该温度的原因，B不符合题意； C．主反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，、的平衡转化率降低，因此“平衡转化率高”不是控制的原因，C符合题意； D．催化剂的活性有最适温度，左右主反应催化剂活性最高，是控制该温度的原因，D不符合题意； （3）由图可知，低于300℃二氧化碳的平衡转化率接近100%，此时图中AB的量接近2 mol、1 mol，DE的量接近0 mol，升高温度，反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动、Ⅱ正向移动，导致CO量增大、甲烷的量减小，结合碳守恒可知，含碳物质的量不会超过1 mol，则A为水、B为甲烷、C为氢气、E为一氧化碳、D为二氧化碳，故图中表示的物质的量的曲线为B；在505℃，水、氢气均为1.35 mol，结合氢守恒可知，甲烷为，设二氧化碳、一氧化碳分别为a mol、b mol，由碳守恒可知，a+b+0.65=1，由氧守恒可知，2a+b+1.35=1×2，a=0.3 mol、b=0.05 mol，反应Ⅱ的平衡常数； （4）根据催化机理，形成氧空位时，部分被还原为，故Ce呈现+4和+3两种价态；结合反应机理可知，低价态的替代结构中部分高价态的，形成，导致催化剂结构中出现较多的氧空位，利于二氧化碳的催化转化。 2．(2026·吉林省长春市·二模) 综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。 Ⅰ．甲烷—二氧化碳干气重整和甲烷—水蒸气重整是制备水煤气的重要途径，涉及反应如下： 反应i． 反应ii． （1）计算反应的___________。 （2）一定温度下，反应存在，(、为正、逆反应速率常数)。该温度下反应i的平衡常数___________(用含、的代数式表示)。 （3）反应ii在___________(填“高温”或“低温”)下易自发进行。 （4）可用作甲烷干气重整反应的催化剂。晶体氧空位数不同时，反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，氧空位越___________(填“多”或“少”)，越不利于反应进行，判断的理由是___________。 Ⅱ．在一密闭容器中，通入和，利用甲烷的水蒸气重整反应制备氢气，反应方程式为。 （5）时，反应时间相同，的转化率随压强的变化如下图所示。图中处于化学平衡状态的点有___________(填图中标号)。 （6）若5 min末反应至B点，用单位时间内的物质的量变化表示的化学反应速率___________；此温度下该反应的分压平衡常数___________。 【答案】（1） （2） （3）高温 （4） ①. 少 ②. 氧空位少，基元反应活化能高 （5）C （6） ①. 1.28 ②. 0.04 【解析】 （1）根据盖斯定律，用反应ⅱ-反应ⅰ即可得到目标反应：，=。 （2）反应达到平衡时，正、逆反应速率相等：，即2=，反应ⅰ的平衡常数K=，联立两式可知K=。 （3）自发反应的判据为，反应ⅱ>0，气体分子数从2变为4，>0，因此高温下足够大，可使<0，反应自发进行。 （4）从能量变化图可知：氧空位少时，各基元步骤的活化能更高，反应速率更慢，不利于反应进行，氧空位多的体系，活化能更低，反应更易进行。 （5）该反应是气体分子数增大的反应，压强较低时，反应未达平衡，压强增大，反应速率加快，转化率升高，达到平衡点后，压强增大，平衡逆向移动，的转化率降低，从图中变化趋势可知从最高点后均为平衡状态的点，即这三个点中C点为化学平衡状态点。 （6）B点转化率为80%，则，根据反应式可得，反应时间为5 min，因此； C点为平衡状态，由图示中的数据列三段式平衡时总的物质的量为，C点压强为0.5 MPa，各物质的分压为，，，，分压平衡常数==。 3. （2026·辽宁省22校协作体·二模） CO2合成甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”，转化过程中发生的反应有： 反应i：H2(g) + CO2(g)CO(g) +H2O(g) = +41 kJ/mol 反应ii：4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g) =-165 kJ/mol 反应iii：3H2(g)+CO(g)CH4(g)+H2O(g) 回答下列问题： （1）反应iii的=___________；反应iii在___________(“高温”或“低温”)下能自发进行。 （2）向某恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和2 mol H2(g)发生反应i、ii、iii，一段时间后体系达到平衡状态。反应i的正、逆反应速率可分别表示为、(、分别为正、逆反应速率常数且均大于0，p为气体分压)，降低温度时，的数值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）向9 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2发生反应i、ii、iii，达平衡时各组分的物质的量随温度的变化如图所示： ①图中b表示的物质是___________(填化学式)。 ②温度为T℃时，平衡时H2、H2O的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol，则CO2的物质的量为___________mol，反应ⅲ的平衡常数= ___________L2·mol-2 (列出计算式即可)。 【答案】（1） ①. -206 kJ/mol ②. 低温 （2）减小 （3） ①. CO2 ②. 0.5 ③. 【解析】 （1）由盖斯定律可知，反应ⅱ-反应ⅰ=反应ⅲ，则反应ⅲ的；该反应,，当时可自发，故反应iii在低温下能自发进行。 （2）达到平衡时，，故，故该反应的，反应i的，降低温度，减小，故减小。 （3）①反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ、ⅲ均为放热反应，升高温度，反应ⅰ向正反应方向移动，反应ⅱ、ⅲ逆向移动，则一氧化碳的物质的量增大、甲烷的物质的量减小，所以物质的量先增大后减小的曲线b表示二氧化碳、物质的量减小的曲线a表示甲烷、物质的量增大的曲线c表示一氧化碳； ②温度为T℃时，平衡时H2、H2O的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol，根据氢原子守恒，故，根据碳原子守恒可知，根据氧原子守恒可知，故，，故反应ⅲ的平衡常数； 4. （2026·黑龙江大庆市·三模） 近年来为应对全球气候变暖等环境问题，以CO2为原料合成有机物成为化学科学家研究的热点。回答下列问题： Ⅰ．和可以通过催化生成甲醇，其涉及的化学反应如下： 主反应： 副反应： （1）结合上述两反应，计算的反应热___________。 （2）T℃，在密闭容器中充入和，体系中只发生主、副两个反应，反应物和产物均为气体，增大压强，的选择性___________(填“增大”、“减小”或“不变”)；在压强为时，平衡时体系中含有，此时的选择性为60%，主反应的压强平衡常数___________kPa-2。【选择性；压强平衡常数用平衡分压代替平衡浓度计算】 （3）对催化剂做性能测试时：一定条件下使、混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。 ①某温度时，测得反应器出口中含碳物质的物质的量之比，则该温度下的转化率为___________。 ②其他条件相同时，催化剂A和催化剂B在不同温度下的催化性能分别如图1、2所示，实际生产时选用催化剂A，试分析原因___________。 ③下列说法正确的是___________。 A．保持其他反应条件不变，体系内温度越高，的转化率一定越高 B．使用合适的催化剂，可以改变反应历程，降低主反应的活化能 C．当容器中与的物质的量之比保持不变时，表明该反应体系已达平衡 D．若保持温度和压强不变，平衡时再向容器内充入一定量的氩气，副反应平衡不移动 Ⅱ．我国科学家研究出通过电化学方法还原二氧化碳制取乙烯：在强酸性溶液中通入气体，用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示： （4）该装置中，透过阳离子交换膜向电极___________(填“a”或“b”)方向移动；阴极的电极反应式为___________。 【答案】（1）-90.7 kJ·mol-1 （2） ①. 增大 ②. （3） ①. 20% ②. 相同温度下，使用催化剂A，的转化率更高，的选择性也更大 ③. BC （4） ①. b ②. 【解析】 （1）根据盖斯定律，目标反应 = 主反应 - 副反应，因此：ΔH3​=ΔH1​−ΔH2​=−49.5 kJ⋅mol-1−(+41.2 kJ⋅mol-1)=−90.7 kJ⋅mol-1；​ （2）主反应是气体分子数减少的反应，副反应气体分子数不变；增大压强，主反应平衡正向移动，CH3OH生成量增加，因此选择性增大；平衡时甲醇0.6 mol，选择性60%，此时消耗的CO2为1mol，则一氧化碳0.4 mol，选择性40%，，由氧原子守恒可知：，则y=1，由氢原子守恒可知：，则x=1，平衡时总物质的量=1 mol+1 mol+0.6 mol+0.4 mol+1 mol=4 mol，Kp==kPa-2； （3）①设出口，，，总初始为30 mol，消耗为，转化率：； ②观察图像可得：相同温度下，相比于催化剂B，催化剂A对目标产物CH3OH的选择性更高，同时CO2​的转化率也更高，更有利于甲醇的合成，因此实际生产选用催化剂A； ③A．主反应为放热反应，升高温度主反应平衡逆向移动，CO2​转化率降低，且温度过高可能导致催化剂失活，因此温度越高CO2​转化率不一定越高，A错误； B．催化剂可以改变反应历程，降低反应的活化能，合适的催化剂可以选择性催化主反应，降低主反应的活化能，B正确； C．主副反应中二氧化碳与氢气的计量系数比不相同，则容器中与的物质的量之比为变量，当变量保持不变时，表明该反应体系已达平衡，C正确； D．恒温恒压下充入氩气，容器体积增大，各物质分压减小，主反应为气体分子数减少的反应，平衡逆向移动，会改变体系中各物质的分压，最终副反应平衡也会发生移动，D错误； 选BC； （4）CO2还原为乙烯，发生还原反应，因此为阴极；电解池中阳离子向阴极移动，因此向b移动； 酸性条件下，CO2在阴极得电子生成乙烯，配平得到电极反应式：。 5. （2026·东北师范大学附中·一模）CO2合成甲醇是CO2资源化的重要方法，涉及的主要化学反应有： 反应i： 反应ii： （1）已知： 利用和计算时，还需要利用_______反应的ΔH (写出只含有三种物质的化学方程式)。通过计算得出。 （2）控制反应条件(均使用了催化剂)，研究反应物的投料比及温度对反应体系的影响。 产率和选择性的定义： 。 ①图1中，投料比是指_______［填“”或“”)；当投料比为5时，的平衡转化率约为，，则_______(保留2位有效数字) ②当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有_______(写出2条)。 （3）按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率和的选择性随温度、压强的变化如图所示。 ①、的大小关系为：_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是：_______。 ③，压强为时，反应ii的平衡常数_______(保留2位有效数字，是以各物质的物质的量分数代入平衡常数表达式所得到的平衡常数)。 【答案】（1） （2） ①. ②. 31% ③. 原因一：温度高于523K，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ii速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应i平衡逆移，反应ii平衡正移 （3） ①. > ②. 以上副反应占主导，压强对平衡无影响 ③. 0.061 【解析】 （1）已知反应i：，反应iii：，根据盖斯定律可知为求反应ii：的可用反应i+iii可得，利用和的计算的的。 （2）①根据图1中关系，二氧化碳转化率与投料比成正比，故投料比是指；二氧化碳的转化率=，故； ②图2中，当温度高于时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有原因一：温度高于523K，催化剂失去活性；原因二：温度升高，反应ⅱ速率增大程度更为显著，以反应ii为主；原因三：反应ⅰ为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高，反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正移等。 （3）①根据题干可知，主反应为气体系数减小反应，其他条件相同时，压强越大，转化率越高，根据图像分析可知，温度相同条件下，p1压强下的转化率更大，综合上述信息可知，压强p1> p2； ②随着温度升高，不同压强下的气体转化率趋近相同，是由于350℃以上副反应占主导，压强对平衡无影响导致的； ③依据题干所给数据信息，，压强为时，CO2的平衡转化率为40%，CH3OH的选择性为50%，且的投料比加入反应物，设二氧化碳、氢气投料分别为1mol、3mol，可列主反应和副反应的三段式： 平衡时总的物质的量为3.6mol，反应ii的平衡常数。 ◆类型三 化工生产工艺原理综合题 1.（2026·黑龙江哈尔滨市六中·一模）二甲醚既是一种有机燃料，又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）反应的___________。 （2）反应Ⅰ，、为原料合成反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 (a)该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。 (b)中的π键断裂的步骤是___________(请填序号)。 (c)对于反应Ⅰ，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．恒容密闭容器中，混合气体的压强不再发生变化可判断该反应达到平衡状态 B．低温、高压有利于提高转化为甲醇的平衡转化率 C．增大与的初始投料比，有利于提高转化为甲醇的平衡转化率 （3）向恒温恒容的密闭容器中通入物质的量之比为1：2的和，控制温度为、起始压强为15 MPa下发生上述三个反应，反应进行1 h达到平衡，测得容器内压强为11 MPa，、和的压强满足以下关系，，二甲醚的产率为___________[二甲醚的产率]，反应Ⅲ的平衡常数___________。 （4）恒压、投料比的情况下，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的占消耗总量的百分比)如图所示。当温度超过290℃，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。 【答案】（1）-122.5 （2） ①. (或其他写法也可) ②. ②④ ③. AB （3） ①. 20% ②. （4）反应Ⅰ、Ⅱ放热，升温平衡逆向移动；反应Ⅲ吸热，升温平衡正向移动。超过290℃后，反应Ⅲ正向移动程度大于Ⅰ、Ⅱ逆向移动程度，转化率升高 【解析】 （1）根据盖斯定律可得，； （2）(a)比较反应历程图中活化能最小的步骤的方程式为； (b)由反应历程图可得中π键断裂的反应为、，答案选②④； (c) A．反应Ⅰ前后气体分子数减少，随着反应的进行，恒容密闭容器中压强减小，当容器内压强不再变化时，反应达到化学平衡状态，A项正确； B．根据反应历程图比较生成物与反应物相对能量大小可知该反应为放热反应，降低温度，平衡向放热反应方向移动，结合A项分析可得低温、高压有利于反应平衡正向移动，平衡转化率提高，B项正确； C．增大与的初始投料比即增大的浓度，平衡正向移动，提高的转化率，的转化率降低，C项错误； 答案选AB； （3）设起始物质的量、，温度、体积相同，气体分压之比等于物质的量之比，即平衡时，，若生成的物质的量为x，则平衡时有、、、，根据元素守恒可得、，容器内气体总物质的量，根据反应前后容器内压强可得，解得x=1，、、、、、，二甲醚产率为；反应Ⅲ平衡常数； （4）根据勒夏特列原理结合题目信息和图像分析可得，反应Ⅰ、Ⅱ放热，升温平衡逆向移动；反应Ⅲ吸热，升温平衡正向移动；超过290℃后，反应Ⅲ正向移动程度大于反应Ⅰ、Ⅱ逆向移动程度，转化率升高。 2．(2026·辽宁省部分重点校协作体·一模).水煤气变换反应是调节氢碳比的关键反应。某研究小组将分解反应引入制的体系，相关反应如下： Ⅰ． ； Ⅱ． 。 回答下列问题： （1）的___________(用代数式表示)。 （2）下列措施一定可以增大平衡时氢碳比的是___________。 a．降低温度　　　　　　　　　　　b．提高的初始投料 c．加入合适催化剂　　　　　　　　d．增大压强(缩小容器体积) （3）压力p下，按一定比例通入和，并加入足量，发生上述反应，气相中、和的平衡体积分数随温度的变化关系如图所示。 ①已知曲线Ⅰ表示的体积分数，则曲线___________(填图中序号)表示的体积分数。 ②在一定温度下，若向平衡体系中通入少量，重新达到平衡后，将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③压力p下，温度为时，反应Ⅰ的平衡常数___________，再向该平衡体系中通入一定量的(不参与化学反应)，重新达到平衡后，氢碳比降低到，此时___________。 【答案】（1） （2）abd （3） ①. Ⅱ ②. 不变 ③. ④. 24 【解析】 （1）反应可由反应-反应得到，根据盖斯定律，。 （2）a．降温，平衡ⅰ正移，增大，a项正确； b．提高的初始投料，平衡ⅰ正移，增大，b项正确； c．加入合适催化剂，平衡不移动，不变，c项错误； d．反应ⅱ的平衡中，分压不随总压变化而变化，而增大压强(缩小容器体积)后，、三者的分压等比例增大，所以反应ⅰ的浓度商，平衡ⅰ正移，增大，d项正确； 故选择abd。 （3）①T升高，平衡ⅰ逆移，平衡ⅱ正移，物质的量分数增多，所以曲线Ⅱ是。 ②由于反应ⅱ的平衡常数，温度不变，保持不变，则不变；恒压条件下不变，即的物质的量分数不变，温度不变，反应的均不变，说明其他物质的分压也不变，故不变。 ③平衡时，由于是恒压恒温条件，设平衡时，，，则，反应ⅰ前后气体系数和相等，所以，也可以直接用物质的量来计算K，。充入重新达到平衡后降低到，则反应ⅰ逆向进行了，即，，，需要用反应ⅰ的计算，解得。而反应ⅱ的(p为总压)，即的平衡体积分数始终是50%，故新平衡。，解得，。 3．（2026·黑龙江哈尔滨市三中·二模）尿素是一种常用的氮肥，工业常用合成尿素。 Ⅰ．合成氨 （1）在，混合等物质的量的、，并以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径(、、)的变化曲线如图1所示。曲线①对应的催化剂粒径为_______。曲线②呈现图示变化趋势的原因为_______。 Ⅱ．合成尿素 （2）①已知：常温下各物质的相对能量如图2.写出常温下，与合成的热化学方程式_______。 ②若向某，恒容的密闭容器中加入物质的量之比为的和，发生①所述的反应。下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_______(填字母)。 a．的体积分数不再变化 b．平衡常数K不再变化 c． d．容器中压强不再变化 （3）某合成尿素反应历程及能量变化(单位：)如图3所示，表示过渡态。 写出历程中决速步的化学方程式_______。 （4）某恒温恒容密闭容器中，充入物质量之比为的和中间体，合成尿素，发生反应：。、温度下，平衡时与的关系如图所示。[其中表示A的分压，单位为，，X为物质的量分数] ①_______(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②平衡达到M点状态时，若向该容器中再加入与初始投入量相同的和，重新达到平衡时，点将由原来的M点向_______方向移动(填“N点”、“O点”或“Q点”)。 ③M点，此反应的标准平衡常数_______。 (反应 dD(g) + eE(g) ⇋ gG(g)的标准平衡常数计算公式为：，。其中、和均为平衡分压。) 【答案】（1） ①. 0.6mm ②. 温度升高，反应速率加快，使出口氨的百分含量升高；最高点后，温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢，使出口氨的百分含量下降(其他合理答案均可)。 （2） ①. ②. d （3）(或) （4） ①. 大于 ②. O点 ③. 【解析】 （1）催化剂的粒径越小，与反应物的接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快，出口含量越高，因此曲线①对应的催化剂粒径为；曲线②呈现图示变化趋势的原因为温度升高，反应速率加快，使出口氨的百分含量升高；最高点后，温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢，使出口氨的百分含量下降(其他合理答案均可)； （2）①的生成物的总能量-反应物的总能量，因此热化学方程式为：； ②a．向恒容密闭容器中按物质的量之比2:1加入和，发生反应，由于与的投料比等于反应的化学计量数之比，反应过程中二者始终按2:1的比例消耗，因此任意时刻的物质的量与气体总物质的量之比恒为，即的体积分数始终保持不变，故的体积分数不再变化不能说明反应达到平衡状态，a错误； b．平衡常数只与温度有关，该反应在恒温条件下进行，温度始终不变，因此平衡常数自始至终保持恒定，与反应是否达到平衡状态无关，故平衡常数不再变化不能说明反应达到平衡状态，b错误； c．化学反应达到平衡时，正、逆反应速率需满足“速率比等于化学计量数之比”，对于该反应，平衡时应满足，即，c错误； d．该反应的反应物为气体，生成物为液态，反应前后气体总物质的量发生变化；恒温恒容条件下，容器内压强与气体总物质的量成正比，反应正向进行时气体总物质的量减少，压强持续减小，当容器中压强不再变化时，说明气体总物质的量不再改变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确； （3）由图可知，能垒最大的（）步骤为决速步骤，该步骤的化学方程式为：(或)； （4）①该反应为放热反应，温度越高，平衡逆向移动，的平衡分压越大，的平衡分压越小。在相同的条件下，对应的更大，说明温度下的平衡分压更高，平衡正向程度更大，因此温度更低，则故 大于 ； ②M点为温度下的平衡状态，恒温恒容容器中，再加入与初始投入量相同的和，相当于增大压强。该反应为气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，的分压增大，的分压也增大，且二者分压均大于原M点的分压。在图像中，新平衡的点会向O点方向移动（O点的、均大于M点，符合平衡正向移动后分压均增大的规律）； ③由题，标准平衡常数公式：，其中，初始投料，因此平衡时。M点和O点温度相同，相同。由图可知，O点，，因此：，，。代入公式计算：。 4. (2026·黑龙江哈尔滨市·一模)科研人员开发了三种新型氨合成方法。 方法一：N2(g)+3H2O(g)+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g)  ΔH3 已知：①2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)  ΔH1=+1266.4 kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH2=-566.0 kJ/mol (1)ΔH3=___________kJ/mol。 (2)反应①、②的吉布斯自由能变化(ΔG)随温度变化情况如图1所示，结合图像分析反应N2(g)+3H2O(g)+3CO(g)=2NH3(g)+3CO2(g)中CO的作用是___________。 方法二：200℃，常压下，利用工业废气NO与H2在催化剂表面反应直接合成NH3。主要反应如下： 主反应：2NO(g)+5H2(g)⇌2NH3(g)+2H2O(g) 副反应：2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) (3)分析该合成方法较传统合成氨的优势：___________。(写出两点即可) (4)200℃，恒压p条件下，向一密闭容器中按n(NO):n(H2)=1:3投料发生以上反应。一段时间后体系达到平衡状态，NO的转化率为80%，NH3选择性为90%(NH3的选择性=×100%)。则主反应的压强平衡常数Kp=___________(写出计算式即可，平衡分压=气体的物质的量分数×总压)。 (5)研究表明，固溶体型催化剂OsxPt1-x/γ-Al2O3在合成反应中表现出优异的性能。根据图2分析：当OsxPt1-x中Os的含量为___________时为最佳催化效果。 方法三：400℃，常压下，首先利用催化剂Ni/BaC2晶体表面存在“阴离子空位”诱导N2活化，再进行氢化，协同作用来生产NH3。 (6)催化剂吸附能的负值表示微粒从气相吸附到催化剂表面形成化学键时所释放的能量。图3是催化剂Ni/BaC2晶体表面N2活化的过程，N原子与钡离子结合，请从物质结构的视角解释Ni/BaC2催化剂表面N2“水平吸附”比“末端吸附”的吸附能(Eads)低的原因___________。 (7)若将N2和H2同时通入反应体系，NH3的产生速率大幅下降，请解释原因___________。 【答案】(1)-215.8 (2)引入CO后，反应在一定温度下ΔG<0，反应可以自发进行(其他合理答案也可) (3)反应条件温和；将污染物NO高效转化为有价值的NH3；能耗更低；废气利用(答案合理即可) (4) (5)0.1 (6)水平吸附使N2双端同时与Ba2+作用，N≡N键更易活化 (7)N2和H2竞争吸附或H2会覆盖部分活性位，降低N2的吸附和活化几率(合理答案均给分) 【详解】（1）目标反应=，故==。 （2）反应①，反应②，引入CO后，反应在一定温度下，反应可以自发进行。 （3）该合成方法较传统合成氨的优势：反应条件温和；将污染物NO高效转化为有价值的；能耗更低；可实现废气利用。 （4）设初始，则，段时间后体系达到平衡状态，NO的转化率为80%，NH3选择性为90%，故平衡时，，，，，，故=。 （5）根据图2可知，当OsxPt1-x中Os的含量为0.1时为最佳催化效果。 （6）由图可知水平吸附使N2双端同时与Ba2+作用，N≡N键更易活化，从而吸附能更低。 （7）将N2和H2同时通入反应体系，N2和H2竞争吸附或H2会覆盖部分活性位，降低N2的吸附和活化几率，从而使NH3的产生速率大幅下降。 5. （2026·辽宁省鞍山市·二模） 某研究小组将咪唑（，简写为Im）质子化后（）与铂类配合物在碱性条件下交换配体，制备功效型新配合物，并探究其在不同酸性条件下的稳定性。 I．配合物的制备 （1）步骤1的离子方程式为__________________； （2）已知分子有两种结构：和，则该分子中最多有________个原子共平面； （3）已知咪唑为平面分子且含5中心6电子的大π键（），则咪唑与配位时，参与配位的N原子的标号为____（，填“a”或“b”）； （4）步骤2中存在以下平衡： i． ii． 反应的平衡常数________（用表示）。 （5）分析整个制备过程可知，和Im与的配位能力强弱关系为：________； II．探究酸度对稳定性的影响 用配制3份酸化程度不同、物质的量浓度均为的溶液A1、A2和A3.在一定温度下酸化反应达到平衡时，测定溶液pH，并分别取等体积溶液测得Im中特定氢原子（）的核磁共振信号如图（峰面积与化学环境相同的氢原子数成正比）。 酸化时存在下列反应： iii． iv． （6）信号峰Ⅱ代表的组分是________，信号峰Ⅲ代表的组分是________（填代号）； a．　b．　c．　d． （7）溶液中酸化反应达到平衡的标志是________（填代号）： a．特征信号峰的位置保持不变　　b．特征信号峰的总面积保持不变 c．特征信号峰的数量保持不变　　d．特征信号峰的数量及其面积保持不变 （8）已知图中溶液A1信号峰I的面积为S，溶液A2信号峰I、II的面积分别为；溶液A2中________（用可能含S、的代数式表示）。 【答案】（1）（分步写也给分：第一步：；第二步：） （2）7 （3）a （4） （5） （6） ①. b ②. d （7）d （8） 【解析】 （1）步骤1中与溶液反应，离子方程式为；（分步写也给分：第一步：；第二步：）； （2）为平面正方形结构，中心原子为杂化，4个配体与共平面；每个为三角锥形，键可旋转，最多有1个原子落在平面正方形所在平面，因此2个最多贡献2个原子，则该分子中最多有个原子共平面； （3）咪唑为平面分子，含大键，其中位原子连接原子，孤电子对参与大键，无多余孤电子对用于配位；位原子有1对未参与大键的孤电子对，可作为配位原子与形成配位键，因此参与配位的原子为； （4）目标反应可由得到，因此总反应的平衡常数； （5）步骤2中可取代中的，说明与的配位能力强于，因此配位能力强弱关系为； （6）A1为未酸化溶液，仅含，对应信号峰I；酸化后发生反应、，随着降低，逐渐转化为，最终转化为与；信号峰II为中间产物，对应b，信号峰III为，对应d； （7）a．特征信号峰的位置由氢原子的化学环境决定，与平衡状态无关，a错误； b．特征信号峰的总面积与体系中特征氢原子的总物质的量成正比，始终保持不变，不能作为平衡标志，b错误； c．特征信号峰的数量仅反映氢原子的化学环境种类，与平衡状态无关，c错误； d．当特征信号峰的数量及其面积保持不变时，说明各组分的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d正确； 故选d。 （8）已知三份溶液起始物质的量浓度均为，；A1溶液中只有信号峰的面积为，浓度为；因峰的面积和的数量呈正比，溶液A2中信号峰II的面积为，与溶液A2中对应，即，解得。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $