专题03 化学反应原理综合（大题专练，分类集训）（上海专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题03 化学反应原理综合 内容概览 题一 硫化氢的处理 题二 稀有气体化合物 题三 乙醇绿色制氢 题四 氮氧化物的防治与利用 题五 合成氨的意义 题六 金属的腐蚀与防护 题七 二氧化碳的吸收和转化 题八 处理核电厂放射性废液 题九 丙烷脱氢制丙烯 题十 碳中和 题十一 苯乙烯 题十二 环氧丙醇的制备 题十三 CO2和CH4的资源化利用 题十四 “车如流，千里尾气锁地球”——处理汽车尾气 ◆题一 硫化氢的处理 (2026·复旦大学附属中学高三第二次考试)沼气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料，其中混有杂质有毒的H2S。 (1)沼气属于_______。(不定项) A. 化石能源 B. 生物质能 C. 可再生能源 D. 一次能源 (2)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S，生成的含硫物质主要是_______(填化学式)。 (已知：H2S的，；的，)。 在工业生产中需脱硫处理，主要反应为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (3)_______条件下，有利于反应I自发正向进行。 A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断 若在恒容密闭容器中按物质的量比为2：1投入H2S和CH4，发生上述Ⅰ、Ⅱ两个反应，不同温度下达到平衡，H2、S2与CS2体积分数随温度的变化如图所示： (4) 曲线Y代表的是_______平衡体积分数随温度的变化，发生该变化的原因是_______。 (5)1000℃时，a=_______。 研究表明含Ni化合物可高效催化分解H2S。 (6)一种催化过程是在NiO的作用下完成，Ni2+的3d轨道分裂成两组，请参照基态原子核外电子排布规律将Ni2+的价电子填充至下图中，完成轨道表示式_______。 (7) 另一种光解过程是利用Ni-TFl为催化剂。Ni-TFT形成有机八面体结构，该结构中的空隙可容纳H2S，其光解催化原理如图所示。 这种催化剂与H2S结合的方式体现了超分子的特性_______。 A.自组装　　　　B.分子识别 (8)图中总反应的化学方程式为_______。 工业上采用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH)，同时有副产物C6H6生成： Ⅰ. Ⅱ. 使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器，定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量，得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。 (9)活化能较大的是反应_______。 A.Ⅰ　　　　B.Ⅱ (10)根据图中曲线判断，下列说法正确的是_______。(不定项) A. 500℃~-540℃反应Ⅱ已经达到平衡 B. 590℃以上，反应Ⅰ平衡逆向移动 C. 645℃，反应Ⅰ、Ⅱ速率相等 D. 645℃，延长反应时间，可以提高C6H6的单程收率 ◆题二 稀有气体化合物 (2026·复旦大学附属中学高三第二次考试)F2、Ne、Ar、Kr、Xe是半导体行业光刻气的主要原料，1962年，Classen首次由稀有气体氙Xe与F2直接作用，在加热的恒压容器中成功制得XeF4，后又制得XeF2、XeF6。其中XeF2的四方晶胞结构参数如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°。 (1)根据价层电子对互斥理论，XeF2中心原子的价层电子对数为_______。 (2)该晶胞密度为_______ρg· cm-3距离最近的2个Xe之间的距离为_______。 已知与；发生反应①②③，可得三种氟化物XeF2、XeF4、XeF6。 ① ② ③ ΔH3 (3)关于上述反应，在恒容条件下，以下说法正确的是_______。(不定项) A. 当体系总压不再改变时，反应达到平衡 B. 若升高体系温度，K1和K2均增大 C. 当Xe与F2的投料比为1：1时，F2的平衡转化率大于Xe D. 达到平衡后将XeF2从体系中移除，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移动 (4) 反应 ΔH＝_______。 温度T时，三种氟化物的物质的量随F2平衡分压的变化关系如下图所示。 (分压=总压×物质的量分数) (5)温度T时，XeF2物质的量对应图中的曲线_______。 A.a　　　B.b　　　C.c (6)此时，反应的Kp=_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算) (7)在Classen之前，相同实验条件下把Xe与一定量F2通入持续加热的镍管中，无氙的氟化物生成。Classen之所以成功只是将前段加热反应后的气体迅速冷却，使XeF4迅速结晶。从反应速率角度解释Classen的关键做法_______。 氟离子电池是新型电池中的一匹黑马，其结构如图所示： (8)放电时负极电极反应式为_______。 (9)采用固态电解质的氟离子电池大多需要在高达170℃的温度下工作，采用“高温”工作的原因是_______。 ◆题三 乙醇绿色制氢 (2026·复旦大学附属中学高三四月阶段检测)我国科学家创新研发乙醇绿色制氢技术，在高效产氢的同时，还能高附加值生产乙酸，实现了能源与化工的协同发展。 一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现生产乙酸(沸点118℃)，主要反应： 反应1：C2H5OH(g)CH3CHO(g)+H2(g) ΔH1=+68.7 kJ·mol-1 Kp1 反应2：C2H5OH(g)+H2O(g)2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH2 反应3：CH3CHO(g)+H2O(g)H2(g)+CH3COOH(g) ΔH3=-24.3 kJ·mol-1 (1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为：秸秆→纤维素→___________(填物质名称)→乙醇。 (2) 反应2的ΔH2=___________kJ·mol-1。 (3)反应后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为 ___________。 (4) 一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是___________。(不定项) A. 容器内的压强不再变化 B. 混合气体的密度不再变化 C. CH3COOH 的体积分数不再变化 D. 单位时间内生成 1 mol H2O，同时消耗 2 mol H2 若该密闭容器中只发生反应1，维持反应器总压为1.0MPa。 (5) 投料比x= n(C2H5OH)/n(H2O) =1或2，水蒸气不参加反应，乙醇的平衡转化率α随温度的变化曲线如图，x=1时的曲线为___________。 (6)T1℃时，该反应的平衡常数Kp1=___________MPa。(保留两位有效数字) (7)已知反应1的熵变ΔS= +115J·mol-1·K-1。假设焓变和熵变不随温度而变化，则反应1自发进行温度应高于___________K。(保留整数) (8)该反应耗能较大，我国研究人员利用具有热催化和电催化活性的双功能催化剂，实现了乙醇制氢和乙醛的高效转化。其装置如图所示。则阳极区总的电极方程式为：___________。 若该密闭容器中只发生反应1、2，维持反应器总压为1.0MPa。 (9)T2时，向密闭容器中按n(H2O)：n(C2H5OH)=9：1投料，平衡时乙醇转化率为90%，乙酸选择性为80%，此时，反应1平衡常数Kp1′=___________MPa(保留两位有效数字)；反应温度T2___________T1(填“<”、“>”或“=”)。 ◆题四 氮氧化物的防治与利用 (2026·上海交大附中高三模拟)氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量研究。 Ⅰ．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成N2，可有效降低汽车尾气污染，反应为：2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH1。 (1)将CO和NO按物质的量之比为1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat1和Cat2)进行反应，相同时间内测定逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(NO的转化率)，结果如图所示。 ①最合适的催化剂是______。 A.Cat1 B.Cat2 最佳温度是______℃。 A.100 B.250 C.450 ②催化剂Cat2催化条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是______。 (2) 下表中数据是该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓()(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100 kPa条件下，由稳定态单质生成1 mol化合物时的焓变)数据。 物质 N2(g) CO2(g) CO(g) NO(g) (kJ/mol) 0 -393.5 -110.5 90 则ΔH1=______kJ/mol。 Ⅱ．一定条件下NO2与SO2可发生反应：4SO2(g)+2NO2(g))⇌4SO3(g)+N2(g) ΔH2<0。 (3) 将NO2与SO2按物质的量之比为1:1置于恒温恒容密闭容器中反应。下列能说明反应达到平衡状态的是______(不定项)。 A. 体系压强保持不变 B. NO2与SO2的物质的量之比保持不变 C. v消耗(SO2)=v生成(SO3) D. c(SO3):c(N2)=4:1 (4) 将一定量的NO2与SO2置于密闭容器中发生反应，在相同时间内测得SO3的物质的量分数与温度的变化曲线如图1所示(虚线为平衡时的曲线)。SO2的平衡转化率与压强、温度及氮硫比m=n(NO2)/n(SO2)的关系如图2所示。 ①由图1可知，温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是______。 ②图2中压强：p1______p2(填“>”、“<”或“=”，下同)；氮硫比：m1______m2。 Ⅲ．一定条件下NO2与O2可生成N2O5，反应为：4NO2(g)+O2(g)⇌2N2O5(g)。 (5) 恒温恒压时，在一容积可变的容器内充入一定量的NO2与O2发生上述反应，达到平衡时，测得容器体积为1 L，n(NO2)=2 mol，n(O2)=2 mol，n(N2O5)=1 mol。 同样条件下，回答下列问题： ①该反应的平衡常数K=______，O2的平衡转化率为______。 ②在该容器内继续充入5 mol O2,是否能够提高NO2的平衡转化率，请结合计算说明______。 ◆题五 合成氨的意义 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，我国采用铁触媒作催化剂合成氨。 (1)在固定体积为2 L的容器中模拟合成氨反应，反应前充入N2和H2各6 mol，10 min后达平衡，此时N2的转化率为15%，则在此过程中，H2的平均反应速率为_________。反应_________能量(“吸收”或“放出”) _________kJ。 共价键 N-H H-H N≡N 键能(kJ/mol) 390 436 946 (2)合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，产物为CH3COO[Cu(NH3)CO]，该配合物的中心原子(或离子)为_________，其配位数为_________。C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_________。 A. B. C. (3)铁触媒中含多种铁的氧化物。FeO晶体的晶胞和NaCl类似，由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含Fe2+、Fe3+，晶胞边长为428pm(1pm=10-10cm)，则该晶体的密度为_________g· cm-3 。(列出计算式即可，用NA表示阿伏伽德罗常数的值) 水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ]在合成氨工业中起到至关重要的作用，所得产物CO2和H2可以合成甲醇，可能发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-58kJ·mol−1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 向刚性容器中按初始体积为1：3充入CO2(g)和H2(g)，在不同催化剂(Cat.1、Cat.2)下反应相同时间，CO2(g)的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示： (4)由图可知，催化效果Cat.1_________Cat.2(填“>”、“<”或“=”)。 (5)在210~270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能的原因是_________。 (6)若使用催化剂Cat.1，温度为T ℃时，CO2(g)的转化率为a%，此时甲醇的选择性为b%，则该反应混合物中甲醇的体积分数为_________%。 (7)通过液化分离氨的方式提高反应的转化率，氨容易液化的原因有两点：一是氨分子为极性分子，二是_________。 ◆题六 金属的腐蚀与防护 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。防止金属腐蚀的方法有很多，可以在其表面涂一层防护层，也可以结合电化学的知识来想办法。某课外兴趣小组设计了如下装置对铁片进行保护。 (1)装置中的_________电极是铁片。 A.a B.b (2)写出通入CH4气体电极的电极反应方程式：_________。 (3)如果用该装置给铁片镀银，则电解质溶液X的溶质为_________(填化学式)，当铁片上析出1 mol Ag时，消耗标准状况下O2的体积为_________L。 (4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，开关K置于N处，该电化学防护法称为_________；若X为锌棒，开关K置于M处，能否达到防止铁腐蚀的目的？_________。 以下为铝材表面处理的一种方法： (5)碱洗的目的是_________(用离子方程式表示)；碱洗时常有气泡冒出，该气体是_________(填化学式)。 (6)电解时，处理好的铝材应与电源的_________极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为_________。 (7)下列几种金属的镀层被破坏后，金属腐蚀的速率最快的是________。 A. 镀铝铁桶 B. 食品铁罐头盒(镀锡) C. 镀银铜质奖章 D. 白铁水桶(镀锌) ◆题七 二氧化碳的吸收和转化 (2026·上海崇明区高三二模)将CO2富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。一种富集烟气中CO2的方法示意图如下： (1)写出“吸收”过程对应的化学方程式：___________。 在温度25℃下，浓度均为0.1mol·L-1的4种溶液pH如下： 溶质 K2CO3 KHCO3 K2SO3 KHSO3 pH 11.6 9.7 10.0 4.5 (2)据表中KHCO3和KHSO3的pH，___________(填“能”或“不能”)判断非金属性C<S。 (3)向K2CO3溶液中通入一定量SO2气体，不可能发生的离子反应为___________。(不定项) A. B. C. D. (4)等物质的量浓度的K2CO3和KHCO3的混合溶液中，有关微粒的浓度关系正确的是___________。(双选) A. B. C. D. 与在催化剂作用下可转化为，体系中发生的主要反应如下： ① ② (5)如果仅发生反应①，下列能够说明该反应已达到平衡状态的是___________。 A. B. CH3OH与H2O物质的量之比不再变化 C. 气体平均分子量不再变化 D. 气体总质量不再变化 (6)研究表明，CO与H2也能生成CH3OH，写出该反应的热化学方程式：___________。 在催化剂作用下，将1 mol CO2、3 mol H2投入反应器，反应温度对CO2平衡转化率X(CO2)、CH3OH选择性Y(CH3OH)的影响如图。 已知： 产率 (7)X(CO2)随温度升高逐渐增大、Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小的原因是___________。 (8)在240℃达到平衡时，CH3OH的产率为___________%。若除反应①和②不考虑其他反应，体系___________(填“吸收”或“放出”)的热量为___________kJ。 ◆题八 处理核电厂放射性废液 (2026·上海市行知中学高三模拟)利用CH3I(一碘甲烷)热裂解是制备低碳烯烃的主要途径之一，过程中涉及反应： ． ． ． (1)结合已知反应，写出CH3I(g)热裂解反应生成C3H6(g)和HI(g)的热化学方程式___________。 (2)反应在___________条件下可以自发进行，原因是：___________。 A．低温 B．高温 碘甲烷是一种高神经毒性的卤代烃，但核电站排放出的放射性有机碘，可采用电化学方法脱碘，在酸性条件下的一种反应机理如下(其中R代表烷基，X代表卤素原子)： (3)从半反应的角度看，该方法属于电化学___________法。 A．氧化 B．还原 (4)利用该原理处理碘甲烷时，试写出阴极的电极反应式___________。 (5)实验发现，酸性条件下碘甲烷残留率较低，但pH过低时，降解效率反而有所下降，试分析原因___________。 ． ． ． 在容积为1L的恒容密闭容器中投入1molCH3I(g)发生上述反应，在不同温度下平衡体系中C2H4(g)、C3H6(g)、C4H8(g)物质的量分数随温度的变化如图所示： (6)图中曲线___________(填“X”或“Y”)表示C4H8(g)物质的量分数随温度的变化曲线，判断的理由是___________。 (7)下列关于上述体系说法正确的是___________。 A．增大压强对3个反应的影响相同 B．时，说明反应达到平衡状态 C．对于反应、，升高温度，正、逆反应速率均增大 D．反应体系中碳元素的质量分数不变，说明反应达到平衡状态 (8)715K时，CH3I(g)的转化率为___________，该温度下反应的化学平衡常数为___________。 ◆题九 丙烷脱氢制丙烯 (2026·上海华东师大二附中高三模拟)丙烯是一种重要的有机化工基础原料，丙烷催化脱氢制丙烯的不同工艺反应如下： Ⅰ．直接脱氢 Ⅱ．氧化脱氢 Ⅲ．副反应 (1)根据上述的信息，写出氢气在空气中点燃生成水蒸气的热化学方程式：___________。 (2)下列关于反应Ⅰ和Ⅱ的说法错误的是___________。(不定项) A. 高温有利于反应Ⅰ自发进行反应 B. 反应Ⅰ的正反应活化能小于其逆反应活化能，反应Ⅱ恰好相反 C. 恒温恒容条件下，容器中气体压强不变时，反应Ⅰ和Ⅱ均已达平衡 D. 恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变，反应Ⅰ和Ⅱ均已达平衡 直接脱氢：向一密闭容器中充入1.00 mol丙烷，进行反应Ⅰ。 (3)恒温恒压条件下，若反应开始时容器体积为1 L，经t min反应达到平衡，生成amolC3H6，则内___________。 A. > B. < C. = D. 无法确定 (4)恒温恒容条件下，测得平衡时C3H8(g)的气体体积分数为80.0%，则C3H8的平衡转化率=___________。(保留3位有效数字) (5)相比于恒温恒压，在恒温恒容条件下C3H8的平衡转化率将___________。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法确定 (6)第(5)题的理由是___________。 氧化脱氢：在压强为p0的恒压体系中通入1 mol丙烷、1 mol氧气，仅发生反应Ⅱ和Ⅲ，达平衡时，丙烷的转化率和丙烯及副产物乙烯的选择性随温度变化如图所示。 已知：ⅰ.Kp为用平衡分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ⅱ.丙烯选择性。 (7)温度升高，丙烯选择性下降的原因可能是___________。 (8)其他条件不变时，下列措施中一定有利于提高丙烯选择性的是___________。 A. 增大压强 B. 通入H2O(g) C. 通入CO2 D. 延长氧化脱氢时间 (9)500℃下反应Ⅱ的Kp=___________。(结果保留3位有效数字) ◆题十 碳中和 (2026·上海华东师大二附中高三适应性模拟)2021年度中国科学十大进展之一就是人工淀粉合成途径的研究，其关键步骤之一就是利用CO2合成出有机小分子。这将有利于我国实现碳达峰碳中和，有利于建设环境友好型社会。如CO2可与H2生成CH4： 反应①：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) (1)在恒温恒容装置中进行反应①，能判断反应已达平衡状态的是_________(不定项选择) A. 混合气体密度不再改变 B. 混合气体压强不再改变 C. 混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2)：n(H2)=1：4 (2) 反应①的平衡常数表达式K=___________。 (3)下列措施有利于提高其反应速率的是________ (不定项选择) A. 使用合适的催化剂 B. 减压 C. 升高温度 D. 增大初始投料比n(CO2)/n(H2) (4) 将1mol CO2和4mol H2置于体积为2L的密闭容器中发生反应①，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K随温度升高而___________(选填“增大”或“减小”)。 (5)化石燃料在能源结构中依然占比巨大，选择碳排放较低的化石燃料利于碳中和的实现： 已知甲烷的单位热值含碳量为0.0135g/kJ，丙烷(C3H8)的燃烧热ΔH＝-2215kJ·mol−1，计算丙烷的单位热值含碳量为___________，从单位热值含碳量角度分析，___________(填电子式)更有利于碳中和。 ◆题十一 苯乙烯 (2026·上海黄浦区高三模拟预测)苯乙烯是合成高分子材料和橡胶的重要原料之一，可用乙苯为原料制备苯乙烯。常见的方法有直接脱氢法和CO2氧化法。反应原理表示如下： ⅰ.直接脱氢法： ⅱ.CO2氧化法： ΔH2 (1)下列关于反应ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是______。 A. B. C. D. (2)已知：CO的燃烧热为，H2的燃烧热为，H2O的气化焓为；则ΔH2＝________。 某科研团队提出在某催化剂表面发生反应ⅰ的机理(Ph—代表苯基，*代表吸附态)如下图所示： (3)虚线框内化学反应速率最慢的一步活化能为______。 A. 11.5 B. 17.3 C. 63.5 D. 102.1 (4)关于上述反应历程说法正确的是______。 A. 吸附过程吸收能量，脱附过程放出能量 B. 状态ⅱ→状态ⅲ过程中形成了碳碳双键 C. 状态ⅲ→状态ⅳ的能量变化说明形成H—H键是吸热过程 D. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变 工业上，通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应ⅰ。实验测得某恒定压强下，控制投料比n(乙苯)∶n(H2O)分别为1∶1、1∶4、1∶9，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如下图所示。 (5)恒温恒压的密闭体系中，发生反应ⅰ，下列能说明体系一定达到平衡状态的是______。 A. n(苯乙烯)∶n(H2)的值保持不变 B. 混合气体的总压保持不变 C. v(乙苯) D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 (6)图中曲线c代表的n(乙苯)∶n(H2O)为______。 A.1∶1 B.1∶4 C.1∶9 理由是：__________。 (7) 图中A、B、C三点对应平衡常数大小顺序为______。(用KA、KB、Kc表示) 以高价态钒镁氧化物晶体作催化剂进行CO2氧化乙苯脱氢反应的一种可能机理如下： (8)上图中，物质X为______。 A. B. C. D. CO (9) 利用CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点有__________(写出两点)。 ◆题十二 环氧丙醇的制备 (2026·上海黄浦区南模中学高三模拟)环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应III： 反应I、II、III的焓变随温度的变化如图所示： (1)据图判断，表示反应I的焓变曲线为__。 A. 曲线a B. 曲线b C. 曲线c (2)反应II的自发性判断是___。 A. 高温自发 B. 低温自发 C. 任意条件自发 已知： ①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压(1×105Pa)相等； ②反应中产生的CO2物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中CO2的体积分数约为0.04%； ③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂中发生的反应，其平衡常数表达式可表示为、为气体分压，为液相体系中物质的物质的量分数，)。 (3)为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0molDMC和1.0molGL，控制温度为T3℃。平衡时，测得液相体系中的物质的量分数，反应II的平衡常数K2=40Pa，平衡时GLD的产率=___________%。(请写出计算过程) (4) 反应I各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数K1=_____。 (5)同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，重新达到平衡时，GLD的产率将__。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 以表示体系中加入CCl4与反应物物质的量的比值。实验测定不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如图所示： (6)其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图__。 A. 甲 B. 乙 (7)W最大的是___。 A. W1 B. W2 C. W3 (8)图乙中W3的曲线先减小后增大，请解释原因：___________；而W1和W2曲线没有出现明显的先减小后增大的原因是___________。 ◆题十三 CO2和CH4的资源化利用 1．(2026·上海黄浦区南模中学高三第三次模拟)CO2和CH4是两种主要的温室气体，有多种方法可以实现两者的资源化利用。 (1)我国科学家实现了如图所示的碳循环研究，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确_______ A. 淀粉和纤维素化学式相同，互为同分异构体 B. 葡萄糖和果糖是同分异构体 C. CO2转化为淀粉的过程中，每一步碳元素的化合价均下降 D. 生成2.8 g CO，有22.4 L CO2在阴极被还原 甲烷、水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (2)一定温度下，2 L容器中充入4 mol 和12 mol ，若20 min后反应达到平衡，容器中CO2、均为1 mol。则0～20 min内_______，反应Ⅰ的平衡常数K=_______(保留三位有效小数)。 恒温恒压下，甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数(物质的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示。 (3)随水碳比的变化曲线是_______ A.曲线①　　　B.曲线②　　　C.曲线③ (4)随水碳比的变化曲线是_______ A曲线①　　　B.曲线②　　　C.曲线③ (5)下列说法不正确的是_______ A. 升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ正、逆反应速率同时增大 B. 保持恒定时，反应达到化学平衡状态 C. 其他条件保持不变，向上述容器中加入，平衡体系中的值将减小 D. 仅压缩上述容器体积，有利于提高CH4(g)的平衡转化率 (6)CH4-CO2联合重整技术：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)也是研究热点，下列关于该反应的随温度变化判断正确的是_______。 研究发现，甲烷、水蒸气重整制氢原料气的比较高会使得催化剂易结焦，高温反应时积碳严重，影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了助剂对催化剂性能的影响如下表所示。 (7)请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为_______。 (8)反应体系中过量H2O(g)能有效缓解积碳带来的催化剂活性下降，原因为_______ 向催化剂中加入适量的CaO颗粒，有利于甲烷制氢。固定水碳比和气体流速，分别向装有无CaO颗粒和有CaO颗粒的催化剂反应器中通入混合气体，使气体离开装置前达到化学平衡，随时间推移，出气口气体成分变化如下。 (9)催化剂中无添加CaO颗粒与添加CaO颗粒比较，t1min前H2的平衡含量下降，其他气体平衡含量升高，可能的原因是_______。t1min后气体含量发生变化可能的原因是_______。 (10)实验同时发现，不论是否加入CaO，t1min后CO2的平衡含量低于理论平衡值，平衡含量高于理论平衡值，可能的原因是_______(化学方程式表示)。 ◆题十四 “车如流，千里尾气锁地球”——处理汽车尾气 (2026·上海市延安中学高三质量调研)NO和CO均为汽车尾气的成分，是造成大气污染的罪魁祸首。 (1)在汽车内燃机工作时，空气中的部分成分会直接生成少许NO。对内燃机中生成NO的反应，下列分析正确的是___________。 A. 不属于“氮的固定” B. 形成雾霾后，可能观察到丁达尔现象。 C. 反应的活化能很小 D. 该过程在自然界中无法发生 NO和CO在汽车的催化转换器中可发生如下反应：； (2)已知该反应为自发反应，则该反应的反应热___________0。 A．大于 B．小于 C．等于 (3)已知：① ② ③ 则反应2CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH＝___________(用含a、b、c的表达式表示)。 (4)一定温度下，将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡，测得N2的物质的量为0.5 mol，则5 min内该反应的速率v为___________，该反应的平衡常数的数值为___________(保留两位小数)。 (5)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，反应到达平衡时，下列说法错误的是。 A. B. CO2不再生成 C. 混合气体的平均摩尔质量不再改变 D. CO与NO的转化率比值不再改变 YA兴趣小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中N2的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： (6)由图可知：要达到最大脱氮率，该反应应采取的最佳实验条件为___________。 (7)温度低于200℃时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是___________。 1 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应原理综合 内容概览 题一 硫化氢的处理 题二 稀有气体化合物 题三 乙醇绿色制氢 题四 氮氧化物的防治与利用 题五 合成氨的意义 题六 金属的腐蚀与防护 题七 二氧化碳的吸收和转化 题八 处理核电厂放射性废液 题九 丙烷脱氢制丙烯 题十 碳中和 题十一 苯乙烯 题十二 环氧丙醇的制备 题十三 CO2和CH4的资源化利用 题十四 “车如流，千里尾气锁地球”——处理汽车尾气 ◆题一 硫化氢的处理 (2026·复旦大学附属中学高三第二次考试)沼气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料，其中混有杂质有毒的H2S。 (1)沼气属于_______。(不定项) A. 化石能源 B. 生物质能 C. 可再生能源 D. 一次能源 (2)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S，生成的含硫物质主要是_______(填化学式)。 (已知：H2S的，；的，)。 在工业生产中需脱硫处理，主要反应为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (3)_______条件下，有利于反应I自发正向进行。 A. 高温 B. 低温 C. 任意温度 D. 无法判断 若在恒容密闭容器中按物质的量比为2：1投入H2S和CH4，发生上述Ⅰ、Ⅱ两个反应，不同温度下达到平衡，H2、S2与CS2体积分数随温度的变化如图所示： (4) 曲线Y代表的是_______平衡体积分数随温度的变化，发生该变化的原因是_______。 (5)1000℃时，a=_______。 研究表明含Ni化合物可高效催化分解H2S。 (6)一种催化过程是在NiO的作用下完成，Ni2+的3d轨道分裂成两组，请参照基态原子核外电子排布规律将Ni2+的价电子填充至下图中，完成轨道表示式_______。 (7) 另一种光解过程是利用Ni-TFl为催化剂。Ni-TFT形成有机八面体结构，该结构中的空隙可容纳H2S，其光解催化原理如图所示。 这种催化剂与H2S结合的方式体现了超分子的特性_______。 A.自组装　　　　B.分子识别 (8)图中总反应的化学方程式为_______。 工业上采用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH)，同时有副产物C6H6生成： Ⅰ. Ⅱ. 使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器，定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量，得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。 (9)活化能较大的是反应_______。 A.Ⅰ　　　　B.Ⅱ (10)根据图中曲线判断，下列说法正确的是_______。(不定项) A. 500℃~-540℃反应Ⅱ已经达到平衡 B. 590℃以上，反应Ⅰ平衡逆向移动 C. 645℃，反应Ⅰ、Ⅱ速率相等 D. 645℃，延长反应时间，可以提高C6H6的单程收率 【答案】(1) BC (2)NaHS (3)A (4)S2 温度较低时升高温度以反应I正向移动为主；温度较高时升高温度以反应Ⅱ正向移动为主 (5) 0.86 (6) (7) B (8) H2SH2+S (9)B (10)BD 【解析】(1)沼气是通过有机废弃物在厌氧条件下发酵产生的，主要成分为甲烷，由于其来自于生物质，且可以再生，因此属于生物质能和可再生能源，故答案为：BC； (2)根据电离常数可知酸性：，根据强酸制弱酸，足量纯碱(Na2CO3)与H2S反应只能生成NaHS和NaHCO3，因此含硫产物主要是NaHS； (3)反应Ⅰ中ΔH1＞0，正反应气体分子数增加，ΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应自发，高温下满足ΔG＜0，因此选A； (4)反应Ⅰ、Ⅱ都是吸热反应，S2是反应Ⅰ的生成物、反应Ⅱ的反应物，升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ均正向移动；低温阶段，升高温度，以反应Ⅰ正向移动为主；高温阶段，升高温度，以反应Ⅱ逆向移动为主，故 温度变化对两个反应的影响导致S2的体积分数先升后降，符合Y的变化趋势；； (5)根据反应的特点知，X代表的是CS2、Z代表的是H2；在恒容密闭容器中按物质的量比为2∶1投入H2S和CH4，发生上述Ⅰ、Ⅱ两个反应，假设、，由图可知，1000℃时S2的体积分数为0.03，CS2的体积分数为0.2，得 ， 平衡时总物质的量为(3+x+y)mol，得=0.03，=0.2，解得x=0.23(3+x+y)，y=0.2(3+x+y)，则H2的体积分数为=0.86，即a=0.86； (6)基态Ni价电子排布式为3d84s2，失电子先失4s电子，因此Ni2+价电子排布式为3d8，8个电子按照能量最低原理、洪特规则排布：低能量的3个轨道各填2个，剩余2个分占高能量的2个轨道，各填1个，轨道表示式为 ； (7)超分子的分子识别特性指可以选择性结合特定客体，该催化剂利用空隙选择性容纳H2S，体现分子识别，自组装是指分子自发形成有序结构，因此选B； (8)根据循环图可知，反应物为H2S，生成物为H2和S单质，即总反应的化学方程式为H2SH2+S； (9)活化能越大，反应速率受温度影响越大；低温时反应Ⅱ收率远低于反应Ⅰ，升高温度后反应Ⅱ收率增加更快，说明反应Ⅱ活化能更大，因此选B； (10)A．500~540℃ ，反应Ⅱ收率低且变化小，是因为温度低速率慢，并未达到平衡，A错误；B．根据图可知590℃ 以上苯硫酚收率下降，反应Ⅰ的ΔH1＜0，放热，升高温度平衡逆向移动，B正确；C．645℃ 二者单程收率相等，不代表反应速率相等，C错误；D．645℃ 时苯的收率仍随温度升高而增大，说明反应Ⅱ未达到平衡，延长反应时间可以让反应更充分，提高苯的单程收率，D正确；选BD。 ◆题二 稀有气体化合物 (2026·复旦大学附属中学高三第二次考试)F2、Ne、Ar、Kr、Xe是半导体行业光刻气的主要原料，1962年，Classen首次由稀有气体氙Xe与F2直接作用，在加热的恒压容器中成功制得XeF4，后又制得XeF2、XeF6。其中XeF2的四方晶胞结构参数如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°。 (1)根据价层电子对互斥理论，XeF2中心原子的价层电子对数为_______。 (2)该晶胞密度为_______ρg· cm-3距离最近的2个Xe之间的距离为_______。 已知与；发生反应①②③，可得三种氟化物XeF2、XeF4、XeF6。 ① ② ③ ΔH3 (3)关于上述反应，在恒容条件下，以下说法正确的是_______。(不定项) A. 当体系总压不再改变时，反应达到平衡 B. 若升高体系温度，K1和K2均增大 C. 当Xe与F2的投料比为1：1时，F2的平衡转化率大于Xe D. 达到平衡后将XeF2从体系中移除，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移动 (4) 反应 ΔH＝_______。 温度T时，三种氟化物的物质的量随F2平衡分压的变化关系如下图所示。 (分压=总压×物质的量分数) (5)温度T时，XeF2物质的量对应图中的曲线_______。 A.a　　　B.b　　　C.c (6)此时，反应的Kp=_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算) (7)在Classen之前，相同实验条件下把Xe与一定量F2通入持续加热的镍管中，无氙的氟化物生成。Classen之所以成功只是将前段加热反应后的气体迅速冷却，使XeF4迅速结晶。从反应速率角度解释Classen的关键做法_______。 氟离子电池是新型电池中的一匹黑马，其结构如图所示： (8)放电时负极电极反应式为_______。 (9)采用固态电解质的氟离子电池大多需要在高达170℃的温度下工作，采用“高温”工作的原因是_______。 【答案】(1) 5 (2) ②. (3)AC (4)-206kJ·mol−1 (5)C (6) 16 (7)前段加热为了加快XeF4的合成速率，后段迅速降温有利于减小XeF4分解速率 (8)Mg-2e-+2F-=MgF2 (9)固态电解质高温下才能导电 【解析】(1)中心Xe原子的价电子数为8，形成2个σ键，孤电子对数，价层电子对数。 (2)晶胞中Xe原子个数：，结合XeF2组成，F原子个数为4，晶胞总质量，晶胞体积，密度。 由图，距离最近的两个Xe为A处Xe原子与底面顶点的Xe，故距离。 (3)A．三个反应均为气体分子数减少的反应，恒容下总压随反应进行改变，总压不变时反应达到平衡，A正确；B．反应①②均为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K1、K2均减小，B错误；C．投料比，每消耗1molXe至少消耗1molF2，生成高氟化物时消耗F2更多，故F2平衡转化率大于Xe，C正确； D．移除XeF2，反应①正向移动，反应②反应物XeF2浓度减小，反应②逆向移动，由于XeF4产量减少，因此反应③也随之逆向移动，D错误。 (4)已知：①；②，根据盖斯定律，将反应①+反应②，整理可得，； (5)F2分压越大，越有利于生成含F量更高的氟化物，故F2分压增大时，低氟化物XeF2的物质的量逐渐减小，对应曲线C； (6)分别选取b、c交点和a、b交点，由b、c交点得的平衡常数，由a、b交点得的平衡常数，反应②-反应③得：，其​； (7)加热条件下生成XeF4的速率较快，迅速冷却可大幅降低XeF4分解的反应速率，同时使XeF4结晶析出，得到产物； (8)由电子流向可知N极为负极，负极Mg失电子，结合F-生成MgF2，电极反应式为：Mg-2e-+2F-=MgF2； (9)固态电解质常温下F-迁移速率慢，导电性差，升高温度可加快F-迁移速率，增强电解质导电性，保证电池正常工作。 ◆题三 乙醇绿色制氢 (2026·复旦大学附属中学高三四月阶段检测)我国科学家创新研发乙醇绿色制氢技术，在高效产氢的同时，还能高附加值生产乙酸，实现了能源与化工的协同发展。 一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现生产乙酸(沸点118℃)，主要反应： 反应1：C2H5OH(g)CH3CHO(g)+H2(g) ΔH1=+68.7 kJ·mol-1 Kp1 反应2：C2H5OH(g)+H2O(g)2H2(g)+CH3COOH(g) ΔH2 反应3：CH3CHO(g)+H2O(g)H2(g)+CH3COOH(g) ΔH3=-24.3 kJ·mol-1 (1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为：秸秆→纤维素→___________(填物质名称)→乙醇。 (2) 反应2的ΔH2=___________kJ·mol-1。 (3)反应后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为 ___________。 (4) 一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是___________。(不定项) A. 容器内的压强不再变化 B. 混合气体的密度不再变化 C. CH3COOH 的体积分数不再变化 D. 单位时间内生成 1 mol H2O，同时消耗 2 mol H2 若该密闭容器中只发生反应1，维持反应器总压为1.0MPa。 (5) 投料比x= n(C2H5OH)/n(H2O) =1或2，水蒸气不参加反应，乙醇的平衡转化率α随温度的变化曲线如图，x=1时的曲线为___________。 (6)T1℃时，该反应的平衡常数Kp1=___________MPa。(保留两位有效数字) (7)已知反应1的熵变ΔS= +115J·mol-1·K-1。假设焓变和熵变不随温度而变化，则反应1自发进行温度应高于___________K。(保留整数) (8)该反应耗能较大，我国研究人员利用具有热催化和电催化活性的双功能催化剂，实现了乙醇制氢和乙醛的高效转化。其装置如图所示。则阳极区总的电极方程式为：___________。 若该密闭容器中只发生反应1、2，维持反应器总压为1.0MPa。 (9)T2时，向密闭容器中按n(H2O)：n(C2H5OH)=9：1投料，平衡时乙醇转化率为90%，乙酸选择性为80%，此时，反应1平衡常数Kp1′=___________MPa(保留两位有效数字)；反应温度T2___________T1(填“<”、“>”或“=”)。 【答案】(1)葡萄糖 (2)+44.4 (3) 降温至78.5℃以下，收集气体 (4)AC (5)M (6)0.25 (7)597 (8) CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+ (9) 0.27 > 【解析】(1)纤维素水解最终产物为葡萄糖，葡萄糖经发酵得到乙醇，因此该物质为葡萄糖。 (2)根据盖斯定律，反应1+反应3=反应2，因此。 (3)乙醇、乙酸沸点较高，降低温度可液化，氢气沸点极低，仍为气态，因此降温冷凝，降至78.5℃以下，低于乙醇的沸点，使乙醇和乙酸冷凝成液态，此时氢气仍为气态，收集气体即可得到氢气。 (4)A．该体系中存在气体分子数增大的反应(如反应1、反应2)，恒容下压强不变说明气体总物质的量不变，反应达到平衡，A正确；B．反应物和生成物都为气体，总质量不变，恒容体积不变，密度始终不变，不能说明平衡，B错误；C．CH3COOH体积分数不变，说明其浓度不变，反应达到平衡，C正确；D．生成1molH2O和消耗2molH2均为逆反应，不能说明正逆反应速率相等，D错误；故选AC。 (5)投料比，x=1比x=2水蒸气含量更高，总压不变，相当于减压，反应1是气体分子数增大的反应，减压平衡正向移动，乙醇平衡转化率更高，因此对应曲线为M。 (6)设起始，，转化率，平衡时： ，，总，总压1MPa，因此： 。 (7)反应自发进行满足 ΔG=ΔH-TΔS＜0，代入数据：​。 (8)阳极发生氧化反应，乙醇失电子生成乙醛和H+，配平后得电极反应式为。 (9)设起始，，转化乙醇0.9mol，生成乙酸的乙醇为，生成乙醛的乙醇为0.18mol，平衡时： ，，，，，，因此： ； 反应1为吸热反应，K越大温度越高，Kp1′＞Kp1，因此T2＞T1。 ◆题四 氮氧化物的防治与利用 (2026·上海交大附中高三模拟)氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量研究。 Ⅰ．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成N2，可有效降低汽车尾气污染，反应为：2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH1。 (1)将CO和NO按物质的量之比为1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat1和Cat2)进行反应，相同时间内测定逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(NO的转化率)，结果如图所示。 ①最合适的催化剂是______。 A.Cat1 B.Cat2 最佳温度是______℃。 A.100 B.250 C.450 ②催化剂Cat2催化条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是______。 (2) 下表中数据是该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓()(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100 kPa条件下，由稳定态单质生成1 mol化合物时的焓变)数据。 物质 N2(g) CO2(g) CO(g) NO(g) (kJ/mol) 0 -393.5 -110.5 90 则ΔH1=______kJ/mol。 Ⅱ．一定条件下NO2与SO2可发生反应：4SO2(g)+2NO2(g))⇌4SO3(g)+N2(g) ΔH2<0。 (3) 将NO2与SO2按物质的量之比为1:1置于恒温恒容密闭容器中反应。下列能说明反应达到平衡状态的是______(不定项)。 A. 体系压强保持不变 B. NO2与SO2的物质的量之比保持不变 C. v消耗(SO2)=v生成(SO3) D. c(SO3):c(N2)=4:1 (4) 将一定量的NO2与SO2置于密闭容器中发生反应，在相同时间内测得SO3的物质的量分数与温度的变化曲线如图1所示(虚线为平衡时的曲线)。SO2的平衡转化率与压强、温度及氮硫比m=n(NO2)/n(SO2)的关系如图2所示。 ①由图1可知，温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是______。 ②图2中压强：p1______p2(填“>”、“<”或“=”，下同)；氮硫比：m1______m2。 Ⅲ．一定条件下NO2与O2可生成N2O5，反应为：4NO2(g)+O2(g)⇌2N2O5(g)。 (5) 恒温恒压时，在一容积可变的容器内充入一定量的NO2与O2发生上述反应，达到平衡时，测得容器体积为1 L，n(NO2)=2 mol，n(O2)=2 mol，n(N2O5)=1 mol。 同样条件下，回答下列问题： ①该反应的平衡常数K=______，O2的平衡转化率为______。 ②在该容器内继续充入5 mol O2,是否能够提高NO2的平衡转化率，请结合计算说明______。 【答案】(1) ① B C ②该反应正反应为放热反应，温度升高使平衡逆向移动；且温度过高会降低催化剂Cat2的活性，因此脱氮率下降 (2) -746 (3) AB (4)① 温度过低，反应速率慢，相同时间内生成SO3量少，产率低；该反应正反应放热，温度过高平衡逆向移动，SO3产率降低，因此高低温都不利于反应  ② < < (5) ① 或 20% ②恒温恒压下，原总物质的量为5mol，体积1L，加入5molO2后总物质的量为10mol，体积变为2L，浓度商，平衡逆向移动，因此不能提高NO2的平衡转化率 【解析】(1)①由图可知，相同温度下Cat2的脱氮率远高于Cat1，故最合适的催化剂为Cat2；Cat2的脱氮率峰值在450℃左右，故最佳温度为450℃；②该反应正反应为放热反应，温度升高使平衡逆向移动；且温度过高会降低催化剂Cat2的活性，因此脱氮率下降。 (2)反应焓变=生成物总标准生成焓-反应物总标准生成焓： 。 (8)该反应正反应为气体分子数减少的反应：A．恒温恒容下，体系压强随气体总物质的量变化，压强不变说明总物质的量不变，反应达到平衡，A正确；B．起始，反应按1:2的比例消耗二者，因此随反应变化，比值不变时反应达到平衡，B正确；C．消耗SO2和生成SO3​均为正反应，速率比始终等于计量数比，不能说明平衡，C错误；D．生成物SO3和N2计量数比为4:1，因此始终为4:1，不能说明平衡，D错误；答案选AB。 (9)①温度过低，反应速率慢，相同时间内生成SO3量少，产率低；该反应正反应放热，温度过高平衡逆向移动，SO3产率降低，因此高低温都不利于反应 ；②该反应正反应气体分子数减少，压强越大SO2平衡转化率越高，相同氮硫比下p1对应转化率更低，故p1<p2； NO2越多，SO2平衡转化率越高，相同压强下，m1的SO2转化率低于m2，故m1< m2。 (10)①平衡体积，，，，则： ； 生成1molN2O5​消耗0.5molO2，起始，转化率；②不能，计算如下： 恒温恒压下，原总物质的量为5mol，体积1L，加入5molO2后总物质的量为10mol，体积变为2L，浓度商，平衡逆向移动，因此不能提高NO2的平衡转化率。 ◆题五 合成氨的意义 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，我国采用铁触媒作催化剂合成氨。 (1)在固定体积为2 L的容器中模拟合成氨反应，反应前充入N2和H2各6 mol，10 min后达平衡，此时N2的转化率为15%，则在此过程中，H2的平均反应速率为_________。反应_________能量(“吸收”或“放出”) _________kJ。 共价键 N-H H-H N≡N 键能(kJ/mol) 390 436 946 (2)合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，产物为CH3COO[Cu(NH3)CO]，该配合物的中心原子(或离子)为_________，其配位数为_________。C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_________。 A. B. C. (3)铁触媒中含多种铁的氧化物。FeO晶体的晶胞和NaCl类似，由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含Fe2+、Fe3+，晶胞边长为428pm(1pm=10-10cm)，则该晶体的密度为_________g· cm-3 。(列出计算式即可，用NA表示阿伏伽德罗常数的值) 水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ]在合成氨工业中起到至关重要的作用，所得产物CO2和H2可以合成甲醇，可能发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-58kJ·mol−1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 向刚性容器中按初始体积为1：3充入CO2(g)和H2(g)，在不同催化剂(Cat.1、Cat.2)下反应相同时间，CO2(g)的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示： (4)由图可知，催化效果Cat.1_________Cat.2(填“>”、“<”或“=”)。 (5)在210~270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能的原因是_________。 (6)若使用催化剂Cat.1，温度为T ℃时，CO2(g)的转化率为a%，此时甲醇的选择性为b%，则该反应混合物中甲醇的体积分数为_________%。 (7)通过液化分离氨的方式提高反应的转化率，氨容易液化的原因有两点：一是氨分子为极性分子，二是_________。 【答案】(1) 放出 77.4 (2)Cu . 4 B (3) (4)> (5)温度升高，催化剂的活性降低(或温度升高，更有利于反应II速率增大) (6) (7)氨分子之间可以形成氢键 【解析】(1)由题已知，反应10 min后达到平衡，此时N2转化率为15 %，则转化的N2的物质的量为，按化学计量比：，H2的浓度变化率：，故；对于反应反应物断键所吸收的能量为2254 kJ/mol，生成物所释放的能量为2340 kJ/mol，生成物放出的能量>反应物所吸收的能量，故该反应放出能量，放出的能量为86 kJ，但实际反应掉的N2为0.9 mol，所以放出的总热量为0.9×86=77.4 kJ (2)观察配合物，Cu原子具有空轨道，而NH3、CO中的N和O都有孤电子对，故中心原子为Cu，与铜配位的是NH3、CO，故配位数为4；C、N、O为同周期原子序数依次增大的元素，一般规律为同周期从左到右，第一电离能依次增大，但N的2p轨道上的电子为半充满稳定状态，故其第一电离能大于O，因此第一电离能：C<O<N，B正确； (3)由题意得，其晶胞结构与NaCl类似，NaCl晶胞中Na+和Cl-各4个，故O2-的个数为4。实际组成Fe0.9O中Fe与O的比例为0.9:1，因此晶胞中Fe(Fe2+与Fe3+)的总数为0.9×4=3.6；故晶胞的质量为，晶胞的体积为，则该晶胞的密度为 (4)根据图示，相同条件下，Cat.1对应的CO2的转化率及甲醇的选择性均较高，故催化效果Cat.1>Cat.2，故答案为：＞ (5)在210～270 ℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能的原因是温度升高，催化剂的活性降低(或温度升高，更有利于反应II速率增大) (6)设起始时CO2为1 mol则H2为3 mol，因CO2(g)转化率为a%，则转化的CO2为a%，又因甲醇的选择性为b%，则生成甲醇的物质的量为a%×b%，列出三段式： 则平衡时的总物质的量为，则该反应混合物中甲醇的体积分数为： (7)氨气是极性分子，同时氨分子之间形成氢键，使得氨分子间的相互作用力较强，沸点较高，更容易被冷凝。 ◆题六 金属的腐蚀与防护 (2026·曹杨二中高三第5次模拟)金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。防止金属腐蚀的方法有很多，可以在其表面涂一层防护层，也可以结合电化学的知识来想办法。某课外兴趣小组设计了如下装置对铁片进行保护。 (1)装置中的_________电极是铁片。 A.a B.b (2)写出通入CH4气体电极的电极反应方程式：_________。 (3)如果用该装置给铁片镀银，则电解质溶液X的溶质为_________(填化学式)，当铁片上析出1 mol Ag时，消耗标准状况下O2的体积为_________L。 (4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，开关K置于N处，该电化学防护法称为_________；若X为锌棒，开关K置于M处，能否达到防止铁腐蚀的目的？_________。 以下为铝材表面处理的一种方法： (5)碱洗的目的是_________(用离子方程式表示)；碱洗时常有气泡冒出，该气体是_________(填化学式)。 (6)电解时，处理好的铝材应与电源的_________极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为_________。 (7)下列几种金属的镀层被破坏后，金属腐蚀的速率最快的是________。 A. 镀铝铁桶 B. 食品铁罐头盒(镀锡) C. 镀银铜质奖章 D. 白铁水桶(镀锌) 【答案】(1) B (2)CH4+10OH--8e-=CO32-＋7H2O (3)AgNO3 5.6 (4)外加电流的阴极保护法 能 (5)Al2O3+2OH+3H2O=2[Al(OH)4]- H2 (6) 正 (7)B 【解析】(1)左侧装置为碱性甲烷燃料电池，通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极；要保护铁片，需要铁片作电解池的阴极(阴极被保护)，原电池负极连接电解池阴极，根据装置连线可知b为电解池阴极，因此铁片是b电极。 (2)碱性环境下甲烷燃料电池中，CH4在负极失电子，产物为碳酸根，配平后得到电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-＋7H2O。 (3)给铁片镀银时，电解质溶液需要含有银离子，因此电解质溶液X的溶质为AgNO3；析出1molAg时，转移1mol电子，原电池中1molO2参与反应转移4mol电子，因此转移1mol电子时消耗0.25molO2，标准状况下体积为。 (4)若X为碳棒，开关K接N，铁连接外加电源的负极，该防护法为外加电流的阴极保护法；若X为锌棒，K接M，构成原电池，锌比铁活泼，锌作负极失电子，铁作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可以达到防护目的。 (5)铝材表面自然生成氧化铝膜，碱洗目的是除去该氧化膜，氧化铝为两性氧化物，与碱反应的离子方程式Al2O3+2OH+3H2O=2[Al(OH)4]-；碱洗时，铝单质也会与碱发生反应2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ，因此冒出的气体为H2。 (6)要在铝材表面生成氧化膜，需要Al失电子被氧化，氧化反应在阳极发生，因此铝材需要与电源正极相连；电解质为硫酸溶液，Al失电子结合水生成氧化铝，配平后得到电极反应式。 (7)镀层破坏后形成原电池，活泼性更强的金属作负极被腐蚀：A．铝比铁活泼，镀层破坏后，铝作为负极被腐蚀，铁作为正极被保护，铁的腐蚀速率较慢；B．铁比锡活泼，镀层破坏后，铁作为负极，锡作为正极，形成原电池，铁会加速腐蚀；C．铜比银活泼，镀层破坏后，铜作为负极，银作为正极，铜会被腐蚀，但铜活泼性弱于铁，腐蚀速率比B慢；D．锌比铁活泼，镀层破坏后，锌作为负极被腐蚀，铁作为正极被保护，铁的腐蚀速率较慢； 因此镀层破坏后，食品铁罐头盒(镀锡)中的铁腐蚀速率最快，故选B。 ◆题七 二氧化碳的吸收和转化 (2026·上海崇明区高三二模)将CO2富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。一种富集烟气中CO2的方法示意图如下： (1)写出“吸收”过程对应的化学方程式：___________。 在温度25℃下，浓度均为0.1mol·L-1的4种溶液pH如下： 溶质 K2CO3 KHCO3 K2SO3 KHSO3 pH 11.6 9.7 10.0 4.5 (2)据表中KHCO3和KHSO3的pH，___________(填“能”或“不能”)判断非金属性C<S。 (3)向K2CO3溶液中通入一定量SO2气体，不可能发生的离子反应为___________。(不定项) A. B. C. D. (4)等物质的量浓度的K2CO3和KHCO3的混合溶液中，有关微粒的浓度关系正确的是___________。(双选) A. B. C. D. 与在催化剂作用下可转化为，体系中发生的主要反应如下： ① ② (5)如果仅发生反应①，下列能够说明该反应已达到平衡状态的是___________。 A. B. CH3OH与H2O物质的量之比不再变化 C. 气体平均分子量不再变化 D. 气体总质量不再变化 (6)研究表明，CO与H2也能生成CH3OH，写出该反应的热化学方程式：___________。 在催化剂作用下，将1 mol CO2、3 mol H2投入反应器，反应温度对CO2平衡转化率X(CO2)、CH3OH选择性Y(CH3OH)的影响如图。 已知： 产率 (7)X(CO2)随温度升高逐渐增大、Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小的原因是___________。 (8)在240℃达到平衡时，CH3OH的产率为___________%。若除反应①和②不考虑其他反应，体系___________(填“吸收”或“放出”)的热量为___________kJ。 【答案】(1) (2)不能 (3)D (4)AC (5)C (6)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-90kJ·mol−1 (7)升高温度，反应①平衡向逆反应方向移动，Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小，而反应②平衡向正反应方向移动，且移动程度大于反应①，总体CO2转化率增大。 (8)3 吸收 3.45 【解析】(1)“吸收”过程中K2CO3吸收烟气中的CO2生成KHCO3，化学方程式为。 (2)、均存在电离平衡和水解平衡，且H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故无法比较C、S的非金属性强弱。 (3)需根据SO2通入量(少量、过量)判断产物，由浓度均为0.1mol/L碳酸钾、碳酸氢钾、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾溶液的pH可知，酸性强弱()及反应规律分析各选项离子方程式的合理性。A．H2SO3的酸性强于HCO3-，当SO2适量时，反应可以发生，A正确；B．当SO2少量时，CO32-过量，生成SO32-和HCO3-，反应可以发生，B正确；C．当SO2过量时，H2SO3足量，会生成CO2和HSO3-，离子方程式为，C正确；D．该反应不符合强酸制弱酸规律，因为CO32-与SO2反应时，SO2溶于水生成H2SO3，即使SO2少量，也会生成HCO3-而不是直接生成CO2；若SO2过量则生成HSO3-，不可能直接生成SO32-和CO2，所以该反应不可能发生，D错误；故选D。 (4)A．根据电荷守恒，溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，在等物质的量浓度的K2CO3和KHCO3的混合溶液中，电荷守恒式应为，A正确；B．混合溶液中电荷守恒式为，物料守恒为，两式整理得，B错误；C．设K2CO3和KHCO3的物质的量浓度均为c，则，，所以，C正确；D．等物质的量浓度的K2CO3和KHCO3的混合溶液中，CO32-的水解程度大于HCO3-水解程度，所以，D错误；故选AC。 (5)A．反应①中，∶∶1时才达到平衡，不满足比例关系，说明反应没有达到平衡，A不符合题意；B．CH3OH与H2O是生成物，按1∶1生成，无论是否平衡，物质的量之比始终为1∶1，不能说明平衡，B不符合题意；C．反应①是气体体积变化的反应，总质量不变，平均摩尔质量，当平均分子量(即平均摩尔质量)不再变化时，说明n总不变，能说明平衡，C符合题意；D．反应①中所有物质都是气体，根据质量守恒，总质量始终不变，不能说明平衡，D不符合题意；故选C。 (6)由盖斯定律可知反应①-反应②可得目标方程：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-90kJ·mol−1。 (7)X(CO2)随温度升高逐渐增大、Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小的原因是反应①为放热反应，反应②为吸热反应，随温度升高，反应①平衡向逆反应方向移动，Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小，而反应②平衡向正反应方向移动，且移动程度大于反应①，总体CO2转化率增大。 (8)在240℃达到平衡时，CO2平衡转化率X(CO2)=15%，CH3OH选择性Y(CH3OH)=20%，则生成n(CH3OH)=1 mol×0.15×0.2=0.03 mol，则CH3OH的产率为，反应①放热49kJ·mol−1×0.03mol=1.47 kJ；1 mol×15%×80%=0.12 mol二氧化碳参与反应②，反应②吸热41kJ·mol−1×0.12 mol=4.92 kJ，故在240℃达到平衡时，体系吸收的热量为4.92 kJ -1.47 kJ =3.45kJ。 ◆题八 处理核电厂放射性废液 (2026·上海市行知中学高三模拟)利用CH3I(一碘甲烷)热裂解是制备低碳烯烃的主要途径之一，过程中涉及反应： ． ． ． (1)结合已知反应，写出CH3I(g)热裂解反应生成C3H6(g)和HI(g)的热化学方程式___________。 (2)反应在___________条件下可以自发进行，原因是：___________。 A．低温 B．高温 碘甲烷是一种高神经毒性的卤代烃，但核电站排放出的放射性有机碘，可采用电化学方法脱碘，在酸性条件下的一种反应机理如下(其中R代表烷基，X代表卤素原子)： (3)从半反应的角度看，该方法属于电化学___________法。 A．氧化 B．还原 (4)利用该原理处理碘甲烷时，试写出阴极的电极反应式___________。 (5)实验发现，酸性条件下碘甲烷残留率较低，但pH过低时，降解效率反而有所下降，试分析原因___________。 ． ． ． 在容积为1L的恒容密闭容器中投入1molCH3I(g)发生上述反应，在不同温度下平衡体系中C2H4(g)、C3H6(g)、C4H8(g)物质的量分数随温度的变化如图所示： (6)图中曲线___________(填“X”或“Y”)表示C4H8(g)物质的量分数随温度的变化曲线，判断的理由是___________。 (7)下列关于上述体系说法正确的是___________。 A．增大压强对3个反应的影响相同 B．时，说明反应达到平衡状态 C．对于反应、，升高温度，正、逆反应速率均增大 D．反应体系中碳元素的质量分数不变，说明反应达到平衡状态 (8)715K时，CH3I(g)的转化率为___________，该温度下反应的化学平衡常数为___________。 【答案】(1)3CH3I(g)=C3H6(g)＋3HI(g) ΔH＝+99.2kJ·mol−1 (2) B 该反应 ΔH＞0， ΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，高温下ΔG＜0，反应自发进行 (3)B (4) (5)pH过低即H+浓度过高，H+会在阴极优先得电子发生副反应2H＋＋2e-=H2↑，消耗电子，降低了碘甲烷的降解效率 (6)Y 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正向移动，乙烯物质的量均增大，X代表乙烯，Y对应C4H8​ (7)C (8)80% 0.8 【解析】(1)根据盖斯定律，得目标反应：6CH3I(g)=2C3H6(g)＋6HI(g) ΔH＝+198.4kJ·mol−1 ，化简为3CH3I(g)=C3H6(g)＋3HI(g) ΔH＝+99.2kJ·mol−1。 (2)该反应 ΔH＞0， ΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，高温下ΔG＜0，反应自发进行。 (3)反应过程中RX不断得到电子，发生还原反应。 (4)合并机理三步反应，R为甲基、X为I，阴极(得电子)反应为： 。 (5)pH过低即H+浓度过高，H+会在阴极优先得电子发生副反应2H＋＋2e-=H2↑，消耗电子，降低了碘甲烷的降解效率。 (6)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正向移动，乙烯物质的量均增大，所以X代表乙烯，Y对应C4H8。 (7)A．三个反应气体分子数变化不同，增大压强对平衡移动方向影响不同，A错误；B．未说明正逆反应速率，不能说明平衡，B错误；C．升高温度，正逆反应速率均增大，C正确；D．整个体系碳元素质量守恒，碳元素质量分数始终不变，不能说明平衡，D错误;故选C。 (8)715K时，C2H4物质的量分数为4%，C3H6为8%，C4H8​为8%，设平衡时C2H4 为x mol，C2H4为2x mol，C4H8为2x mol，CH3I为y mol，根据碘原子守恒，HI为(1-y) mol。由碳原子守恒可得：y+2x+8x+6x=1；乙烯的物质的量分数为4%可得： ；解得x=0.05，y=0.2； CH3I的转化率为；反应I平衡常数为。 ◆题九 丙烷脱氢制丙烯 (2026·上海华东师大二附中高三模拟)丙烯是一种重要的有机化工基础原料，丙烷催化脱氢制丙烯的不同工艺反应如下： Ⅰ．直接脱氢 Ⅱ．氧化脱氢 Ⅲ．副反应 (1)根据上述的信息，写出氢气在空气中点燃生成水蒸气的热化学方程式：___________。 (2)下列关于反应Ⅰ和Ⅱ的说法错误的是___________。(不定项) A. 高温有利于反应Ⅰ自发进行反应 B. 反应Ⅰ的正反应活化能小于其逆反应活化能，反应Ⅱ恰好相反 C. 恒温恒容条件下，容器中气体压强不变时，反应Ⅰ和Ⅱ均已达平衡 D. 恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变，反应Ⅰ和Ⅱ均已达平衡 直接脱氢：向一密闭容器中充入1.00 mol丙烷，进行反应Ⅰ。 (3)恒温恒压条件下，若反应开始时容器体积为1 L，经t min反应达到平衡，生成amolC3H6，则内___________。 A. > B. < C. = D. 无法确定 (4)恒温恒容条件下，测得平衡时C3H8(g)的气体体积分数为80.0%，则C3H8的平衡转化率=___________。(保留3位有效数字) (5)相比于恒温恒压，在恒温恒容条件下C3H8的平衡转化率将___________。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法确定 (6)第(5)题的理由是___________。 氧化脱氢：在压强为p0的恒压体系中通入1 mol丙烷、1 mol氧气，仅发生反应Ⅱ和Ⅲ，达平衡时，丙烷的转化率和丙烯及副产物乙烯的选择性随温度变化如图所示。 已知：ⅰ.Kp为用平衡分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ⅱ.丙烯选择性。 (7)温度升高，丙烯选择性下降的原因可能是___________。 (8)其他条件不变时，下列措施中一定有利于提高丙烯选择性的是___________。 A. 增大压强 B. 通入H2O(g) C. 通入CO2 D. 延长氧化脱氢时间 (9)500℃下反应Ⅱ的Kp=___________。(结果保留3位有效数字) 【答案】(1) 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝-484kJ·mol−1 (2)BD (3)B (4)11.1% (5)A (6)反应Ⅰ正反应为气体分子数增大的反应，平衡时恒温恒容比恒温恒压的压强更大，增大压强使平衡逆向移动，故平衡转化率减小 (7)反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动；过高的温度可能导致催化剂失活 (8)C (9 0.00759 【解析】(1)根据盖斯定律，2(Ⅱ-Ⅰ)得到2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝-484kJ·mol−1； (2)A．ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应可自发进行，反应I的ΔH1＞0，ΔS1＞0，故高温有利于其反应自发进行，故A正确；B．反应I的ΔH1＞0，故正反应活化能大于其逆反应活化能，而反应Ⅱ的ΔH2＜0，因此反应Ⅱ恰好相反，故B错误；C．恒温恒容条件下，反应I和Ⅱ反应前后气体分子数不等且相互影响，故容器中气体压强不变时，反应I和Ⅱ均已达平衡，故C正确；D．恒温恒容条件下，气体总质量及容积始终不变，混合气体的密度为定值，不能用于判定平衡状态，故D错误；故选BD； (3)恒温恒压条件下，随反应I的进行，气体分子数增多，导致容积大于1L，，则； (4)恒温恒容条件下，测得平衡时C3H8(g)的气体体积分数为80.0%，设C3H8初始浓度为1.00mol·L-1，变化量为xmol·L-1，列三段式：可得，x≈0.111，则C3H8的平衡转化率=； (5)相比于恒温恒压，恒温恒容条件下C3H8的平衡转化率将减小，原因是：反应I正反应为气体分子数增大的反应，平衡时恒温恒容比恒温恒压的压强更大，增大压强使平衡逆向移动，不利于反应I正向进行，平衡转化率减小； (6)反应Ⅰ正反应为气体分子数增大的反应，平衡时恒温恒容比恒温恒压的压强更大，增大压强使平衡逆向移动，故平衡转化率减小； (7)温度升高，丙烯选择性下降的原因可能是：反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动；过高的温度可能导致催化剂失活，故丙烯选择性降低； (8)A．增大压强，使反应Ⅱ和Ⅲ平衡均向逆反应方向移动，无法提高丙烯的选择性，故A不符合题意；B．通入H2O(g)使反应Ⅱ和Ⅲ平衡均向逆反应方向移动，无法提高丙烯的选择性，故B不符合题意；C．通入CO2使反应Ⅲ向逆反应方向移动，有利于提高丙烯的选择性，故C符合题意；D．延长氧化脱氢时间，C—C键断裂更多，提高了乙烯的选择性，造成了丙烯选择性的下降，故D不符合题意； (9)结合图示可知，500℃时，丙烷的转化率为10%，可知剩余的丙烷为0.90mol，丙烯的选择性75%，即生成的丙烯为1×0.10×0.75 mol =0.075mol，乙烯的选择性为25%，则生成的乙烯为1×0.10×0.25 mol =0.025mol，列出三段式： 反应Ⅱ：反应Ⅲ：平衡时n(总)== ，。 ◆题十 碳中和 (2026·上海华东师大二附中高三适应性模拟)2021年度中国科学十大进展之一就是人工淀粉合成途径的研究，其关键步骤之一就是利用CO2合成出有机小分子。这将有利于我国实现碳达峰碳中和，有利于建设环境友好型社会。如CO2可与H2生成CH4： 反应①：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) (1)在恒温恒容装置中进行反应①，能判断反应已达平衡状态的是_________(不定项选择) A. 混合气体密度不再改变 B. 混合气体压强不再改变 C. 混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2)：n(H2)=1：4 (2) 反应①的平衡常数表达式K=___________。 (3)下列措施有利于提高其反应速率的是________ (不定项选择) A. 使用合适的催化剂 B. 减压 C. 升高温度 D. 增大初始投料比n(CO2)/n(H2) (4) 将1mol CO2和4mol H2置于体积为2L的密闭容器中发生反应①，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K随温度升高而___________(选填“增大”或“减小”)。 (5)化石燃料在能源结构中依然占比巨大，选择碳排放较低的化石燃料利于碳中和的实现： 已知甲烷的单位热值含碳量为0.0135g/kJ，丙烷(C3H8)的燃烧热ΔH＝-2215kJ·mol−1，计算丙烷的单位热值含碳量为___________，从单位热值含碳量角度分析，___________(填电子式)更有利于碳中和。 【答案】(1)BC (2) (3)AC (4)减小 (5)0.0163g/kJ 【解析】(1)A．，反应前后所有物质均为气体，总质量不变，恒容容器体积不变，因此混合气体密度始终不变，不能判断平衡，A不符合题意；B．方程式左右两边气体分子数不相等，恒温条件下，反应未达到平衡时气体压强一直在变化，达到平衡后保持不变，因此混合气体压强不变时说明反应达到平衡，B符合题意；C．平均摩尔质量，参加反应的物质均为气体，​始终不变，方程式左右两边气体分子数不同，平衡前随反应变化，因此不变时说明反应达到平衡，C符合题意；D．CO2、H2均为反应物，变化量之比始终为1：4，但起始的物质的量未知，因此物质的量之比未知，无法判断平衡，D不符合题意；答案选BC。 (2)平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该反应所有物质均为气态，全部代入表达式即可得。 (3)A．合适的催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，A符合题意；B．减压会降低反应物浓度，减慢反应速率，B不符合题意；C．升高温度一定加快反应速率，C符合题意；D．增大投料比不一定提高反应物总浓度，不一定能加快反应速率，D不符合题意；答案选AC。 (4)由图可知，温度升高，平衡时的物质的量分数降低，说明升高温度平衡逆向移动，因此平衡常数K随温度升高减小。 (5) 1molC3H8中含碳总质量为，1mol丙烷燃烧放热2215kJ，因此单位热值含碳量； 该数值大于甲烷的0.0135g/kJ，甲烷单位热值含碳量更低，碳排放更少，更利于碳中和，甲烷中C与H形成4个极性共价键，电子式如图。 ◆题十一 苯乙烯 (2026·上海黄浦区高三模拟预测)苯乙烯是合成高分子材料和橡胶的重要原料之一，可用乙苯为原料制备苯乙烯。常见的方法有直接脱氢法和CO2氧化法。反应原理表示如下： ⅰ.直接脱氢法： ⅱ.CO2氧化法： ΔH2 (1)下列关于反应ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是______。 A. B. C. D. (2)已知：CO的燃烧热为，H2的燃烧热为，H2O的气化焓为；则ΔH2＝________。 某科研团队提出在某催化剂表面发生反应ⅰ的机理(Ph—代表苯基，*代表吸附态)如下图所示： (3)虚线框内化学反应速率最慢的一步活化能为______。 A. 11.5 B. 17.3 C. 63.5 D. 102.1 (4)关于上述反应历程说法正确的是______。 A. 吸附过程吸收能量，脱附过程放出能量 B. 状态ⅱ→状态ⅲ过程中形成了碳碳双键 C. 状态ⅲ→状态ⅳ的能量变化说明形成H—H键是吸热过程 D. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变 工业上，通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应ⅰ。实验测得某恒定压强下，控制投料比n(乙苯)∶n(H2O)分别为1∶1、1∶4、1∶9，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如下图所示。 (5)恒温恒压的密闭体系中，发生反应ⅰ，下列能说明体系一定达到平衡状态的是______。 A. n(苯乙烯)∶n(H2)的值保持不变 B. 混合气体的总压保持不变 C. v(乙苯) D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 (6)图中曲线c代表的n(乙苯)∶n(H2O)为______。 A.1∶1 B.1∶4 C.1∶9 理由是：__________。 (7) 图中A、B、C三点对应平衡常数大小顺序为______。(用KA、KB、Kc表示) 以高价态钒镁氧化物晶体作催化剂进行CO2氧化乙苯脱氢反应的一种可能机理如下： (8)上图中，物质X为______。 A. B. C. D. CO (9) 利用CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点有__________(写出两点)。 【答案】(1)C (2) (3) C (4) B (5)D (6) A 理由是：反应ⅰ正向为气体体积增大的反应，因此压强一定时，体系中通入水蒸气越多，则体系体积越大，越有利于平衡正向移动，苯乙烯的平衡转化率越大。图中相同温度时，曲线c乙苯的平衡转化率最小，则曲线c代表体系中通入水蒸气最少，即n(乙苯)∶n(H2O)为1∶1 (7) (8)B (9)CO2来源广泛，简单易得；减少CO2的排放，减少温室效应，实现碳中和 【解析】(9)反应ⅰ，反应后气体分子数增加，ΔS＞0；ΔG=ΔH-TΔS=-TΔS+ΔH，该式为一次函数：截距ΔH＞0(T=0时ΔG＞0)，斜率-ΔS＜0，斜率为负，对应下降趋势，对应选项C。 (2)根据盖斯定律，整理热化学方程式： ①    ； ② ；  ③ ；  ④ ； 反应ⅱ=①+③-②+④，计算得： 。 (3)反应速率最慢对应活化能最大，活化能=过渡态能量该步起始物质能量： 第一步活化能：，第二步活化能：，最大活化能为，选C。 (4)A．第一步吸附后能量降低，则吸附释放能量，最终脱附过程能量升高，脱附为吸热过程，A错误； B．ⅱ为，ⅱ→ⅲ失去第二个H，形成碳碳双键，B正确； C．形成化学键一定是放热过程，C错误；D．催化剂只能降低反应活化能，不改变反应焓变，D错误。 (5)A．生成的苯乙烯和H2物质的量之比恒为1:1，n(苯乙烯)∶n(H2)的值保持不变，不能说明反应达到平衡，A错误； B．体系为恒温恒压，总压不变，不能说明反应达到平衡，B错误； C．未说明正逆反应速率，不能说明反应达到平衡，C错误；D．反应前后气体总质量不变，总物质的量增大，平均摩尔质量是变量，当平均摩尔质量保持不变时，说明反应达到平衡，D正确。 (6)反应ⅰ正向为气体体积增大的反应，恒温恒压下，投料比n(乙苯):n(H2O)越小(水蒸气占比越大)，则体系体积越大，越有利于平衡正向移动，苯乙烯的平衡转化率越大，c曲线转化率最低，代表体系中通入水蒸气最少，对应n(乙苯):n(H2O)，即1:1。 (7)平衡常数只与温度有关，反应ⅰ，温度越高平衡常数K越大；三点温度：，则平衡常数：。 (8)催化剂循环中，高价态​(X)氧化乙苯后，失去一个O被还原为低价态，即Y；乙苯被氧化为苯乙烯(M)，(Y)再和CO2​反应得到O，重新生成(X)​，N为CO，故X为，选B。 (9)利用CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点有可利用CO2​，减少温室气体排放，符合环保理念；CO2​廉价易得，降低生产成本。 ◆题十二 环氧丙醇的制备 (2026·上海黄浦区南模中学高三模拟)环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应III： 反应I、II、III的焓变随温度的变化如图所示： (1)据图判断，表示反应I的焓变曲线为__。 A. 曲线a B. 曲线b C. 曲线c (2)反应II的自发性判断是___。 A. 高温自发 B. 低温自发 C. 任意条件自发 已知： ①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压(1×105Pa)相等； ②反应中产生的CO2物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中CO2的体积分数约为0.04%； ③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂中发生的反应，其平衡常数表达式可表示为、为气体分压，为液相体系中物质的物质的量分数，)。 (3)为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0molDMC和1.0molGL，控制温度为T3℃。平衡时，测得液相体系中的物质的量分数，反应II的平衡常数K2=40Pa，平衡时GLD的产率=___________%。(请写出计算过程) (4) 反应I各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数K1=_____。 (5)同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，重新达到平衡时，GLD的产率将__。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 以表示体系中加入CCl4与反应物物质的量的比值。实验测定不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如图所示： (6)其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图__。 A. 甲 B. 乙 (7)W最大的是___。 A. W1 B. W2 C. W3 (8)图乙中W3的曲线先减小后增大，请解释原因：___________；而W1和W2曲线没有出现明显的先减小后增大的原因是___________。 【答案】(1)C (2) A (3)25%(计算过程见解析) (4)0.4 (5)A (6)B (7)A (8)低温时，温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度；高温时，温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度小于反应Ⅱ正向移动的程度 温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度始终大于反应Ⅱ正向移动的程度 【解析】(1)由盖斯定律可知，反应Ⅰ+反应Ⅱ=反应Ⅲ，则反应Ⅲ的焓变为：ΔH3=ΔH1+ΔH2，且ΔH3＜0，ΔH1＜0，ΔH2＞0，由图可知，温度为T1时，焓变存在如下关系式：(-6.63kJ/mol)+(+1.88kJ/mol)=-4.75kJ/mol，则曲线a代表反应Ⅱ、曲线b代表Ⅲ、曲线c代表反应Ⅰ，故选C； (2)由方程式可知，反应Ⅱ是熵增的吸热反应，高温条件下反应(ΔH—TΔS)小于0，反应能自发进行，故选A； (3)由题意可知，二氧化碳的平衡分压为：1105 Pa0.04%=40 Pa；由方程式可知，反应Ⅱ的平衡常数为：，则由平衡常数K2为40 Pa可得：=40 Pa，解得：=1；设平衡时GLD和R的物质的量为x mol，由方程式可知，平衡时DMC、GL的物质的量均为(1-2x) mol，甲醇的物质的量为4x mol，则平衡时液相体系中总的物质的量为：[(1-2x)+ (1-2x)+4x+x+x] mol=(2+2x) mol，由GLD的物质的量分数为10%可得：，解得：x=0.25，则平衡时GLD的产率为：=25%； (4)平衡时，DMC、GL的物质的量分数均为：=20%，甲醇的物质的量分数均为：=40%，则反应Ⅰ的平衡常数为：==0.4； (5)同温下，加入不参与反应的惰性四氯化碳稀释时，反应物和产物浓度均降低，在二氧化碳平衡分压不变的情况下，反应Ⅱ的平衡不移动，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，GLD的产率增大，故选A； (6)反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，DMC的平衡转化率降低，则图甲表示DMC的平衡转化率、图乙表示GLD的平衡产率，故选B； (7)同温下，加入不参与反应的惰性四氯化碳稀释时，反应物和产物浓度均降低，反应Ⅱ的平衡不移动，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，GLD的产率增大，则W最大的是W1，故选A； (8)反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，DMC的平衡转化率降低、GLD的产率，图乙中W3的曲线先减小后增大说明W3条件下，低温时，温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度；高温时，温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度小于反应Ⅱ正向移动的程度；W1和W2曲线没有出现明显的先减小后增大说明温度升高，反应Ⅰ逆向移动的程度始终大于反应Ⅱ正向移动的程度。 ◆题十三 CO2和CH4的资源化利用 1．(2026·上海黄浦区南模中学高三第三次模拟)CO2和CH4是两种主要的温室气体，有多种方法可以实现两者的资源化利用。 (1)我国科学家实现了如图所示的碳循环研究，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确_______ A. 淀粉和纤维素化学式相同，互为同分异构体 B. 葡萄糖和果糖是同分异构体 C. CO2转化为淀粉的过程中，每一步碳元素的化合价均下降 D. 生成2.8 g CO，有22.4 L CO2在阴极被还原 甲烷、水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (2)一定温度下，2 L容器中充入4 mol 和12 mol ，若20 min后反应达到平衡，容器中CO2、均为1 mol。则0～20 min内_______，反应Ⅰ的平衡常数K=_______(保留三位有效小数)。 恒温恒压下，甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数(物质的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示。 (3)随水碳比的变化曲线是_______ A.曲线①　　　B.曲线②　　　C.曲线③ (4)随水碳比的变化曲线是_______ A曲线①　　　B.曲线②　　　C.曲线③ (5)下列说法不正确的是_______ A. 升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ正、逆反应速率同时增大 B. 保持恒定时，反应达到化学平衡状态 C. 其他条件保持不变，向上述容器中加入，平衡体系中的值将减小 D. 仅压缩上述容器体积，有利于提高CH4(g)的平衡转化率 (6)CH4-CO2联合重整技术：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)也是研究热点，下列关于该反应的随温度变化判断正确的是_______。 研究发现，甲烷、水蒸气重整制氢原料气的比较高会使得催化剂易结焦，高温反应时积碳严重，影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了助剂对催化剂性能的影响如下表所示。 (7)请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为_______。 (8)反应体系中过量H2O(g)能有效缓解积碳带来的催化剂活性下降，原因为_______ 向催化剂中加入适量的CaO颗粒，有利于甲烷制氢。固定水碳比和气体流速，分别向装有无CaO颗粒和有CaO颗粒的催化剂反应器中通入混合气体，使气体离开装置前达到化学平衡，随时间推移，出气口气体成分变化如下。 (9)催化剂中无添加CaO颗粒与添加CaO颗粒比较，t1min前H2的平衡含量下降，其他气体平衡含量升高，可能的原因是_______。t1min后气体含量发生变化可能的原因是_______。 (10)实验同时发现，不论是否加入CaO，t1min后CO2的平衡含量低于理论平衡值，平衡含量高于理论平衡值，可能的原因是_______(化学方程式表示)。 【答案】(1)B (2) 0.075 4.76 (3)B (4) C (5)D (6)B (7) 3% (8)过量H2​O(g)可与积碳发生反应，将积碳转化为气体，减少催化剂表面的积碳，从而缓解催化剂活性下降。 (9)添加CaO颗粒，CaO吸收CO2​使平衡移动，降低了CO2的浓度，H2的含量升高。 t1 min后，CaO 吸收CO2​能力减弱，平衡组成向无添加CaO状态变化。 (10) 【解析】(1)A.淀粉和纤维素化学式表示相同，但都是高分子化合物，为混合物，不能互为同分异构体，故A错误；B.葡萄糖(C6​H12​O6​，多羟基醛)和果糖(C6​H12​O6​，多羟基酮)分子式相同、结构不同，属于同分异构体，故 B正确；C.CO2​中碳为 +4 价，CO中碳为+2价，乙酸中碳平均为0价，葡萄糖、淀粉中碳平均为0价，但转化过程中并非每一步碳的化合价都下降，例如乙酸到葡萄糖的过程中碳价态无变化，C错误；D.生成2.8 g CO，物质的量n==0.1 mol，有0.1 mol CO2在阴极被还原，温度压强不知，不能用标准状况下气体摩尔体积计算气体体积，故D错误； (2)反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 总反应为： 根据题意列三段式： 计算 v(H2​O)：Δn(H2​O)= 3 mol，v(H2​O)=； 计算反应I的平衡常数K：平衡浓度：c(CH4​) = mol/L =1 mol/L，c(H2​O)=​ mol/L =4.5 mol/L，c(CO)​=mol/L ​=0.5 mol/L，c(H2​)=mol/L ​=3.5 mol/L​；反应I：CH4​(g)+H2​O(g)⇌CO(g)+3H2​(g)，； (3)水碳比增大，相当于增加 H2​O，平衡正向移动，CH4​转化率提高，其摩尔分数持续下降，对应曲线②； (4)水碳比增大时，H2​O过量，更利于反应Ⅱ(生成CO2​)，反应Ⅰ被抑制，CO摩尔分数先降后趋于平缓，对应曲线③； (5)A.升高温度，正、逆反应速率均增大，正确；B.n(CO):n(H2​) 恒定，说明各组分浓度不变，反应达到平衡，正确；C.恒温恒压下加入Ar，容器体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增大的方向移动(反应 Ⅰ、Ⅱ 均正向)，虽然CO与H2​的物质的量均增加，但H2​增加幅度更大，减小，正确；D.压缩体积(增大压强)，平衡向气体分子数减小的方向移动(逆向)，CH4​转化率降低，错误； (6)该反应是气体分子数增大的反应，ΔS>0；结合之前重整反应的吸热规律，该反应为吸热反应，ΔH>0。公式 ΔG=ΔH−TΔS，斜率为−ΔS<0，所以ΔG随T升高而减小，ΔH>0，所以截距大于0，对应选项B； (7)Sr质量分数为3%时，甲烷和氢气的转化率均达到峰值，同时积碳质量含量处于较低水平； (8)积碳主要是甲烷裂解、CO 歧化等反应生成的单质碳，过量H2​O(g)可与碳发生反应：，该反应将积碳转化为CO和H2​，从而减少催化剂表面的积碳，缓解其活性下降； (9)添加CaO颗粒，t1 min前，CaO吸收CO2​使平衡移动，降低了CO2的浓度，H2的含量升高；t1 min后，CaO 吸收CO2​能力减弱，导致体系中CO2浓度升高，故t1 min后H2的平衡含量降低，CO2、CO和CH4的平衡含量升高； (10)积碳与CO2反应生成CO，会导致CO2减少、CO增多，发生反应化学方程式为。 ◆题十四 “车如流，千里尾气锁地球”——处理汽车尾气 (2026·上海市延安中学高三质量调研)NO和CO均为汽车尾气的成分，是造成大气污染的罪魁祸首。 (1)在汽车内燃机工作时，空气中的部分成分会直接生成少许NO。对内燃机中生成NO的反应，下列分析正确的是___________。 A. 不属于“氮的固定” B. 形成雾霾后，可能观察到丁达尔现象。 C. 反应的活化能很小 D. 该过程在自然界中无法发生 NO和CO在汽车的催化转换器中可发生如下反应：； (2)已知该反应为自发反应，则该反应的反应热___________0。 A．大于 B．小于 C．等于 (3)已知：① ② ③ 则反应2CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH＝___________(用含a、b、c的表达式表示)。 (4)一定温度下，将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡，测得N2的物质的量为0.5 mol，则5 min内该反应的速率v为___________，该反应的平衡常数的数值为___________(保留两位小数)。 (5)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，反应到达平衡时，下列说法错误的是。 A. B. CO2不再生成 C. 混合气体的平均摩尔质量不再改变 D. CO与NO的转化率比值不再改变 YA兴趣小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中N2的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： (6)由图可知：要达到最大脱氮率，该反应应采取的最佳实验条件为___________。 (7)温度低于200℃时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是___________。 【答案】(1)B (2)B (3) (4) ①. ②. 0.11 (5)AB (6)催化剂Ⅱ，450 °C (7)温度较低时，催化剂的活性偏低，反应速率较小 【解析】(1)A．氮的固定是指将空气中游离态的N2转化为含氮化合物的过程，N2和O2反应生成NO，正是将氮气转化为了含氮化合物，所以这个过程属于氮的固定，因此，A错误；B．雾霾是悬浮在空气中的大量微小颗粒物形成的气溶胶，属于胶体，胶体具有丁达尔效应，所以形成雾霾后可能观察到丁达尔现象，B正确；C．该反应需要在高温(内燃机工作时的高温环境)下才能发生，说明反应的活化能较高，C错误；D．自然界中雷电作用下，N2和O2也能反应生成NO，所以该过程在自然界中可以发生，D错误；故选B； (2)2CO(g)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g) ，该反应的ΔH＝，该反应为自发反应，ΔG=ΔH-TΔS＜0，故ΔH＜0； (3)根据盖斯定律可知：，； (4)可用“三等式”求算反应速率和平衡常数，“三等式”如下： 5 min内，；该反应的平衡常数； (5)A．，未说反应速率代表正反应速率还是逆反应速率，它不能作为平衡的标志，所以A错误；B．化学平衡是动态平衡，平衡时正逆反应仍在进行，CO2仍然会生成，只是生成速率和消耗速率相等，B错误；C．混合气体的平均摩尔质量，反应前后气体总质量不变，但气体总物质的量会变化，平衡时各物质的物质的量不再变化，总物质的量也不再变化，所以平均摩尔质量不再改变，C正确；D．CO与NO的转化率比值等于它们的化学计量数之比(初始投料比等于化学计量数比时)，平衡时转化率比值不再改变，D正确； (6)由图像可知，在催化剂II，450 °C条件下达到最大脱氮率； (7)温度较低时，催化剂的活性偏低，反应速率慢，所以温度低于200 °C时，脱氮率随温度升高变化不大。 1 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $