第24～22天 押原理综合•热+平衡：化学平衡、电解质、电化学【上好课】2026年高考化学60天冲刺

第22天 押原理综合 热+平衡+电化学：反应自发判据与新型电池电解的能量转化 （2025·广西·高考真题）尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题：例1 I．工业合成 （1）是合成尿素的原料之一，在=1下，混合气体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。的原因是________。达到最高点后，曲线②下降的原因是________。 （2）已知：常温下各物质的相对能量如图。 则反应的________。 （3）模拟工业合成尿素。高温高压下，存在如下液相平衡体系。 主反应： 副反应： 平衡体系内，部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图，代表的是________（填标号）。时，，随着的增大，与趋于一致，原因是________。 （4）实际生产中，当初始时，的平衡转化率为的平衡常数________（用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数）。 Ⅱ．电催化合成 我国科研工作者以污染物为氮源，用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。 （5）a电极为________极。 （6）b电极发生的电极反应式为________。 【答案】（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 温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢 （2）-122.3 （3） ① 时，主反应和副反应同时发生，主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗，所以，随着的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，整个反应主要发生主反应，与趋于一致 （4）2.3 （5）阳 （6）CO2+2NO+10e-+10=+3H2O+10CO 【解析】（1）由图可知，a、b、c处催化剂粒径：a>b>c，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。达到最高点后，曲线②下降的原因是：温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢。 （2）的生成物的总能量-反应物的总能量=-285.8 kJ/mol-321.8 kJ/mol+393.5 kJ/mol+2×45.9 kJ/mol=-122.3 kJ/mol。 （3）增大相当于增大，主反应和副反应平衡均正向移动，但增大，减小，则代表的是①，时，，随着的增大，与趋于一致，原因是：时，主反应和副反应同时发生，主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗，所以，随着的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，整个反应主要发生主反应，与趋于一致。 （4）根据已知条件列出“三段式”： 平衡时，H2O(l)的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，则平衡常数K==2.3。 （5）由图可知，CO2和NO在b电极得到电子生成，b为阴极，a电极为阳极。 （6）由图可知，NO在b电极得到电子和CO2反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CO2+2NO+10e-+10=+3H2O+10CO。 （2024·重庆·高考真题）高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。例2 （1）在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。 异构化反应 反应1 2.80 2.50 2.31 反应2 1.40 1.00 0.77 ①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 ②平衡时，和的体积比值为_______。 ③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是_______。 （2）加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)： 对于反应，下列说法正确的是_______。 A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应 B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行 C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成 D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生 （3）(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。 ①阳极上生成的电极反应式为_______。 ②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是_______。 ③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为_______；外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为_______。 【答案】（1） 不移动 2 由盖斯定律可知，反应1-反应2得，根据上表数据，、、，升高温度，K值增大，反应正向进行 （2）C （3） 阴极得到电子发生还原反应生成镁单质：，在阴极区不断加入适量的，发生反应，实现阴极产物的循环利用 0.5 【解析】（1）①反应1为气体分子数不变的反应，体系平衡后，增加压强，反应1的平衡不移动。 ②由盖斯定律可知，反应1-反应2得，则平衡时，，则和的体积比值为2； ③由盖斯定律可知，反应1-反应2得，根据上表数据，、、，升高温度，K值增大，反应正向进行，则为吸热反应； （2）A．反应为可逆反应，由图可知能催化脱氢反应，也能催化加氢反应，错误； B．平衡常数受温度影响，的加入不改变平衡常数，错误； C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，氢离子浓度越大，越有利于的形成，正确； D．的加入促进了的加氢反应，但是也会和加成，副反应也会增多，错误； 故选C； （3）①电解池的阳极为，阳极上Pb失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为。 ②阴极得到电子发生还原反应生成镁单质：，在阴极区不断加入适量的，发生反应，实现阴极产物的循环利用； ③由图，A极二氧化碳得到电子发生还原生成CO和：，CO和再和Pt2+反应生成：，则总反应为二氧化碳和甲醇反应生成和水：；反应中电子转移为，则外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为0.5。 （2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题：例3 （1）合成前先制备。有关转化关系为： 则的_______。 （2）密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数_______(保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有_______(任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在_______(填“”“”“”或“”)处。 （3）我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是_______；正极的电极反应式为_______。 【答案】（1）-50 （2） 放热 32.4 移走或加入SO2Cl2 d （3） 催化作用 【解析】（1）由盖斯定律可知，的焓变为，则的； （2）①由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应； ②由图可知，=2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13，由于为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)=1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)=0.74，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数；保持和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大平衡转化率的措施有移走或加入SO2Cl2； ③反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得含量减小、增加，则图中等于的新交点将会提前，出现在d处； （3）由图可知，在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为：。 “热+平衡+电化学”综合题是高考化学反应原理板块的压轴题型，命题呈现“情境真实、模块融合、图像多元”的特点。试题常以工业催化（如CO₂加氢、乙酸重整、二氯乙烷裂解）、新型能源转化（光电解、电催化合成）、环境治理（脱硝、储氯）为背景，在一道题中同时考查盖斯定律与反应热计算、反应自发性的温度判据、多重平衡常数的计算、转化率与选择性曲线分析、电极反应式的书写、离子迁移与能量转化效率等核心知识。近年趋势是强化对多反应耦合体系的平衡处理，要求学生能够从温度-转化率、温度-选择性、lnK-1/T等图像中提取关键信息，结合热力学判据和动力学控制进行综合推理，同时注重对新型电化学装置（如双室电解、光催化辅助） 的电极反应和电子转移计算的考查。预计2026年将继续以“陌生反应体系+复合图像+电化学装置”的形式出现，全面考查学生跨章节知识迁移和建模能力。 · 盖斯定律与反应焓变的计算：根据已知热化学方程式或物质的标准摩尔生成焓、键能数据，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时的符号变化。常见考点：CO₂加氢制甲醇、乙酸水蒸气重整、二氯乙烷裂解等反应的ΔH计算。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。根据ΔH和ΔS的符号，判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：丙烯腈合成反应在任意温度下自发；CO₂甲烷化反应在低温下自发；Deacon反应需要低温自发但速率慢，实际采用较高温度。 · 多重反应平衡常数（Kp、Kc）的计算：多个反应同时发生时，需结合原子守恒（C、H、O等）和已知条件（转化率、选择性、体积变化等）列出方程组，求解平衡组成，再代入平衡常数表达式。注意：固体活度为1，气体分压=物质的量分数×总压。常见考点：CO₂加氢同时生成甲醇和CO的平衡常数；乙酸重整制氢中反应Ⅱ的Kp；二氯乙烷裂解中Kp计算。 · 转化率—选择性曲线分析：根据图像中反应物转化率或产物选择性随温度的变化趋势，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先升后降、交叉或平台的原因。常见考点：低温时放热反应主导，高温时吸热反应主导；催化剂活性温度区间导致转化率下降；水分子膜分离技术提高平衡转化率。 · 催化剂对反应速率和选择性的影响：催化剂同等降低正逆反应活化能，加快反应速率，但不改变平衡常数。选择性催化剂可改变主副反应的速率比，在非平衡条件下优化产物分布。常见考点：Ni-CeO₂催化剂提高CO₂转化率和甲烷选择性；铂团簇/硫化镍双功能电催化剂促进甲酸盐生成。 · 化学平衡移动与工业条件优化：分析温度、压强、投料比、惰性气体、除水等对平衡转化率和选择性的影响，选择有利于目标产物的条件。常见考点：主反应放热、气体分子数减少，宜采用低温高压；加压可提高CO₂平衡转化率；恒压通入水蒸气使平衡逆向移动；使用膜分离技术移除水蒸气促进平衡正向移动。 · 范特霍夫方程与ΔH、ΔS的推断：根据lnK与1/T的线性关系图（斜率= -ΔH/R，截距= ΔS/R），通过斜率正负判断反应吸热或放热，斜率绝对值大小比较ΔH的相对大小。常见考点：反应Ⅰ和反应Ⅱ的lnK-1/T图判断ΔHⅠ > ΔHⅡ；Deacon反应中温度升高K减小，ΔH < 0。 · 电化学电极反应式的书写：根据装置图（电解池或原电池）确定电极（阳极/阴极、正极/负极），结合介质（酸性、碱性、有机）和产物书写电极反应式。注意配平电子、原子和电荷。常见考点：CO₂电还原为甲醇或乙醇的阴极反应；氯电池中正极反应；电解制己二腈的阴极反应；电解水制氢时阳极反应。 · 电子转移与物质转化量的计算：根据电极反应，建立电子转移与目标产物的物质的量关系。常结合法拉第效率计算实际产量。常见考点：电催化还原CO₂时，生成C₂H₅OH的电子数计算；储氯电池中储氯能力比；电解合成四乙基铅时阳极反应与电子转移。 · 离子迁移与隔膜类型：电解池中阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移；原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。根据迁移方向判断离子交换膜类型（阳离子膜、阴离子膜、质子膜）。常见考点：氯电池放电时Cl⁻迁移；电解水制氢双室电解中H⁺通过质子膜；含阳离子交换膜的电解装置中Na⁺迁移。 · 热重曲线与物质组成推断：根据固体质量随温度变化曲线（TG），结合差量法计算结晶水数目或确定分解产物化学式。常见考点：Fe₂O₄逐级还原为FeO、Fe；草酸盐热分解生成金属氧化物；乙二胺配合物热稳定性分析。 · 反应机理与决速步判断：根据基元反应的能量-反应进程图（能垒图），确定决速步（活化能最大的步骤），写出该步的速率方程。结合快反应平衡假设推导总反应速率常数。常见考点：CO氧化合成光气的三步机理；CO₂加氢制甲醇的反应路径。 · 水解平衡与分布系数图：根据多元弱酸/弱碱的分布系数δ-pH曲线，计算电离常数Ka或Kb，判断溶液中主要存在形式，比较离子浓度大小，应用电荷守恒和物料守恒。常见考点：草酸溶液中H₂C₂O₄、HC₂O₄⁻、C₂O₄²⁻的分布；乙二胺水溶液中各型体的存在；碳酸溶液pH=9时主要含碳阴离子为HCO₃⁻。 · 标准平衡常数与热力学数据关联：对于溶液或气体反应，标准平衡常数K⊖需代入标准浓度（1 mol/L）或标准分压（100 kPa）。通过K⊖计算ΔG⊖ = -RT lnK⊖，进而判断反应自发程度。常见考点：血红蛋白结合O₂的标准平衡常数计算；CO₂加氢制甲醇的K⊖与温度关系。 · 电化学与热化学的耦合分析：在同一个题目中，先通过热化学计算ΔH、ΔS，判断反应自发性，再结合电化学装置讨论能量转化效率（如太阳能电池驱动电解）。常见考点：太阳能光伏电解水制氢中，能量转化与电极反应；光催化辅助电池提高放电效率。 一、陌生情境下电极反应式的书写 1．分析电化学装置的物质变化书写电极反应式 （1）确定装置类型 原电池：外接用电器、电压表、负载等； 电解池：外接电源或题干给出信息； 二次电池：放电为原电池、充电为电解池。 （2）“四步法”书写电极反应式 2．已知总反应式，书写电极反应式 （1）书写三步骤 步骤一：根据电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne-)。 步骤二：找出正(阴)、负(阳)极，失电子的电极为负(阳)极；确定溶液的酸碱性。 步骤三：写电极反应式。 负(阳)极反应：还原剂－ne-===氧化产物 正(阴)极反应：氧化剂＋ne-===还原产物 （2）书写技巧 若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写出的电极反应式。 二、守恒思想与电化学计算 1．电子守恒与电荷守恒 （1）电路中转移的电子数＝参与电极反应的物质得(失)电子数＝电解质溶液中迁移某离子的物质的量×该离子所带电荷数。 （2） 常用关系式：O2~4e-~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH-~4H+~Mn+。 2．易错点——溶液质量变化的计算 （1）电极产物的影响，如排出或吸收气体、析出或溶解固体等，使溶液质量减小或增大。 （2）离子迁移的影响，当有交换膜存在时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中某离子迁移的数目不一定等于电极反应式中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，而应根据上述守恒关系计算。 1．（2026·云南昆明·模拟预测）催化加氢制是实现高价值利用及缓解温室效应的重要途径之一，主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）已知： 化学键 键能/ a b c d e f 计算___________。 （2）其他条件不变，下列措施能够提高平衡前单位时间内转化率的是___________(填标号)。 A．提高投料比 B．使用更高效的催化剂 C．压缩容器的体积 D．恒容下充入Ar （3）我国科学家理论计算在恒压5MPa下，投料比，加氢制反应体系平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。 ①曲线x、z分别代表的物质为___________、___________(填化学式)。 ②温度高于560℃时，，原因是___________。 ③330℃时，的平衡转化率为___________；反应Ⅰ的平衡常数___________(用化简后的计算式表示。平衡浓度用平衡分压代替，分压=物质的量分数×总压)。 （4）电催化还原也可制备乙醇。 ①在酸性介质中，电还原为的电极反应式为___________。 ②电还原时会产生CO、等副产物。在电解质的水溶液中，a、b、c三种催化剂催化和电还原为CO和的相对能量变化如图(*表示催化剂表面的活性位点)。由此判断，最利于提高选择性，降低CO选择性的催化剂是___________。 【答案】（1） （2）BC （3） CO 高于560℃时，不发生反应Ⅰ，只发生反应Ⅱ (或66.7%) （4） b 【解析】（1）根据，则； （2）A．提高投料比，可提高单位时间内CO2和H2的转化量，但CO2的起始量亦增大，可提高H2的转化率而降低转化率，A错误； B．催化剂对平衡转化率没有影响，但使用更高效的催化剂，可提高反应速率，即可提高平衡单位时间内转化率，B正确； C．压缩容器的体积，相当于增大反应物浓度，可加快反应速率，提高平衡前单位时间内的转化率， C正确； D．恒容下充入Ar，不影响反应体系中相关组分的浓度，可视为对反应速率无影响，故不能提高单位时间内转化率，D错误； 故选BC。 （3）①反应Ⅰ：  ，随温度升高，平衡逆向移动，所以和的物质的量分数减小，和的物质的量分数增大，根据系数来看变化量比变化量大，反应Ⅱ：  ，随着温度升高，平衡正向移动，和的物质的量分数增大，和的物质的量分数减小，所以根据系数整体看，和的物质的量分数减小，、和的物质的量分数增大，所以x代表的是的物质的量分数，z代表的是的物质的量分数，y代表的是的物质的量分数； ②当温度高于560℃时，只发生反应Ⅱ，不发生反应Ⅰ； ③由图可知，330℃时CO的物质的量分数为0，所以只发生反应Ⅰ，不发生反应Ⅱ，根据投料比可以设投入CO22 mol和H26 mol ,则平衡时的物质的量分数为，解得x=所以CO2的转化率为，则总的物质的量为 mol ，的平衡分压为 MPa 以此类推，H2的平衡分压为MPa ，的平衡分压为MPa ，H2O的平衡分压为MPa ，所以反应Ⅰ的平衡常数 ； （4）①在酸性介质中，电还原为发生在阴极，得到电子，电极反应式为； ②由图示可知，过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大活化能越大，峰值越小活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢， a催化剂条件下，CO2电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生CO2的电还原，b催化剂条件下，CO2电还原的活化能大于H+电还原的活化能，更容易发生H+的电还原，c催化剂条件下，CO2电还原的活化能小于H+电还原的活化能，更容易发生CO2的电还原，所以最利于提高选择性，降低CO选择性的催化剂是b。 2．（2026·重庆·二模）某实验小组对不同形态的氯元素作了研究，请回答： Ⅰ．实验测得CO与合成的速率方程为，各步基元反应如下所示(k为速率常数) ①  快反应 ②  快反应 ③  慢反应 已知：对于基元反应：，其速率方程为(k为只与温度有关的速率常数) （1）反应②的活化能_______反应③的活化能。(填“>”“<”或者“=”) （2）决速步骤的速率方程为_______。 （3）总反应速率方程中的k与反应机理中的速率常数的关系为_______。(用、、、、表示) Ⅱ．在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：(忽略其他副反应) ④   ⑤   ⑥   其中p为的平衡压强，为在水溶液中的平衡浓度。 （4）反应④的焓变_______0。(填“>”“<”或者“=”) （5）由反应⑤⑥写出该氯水中的氯元素的物料守恒等式：_______。 （6）氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则_______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略和的电离) Ⅲ．一种储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成电极，b极仍增重 （7）电池中涉及到的物质：①、②、③在该条件下氧化性从大到小顺序是_______(填序号)。若分别以电极代替b极和a极，通过相同电量时理论储氯能力之比为替换b极替换a极=_______。(储氯能力：转移单位物质的量的电子所储存的量) 【答案】（1）< （2） （3） （4）< （5） （6） （7） ①③② 1：2 【解析】（1）反应速率越快，活化能越低，反应②是快反应，反应③是慢反应，因此活化能：②<③。 （2）慢反应是总反应的决速步骤，反应③是慢反应，基元反应速率按计量数书写，因此速率方程为。 （3）由①得，得；由②得，代入得；代入决速步速率方程，得到。因此，。 （4）Cl2(g) Cl2(aq)是氯气的溶解平衡，氯气在常温下可溶于水，该过程是自发的，由于该过程的熵变小于0，反应自发满足因此其焓变ΔH1<0； （5）氯气歧化反应中，每生成，同时生成含氯的含氧物种（和），因此物料守恒为。 （6） 总溶解度c是溶解后所有含氯物种的总浓度：，由得；忽略电离，，代入，得，即，因此。 （7）原电池中，氧化剂氧化性大于氧化产物： 原电池中（①）作正极氧化剂，被氧化生成（③），故氧化性①③；作氧化剂可以氧化生成（②），故氧化性③②，因此顺序为①③②。 储氯能力为转移单位电子储存的量（总净储存）；若替换b极，a为（正极：，每转移释放），b为（负极：，每转移结合），净储存，储氯能力为。若替换a极，b为（正极：，不涉及变化），a为（负极，每转移结合），净储存，储氯能力为1。因此比值为。 3．（2026·宁夏银川·二模）二氯乙烷在工业上应用非常广泛，主要作为化学中间体和优良溶剂使用。 I．二氯乙烷为原料制备氯乙烯是合成氯乙烯的一种重要的方法。热裂解反应为：。 已知相关物质的标准熵数值如下表： 化学式 标准熵： 305.90 186.90 264.00 （1）该反应的标准熵变ΔS=_______ 。 （2）该反应在下列哪个温度下能自发进行？_______。(填标号) A． B． C． D． Ⅱ．二氯乙烷的合成 （3）工业上利用某废气中的、(体积比)联合制取烧碱、和的流程如图所示。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。 D中化合价发生改变的元素有_______。 （4）为本反应的另一产物。A中涉及的反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 某温度时，向恒压装置A中通入和，发生上述反应。平衡状态时，的平衡转化率为，选择性为，则化学平衡常数_______。（用分数表示）（已知：） 研究发现，将铂团簇锚定在硫化镍纳米片上，形成界面丰富的双分散纳米异质结构的双功能电催化剂，可催化制备甲酸盐。在中进行双电极系统的电解实验，装置如图： 阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。 Ⅲ．二氯乙烷的应用 （5）二氯乙烷可经过水解、氧化得到草酸(题中草酸用代替)。常温下，溶液中、、三者所占物质的量分数随变化的关系如图1所示。向溶液中滴加稀盐酸，所得混合溶液的与[或]的变化关系如图2所示。 ①曲线_______(填或)表示随pH的变化。 ②图2中a、b、c、d四个点的水的电离程度由大到小排序为_______。 ③若图1中M点即为图2中N点，则该溶液对应的_______。 【答案】（1）145 （2）D （3）Cu、C （4） （5） L1 2.8 【解析】（1），由题干方程式和表中数据可知，该反应的标准熵变； （2）当时反应能自发进行，解得，故答案选D； （3）图中可知，进入D装置的化合物为和，生成物为和，则，，即元素和元素化合价发生变化； （4）已知，，由于平衡时的转化率为，则，根据选择性为，可知生成的占消耗的，即，结合反应Ⅱ参与生成的消耗量为，则参与反应Ⅰ的为，可列三段式如下： 此时，则； 图中可知，此装置右侧为阳极，转化为，失去电子，发生氧化反应，结合碱性环境书写电极方程式：； （5）①由图1知，，对于，所以与呈线性正相关，与曲线趋势一致； ②水的电离方程式为，可发生，，由此可知和都能电离出以抑制水的电离，而可促进水的电离；增大，的物质的量浓度减小，的物质的量浓度先增大后减小，的物质的量浓度增大，c、d两点相等，即两者水的电离程度相等，则水的电离程度：； ③由图1知，M点时，此时，解得，则该溶液对应的为2.8。 4．（2025·青海海东·模拟预测）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题： Ⅰ、工业上用和反应合成甲醚。 已知：一定温度下，由元素的最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。 物质                摩尔生成焓/ 0 （1）主反应：  _____。 （2）甲醚的沸点比乙醇的沸点___（填“高”或“低”）。 （3）在密闭容器中按体积比通入和，在T℃、p kPa条件下发生主反应[该条件下有副反应发生]。测得平衡时，的体积分数为，同时混合气体中，。 ①为同时提高平衡时转化率和选择性，应选择的反应条件为___（填标号）。 a.低温、低压    b.高温、高压    c.高温、低压    d.低温、高压 ②T℃时，主反应的______（写出计算式即可）。 Ⅱ、（缩写为MDEA）溶液可用于捕集燃煤烟气中的。 （4）室温下，的，，吸收后溶液的，此时_____。 （5）从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由：__________。 Ⅲ、利用电解法在碱性或酸性条件下可将还原为和，其原理如图所示： 已知：选择性（S）和法拉第效率（FE）的定义（X代表或）如下： （6）实验测得，碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下，原因是__________。 （7）实验测得，酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下，原因是__________（用化学方程式或离子方程式表示）。 【答案】（1） （2）低 （3） d （4）20 （5）中氮原子含有孤电子对，能与氢离子形成配位键，促进的吸收 （6）碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小 （7） 【解析】（1）由反应焓变 () 等于生成物的总摩尔生成焓减去反应物的总摩尔生成焓，即， ； （2）由于分子间易形成氢键，所以沸点低于； （3）①由于主反应：的正反应是放热反应()，降低温度平衡正向移动，提高CO2转化率和甲醚选择性，该反应前气体计量数之和大于反应后气体计量数之和，正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，故应选择低温、高压，故选d； ②设通入的的物质的量为a mol，主反应消耗的CO2为2x mol，副反应消耗的CO2为y mol，由三段式、可得，，，，解得，，则、、、、，，则、同理， 、，由此计算可得； （4）已知的，即，，即，吸收后溶液的，即，，故； （5）中氮原子含有孤电子对，能与氢离子形成配位键，使得溶液显碱性，促进的吸收； （6）由图可知，碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小，所以碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下； （7）由图可知，酸性条件下，在阴极得到电子，发生反应生成，导致的消耗量减小，生成、总的法拉第效率减小，所以酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下。 5．（2026·广西南宁·二模）中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化，其主要反应如下： 反应Ⅰ：  ； 反应Ⅱ：  。 回答下列问题： （1）一定温度下相关物质的相对能量如下表，则_______。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 -242 （2）在一定压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在两种不同催化剂作用下，反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。 已知：选择性。 ①对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为_______、_______。 ②在①所选的催化剂和温度下，下列措施能提高平衡转化率的是_______(填标号)。 A．增大压强    B．恒压下通入水蒸气    C．延长反应时间    D．增加投入量 ③以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是_______。 （3）在恒容密闭容器中充入1mol和4mol，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。 ①图中表示的曲线为_______(填“X”“Y”或“”)，其呈现如图变化趋势的原因为_______。 ②点时体系压强为，则反应Ⅱ的平衡常数____(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化，同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为_______。 【答案】（1） （2） Ni-CeO2 320℃ AD 温度过高，导致催化剂活性降低 （3） Z 温度低于T1时，升高温度，以反应Ⅰ逆向移动为主，导致二氧化碳物质的量增大，温度高于T1时，升高温度，以反应Ⅱ正向移动为主，导致二氧化碳物质的量减小 0.27 （4） 【解析】（1）反应焓变等于生成物能量和减去反应物能量和，则； （2）①对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为Ni-CeO2、320℃，此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高； ②A．反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，增大压强，反应Ⅰ正向移动，能提高平衡转化率；     B．恒压下通入水蒸气，水蒸气浓度增大，同时会导致容器体积增大，使得平衡逆向移动，平衡转化率降低；     C．延长反应时间，不改变平衡移动，不能提高平衡转化率     D．增加投入量，会促进二氧化碳的转化，能提高平衡转化率； 故选AD； ③图示为反应相同时间的图示，以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是温度过高，导致催化剂活性降低，使得反应速率降低，导致单位时间内二氧化碳转化率下降； （3）①反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲烷物质的量降低，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO物质的量增大，故图中XYZ分别表示、CO、的曲线；其呈现如图变化趋势的原因为温度低于T1时，升高温度，以反应Ⅰ逆向移动为主，导致二氧化碳物质的量增大，温度高于T1时，升高温度，以反应Ⅱ正向移动为主，导致二氧化碳物质的量减小； ②由图，点时体系压强为，甲烷、CO均为0.3mol，由三段式： 二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol，总的物质的量为4.4mol，因该反应前后气体分子数不变，故反应Ⅱ的平衡常数； （4）图示为电解池装置，b极二氧化碳得到电子被还原为甲烷：。 6．（2026·河北衡水·模拟预测）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     回答下列问题： （1）已知：在100 kPa和一定温度下，由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓。反应Ⅰ中各物质的标准摩尔生成焓如下表所示。 物质 标准摩尔生成焓/() 0 则_______。 （2）Van't Hoff研究了热力学温度T对反应的平衡常数K的影响，得出方程，其中R为气体常数，A为与反应有关的常数。实验测得反应Ⅰ、反应Ⅱ的随温度的变化情况如下图所示。则。_______(填“>”或“<”)。 （3）已知：S表示选择性，如：。在一定温度下，维持反应体系压强恒为p MPa，向容积可变的密闭容器中通入和，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得平衡时气体的体积变为起始时的1.4倍，。则平衡体系中的体积分数为_______(计算结果保留2位有效数字)，反应Ⅱ的压强平衡常数_______(计算结果保留2位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=物质的量分数×总压)。 （4）利用太阳能光伏电池电解水也可制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接或，可交替得到和。 ①制时，控制开关应连接_______(填“”或“”)。产生的电极反应式是_______。 ②改变开关连接方式，可得的电极为_______(填“阳极”或“阴极”)。此时电极3的电极反应式是_______。 【答案】（1）(不写“+”不影响得分) （2）> （3） 34% 0.24 （4） 阳极 【解析】焓变计算需用标准摩尔生成焓公式；范特霍夫方程中，直线斜率绝对值越大，ΔH 越大；平衡计算需结合选择性和体积变化，理清物质的量关系；电解水时，制氢接负极，制氧接正极，注意电极反应式书写与 NiOOH/Ni (OH)2的转化。 （1）由表格中的数据计算可知，反应Ⅰ的焓变； （2）反应Ⅰ、反应Ⅱ均为吸热反应，由图可知反应Ⅰ的平衡常数受温度影响比反应Ⅱ大，结合可知，反应Ⅰ的焓变大于反应Ⅱ的； （3）在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入和，测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，则反应后，根据反应Ⅰ列式： 可知，，，列三段式： 由以上数据可知，平衡体系中的体积分数为。反应Ⅱ的反应前后气体分子数不变，因此其压强平衡常数； （4）①制时，氢气在阴极(电极1)生成，因此控制开关应连接，则产生时水电离出的氢离子得到电子变为氢气，其电极反应式是； ②改变开关连接方式(连接K2)，电极4为阳极，发生氧化反应产生O2，电极反应为。此时电极3为阴极，发生还原反应，其电极反应式是。 【点睛】本题围绕乙酸水蒸气重整制氢展开，考查反应焓变计算、范特霍夫方程应用、平衡常数与选择性计算，以及电解水制氢的电极反应。涵盖热化学、化学平衡、电化学核心考点，综合性强，侧重数据处理与图像分析。 7．（2026·重庆·一模）己二腈是制造“尼龙-66”的原料，工业需求量大。其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈()电合成己二腈。 I.合成丙烯腈 以氨气、氧气、丙烯为原料合成丙烯腈的主反应和副反应如下： 反应i：丙烯，g 反应ii：丙烯，g(丙烯醛，g 反应iii：(丙烯醛，   （1）反应i在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。一定条件下，反应i的平衡常数为，反应ii的平衡常数为，则反应iii的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 （2）若只发生反应i和ii： ①下列_______(填字母编号)措施可提高丙烯的平衡转化率。 a.降低温度　　b.加入催化剂　　　c.减小压强 ②一定条件下，反应达平衡时，丙烯腈的选择性和温度、压强的关系如图所示，其中曲线_______(填序号)为丙烯腈的选择性与温度的关系，解释此曲线变化趋势的原因：_______(丙烯腈的选择性) （3）长期接触丙烯腈可能引起高铁血红蛋白血症。血红蛋白(Hb)的主要任务是运输氧气，该反应的标准平衡常数。若在292 K时，空气中的在水中的溶解度为，则的标准平衡常数_______。(已知：标准平衡常数表达式中代入标准浓度或标准分压如 Ⅱ.丙烯腈电合成己二腈 电解原理如图所示(两极均采用惰性电极)，电解过程中主要副产物为丙腈()。 （4）电极A为_______极(填“阳”或“阴”)，写出B电极上①的电极反应式：_______。 【答案】（1） 任意温度 （2） ac b 反应i和反应ii均为放热反应，升高温度，平衡均向逆反应方向移动；由于反应i的反应热大于反应ii的反应热，升高温度对反应i的抑制作用更强，导致生成丙烯腈的比例下降，故丙烯腈的选择性随温度升高先增大后减小 （3） （4） 阳 【解析】（1）根据时反应能自发进行，在反应i中，因、，则反应i属于在任意温度时都有，即任意温度下都能自发进行；根据反应方程有、、，将进行化简有。 （2）①要提高反应i和ii丙烯的平衡转化率， a．反应i和ii都是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，可以提高丙烯的平衡转化率，a符合题意； b．加入催化剂不改变平衡的移动，不影响丙烯的平衡转化率，b不符合题意； c．反应i是气体分子数增大的反应，减小压强平衡i正向移动，丙烯总转化率提高，c符合题意； 故答案为：ac； ②反应i和反应ii均为放热反应，升高温度，平衡均向逆反应方向移动；由于反应i的反应热大于反应ii的反应热，升高温度对反应i的抑制作用更强，导致生成丙烯腈的比例下降，故丙烯腈的选择性随温度升高先增大后减小，则符合丙烯腈的选择性与温度的关系曲线为：b。 （3）根据，再根据，代入数据、、、、，得到。 （4）根据电解装置图，从A极区向B极区移动（阳极区阴极区），则电极A为：阳极；电极B为：阴极，发生的转化①为丙烯腈电合成己二腈，则该转化的电极反应式为：。 8．（2026·云南昭通·模拟预测）化工生产中排放的可通过热化学、电化学相关技术进行再利用。 已知： ii． 回答下列问题： （1）已知：，则______kJ/mol。 （2）研究发现，可由(吸附在催化剂表面的物种用标注)转化生成，与或作用生成的相对能量变化如图所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是_____。 （3）将和按物质的量之比1:3充入恒温恒容密闭容器中，只发生反应i，该温度下反应i的化学平衡常数。下列事实能说明该反应向逆反应方向进行的是_____(填序号)。 A．气体的密度不变 B．气体的平均摩尔质量变大 C．体系的压强变大 D．某时刻容器中 （4）一定温度下，在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入和，发生反应和。其中一个容器使用水分子膜分离技术以提高的平衡转化率。实验测得平衡转化率与压强关系如图所示。点甲醇的选择性为60%。 已知：甲醇的选择性。 ①图中曲线_____(填“甲”或“乙”)代表容器中使用了水分子膜分离技术。曲线点与点的平衡转化率相等的原因是_____。 ②M点平衡时的转化率为_____(结果保留两位有效数字)。 （5）一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如图甲所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图乙所示。 已知：法拉第效率表示为。 ①控制电压为0.9V时，写出生成甲醇的电极反应式：_____。 ②控制电压为0.8V时，生成的法拉第效率为_____(保留3位有效数字)。 ③在实际生产中发现当pH过低时，有机物产率降低，可能的原因是_____。 【答案】（1） （2）降低生成的活化能，加快反应速率 （3）CD （4） 甲 反应ii不受压强影响，反应i为气体体积减小的反应，减小压强，反应平衡左移，点转化率比点小，但是点使用了水分子分离膜使点平衡转化率增大。在两个因素共同作用下，两点的转化率相等 37% （5） 85.7% pH过低，的浓度较大，阴极主要为放电 【解析】本题围绕 CO2资源化利用展开，综合考查反应热计算、反应机理分析、平衡移动判断及电化学应用。第 （1） 问用盖斯定律算出 ΔH1= - 49.6 kJ/mol；第 （2） 问指出羟基修饰可降低反应活化能，加快 生成；第 （3） 问通过压强变化与浓度商判断反应逆向进行；第 （4） 问分析膜分离技术对平衡的影响，并算出 H2转化率约 37%；第 （5） 问写出甲醇生成的电极反应式，算出法拉第效率 ，并解释 pH 过低时析氢竞争导致有机物产率下降的原因，全面考查了化学原理的综合应用。 【解析】（1）根据盖斯定律，反应 i = 反应 ii + 反应 iii，因此：ΔH1​=ΔH2​+ΔH = 41.2 kJ/mol+(−90.8 kJ/mol)=−49.6 kJ/mol； （2）从能量变化图可知，羟基修饰后，反应的活化能从2.10 eV降低至1.36 eV，因此优点为：降低生成的活化能，加快反应速率； （3）反应，气体分子数减少。 A．恒容容器，气体总质量不变，密度始终不变，不能判断方向，A错误； B．气体平均摩尔质量M =，逆向进行时气体总物质的量n增大，M减小，因此“平均摩尔质量变大”说明正向进行，B错误； C．反应为气体分子数减小的反应，体系的压强变大，说明总的气体的物质的量增加，反应逆向进行，C正确； D．计算浓度商Qc =，反应逆向进行，D正确； 故选CD。 （4）①使用水分子膜分离技术，减小产物水蒸气的浓度，反应i和ii平衡右移，同压下CO2平衡转化率更大。反应i为气体分子数减小的反应、反应ii为气体分子数不变的反应；减小压强，对反应i平衡左移，N点的压强小，只改变压强时，N点转化率比M点小，但是N点使用了水分子分离膜，会使平衡右移，转化率增大。在两个因素共同作用下，两点的转化率相等； ②该温度下，M点二氧化碳转化率为50%，则反应0.5mol CO2，甲醇选择性为60%，生成甲醇0.5mol×60%=0.3 mol，反应i消耗的H2为0.3×3= 0.9 mol； 生成CO消耗的CO2为0.5- 0.3= 0.2 mol，反应ii消耗的H2为0.2 ×1= 0.2 mol； 总消耗H2为0.9+0.2=1.1 mol，H2的平衡转化率为：(保留两位有效数字)； （5）① 0.9V 时生成甲醇的电极反应式：； ② 由题图乙知，0.8V 时，阴极生成0.2 mol C2H5OH和0.2 mol H2，阴极的电极反应式为，， 生成C2H5OH的电子数为0.2 mol×12=2.4 mol，总转移电子的物质的量为：0.2 mol×12+0.2 mol×2=2.8 mol， 根据已知公式代入数据，法拉第效率 =（保留三位有效数字）； ③ pH过低，的浓度较大，阴极主要为放电，导致有机物产率降低。 7 / 33 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22天 押原理综合 热+平衡+电化学：反应自发判据与新型电池电解的能量转化 （2025·广西·高考真题）尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题：例1 I．工业合成 （1）是合成尿素的原料之一，在=1下，混合气体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。的原因是________。达到最高点后，曲线②下降的原因是________。 （2）已知：常温下各物质的相对能量如图。 则反应的________。 （3）模拟工业合成尿素。高温高压下，存在如下液相平衡体系。 主反应： 副反应： 平衡体系内，部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图，代表的是________（填标号）。时，，随着的增大，与趋于一致，原因是________。 （4）实际生产中，当初始时，的平衡转化率为的平衡常数________（用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数）。 Ⅱ．电催化合成 我国科研工作者以污染物为氮源，用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。 （5）a电极为________极。 （6）b电极发生的电极反应式为________。 （2024·重庆·高考真题）高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。例2 （1）在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。 异构化反应 反应1 2.80 2.50 2.31 反应2 1.40 1.00 0.77 ①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 ②平衡时，和的体积比值为_______。 ③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是_______。 （2）加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)： 对于反应，下列说法正确的是_______。 A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应 B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行 C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成 D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生 （3）(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。 ①阳极上生成的电极反应式为_______。 ②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是_______。 ③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为_______；外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为_______。 （2024·广西·高考真题）二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题：例3 （1）合成前先制备。有关转化关系为： 则的_______。 （2）密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ   Ⅱ   ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数_______(保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有_______(任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在_______(填“”“”“”或“”)处。 （3）我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是_______；正极的电极反应式为_______。 “热+平衡+电化学”综合题是高考化学反应原理板块的压轴题型，命题呈现“情境真实、模块融合、图像多元”的特点。试题常以工业催化（如CO₂加氢、乙酸重整、二氯乙烷裂解）、新型能源转化（光电解、电催化合成）、环境治理（脱硝、储氯）为背景，在一道题中同时考查盖斯定律与反应热计算、反应自发性的温度判据、多重平衡常数的计算、转化率与选择性曲线分析、电极反应式的书写、离子迁移与能量转化效率等核心知识。近年趋势是强化对多反应耦合体系的平衡处理，要求学生能够从温度-转化率、温度-选择性、lnK-1/T等图像中提取关键信息，结合热力学判据和动力学控制进行综合推理，同时注重对新型电化学装置（如双室电解、光催化辅助） 的电极反应和电子转移计算的考查。预计2026年将继续以“陌生反应体系+复合图像+电化学装置”的形式出现，全面考查学生跨章节知识迁移和建模能力。 · 盖斯定律与反应焓变的计算：根据已知热化学方程式或物质的标准摩尔生成焓、键能数据，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时的符号变化。常见考点：CO₂加氢制甲醇、乙酸水蒸气重整、二氯乙烷裂解等反应的ΔH计算。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。根据ΔH和ΔS的符号，判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：丙烯腈合成反应在任意温度下自发；CO₂甲烷化反应在低温下自发；Deacon反应需要低温自发但速率慢，实际采用较高温度。 · 多重反应平衡常数（Kp、Kc）的计算：多个反应同时发生时，需结合原子守恒（C、H、O等）和已知条件（转化率、选择性、体积变化等）列出方程组，求解平衡组成，再代入平衡常数表达式。注意：固体活度为1，气体分压=物质的量分数×总压。常见考点：CO₂加氢同时生成甲醇和CO的平衡常数；乙酸重整制氢中反应Ⅱ的Kp；二氯乙烷裂解中Kp计算。 · 转化率—选择性曲线分析：根据图像中反应物转化率或产物选择性随温度的变化趋势，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先升后降、交叉或平台的原因。常见考点：低温时放热反应主导，高温时吸热反应主导；催化剂活性温度区间导致转化率下降；水分子膜分离技术提高平衡转化率。 · 催化剂对反应速率和选择性的影响：催化剂同等降低正逆反应活化能，加快反应速率，但不改变平衡常数。选择性催化剂可改变主副反应的速率比，在非平衡条件下优化产物分布。常见考点：Ni-CeO₂催化剂提高CO₂转化率和甲烷选择性；铂团簇/硫化镍双功能电催化剂促进甲酸盐生成。 · 化学平衡移动与工业条件优化：分析温度、压强、投料比、惰性气体、除水等对平衡转化率和选择性的影响，选择有利于目标产物的条件。常见考点：主反应放热、气体分子数减少，宜采用低温高压；加压可提高CO₂平衡转化率；恒压通入水蒸气使平衡逆向移动；使用膜分离技术移除水蒸气促进平衡正向移动。 · 范特霍夫方程与ΔH、ΔS的推断：根据lnK与1/T的线性关系图（斜率= -ΔH/R，截距= ΔS/R），通过斜率正负判断反应吸热或放热，斜率绝对值大小比较ΔH的相对大小。常见考点：反应Ⅰ和反应Ⅱ的lnK-1/T图判断ΔHⅠ > ΔHⅡ；Deacon反应中温度升高K减小，ΔH < 0。 · 电化学电极反应式的书写：根据装置图（电解池或原电池）确定电极（阳极/阴极、正极/负极），结合介质（酸性、碱性、有机）和产物书写电极反应式。注意配平电子、原子和电荷。常见考点：CO₂电还原为甲醇或乙醇的阴极反应；氯电池中正极反应；电解制己二腈的阴极反应；电解水制氢时阳极反应。 · 电子转移与物质转化量的计算：根据电极反应，建立电子转移与目标产物的物质的量关系。常结合法拉第效率计算实际产量。常见考点：电催化还原CO₂时，生成C₂H₅OH的电子数计算；储氯电池中储氯能力比；电解合成四乙基铅时阳极反应与电子转移。 · 离子迁移与隔膜类型：电解池中阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移；原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。根据迁移方向判断离子交换膜类型（阳离子膜、阴离子膜、质子膜）。常见考点：氯电池放电时Cl⁻迁移；电解水制氢双室电解中H⁺通过质子膜；含阳离子交换膜的电解装置中Na⁺迁移。 · 热重曲线与物质组成推断：根据固体质量随温度变化曲线（TG），结合差量法计算结晶水数目或确定分解产物化学式。常见考点：Fe₂O₄逐级还原为FeO、Fe；草酸盐热分解生成金属氧化物；乙二胺配合物热稳定性分析。 · 反应机理与决速步判断：根据基元反应的能量-反应进程图（能垒图），确定决速步（活化能最大的步骤），写出该步的速率方程。结合快反应平衡假设推导总反应速率常数。常见考点：CO氧化合成光气的三步机理；CO₂加氢制甲醇的反应路径。 · 水解平衡与分布系数图：根据多元弱酸/弱碱的分布系数δ-pH曲线，计算电离常数Ka或Kb，判断溶液中主要存在形式，比较离子浓度大小，应用电荷守恒和物料守恒。常见考点：草酸溶液中H₂C₂O₄、HC₂O₄⁻、C₂O₄²⁻的分布；乙二胺水溶液中各型体的存在；碳酸溶液pH=9时主要含碳阴离子为HCO₃⁻。 · 标准平衡常数与热力学数据关联：对于溶液或气体反应，标准平衡常数K⊖需代入标准浓度（1 mol/L）或标准分压（100 kPa）。通过K⊖计算ΔG⊖ = -RT lnK⊖，进而判断反应自发程度。常见考点：血红蛋白结合O₂的标准平衡常数计算；CO₂加氢制甲醇的K⊖与温度关系。 · 电化学与热化学的耦合分析：在同一个题目中，先通过热化学计算ΔH、ΔS，判断反应自发性，再结合电化学装置讨论能量转化效率（如太阳能电池驱动电解）。常见考点：太阳能光伏电解水制氢中，能量转化与电极反应；光催化辅助电池提高放电效率。 一、陌生情境下电极反应式的书写 1．分析电化学装置的物质变化书写电极反应式 （1）确定装置类型 原电池：外接用电器、电压表、负载等； 电解池：外接电源或题干给出信息； 二次电池：放电为原电池、充电为电解池。 （2）“四步法”书写电极反应式 2．已知总反应式，书写电极反应式 （1）书写三步骤 步骤一：根据电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne-)。 步骤二：找出正(阴)、负(阳)极，失电子的电极为负(阳)极；确定溶液的酸碱性。 步骤三：写电极反应式。 负(阳)极反应：还原剂－ne-===氧化产物 正(阴)极反应：氧化剂＋ne-===还原产物 （2）书写技巧 若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写出的电极反应式。 二、守恒思想与电化学计算 1．电子守恒与电荷守恒 （1）电路中转移的电子数＝参与电极反应的物质得(失)电子数＝电解质溶液中迁移某离子的物质的量×该离子所带电荷数。 （2） 常用关系式：O2~4e-~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH-~4H+~Mn+。 2．易错点——溶液质量变化的计算 （1）电极产物的影响，如排出或吸收气体、析出或溶解固体等，使溶液质量减小或增大。 （2）离子迁移的影响，当有交换膜存在时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中某离子迁移的数目不一定等于电极反应式中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，而应根据上述守恒关系计算。 1．（2026·云南昆明·模拟预测）催化加氢制是实现高价值利用及缓解温室效应的重要途径之一，主要反应为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）已知： 化学键 键能/ a b c d e f 计算___________。 （2）其他条件不变，下列措施能够提高平衡前单位时间内转化率的是___________(填标号)。 A．提高投料比 B．使用更高效的催化剂 C．压缩容器的体积 D．恒容下充入Ar （3）我国科学家理论计算在恒压5MPa下，投料比，加氢制反应体系平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。 ①曲线x、z分别代表的物质为___________、___________(填化学式)。 ②温度高于560℃时，，原因是___________。 ③330℃时，的平衡转化率为___________；反应Ⅰ的平衡常数___________(用化简后的计算式表示。平衡浓度用平衡分压代替，分压=物质的量分数×总压)。 （4）电催化还原也可制备乙醇。 ①在酸性介质中，电还原为的电极反应式为___________。 ②电还原时会产生CO、等副产物。在电解质的水溶液中，a、b、c三种催化剂催化和电还原为CO和的相对能量变化如图(*表示催化剂表面的活性位点)。由此判断，最利于提高选择性，降低CO选择性的催化剂是___________。 2．（2026·重庆·二模）某实验小组对不同形态的氯元素作了研究，请回答： Ⅰ．实验测得CO与合成的速率方程为，各步基元反应如下所示(k为速率常数) ①  快反应 ②  快反应 ③  慢反应 已知：对于基元反应：，其速率方程为(k为只与温度有关的速率常数) （1）反应②的活化能_______反应③的活化能。(填“>”“<”或者“=”) （2）决速步骤的速率方程为_______。 （3）总反应速率方程中的k与反应机理中的速率常数的关系为_______。(用、、、、表示) Ⅱ．在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：(忽略其他副反应) ④   ⑤   ⑥   其中p为的平衡压强，为在水溶液中的平衡浓度。 （4）反应④的焓变_______0。(填“>”“<”或者“=”) （5）由反应⑤⑥写出该氯水中的氯元素的物料守恒等式：_______。 （6）氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则_______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略和的电离) Ⅲ．一种储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成电极，b极仍增重 （7）电池中涉及到的物质：①、②、③在该条件下氧化性从大到小顺序是_______(填序号)。若分别以电极代替b极和a极，通过相同电量时理论储氯能力之比为替换b极替换a极=_______。(储氯能力：转移单位物质的量的电子所储存的量) 3．（2026·宁夏银川·二模）二氯乙烷在工业上应用非常广泛，主要作为化学中间体和优良溶剂使用。 I．二氯乙烷为原料制备氯乙烯是合成氯乙烯的一种重要的方法。热裂解反应为：。 已知相关物质的标准熵数值如下表： 化学式 标准熵： 305.90 186.90 264.00 （1）该反应的标准熵变ΔS=_______ 。 （2）该反应在下列哪个温度下能自发进行？_______。(填标号) A． B． C． D． Ⅱ．二氯乙烷的合成 （3）工业上利用某废气中的、(体积比)联合制取烧碱、和的流程如图所示。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。 D中化合价发生改变的元素有_______。 （4）为本反应的另一产物。A中涉及的反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 某温度时，向恒压装置A中通入和，发生上述反应。平衡状态时，的平衡转化率为，选择性为，则化学平衡常数_______。（用分数表示）（已知：） 研究发现，将铂团簇锚定在硫化镍纳米片上，形成界面丰富的双分散纳米异质结构的双功能电催化剂，可催化制备甲酸盐。在中进行双电极系统的电解实验，装置如图： 阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。 Ⅲ．二氯乙烷的应用 （5）二氯乙烷可经过水解、氧化得到草酸(题中草酸用代替)。常温下，溶液中、、三者所占物质的量分数随变化的关系如图1所示。向溶液中滴加稀盐酸，所得混合溶液的与[或]的变化关系如图2所示。 ①曲线_______(填或)表示随pH的变化。 ②图2中a、b、c、d四个点的水的电离程度由大到小排序为_______。 ③若图1中M点即为图2中N点，则该溶液对应的_______。 4．（2025·青海海东·模拟预测）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题： Ⅰ、工业上用和反应合成甲醚。 已知：一定温度下，由元素的最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。 物质                摩尔生成焓/ 0 （1）主反应：  _____。 （2）甲醚的沸点比乙醇的沸点___（填“高”或“低”）。 （3）在密闭容器中按体积比通入和，在T℃、p kPa条件下发生主反应[该条件下有副反应发生]。测得平衡时，的体积分数为，同时混合气体中，。 ①为同时提高平衡时转化率和选择性，应选择的反应条件为___（填标号）。 a.低温、低压    b.高温、高压    c.高温、低压    d.低温、高压 ②T℃时，主反应的______（写出计算式即可）。 Ⅱ、（缩写为MDEA）溶液可用于捕集燃煤烟气中的。 （4）室温下，的，，吸收后溶液的，此时_____。 （5）从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由：__________。 Ⅲ、利用电解法在碱性或酸性条件下可将还原为和，其原理如图所示： 已知：选择性（S）和法拉第效率（FE）的定义（X代表或）如下： （6）实验测得，碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下，原因是__________。 （7）实验测得，酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下，原因是__________（用化学方程式或离子方程式表示）。 5．（2026·广西南宁·二模）中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化，其主要反应如下： 反应Ⅰ：  ； 反应Ⅱ：  。 回答下列问题： （1）一定温度下相关物质的相对能量如下表，则_______。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 -242 （2）在一定压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在两种不同催化剂作用下，反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。 已知：选择性。 ①对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为_______、_______。 ②在①所选的催化剂和温度下，下列措施能提高平衡转化率的是_______(填标号)。 A．增大压强    B．恒压下通入水蒸气    C．延长反应时间    D．增加投入量 ③以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是_______。 （3）在恒容密闭容器中充入1mol和4mol，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。 ①图中表示的曲线为_______(填“X”“Y”或“”)，其呈现如图变化趋势的原因为_______。 ②点时体系压强为，则反应Ⅱ的平衡常数____(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化，同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为_______。 6．（2026·河北衡水·模拟预测）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     回答下列问题： （1）已知：在100 kPa和一定温度下，由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓。反应Ⅰ中各物质的标准摩尔生成焓如下表所示。 物质 标准摩尔生成焓/() 0 则_______。 （2）Van't Hoff研究了热力学温度T对反应的平衡常数K的影响，得出方程，其中R为气体常数，A为与反应有关的常数。实验测得反应Ⅰ、反应Ⅱ的随温度的变化情况如下图所示。则。_______(填“>”或“<”)。 （3）已知：S表示选择性，如：。在一定温度下，维持反应体系压强恒为p MPa，向容积可变的密闭容器中通入和，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得平衡时气体的体积变为起始时的1.4倍，。则平衡体系中的体积分数为_______(计算结果保留2位有效数字)，反应Ⅱ的压强平衡常数_______(计算结果保留2位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=物质的量分数×总压)。 （4）利用太阳能光伏电池电解水也可制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接或，可交替得到和。 ①制时，控制开关应连接_______(填“”或“”)。产生的电极反应式是_______。 ②改变开关连接方式，可得的电极为_______(填“阳极”或“阴极”)。此时电极3的电极反应式是_______。 7．（2026·重庆·一模）己二腈是制造“尼龙-66”的原料，工业需求量大。其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈()电合成己二腈。 I.合成丙烯腈 以氨气、氧气、丙烯为原料合成丙烯腈的主反应和副反应如下： 反应i：丙烯，g 反应ii：丙烯，g(丙烯醛，g 反应iii：(丙烯醛，   （1）反应i在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。一定条件下，反应i的平衡常数为，反应ii的平衡常数为，则反应iii的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 （2）若只发生反应i和ii： ①下列_______(填字母编号)措施可提高丙烯的平衡转化率。 a.降低温度　　b.加入催化剂　　　c.减小压强 ②一定条件下，反应达平衡时，丙烯腈的选择性和温度、压强的关系如图所示，其中曲线_______(填序号)为丙烯腈的选择性与温度的关系，解释此曲线变化趋势的原因：_______(丙烯腈的选择性) （3）长期接触丙烯腈可能引起高铁血红蛋白血症。血红蛋白(Hb)的主要任务是运输氧气，该反应的标准平衡常数。若在292 K时，空气中的在水中的溶解度为，则的标准平衡常数_______。(已知：标准平衡常数表达式中代入标准浓度或标准分压如 Ⅱ.丙烯腈电合成己二腈 电解原理如图所示(两极均采用惰性电极)，电解过程中主要副产物为丙腈()。 （4）电极A为_______极(填“阳”或“阴”)，写出B电极上①的电极反应式：_______。 8．（2026·云南昭通·模拟预测）化工生产中排放的可通过热化学、电化学相关技术进行再利用。 已知： ii． 回答下列问题： （1）已知：，则______kJ/mol。 （2）研究发现，可由(吸附在催化剂表面的物种用标注)转化生成，与或作用生成的相对能量变化如图所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是_____。 （3）将和按物质的量之比1:3充入恒温恒容密闭容器中，只发生反应i，该温度下反应i的化学平衡常数。下列事实能说明该反应向逆反应方向进行的是_____(填序号)。 A．气体的密度不变 B．气体的平均摩尔质量变大 C．体系的压强变大 D．某时刻容器中 （4）一定温度下，在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入和，发生反应和。其中一个容器使用水分子膜分离技术以提高的平衡转化率。实验测得平衡转化率与压强关系如图所示。点甲醇的选择性为60%。 已知：甲醇的选择性。 ①图中曲线_____(填“甲”或“乙”)代表容器中使用了水分子膜分离技术。曲线点与点的平衡转化率相等的原因是_____。 ②M点平衡时的转化率为_____(结果保留两位有效数字)。 （5）一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如图甲所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图乙所示。 已知：法拉第效率表示为。 ①控制电压为0.9V时，写出生成甲醇的电极反应式：_____。 ②控制电压为0.8V时，生成的法拉第效率为_____(保留3位有效数字)。 ③在实际生产中发现当pH过低时，有机物产率降低，可能的原因是_____。 19 / 19 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第24天 押原理综合 热+平衡：盖斯定律与多重平衡常数（Kp、Kc）的联算 （2025·贵州·高考真题）TiC是一种极具潜力的超高温结构材料，其制备总反应为：  例1 反应步骤如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： （1）________，总反应的随温度T的变化关系如图，则总反应自发进行的温度条件为________。 （2）在恒容密闭容器中，加入1 mol 、5 mol C和8.4 mol氢气，以从20℃升温至1500℃后保持恒温进行反应，测得剩余固体质量分数随时间t变化关系如图。已知：剩余固体质量分数 ①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是________。 ②M、N点的反应速率________(选填“>”“=”或“<”)，其原因是________。 ③设Q点达平衡，总压为p kPa，则1500℃时总反应的________(分压=总压×物质的量分数，用含p的代数式表示)。 （3）高温下，向和C反应体系中加入NaF，可形成TiC-NaF(l)(TiC与NaF共熔体)，最终获得TiC，原理如下： ⅰ． ⅱ．______________ ⅲ． 过程ⅱ的化学方程式为________，加入NaF有利于生成更多TiC的原因是________。 （2025·江西·高考真题）与通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(、)如下：例2 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． Ⅴ． 回答下列问题： （1）_______ （2）反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在A路径中，决速步骤的能垒是_______，反应Ⅰ的最优路径是_______(填标号)。 （3）某课题组模拟了加氢在不同温度下的平衡组分(如图)。保持总压为，温度为以上时，主要含碳产物是_______，计算时相关反应的平衡常数_______。 （4）反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中*表示吸附态)： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 写出与第⑤步竞争的基元反应_______。 （5）通过对负载的单原子催化剂进行掺杂，可调控催化剂选择性生成或，其示意图如下： ⅰ．写出Y的化学式_______。 ⅱ．依据示意图，掺杂的催化剂可以提高Y的选择性，其原因是_______。 （2025·四川·高考真题）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行：例3 ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为_______，_______0(填“>”“<”或“=”)，反应在_______(填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）恒压时，合成气中增大，(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是_______。 （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则_______，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当_______(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是_______。 （4）若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为。 ①反应后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为，则甲醛的平均消耗速率_______。 ②溶剂中和浓度分别保持为，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为，生成乙二醇的平衡常数_______(科学记数，保留小数点后2位)。 “热+平衡”综合题是高考化学反应原理板块的压轴题型，命题呈现“情境真实、信息隐蔽、计算与推导并重”的特点。试题常以CO₂加氢制甲醇、甲烷重整、化学链燃烧、储氢材料分解等实际反应体系为载体，综合考查盖斯定律计算反应焓变、反应自发性的温度条件判断、速率常数与活化能、多重竞争反应下的平衡常数（Kc、Kp）计算、转化率与选择性曲线分析、平衡移动与条件优化、反应机理与决速步识别等。近年趋势是强化对多反应耦合体系的平衡处理，要求学生能够根据不同温度下产物分布曲线判断主副反应，并利用原子守恒、元素守恒列方程求解平衡组成，同时注重对压强平衡常数Kp的熟练计算以及对反应坐标图（能垒图） 的解读。预计2026年将继续以“陌生反应体系+多重平衡+图像分析”的形式出现，全面考查学生的综合应用能力和建模思维。 · 盖斯定律计算反应焓变：根据已知反应的热化学方程式，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时ΔH的对应变化。常见考点：TiC制备、CO₂加氢制甲醇、化学链燃烧等体系中总反应ΔH的计算。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。需根据ΔH和ΔS的符号判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：反应③在低温下自发；合成氨反应低温促进平衡但速率慢。 · 化学反应速率与活化能：根据反应历程能量图（能垒图），确定决速步骤（活化能最大的基元反应），比较不同催化剂或不同路径的能垒大小，判断催化效率。常见考点：CO₂加氢反应中不同路径的最大能垒；载氧体掺杂对活化能的影响。 · 平衡常数Kc与Kp的计算：根据平衡时各组分分压或浓度，代入平衡常数表达式计算。注意：分压=物质的量分数×总压；对于涉及固体或纯液体的反应，其活度为1，不写入表达式。体积变化时需换算浓度。常见考点：反应Ⅲ的Kp；CO₂加氢制甲醇的Kc；乙二醇合成的平衡常数。 · 转化率—选择性曲线分析：根据图像中CO₂转化率、甲醇选择性与温度的关系，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先降后升或交叉的原因。常见考点：低温以反应ⅱ（放热）为主，高温以反应ⅲ（吸热）为主；催化剂中毒导致选择性变化。 · 多重反应体系中的平衡组成计算：多个反应同时发生时，需利用元素守恒（C、H、O等）列方程，结合已知的转化率或产物选择性，求解各组分平衡物质的量，进而计算平衡常数或反应速率。常见考点：CO₂加氢同时生成甲醇和CO；甘油重整多反应平衡计算。 · 压强平衡常数Kp与总压的关系：对于气体分子数变化的反应，Kp与总压有关，但Kp本身只与温度有关。计算Kp时需将分压用总压和物质的量分数表示。常见考点：合成氨Kp计算；CO₂甲烷化Kp计算；乙二醇合成平衡常数。 · 反应速率方程与速率常数：根据实验数据（如反应物浓度、催化剂用量、时间）确定反应级数和速率常数关系。常见考点：肼分解速率方程中c(R)的浓度指数确定；催化剂浓度对速率的影响。 · 反应机理与中间体判断：根据反应历程图确定中间体（吸附态、自由基等）、过渡态、决速步。常见考点：CO₂加氢制甲醇路径中的关键中间体；肼分解M的化学式推断。 · 化学平衡移动与条件优化：分析温度、压强、投料比、惰性气体等对平衡转化率和产物选择性的影响，选择有利于目标产物的条件。常见考点：恒压通入惰性气体，平衡向气体分子数增加的方向移动；降温有利于放热反应的正向进行。 · 催化剂活性与失活：温度过高可能导致催化剂烧结或中毒，活性下降；某些物质（如CO、H₂S）会使催化剂中毒。常见考点：Al₂O₃含量过高会降低α-Fe表面积；升温使催化剂活性降低导致脱硝效率下降。 · 热重曲线与固体组成推断：根据TG曲线中质量损失率，结合化学反应计量关系，推断不同温度区间固体产物的化学式。常见考点：Fe₂O₃逐步还原为Fe₃O₄、FeO、Fe；CoC₂O₄热分解为Co₃O₄或CoO。 · 反应焓变与键能的关系：通过键能估算反应焓变或通过反应焓变反推键能。需掌握ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能。常见考点：H₂在催化剂表面解离的能垒与键能关系；乙醇燃料电池负极反应式。 · 化学链燃烧原理：载氧体在空气反应器中被氧化，在燃料反应器中被还原，实现氧的传递，同时避免燃料与空气直接接触，便于CO₂捕集。常见考点：铁基载氧体逐级还原；单位质量载氧体供氧量比较。 · 平衡常数与温度的关系：根据范特霍夫方程（lnK与1/T的线性关系），判断反应是吸热还是放热（斜率正或负）。常见考点：甲醇合成K随温度升高而减小；CO歧化反应K随温度变化趋势。 一、热化学方程式的书写与焓变计算 1．热化学方程式的书写注意几点 （1）填状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态 （2）注条件：反应的环境温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注) （3）写符号：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－” （4）写单位：ΔH的单位为kJ·mol－1 2．焓变计算 （1）键能公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝断键吸收的总能量－成键放出的总能量 （2）活化能公式：ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 （3）总能量公式：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量 （4）摩尔燃烧焓公式：ΔH＝反应物总摩尔燃烧焓－生成物总摩尔燃烧焓 （5）根据盖斯定律计算：则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 【注意】 1．ΔH与反应环境温度和压强、物质的量、物质的状态有关；与反应条件、反应限度、反应历程无关。 2．摩尔燃烧焓又称燃烧热，是指在常温常压下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质放出的热量，单位也是kJ·mol－1。 3．热化学方程式中各物质的系数只表示各物质的物质的量(摩尔数)。 4．ΔH与书写方式的关系 （1）正逆反应的ΔH、K的关系：ΔH正＋ΔH逆＝0，K正·K逆＝1 （2）化学计量数变成n倍，ΔH变为n倍，K变为n次方倍 （3）反应③＝反应①＋反应②，则：ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，K3＝K1·K2 （4）反应③＝反应①－反应②，则：ΔH3＝ΔH1－ΔH2，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：ΔH3＝aΔH1－ΔH2，K3＝ 二、平衡图像分析、条件控制与原因解释 1．“点—线—面”三维度分析特殊平衡图像 （1）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图1所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 　　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 （2）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图2)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 2．实际工业生产中反应最佳条件的选择 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对速率的影响导致反应物的转化率(或产品产率)的影响 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制，还要注意催化剂对主副反应的选择性的影响 综合分析 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，还要考虑设备要求 【注意】 化学反应原理综合题中的图像分析、条件的控制与原因解释也是不易得分的设问，快速解决这类题目的方法：一是熟记和理解化学反应速率、化学平衡及转化率影响等相关知识。二是通过训练提高自己对反应原理的定性分析，在陌生的研究对象及问题情境下，对信息获取与加工、逻辑推理和论证能力。 三、各类平衡常数计算 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，不同平衡常数表达式总结如下： 根据题中所求的物理量的表示式代入有关量进行换算或计算。在进行有关计算时，要注意对单位的要求。 【注意】 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．A气体的分压＝气体总压×A气体体积分数＝总压×A气体摩尔分数。 3．气体的分压之比等于其物质的量之比：＝。 4．Kp＝Kx·pΔn(Δn＝生成物中气体分子数－反应物中气体分子数)。 1．（2026·辽宁·三模）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)。 ③保持温度不变，缩小容器体积，容器内___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 2．（2026·湖北黄冈·模拟预测）二氧化碳是廉价可持续的碳源，其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应： i． ⅱ． ⅲ． 已知：生成物A的选择性 回答下列问题。 （1）已知反应的能垒越大，活化能越大。反应ⅱ的反应历程如图所示。在不同催化剂作用下，该反应历程中决速步骤的能垒分别为___________、___________，其中效果较好的催化剂为___________。 （2）反应ⅱ的焓变___________。甲醇可作燃料，碱性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。 （3）向体积为的恒容密闭容器中分别充入、，仅发生反应ⅱ和ⅲ，反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示，同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。 ①曲线a表示的平衡转化率，其先下降后上升的原因为___________。 ②时，反应ⅱ中的反应速率___________。反应ⅱ的平衡常数___________(时甲醇与水均为气体)。 ③试分析曲线a、b在温度高于后趋于重合的原因___________。 3．（2026·江苏·二模）载氧体是化学链燃烧的关键材料，其一般原理如下图所示： （1）若载氧体为，燃料为丙烷，回答下列问题： 已知：反应I：   反应II：   反应III：   ①___________。 ②载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的载氧体，反应II活化能如下表所示： 载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土 活化能/ 60±2.3 37.3±1.3 由表中数据判断：使用“氧化铝”或“膨润土”掺杂的载氧体，单位时间内燃料反应器释放的热量分别为a kJ、b kJ，则a___________b(填“>”、“=”或“<”)。 ③也可作该反应的载氧体，相比之下作载氧体的优点是___________。 （2）某科研团队选用铁基载氧体，燃料为甲烷，采用热重分析法研究了不同升温速率对纯载氧体样品的影响，如图所示。 已知：在还原过程中按逐级转变。 ①当升温速率为10℃/min，固体残余率为90%时，残余固体的化学式为___________(写出计算过程)，燃料反应器中发生的主要反应的化学方程式为___________。 ②图中升温速率越慢，固体残余率越小的原因可能是___________。 （3）化学链燃烧技术可以简单低能耗实现分离和捕集，其原理是___________。 4．（2026·天津和平·二模）目前合成氨反应研究的越来越深入。 （1）反应可用于储氢.使用含氨基物质(化学式为，是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，反应过程中有阶段。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是_______；密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如左图所示。温度高于70℃，产率下降的可能原因是_______。 （2）已知。作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。中含有会使催化剂中毒。和氨水混合溶液能吸收生成溶液，该反应的化学方程式为_______。一定条件下，按混合匀速通入合成塔，含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是_______。 （3）在T℃，压强为0.9条件下，向一恒压密闭容器中通入的混和气体，20min内达到平衡，氨气的体积分数，则0~20min内_______，该反应的分压表示的平衡常数_______(保留0.01，分压=物质的量分数×总压)。 （4）氨化脱硝过程发生反应  ，根据下图所示，分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因_______。 （5）25℃用甲酸吸收氨气可得到溶液。则反应的平衡常数_______。(已知：25℃时甲酸的，的) 5．（2026·安徽·模拟预测）肼(，沸点)是一种具有良好应用前景的储氢材料，其分解反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）反应 ___________。 （2）在金属Pt催化下，发生反应Ⅰ． ①图1中表示随T的变化趋势正确的是___________。(填“a”“b”“c”或“d”) ②图2为反应Ⅰ催化机理，则M的化学式为___________。 （3）在下，催化发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时产物的物质的量与温度的关系如图3. ①曲线a所示物种为___________，理由为___________。 ②常温下，能提高的平衡转化率的是___________。(填标号) a．改变催化剂 b．增大的用量 c．恒压时通入惰性气体 ③Q点时，反应Ⅰ的___________(用含的式子表示)。 （4），在R催化下，在NaOH溶液()中发生反应Ⅰ、Ⅱ的速率方程为：，k是速率常数，、为常数。探究与转化率为50%时所需时间的关系，测得实验数据如下： 实验 c(N2H4·H2O)/mol·L-1 c(NaOH)/mol·L-1 c(R)/mol·L-1 时间/s 1 m n p q 2 m n 2p 3 m n 3p t 根据表中数据分析，___________(用含q的式子表示)。 6．（2026·内蒙古呼和浩特·二模）将二氧化碳转化为高附加值有机物，不仅助力“碳达峰”，还具有良好经济效益。二氧化碳催化加氢制甲醇，发生以下反应： 反应① 反应② （1）反应①在_______(填“低温”或“高温”)正向自发进行。 （2）反应的_______kJ/mol。 （3）恒压密闭容器中，按照投料，发生反应①和②。测得平衡时的转化率、和的选择性随温度的变化如图所示[选择性]。 ①图中代表平衡转化率随温度变化的曲线是_______(填“”“”或“”)。 ②下列说法正确的是_______(填标号)。 A．范围内，的平衡转化率始终低于 B．温度越高，越有利于工业生产 C．未达平衡前，加入选择性高的催化剂，有可能提高的产率 ③时反应②的分压平衡常数为_______(保留2位有效数字，已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数)。 （4）Zn-Ga-O催化制甲醇，其反应历程如图所示。Zn-Ga-O无催化活性，形成氧原子空位后才具备催化活性，先在表面解离为，随后参与的还原过程。 已知：ⅰ．催化剂上吸附或沉积太多的水，易使催化剂中毒； ⅱ．口表示氧原子空位，*表示微粒吸附在催化剂上。 ①理论上，反应历程中消耗的与生成的甲醇的物质的量之比为_______。 ②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是_______。 7．（2026·河北雄安·二模）和催化重整制备甘油体系中存在如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）反应的________。 （2）将n(CO)：n(H2)=3:4的混合气体分别以不同流速通入盛有催化剂的反应器中，在不同温度下仅发生反应Ⅲ。通过检测流出气成分，绘制C3H8O3(g)的产率曲线如图所示（较低流速下的产率可近似为平衡产率）。 ①M点对应________。 ②图中温度由低到高的顺序为________，判断依据为________。 ③T1时，Q点C3H8O3(g)的产率比N点低的原因可能为________。 （3）550℃时，向恒容密闭容器中充入1molCO（g）和1molH2O(g)发生反应Ⅰ和Ⅱ．平衡时H2O(g)的转化率为。 ①CO(g)的平衡体积分数为________；反应Ⅰ的平衡常数K=________。 ②若向该容器中充入2molCO(g)和2molH2O(g)发生反应，平衡时，________7（填“>”“<”或“=”）。 8．（2026·云南·模拟预测）甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料，选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）___________；反应Ⅰ在一定条件下可自发进行，则自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。 （2）反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知上的___________原子加氢更有利。 （3）一定条件下，在的恒容密闭容器中，充入和，使之发生上述三个反应。末反应达到平衡，测得和的物质的量均为。 ①内，的平均反应速率为___________。 ②能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．容器内混合气体的密度保持不变 b．容器内压强保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 （4）一定条件下，在压强为p的恒压密闭容器中，加入和，使之发生上述三个反应，转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。 ①若时催化剂的活性受温度影响不大，分析后图中曲线下降的原因：___________。 ②时反应的平衡常数___________(列出含p的计算式即可)。 3 / 18 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第23天 押原理综合 热+平衡+电解质：图像中的“三交汇”——ΔH、K、pH同图分析 （2025·浙江·高考真题）氯气、二氧化氯常用于漂白、杀菌，有重要的应用价值。请回答：例1 （1）下列措施中能提高新制饱和氯水中浓度的是_______。 A．加固体 B．加水 C．加粉末 D．加足量溶液 （2）氯气常用于自来水消毒。稀氯水中存在如下反应(不考虑其他反应)： I   Ⅱ       Ⅲ   时，在不同下，约氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值如图所示(溶液体积保持不变)。 ①分子的空间构型是_______。 ②在之间，浓度增加，其最大来源是_______(填含氯微粒符号)。 ③该氯水中氯元素质量守恒表达式：_______。 ④在图中画出之间，随的变化曲线_______。 （3）某研究小组提出，商用(常含杂质)在水中易发生如下反应，影响自来水消毒效果。 Ⅳ   V   中含量对反应初始速率的影响如图所示。实验条件：初始浓度相同。 ①的存在主要加快了反应_______(填“Ⅳ”或“V”)。 ②指出改变的影响因素，并解释原因_______。 （2025·浙江·高考真题）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：例2 （1）用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。 A．温度 B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C．压强 D．催化剂 （2）25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液的pH=_______。 （3）在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是_______。 （4）上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下_______0(填“>”、“<”或“=”)。 （5）有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V． 三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活)_______。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因_______。 （2024·浙江·高考真题）通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答：例3 （1）某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是_______。 （2）该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： ： Ⅱ： Ⅲ： ①_______。 ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为_______。 ③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，时该混合溶液的_______。[已知：时，电离常数、] （3）为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能(不考虑催化剂活性降低或丧失)。 Ⅳ：           V：              VI：        ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是_______。 A．v与的压强无关         B．v与溶液中溶解的浓度无关 C．温度升高，v不一定增大         D．在溶液中加入，可提高转化率 ②实验测得：，下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因_______。 “热+平衡+电解质”三交汇综合题是高考化学反应原理板块的最高难度题型，命题呈现“信息多维、图像复杂、跨模块融合”的特点。试题常以实际工业过程（如CO₂捕集、氯水消毒、脱硫脱硝、配合物平衡、有机合成等）为背景，在一张图中同时呈现温度、转化率、选择性、pH、分布系数、浓度对数、平衡常数变化等多条曲线，要求学生灵活运用盖斯定律、化学平衡移动、电离平衡、沉淀溶解平衡、电化学等原理，从图像中提取关键点（交点、拐点、极值点），进行焓变计算、平衡常数表达、pH判断、离子浓度比较、电极反应书写等综合推理。近年趋势是强化对多元弱酸/弱碱分布系数图与多反应竞争平衡的解读，以及温度对平衡常数和自发性双重影响的辨析。预计2026年将继续以“陌生体系+复合图像”为载体，全面考查学生的信息整合能力与跨章节知识迁移能力。 · 盖斯定律与反应焓变的计算：根据已知热化学方程式，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时ΔH的对应变化。常见考点：氯气氧化HCl的Deacon法总反应ΔH；乙硫醇燃烧热ΔH；CO₂加氢制甲醇各步反应的ΔH。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。需根据ΔH和ΔS的符号判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：肼催化氧化反应在低温下自发；Deacon反应在低温下放热但熵减，需低温自发；CO₂加氢制甲醇在低温下自发。 · 化学平衡常数的计算（Kp、Kc）：根据平衡时各组分分压或浓度（常需从图像读取或通过原子守恒推算），代入平衡常数表达式计算。注意：分压=物质的量分数×总压；对于涉及固体或纯液体的反应，其活度为1。常见考点：SO₂与Cl₂合成SO₂Cl₂的Kp；CO₂加氢制甲醇的Kc；肼催化氧化反应(ii)的K。 · 多反应竞争体系中的转化率与选择性曲线分析：根据图像中CO₂转化率、甲醇或CO选择性随温度的变化，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先降后升或交叉的原因。常见考点：低温时放热反应为主，高温时吸热反应为主；催化剂中毒或副反应抑制导致选择性变化。 · 多元弱酸/弱碱的分布系数图与电离常数计算：根据分布系数δ-pH曲线，确定各型体的存在范围，交点处相邻两型体浓度相等，交点pH = pKa。常见考点：H₂S、H₂CO₃、乙二胺、肼的分布系数图，计算Ka1、Ka2，判断酸碱性，比较离子浓度。 · pH对沉淀溶解平衡的影响：对于M(OH)n或MS等难溶物，pH变化会影响溶解度。需利用Ksp和H₂S或H₂O的电离平衡计算沉淀完全时的pH或离子浓度。常见考点：MCO₃在CO₂体系中的溶解平衡；Fe(OH)₃沉淀完全时pH计算；ZnS在H₂S饱和溶液中的沉淀条件。 · 配合物逐级稳定常数与分布曲线：配离子分布分数随游离配体浓度变化，交点处两相邻配离子浓度相等，可计算逐级稳定常数K1、K2、K3。常见考点：Cd²⁺与乙二胺配合；Cu²⁺与氨配合；Co²⁺与氨配合。 · 电荷守恒与物料守恒在分布系数图中的应用：在给定pH点，根据溶液中所有离子写出电荷守恒和物料守恒式，结合分布系数推导离子浓度关系或计算未知浓度。常见考点：N₂H₅Cl溶液中2c(Cl⁻)与c(N₂H₅⁺)+c(N₂H₄)+c(N₂H₆²⁺)的关系；Na₂CO₃溶液中c(H⁺)与c(OH⁻)的关系。 · 电化学电极反应与电子转移计算：在电化学协同脱硫脱硝或电合成中，根据装置图写出阴阳极反应式，计算转移电子与处理物质的量关系。常见考点：电解Na₂SO₃制备Na₂S₂O₄的阴极反应；电化学吸收SO₂、NO的阳极反应与NO处理量。 · 温度对平衡常数和反应速率的影响：根据范特霍夫方程（lnK与1/T的线性关系），判断反应是吸热还是放热（斜率正或负）。速率常数k随温度升高而增大，但若涉及气体溶解或吸附平衡，总反应速率可能先增后减。常见考点：CO₂加氢反应中，升高温度甲醇选择性下降；催化剂活性温度区间。 · 水解常数与电离常数的换算：对于弱酸弱碱盐，水解常数Kh = Kw / Ka（或Kw / Kb）。通过pH计算可推断盐溶液的酸碱性。常见考点：二甲胺盐酸盐溶液pH的计算；N₂H₅Cl溶液显酸性的原因。 · 强酸制弱酸原则在反应可行性判断中的应用：比较两种酸的Ka，判断是否发生反应生成较弱酸。常见考点：H₂S通入Na₂CO₃溶液能否反应；CO₂通入Na₂SiO₃溶液生成H₂SiO₃沉淀。 · 图像中特殊点（交点、拐点、极值点）的定量分析：交点代表两个量相等（如分布系数相等、选择性相等、浓度相等），可直接用于计算平衡常数或离子浓度。极值点对应主副反应转变温度或最佳工艺条件。常见考点：CH₃OH与CO选择性相等时温度；分布曲线交点处pH=pKa。 · 催化剂与反应机理对产物选择性的影响：催化剂可改变活化能，但不改变平衡常数。掺杂或不同催化路径会影响主副反应速率比，从而在非平衡条件下改变产物选择性。常见考点：钴氨配合物脱硝过程中活性物种的作用；加氢反应中不同路径的能垒比较。 · 酸碱滴定与指示剂选择：根据滴定突跃和分布系数图判断指示剂变色范围，选择合适指示剂。常见考点：用NaOH滴定H₃PO₄时，第一步终点用甲基橙，第二步用酚酞；滴定弱碱用甲基橙。 1．理解“三大”平衡的影响因素 平衡类型 影响因素 升温 加水 同离子效应 电离平衡：CH3COOHCH3COO-＋H+ 促进电离 促进电离 加入CH3COO-，抑制电离 水解平衡：CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 促进水解 促进水解 加入OH-，抑制水解 沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl-(aq) 促进溶解 促进溶解 加入Ag+、Cl-，均抑制溶解 【注意】平衡常数Ka(或Kb)、Kh、Ksp仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变。 解答溶液中平衡移动归因与解释问题的思路 找出影响平衡的条件→判断平衡移动的方向→分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。 2．电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例) 　　　　　　HA　　　　H+ 　＋　A- 起始浓度：　c酸　　　　　　0　　　0 平衡浓度：　c酸·(1－α)　　　c酸·α　　c酸·α K电离＝。 若α很小，可认为1－α≈1，则K电离＝c酸·α2或α＝。 3．电离常数与水解常数的关系 （1）对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系 HAH+＋A-，Ka＝；A-＋H2OHA＋OH-，Kh＝。则Ka·Kh＝c(H+)·c(OH-)＝Kw，故Kh＝。 常温时Ka·Kh＝Kw＝1.0×10-14，Kh＝。 （2）对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB-)、Kh(B2-)的关系 HB-＋H2OH2B＋OH-，Kh(HB-)＝。 B2-＋H2OHB-＋OH-，Kh(B2-)＝。 4．H2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中的电离或水解 碳酸的电离： H2CO3H+＋HC　Ka1＝4.3×10-7 HCH+＋C　Ka2＝5.6×10-11 Na2CO3的水解(Kh1>Kh2)： C＋H2OHC＋OH-　Kh1 HC＋H2OH2CO3＋OH-　Kh2 Kh1＝，Kh2＝。 比较NaHCO3酸式盐溶液中电离与水解程度大小： Ka2＝5.6×10-11 Kh2＝ Kh2>Ka2，故HC的水解程度大于其电离程度。 【注意】常温时，对于一元弱酸HA，当Ka>1.0×10-7时，Kh<1.0×10-7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A-的水解程度，溶液呈酸性；同理，当Ka<1.0×10-7时，Kh>1.0×10-7，A-的水解程度大于HA的电离程度，溶液呈碱性。对于多元弱酸，Kh＝，Ka是其阴离子结合一个H+所形成的粒子的电离常数。 5．Ksp与沉淀转化平衡常数K的关系 用AgCl、Ag2S的Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2S)计算2AgCl＋S2-Ag2S＋2Cl-的平衡常数K。 [分析]利用类似盖斯定律方程式叠加法 AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl-(aq)……①， Ksp(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-) Ag2S(s)2Ag(aq)+S2-(aq)……②， Ksp(Ag2S)＝c2(Ag+)·c(S2-) ①×2－②可得2AgCl(s)＋S2-(aq)Ag2S(s)＋2Cl-(aq)，则K＝。 1．（2026·天津滨海新区·二模）随着有机氯化工的快速发展，氯化氢转化为氯气的技术日趋多样化。早期，Deacon发明的直接氧化法的总反应为：   （1）Deacon法的总反应可按下列催化过程进行          ___________。(用含有、和的式子表示) 实验测得在一定体积的容器中，当进料浓度比分别为1、4、7时，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的曲线如下图。 （2）图中曲线①代表的___________。 （3）关于总反应的判断正确的是___________。 a．高温下才能自发进行 b．保持不变则反应达到平衡 c．一定温度下，催化剂能改变反应方向 d．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加 （4）400℃时，若HCl初始浓度为，进料浓度比，反应10 min后达到平衡，根据图中数据计算反应速率___________；总反应的平衡常数___________。 （5）曲线①表明100℃时HCl平衡转化率已经接近100%，但在工业生产中通常采用的温度为400～450℃，原因可能是___________。 （6）硫化氢消除并资源化利用是天然气开采、炼油行业、煤化工等工业中长期面临的重要研究课题。(已知的，) ⅰ．通入至中性时，溶液中含硫微粒的浓度由大到小的顺序为___________。 ⅱ．通入溶液能发生反应？(如果能，写出方程式；如果不能，说明理由)______。(已知Ka1(H2CO3)=4.2×10−7，Ka2(H2CO3)=4.8×10−11) 2．（2026·广东湛江·二模）乙二胺()可用于捕集及分离回收废电池中的金属离子。 Ⅰ．水溶液捕集 反应ⅰ     反应ⅱ     反应ⅲ     （1）反应ⅲ的___________(用含、的代数式表示)。 （2）下列有关说法错误的是___________(填字母)。 A．易溶于水是因为自身能形成分子间氢键 B．具有两性 C．增大的浓度有利于的捕集 D．的捕集是熵增加的过程 （3）取乙二胺水溶液于离心管中，将持续通入溶液中。当的负载量为60%时，该溶液捕集的质量为___________g[已知：]。 Ⅱ．水溶液分离回收废电池中的金属离子 （4）①基态原子的价层电子轨道表示式为___________。 ②已知与形成的配合物难溶于水，而与、形成的配合物易溶于水。在与形成的配合物(图1)中，提供孤电子对的配位原子为___________(填元素符号)，配体数为___________。 （5）与在水溶液中存在如下平衡(、、是的逐级稳定常数)：          向溶液中缓慢加入，实验测得各含粒子的分布分数()随溶液中游离浓度(c)的变化关系如图2所示。 ①曲线c表示为___________(填粒子符号)的分布分数随的变化曲线。 ②M点时，___________。(写出计算过程，结果用含、或的计算式表示) 3．（2026·内蒙古包头·一模）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。 （1）酸催化下反应a：  ，可用于石油开采中油路解堵。 ①已知： 则反应a的_______(用含、和的式子表示)。 ②在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。据图可知，在该过程中_______(填标号)。 A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变 B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率 C．催化剂分子中含氢原子数越多，越有利于加速反应 （2）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和制备乙酸，发生如反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物(乙酸和乙酸甲酯)的分布分数随投料比的变化关系如图所示。[例如：] ①代表乙酸的分布分数是_______(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 ②L、M、N三点的平衡常数的关系：K(L)_______K(M)_______K(N)(填“>”“=”或“＜”)。 （3）化合物HA、HB、HC的结构如图。 ①HA、HB中羟基与水均可形成氢键()，形成氢键的强弱：HA_______HB(填“大于”或“小于”)，请说明理由_______。 ②判断HB、HC的酸性：HB_______HC(填“大于”或“小于”)。 （4）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的。 a.选择合适的指示剂HIn，；其钾盐为KIn。 b.向KIn溶液中加入HX，发生反应：。KIn起始的物质的量为，加入HX的物质的量为，平衡时，测得随得的变化曲线如图。 已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。计算_______。(结果保留两位有效数字)。 4．（2026·湖南郴州·三模）Ⅰ、氮及其化合物与人类生产、生活密切相关，含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。回答下列问题： （1）工业上以和为原料合成尿素，主要发生反应：。焓变的计算方法有很多，仅从以下单项数据不能计算出该反应的的是___________(填标号)。 A．各化学键的键能 B．各物质的燃烧热 C．正逆反应的活化能 D．各物质的相对能量 （2）CO催化还原NO生成和可消除污染。将恒定组成的CO和NO混合气体通入固定体积的反应器内，发生以下两个反应：、。在不同温度下反应相同时间，测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。 ①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是___________、___________(填分子式)。 ②该消除污染物CO和NO的反应条件应选择___________(选填“低温”或“高温”)。 ③450℃时，该时间段内NO的脱除率=___________。[NO的脱除率] （3）实验室产生的尾气NO可先用氧化，然后再用烧碱溶液吸收，现将2 mol 、1 mol 和1 mol 通入密闭容器中，在、压强为p条件下发生反应： ①  ② 平衡时，求反应②的平衡常数___________(用含p的代数式表示)。 Ⅱ、硫酸工业在国民经济中占有重要地位，尾气吸收是硫酸工业必须要考虑的问题。某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的生成溶液或溶液。已知：的，。 （4）0.1 mol/L的溶液的pH约为___________。 （5）保险粉连二亚硫酸钠()是一种重要的还原剂，广泛应用于纺织、印染、食品抗氧化等领域，可以通过电解溶液制备，装置如图： 写出阴极的电极反应式___________。 5．（2026·广东茂名·二模）脱硫脱硝是实现火电、钢铁等行业超低排放，打赢蓝天保卫战的核心技术手段。 （1）氨法脱硫是一种脱硫效率高的方法，发生的主要反应如下： （ⅰ）   （ⅱ）   （ⅲ）   ___________（用含和的式子表示）。 （2）配制钴氨溶液的原理为：，，t℃下控制溶液的为时，测得含钴离子的百分比随pH变化见图1。 ①基态价层电子的轨道表示式为___________。 ②当时，下列说法正确的是___________。 A．中的配位数为4 B．中的配位原子是 C．增大的浓度，平衡正向移动，该反应平衡常数不变 D．当的消耗速率等于的生成速率时，反应达到平衡状态 ③表示变化的曲线是________（用之间的字母填写）。 ④当时，计算反应的平衡常数________（写出计算过程，结果保留三位有效数字）。 已知：，，，。 （3）钴氨法脱硝的反应过程如图2： ①的化学式为，其中钴的化合价为___________。 ②转化为反应的平衡常数为K，随的变化如图3所示，则该反应的___________0（填“>”“=”或“<”）。 ③若生成的和的物质的量分别为和，且，则理论上吸收物质的量为的NO需要___________（结果用含和y的代数式表示）。 6．（2026·天津河东·一模）肼的化学式为N2H4，常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，粒子分布分数δ(X)随的关系如下图所示。[X的分布分数δ(X)=，X表示 N2H4或或 （1）肼为二元弱碱，肼在水溶液中电离分两步进行： 第一步电离：N2H4+H2O+OH- 第二步电离：___________ （2）结合上图，下列分析正确的是___________。 A．曲线B 代表N2H4的分布分数随-lgc(OH-)的关系 B．肼的电离平衡常数Kb1=1.0×10-6 C．当-lgc(OH-)=9.0时，存在[]>[N2H4]>[] D．N2H6Cl2溶液中存在2[Cl-]=[]+[N2H4]+[] （3）常温下，=时，溶液的pH=___________。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水显酸性，通过计算简要说明原因___________。 N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g)N2(g)+2H2O(g)  ΔH1=-579kJ·mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g)2NO(g) + 2H2O(g)  ΔH2=akJ·mol-1 （5）已知N2(g) + O2(g)2NO(g)  ΔH3=+180kJ·mol-1，计算a=___________。 （6）ΔH-TΔS随温度变化的趋势有几种情况(如图所示)，反应(i)对应的是___________(填序号)。 （7）产物在单位时间内的产率随温度变化的关系如下图。关于产物在单位时间内的产率，下列说法错误的是___________。 A．室温至400℃，通过改用其他催化剂，可使N2产率增大 B．温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡正向移动，使NO的产率增大 C．温度低于 400℃时，产物主要为无污染的气体 D．当N2与NO的产率相等时，参与反应的N2H4和O2的物质的量之比为3：4 （8）某温度下，向4L恒容密闭容器中充入1mol N2H4和2mol O2，发生上述两个反应，平衡时生成0.4mol NO和0.4mol N2.计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K=___________。 7．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 （1）室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为______(写离子符号)。 （2）从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是______。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； （3）______，该反应自发进行的条件是______(填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 （4）在下，将和充入某密闭容器中，在催化剂作用下发生反应①和②。平衡时和CO的选择性S[]随温度的变化如图所示。 ①表示平衡时的选择性S随温度变化的曲线是______(填“x”或“y”)。 ②250℃时，平衡体系中有，则的平衡转化率______，反应①的______(是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)。 ③若CO的选择性位于p、q两点，反应②的逆反应速率：______(填“>”“=”或“<”)。 （5）常温下，碳酸溶液中含碳物种的分布系数随溶液pH的变化关系如下图： ① ②已知：MCO3为难溶电解质，Ksp(MCO3)=2×10-9(M2+不水解，不与Cl-反应)。 下列说法正确的是______。 A．用HCl调节MCO3浑浊液使其pH=10.34时，c(M2+)≈2×10-4.5mol/L B．时， C．时， D．时， 8．（2025·陕西安康·模拟预测）含硫化合物在化工生产和日常生活中应用广泛，关于含硫化合物的研究是目前化学工业的热点之一。回答下列问题： （1）家用煤气中常掺入微量具有难闻气味的乙硫醇(C2H5SH)作为煤气泄露的预警气。已知：C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g)  ΔH1=-32 kJ·mol-1，120℃时，在足量O2中1 mol 乙醇燃烧放热1409 kJ，1 mol 硫化氢燃烧放热562 kJ。则反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g)的ΔH=___________。 （2）已知C2H5SH呈弱酸性，其水溶液中的物种分布分数如图1所示。 ①已知Ka1(H2S)=9×10-8，Ka(C2H5SH)___________(填“大于”或“小于”)Ka1(H2S)。 ②废水中的C2H5SH可以用K2FeO4除去，废水pH=9时，K2FeO4氧化C2H5SH生成()和Fe(OH)3，若1molK2FeO4完全反应，则消耗___________molC2H5SH。 （3）硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂、其制备原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)  ΔH= -67.59 kJ·mol-1，恒容密闭容器中按不同投料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)与投料比的关系如图2所示。 ①上图中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为___________。 ②M点Cl2的转化率为___________，T1温度下平衡常数K2=___________kPa-1(用分压代替物质的量浓度、分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学协同吸收SO2、NO的工作原理如图3所示(阴极室溶液pH在4~7之间) ①阳极电极反应式为___________。 ②若电路中通过2mol e-、则理论上可处理标准状况下___________LNO。 4 / 20 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第23天 押原理综合 热+平衡+电解质：图像中的“三交汇”——ΔH、K、pH同图分析 （2025·浙江·高考真题）氯气、二氧化氯常用于漂白、杀菌，有重要的应用价值。请回答：例1 （1）下列措施中能提高新制饱和氯水中浓度的是_______。 A．加固体 B．加水 C．加粉末 D．加足量溶液 （2）氯气常用于自来水消毒。稀氯水中存在如下反应(不考虑其他反应)： I   Ⅱ       Ⅲ   时，在不同下，约氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值如图所示(溶液体积保持不变)。 ①分子的空间构型是_______。 ②在之间，浓度增加，其最大来源是_______(填含氯微粒符号)。 ③该氯水中氯元素质量守恒表达式：_______。 ④在图中画出之间，随的变化曲线_______。 （3）某研究小组提出，商用(常含杂质)在水中易发生如下反应，影响自来水消毒效果。 Ⅳ   V   中含量对反应初始速率的影响如图所示。实验条件：初始浓度相同。 ①的存在主要加快了反应_______(填“Ⅳ”或“V”)。 ②指出改变的影响因素，并解释原因_______。 【答案】（1）C （2） V形(或角形) HClO （3） V 影响因素是溶液 pH以及含量等，原因是Cl2浓度增大、pH增大，均使溶液中ClO﹣浓度增大，反应V的反应物浓度增大，反应速率增大 【解析】（1）饱和氯水中存在平衡：，平衡正向移动，增加HClO浓度： A．加NaCl固体，浓度增加，平衡逆向移动，HClO降低，A错误； B．加水，平衡正向移动，HClO物质的量增加，但浓度降低，B错误； C．加粉末，消耗，平衡正向移动，HClO浓度增加，C正确； D．加足量溶液，消耗，平衡正向移动，但溶液体积会变大，HClO浓度下降，且足量的也会和HClO反应，进一步导致HClO浓度下降，D错误； 故答案为C。 （2）①分子的中心原子O的价层电子数为，O有2对孤电子对，空间构型是V形(或角形)； ②在之间，浓度增加，主要来自 HClO 的电离：； ③溶于水生成等量的和HClO，HClO进一步转化为和，则该氯水中氯元素质量守恒表达式：； ④由 可知，随着 pH 升高，减小，亦随之减小，且，代入pH=4时，，得到，同理，pH=9时，，，故从 pH=4 到9时，从-11点位大致呈单调下降曲线递减到-14点位，如图所示：； （3）①反应Ⅳ是自身的氧化还原反应，而反应V是做氧化剂，将氧化为(氯的含氧酸中并不是化合价越高，氧化性越强)，故当存在时，存在题（2）中Ⅰ和Ⅲ的电离平衡，主要影响的是反应Ⅴ，即加快了反应Ⅴ的反应速率； ②读图可知，影响的主要因素有溶液 pH以及 含量等，原因是Cl2浓度增大、pH增大，均使溶液中ClO﹣浓度增大，反应V的反应物浓度增大，反应速率增大。 （2025·浙江·高考真题）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：例2 （1）用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。 A．温度 B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C．压强 D．催化剂 （2）25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液的pH=_______。 （3）在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是_______。 （4）上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下_______0(填“>”、“<”或“=”)。 （5）有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V． 三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活)_______。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因_______。 【答案】（1）AB （2）5.4 （3）CO2+2e-+2[(CH3)2NH2] += HCON(CH3)2+(CH3)2NH+H2O （4）＜ （5） t 时刻前，反应 IV 速率大于反应 V；由于碱性物质(CH3)2NH对反应 IV 有促进作用，t 时刻后，随(CH3)2NH减少，HCOOH 的消耗比生成快 用H2作氢源需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度 【解析】（1）A．已知化学反应必然有热效应，故改变温度化学平衡一定能够发生改变，即改变温度一定能够改变甲醇的平衡转化率，A符合题意； B．增大投料比[n(NH3):n(CH3OH)] 将增大CH3OH的转化率，相反减小投料比[n(NH3):n(CH3OH)]，将减小CH3OH的平衡转化率，B符合题意； C．由题干方程式可知，反应前后气体的体积不变，故改变压强不能使上述化学平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，C不合题意； D．催化剂只能同等幅度的改变正逆化学反应速率，故不能使平衡发生移动，即不能改变CH3OH的平衡转化率，D不合题意； 故答案为：AB； （2）25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，即Kb==10-3.2，则[(CH3)2NH2] ++H2O(CH3)2NH·H2O+H+的水解平衡常数为：Kh===10-10.8，1mol/L[(CH3)2NH2] +Cl-水溶液中Kh===10-10.8，故c(H+)==10-5.4，故其pH=-lgc(H+)=-lg10-5.4=5.4，故答案为：5.4； （3）已知电解池中阴极发生还原反应，故在[(CH3)2NH2] +Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是：CO2+2e-+2[(CH3)2NH2] += HCON(CH3)2+(CH3)2NH+H2O，故答案为：CO2+2e-+2[(CH3)2NH2] += HCON(CH3)2+(CH3)2NH+H2O； （4）反应生产HCON(CH3)2的反应方程式是一个某条件下反应自发且熵减，根据自由能变＜0时反应自发可知，则反应在该条件下<0，故答案为：＜； （5）①由题干图示信息可知，t时刻之前HCOOH的物质的量百分比增大速率比HCON(CH3)2的增大速率，而t时刻之后HCOOH逐渐减小至不变，HCON(CH3)2继续增大，故t 时刻前，反应 IV 速率大于反应 V；由于碱性物质(CH3)2NH对反应 IV 有促进作用，t 时刻后，随(CH3)2NH减少，HCOOH 的消耗比生成快，故答案为：t 时刻前，反应 IV 速率大于反应 V；由于碱性物质(CH3)2NH对反应 IV 有促进作用，t 时刻后，随(CH3)2NH减少，HCOOH 的消耗比生成快； ②用H2作氢源需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度，故答案为：用H2作氢原需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。 （2024·浙江·高考真题）通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答：例3 （1）某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是_______。 （2）该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下： ： Ⅱ： Ⅲ： ①_______。 ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为_______。 ③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，时该混合溶液的_______。[已知：时，电离常数、] （3）为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能(不考虑催化剂活性降低或丧失)。 Ⅳ：           V：              VI：        ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是_______。 A．v与的压强无关         B．v与溶液中溶解的浓度无关 C．温度升高，v不一定增大         D．在溶液中加入，可提高转化率 ②实验测得：，下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因_______。 【答案】（1） （2） +14.8 2.4×10−8 10.00 （3） CD 当c≤c0时，v随c增大而增大，因M是基元反应IV的反应物(直接影 响基元反应VI中反应物L的生成)； c>c0时，v不再显著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或浓度) 【解析】（1）①电极B是阴极，则电极反应式是； （2）①ΔH3= ΔH2 -ΔH1=-378 .7 kJ /mol+393 .5 kJ/mol =+14.8 kJ/ mol； ②根据三段式，设转化的CO2为x，则： ，则，，则转化率= ； ③用氨水吸收HCOOH，得到1.00 mol⋅L-1氨水和0.18 mol⋅L-1甲酸铵的混合溶液，得出=0.18mol/L， 根据，则，，； （3）①A．v与CO2(g)的压强有关，压强越大，溶液中CO2的浓度越大，v越大，A错误； B．v与溶液中溶解H2的浓度有关，氢气浓度越大，速率越快，B错误； C．温度升高，v不一定增大，反应Ⅳ和Ⅴ是快反应，而Ⅵ是慢反应（决速步骤），Ⅳ和Ⅴ可以快速建立平衡状态，随着温度升高气体在溶液中溶解度减小，气体浓度减小、L的浓度减小，若L的浓度减小对反应速率的影响大于温度升高对总反应速率的影响，则总反应速率减小，故总反应的速率不一定增大，C错误； D．在溶液中加入的N(CH2CH3)3会与HCOOH反应，使得三个平衡正向移动，可提高CO2转化率，D正确； 故选CD。 ②各反应的活化能，反应VI为绝速步骤，但L的浓度取决于反应V和VI，所以速率与催化剂M的浓度和反应物CO2、H2的浓度有关。当c≤c0时，催化剂M的活性位点数量不够，速率取决于催化剂M的浓度，即v随c增大而增大，因M是基元反应IV的反应物(直接影响基元反应VI中反应物L的生成)； c>c0时，催化剂M的活性位点数量足够，速率取决于反应物CO2和H2的浓度，即v不再显著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或浓度)。 “热+平衡+电解质”三交汇综合题是高考化学反应原理板块的最高难度题型，命题呈现“信息多维、图像复杂、跨模块融合”的特点。试题常以实际工业过程（如CO₂捕集、氯水消毒、脱硫脱硝、配合物平衡、有机合成等）为背景，在一张图中同时呈现温度、转化率、选择性、pH、分布系数、浓度对数、平衡常数变化等多条曲线，要求学生灵活运用盖斯定律、化学平衡移动、电离平衡、沉淀溶解平衡、电化学等原理，从图像中提取关键点（交点、拐点、极值点），进行焓变计算、平衡常数表达、pH判断、离子浓度比较、电极反应书写等综合推理。近年趋势是强化对多元弱酸/弱碱分布系数图与多反应竞争平衡的解读，以及温度对平衡常数和自发性双重影响的辨析。预计2026年将继续以“陌生体系+复合图像”为载体，全面考查学生的信息整合能力与跨章节知识迁移能力。 · 盖斯定律与反应焓变的计算：根据已知热化学方程式，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时ΔH的对应变化。常见考点：氯气氧化HCl的Deacon法总反应ΔH；乙硫醇燃烧热ΔH；CO₂加氢制甲醇各步反应的ΔH。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。需根据ΔH和ΔS的符号判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：肼催化氧化反应在低温下自发；Deacon反应在低温下放热但熵减，需低温自发；CO₂加氢制甲醇在低温下自发。 · 化学平衡常数的计算（Kp、Kc）：根据平衡时各组分分压或浓度（常需从图像读取或通过原子守恒推算），代入平衡常数表达式计算。注意：分压=物质的量分数×总压；对于涉及固体或纯液体的反应，其活度为1。常见考点：SO₂与Cl₂合成SO₂Cl₂的Kp；CO₂加氢制甲醇的Kc；肼催化氧化反应(ii)的K。 · 多反应竞争体系中的转化率与选择性曲线分析：根据图像中CO₂转化率、甲醇或CO选择性随温度的变化，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先降后升或交叉的原因。常见考点：低温时放热反应为主，高温时吸热反应为主；催化剂中毒或副反应抑制导致选择性变化。 · 多元弱酸/弱碱的分布系数图与电离常数计算：根据分布系数δ-pH曲线，确定各型体的存在范围，交点处相邻两型体浓度相等，交点pH = pKa。常见考点：H₂S、H₂CO₃、乙二胺、肼的分布系数图，计算Ka1、Ka2，判断酸碱性，比较离子浓度。 · pH对沉淀溶解平衡的影响：对于M(OH)n或MS等难溶物，pH变化会影响溶解度。需利用Ksp和H₂S或H₂O的电离平衡计算沉淀完全时的pH或离子浓度。常见考点：MCO₃在CO₂体系中的溶解平衡；Fe(OH)₃沉淀完全时pH计算；ZnS在H₂S饱和溶液中的沉淀条件。 · 配合物逐级稳定常数与分布曲线：配离子分布分数随游离配体浓度变化，交点处两相邻配离子浓度相等，可计算逐级稳定常数K1、K2、K3。常见考点：Cd²⁺与乙二胺配合；Cu²⁺与氨配合；Co²⁺与氨配合。 · 电荷守恒与物料守恒在分布系数图中的应用：在给定pH点，根据溶液中所有离子写出电荷守恒和物料守恒式，结合分布系数推导离子浓度关系或计算未知浓度。常见考点：N₂H₅Cl溶液中2c(Cl⁻)与c(N₂H₅⁺)+c(N₂H₄)+c(N₂H₆²⁺)的关系；Na₂CO₃溶液中c(H⁺)与c(OH⁻)的关系。 · 电化学电极反应与电子转移计算：在电化学协同脱硫脱硝或电合成中，根据装置图写出阴阳极反应式，计算转移电子与处理物质的量关系。常见考点：电解Na₂SO₃制备Na₂S₂O₄的阴极反应；电化学吸收SO₂、NO的阳极反应与NO处理量。 · 温度对平衡常数和反应速率的影响：根据范特霍夫方程（lnK与1/T的线性关系），判断反应是吸热还是放热（斜率正或负）。速率常数k随温度升高而增大，但若涉及气体溶解或吸附平衡，总反应速率可能先增后减。常见考点：CO₂加氢反应中，升高温度甲醇选择性下降；催化剂活性温度区间。 · 水解常数与电离常数的换算：对于弱酸弱碱盐，水解常数Kh = Kw / Ka（或Kw / Kb）。通过pH计算可推断盐溶液的酸碱性。常见考点：二甲胺盐酸盐溶液pH的计算；N₂H₅Cl溶液显酸性的原因。 · 强酸制弱酸原则在反应可行性判断中的应用：比较两种酸的Ka，判断是否发生反应生成较弱酸。常见考点：H₂S通入Na₂CO₃溶液能否反应；CO₂通入Na₂SiO₃溶液生成H₂SiO₃沉淀。 · 图像中特殊点（交点、拐点、极值点）的定量分析：交点代表两个量相等（如分布系数相等、选择性相等、浓度相等），可直接用于计算平衡常数或离子浓度。极值点对应主副反应转变温度或最佳工艺条件。常见考点：CH₃OH与CO选择性相等时温度；分布曲线交点处pH=pKa。 · 催化剂与反应机理对产物选择性的影响：催化剂可改变活化能，但不改变平衡常数。掺杂或不同催化路径会影响主副反应速率比，从而在非平衡条件下改变产物选择性。常见考点：钴氨配合物脱硝过程中活性物种的作用；加氢反应中不同路径的能垒比较。 · 酸碱滴定与指示剂选择：根据滴定突跃和分布系数图判断指示剂变色范围，选择合适指示剂。常见考点：用NaOH滴定H₃PO₄时，第一步终点用甲基橙，第二步用酚酞；滴定弱碱用甲基橙。 1．理解“三大”平衡的影响因素 平衡类型 影响因素 升温 加水 同离子效应 电离平衡：CH3COOHCH3COO-＋H+ 促进电离 促进电离 加入CH3COO-，抑制电离 水解平衡：CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 促进水解 促进水解 加入OH-，抑制水解 沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl-(aq) 促进溶解 促进溶解 加入Ag+、Cl-，均抑制溶解 【注意】平衡常数Ka(或Kb)、Kh、Ksp仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变。 解答溶液中平衡移动归因与解释问题的思路 找出影响平衡的条件→判断平衡移动的方向→分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。 2．电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例) 　　　　　　HA　　　　H+ 　＋　A- 起始浓度：　c酸　　　　　　0　　　0 平衡浓度：　c酸·(1－α)　　　c酸·α　　c酸·α K电离＝。 若α很小，可认为1－α≈1，则K电离＝c酸·α2或α＝。 3．电离常数与水解常数的关系 （1）对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系 HAH+＋A-，Ka＝；A-＋H2OHA＋OH-，Kh＝。则Ka·Kh＝c(H+)·c(OH-)＝Kw，故Kh＝。 常温时Ka·Kh＝Kw＝1.0×10-14，Kh＝。 （2）对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB-)、Kh(B2-)的关系 HB-＋H2OH2B＋OH-，Kh(HB-)＝。 B2-＋H2OHB-＋OH-，Kh(B2-)＝。 4．H2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中的电离或水解 碳酸的电离： H2CO3H+＋HC　Ka1＝4.3×10-7 HCH+＋C　Ka2＝5.6×10-11 Na2CO3的水解(Kh1>Kh2)： C＋H2OHC＋OH-　Kh1 HC＋H2OH2CO3＋OH-　Kh2 Kh1＝，Kh2＝。 比较NaHCO3酸式盐溶液中电离与水解程度大小： Ka2＝5.6×10-11 Kh2＝ Kh2>Ka2，故HC的水解程度大于其电离程度。 【注意】常温时，对于一元弱酸HA，当Ka>1.0×10-7时，Kh<1.0×10-7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A-的水解程度，溶液呈酸性；同理，当Ka<1.0×10-7时，Kh>1.0×10-7，A-的水解程度大于HA的电离程度，溶液呈碱性。对于多元弱酸，Kh＝，Ka是其阴离子结合一个H+所形成的粒子的电离常数。 5．Ksp与沉淀转化平衡常数K的关系 用AgCl、Ag2S的Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2S)计算2AgCl＋S2-Ag2S＋2Cl-的平衡常数K。 [分析]利用类似盖斯定律方程式叠加法 AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl-(aq)……①， Ksp(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-) Ag2S(s)2Ag(aq)+S2-(aq)……②， Ksp(Ag2S)＝c2(Ag+)·c(S2-) ①×2－②可得2AgCl(s)＋S2-(aq)Ag2S(s)＋2Cl-(aq)，则K＝。 1．（2026·天津滨海新区·二模）随着有机氯化工的快速发展，氯化氢转化为氯气的技术日趋多样化。早期，Deacon发明的直接氧化法的总反应为：   （1）Deacon法的总反应可按下列催化过程进行          ___________。(用含有、和的式子表示) 实验测得在一定体积的容器中，当进料浓度比分别为1、4、7时，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的曲线如下图。 （2）图中曲线①代表的___________。 （3）关于总反应的判断正确的是___________。 a．高温下才能自发进行 b．保持不变则反应达到平衡 c．一定温度下，催化剂能改变反应方向 d．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加 （4）400℃时，若HCl初始浓度为，进料浓度比，反应10 min后达到平衡，根据图中数据计算反应速率___________；总反应的平衡常数___________。 （5）曲线①表明100℃时HCl平衡转化率已经接近100%，但在工业生产中通常采用的温度为400～450℃，原因可能是___________。 （6）硫化氢消除并资源化利用是天然气开采、炼油行业、煤化工等工业中长期面临的重要研究课题。(已知的，) ⅰ．通入至中性时，溶液中含硫微粒的浓度由大到小的顺序为___________。 ⅱ．通入溶液能发生反应？(如果能，写出方程式；如果不能，说明理由)______。(已知Ka1(H2CO3)=4.2×10−7，Ka2(H2CO3)=4.8×10−11) 【答案】（1） （2）1 （3）b （4） 160 （5）温度过低，反应速率过慢，催化剂活性低，生产效率低；温度为时，反应速率较快，催化剂活性较高，可兼顾反应速率与平衡转化率 （6） 能反应，反应方程式为 【解析】（1）根据盖斯定律，将三步催化反应编号： ① ② ③ 将反应① + ② + 2×③，可得总反应，故； （2）进料浓度比的比值减小，相当于增大氧气的浓度，则的平衡转化率越高。根据图象可知，曲线①、②、③在同温时，氯化氢的平衡转化率依次降低，则曲线①为浓度比时，平衡转化率随温度变化的曲线，曲线②为浓度比时平衡转化率随温度变化的曲线，曲线③为浓度比时，平衡转化率随温度变化的曲线。 （3）a．根据图像可知，在进料比值一定的条件下，随着温度的升高，平衡转化率降低，说明总反应为放热反应，即；同时总反应为气体分子数减小的反应，即。根据可知，低温条件下，反应才能自发进行，a错误； b．保持不变，说明反应正、逆反应速率相等，总反应达到平衡状态，b正确； c．催化剂只能改变反应达到平衡的时间，不改变反应方向和平衡状态，c错误； d．增大压强，可以使单位体积内活化分子数增加，但反应的活化能不变，d错误； 故选b； （4）由图可知，时，若初始浓度为，进料浓度比，反应后达到平衡，此时平衡转化率为，可建立三段式：，反应速率； 总反应的平衡常数：； （5）时HCl平衡转化率接近100%，但反应速率较慢，达到平衡所需时间过长，工业生产效率低；温度为时，反应速率较快，催化剂活性较高，能在较短时间内达到较高的转化率，兼顾反应速率与平衡转化率，故工业生产采用该温度； （6）i. 已知、，通至中性时，，含硫微粒为、、。由得，故；由得，故；再由，算得，故。综上，浓度顺序为； ii. 已知，，通过比较电离常数可知：，根据“强酸制弱酸”，的酸性弱于，强于，故与反应生成和，反应方程式为。 2．（2026·广东湛江·二模）乙二胺()可用于捕集及分离回收废电池中的金属离子。 Ⅰ．水溶液捕集 反应ⅰ     反应ⅱ     反应ⅲ     （1）反应ⅲ的___________(用含、的代数式表示)。 （2）下列有关说法错误的是___________(填字母)。 A．易溶于水是因为自身能形成分子间氢键 B．具有两性 C．增大的浓度有利于的捕集 D．的捕集是熵增加的过程 （3）取乙二胺水溶液于离心管中，将持续通入溶液中。当的负载量为60%时，该溶液捕集的质量为___________g[已知：]。 Ⅱ．水溶液分离回收废电池中的金属离子 （4）①基态原子的价层电子轨道表示式为___________。 ②已知与形成的配合物难溶于水，而与、形成的配合物易溶于水。在与形成的配合物(图1)中，提供孤电子对的配位原子为___________(填元素符号)，配体数为___________。 （5）与在水溶液中存在如下平衡(、、是的逐级稳定常数)：          向溶液中缓慢加入，实验测得各含粒子的分布分数()随溶液中游离浓度(c)的变化关系如图2所示。 ①曲线c表示为___________(填粒子符号)的分布分数随的变化曲线。 ②M点时，___________。(写出计算过程，结果用含、或的计算式表示) 【答案】（1）2-1 （2）AD （3）0.528 （4） N 3 （5） [Cd(EDA)2]2+ (其他正确形式也可) 【解析】（1）反应ⅲ=反应ⅱ-反应ⅰ，因此； （2）A．EDA易溶于水是因为EDA与H2O形成分子间氢键，A项错误； B．H3N+CH2CH2NHCOO-既能与酸反应，又能与碱反应，因此具有两性，B项正确； C．增大EDA的浓度、平衡正向移动，有利于CO2的捕集，C项正确； D．CO2的捕集是熵减小的过程，D项错误； 故选AD； （3）n起始(EDA)=1mol/L×0.02L=0.02 mol，n捕集(CO2)=α(CO2)×n起始(EDA)=0.02mol×60%=0.012 mol，m捕集(CO2)=n捕集(CO2)×M(CO2)=0.012 mol×44 g·mol-1=0.528 g； （4） ①基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，则其价层电子的轨道表示式为； ②在EDA与Mn2+形成的配合物中，提供孤电子对的配位原子为N，配体数为3； （5）①随着EDA浓度增大，含Cd微粒由Cd2+逐渐生成[Cd(EDA)3]2+，a、b、c、d曲线分别对应Cd2+、[Cd(EDA)]2+、[Cd(EDA)2]2+、[Cd(EDA)3]2+； ②M点是曲线b和d的交点，c{[Cd(EDA)3]2+}=c{[Cd(EDA)]2+}，则K2·K3==，即lgc(EDA)=(其他正确形式也可)。 3．（2026·内蒙古包头·一模）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。 （1）酸催化下反应a：  ，可用于石油开采中油路解堵。 ①已知： 则反应a的_______(用含、和的式子表示)。 ②在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。据图可知，在该过程中_______(填标号)。 A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变 B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率 C．催化剂分子中含氢原子数越多，越有利于加速反应 （2）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和制备乙酸，发生如反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物(乙酸和乙酸甲酯)的分布分数随投料比的变化关系如图所示。[例如：] ①代表乙酸的分布分数是_______(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 ②L、M、N三点的平衡常数的关系：K(L)_______K(M)_______K(N)(填“>”“=”或“＜”)。 （3）化合物HA、HB、HC的结构如图。 ①HA、HB中羟基与水均可形成氢键()，形成氢键的强弱：HA_______HB(填“大于”或“小于”)，请说明理由_______。 ②判断HB、HC的酸性：HB_______HC(填“大于”或“小于”)。 （4）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的。 a.选择合适的指示剂HIn，；其钾盐为KIn。 b.向KIn溶液中加入HX，发生反应：。KIn起始的物质的量为，加入HX的物质的量为，平衡时，测得随得的变化曲线如图。 已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。计算_______。(结果保留两位有效数字)。 【答案】（1） B （2） a b = > （3） 小于 电负性：，键的极性：，使得HA、HB中羟基的极性逐渐增大，HB中羟基H所带正电性更显著，因此HB中羟基与形成的氢键更强 小于 （4） 【解析】（1）①根据热化学方程式Ⅰ．；Ⅱ．；Ⅲ．；Ⅳ．，由盖斯定律，则反应可以由反应Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到，故反应a的； ②A．催化剂酸性增强，不改变反应焓变，故A错误； B．酸性：硫酸>磷酸>乙酸，由图可知，催化剂酸性增强，有利于提高反应速率，故B正确； C．一个硫酸分子中有两个氢原子，一个磷酸分子中有三个氢原子，一个乙酸分子中有四个氢原子，所以催化剂分子中含H越多，越不利于加速反应，故C错误； 故选B； （2）①生成为主反应，投料比越大，可看作是CO的量增多，有利于主反应进行，则生成的乙酸越多，分布分数越高，故曲线a、b为不同温度下乙酸的分布分数曲线； ②副反应平衡常数仅与温度有关，，温度升高时，分布分数曲线降低，故，故温度越高，K越小，L、M对应的温度为，N对应的温度为，因此KL=KM > KN； （3）①由于电负性：，键的极性：，使得HA、HB中羟基的极性逐渐增大，HB中羟基H所带正电性更显著，因此HB中羟基与形成的氢键更强，故氢键的强弱：HA小于HB； ②由于S原子的半径大于O原子的半径，S-H键的键长大于O-H键的键长，则S-H键的键能小于O-H键的键能，使得HC更容易电离出，故酸性HB小于HC； （4）由变化曲线可知，当时，，设初始，则初始，转换的物质的量浓度为x mol/L，和三段式 可得，，解得，则该反应的平衡常数，解得。 4．（2026·湖南郴州·三模）Ⅰ、氮及其化合物与人类生产、生活密切相关，含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。回答下列问题： （1）工业上以和为原料合成尿素，主要发生反应：。焓变的计算方法有很多，仅从以下单项数据不能计算出该反应的的是___________(填标号)。 A．各化学键的键能 B．各物质的燃烧热 C．正逆反应的活化能 D．各物质的相对能量 （2）CO催化还原NO生成和可消除污染。将恒定组成的CO和NO混合气体通入固定体积的反应器内，发生以下两个反应：、。在不同温度下反应相同时间，测得反应后体系内各物质的浓度随温度的变化如图所示。 ①Ⅰ、Ⅳ两条线所表示的物质分别是___________、___________(填分子式)。 ②该消除污染物CO和NO的反应条件应选择___________(选填“低温”或“高温”)。 ③450℃时，该时间段内NO的脱除率=___________。[NO的脱除率] （3）实验室产生的尾气NO可先用氧化，然后再用烧碱溶液吸收，现将2 mol 、1 mol 和1 mol 通入密闭容器中，在、压强为p条件下发生反应： ①  ② 平衡时，求反应②的平衡常数___________(用含p的代数式表示)。 Ⅱ、硫酸工业在国民经济中占有重要地位，尾气吸收是硫酸工业必须要考虑的问题。某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的生成溶液或溶液。已知：的，。 （4）0.1 mol/L的溶液的pH约为___________。 （5）保险粉连二亚硫酸钠()是一种重要的还原剂，广泛应用于纺织、印染、食品抗氧化等领域，可以通过电解溶液制备，装置如图： 写出阴极的电极反应式___________。 【答案】（1）A （2） 高温 80% （3）（或） （4）10 （5） 【解析】（1）A．尿素为固体，反应焓变包含固体分子间作用力的能量，仅化学键键能无法计算该反应，A符合题意； B．已知各物质燃烧热，可通过盖斯定律计算，B不符合题意； C．ΔH=正反应活化能逆反应活化能，C不符合题意； D．ΔH=生成物总相对能量−反应物总相对能量，D不符合题意； 答案选A； （2）① 随着反应的进行，和的浓度逐渐降低，根据两个反应都生成，只有第二个反应生成，是中间产物，是e点所在的曲线，则曲线Ⅲ是，曲线Ⅳ是；又根据两个反应中都消耗CO，而只有第一个反应消耗NO，随着的浓度逐渐降低，NO浓度减小的趋势变小，而CO浓度减小的趋势较大，所以曲线Ⅰ是CO，曲线Ⅱ是NO； ② 温度越高，反应越完全，污染物转化率越高，因此选高温； ③根据N原子守恒，，450℃时浓度为1500 ppm，对应，因此NO脱除率； （3）设平衡时，由N守恒得，与平衡量的关系：，解得，总物质的量，反应②； （4）溶液的碱性由第一步水解决定，第一步水解方程式：，水解常数，近似计算得，因此； （5）阴极发生还原反应，中S从价降为中的价，配平得到电极反应式。 5．（2026·广东茂名·二模）脱硫脱硝是实现火电、钢铁等行业超低排放，打赢蓝天保卫战的核心技术手段。 （1）氨法脱硫是一种脱硫效率高的方法，发生的主要反应如下： （ⅰ）   （ⅱ）   （ⅲ）   ___________（用含和的式子表示）。 （2）配制钴氨溶液的原理为：，，t℃下控制溶液的为时，测得含钴离子的百分比随pH变化见图1。 ①基态价层电子的轨道表示式为___________。 ②当时，下列说法正确的是___________。 A．中的配位数为4 B．中的配位原子是 C．增大的浓度，平衡正向移动，该反应平衡常数不变 D．当的消耗速率等于的生成速率时，反应达到平衡状态 ③表示变化的曲线是________（用之间的字母填写）。 ④当时，计算反应的平衡常数________（写出计算过程，结果保留三位有效数字）。 已知：，，，。 （3）钴氨法脱硝的反应过程如图2： ①的化学式为，其中钴的化合价为___________。 ②转化为反应的平衡常数为K，随的变化如图3所示，则该反应的___________0（填“>”“=”或“<”）。 ③若生成的和的物质的量分别为和，且，则理论上吸收物质的量为的NO需要___________（结果用含和y的代数式表示）。 【答案】（1） （2） BC d 时发生的反应为，读取图中的数据点，当和相等，，， ， （3） +2 < 【解析】（1）根据盖斯定律：反应（ⅲ）可由反应（ⅰ）乘以2再减去反应（ⅱ）得到，则； （2）①是27号元素，基态的价层电子排布式为：，价层电子轨道表示式为： ②A．配离子中的配体是、，配位数，A错误； B．配离子中的配体是、，配位原子分别是原子，B正确； C．对于可逆反应，其平衡常数只随温度的改变而变化，温度不变时，不变；增大反应物浓度时，平衡正向移动，但温度不变，该反应的平衡常数不变，C正确； D．的消耗速率是正反应速率，的生成速率也是正反应速率，即，不一定等于，该可逆反应不一定达到平衡状态，D错误； 答案选BC。 ③向溶液中加入氨水时，pH值增大，发生反应，，这样曲线a表示的是的百分比变化，曲线b表示的是的百分比变化，以此类推，表示的百分比变化的是曲线d。所以答案是：d ④时发生的反应为，读取图中的数据点，当和相等，，，，。 （3）①的化学式为，整体显0价，“−O−O−”中的O显-1价，配离子显+2价，根据正负化合价之和为配离子所带电荷，所以其中的元素化合价为+2价。 ②转化为反应的平衡常数为K，随的变化如图3所示，随着横坐标增大，也即温度降低，纵坐标的值增大，也即平衡常数值增大；其他条件不变，降低温度，平衡常数增大，平衡正向移动，根据平衡移动原理可推知，正反应是放热反应，焓变。 ③由图2可知该钴氨法脱硝的总反应（未配平），生成的和的物质的量分别为和，且，根据化合价升降法配平该方程式可得：，所以有，又，所以。 6．（2026·天津河东·一模）肼的化学式为N2H4，常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，粒子分布分数δ(X)随的关系如下图所示。[X的分布分数δ(X)=，X表示 N2H4或或 （1）肼为二元弱碱，肼在水溶液中电离分两步进行： 第一步电离：N2H4+H2O+OH- 第二步电离：___________ （2）结合上图，下列分析正确的是___________。 A．曲线B 代表N2H4的分布分数随-lgc(OH-)的关系 B．肼的电离平衡常数Kb1=1.0×10-6 C．当-lgc(OH-)=9.0时，存在[]>[N2H4]>[] D．N2H6Cl2溶液中存在2[Cl-]=[]+[N2H4]+[] （3）常温下，=时，溶液的pH=___________。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水显酸性，通过计算简要说明原因___________。 N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i) N2H4(g) + O2(g)N2(g)+2H2O(g)  ΔH1=-579kJ·mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g)2NO(g) + 2H2O(g)  ΔH2=akJ·mol-1 （5）已知N2(g) + O2(g)2NO(g)  ΔH3=+180kJ·mol-1，计算a=___________。 （6）ΔH-TΔS随温度变化的趋势有几种情况(如图所示)，反应(i)对应的是___________(填序号)。 （7）产物在单位时间内的产率随温度变化的关系如下图。关于产物在单位时间内的产率，下列说法错误的是___________。 A．室温至400℃，通过改用其他催化剂，可使N2产率增大 B．温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡正向移动，使NO的产率增大 C．温度低于 400℃时，产物主要为无污染的气体 D．当N2与NO的产率相等时，参与反应的N2H4和O2的物质的量之比为3：4 （8）某温度下，向4L恒容密闭容器中充入1mol N2H4和2mol O2，发生上述两个反应，平衡时生成0.4mol NO和0.4mol N2.计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K=___________。 【答案】（1） （2）BC （3）3.5 （4）的，而的水解常数为，水解大于电离，故溶液显酸性 （5）-399 （6）④ （7）B （8）0.1 【解析】（1）肼为二元弱碱，说明肼可在水中电离出氢氧根，结合第一步电离方程式，继续电离的第二步方程式：。 （2）A．根据肼的二级电离方程式，随着越大，即变小，酸性增强，一直增大即用曲线C表示，一直减小即用曲线A表示，先增大后减小即用曲线B表示，A错误； B．肼的电离平衡常数，A、B两曲线的交点代表，此时，，B正确； C．当时，根据图像数据可得存在>>，C正确； D．根据物料守恒，溶液中存在=2[++]，D错误； 故选BC。 （3）肼的电离平衡常数，C、B两曲线的交点代表，此时，。。常温下，=时，，，，pH=3.5。 （4）常温下，N2H5Cl溶于水既会发生电离平衡也会发生水解平衡，的，而的水解常数为，水解大于电离，故溶液显酸性。 （5）根据盖斯定律，反应ii=反应i+反应iii，ΔH2=-579+180=-399 kJ·mol-1。 （6）反应i是放热熵增的反应，故在任何温度下其ΔH-TΔS均小于0，在任何温度下均自发进行，故选 ④。 （7）A．图像所示产率是单位时间内的产率，400℃温度较低反应未达到平衡，可通过改用其他催化剂提高反应速率，从而使产率增大，A正确； B．反应ii是放热反应，温度从 400℃升到 900℃，反应(ii)平衡逆向移动，使NO的产率减小，B错误； C．根据图像可知，温度低于 400℃时，产物主要为氮气，是无污染的气体，C正确； D．当与NO的产率相等时，设生成的、NO的物质的量均为x mol，则反应i消耗x mol、x mol，反应ii消耗、x mol，参与反应的和的物质的量之比为，D正确； 故选B。 （8）某温度下，向4 L恒容密闭容器中充入1mol和2mol ，发生上述两个反应，平衡时生成0.4 mol NO和0.4 mol ，则反应i消耗、0.4 mol，生成0.8 mol ；反应ii消耗、0.4 mol，生成0.4 mol 。平衡时，，，，，。 7．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 （1）室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为______(写离子符号)。 （2）从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是______。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； （3）______，该反应自发进行的条件是______(填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 （4）在下，将和充入某密闭容器中，在催化剂作用下发生反应①和②。平衡时和CO的选择性S[]随温度的变化如图所示。 ①表示平衡时的选择性S随温度变化的曲线是______(填“x”或“y”)。 ②250℃时，平衡体系中有，则的平衡转化率______，反应①的______(是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)。 ③若CO的选择性位于p、q两点，反应②的逆反应速率：______(填“>”“=”或“<”)。 （5）常温下，碳酸溶液中含碳物种的分布系数随溶液pH的变化关系如下图： ① ②已知：MCO3为难溶电解质，Ksp(MCO3)=2×10-9(M2+不水解，不与Cl-反应)。 下列说法正确的是______。 A．用HCl调节MCO3浑浊液使其pH=10.34时，c(M2+)≈2×10-4.5mol/L B．时， C．时， D．时， 【答案】（1） （2）MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，促进CO2的吸收 （3） -90.4 低温 （4） x 80% 800 > （5）A 【解析】（1）H2CO3的，，溶液pH=9，处于二者之间，此时主要含碳阴离子是； （2）MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，可以与CO2相互作用，形成碳酸氢盐或氨基甲酸盐，从而吸收CO2； （3）根据盖斯定律，，当时，反应自发进行，该反应，，反应低温下自发进行； （4）①温度升高，平衡向吸热反应方向移动，利于反应②，生成的CO增多，CH3OH减少，CH3OH选择性随温度升高而降低，所以选x曲线； ②250 ℃时，平衡时和CO的选择性相等均为50%，此时平衡体系中有2 mol CO，根据，已转化的CO2物质的量为4 mol，，体系中的物质的量为2 mol，有2 mol CO，n(H2O)=4 mol，n(CO2)=1 mol，n(H2)=1 mol，共10 mol， ； ③位于p点，CO选择性更大，一氧化碳分压更大，反应②逆向进行，更大。 （5）A．依据分析，pH=10.34时，，此时(CO2+H2CO3)的分布系数接近0，则；又MCO3溶解平衡为：，则有物料守恒 ，则，A正确； B．依据分析有 ，pH=7.34时，即c(H+)=10-7.34 mol/L，代入上式得 ，B错误； C．pH=9时，说明有碱性物质加入调节pH，依据电荷守恒缺少阳离子；若溶液所含阳离子为M2+，则电荷守恒为：，C错误； D由图可知，当 时，溶液pH>8(显碱性)，则；又此时分布系数δ≈1(总碳主要以存在)，则有 ，D错误； 故选A． 8．（2025·陕西安康·模拟预测）含硫化合物在化工生产和日常生活中应用广泛，关于含硫化合物的研究是目前化学工业的热点之一。回答下列问题： （1）家用煤气中常掺入微量具有难闻气味的乙硫醇(C2H5SH)作为煤气泄露的预警气。已知：C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g)  ΔH1=-32 kJ·mol-1，120℃时，在足量O2中1 mol 乙醇燃烧放热1409 kJ，1 mol 硫化氢燃烧放热562 kJ。则反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g)的ΔH=___________。 （2）已知C2H5SH呈弱酸性，其水溶液中的物种分布分数如图1所示。 ①已知Ka1(H2S)=9×10-8，Ka(C2H5SH)___________(填“大于”或“小于”)Ka1(H2S)。 ②废水中的C2H5SH可以用K2FeO4除去，废水pH=9时，K2FeO4氧化C2H5SH生成()和Fe(OH)3，若1molK2FeO4完全反应，则消耗___________molC2H5SH。 （3）硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂、其制备原理为SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)  ΔH= -67.59 kJ·mol-1，恒容密闭容器中按不同投料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p，p0为体系初始压强，p0=240 kPa，p为体系平衡压强)与投料比的关系如图2所示。 ①上图中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为___________。 ②M点Cl2的转化率为___________，T1温度下平衡常数K2=___________kPa-1(用分压代替物质的量浓度、分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学协同吸收SO2、NO的工作原理如图3所示(阴极室溶液pH在4~7之间) ①阳极电极反应式为___________。 ②若电路中通过2mol e-、则理论上可处理标准状况下___________LNO。 【答案】（1） （2） 小于 0.5 （3） T3＞T2＞T1 该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即△p越大，从T3到T1，△p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，即T3＞T2＞T1 0.03 （4） 22.4 【解析】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；由题意： ①C2H5OH(g)+H2S(g)C2H5SH(g)+H2O(g)  ΔH1=-32 kJ·mol-1 ② ③ 由盖斯定律，-2×①+2×②+2×③得反应2C2H5SH(g)+9O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)+2SO2(g)，； （2）①由图，时，pH>10，则，已知Ka1(H2S)=9×10-8，故Ka(C2H5SH)小于Ka1(H2S)。 ②废水pH=9时，K2FeO4氧化C2H5SH生成和Fe(OH)3，反应中硫化合价由-2变为+4、铁化合价由+6变为+3，结合电子守恒存在2K2FeO4~6e-~C2H5SH，若1mol K2FeO4完全反应，则消耗0.5molC2H5SH； （3）①该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即△p越大，从T3到T1，△p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，即T3＞T2＞T1。 ②由题图中M点可知，进料比为n(SO2)：n(Cl2)=2，初始二氧化硫、氯气分压分别为160kPa、80kPa，反应为气体分子数减小1的反应，平衡时△p=60kPa，结合反应方程式，则反应中二氧化硫、氯气变化压强均为60kPa，平衡时二氧化硫、氯气、SO2Cl2压强分别为100kPa、20kPa、60kPa，则M点Cl2的转化率为，T1温度下平衡常数K2= ； （4）①由图，右侧二氧化硫失去电子被氧化为硫酸根离子，为阳极，阳极电极反应式为。 ②反应中NO得到电子生成氮气，氮化合价由+2变为0，存在，若电路中通过2 mol e-、则理论上可处理1molNO，标准状况下为22.4LNO。 7 / 34 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第24天 押原理综合 热+平衡：盖斯定律与多重平衡常数（Kp、Kc）的联算 （2025·贵州·高考真题）TiC是一种极具潜力的超高温结构材料，其制备总反应为：  例1 反应步骤如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： （1）________，总反应的随温度T的变化关系如图，则总反应自发进行的温度条件为________。 （2）在恒容密闭容器中，加入1 mol 、5 mol C和8.4 mol氢气，以从20℃升温至1500℃后保持恒温进行反应，测得剩余固体质量分数随时间t变化关系如图。已知：剩余固体质量分数 ①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是________。 ②M、N点的反应速率________(选填“>”“=”或“<”)，其原因是________。 ③设Q点达平衡，总压为p kPa，则1500℃时总反应的________(分压=总压×物质的量分数，用含p的代数式表示)。 （3）高温下，向和C反应体系中加入NaF，可形成TiC-NaF(l)(TiC与NaF共熔体)，最终获得TiC，原理如下： ⅰ． ⅱ．______________ ⅲ． 过程ⅱ的化学方程式为________，加入NaF有利于生成更多TiC的原因是________。 【答案】（1） 温度高于1258K （2） 该时间段内，反应体系持续升温，温度升高是导致反应速率加快的主要原因 > 随着反应进行生成了固体覆盖在反应物表面，导致反应物接触面积减小，速率减慢 （3） 加入熔融 NaF 能生成TiC与NaF共熔体，该共熔体为液态，能够从体系中“被移走”，从而不断推动平衡向生成 TiC 的方向移动，有利于得到更多的 TiC 【解析】（1）根据盖斯定律，总反应可由×I +×Ⅱ + ×Ⅲ得到：==；由图可知，当时，，反应自发进行； （2）①148 min之前反应速率逐渐加快的原因是该时间段内，反应体系持续升温，温度升高是导致反应速率加快的主要原因； ②148分钟以后，温度已经保持不变状态，由斜率可看出；原因可能是因为随着反应进行生成了固体覆盖在反应物表面，导致反应物接触面积减小，速率减慢； ③1500℃时时，剩余固体质量分数为68%，初始固体总质量：，剩余固体质量：，设反应的为，三段式为 剩余固体质量：，则56x = 140 - 95.2，解得x = 0.8 mol，平衡时，气体总物质的量； （3）过程ⅱ的化学方程式与的作用  ，过程ⅰ：；过程ⅲ：，因此过程ⅱ为与液态反应生成，方程式为：  ；加入熔融 NaF 能生成TiC与NaF共熔体，该共熔体为液态，能够从体系中“被移走”，从而不断推动平衡向生成 TiC 的方向移动，有利于得到更多的 TiC。 （2025·江西·高考真题）与通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(、)如下：例2 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． Ⅴ． 回答下列问题： （1）_______ （2）反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在A路径中，决速步骤的能垒是_______，反应Ⅰ的最优路径是_______(填标号)。 （3）某课题组模拟了加氢在不同温度下的平衡组分(如图)。保持总压为，温度为以上时，主要含碳产物是_______，计算时相关反应的平衡常数_______。 （4）反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中*表示吸附态)： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 写出与第⑤步竞争的基元反应_______。 （5）通过对负载的单原子催化剂进行掺杂，可调控催化剂选择性生成或，其示意图如下： ⅰ．写出Y的化学式_______。 ⅱ．依据示意图，掺杂的催化剂可以提高Y的选择性，其原因是_______。 【答案】（1） （2） C （3） （4） （5） 钠抑制了对的活化；钠与中间体的氧成键稳定了中间体构型 【解析】（1）由盖斯定律，Ⅴ-Ⅳ得反应； （2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；由图，在A路径中，决速步骤的能垒，反应Ⅰ的最优路径是C，其最大活化能最小，更利于反应进行； （3）由图，保持总压为，温度为以上时，主要含碳产物是；由图，时，氢气和水含量相等均为40%、乙醇和二氧化碳含量相等均为10%，则中氢气和水分压均为、乙醇和二氧化碳分压均为，则平衡常数； （4）反应⑤消耗的反应，与步骤⑤形成竞争反应是争夺OH*的反应，即OH*+*=O*+H*和反应；由反应可知，④为可逆反应，则与第⑤步竞争的基元反应为：； （5）ⅰ．可调控催化剂选择性生成或，由图，右侧C、O相结合且均吸附与催化剂表面，则其后生成的Y为CO； ⅱ．由图，钠抑制了对的活化，钠与中间体的氧成键稳定了中间体构型，从而使得掺杂的催化剂可以提高CO的选择性。 （2025·四川·高考真题）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行：例3 ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为_______，_______0(填“>”“<”或“=”)，反应在_______(填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）恒压时，合成气中增大，(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是_______。 （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则_______，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当_______(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是_______。 （4）若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为。 ①反应后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为，则甲醛的平均消耗速率_______。 ②溶剂中和浓度分别保持为，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为，生成乙二醇的平衡常数_______(科学记数，保留小数点后2位)。 【答案】（1）    ＜ 低温 （2）反应②的速率大于反应①使得单位时间内(羟基乙醛)产率降低 （3） ＜ 降低 随着的增大，即温度降低，反应②的增大的程度大于反应④的增大程度 （4） 0.112 【解析】（1）将反应①和②相加，消去中间产物，得到总反应：，反应焓变公式：：；反应中气体分子数减少（4 mol气体 → 1 mol液体），混乱度降低，故ΔS < 0；自发性条件：根据ΔG = ΔH - TΔS，ΔH为负、ΔS为负时，低温（T较小）使ΔG < 0，反应自发；故答案为：  ；＜；低温； （2）恒压时，合成气中增大，意味着的分压增大，的分压减小，反应速率与反应物浓度相关，其分压减小效应超过分压增大的影响，导致反应①比反应②慢，故羟基乙醛单位时间产率降低；故答案为：反应②的速率大于反应①使得单位时间内(羟基乙醛)产率降低； （3）与的关系图中，斜率为。图中反应②的斜率大于反应④，表明。由于两反应的K随温度降低均增大，均为放热（），故；抑制甲醇生成，即让反应②的正向进行程度大于反应④，由图可知，随着的增大，增大的程度大于增大程度，故需要低温才能抑制甲醇的生成；故答案为：＜；降低；随着的增大，即温度降低，反应②的增大的程度大于反应④的增大程度； （4）①生成HOCH2CHO消耗甲醛38%，乙二醇消耗甲醛8%，甲醇消耗甲醛10%，总计38% + 8% + 10% = 56%。消耗量 = 1.0 mol/L × 56% = 0.56 mol/L，则甲醛的平均消耗速率； ②总反应③：平衡常数表达式为[注：为液体，但在溶液中其浓度变化，故包含在中；单位要符合]；平衡浓度：（乙二醇平衡产率34%）: ；羟基乙醛18% ：；甲醇14% ：，总甲醛消耗浓度：， 平衡 ：；给定平衡浓度：，，代入计算：，解得：(科学记数，保留小数点后2位)；故答案为：0.112；。 “热+平衡”综合题是高考化学反应原理板块的压轴题型，命题呈现“情境真实、信息隐蔽、计算与推导并重”的特点。试题常以CO₂加氢制甲醇、甲烷重整、化学链燃烧、储氢材料分解等实际反应体系为载体，综合考查盖斯定律计算反应焓变、反应自发性的温度条件判断、速率常数与活化能、多重竞争反应下的平衡常数（Kc、Kp）计算、转化率与选择性曲线分析、平衡移动与条件优化、反应机理与决速步识别等。近年趋势是强化对多反应耦合体系的平衡处理，要求学生能够根据不同温度下产物分布曲线判断主副反应，并利用原子守恒、元素守恒列方程求解平衡组成，同时注重对压强平衡常数Kp的熟练计算以及对反应坐标图（能垒图） 的解读。预计2026年将继续以“陌生反应体系+多重平衡+图像分析”的形式出现，全面考查学生的综合应用能力和建模思维。 · 盖斯定律计算反应焓变：根据已知反应的热化学方程式，通过加减乘除组合得到目标反应的ΔH。需注意系数倍乘和方向反转时ΔH的对应变化。常见考点：TiC制备、CO₂加氢制甲醇、化学链燃烧等体系中总反应ΔH的计算。 · 反应自发性的温度条件判断：利用ΔG = ΔH - TΔS，ΔG < 0时反应自发。需根据ΔH和ΔS的符号判断正向自发所需温度条件（高温、低温或任何温度）。常见考点：反应③在低温下自发；合成氨反应低温促进平衡但速率慢。 · 化学反应速率与活化能：根据反应历程能量图（能垒图），确定决速步骤（活化能最大的基元反应），比较不同催化剂或不同路径的能垒大小，判断催化效率。常见考点：CO₂加氢反应中不同路径的最大能垒；载氧体掺杂对活化能的影响。 · 平衡常数Kc与Kp的计算：根据平衡时各组分分压或浓度，代入平衡常数表达式计算。注意：分压=物质的量分数×总压；对于涉及固体或纯液体的反应，其活度为1，不写入表达式。体积变化时需换算浓度。常见考点：反应Ⅲ的Kp；CO₂加氢制甲醇的Kc；乙二醇合成的平衡常数。 · 转化率—选择性曲线分析：根据图像中CO₂转化率、甲醇选择性与温度的关系，判断主副反应的热效应（吸热/放热），解释曲线先降后升或交叉的原因。常见考点：低温以反应ⅱ（放热）为主，高温以反应ⅲ（吸热）为主；催化剂中毒导致选择性变化。 · 多重反应体系中的平衡组成计算：多个反应同时发生时，需利用元素守恒（C、H、O等）列方程，结合已知的转化率或产物选择性，求解各组分平衡物质的量，进而计算平衡常数或反应速率。常见考点：CO₂加氢同时生成甲醇和CO；甘油重整多反应平衡计算。 · 压强平衡常数Kp与总压的关系：对于气体分子数变化的反应，Kp与总压有关，但Kp本身只与温度有关。计算Kp时需将分压用总压和物质的量分数表示。常见考点：合成氨Kp计算；CO₂甲烷化Kp计算；乙二醇合成平衡常数。 · 反应速率方程与速率常数：根据实验数据（如反应物浓度、催化剂用量、时间）确定反应级数和速率常数关系。常见考点：肼分解速率方程中c(R)的浓度指数确定；催化剂浓度对速率的影响。 · 反应机理与中间体判断：根据反应历程图确定中间体（吸附态、自由基等）、过渡态、决速步。常见考点：CO₂加氢制甲醇路径中的关键中间体；肼分解M的化学式推断。 · 化学平衡移动与条件优化：分析温度、压强、投料比、惰性气体等对平衡转化率和产物选择性的影响，选择有利于目标产物的条件。常见考点：恒压通入惰性气体，平衡向气体分子数增加的方向移动；降温有利于放热反应的正向进行。 · 催化剂活性与失活：温度过高可能导致催化剂烧结或中毒，活性下降；某些物质（如CO、H₂S）会使催化剂中毒。常见考点：Al₂O₃含量过高会降低α-Fe表面积；升温使催化剂活性降低导致脱硝效率下降。 · 热重曲线与固体组成推断：根据TG曲线中质量损失率，结合化学反应计量关系，推断不同温度区间固体产物的化学式。常见考点：Fe₂O₃逐步还原为Fe₃O₄、FeO、Fe；CoC₂O₄热分解为Co₃O₄或CoO。 · 反应焓变与键能的关系：通过键能估算反应焓变或通过反应焓变反推键能。需掌握ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能。常见考点：H₂在催化剂表面解离的能垒与键能关系；乙醇燃料电池负极反应式。 · 化学链燃烧原理：载氧体在空气反应器中被氧化，在燃料反应器中被还原，实现氧的传递，同时避免燃料与空气直接接触，便于CO₂捕集。常见考点：铁基载氧体逐级还原；单位质量载氧体供氧量比较。 · 平衡常数与温度的关系：根据范特霍夫方程（lnK与1/T的线性关系），判断反应是吸热还是放热（斜率正或负）。常见考点：甲醇合成K随温度升高而减小；CO歧化反应K随温度变化趋势。 一、热化学方程式的书写与焓变计算 1．热化学方程式的书写注意几点 （1）填状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态 （2）注条件：反应的环境温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注) （3）写符号：在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－” （4）写单位：ΔH的单位为kJ·mol－1 2．焓变计算 （1）键能公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝断键吸收的总能量－成键放出的总能量 （2）活化能公式：ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 （3）总能量公式：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量 （4）摩尔燃烧焓公式：ΔH＝反应物总摩尔燃烧焓－生成物总摩尔燃烧焓 （5）根据盖斯定律计算：则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 【注意】 1．ΔH与反应环境温度和压强、物质的量、物质的状态有关；与反应条件、反应限度、反应历程无关。 2．摩尔燃烧焓又称燃烧热，是指在常温常压下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质放出的热量，单位也是kJ·mol－1。 3．热化学方程式中各物质的系数只表示各物质的物质的量(摩尔数)。 4．ΔH与书写方式的关系 （1）正逆反应的ΔH、K的关系：ΔH正＋ΔH逆＝0，K正·K逆＝1 （2）化学计量数变成n倍，ΔH变为n倍，K变为n次方倍 （3）反应③＝反应①＋反应②，则：ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，K3＝K1·K2 （4）反应③＝反应①－反应②，则：ΔH3＝ΔH1－ΔH2，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：ΔH3＝aΔH1－ΔH2，K3＝ 二、平衡图像分析、条件控制与原因解释 1．“点—线—面”三维度分析特殊平衡图像 （1）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图1所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 　　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 （2）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图2)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 2．实际工业生产中反应最佳条件的选择 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对速率的影响导致反应物的转化率(或产品产率)的影响 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制，还要注意催化剂对主副反应的选择性的影响 综合分析 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，还要考虑设备要求 【注意】 化学反应原理综合题中的图像分析、条件的控制与原因解释也是不易得分的设问，快速解决这类题目的方法：一是熟记和理解化学反应速率、化学平衡及转化率影响等相关知识。二是通过训练提高自己对反应原理的定性分析，在陌生的研究对象及问题情境下，对信息获取与加工、逻辑推理和论证能力。 三、各类平衡常数计算 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，不同平衡常数表达式总结如下： 根据题中所求的物理量的表示式代入有关量进行换算或计算。在进行有关计算时，要注意对单位的要求。 【注意】 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．A气体的分压＝气体总压×A气体体积分数＝总压×A气体摩尔分数。 3．气体的分压之比等于其物质的量之比：＝。 4．Kp＝Kx·pΔn(Δn＝生成物中气体分子数－反应物中气体分子数)。 1．（2026·辽宁·三模）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)。 ③保持温度不变，缩小容器体积，容器内___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1） -206 kJ/mol 低温 （2）减小 （3） CO2 0.5 减小 【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； ③由方程式可知，反应ⅰ的平衡常数为：，则由平衡常数可知，平衡时，，温度不变，平衡常数不变；反应ⅰ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应ⅱ、ⅲ均是气体体积减小的反应，增大压强，平衡均向正反应方向移动，则保持温度不变缩小容器体积时，氢气的物质的量减小、水蒸气的物质的量增大，容器内减小，所以容器内减小。 2．（2026·湖北黄冈·模拟预测）二氧化碳是廉价可持续的碳源，其转化为甲醇能减碳增效、推动可持续发展。以下是制备可能涉及到的反应： i． ⅱ． ⅲ． 已知：生成物A的选择性 回答下列问题。 （1）已知反应的能垒越大，活化能越大。反应ⅱ的反应历程如图所示。在不同催化剂作用下，该反应历程中决速步骤的能垒分别为___________、___________，其中效果较好的催化剂为___________。 （2）反应ⅱ的焓变___________。甲醇可作燃料，碱性环境下甲醇燃料电池的负极电极反应式为___________。 （3）向体积为的恒容密闭容器中分别充入、，仅发生反应ⅱ和ⅲ，反应相同时间t秒后测得实际转化率和的实际选择性随温度的变化如图中实线所示，同时模拟出平衡转化率和平衡时选择性如图中虚线所示。 ①曲线a表示的平衡转化率，其先下降后上升的原因为___________。 ②时，反应ⅱ中的反应速率___________。反应ⅱ的平衡常数___________(时甲醇与水均为气体)。 ③试分析曲线a、b在温度高于后趋于重合的原因___________。 【答案】（1） （2） （3） 反应ⅱ为放热反应，反应ⅲ为吸热反应。在以前，以反应ⅱ为主，温度升高平衡逆向移动，所以曲线先下降；在以后，以反应ⅲ为主，温度升高平衡正向移动，所以曲线后上升 曲线a表示的平衡转化率，曲线b表示的实际转化率。温度越高反应速率越快，在相同时间t秒内越趋于平衡，的实际转化率与平衡转化率越趋于一致。所以曲线a、b在温度较高后趋于重合 【解析】（1）决速步骤为活化能(能垒)最大的步骤，能垒=峰(过渡态)能量-前一个谷(反应物)能量：对于，最大能垒：，对于，最大能垒：，能垒越小，催化效果越好，因此效果较好的催化剂为； （2）根据盖斯定律，反应ⅱ=反应i+反应ⅲ，因此，碱性环境下，甲醇在负极失电子生成碳酸根，电极反应式为：。 （3）①反应ⅱ放热()，反应ⅲ吸热()；温度升高时，反应ⅱ平衡逆向移动使转化率降低，反应ⅲ平衡正向移动使转化率升高；低温时反应ⅱ占主导，总转化率下降，高温时反应ⅲ占主导，总转化率升高，因此先下降后上升。即：反应ⅱ为放热反应，反应ⅲ为吸热反应，在以前，以反应ⅱ为主，温度升高平衡逆向移动，所以曲线先下降；在以后，以反应ⅲ为主，温度升高平衡正向移动，所以曲线后上升。 ②时，平衡转化率为，转化的总物质的量：；平衡时甲醇选择性为，根据选择性公式，生成甲醇的物质的量。设反应ii转化为，反应ⅲ转化为，总消耗，因此的反应速率：；平衡时各物质浓度(体积，水和甲醇可为气体)：，，，，反应ⅱ的平衡常数：。 ③温度升高，反应速率显著加快，相同反应时间t内，反应已达到平衡状态，实际转化率等于平衡转化率，因此曲线趋于重合，即：温度高于后，反应速率足够快，t时间内反应达到平衡，实际转化率等于平衡转化率，故曲线重合。 3．（2026·江苏·二模）载氧体是化学链燃烧的关键材料，其一般原理如下图所示： （1）若载氧体为，燃料为丙烷，回答下列问题： 已知：反应I：   反应II：   反应III：   ①___________。 ②载氧体掺杂改性，可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的载氧体，反应II活化能如下表所示： 载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土 活化能/ 60±2.3 37.3±1.3 由表中数据判断：使用“氧化铝”或“膨润土”掺杂的载氧体，单位时间内燃料反应器释放的热量分别为a kJ、b kJ，则a___________b(填“>”、“=”或“<”)。 ③也可作该反应的载氧体，相比之下作载氧体的优点是___________。 （2）某科研团队选用铁基载氧体，燃料为甲烷，采用热重分析法研究了不同升温速率对纯载氧体样品的影响，如图所示。 已知：在还原过程中按逐级转变。 ①当升温速率为10℃/min，固体残余率为90%时，残余固体的化学式为___________(写出计算过程)，燃料反应器中发生的主要反应的化学方程式为___________。 ②图中升温速率越慢，固体残余率越小的原因可能是___________。 （3）化学链燃烧技术可以简单低能耗实现分离和捕集，其原理是___________。 【答案】（1） -2044 < 单位质量的载氧体供氧量比更大 （2） FeO 降低升温速率有助于载氧体颗粒散热，从而使载氧体颗粒可以更深度地被还原，固体残留更少 （3）在燃料反应器内生成，不含空气成分；含有的水蒸气沸点较高可冷凝进行分离，除杂简单且能耗低 【解析】该载氧体的空气反应器从空气中得到氧，变成高价态；高价载氧体被送到燃料反应器，与燃料发生反应，变成低价态，又回到空气反应器循环该过程。 （1）①反应III为5倍的反应I加上1倍的反应II，根据盖斯定律得：； ②活化能越低，反应速率越快，单位时间内释放的热量越多，由题干的表得：膨润土的活化能更低，反应速率更快，单位时间释放的热量更多，则； ③两种载体发生反应供氧的方程式为：和，可知单位质量的载氧体供氧量比更大，在相同质量下， 能为燃料燃烧提供更多的氧气，燃烧效率更高。 （2）①假设反应初始有1 mol，则，；设残余固体的化学式为，铁元素一直在固体中，固体中铁元素的物质的量不会改变，残留固体为2 mol，，得到，残余固体的化学式为；由题干得该过程发生的主要反应是被还原为的反应，该反应中铁元素的化合价从中的平均价态价降到中的+2价，每个得到2个电子；碳元素化合价从中的-4价升到中的+4价，每个失去8个电子。先根据得失电子守恒确定反应物中和物质的量的比为4：1，根据原子守恒配平即可，再根据升温速率为10℃/min，固体残余率为90%可确定反应条件为850℃左右，得到反应的化学方程式为：； ②降低升温速率有助于载氧体颗粒散热，载氧体与甲烷的反应进行得更充分，从而使载氧体颗粒可以更深度地被还原，固体残留更少。 （3）燃料反应器中产物只有 和，不含空气成分，含有的水蒸气沸点较高可冷凝进行分离，除杂简单且能耗低。 4．（2026·天津和平·二模）目前合成氨反应研究的越来越深入。 （1）反应可用于储氢.使用含氨基物质(化学式为，是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，反应过程中有阶段。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是_______；密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如左图所示。温度高于70℃，产率下降的可能原因是_______。 （2）已知。作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。中含有会使催化剂中毒。和氨水混合溶液能吸收生成溶液，该反应的化学方程式为_______。一定条件下，按混合匀速通入合成塔，含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是_______。 （3）在T℃，压强为0.9条件下，向一恒压密闭容器中通入的混和气体，20min内达到平衡，氨气的体积分数，则0~20min内_______，该反应的分压表示的平衡常数_______(保留0.01，分压=物质的量分数×总压)。 （4）氨化脱硝过程发生反应  ，根据下图所示，分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因_______。 （5）25℃用甲酸吸收氨气可得到溶液。则反应的平衡常数_______。(已知：25℃时甲酸的，的) 【答案】（1） 可以与形成氢键 NaHCO3受热分解导致浓度下降，或升高温度氢气溶解量下降，或升温催化剂活性下降，或HCOO-受热分解 （2） 含量大于2%时，表面积减小，催化效率下降，反应速率减小，单位时间内产率减少 （3） 3/800或0.00375 0.23 （4）420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低 （5） 【解析】（1）氨基中含有N-H键，可与带负电的形成氢键，从而将吸附固定在催化剂表面。 碳酸氢钠受热易分解导致浓度下降，升高温度氢气溶解量下降，或升温催化剂活性下降，或HCOO-受热分解，均可能导致HCOO-产率下降。 （2）根据和氨水混合溶液能吸收生成溶液，配平得到化学方程式为。 氧化铝含量大于2%，出口处氨含量下降说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气，由图可知，氧化铝含量大于2%时，催化剂α-Fe表面积减小，催化性能降低，导致反应速率减小，使得出口处氨含量下降。 （3）设起始，，设转化，根据平衡，解得。平衡时各物质的物质的量：；；；；恒压条件下，总压，平衡时的分压；初始时的分压：；反应速率：； 计算平衡常数 ：先计算各物质平衡分压：；；；反应的表达式：。代入数据：。 （4）根据图像分析可得，因温度过高可使催化剂活性降低，故420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低。 （5）已知：甲酸的电离：，； 氨水的电离：，； 水的离子积：，； 目标反应（）可以看作是以下三个反应的相加： 甲酸电离：，； 氨水电离： ，； 中和反应：，； 因此，目标反应的平衡常数：，代入数据可得。 5．（2026·安徽·模拟预测）肼(，沸点)是一种具有良好应用前景的储氢材料，其分解反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）反应 ___________。 （2）在金属Pt催化下，发生反应Ⅰ． ①图1中表示随T的变化趋势正确的是___________。(填“a”“b”“c”或“d”) ②图2为反应Ⅰ催化机理，则M的化学式为___________。 （3）在下，催化发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时产物的物质的量与温度的关系如图3. ①曲线a所示物种为___________，理由为___________。 ②常温下，能提高的平衡转化率的是___________。(填标号) a．改变催化剂 b．增大的用量 c．恒压时通入惰性气体 ③Q点时，反应Ⅰ的___________(用含的式子表示)。 （4），在R催化下，在NaOH溶液()中发生反应Ⅰ、Ⅱ的速率方程为：，k是速率常数，、为常数。探究与转化率为50%时所需时间的关系，测得实验数据如下： 实验 c(N2H4·H2O)/mol·L-1 c(NaOH)/mol·L-1 c(R)/mol·L-1 时间/s 1 m n p q 2 m n 2p 3 m n 3p t 根据表中数据分析，___________(用含q的式子表示)。 【答案】（1） （2） d （3） ，温度升高，平衡逆向移动，减少或“由图可知，在左右，约为3 mol，依据反应前后氮元素守恒，此温度下及的物质的量近似为0，因此，a为” c 或 （4） 【解析】（1）已知： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 目标反应 ，由盖斯定律得：。 （2）①反应Ⅰ中，，且反应后气体分子数增加，，因此：斜率为负，时截距，随增大持续减小，对应曲线d． ② 根据原子守恒，吸附态转化为，脱去的为。 （3）①，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，物质的量随温度升高而减小，对应下降的曲线，故为。 ② a．催化剂不改变平衡转化率，a错误； b．增大用量，恒压下转化率不变，b错误； c．恒压通入惰性气体，体积增大，相当于减压，两个反应均为气体分子数增多的反应，减压平衡右移，转化率提高，c正确。 ③ b的物质的量会超过3mol，则b代表，设反应Ⅰ分解，反应Ⅱ分解，Q点，，则，，解得； 平衡时：，，总物质的量； 。 （4）转化率为50%时，速率，由速率方程，得，即，得； 同理，解得。 6．（2026·内蒙古呼和浩特·二模）将二氧化碳转化为高附加值有机物，不仅助力“碳达峰”，还具有良好经济效益。二氧化碳催化加氢制甲醇，发生以下反应： 反应① 反应② （1）反应①在_______(填“低温”或“高温”)正向自发进行。 （2）反应的_______kJ/mol。 （3）恒压密闭容器中，按照投料，发生反应①和②。测得平衡时的转化率、和的选择性随温度的变化如图所示[选择性]。 ①图中代表平衡转化率随温度变化的曲线是_______(填“”“”或“”)。 ②下列说法正确的是_______(填标号)。 A．范围内，的平衡转化率始终低于 B．温度越高，越有利于工业生产 C．未达平衡前，加入选择性高的催化剂，有可能提高的产率 ③时反应②的分压平衡常数为_______(保留2位有效数字，已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数)。 （4）Zn-Ga-O催化制甲醇，其反应历程如图所示。Zn-Ga-O无催化活性，形成氧原子空位后才具备催化活性，先在表面解离为，随后参与的还原过程。 已知：ⅰ．催化剂上吸附或沉积太多的水，易使催化剂中毒； ⅱ．口表示氧原子空位，*表示微粒吸附在催化剂上。 ①理论上，反应历程中消耗的与生成的甲醇的物质的量之比为_______。 ②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是_______。 【答案】（1）低温 （2）-90.2 （3） c AC 0.015 （4） 6：1 太少，形成的氧原子空位少，催化能力较弱；太多，生成的过多，使催化剂中毒 【解析】（1）反应①为 ，，该反应过程中气体分子数减少，混乱度减小，， 时反应能够自发，该反应在低温下正向自发进行。 （2）根据盖斯定律，用反应①减去反应②即可得到的 。 （3）①反应①是放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲醇产率降低，故曲线a代表的选择性；反应②是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO产率增加，故b代表 CO 的选择性。在低温区，主要发生放热的反应①，升温导致平衡逆移，转化率下降；在高温区，主要发生吸热的反应②，升温导致平衡正移，转化率上升。因此的转化率随温度变化呈现先降后升的趋势，对应曲线 c； ②A．设初始投入和。设反应①消耗，反应②消耗，的转化率 ，的转化率，只要反应②发生，即，则，即的转化率始终大于的转化率，从图中可知在范围内 CO 选择性大于0，说明反应②始终存在，故A正确； B．生产甲醇主要依靠放热的反应①，高温会使平衡逆向移动，降低甲醇产率；且高温下 CO 选择性高（副反应多），不利于工业生产甲醇，故B错误； C．催化剂具有选择性。在未达平衡前，使用对主反应（生成甲醇）选择性高的催化剂，可以加快主反应速率，从而在相同时间内提高的产率，C正确； 故选AC。 ③假设起始为 ，为 ，转化的总量为，和CO的选择性各占 50%，平衡时n()=1mol-0.24mol=0.76mol，n( )=，n(CO)=，由O元素守恒可知，n2mol-0.76mol×2-0.12mol-0.12mol=，由H元素守恒可知n()= =，气体总物质的量为，反应②是气体物质的量不变的反应，各物质的分压之比等于物质的量之比，平衡常数=。 （4）①从反应历程及总反应分析，在表面解离为，生成甲醇时，总反应消耗，而解离产生，因此解离产生，即反应历程中消耗的与生成的甲醇的物质的量之比为； ②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是：太少，形成的氧原子空位少，催化能力较弱；太多，生成的过多，使催化剂中毒。 7．（2026·河北雄安·二模）和催化重整制备甘油体系中存在如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）反应的________。 （2）将n(CO)：n(H2)=3:4的混合气体分别以不同流速通入盛有催化剂的反应器中，在不同温度下仅发生反应Ⅲ。通过检测流出气成分，绘制C3H8O3(g)的产率曲线如图所示（较低流速下的产率可近似为平衡产率）。 ①M点对应________。 ②图中温度由低到高的顺序为________，判断依据为________。 ③T1时，Q点C3H8O3(g)的产率比N点低的原因可能为________。 （3）550℃时，向恒容密闭容器中充入1molCO（g）和1molH2O(g)发生反应Ⅰ和Ⅱ．平衡时H2O(g)的转化率为。 ①CO(g)的平衡体积分数为________；反应Ⅰ的平衡常数K=________。 ②若向该容器中充入2molCO(g)和2molH2O(g)发生反应，平衡时，________7（填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）+301.4 （2） 0.16 ，低流速时反应达平衡，升高温度平衡逆向移动，C3H8O3产率降低（或高流速时反应未达平衡，温度越高，反应速率越快，C3H8O3产率越高） 气体流速加快，反应物分子在催化剂表面吸附量降低，反应速率降低 （3） 3.5 ＜ 【解析】（1）由题干信息可知，反应Ⅰ．，反应Ⅲ．反应3×Ⅰ-Ⅲ可得到反应，根据盖斯定律可知3-=3×(-41.2 kJ/mol)-(-425kJ/mol)=+301.4kJ/mol； （2）①由题干图像信息可知，M点C3H8O3(g)的产率为80%，CO的流速为0.6mol/h，结合反应方程式：可知，对应=0.16； ②已知反应Ⅲ：正反应是一个放热反应，即，低流速时反应达平衡，升高温度平衡逆向移动，C3H8O3产率降低(或高流速时反应未达平衡，温度越高，反应速率越快，C3H8O3产率越高)，结合题干图像信息可知图中温度由低到高的顺序为T3＜T2＜T1； ③T1时，气体流速加快，反应物分子在催化剂表面吸附量降低，反应速率降低，导致Q点C3H8O3(g)的产率比N点低； （3）550℃时，向恒容密闭容器中充入1molCO（g）和1molH2O(g)发生反应Ⅰ和Ⅱ．平衡时H2O(g)的转化率为，则三段式分析为：，，，1-x+2y=1×(100%-60%)，联合解得x=0.8mol，y=0.1mol，据此解题： ①由上述分析可知，CO(g)的平衡体积分数为==；反应Ⅰ的平衡常数K===3.5； ②若向该容器中充入2molCO(g)和2molH2O(g)发生反应，容器压强增大，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅰ平衡不移动，导致平衡时，＜7。 8．（2026·云南·模拟预测）甲醇是一种重要的化工原料和液态氢储存燃料，选择性加氢制甲醇反应在全球范围内引起了广泛关注。已知发生的主要反应如下： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）___________；反应Ⅰ在一定条件下可自发进行，则自发进行的条件为___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)。 （2）反应Ⅲ的反应历程如图所示(*表示吸附态)。由图可知上的___________原子加氢更有利。 （3）一定条件下，在的恒容密闭容器中，充入和，使之发生上述三个反应。末反应达到平衡，测得和的物质的量均为。 ①内，的平均反应速率为___________。 ②能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．容器内混合气体的密度保持不变 b．容器内压强保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 （4）一定条件下，在压强为p的恒压密闭容器中，加入和，使之发生上述三个反应，转化率和甲醇选择性[]随温度的变化关系如图所示。 ①若时催化剂的活性受温度影响不大，分析后图中曲线下降的原因：___________。 ②时反应的平衡常数___________(列出含p的计算式即可)。 【答案】（1） 高温 （2）氧(或“O”) （3） bc （4） 反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度，从而使转化率和甲醇选择性下降 【解析】（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ=反应Ⅲ，因此，代入数据得：。反应Ⅰ，，根据自发判据 ，只有高温下才能满足，因此自发条件为高温。 （2）根据图像可知，加氢生成（氧原子加氢）的活化能远低于生成（碳原子加氢）的活化能，因此氧原子加氢更有利。 （3）①末测得和的物质的量均为，，，由C原子守恒可得，由O原子守恒可得，由H原子守恒可得，，则内，的平均反应速率为。 ②a．体系中气体总质量不变，容器体积不变，则混合气体的密度始终保持不变，混合气体的密度保持不变不能判断反应是否达到平衡，a项不符合题意； b．该体系反应Ⅱ、Ⅲ前后气体分子数不相等，容器内压强保持不变，说明物质的量不再变化，反应达到平衡，b项符合题意； c．体系中气体总质量不变，反应Ⅱ、Ⅲ前后气体分子数不相等，混合气体的平均相对分子质量为变量，混合气体的平均相对分子质量保持不变能够说明反应达到平衡状态，c项符合题意； 故选bc。 （4）①反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，反应Ⅰ的，升高温度后，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，反应Ⅰ平衡正向移动，且逆向移动程度大于反应Ⅰ平衡正向移动程度，造成转化率降低，甲醇选择性也降低，因此曲线下降。 ②当加入和，反应达到平衡时平衡转化率为，转化的二氧化碳物质的量为，甲醇的选择性为，代入，可得，解得，，由O原子守恒可得，由H原子守恒可得，平衡时气体总物质的量：，平衡时各气体的分压分别是，，，，则在该温度下的压强平衡常数。 2 / 30 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $