压轴14 化学反应原理综合题（压轴题专练）（全国通用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

压轴题14 化学反应原理综合题 命题预测 2026高考化学原理综合题，将以真实工业/科研情境（如碳捕集、新能源、催化机理）为载体，聚焦热化学、速率平衡、电化学三大核心模块综合考查。必考盖斯定律计算、K/Kp/Ksp运算、平衡图像分析与条件选择；融合反应历程/能垒图，考查催化剂、中间体与决速步判断。电化学侧重新型电池/电解，结合电极反应与能量计算；渗透自由能、熵变判断反应方向，强化信息迁移与跨模块整合能力。设问梯度分明，兼顾基础与高阶思维，凸显绿色化学与社会责任素养。 高频考法 1.考查盖斯定律、反应速率和化学平衡 2.考查反应速率、化学平衡和电化学 3.考查反应速率、化学平衡和晶胞 4.考查盖斯定律、化学平衡和反应历程 5.考查反应速率和化学平衡图像 6.综合考查化学反应原理 知识·技法·思维 考向01 利用盖斯定律计算反应热 一、盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，与反应进行的途径无关。一个反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应热的数值完全相同。 二、核心计算公式 1. 焓变与物质总能量关系：ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量 2. 焓变与化学键能关系：ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能 3. 多步反应总焓变：总反应ΔH = 各分步反应ΔH的代数和 三、高考核心解题步骤 1. 明确目标热化学方程式，确定待求ΔH； 2. 分析已知热化学方程式，通过逆写、调整化学计量数、加减运算，消去目标方程式中没有的中间物质； 3. 对ΔH做与方程式完全相同的运算：方程式逆写，ΔH变号；方程式计量数加倍，ΔH同倍数加倍；方程式相加，ΔH直接相加； 4. 计算得出最终ΔH数值，标注正确符号与单位（kJ/mol）。 四、高频易错点 1. ΔH包含正负号，运算时需带入符号计算； 2. 物质聚集状态（s、l、g、aq）不同，ΔH不同，不可忽略； 3. 热化学方程式计量数仅表示物质的量，调整系数时ΔH必须同步等比例变化； 4. 键能计算公式易混淆，严格遵循反应物总键能减生成物总键能； 5. 最终结果务必带上单位kJ/mol，注意正负号书写规范。 考向02 转化率、产率等计算与变化判断 一、基本概念 1. 转化率：某反应物实际转化的量与起始投入总量的比值，只针对反应物。 2. 产率：实际生成目标产物的量与理论完全转化生成产物的量的比值。 3. 平衡转化率：可逆反应达到化学平衡时的反应物转化率。 4. 投料比：两种或多种反应物起始物质的量之比，影响转化率和产率。 二、核心计算公式 1. 反应物转化率 转化率 = 转化的物质的量 ÷ 起始物质的量 × 100% 2. 产物产率 产率 = 实际生成产物物质的量 ÷ 理论最大生成产物物质的量 × 100% 3. 三段式通用计算 列出起始量、变化量、平衡量，按化学计量数比例列式，可求转化率、产率、平衡浓度、平衡常数。 　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx (1)vA＝。 (2)转化率αA＝×100%。 (3)K＝。 (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 (5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。 三、外界条件对转化率、产率的变化判断 1. 温度 正反应吸热，升温平衡正向移动，反应物转化率、产物产率增大；降温则减小。 正反应放热，升温平衡逆向移动，反应物转化率、产物产率减小；降温则增大。 2. 压强 反应前后气体分子数减小，加压平衡正向移动，转化率、产率增大；减压则减小。 反应前后气体分子数增大，加压平衡逆向移动，转化率、产率减小；减压则增大。 反应前后气体分子数相等，改变压强，平衡不移动，转化率、产率均不变。 3. 浓度与投料 增大一种反应物浓度，自身转化率降低，其他反应物转化率升高，目标产物产率升高。 按化学计量数之比投料，各反应物平衡转化率最高，产物产率最优。 恒容通入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，转化率、产率不变。 恒压通入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向气体分子数增大方向移动，转化率、产率随之改变。 4. 催化剂 催化剂只加快反应速率，缩短达平衡时间，不改变平衡位置，转化率、产率均不变。 考向03 化学平衡常数(K)及Kp的计算 1．化学平衡常数表达式的书写 (1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如： CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)。 Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝。 但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如： C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝。 (2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝。 (3)化学平衡常数的计算规则 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积；两方程式相减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 2．化学平衡常数与温度的关系 热效应 温度变化 K的变化 热效应 温度变化 K的变化 放热 反应 升温 减小 吸热 反应 升温 增大 降温 增大 降温 减小 考向04 综合图像分析方法 一、解化学图像题通用四步法 1. 看坐标轴：明确横坐标、纵坐标分别代表什么物理量，看清单位和刻度。 2. 看起点、拐点、交点、终点：起点判断初始状态；拐点是平衡临界点；交点代表等量关系；终点看平衡稳定值。 3. 看曲线趋势：上升、下降、先升后降、先降后升，判断温度、压强、浓度对速率和平衡的影响。 4. 定主次原因：拐点前看反应速率（未达平衡），拐点后看平衡移动（已达平衡）。 二、各类图像专属分析技巧 1. 浓度—时间图像 横坐标时间，纵坐标物质浓度。 曲线水平不再变化，说明达到化学平衡。 浓度突然突变：改变浓度、加压、减压。 浓度渐变无突变：改变温度、加催化剂。 反应物浓度减小，生成物浓度增大，可判断反应方向与化学计量数比例。 2. 转化率/产率 — 温度图像 低温段随温度升高转化率上升：温度升高反应速率加快，未达平衡，速率占主导。 超过拐点后温度升高转化率下降：已达平衡，升温平衡逆向移动，说明正反应放热。 若全程一直上升：正反应吸热，升温平衡正向移动。 3. 转化率/产率 — 压强图像 压强增大，转化率上升：正反应气体分子数减小。 压强增大，转化率下降：正反应气体分子数增大。 压强改变，转化率不变：反应前后气体分子数相等。 4. 多曲线对比图像（多条温度、压强线） 定一议二法：固定横坐标不变，看不同曲线高低；或固定一条曲线，分析另一变量影响。 先看速率快慢判断温度高低、压强大小；再看平衡转化率判断吸热放热、气体分子数变化。 5. 反应历程能垒图像 最高点与反应物能量差：正反应活化能。 最高点与生成物能量差：逆反应活化能。 反应物与生成物能量差：反应焓变ΔH。 能垒最高的步骤：决速步，总反应速率由最慢一步决定。 中间低谷物质：反应中间体；起点到中途参与又生成的物质：催化剂。 三、核心解题逻辑规律 1. 图像未平衡区间：只受反应速率影响，温度越高、压强越大、浓度越大，反应越快。 2. 图像平衡后区间：只受平衡移动影响，用勒夏特列原理判断移动方向、转化率、产率变化。 3. 先拐先平数值大：同一图像中，曲线先出现拐点，代表先达到平衡，对应温度更高、压强更大。 4. 催化剂只改变达到平衡时间，不改变平衡转化率、产率和平衡常数。 典例·靶向·突破 考向01 考查盖斯定律、反应速率和化学平衡 1．【新情境——CO₂加氢制甲醇原理】（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 【详解】（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。 情境链接 以CO₂加氢制甲醇为背景，通过盖斯定律关联三步反应焓变，串联热力学自发性判断、反应历程分析，构建了热化学与反应机理的综合考查场景 考向解码 本题聚焦高考化学原理综合题核心考向，以CO₂加氢制甲醇的工业反应为载体，实现多模块融合考查。 1. 热化学模块：考查盖斯定律计算焓变（ΔH₂=ΔH₃-ΔH₁），结合ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发性，强化对“高温自发”条件的理解。 2. 反应机理模块：通过反应历程能垒图，考查中间体（如HCOO*）、决速步判断，以及不同原子加氢的能量优势分析，体现对催化反应历程的深度理解。 3. 命题特点：以真实化工情境为依托，将基础计算与机理分析结合，兼顾基础运算与图像解读能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向，同时渗透绿色化学理念。 【变式探究】（2026·四川攀枝花·二模）乙二醇是一种重要的化工原料，在制药、合成树脂等工业领域有广泛应用，可采取下列两种方法合成。 Ⅰ．直接合成法：由合成气直接法制乙二醇，主要反应如下： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     (1)已知：298 K、101 kPa下       反应Ⅱ的___________。 (2)在恒压密闭容器中充入合成气，仅考虑发生反应Ⅰ：  ，维持10%的平衡转化率，所需反应条件（温度、压强）如下表： 温度T/K 298.15 300 354.7 400 压强P/kPa 5.73 6.38 49.27 260.99 反应Ⅰ的平衡常数K 1 则：___________（选填“>”或“<”）0，随着温度升高所需压强增大的原因是___________。 (3)直接合成法制乙二醇的反应Ⅰ、Ⅱ的反应历程（部分）如下图（TS表示过渡态），下列过程中活化能最大的基元反应方程式为___________。 (4)在2 L刚性容器中充入合成气，在总压40 MPa、473 K，含0.8 mg Rh(铑)的某催化剂存在下反应。测得和的时空收率分别为和(时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量)，则用表示的反应速率为___________。 Ⅱ．间接合成法：可用草酸二甲酯(DMO)催化加氢合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 (5)在固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处DMO的转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如下图(某物质的选择性，3种物质的选择性之和为1)，其中曲线a表示DMO的转化率，曲线c表示乙醇的选择性。 ①483 K时，出口处的值为___________。 ②A点时，计算的浓度商表达式为___________(注：用物质的量分数代替浓度表示)。 【答案】(1)-90.2 (2) < 为保持转化率不变，需要增大压强，使平衡正向移动抵消升高温度对平衡逆向移动的影响 (3)CH2OH* + CO* + 3H* = HOCH2CO* + 3H* 或CH2OH* + CO*= HOCH2CO* (4)1.68 (5) 48 【详解】（1）由盖斯定律可知 （2）由表中数据可知反应Ⅰ的平衡常数随温度升高数值变小，则反应Ⅰ的正反应为放热反应，故ΔH1<0；该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率减小，而要维持10%转化率，应增大压强，因为增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率会增大，当两者程度相当时就能维持转化率不变。 （3）基元反应的活化能，等于过渡态（TS）的能量减去反应物的能量，从图中能看出，TS3的能量峰最高，故TS3对应的步骤活化能最大，该基元反应方程式为CH2OH* + CO* + 3H* = HOCH2CO* + 3H* 或CH2OH* + CO*= HOCH2CO*。 （4）催化剂Rh4(CO)12（含0.8 mg Rh），HOCH2CH2OH(g)的时空收率为0.8 mol∙(mg-Rh)-1∙h-1,即0.64 mol∙L-1∙h-1,根据反应Ⅰ，H2的速率为0.64 mol∙L-1∙h-1×=0.96 mol∙L-1∙h-1；CH3OH(g)的时空收率为0.9 mol∙(mg-Rh)-1∙h-1，即0.72 mol∙L-1∙h-1；则H2的速率为0.96 mol∙L-1∙h-1+0.72 mol∙L-1∙h-1=1.68 mol∙L-1∙h-1。 （5）①由反应过程可知，MG作为中间产物，先生成后消耗，所以一开始物质的量多后来越来越少，乙二醇同样作为中间产物，随着MG减少乙二醇增多，但到一定量时，乙二醇逐渐消耗，转化为乙醇，由此可知，曲线a表示DMO的转化率，曲线b表示乙二醇的选择性，曲线c表示乙醇的选择性，曲线d表示MG的选择性。因为3种物质的选择性之和为1，483 K时乙醇和MG的选择性相等约为2%，所以乙二醇的选择性约为96%，则；②设初始时H2与DMO的投料分别为52.4 mol和1 mol，A点时DMO转化率为80%，MG和乙二醇的选择性均为50%，可写出如下关系式： A点时，体系中DMO的物质的量为1 mol-1 mol×80%=0.2 mol、MG的物质的量为0.4 mol 、H2的物质的量为52.4 mol-0.8 mol-1.6 mol=50.0 mol、CH3OH的物质的量为0.4 mol+0.8 mol=1.2 mol、乙二醇的物质的量为0.4 mol，体系中总物质的量为(0.2+0.4+50.0+1.2+0.4) mol=52.2 mol，该反应的浓度商=。 考向02 考查反应速率、化学平衡和电化学 2．【热点——CO₂制备CO反应原理】（2026·陕西宝鸡·二模）CO2在工业上有着重要的应用，可用于制备诸多化工原料和产品。利用CO2制备CO的反应如下，回答下列问题。 主反应(ⅰ)：  ； 副反应(ⅱ)：  ； (1)298 K时相关物质的相对能量如图1所示，则___________。 (2)在一恒容密闭容器中充入1 molCO2和2 molH2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。下列叙述正确的是___________(填标号)。 A．升高温度，反应ⅰ和ⅱ的平衡常数都增大 B．平衡后通入Ar，反应ⅰ和ⅱ的反应速率均不变 C．体系放出的热量为33.7 kJ时生成0.1 mol C2H4 D．体系中若，则 (3)在一密闭容器中充入1 mol CO2和3 molH2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。在1 MPa、10 MPa、100 MPa下测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图2所示。 ①L1代表的压强为___________MPa。 ②M点时，测得乙烯为0.1 mol。对应条件下，反应ⅰ的平衡常数Kp=___________。(用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数) (4)在反应器中充入一定量CO2和H2，在催化剂条件下，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。测得CO2在单位时间内的转化率、C2H4的选择性与温度的关系如图3所示。分析温度高于500℃，乙烯的选择性降低，二氧化碳的转化率增大，其原因是___________。 (5)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。 ①电解时，阴极的电极反应式是___________。 ②工业上生产1.4×103 kg的LDPE，理论上需要标准状况下___________L的CO2。 【答案】(1)+41 (2)BD (3) 100 0.2 (4)催化剂对乙烯的选择性降低，温度对反应ⅱ的影响小于反应ⅰ (5) 2nCO2+12nH++12ne-=+4nH2O 2.24×106 【详解】（1），结合298 K时相关物质的相对能量可得； （2）A．由(1)可知，反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ为放热反应，故升高温度，反应ⅰ的平衡正向移动，平衡常数增大，而反应ⅱ的平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误； B．在恒容密闭容器中，平衡后通入Ar，体系内各反应组分的浓度均保持不变，因此反应ⅰ和ⅱ的反应速率均不变，B正确； C．生成0.1 mol C2H4时反应(ⅱ)放出的热量为33.7 kJ，同时反应(ⅰ)会吸收热量，导致体系放出的净热量小于33.7 kJ，因此体系放出的热量为33.7 kJ时生成C2H4物质的量大于0.1 mol ，C错误； D．恒容密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ，CO2部分转化为CO和C2H4，体系中若，根据C原子守恒可知，生成C2H4物质的量不超过，则，D正确； 故选BD。 （3）①反应ⅰ是气体分子数不变的反应，反应ⅱ是气体分子数减少的反应，故增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，反应ⅰ平衡不移动，导致CO2的平衡转化率增大，因此结合图像可知，L1代表的压强为100MPa； ②在密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ，M点时，对应的压强为1 MPa，测得乙烯为0.1 mol，CO2的平衡转化率为50%，则转化的CO2的物质的量为，即生成的CO为，建立三段式： 达平衡时容器内混合气体总的物质的量为，则， ，，，所以反应ⅰ的平衡常数； （4）反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ为放热反应，温度高于500 ℃，乙烯的选择性降低，二氧化碳的转化率增大，说明催化剂对乙烯的选择性降低，反应ⅰ正向进行的程度大于反应ⅰ逆向进行的程度，即原因是：催化剂对乙烯的选择性降低，温度对反应ⅱ的影响小于反应ⅰ； （5）①阴极上CO2在酸性环境下被还原为低密度聚乙烯，阴极的电极反应式为：2nCO2+12nH++12ne-=+4nH2O； ②根据阴极反应式可知，生产聚乙烯（），需要CO2， 1.4×103 kg的聚乙烯的物质的量为，需要CO2物质的量为，理论上需要标准状况下CO2体积为； 情境链接 以工业上CO₂制备CO的真实反应为背景，串联主副两个反应，结合能量图、恒容平衡分析、压强温度图像，将热化学计算与平衡原理深度融合，体现高考对化工情境下综合分析能力的考查。 考向解码 本题是典型的高考化学反应原理综合题，以CO₂资源化利用为情境，实现多模块融合考查： 1. 热化学计算：利用相对能量图，通过生成物与反应物的能量差直接计算主反应焓变ΔH₁，考查对“ΔH=生成物总能量-反应物总能量”公式的理解与应用。 2. 化学平衡综合判断：在恒容密闭容器中同时发生主副反应，考查平衡常数与温度的关系、惰性气体对反应速率的影响、反应热与物质的量的对应关系、元素守恒与物料平衡分析，覆盖平衡移动、速率影响、能量计算等多个核心考点。 3. 图像分析能力：后续CO₂平衡转化率与温度、压强的关系图，将考查外界条件对平衡的影响规律，强化“温度/压强对不同气体分子数反应的影响差异”的理解，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向。 【变式探究】（2026·河北张家口·二模）（2026·上海普陀·二模）我国设计并建造的全球首艘纯氨动力船首航成功，开启航运零碳革命。氨燃料(即液氨)具有无碳燃烧、储运便捷、可由“绿氢”合成等优点，未来将成为替代传统船用燃油的主力。 (1)下列说法中正确的是___________。 A．工业上用“绿氢”生产氨燃料，属于大气固氮 B．氨燃料的使用，有助于“碳达峰、碳中和”目标的实现 C．传统船用燃油的主要成分是油脂 D．传统船用燃油可通过石油裂解获得 (2)氨燃料比液氢储运便捷，普通加压或-33℃环境即可液化保存，其原因可能有：___________、___________。 (3)合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。 ①合成氨反应的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH=___________kJ·mol-1(用图中字母表示)。 ②下列说法正确的是___________。(不定项) A．反应历程中存在4个基元反应        B．反应历程中存在σ键和π键的断裂和形成 C．反应需在高温条件下才能自发进行    D．决速步的反应方程式为NH2*＋H*=NH3* (4)在不同压强下，按(H2)=0.75，(N2)=0.25组成进料(物质i的物质的量分数：)，反应达到平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①下列说法正确的是___________。(不定项) A．压强P1＞P2 B．平衡常数KA=KB＞KC C．达到平衡时，反应速率vB＞vA D．D处迅速升温由T1到T2，此时v正＜v逆 ②在容积为2 L的密闭容器中投入共1 mol反应气体，5 min后达到A处平衡状态，则氮气的反应速率v(N2)=___________mol⋅L−1⋅min−1。 ③压强为P1时，按(H2)=0.675，(N2)=0.225，(Ar)=0.1组成进料，在下图中画出平衡时氨的物质的量分数与温度的关系曲线___________。 电催化硝酸盐还原合成氨，装置如图甲。电解时先吸附到催化剂表面放电产生。控制其它条件不变，产率随pH变化如图乙。 (5)生成的电极反应式为___________。 (6)控制pH为6～8时，的产率较高，请解释其原因：___________。(提示：离子浓度的大小可能会对氧化性的强弱产生影响)。 【答案】(1)B (2)NH3相对分子质量比H2大（极性分子），分子间作用力较大 含有分子间氢键，故沸点较高，易液化保存 (3) -2(a-b)或2b-2a AD (4) C 0.01 (5) ＋8e-＋10H＋→＋3H2O (6)若溶液pH减小，H＋浓度增大，H＋在催化剂表面得电子的竞争加剧，阻碍了在催化剂表面的吸附，从而使的产率逐渐减小；若溶液pH过大，反应所需H＋浓度减小，使还原反应变难，故产率较低。（或H＋浓度对于氧化性的影响） 【详解】（1）A. 工业用氢气合成氨属于人工固氮，大气固氮是自然条件下氮气转化为含氮化合物（如雷电固氮），A错误； B. 氨燃料不含碳，燃烧不排放，有助于实现“碳达峰、碳中和”，B正确； C. 传统船用燃油的主要成分是烃类混合物，不是油脂，C错误； D. 船用燃油主要通过石油分馏/裂化获得，石油裂解主要用于生产小分子烯烃，D错误； 故选B。 （2）分子间存在氢键，分子间作用力远大于液氢，因此普通加压或稍降温即可液化，储运更便捷。 （3）图中为，反应物相对能量为0，生成物相对能量为，该反应；总反应计量数为其2倍，故。②  A. 1个过渡态对应1个基元反应，图中共4个过渡态，因此有4个基元反应，A正确； B. 反应中断裂σ键和π键，断裂σ键，仅生成N-Hσ键，没有π键生成，B错误； C. 合成氨、，根据，反应低温自发，C错误； D. 活化能最大的步骤为决速步，图中的活化能最大，是决速步，D正确； 故选D。 （4）A. 合成氨是气体分子数减少的反应，压强越大，平衡物质的量分数越大；相同温度下​的更大，故​，A错误； B. 合成氨放热，温度升高平衡常数减小，KA＞KB=KC，B错误；C.温度越高反应速率越快，B点温度高于A点，故vB>vA，C正确；D.D处未达到平衡状态，此时v正＞v逆，升温后，正逆反应速率均上升，同时K下降，D、C处纵坐标相同，因此v正=v逆，D错误。② 设平衡时转化的​为，总起始气体为：​​平衡总物质的量，A点，解得，因此。③ 曲线趋势与原​曲线一致（随温度升高降低），同温度下小于原​曲线，整体位于原​曲线下方。 （恒压下加入惰性气体，反应物分压减小，平衡逆向移动，物质的量分数降低）即：。 （5）在阴极得电子生成，N从+5价变为-3价，得8e⁻，酸性环境下用配平电荷和原子，得到上述电极反应。 （6）pH过低时，浓度过大，易发生析氢副反应（），产率降低；pH过高时，浓度过小，氧化性减弱，反应速率减慢，产率降低，因此pH为6~8时产率较高。 考向03 考查反应速率、化学平衡和晶胞 3．【热点——丙烷催化氧化脱氢】（2026·河南郑州·二模）我国科研工作者研发了高效催化剂，用于丙烷催化氧化脱氢制取丙烯。 (1)已知：①  ； ②  ； ③  ； ④  ； 则________。 (2)在P kPa b℃、催化下，密闭容器中加入与，发生催化氧化脱氢制取丙烯。的转化率及的选择性如图1所示。 ①400~b℃时，的选择性逐渐降低的原因是________。 ②若在b℃时，只发生①②反应，达到平衡时，的产率=________，反应①的________（写出计算式即可）。 (3)为了分离丙烷与丙烯，我国科研人员研发了微孔金属有机框架材料，该材料的晶胞如图2所示。 ①的价电子排布式为________。的空间结构为________。 ②该材料的晶胞中三种粒子的个数比，________。 (4)微孔金属有机框架材料具有优秀的捕获能力，实现了和的高效分离。在296 K，不同压强下，该材料吸收、的吸收量如图3所示。根据图3选择分离和的条件为296 K、________（选“0.01”、“0.1”或“1”）kPa，原因是________。 【答案】(1) (2)温度升高，催化剂对反应①的催化活性降低以及副反应②（丙烷完全氧化）反应速率增幅大于主反应①，更多丙烷转化为副产物 16% (3) 正八面体 (4) 0.1 在296 K、0.1 kPa下，与的吸附量差值最大 【详解】（1）目标反应①：，。 已知反应②  ； 反应③  ； 反应④  ； 对反应③+3×④相加，消去：可得，其中，再用反应②减去上述反应得到目标反应①： 因此。 （2）①选择性是指转化的丙烷生成丙烯的比例。400~b℃时，温度升高：一方面，催化剂对丙烯的催化选择性下降，导致更多丙烷发生副反应(如完全氧化生成；另一方面，副反应②（丙烷完全氧化）的反应速率随温度升高的增幅大于反应①，使得更多丙烷转化为副产物，因此丙烷的选择性逐渐降低。 ②产率=转化率×选择性，由图可知b℃的转化率为40%，选择性为40%，因此产率=40%×40%=16%。 设密闭容器总压为P，初始为2.5 mol，为4 mol。转化以后的为，其中参与反应①的为，参与反应②的为，化学平衡反应式为 剩余的各物质的物质的量为： ，，总物质的量=7.3 mol。其中分压，反应①的平衡常数。 （3）①是28号元素，基态原子的电子排布式为。当原子失去2个电子形成时，优先失去最外层4s轨道的2个电子，因此的价电子排布式为。根据价层电子对数互斥理论计算：中心原子的价电子数为4，带2个负电荷，配位原子共6个，每个提供1个电子；孤电子对数：，价层电子对数=σ键数（6）+孤电子对数（0）=6；价层电子对构型为正八面体，由于无孤电子对，的空间结构与价层电子对构型一致，即正八面体。 ②位于晶胞的8个顶点，总个数为，位于晶胞的棱上，，位于晶胞的棱上，因此三种离子个数之比为：。 （4）在0.01kPa时，和吸附量接近于0，两者没有差异，无法实现有效分离；在0.1kPa时，的吸附量明显升高，而的吸附量仍处于较低水平，两者吸附量差异显著；在1kPa时，两种气体的吸附量都大幅提升，且吸附量的差值相比0.1kPa有所减小，分离效率不如0.1kPa时。 情境链接 以丙烷催化氧化脱氢制丙烯的工业催化反应为背景，以新型催化剂BOx@SiO₂为载体，结合盖斯定律焓变计算、转化率与选择性图像，串联热化学与平衡原理，体现高考化工情境下的综合考查 考向解码 本题是典型的高考化学反应原理综合题，以丙烷制丙烯的化工热点为情境，实现多模块融合考查： 1. 热化学核心计算：通过盖斯定律，将丙烷燃烧、丙烯燃烧、水的相变等多个热化学方程式进行加减组合，计算目标反应的焓变，考查学生对盖斯定律的灵活应用，以及物质状态（气态/液态水）对焓变的影响。 2. 反应选择性与平衡分析：后续将结合转化率、选择性图像，考查温度、压强、催化剂对主副反应的影响，理解“选择性”的概念，分析如何通过条件控制提高目标产物丙烯的产率，体现工业生产的实际需求。 3. 命题特点：以真实催化反应为背景，将基础计算与图像分析结合，兼顾运算能力与信息解读能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向，同时渗透绿色化学与化工优化理念。 【变式探究】（2026·河南开封·二模）Ⅰ.第ⅤA族元素氮、磷、砷在新能源、新材料、环保治理等领域有广泛应用。工业中常搭配锌硫晶体做载体实现对氮、磷、砷的吸附、催化协同反应。 (1)氮、磷、砷的最简单氢化物沸点从高到低的顺序为___________，原因是___________。 (2)硫化锌的晶胞结构如图所示，其晶胞边长为a nm，密度为，设为阿伏加德罗常数，则___________(用含a、b的代数式表示)。 Ⅱ.工业上用二乙苯(DEB)在催化下两步脱氢制取二乙烯基苯(DVB)。 反应为： ①   ②   副反应为： ③ (3)通入水蒸气可减少催化剂上的积碳，原因是___________(用化学方程式表示)。恒压下，通入一定量的水蒸气能提高DVB的产率，原因是___________。 (4)一定条件下，发生反应①和②，已知DEB的转化率与之间满足关系，若每小时通入DEB的物质的量为0.5 mol，则用DEB表示的反应速率为___________。 (5)保持压强为100 kPa，通入水蒸气和，发生上述三个反应，DEB的平衡转化率、EVB和DVB的选择性随温度变化如图所示[选择性]。图中表示DEB平衡转化率的曲线为___________(填标号)；时反应①的___________kPa。 【答案】(1) 氨分子之间存在氢键，使其沸点最高，、分子之间仅存在范德华力，且的相对分子质量较大 (2) (3) 恒压条件下，通入水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡正移，提高产率 (4)0.4 (5) 15.68 【详解】（1）氨分子之间存在氢键，使其沸点最高，、分子之间仅存在范德华力，且的相对分子质量较大，沸点高于，故氮、磷、砷的最简单氢化物沸点从高到低的顺序为； （2）根据均摊法计算，1个晶胞中有4个Zn2+，个S2-，1mol晶胞质量表示为，则有； （3）通入水蒸气可减少催化剂上的积碳，原因是高温条件下碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气：；恒压下，通入一定量的水蒸气能提高DVB的产率，原因是恒压条件，通入水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡正移，提高产率； （4）由题意可知，每小时通入0.5 mol DEB时，DEB的转化率为：=80%，则1h内，DEB的反应速率为：=0.4 mol/h； （5）升高温度，反应①、反应②的平衡均向正反应方向移动，则压强一定时，升高温度，DEB的平衡转化率和DVB的选择性均增大，由DVB的选择性小于DEB的平衡转化率可知，曲线L1、L2、L3分别表示DEB的平衡转化率、DVB的选择性、EVB的选择性随温度的变化；设水蒸气、DEB的物质的量分别为3.02 mol、1 mol，由图可知，T0时，DEB的平衡转化率为70%，DVB的选择性和EVB的选择性都为40%，MST的选择性为20%，则平衡时，DEB、EVB、DVB、MST的物质的量分别为：1 mol-1 mol×70%=0.3 mol、1 mol×70%×40%=0.28 mol、1 mol×70%×40%=0.28 mol、1 mol×70%×20%=0.14 mol；由方程式可知，生成0.28mol DVB需要两步脱氢，氢气的物质的量为：0.28 mol×2=0.56 mol，生成0.28mol EVB需要一步脱氢，生成氢气的物质的量为0.28 mol，则生成氢气的总物质的量为0.84 mol；MST的物质的量为0.14 mol，由方程式③可知，反应生成甲烷的物质的量为0.14 mol，则平衡时混合气体的总物质的量为：0.3 mol+0.28 mol+0.28 mol+0.84 mol+0.14 mol+0.14 mol+3.02 mol=5.0 mol，时反应①的=15.68 kPa。 考向04 考查盖斯定律、化学平衡和反应历程 4．【热点——CO₂制甲醇反应机理】（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 【详解】（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。 情境链接 以CO₂催化加氢制甲醇的工业反应为背景，串联反应历程能垒分析、焓变计算、燃料电池电极反应，以及温度对转化率与选择性的影响，将热化学、电化学与平衡原理深度融合。 考向解码 本题是高考化学反应原理综合题的典型命题范式，以CO₂资源化利用为情境，实现多模块交叉考查： 1. 反应机理与催化剂分析：通过两种催化剂（In₂O₃与Ni₆O₄/In₂O₃）的反应历程能垒图，考查决速步活化能的计算与比较，理解催化剂对反应能垒、反应速率的调控作用，体现催化化学的核心思想。 2. 热化学与电化学综合：要求计算反应焓变ΔH₂，并书写碱性环境下甲醇燃料电池的负极反应式，串联热化学与电化学两大模块，考查基础方程式书写与能量变化分析能力。 3. 平衡与选择性图像分析：通过温度-转化率/选择性曲线，区分实际转化率与平衡转化率、实际选择性与平衡选择性，分析温度对反应速率、平衡移动及副反应的影响，强化“速率主导”与“平衡主导”的图像分析逻辑，契合高考对真实工业反应条件优化的考查导向。 【变式探究】（2026·山东·模拟预测）研究的综合利用、实现资源化是能源领域的重要发展方向。 (1)以二氧化钛表面覆盖的为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①铜元素在周期表中属于___________区元素，基态价电子的轨道表示式为___________。 ②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，A点，B点原子的分数坐标分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的化学式为___________。 (2)我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应； 需通过以下两步实现： Ⅰ．； Ⅱ．； 反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。 ①___________。稳定性：过渡态1___________(填“大于”“小于”或“等于”)过渡态2。 ②为探究反应，进行如下实验：在一恒温、体积为2 L的密闭容器中，充入和，进行该反应(不考虑其他副反应)。10 min时测得和的体积分数之比为1：4且比值不再随时间发生变化。反应开始到平衡时，和转化之比为___________。该温度下的平衡常数。___________(保留三位有效数字)。 (3)已知：；控制温度30～40℃之间的弱酸性溶液，采用活性微生物电催化技术，在电解池中可实现的甲烷化。 ①微生物电解池中实现甲烷化的阴极电极反应为___________。 ②如果处理有机物产生标准状况下，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。 【答案】(1) ds (2) 小于 1：1 59.3 (3) 【详解】（1）①铜位于周期表中第四周期族，属于区元素；基态铜的价电子排布式为，则基态的价电子排布式为，轨道表示式为：； ②晶胞中铜原子位于顶点、面上和体内，根据均摊法铜原子个数为，位于面上、棱上，根据均摊法原子个数为，位于体内，的原子个数为，所以该晶体的化学式为； （2）①由图像可知，；过渡态1能量高于过渡态2，能量越低越稳定，故稳定性：过渡态1小于过渡态2； ②设达到平衡时，浓度为，则平衡时浓度为，浓度为，浓度为，根据和的体积分数之比为得到如下关系式：，则，则的转化率为，的转化率为，二者转化率之比为，而该温度下平衡常数； （3） ①由，可知该反应的逆反应为电解池反应，阴极上发生还原反应转化为甲烷，电极反应式为； ②标准状况下的甲烷的物质的量为，生成，碳元素化合价由0价降低为价，所以转移的电子的物质的量为。 考向05 考查反应速率和化学平衡图像 5．【热点——CO₂制甲醇反应机理】（2026·山西太原·二模）逆水煤气变换反应（Ⅰ）是将二氧化碳加氢转化为甲醇、低碳烯烃、芳烃以及汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤，对于实现资源化利用具有重要意义。已知： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   Kaiser等研究了在常压、原料气的氢碳比、催化剂条件下，平衡时各组分的摩尔分数（物质i的摩尔分数：）随反应温度的变化如图1所示： 回答下列问题： (1)反应Ⅰ的______。 (2)图中随着反应温度的升高，的摩尔分数一直在减小，原因是______。 (3)下列说法错误的是______（填标号）。 A．高温有利于反应Ⅰ正向进行，但也容易导致催化剂失活 B．温度降低，反应Ⅱ、Ⅲ逐渐变为主反应，导致产物中CO占比降低 C．提高原料气的氢碳比可以促进转化，但过高的氢碳比会导致大量生成 D．加压会促进反应Ⅰ正向移动，设计高温稳定且低温高效的催化剂也是反应Ⅰ的关键 (4)假设℃时，在上述的Kaiser实验条件下进行以上三个反应，起始时，平衡时测得反应体系中，则平衡时______mol（用含a的代数式表示，下同），反应Ⅰ的化学平衡常数_______。 (5)乙醇的部分氧化（反应①）和完全蒸汽重整（反应②）被积极探索作为可能的氢气生产途径，而选择性部分重整乙醇与水反应生成乙酸和氢气（反应③）更具优势。不同乙醇转化产氢途径的焓变（）以及自由能变化（）随温度的变化关系如图2所示（图中涉及物质均为气态）。下列说法正确的是______（填标号）。 A．600K以上，三个反应的均小于0，均可自发进行 B．300K以下，反应②可以自发进行 C．三个反应的熵变均大于0 (6)在p MPa、℃下，将投料比的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器，只发生反应Ⅰ，的平衡转化率为25％。同温同压下，若通入装有催化剂的新型膜反应器（如图所示分子筛膜能选择性分离出），的平衡转化率为40％，则相同时间内a出口和b出口中的质量比为______。 【答案】(1) (2)反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致的平衡浓度减小 (3)D (4)（或其他合理表示） （或其他合理表示） (5)AC (6)1:3 【详解】（1）根据盖斯定律，反应Ⅱ减去反应Ⅲ可得目标反应Ⅰ，则； （2）随着反应温度的升高，的摩尔分数一直在减小，原因是：反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致的平衡浓度减小； （3）A．反应Ⅰ为吸热反应，高温有利于反应Ⅰ正向进行，但高温超过催化剂活化温度后也容易导致催化剂失活，A正确； B．温度降低，反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ、Ⅲ正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ逐渐变为主反应，导致产物中CO占比降低，B正确； C．提高原料气的氢碳比，也就是增大氢气投料，可以促进转化，但过高的氢碳比导致反应Ⅱ、Ⅲ正向移动，会导致大量生成，C正确； D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，加压不会促进反应Ⅰ正向移动，D错误； 故选D。 （4）反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得目标反应Ⅲ，则考虑反应Ⅰ、Ⅱ，原料气的氢碳比，起始时，则二氧化碳投料1mol，平衡时测得反应体系中，由图，℃时，二氧化碳、一氧化碳的物质的量相等，列三段式： 则反应Ⅱ中消耗二氧化碳为(1-2a)mol： 平衡时，甲烷为(1-2a)mol，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为a mol、(7a-1)mol、a mol、(2-3a)mol，反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替其浓度，则化学平衡常数； （5）A．的反应能自发进行，由图，600K以上，三个反应的均小于0，均可自发进行，A正确； B．300K以下，反应②的大于0，不可以自发进行，B错误； C．三个反应均为气体分子数增大的反应，熵变均大于0，C正确； 故选AC； （6）假设二氧化碳、氢气投料均为1mol，无分子筛膜多孔载体时，的平衡转化率为25％，则反应二氧化碳、氢气均为0.25mol，生成一氧化碳、水均为0.25mol，此时，有分子筛膜多孔载体时，的平衡转化率为40％，则反应二氧化碳、氢气均为0.4mol，生成一氧化碳、水均为0.4mol，若a出口水为a mol，则b出口水为(0.4-a)mol，此时，a=0.1mol，则相同时间内a出口和b出口中的质量比等于其物质的量之比，为0.1：(0.4-0.1)=1:3。 情境链接 以逆水煤气变换反应为核心，围绕CO₂加氢制高附加值化学品的资源化利用展开，结合平衡摩尔分数、吉布斯自由能随温度变化的图像，将热化学计算与平衡移动分析结合，贴合化工生产中CO₂转化的实际研究方向。 考向解码 本题是典型的化学反应原理综合题，以CO₂资源化利用为真实情境，考查核心知识点如下： 1. 盖斯定律应用：通过已知反应的焓变推导目标反应的焓变，是热化学部分的基础且高频考点。 2. 化学平衡移动分析：结合图像分析温度对CH₄摩尔分数的影响，需要区分反应的热效应与平衡移动的关系，考查学生对勒夏特列原理的灵活应用。 3. 图像信息解读：通过平衡摩尔分数、吉布斯自由能随温度变化的图像，考查学生从图表中提取信息、分析规律的能力，契合高考对化工情境下综合分析能力的考查要求。 4. 命题特点：以真实科研为背景，将热化学、化学平衡等知识点融合，体现了高考“从生活走向化学，从化学走向社会”的命题理念。分析逻辑，契合高考对真实工业反应条件优化的考查导向。 【变式探究】（2026·山东·模拟预测）2025年4月25日中国航天员搭载神舟二十号载人飞船顺利进入“太空之家”，中国空间站设有完整的可再生生命保障系统，对二氧化碳进行收集和再生处理，实现了对二氧化碳的加氢甲烷化，生成甲烷与水，并伴有副反应。 Ⅰ．(主反应) Ⅱ．(副反应) 回答下列问题： (1)几种化学键的键能为：、、、，则___________。 (2)一定温度时，在固定容积的容器中充入和进行上述反应，平衡时的转化率，的选择性随温度变化如图所示： 根据图像分析可知：___________0(填“>”或“<”)，平衡转化率先减小后增大的原因是___________。 T℃，反应Ⅱ的___________(保留两位有效数字，为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，的选择性)。 (3)早期长征运载火箭推进剂成分为和，它们混合后反应的产物对环境友好，其反应的化学方程式为___________在点火的瞬间火箭尾部喷射出红色火焰，同时伴随着滚滚红色烟雾，研究发现是分解的结果。T℃时，，和的消耗速率与其浓度存在如下关系：，(其中、是只与温度有关的常数)，一定温度下，或的消耗速率与其浓度的关系图像如图所示： 表示消耗速率与其浓度的关系的图像是___________(填“X”或“Y”)。 (4)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供，其电池反应式为，工作原理示意图如下： 电池工作时，理论上为宇航员提供标准状况下11.2 L的氧气时，正极材料的质量变化为___________g。 【答案】(1) (2) > 反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，温度较低时以反应Ⅰ为主，温度较高时以反应Ⅱ为主 0.015 (3) Y (4)32 【详解】（1）焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和，因此 。 （2）根据图像可知，温度升高二氧化碳转化率先减小后增大，由于反应Ⅰ为放热反应，温度升高二氧化碳转化率下降，因此可推测反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡正向移动，二氧化碳转化率升高，故；平衡转化率先减小后增大的原因是反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，温度较低时以反应Ⅰ为主，升高温度反应Ⅰ平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，温度较高时以反应Ⅱ为主，升高温度反应Ⅱ平衡正向移动，二氧化碳转化率增加；T℃，甲烷选择性为80%，则，得，设平衡时，根据化学反应方程式平衡时、、、，此温度下二氧化碳转化率为30%，则，解得，因此平衡时各物质的物质的量：、、、、，物质的量分数：、、、、，设系统总压为，则平衡常数。 （3）和反应生成二氧化碳、氮气和水，反应的化学方程式为；消耗速率与其浓度成线性关系，故图像是Y； （4）根据电池反应式。放电时，负极反应式为，负极材料转化为Si，Li元素进入溶液；正极反应式为，正极材料转化为Fe，S元素进入溶液。电解水的过程中，生成1 mol氧气转移4 mol电子，正极材料由Fe转化为，反应式为，则有如下计量关系：，正极质量减小为的质量，因此生成标准状况下氧气，正极质量减小。 考向06 综合考查化学反应原理 6．【热点——CO₂制甲烷反应原理】（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 【详解】（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。 情境链接 以CO₂合成甲烷助力“双碳”目标为背景，围绕CO₂加氢过程中的主副反应，结合盖斯定律、反应自发性、速率常数与平衡移动，串联热化学与动力学核心考点，贴合高考化工情境考查方向。 考向解码 本题是高考化学反应原理综合题的典型范式，以CO₂资源化利用为真实情境，实现多模块交叉考查： 1. 热化学与自发性判断：通过盖斯定律，由已知反应焓变计算目标反应Ⅲ的ΔH，再结合ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发进行的温度条件，考查焓变计算与热力学判据的综合应用。 2. 动力学与平衡常数关联：通过反应Ⅰ的正逆反应速率表达式，将速率常数与平衡常数K关联，分析温度变化对速率常数比值（即平衡常数）的影响，理解温度、焓变与平衡移动的内在联系。 3. 平衡体系综合分析：后续结合平衡组分物质的量随温度变化的图像，考查多反应共存体系中温度对平衡移动、产物分布的影响，强化学生在复杂体系中分析条件优化、平衡移动规律的能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向。 【变式探究】（2026·陕西咸阳·三模）工业含硫烟气是大气主要污染物之一，研究烟气脱硫、硫化氢资源化利用对环境保护具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ、还原脱硫反应研究 标准生成焓是指、条件下，由元素最稳定的单质生成单位物质的量的纯化合物的热效应。下表为几种物质的标准生成焓()： 物质 () 0 -296.8 -393.5 -241.8 -74.8 还原脱硫总反应： (1)计算上述反应的______。 (2)50℃，100kPa恒压下(此时为液态，S为固态)，向密闭容器中充入、、发生上述反应。反应达到平衡时，的转化率为，该反应的平衡常数______(为用分压表示的平衡常数)。 Ⅱ、硫化氢分解与电化学再生 (3)2026年1月中科院大连化物所研发的硫化氢清洁处理技术，采用光、电等非常规手段分解硫化氢。若在一定温度、恒容密闭容器中进行该反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______(填字母标号)。 A．容器内的浓度与的浓度相等 B． C．混合气体的密度不再变化 D．容器内气体总压强不再变化 (4)采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”的再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的______。 Ⅲ、克劳斯法脱硫 克劳斯法的原理是利用硫化氢为原料，在克劳斯燃烧炉内使废气中的一部分氧化生成，生成的与进气中的反应生成硫磺加以回收。 克劳斯法总反应：   (5)如图为产率随温度值的变化情况，已知一定条件下，将和按的比例向反应容器内投料，相同时间内，解释随温度升高，产率先增大后减小的原因______。工业上克劳斯过程的操作中，要控制适当温度以防设备中有液相凝结，其目的是______。 (6)实际生产中要及时移走部分，其目的是______。 【答案】(1) (2) (3)BD (4)反应器中产生的和溶液进入电解池的阳极区，阳极反应式：，阳极区得到溶液，吸收液得以再生 (5)低于200℃时，升高温度，反应速率增大，因此相同时间内的产率增大；高于200℃时，若该时间内反应达到平衡，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的产率减小，若该时间内反应未达平衡，可能由于催化剂失活，造成反应速率下降，的产率减小 凝结的液相会强烈腐蚀设备或避免液态硫、液态水附着在催化剂表面降低催化活性，同时防止堵塞设备管路，保证气流通畅与反应持续进行 (6)及时移走生成的固体硫，避免堆积堵塞设备、覆盖催化剂活性位点，促进反应持续进行 【详解】（1）焓变=生成物的标准生成焓-反应物的标准生成焓，反应的[0+(-241.8) ×2 +(-393.5)-( -296.8) ×2-(-74.8)]kJ·mol-1=。 （2）反应达到平衡时，转化率为(剩余物质的量为)，的物质的量为，列出三段式： 平衡时气体总物质的量，故反应的压强平衡常数为。 （3）A．浓度相等浓度不变，不能判断平衡，故不选A； B．正逆方向正确，且速率相等，达到平衡，故选B； C．恒容、气体总质量不变，密度始终不变，不能判断平衡，故不选C； D．反应前后气体分子数不等，压强不变达到平衡，故选D； 选BD。 （4）电解池再生原理：由图知，溶液在反应器内将氧化为沉淀，自身被还原为，根据电子得失守恒、原子守恒，发生反应的离子方程式：，含和的溶液进入电解池的阳极区，发生氧化反应：，为平衡阳极区电荷，通过质子交换膜转移到阴极，阳极区得到溶液，吸收液得以再生。 （5）随温度升高，产率先增大后减小的原因：低于200℃时，升高温度，反应速率增大，因此相同时间内的产率增大；高于200℃时，若该时间内反应达到平衡，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的产率减小，若该时间内反应未达平衡状态，可能由于催化剂失活，造成反应速率下降，的产率减小。 凝结的液相会强烈腐蚀设备或避免液态硫、液态水附着在催化剂表面降低催化活性，同时防止堵塞设备管路，保证气流通畅与反应持续进行，所以要控制适当温度以防设备中有液相凝结。 （6）固体物质的浓度视为常数，移走部分固体，不会改变体系中各气态物质的浓度，因此平衡不移动。及时移走生成的固体硫，避免堆积堵塞设备、覆盖催化剂活性位点，促进反应持续进行。 1．（2026·河南信阳·模拟预测）含硫烟气(主要含)的脱硫处理是环保重要举措，利用还原脱硫的反应为： 反应Ⅰ．   反应Ⅱ．   回答下列问题： (1)反应II自发的条件是___________(填“高温”“低温”“任意温度”或“无法判断”)。 (2)恒温恒压密闭容器中，充入一定量和发生反应Ⅱ，下列能判断反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。 a．气体平均相对分子质量不变 b．混合气体的密度不变 c． d． (3)在不同催化剂条件下，的转化率随温度变化的曲线如下图所示。 工业生产过程中选择的最佳催化剂是___________(填“Cat．1”“Cat．2”“Cat．3”“Cat．4”或“Cat．5”)，若选择催化剂Cat．2，低温下的转化率低的原因是___________。 (4)向恒温恒压的密闭容器中充入、、发生反应I和Ⅱ．测得体系的初始压强为，当反应达到平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数___________。 (5)利用燃料电池电解脱硫，其装置如下图所示。 ①写出电极I的电极反应式___________。 ②燃料电池工作时，每消耗标准状况下，电解池中会生成，不考虑其他能量损耗，该燃料电池将化学能转化为电能的转化率为___________(保留四位有效数字，转化率=)。 【答案】(1)高温 (2)abc (3) Cat．3 低温下催化剂活性低，反应速率慢，的转化率低；低温下，活化分子百分数低，反应速率慢 (4)(或或) (5) 83.75%或者0.8375 【详解】（1）已知反应Ⅱ的，所以，反应正方向气体分子数增大，所以，反应自发的条件是，需要高温才能满足； （2）a．反应Ⅱ()，恒温恒压密闭容器中，气体平均相对分子质量=，反应中所有物质都是气体，不变，但随反应进行而增大，当气体平均相对分子质量不变时，说明不再变化，反应达到平衡，a正确； b．混合气体的密度=，不变，恒温恒压下，增大则体积增大，密度会减小，当密度不再变化时，说明V不再变化，不再变化，反应达到平衡，b正确； c．正反应速率，即，当时，，即反应达平衡，C正确； d．，只是某一时刻的比例关系，不能说明浓度保持不变，无法判断是否平衡，d错误； 故选abc； （3）理想的催化剂需要在较低的温度下就能让SO2达到较高的转化率，以节约能源、降低成本，从图可以看到Cat．3在相对较低的温度(约650～700℃)时，SO2的转化率已经接近100%，是低温活性最好的，是最佳选择；催化剂的活性和温度相关，低温下Cat．2的催化剂活性较低，反应速率慢，相同时间内SO2转化率低； （4）恒温恒压下，根据已知条件可列三段式： 可知平衡时各物质的量分别为：n(SO2)=0.4 mol、n(CH4)=0.6 mol、n(S)=0.6 mol、n(H2O)=0.6 mol、n(CO2)=0.2 mol、n(H2)=0.2 mol、n(CO)=0.2 mol，总的物质的量n总=0.4+0.6+0.6+0.6+0.2+0.2+0.2 +8=10.8mol，总压p总=100kPa，各物质分压，反应Ⅱ的=; （5）①燃料电池为原电池，通入O2的电极得电子发生还原反应，为正极，通入CH4的电极失电子发生氧化反应，为负极，电极I与原电池的负极相连是阴极，得到电子发生还原反应，被还原为，电极反应式为； ②燃料电池通入CH4的电极为负极，发生的反应为，标况下2.24 LCH4的物质的量n(CH4)=2.24/22.4 =0.1 mol，转移的电子数为0.8 mol，根据电极I的反应可知，电解池中生成0.335 mol的转移的电子数为， 2．（2026·河南南阳·模拟预测）碳中和、碳达峰战略目标催生了的资源化利用。以为原料合成甲醇是重要的资源化方法之一，已知下列反应： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (1)计算反应Ⅲ   ___________，该反应自发进行的温度条件是___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)。 (2)温度为时，恒容密闭容器中加入催化剂，向其中充入、，发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，反应开始到达到平衡后，体系的压强和水的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 已知：的选择性。 ①反应达到平衡时，的选择性为___________%(结果保留三位有效数字)，该温度下，反应Ⅲ的压强平衡常数___________。 ②反应达到平衡后，再向该密闭容器中按照的比例通入一定量混合气体，则反应Ⅰ和反应Ⅲ的平衡移动方向分别为___________(填“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”，下同)、___________。 (3)某研究所教授实验测试发现，在酸性溶液中，使用催化剂，通过电解方法将转化为的选择性高达70%(如图)。则生成的电极反应式为___________；指定条件下，1 h、催化剂生成的的质量为___________g(结果取整数)。 【答案】(1) -50.0 低温 (2)66.7% 向正反应方向移动 向正反应方向移动 (3) 129 【详解】（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ反应Ⅱ可得反应Ⅲ，因此；反应Ⅲ中，，正反应气体分子数减少，熵变，根据反应自发判据，只有低温条件下能满足，因此自发条件为低温。 （2）①初始总物质的量为，初始压强为，平衡压强为，恒容恒温下物质的量之比等于压强之比，因此平衡总物质的量为，平衡时水的物质的量为，设反应I生成CO的物质的量为、反应III生成甲醇的物质的量为，两个反应中各物质转化的物质的量为：，则，解得，由于平衡时水的物质的量为，即，则，故二氧化碳转化的物质的量为0.3 mol、生成甲醇0.2 mol，因此甲醇的选择性为，平衡总物质的量为，总压强为，各物质分压为：、、、，因此压强平衡常数： ； ②再向该密闭容器中按照的比例通入一定量混合气体，增大了反应物和的浓度，两个反应的浓度商均减小，小于其平衡常数，故反应Ⅰ和反应Ⅲ的平衡均向正反应方向移动。 （3）酸性条件下得电子生成甲醇，电极反应为：，如图可知，总产物的生成速率为，则总生成物物质的量为： ，甲醇选择性70%，因此，质量为。 3．（2026·吉林白山·模拟预测）天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S等气体。某种将CO2和H2S共同活化的工艺涉及如下4个反应： ①CO2(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2O(g)  =+35.00 kJ·mol-1 ②2CO2(g)+2H2S(g)⇌2CO(g)+S2(g)+2H2O(g)   ③2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)  =+171.58 kJ·mol-1 ④CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  =+41.20 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)已知：298K时，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量；H2S(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔΗ)为-586kJ·mol-1，则COS(g)的标准摩尔燃烧焓()为___________kJ·mol-1，反应②属于___________反应(填“放热”或“吸热”)，反应②在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)一定条件下，向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体，发生上述反应，25min时，测得体系总压强为210kPa，S2(g)的平均反应速率为___________kPa·s-1(此空需要保留三位有效数字)。当反应达到平衡时，测得体系总压强为220kPa，2p(COS)=2p(H2)=p(CO2)，此时H2S(g)的平衡转化率为___________(注意：本空需要以百分数表示)，反应②的标准平衡常数=___________(此空需要保留三位有效数字，不需要标注单位)(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)⇌gG(g)+hH(g)，，其中=100kPa，为各组分的平衡分压)。 (3)将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体充入恒压密闭容器中，发生上述反应，反应物的平衡转化率、COS或H2O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性，H2O的选择性。 ①表示“H2O的选择性”的曲线是___________(填“曲线a”或“曲线b”)； ②温度低于500℃时，H2S的转化率与CO2的相等，可能的原因是___________。 【答案】(1) -577 吸热 高温 (2)0.00667 70% 0.00988 (3)曲线a 温度低于500℃时，反应③进行程度很小，消耗的H2S与CO2物质的量相等，且起始两者物质的量相等，因此转化率相等 【详解】（1）已知：燃烧反应：⑤，，， 目标反应，根据盖斯定律可知，ΔH=ΔH5-ΔH1-ΔH6=-586-35+44=-577 kJ/mol，即COS标准燃烧焓为-577 kJ/mol；反应②根据盖斯定律：ΔH2​=ΔH3​+2ΔH4​=171.58+2×41.20=+253.98 kJ/mol>0，属于吸热反应； 反应②气体分子数增加，ΔS>0，ΔG=ΔH−TΔS<0自发，因此高温下自发进行。 （2）只有生成S2的反应会使气体总物质的量增加，由于生成S2的反应②和③中，气体物质的量增量均等于生成S2的物质的量，故体系总压强的增加值等于S2的分压：25min时总压强增加210−200=10 kPa，故p(S2)=10 kPa，时间25min=1500s，； 设起始时CO2(g)和H2S(g)的物质的量均为1mol，则两者的起始分压均为100kPa，平衡时，测得体系总压强为220kPa，则平衡时气体的物质的量之和为2.2mol，结合以上分析可得n(S2)=0.2mol，其平衡分压为20 kPa，设平衡时n(H2)=x，则n(COS)=x，n(CO2)=2x，根据S原子守恒可得：2n(S2)+ n(COS)+ n(H2S)平衡= n(H2S)初始，得n(H2S)平衡=(1-x-0.2×2)=(0.6-x)mol；根据氢原子守恒可得：2n(H2S)平衡+2n(H2O)+2n(H2)= 2n(H2S)初始，则得2(0.6-x)+2 n(H2O)+2x=2：解得：n(H2O)=0.4mol，根据C原子守恒得：n(COS)+ n(CO2)平衡+ n(CO)= n(CO2)初始，可得：n(CO)=(1-3x)mol，在结合O原子守恒：n(COS)+ 2n(CO2)平衡+ n(CO)+ n(H2O)= 2n(CO2)初始，解得：x=0.3，则平衡时各气体的物质的量：n(CO2)=0.6 mol，n(COS)=0.3 mol，n(CO)=0.1mol，n(S2)=0.2mol，n(H2O)=0.4 mol，n(H2S)=0.3 mol， n(H2)=0.3 mol，总气体为2.2mol；此时H2S(g)的平衡转化率为； 对反应②，平衡分压： p(CO2)=60kPa，p(H2S)=30kPa，p(CO)=10kPa，p(S2)=20kPa，p(H2O)=40kPa，，代入计算式： 。 （3）① 温度升高，更多发生反应③（不生成COS和），因此两者选择性均随温度升高下降；是所有与反应的产物，其选择性高于COS，因此曲线a表示的选择性； ② 温度低于500℃时，反应③进行程度很小，消耗的与物质的量相等，且起始两者物质的量相等，因此转化率相等。 4．（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 【详解】（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。 5．（2026·安徽合肥·二模）氢能作为一种清洁的可再生能源，具有燃烧热值高、环境污染少等优点，重整工艺是制氢的理想选择。 I．甲醇水蒸气重整制氢 主反应：①    副反应：②    ③    (1)_______。 (2)研究发现，氧空位可提高甲醇水蒸气重整制氢催化剂的活性。将替代晶格中的，可形成固溶体催化剂。随含量的增加，氧空位数目_______(填“增多”、“不变”或“减少”)。 (3)将一定量和的混合气充入密闭容器中，在催化剂作用下发生甲醇水蒸气重整制氢反应。不同温度下反应相同时间后，转化率、和的选择性变化如下图所示。 使用该催化剂发生甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳温度为_______。随温度升高，的选择性降低，CO的选择性增大的原因可能是_______。 Ⅱ．甲烷水蒸气重整制氢的主要反应有： ④ ⑤ ⑥ (4)一定温度下，向恒压密闭容器中通入一定量的和，发生上述反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 a．气体密度不变        b．气体总压强不变 c．的体积分数不变    d．和的物质的量相等 (5)温度为，压强为的条件下，将的混合气通入密闭容器中发生甲烷水蒸气重整制氢反应，达平衡时的转化率为，的选择性为25%(的选择性)。 i．平衡时_______，反应⑤的分压平衡常数_______(保留2位有效数字，是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ii．若温度不变，减小压强，则的值_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。 【答案】(1)+49.4 (2)增多 (3) 340℃ 催化剂的选择性发生了转变(或副反应为吸热反应，温度过高会使更多的CO2和H2反应，使H2选择性降低，CO选择性增大) (4)ac (5) 15：1 0.78 减小 【详解】（1）根据盖斯定律，反应①反应③反应②，因此。 （2）替代后，为维持晶体电荷平衡，需要减少补偿正电荷的不足，因此随含量增加，氧空位数目增多。 （3）该反应需要甲醇转化率高、选择性高、CO选择性低，340℃时甲醇转化率已经较高，选择性也较高，继续升温的选择性急剧下降，故340℃为最佳温度。随温度升高，催化剂的选择性发生变化，或主副反应均为吸热反应，升温更促进副反应正向进行，生成更多CO，消耗，因此选择性降低，CO选择性增大。 （4）a．恒压容器，反应前后气体总质量不变，反应后气体分子数增大，容器体积改变，密度，密度不变说明体积不再变化，反应达到平衡，正确； b．容器恒压，总压强始终不变，不能说明平衡，错误； c．体积分数不变，说明各物质浓度不再变化，反应达到平衡，正确； d．和物质的量相等不能说明浓度不变，无法判断平衡，错误。 （5）i．设起始，，转化率，则反应的为，由C原子守恒得，选择性，故，。 由O原子守恒：总O为，，得； 由H原子守恒：总H为，，得； 因此； 反应⑤，，分压平衡常数(保留2位有效数字)。 ii．反应⑤的，温度不变K不变，的值只需要分析即可，减小压强平衡向气体分子数增大的方向移动，反应④、⑥均正向移动，增大，减小，增大，因此减小。 6．（2026·河南安阳·三模）氙(Xe)和氟的化合物可在室温气相条件下与硅发生化学反应实现硅刻蚀，在半导体产业中应用广泛。光照条件下，和可以反应得到、、(结构如图所示)。 Ⅰ．  ； Ⅱ．  ； Ⅲ．  ； 回答下列问题： (1)已知键能为，则、、分子中平均键能依次为___________、___________、___________；试从结构的角度解释这一结果：___________。 (2)向恒压密闭容器中按充入和，平衡时三种氟化物的分布分数随温度的变化如图所示[如]： 265℃下，反应的平衡常数___________。 (3)可溶于水，并与水缓慢反应，在碱性条件下则会迅速反应。研究发现与水反应的机理如下： ①；； ②； ③； 三步中的决速步骤为①，则能较大幅度加快反应速率的试剂为___________(填“NaOH”“HF”或“NaF”)，理由是___________。 (4)为四方晶胞，晶胞结构如图所示，已知晶胞参数分别为、，，用表示阿伏加德罗常数的值，每个晶胞中含有___________个，晶体的密度为___________(用含、、的代数式表示)。 【答案】(1)134 127 120 F原子数依次增多，斥力增大，键长增长，键能减小(合理即可) (2)324 (3) 碱性条件下能消耗，有利于①水解生成，加快反应速率(合理即可) (4) 4 (合理即可) 【详解】（1）反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和；由反应Ⅰ可知，，则分子中平均键能为，同理由反应Ⅱ、Ⅲ焓变可知，、分子中平均键能依次为127、120；、、分子中F原子数依次增多，斥力增大，键长增长，使得键能减小(合理即可)； （2）由图，265℃平衡时，的分布系数为0.9，、的分布系数相等，均为0.05，则反应的平衡常数； （3）三步中的决速步骤为①，步骤①中生成HF，在碱性条件下能消耗，有利于①水解生成，可以加快反应速率(合理即可)，则能较大幅度加快反应速率的试剂为NaOH； （4）根据“均摊法”，晶胞中含个，则每个晶胞中含有4个，晶体密度。 7．（2026·河南开封·模拟预测）生物质能源的开发和利用已成为研究热点之一、生物质超临界水热制氢的主要反应如下(CHxOy因代表有机物最简比的通式)。 催化重整：   副反应1：   副反应2：   回答下列问题： (1)中反应物的总能量___________(填“＞”或“＜”)生成物的总能量。 (2)在副反应2中，下列条件能够同时提高化学反应速率和平衡转化率的是___________(填标号)。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．加入催化剂 (3)一定压强下，温度对生物质超临界水热制氢的影响如图所示。根据图中温度与产物平衡产率的关系分析，代表CH4平衡产率的是曲线___________(填“1”或“2”)。 (4)根据平衡移动原理分析曲线1变化的原因可能是___________。 (5)为研究副反应之间的平衡，恒温恒容条件下，向初始压强为100 kPa、体积为2 L的密闭容器中加入2 mol CO和2 mol H2O(g)，若仅发生副反应1和副反应2，10 min后反应达到平衡状态，此时CO转化率为50%，n(H2)=n(CH4)。 ①0～10 min内，___________，副反应2的Kp=___________(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②平衡时再向体系中加入1 molH2和1molCH4，此时副反应2___________(填“正向进行”、“逆向进行”或“已达平衡”)。 【答案】(1)＞ (2)C (3)2 (4)催化重整反应吸热，副反应放热，升高温度时，催化重整反应正移，副反应不同程度逆移，其中生成H2的方向移动程度大于消耗H2的方向，故H2平衡产率不断升高 (5) 0.01 0.49 正向进行 【详解】（1）根据分析可知，的，故反应物的总能量＞生成物的总能量； （2）副反应2为放热、气体体积减小的反应，增大压强可以同时提高化学反应速率和平衡转化率； （3）反应中含碳产物有、和，图中显示含量较少，平衡产率随温度升高而增大，根据原子守恒，平衡产率应随温度升高而降低(或，温度升高，副反应2逆向移动，平衡产率降低)，故曲线2代表； （4）催化重整反应属于吸热反应，两个副反应都是放热反应，升高温度时，催化重整反应平衡正向移动，副反应则不同程度逆向移动，其中生成的方向移动程度大于消耗的方向，故平衡产率不断升高； （5）分别考虑副反应1和副反应2，列出如下“三段式”： 假设副反应2中变化了，可列出如下“三段式”： ①根据，，可求出，故。平衡时，，，，。，针对副反应2，计算得，，，，副反应2的； ②加入和后，，，，CO2与H2O的分压保持不变，，故此时副反应2正向进行。 8．（2026·浙江绍兴·二模）研究高效处理燃煤烟气中的NOx，在环保领域具有重要价值。 (1)已知在25℃，101kPa时， a．N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)                    ΔH1=-92.4kJ/mol b．2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)                    ΔH2=-571.6kJ/mol c．N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)                        ΔH3=+180.0kJ/mol d．6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)            ΔH4=-1807.0kJ/mol ①H2O(l)=H2O(g)                             ΔH=___________kJ/mol。(保留一位小数) ②若NH3还原NO的主反应为d，相同时间内测得选用Fe2O3作催化剂的实验相关数据如图1所示。图1中250-300℃ NO转化率上升，而N2产率下降的原因是___________。 ③若NH3还原NO的只发生反应为d，以下措施能提高原料的平衡转化率的是___________。 A．升高温度                                        B．将水液化从体系中分离 C．加入催化剂                                        D．减小压强 (2)CO还原NO的反应机理及相对能量如图(TS表示过渡态)： ①写出该反应过程中决速步骤的化学方程式___________。 ②CO还原NO反应自发进行的条件是___________。 (3)氢气选择性催化还原(H2-SCR)技术可以在100-200℃的低温条件下去除氮氧化物，并且与其他还原剂相比，H2具有绿色清洁、无污染的优势。NO被H2还原的机理如下： 序号 反应 Ⅰ NO+*→NO* Ⅱ O2+2*→2O* Ⅲ H2+2*→2H* Ⅳ Ⅴ N*+N*→N2+2* Ⅵ O*+H*→OH*+* Ⅶ OH*+H*→H2O+2* 式中*表示一个空白的活性吸附位点，NO*表示吸附态的NO分子。 请写出步骤反应：Ⅳ___________。 (4)吸附法是利用吸附材料的表面物理吸附和化学吸附特性，从烟气中分离和去除氮氧化物的一种重要净化技术。不同吸附材料对NO吸附性能不同，金属有机框架Mn-MOF-74吸附性能优越，较高温度下才能脱附。它是由Mn2+与2，5-二羟基对苯二甲酸根离子()通过配位键连接形成一维六方孔道结构。Mn-MOF-74与NO吸附后微粒存在的化学键有___________。 A．范德华力 B．氢键 C．共价键 D．离子键 【答案】(1) +43.8 250-300℃反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，NO转化率升高；发生副反应，N2转化为N2O等，导致N2产率下降 BD (2) 2NO(g)=N2O2(g) 低温 (3)NO*+*→N*+O* (4)C 【详解】（1）①根据盖斯定律，由已知反应得，目标反应=，故。 ②根据图示，图1中250-300℃ NO转化率上升，而N2产率下降的原因是250-300℃反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，NO转化率升高；发生副反应，N2转化为N2O等，导致N2产率下降。 ③主反应：（放热），正反应气体分子数增加； A．升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，原料转化率降低，A错误； B．分离出液态水，生成物浓度降低，平衡正向移动，原料转化率提高，B正确； C．催化剂不改变平衡状态，不影响转化率，C错误； D．减小压强，平衡向气体分子数增加的正反应方向移动，原料转化率提高，D正确； 故选BD。 （2）①反应的决速步骤是活化能最大的步骤，活化能为过渡态与反应物的能量差： 第一步活化能，第二步活化能，第三步活化能=，第一步活化能最大，为决速步骤，反应为。 ②总反应，生成物总能量低于反应物，；反应后气体分子数减少，，根据时反应自发，低温下满足，因此自发条件为低温。 （3）根据总反应和已有步骤，产物需要生成​（由步两个生成），因此步骤IV为吸附态分解为和，配平得。 （4）范德华力、氢键都属于分子间作用力，不属于化学键；Mn-MOF-74是由Mn2+与2，5-二羟基对苯二甲酸根离子通过配位键连接形成一维六方孔道结构，配位键是特殊的共价键，故不含离子键；NO为共价化合物，只含共价键，故Mn-MOF-74与NO吸附后微粒存在的化学键只有共价键，故选C。 9．（2026·陕西西安·模拟预测）H2还原CO2实现“双减”目标，涉及反应如下： Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-48.5 kJ·mol-1  K1； Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+43.9 kJ·mol-1  K2。 (1)反应Ⅰ的速率方程为v正=k正·c(CO2)·c3(H2)，v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，反应达平衡后增大体系的压强，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)一定条件下，向恒压密闭容器中以一定流速通入CO2和H2混合气体，CO2平衡转化率和CH3OH选择性[ ]随温度、投料比的变化曲线如图所示。 ①表示CH3OH选择性的曲线是___________(填“L1”或“L2”) ②生成CH3OH的最佳条件是___________(填字母)。 a．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：3                        b．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：4 c．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：4                        d．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：3 (3)一定温度下，向恒压密闭容器中通入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，充分反应后，测得CO2平衡转化率为50%，CH3OH选择性为80%，该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kx=___________(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。 【答案】(1)不变 (2) L1 c (3) 【详解】（1）反应Ⅰ的速率方程为v正=k正·c(CO2)·c3(H2)，v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，反应达到平衡，正逆反应速率相等，即k正·c(CO2)·c3(H2)= k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，==K，增大体系的压强，平衡常数不变，则的值不变； （2）①反应Ⅰ放热，升高温度平衡逆向移动，CH3OH选择性减小，所以表示CH3OH选择性的曲线是L1； ②根据图中信息进行分析： a．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：3，CH3OH选择性很高，约95%－98%，但CO2转化率很低，约5%-8%，故总产量不高，不符合； b．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：4，氢气比例更高些，CH3OH选择性略低些，仍>90%，但CO2转化率还很低，约7%-9%，故总产量还是不高，不符合； c．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：4，CH3OH选择性略低些，仍78%，CO2转化率较大些，约18%-20%，故总产量比较高，符合；                         d．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：3，CH3OH选择性略低些，仍70%，CO2转化率也比c选低些，约15%，故总产量比较低，不符合；   所以，320℃时，生成CH3OH的最佳条件是320℃；n(CO2)：n(H2)=1：4，故选c； （3）一定温度下，向恒压密闭容器中通入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，充分反应后，测得CO2平衡转化率为50%，CH3OH选择性为80%，则反应消耗CO2的物质的量为0.5mol；反应剩余的CO2的物质的量为0.5mol，生成甲醇的物质的量为0.4mol，；根据三段式可得： 总气体物质的量为(0.5+1.7+0.4+0.1+0.5)mol=3.2mol；该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kx=。 10．（2026·广东江门·二模）配合物在离子吸附分离、反应催化等领域应用广泛。 Ⅰ．吸附分离 与对苯二甲酸可形成能分离和的配合物，每克配合物吸附离子的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)的电子排布式为___________。 (2)10~30分钟期间，该配合物对的吸附平均速率为___________。 (3)60分钟时吸附已达平衡，此时该配合物对的吸附选择性为___________(列出计算式) (已知：吸附选择性)。 Ⅱ．反应催化 某配合物可在常温下断开苯环上的键，形成活性中间体、或，过程如下图所示。图中所示为、、平衡时在所有中间体中的百分含量。回答下列问题。 (4)反应①中，正反应的活化能，逆反应的活化能。则该反应的___________。 (5)对于上述反应体系，以下说法正确的有___________。 A．改变温度，、和的相对含量改变 B．稀释反应体系，上述3个反应的平衡均发生移动，但平衡常数均不变 C．当一部分转化成其他物质，重新达到平衡后，在3种中间产物中的相对含量减少 D．平衡时，每生成的同时生成甲苯 (6)已知平衡常数，则反应①、②和③中的最小的是反应___________。(其中为自然对数，为常数，为热力学温度，为自由能) (7)与丙烯反应生成(e)和(f)，和不与丙烯反应。该反应较慢，反应过程中反应①、②和③可视为处于平衡状态。在某时刻消耗甲苯后，、和的物质的量之比为，则的物质的量为___________(用含、、的代数式表示，写出推导过程)。 【答案】(1)1s22s22p6 (2)0.205 (3) (4)-6.7 (5)AB (6)② (7) 【详解】（1）Mg是12号元素，镁原子失去最外层2个电子得到镁离子，的电子排布式为1s22s22p6。 （2）10~30分钟期间，该配合物吸附(8.1-4)mmol/g=4.1mmol/g Li+,该配合物对的吸附平均速率为 。 （3）60分钟时吸附已达平衡，每克该配合物吸附9.1mmol Li+、1.8mmol Mg2+，此时该配合物对的吸附选择性为。 （4）焓变=正反应活化能-逆反应活化能，反应①中，正反应的活化能，逆反应的活化能。则该反应的18.3kcal/mol-25.0kcal/mol=-6.7。 （5）A．化学平衡常数是温度的函数，改变温度，o、m、p三个中间体之间的转化平衡会移动，因此它们的相对含量会改变，故A正确； B．稀释反应体系，上述3个反应的平衡均逆向移动，温度不变，平衡常数不变，故B正确； C．当一部分转化成其他物质，重新达到平衡后，平衡常数不变，所以在3种中间产物中的相对含量不变，故C错误； D．平衡时，生成p的同时生成o、m，每生成的同时生成甲苯的物质的量大于1mol，故D错误； 选AB。 （6）活性中间体的相对含量m>p>，平衡常数K②>K③>K①，平衡常数，则反应①、②和③中的最小的是反应②。 （7）设平衡体系中p的物质的量为amol，则m、o的物质的量和为；、和的物质的量之比为，、和的物质的量和为，，则的物质的量为mol。 11．（2026·河南濮阳·二模）氮是自然界中重要的元素之一，研究氮及其化合物的性质对解决环境和能源问题都具有重要意义。 (1)基态N原子处于最高能级的电子云轮廓图为___________，其核外电子的空间运动状态有___________种。 (2)目前我国氨的生产能力位居世界首位。 ①工业合成氨反应：  。根据如图数据判断，该反应在常温下___________(填“能”或“不能”)自发。 ②某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________。 实验 1 2 3 4 ③在30.4 MPa、条件下，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___________。 (3)尿素为农业生产常用氮肥。 ①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： 实际生产中，当初始、时，的平衡转化率为80%，则该反应的平衡常数___________(用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数)。 ②近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于解决环境污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式是___________。 (4)二甲胺是用途广泛的化工原料。 25℃下，的电离常数为，，则水溶液的___________。 【答案】(1)哑铃形 5 (2)能 -1 催化剂粒径越小，比表面积越大，与反应物接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快 (3) 2.3 (4)5.4 【详解】（1）基态的氮原子核外电子排布为1s22s22p3，最高能级为2p，p轨道电子云轮廓图为哑铃形（纺锤形）；空间运动状态是指电子占据的轨道总数，故空间运动状态共1+1+3=5种； （2）①反应方程式为，，可以自发； ②从实验1到实验3，，解得； ③由图可知，a曲线对应最大催化剂粒径，c曲线对应最小粒径；粒径越小，催化剂比表面积越大，反应物接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快，相同流速氨气下产率越高，出口含量越大； （3）①、时，的平衡转化率为80%，设初始水为2 mol，二氧化碳为10 mol，氨气为45 mol，则，平衡时总物质的量=49 mol，平衡常数； ②从氢离子移动方向可知，生成尿素处为阴极，得电子，配平时可以使用氢离子和水，故方程式为； （4）的电离平衡常数与的水解平衡常数的积是水的离子积常数，，的水解平衡常数=， 解得c(H+)=10-5.4 mol/L，。 12．（2026·四川泸州·三模）二硫化碳是应用广泛的毒性化工试剂，可在300~400 ℃催化条件下与反应，再用溶液吸收转化为无毒物质，原理为：①  ；②。回答下列问题： (1)反应①的___________0(填“<”、“>”或“=”)；计算___________。(化学键键能见下表) 化学键 键能 535 436 413 363 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生反应①，下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．混合气体总压强不随时间变化 B．分子数不随时间变化 C．混合气体密度不随时间变化 D．4个键断裂的同时形成4个键 (3)在体积可变的密闭容器中充入和，发生反应①，的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，、分别代表温度或压强。 ①___________(填“<”、“>”或“=”)。 ②在反应对应的、、三点中，平衡常数由大到小的顺序为___________，正反应速率由大到小的顺序为___________。 (4)某温度下，向恒容密闭容器中按体积比为1：4充入和，发生反应①，起始压强为，达到平衡时，转化率为80%，该温度下，该反应的平衡常数___________。 (5)常温下，无法用溶液快速处理为无毒物质，是由于常温下和反应缓慢，则反应缓慢的原因可能是___________(任答一点)。 【答案】(1) < (2)AB (3) > 或 或 (4)1/400或0.0025 (5)是非极性分子，难溶于水；反应的活化能较高，常温活化分子百分数较低；可能涉及多步基元反应，其中某一步较慢 【详解】（1）反应①为气体分子数减少的反应，<0；反应①的焓变可用键能估算，反应物键能之和-生成物键能之和= 。 （2）A．本反应为恒容、气体分子数变化的反应，混合气体总压强不变说明各物种的物质的量均不变，可以证明反应达到平衡，A正确； B．分子数不随时间变化，符合化学平衡的定义，可以证明反应达到平衡，B正确； C．根据质量守恒定律，且该反应反应物和生成物均为气体，故混合气体总质量m永远不变，又因为是恒容容器，故总体积V也不变，故混合气体密度恒定不变，不能作为判断平衡的条件，C错误； D．断裂4个H-H键表示正反应速率，生成4个H-S键也表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D错误。 故选AB。 （3）该反应为气体分子数减小的反应，压强越大，平衡转化率越大；，故温度越大，平衡向逆反应方向移动，平衡转化率越小。故X为温度，Y为压强，且Y1>Y2；平衡常数只与温度有关，a点温度低于b、c点，故a点的平衡常数大于b、c点的平衡常数，b、c点温度相等，平衡常数相等；温度越大、压强越大，正反应速率越大，故正反应速率的大小顺序为b>c>a。 （4）设起始和的物质的量分别为1 mol和4 mol，平衡时转化的物质的量为，列出三段式 故反应后的总压为 ，。 （5）常温下和反应缓慢，首先，需要溶于水才能与反应，可能是的溶解度较低导致的反应缓慢；其次，可能是反应 本身速率缓慢，即活化能高，或包含多步基元反应，其中某一步较慢。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴题14 化学反应原理综合题 命题预测 2026高考化学原理综合题，将以真实工业/科研情境（如碳捕集、新能源、催化机理）为载体，聚焦热化学、速率平衡、电化学三大核心模块综合考查。必考盖斯定律计算、K/Kp/Ksp运算、平衡图像分析与条件选择；融合反应历程/能垒图，考查催化剂、中间体与决速步判断。电化学侧重新型电池/电解，结合电极反应与能量计算；渗透自由能、熵变判断反应方向，强化信息迁移与跨模块整合能力。设问梯度分明，兼顾基础与高阶思维，凸显绿色化学与社会责任素养。 高频考法 1.考查盖斯定律、反应速率和化学平衡 2.考查反应速率、化学平衡和电化学 3.考查反应速率、化学平衡和晶胞 4.考查盖斯定律、化学平衡和反应历程 5.考查反应速率和化学平衡图像 6.综合考查化学反应原理 知识·技法·思维 考向01 利用盖斯定律计算反应热 一、盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，与反应进行的途径无关。一个反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应热的数值完全相同。 二、核心计算公式 1. 焓变与物质总能量关系：ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量 2. 焓变与化学键能关系：ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能 3. 多步反应总焓变：总反应ΔH = 各分步反应ΔH的代数和 三、高考核心解题步骤 1. 明确目标热化学方程式，确定待求ΔH； 2. 分析已知热化学方程式，通过逆写、调整化学计量数、加减运算，消去目标方程式中没有的中间物质； 3. 对ΔH做与方程式完全相同的运算：方程式逆写，ΔH变号；方程式计量数加倍，ΔH同倍数加倍；方程式相加，ΔH直接相加； 4. 计算得出最终ΔH数值，标注正确符号与单位（kJ/mol）。 四、高频易错点 1. ΔH包含正负号，运算时需带入符号计算； 2. 物质聚集状态（s、l、g、aq）不同，ΔH不同，不可忽略； 3. 热化学方程式计量数仅表示物质的量，调整系数时ΔH必须同步等比例变化； 4. 键能计算公式易混淆，严格遵循反应物总键能减生成物总键能； 5. 最终结果务必带上单位kJ/mol，注意正负号书写规范。 考向02 转化率、产率等计算与变化判断 一、基本概念 1. 转化率：某反应物实际转化的量与起始投入总量的比值，只针对反应物。 2. 产率：实际生成目标产物的量与理论完全转化生成产物的量的比值。 3. 平衡转化率：可逆反应达到化学平衡时的反应物转化率。 4. 投料比：两种或多种反应物起始物质的量之比，影响转化率和产率。 二、核心计算公式 1. 反应物转化率 转化率 = 转化的物质的量 ÷ 起始物质的量 × 100% 2. 产物产率 产率 = 实际生成产物物质的量 ÷ 理论最大生成产物物质的量 × 100% 3. 三段式通用计算 列出起始量、变化量、平衡量，按化学计量数比例列式，可求转化率、产率、平衡浓度、平衡常数。 　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx (1)vA＝。 (2)转化率αA＝×100%。 (3)K＝。 (4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 (5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。 三、外界条件对转化率、产率的变化判断 1. 温度 正反应吸热，升温平衡正向移动，反应物转化率、产物产率增大；降温则减小。 正反应放热，升温平衡逆向移动，反应物转化率、产物产率减小；降温则增大。 2. 压强 反应前后气体分子数减小，加压平衡正向移动，转化率、产率增大；减压则减小。 反应前后气体分子数增大，加压平衡逆向移动，转化率、产率减小；减压则增大。 反应前后气体分子数相等，改变压强，平衡不移动，转化率、产率均不变。 3. 浓度与投料 增大一种反应物浓度，自身转化率降低，其他反应物转化率升高，目标产物产率升高。 按化学计量数之比投料，各反应物平衡转化率最高，产物产率最优。 恒容通入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，转化率、产率不变。 恒压通入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向气体分子数增大方向移动，转化率、产率随之改变。 4. 催化剂 催化剂只加快反应速率，缩短达平衡时间，不改变平衡位置，转化率、产率均不变。 考向03 化学平衡常数(K)及Kp的计算 1．化学平衡常数表达式的书写 (1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如： CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)。 Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) K＝。 但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如： C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝。 (2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝。 (3)化学平衡常数的计算规则 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积；两方程式相减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 2．化学平衡常数与温度的关系 热效应 温度变化 K的变化 热效应 温度变化 K的变化 放热 反应 升温 减小 吸热 反应 升温 增大 降温 增大 降温 减小 考向04 综合图像分析方法 一、解化学图像题通用四步法 1. 看坐标轴：明确横坐标、纵坐标分别代表什么物理量，看清单位和刻度。 2. 看起点、拐点、交点、终点：起点判断初始状态；拐点是平衡临界点；交点代表等量关系；终点看平衡稳定值。 3. 看曲线趋势：上升、下降、先升后降、先降后升，判断温度、压强、浓度对速率和平衡的影响。 4. 定主次原因：拐点前看反应速率（未达平衡），拐点后看平衡移动（已达平衡）。 二、各类图像专属分析技巧 1. 浓度—时间图像 横坐标时间，纵坐标物质浓度。 曲线水平不再变化，说明达到化学平衡。 浓度突然突变：改变浓度、加压、减压。 浓度渐变无突变：改变温度、加催化剂。 反应物浓度减小，生成物浓度增大，可判断反应方向与化学计量数比例。 2. 转化率/产率 — 温度图像 低温段随温度升高转化率上升：温度升高反应速率加快，未达平衡，速率占主导。 超过拐点后温度升高转化率下降：已达平衡，升温平衡逆向移动，说明正反应放热。 若全程一直上升：正反应吸热，升温平衡正向移动。 3. 转化率/产率 — 压强图像 压强增大，转化率上升：正反应气体分子数减小。 压强增大，转化率下降：正反应气体分子数增大。 压强改变，转化率不变：反应前后气体分子数相等。 4. 多曲线对比图像（多条温度、压强线） 定一议二法：固定横坐标不变，看不同曲线高低；或固定一条曲线，分析另一变量影响。 先看速率快慢判断温度高低、压强大小；再看平衡转化率判断吸热放热、气体分子数变化。 5. 反应历程能垒图像 最高点与反应物能量差：正反应活化能。 最高点与生成物能量差：逆反应活化能。 反应物与生成物能量差：反应焓变ΔH。 能垒最高的步骤：决速步，总反应速率由最慢一步决定。 中间低谷物质：反应中间体；起点到中途参与又生成的物质：催化剂。 三、核心解题逻辑规律 1. 图像未平衡区间：只受反应速率影响，温度越高、压强越大、浓度越大，反应越快。 2. 图像平衡后区间：只受平衡移动影响，用勒夏特列原理判断移动方向、转化率、产率变化。 3. 先拐先平数值大：同一图像中，曲线先出现拐点，代表先达到平衡，对应温度更高、压强更大。 4. 催化剂只改变达到平衡时间，不改变平衡转化率、产率和平衡常数。 典例·靶向·突破 考向01 考查盖斯定律、反应速率和化学平衡 1．【新情境——CO₂加氢制甲醇原理】（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)。 情境链接 以CO₂加氢制甲醇为背景，通过盖斯定律关联三步反应焓变，串联热力学自发性判断、反应历程分析，构建了热化学与反应机理的综合考查场景 考向解码 本题聚焦高考化学原理综合题核心考向，以CO₂加氢制甲醇的工业反应为载体，实现多模块融合考查。 1. 热化学模块：考查盖斯定律计算焓变（ΔH₂=ΔH₃-ΔH₁），结合ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发性，强化对“高温自发”条件的理解。 2. 反应机理模块：通过反应历程能垒图，考查中间体（如HCOO*）、决速步判断，以及不同原子加氢的能量优势分析，体现对催化反应历程的深度理解。 3. 命题特点：以真实化工情境为依托，将基础计算与机理分析结合，兼顾基础运算与图像解读能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向，同时渗透绿色化学理念。 【变式探究】（2026·四川攀枝花·二模）乙二醇是一种重要的化工原料，在制药、合成树脂等工业领域有广泛应用，可采取下列两种方法合成。 Ⅰ．直接合成法：由合成气直接法制乙二醇，主要反应如下： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     (1)已知：298 K、101 kPa下       反应Ⅱ的___________。 (2)在恒压密闭容器中充入合成气，仅考虑发生反应Ⅰ：  ，维持10%的平衡转化率，所需反应条件（温度、压强）如下表： 温度T/K 298.15 300 354.7 400 压强P/kPa 5.73 6.38 49.27 260.99 反应Ⅰ的平衡常数K 1 则：___________（选填“>”或“<”）0，随着温度升高所需压强增大的原因是___________。 (3)直接合成法制乙二醇的反应Ⅰ、Ⅱ的反应历程（部分）如下图（TS表示过渡态），下列过程中活化能最大的基元反应方程式为___________。 (4)在2 L刚性容器中充入合成气，在总压40 MPa、473 K，含0.8 mg Rh(铑)的某催化剂存在下反应。测得和的时空收率分别为和(时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量)，则用表示的反应速率为___________。 Ⅱ．间接合成法：可用草酸二甲酯(DMO)催化加氢合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 (5)在固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比，出口处DMO的转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如下图(某物质的选择性，3种物质的选择性之和为1)，其中曲线a表示DMO的转化率，曲线c表示乙醇的选择性。 ①483 K时，出口处的值为___________。 ②A点时，计算的浓度商表达式为___________(注：用物质的量分数代替浓度表示)。 考向02 考查反应速率、化学平衡和电化学 2．【热点——CO₂制备CO反应原理】（2026·陕西宝鸡·二模）CO2在工业上有着重要的应用，可用于制备诸多化工原料和产品。利用CO2制备CO的反应如下，回答下列问题。 主反应(ⅰ)：  ； 副反应(ⅱ)：  ； (1)298 K时相关物质的相对能量如图1所示，则___________。 (2)在一恒容密闭容器中充入1 molCO2和2 molH2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。下列叙述正确的是___________(填标号)。 A．升高温度，反应ⅰ和ⅱ的平衡常数都增大 B．平衡后通入Ar，反应ⅰ和ⅱ的反应速率均不变 C．体系放出的热量为33.7 kJ时生成0.1 mol C2H4 D．体系中若，则 (3)在一密闭容器中充入1 mol CO2和3 molH2，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。在1 MPa、10 MPa、100 MPa下测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图2所示。 ①L1代表的压强为___________MPa。 ②M点时，测得乙烯为0.1 mol。对应条件下，反应ⅰ的平衡常数Kp=___________。(用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数) (4)在反应器中充入一定量CO2和H2，在催化剂条件下，同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。测得CO2在单位时间内的转化率、C2H4的选择性与温度的关系如图3所示。分析温度高于500℃，乙烯的选择性降低，二氧化碳的转化率增大，其原因是___________。 (5)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。 ①电解时，阴极的电极反应式是___________。 ②工业上生产1.4×103 kg的LDPE，理论上需要标准状况下___________L的CO2。 情境链接 以工业上CO₂制备CO的真实反应为背景，串联主副两个反应，结合能量图、恒容平衡分析、压强温度图像，将热化学计算与平衡原理深度融合，体现高考对化工情境下综合分析能力的考查。 考向解码 本题是典型的高考化学反应原理综合题，以CO₂资源化利用为情境，实现多模块融合考查： 1. 热化学计算：利用相对能量图，通过生成物与反应物的能量差直接计算主反应焓变ΔH₁，考查对“ΔH=生成物总能量-反应物总能量”公式的理解与应用。 2. 化学平衡综合判断：在恒容密闭容器中同时发生主副反应，考查平衡常数与温度的关系、惰性气体对反应速率的影响、反应热与物质的量的对应关系、元素守恒与物料平衡分析，覆盖平衡移动、速率影响、能量计算等多个核心考点。 3. 图像分析能力：后续CO₂平衡转化率与温度、压强的关系图，将考查外界条件对平衡的影响规律，强化“温度/压强对不同气体分子数反应的影响差异”的理解，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向。 【变式探究】（2026·河北张家口·二模）（2026·上海普陀·二模）我国设计并建造的全球首艘纯氨动力船首航成功，开启航运零碳革命。氨燃料(即液氨)具有无碳燃烧、储运便捷、可由“绿氢”合成等优点，未来将成为替代传统船用燃油的主力。 (1)下列说法中正确的是___________。 A．工业上用“绿氢”生产氨燃料，属于大气固氮 B．氨燃料的使用，有助于“碳达峰、碳中和”目标的实现 C．传统船用燃油的主要成分是油脂 D．传统船用燃油可通过石油裂解获得 (2)氨燃料比液氢储运便捷，普通加压或-33℃环境即可液化保存，其原因可能有：___________、___________。 (3)合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。 ①合成氨反应的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH=___________kJ·mol-1(用图中字母表示)。 ②下列说法正确的是___________。(不定项) A．反应历程中存在4个基元反应        B．反应历程中存在σ键和π键的断裂和形成 C．反应需在高温条件下才能自发进行    D．决速步的反应方程式为NH2*＋H*=NH3* (4)在不同压强下，按(H2)=0.75，(N2)=0.25组成进料(物质i的物质的量分数：)，反应达到平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①下列说法正确的是___________。(不定项) A．压强P1＞P2 B．平衡常数KA=KB＞KC C．达到平衡时，反应速率vB＞vA D．D处迅速升温由T1到T2，此时v正＜v逆 ②在容积为2 L的密闭容器中投入共1 mol反应气体，5 min后达到A处平衡状态，则氮气的反应速率v(N2)=___________mol⋅L−1⋅min−1。 ③压强为P1时，按(H2)=0.675，(N2)=0.225，(Ar)=0.1组成进料，在下图中画出平衡时氨的物质的量分数与温度的关系曲线___________。 电催化硝酸盐还原合成氨，装置如图甲。电解时先吸附到催化剂表面放电产生。控制其它条件不变，产率随pH变化如图乙。 (5)生成的电极反应式为___________。 (6)控制pH为6～8时，的产率较高，请解释其原因：___________。(提示：离子浓度的大小可能会对氧化性的强弱产生影响)。 考向03 考查反应速率、化学平衡和晶胞 3．【热点——丙烷催化氧化脱氢】（2026·河南郑州·二模）我国科研工作者研发了高效催化剂，用于丙烷催化氧化脱氢制取丙烯。 (1)已知：①  ； ②  ； ③  ； ④  ； 则________。 (2)在P kPa b℃、催化下，密闭容器中加入与，发生催化氧化脱氢制取丙烯。的转化率及的选择性如图1所示。 ①400~b℃时，的选择性逐渐降低的原因是________。 ②若在b℃时，只发生①②反应，达到平衡时，的产率=________，反应①的________（写出计算式即可）。 (3)为了分离丙烷与丙烯，我国科研人员研发了微孔金属有机框架材料，该材料的晶胞如图2所示。 ①的价电子排布式为________。的空间结构为________。 ②该材料的晶胞中三种粒子的个数比，________。 (4)微孔金属有机框架材料具有优秀的捕获能力，实现了和的高效分离。在296 K，不同压强下，该材料吸收、的吸收量如图3所示。根据图3选择分离和的条件为296 K、________（选“0.01”、“0.1”或“1”）kPa，原因是________。 情境链接 以丙烷催化氧化脱氢制丙烯的工业催化反应为背景，以新型催化剂BOx@SiO₂为载体，结合盖斯定律焓变计算、转化率与选择性图像，串联热化学与平衡原理，体现高考化工情境下的综合考查 考向解码 本题是典型的高考化学反应原理综合题，以丙烷制丙烯的化工热点为情境，实现多模块融合考查： 1. 热化学核心计算：通过盖斯定律，将丙烷燃烧、丙烯燃烧、水的相变等多个热化学方程式进行加减组合，计算目标反应的焓变，考查学生对盖斯定律的灵活应用，以及物质状态（气态/液态水）对焓变的影响。 2. 反应选择性与平衡分析：后续将结合转化率、选择性图像，考查温度、压强、催化剂对主副反应的影响，理解“选择性”的概念，分析如何通过条件控制提高目标产物丙烯的产率，体现工业生产的实际需求。 3. 命题特点：以真实催化反应为背景，将基础计算与图像分析结合，兼顾运算能力与信息解读能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向，同时渗透绿色化学与化工优化理念。 【变式探究】（2026·河南开封·二模）Ⅰ.第ⅤA族元素氮、磷、砷在新能源、新材料、环保治理等领域有广泛应用。工业中常搭配锌硫晶体做载体实现对氮、磷、砷的吸附、催化协同反应。 (1)氮、磷、砷的最简单氢化物沸点从高到低的顺序为___________，原因是___________。 (2)硫化锌的晶胞结构如图所示，其晶胞边长为a nm，密度为，设为阿伏加德罗常数，则___________(用含a、b的代数式表示)。 Ⅱ.工业上用二乙苯(DEB)在催化下两步脱氢制取二乙烯基苯(DVB)。 反应为： ①   ②   副反应为： ③ (3)通入水蒸气可减少催化剂上的积碳，原因是___________(用化学方程式表示)。恒压下，通入一定量的水蒸气能提高DVB的产率，原因是___________。 (4)一定条件下，发生反应①和②，已知DEB的转化率与之间满足关系，若每小时通入DEB的物质的量为0.5 mol，则用DEB表示的反应速率为___________。 (5)保持压强为100 kPa，通入水蒸气和，发生上述三个反应，DEB的平衡转化率、EVB和DVB的选择性随温度变化如图所示[选择性]。图中表示DEB平衡转化率的曲线为___________(填标号)；时反应①的___________kPa。 考向04 考查盖斯定律、化学平衡和反应历程 4．【热点——CO₂制甲醇反应机理】（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___________。 情境链接 以CO₂催化加氢制甲醇的工业反应为背景，串联反应历程能垒分析、焓变计算、燃料电池电极反应，以及温度对转化率与选择性的影响，将热化学、电化学与平衡原理深度融合。 考向解码 本题是高考化学反应原理综合题的典型命题范式，以CO₂资源化利用为情境，实现多模块交叉考查： 1. 反应机理与催化剂分析：通过两种催化剂（In₂O₃与Ni₆O₄/In₂O₃）的反应历程能垒图，考查决速步活化能的计算与比较，理解催化剂对反应能垒、反应速率的调控作用，体现催化化学的核心思想。 2. 热化学与电化学综合：要求计算反应焓变ΔH₂，并书写碱性环境下甲醇燃料电池的负极反应式，串联热化学与电化学两大模块，考查基础方程式书写与能量变化分析能力。 3. 平衡与选择性图像分析：通过温度-转化率/选择性曲线，区分实际转化率与平衡转化率、实际选择性与平衡选择性，分析温度对反应速率、平衡移动及副反应的影响，强化“速率主导”与“平衡主导”的图像分析逻辑，契合高考对真实工业反应条件优化的考查导向。 【变式探究】（2026·山东·模拟预测）研究的综合利用、实现资源化是能源领域的重要发展方向。 (1)以二氧化钛表面覆盖的为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①铜元素在周期表中属于___________区元素，基态价电子的轨道表示式为___________。 ②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，A点，B点原子的分数坐标分别为，，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的化学式为___________。 (2)我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应； 需通过以下两步实现： Ⅰ．； Ⅱ．； 反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。 ①___________。稳定性：过渡态1___________(填“大于”“小于”或“等于”)过渡态2。 ②为探究反应，进行如下实验：在一恒温、体积为2 L的密闭容器中，充入和，进行该反应(不考虑其他副反应)。10 min时测得和的体积分数之比为1：4且比值不再随时间发生变化。反应开始到平衡时，和转化之比为___________。该温度下的平衡常数。___________(保留三位有效数字)。 (3)已知：；控制温度30～40℃之间的弱酸性溶液，采用活性微生物电催化技术，在电解池中可实现的甲烷化。 ①微生物电解池中实现甲烷化的阴极电极反应为___________。 ②如果处理有机物产生标准状况下，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。 考向05 考查反应速率和化学平衡图像 5．【热点——CO₂制甲醇反应机理】（2026·山西太原·二模）逆水煤气变换反应（Ⅰ）是将二氧化碳加氢转化为甲醇、低碳烯烃、芳烃以及汽油等高附加值化学品和燃料的关键步骤，对于实现资源化利用具有重要意义。已知： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   Kaiser等研究了在常压、原料气的氢碳比、催化剂条件下，平衡时各组分的摩尔分数（物质i的摩尔分数：）随反应温度的变化如图1所示： 回答下列问题： (1)反应Ⅰ的______。 (2)图中随着反应温度的升高，的摩尔分数一直在减小，原因是______。 (3)下列说法错误的是______（填标号）。 A．高温有利于反应Ⅰ正向进行，但也容易导致催化剂失活 B．温度降低，反应Ⅱ、Ⅲ逐渐变为主反应，导致产物中CO占比降低 C．提高原料气的氢碳比可以促进转化，但过高的氢碳比会导致大量生成 D．加压会促进反应Ⅰ正向移动，设计高温稳定且低温高效的催化剂也是反应Ⅰ的关键 (4)假设℃时，在上述的Kaiser实验条件下进行以上三个反应，起始时，平衡时测得反应体系中，则平衡时______mol（用含a的代数式表示，下同），反应Ⅰ的化学平衡常数_______。 (5)乙醇的部分氧化（反应①）和完全蒸汽重整（反应②）被积极探索作为可能的氢气生产途径，而选择性部分重整乙醇与水反应生成乙酸和氢气（反应③）更具优势。不同乙醇转化产氢途径的焓变（）以及自由能变化（）随温度的变化关系如图2所示（图中涉及物质均为气态）。下列说法正确的是______（填标号）。 A．600K以上，三个反应的均小于0，均可自发进行 B．300K以下，反应②可以自发进行 C．三个反应的熵变均大于0 (6)在p MPa、℃下，将投料比的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器，只发生反应Ⅰ，的平衡转化率为25％。同温同压下，若通入装有催化剂的新型膜反应器（如图所示分子筛膜能选择性分离出），的平衡转化率为40％，则相同时间内a出口和b出口中的质量比为______。 情境链接 以逆水煤气变换反应为核心，围绕CO₂加氢制高附加值化学品的资源化利用展开，结合平衡摩尔分数、吉布斯自由能随温度变化的图像，将热化学计算与平衡移动分析结合，贴合化工生产中CO₂转化的实际研究方向。 考向解码 本题是典型的化学反应原理综合题，以CO₂资源化利用为真实情境，考查核心知识点如下： 1. 盖斯定律应用：通过已知反应的焓变推导目标反应的焓变，是热化学部分的基础且高频考点。 2. 化学平衡移动分析：结合图像分析温度对CH₄摩尔分数的影响，需要区分反应的热效应与平衡移动的关系，考查学生对勒夏特列原理的灵活应用。 3. 图像信息解读：通过平衡摩尔分数、吉布斯自由能随温度变化的图像，考查学生从图表中提取信息、分析规律的能力，契合高考对化工情境下综合分析能力的考查要求。 4. 命题特点：以真实科研为背景，将热化学、化学平衡等知识点融合，体现了高考“从生活走向化学，从化学走向社会”的命题理念。分析逻辑，契合高考对真实工业反应条件优化的考查导向。 【变式探究】（2026·山东·模拟预测）2025年4月25日中国航天员搭载神舟二十号载人飞船顺利进入“太空之家”，中国空间站设有完整的可再生生命保障系统，对二氧化碳进行收集和再生处理，实现了对二氧化碳的加氢甲烷化，生成甲烷与水，并伴有副反应。 Ⅰ．(主反应) Ⅱ．(副反应) 回答下列问题： (1)几种化学键的键能为：、、、，则___________。 (2)一定温度时，在固定容积的容器中充入和进行上述反应，平衡时的转化率，的选择性随温度变化如图所示： 根据图像分析可知：___________0(填“>”或“<”)，平衡转化率先减小后增大的原因是___________。 T℃，反应Ⅱ的___________(保留两位有效数字，为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，的选择性)。 (3)早期长征运载火箭推进剂成分为和，它们混合后反应的产物对环境友好，其反应的化学方程式为___________在点火的瞬间火箭尾部喷射出红色火焰，同时伴随着滚滚红色烟雾，研究发现是分解的结果。T℃时，，和的消耗速率与其浓度存在如下关系：，(其中、是只与温度有关的常数)，一定温度下，或的消耗速率与其浓度的关系图像如图所示： 表示消耗速率与其浓度的关系的图像是___________(填“X”或“Y”)。 (4)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供，其电池反应式为，工作原理示意图如下： 电池工作时，理论上为宇航员提供标准状况下11.2 L的氧气时，正极材料的质量变化为___________g。 考向06 综合考查化学反应原理 6．【热点——CO₂制甲烷反应原理】（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”)。 情境链接 以CO₂合成甲烷助力“双碳”目标为背景，围绕CO₂加氢过程中的主副反应，结合盖斯定律、反应自发性、速率常数与平衡移动，串联热化学与动力学核心考点，贴合高考化工情境考查方向。 考向解码 本题是高考化学反应原理综合题的典型范式，以CO₂资源化利用为真实情境，实现多模块交叉考查： 1. 热化学与自发性判断：通过盖斯定律，由已知反应焓变计算目标反应Ⅲ的ΔH，再结合ΔG=ΔH-TΔS判断反应自发进行的温度条件，考查焓变计算与热力学判据的综合应用。 2. 动力学与平衡常数关联：通过反应Ⅰ的正逆反应速率表达式，将速率常数与平衡常数K关联，分析温度变化对速率常数比值（即平衡常数）的影响，理解温度、焓变与平衡移动的内在联系。 3. 平衡体系综合分析：后续结合平衡组分物质的量随温度变化的图像，考查多反应共存体系中温度对平衡移动、产物分布的影响，强化学生在复杂体系中分析条件优化、平衡移动规律的能力，契合高考“真实情境、综合应用”的命题导向。 【变式探究】（2026·陕西咸阳·三模）工业含硫烟气是大气主要污染物之一，研究烟气脱硫、硫化氢资源化利用对环境保护具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ、还原脱硫反应研究 标准生成焓是指、条件下，由元素最稳定的单质生成单位物质的量的纯化合物的热效应。下表为几种物质的标准生成焓()： 物质 () 0 -296.8 -393.5 -241.8 -74.8 还原脱硫总反应： (1)计算上述反应的______。 (2)50℃，100kPa恒压下(此时为液态，S为固态)，向密闭容器中充入、、发生上述反应。反应达到平衡时，的转化率为，该反应的平衡常数______(为用分压表示的平衡常数)。 Ⅱ、硫化氢分解与电化学再生 (3)2026年1月中科院大连化物所研发的硫化氢清洁处理技术，采用光、电等非常规手段分解硫化氢。若在一定温度、恒容密闭容器中进行该反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______(填字母标号)。 A．容器内的浓度与的浓度相等 B． C．混合气体的密度不再变化 D．容器内气体总压强不再变化 (4)采用溶液吸收处理，并通过电解池实现“吸收液”的再生，同时制取氢气，其原理如图所示。 结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的______。 Ⅲ、克劳斯法脱硫 克劳斯法的原理是利用硫化氢为原料，在克劳斯燃烧炉内使废气中的一部分氧化生成，生成的与进气中的反应生成硫磺加以回收。 克劳斯法总反应：   (5)如图为产率随温度值的变化情况，已知一定条件下，将和按的比例向反应容器内投料，相同时间内，解释随温度升高，产率先增大后减小的原因______。工业上克劳斯过程的操作中，要控制适当温度以防设备中有液相凝结，其目的是______。 (6)实际生产中要及时移走部分，其目的是______。 1．（2026·河南信阳·模拟预测）含硫烟气(主要含)的脱硫处理是环保重要举措，利用还原脱硫的反应为： 反应Ⅰ．   反应Ⅱ．   回答下列问题： (1)反应II自发的条件是___________(填“高温”“低温”“任意温度”或“无法判断”)。 (2)恒温恒压密闭容器中，充入一定量和发生反应Ⅱ，下列能判断反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。 a．气体平均相对分子质量不变 b．混合气体的密度不变 c． d． (3)在不同催化剂条件下，的转化率随温度变化的曲线如下图所示。 工业生产过程中选择的最佳催化剂是___________(填“Cat．1”“Cat．2”“Cat．3”“Cat．4”或“Cat．5”)，若选择催化剂Cat．2，低温下的转化率低的原因是___________。 (4)向恒温恒压的密闭容器中充入、、发生反应I和Ⅱ．测得体系的初始压强为，当反应达到平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数___________。 (5)利用燃料电池电解脱硫，其装置如下图所示。 ①写出电极I的电极反应式___________。 ②燃料电池工作时，每消耗标准状况下，电解池中会生成，不考虑其他能量损耗，该燃料电池将化学能转化为电能的转化率为___________(保留四位有效数字，转化率=)。 2．（2026·河南南阳·模拟预测）碳中和、碳达峰战略目标催生了的资源化利用。以为原料合成甲醇是重要的资源化方法之一，已知下列反应： Ⅰ．   Ⅱ．   回答下列问题： (1)计算反应Ⅲ   ___________，该反应自发进行的温度条件是___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)。 (2)温度为时，恒容密闭容器中加入催化剂，向其中充入、，发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，反应开始到达到平衡后，体系的压强和水的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 已知：的选择性。 ①反应达到平衡时，的选择性为___________%(结果保留三位有效数字)，该温度下，反应Ⅲ的压强平衡常数___________。 ②反应达到平衡后，再向该密闭容器中按照的比例通入一定量混合气体，则反应Ⅰ和反应Ⅲ的平衡移动方向分别为___________(填“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”，下同)、___________。 (3)某研究所教授实验测试发现，在酸性溶液中，使用催化剂，通过电解方法将转化为的选择性高达70%(如图)。则生成的电极反应式为___________；指定条件下，1 h、催化剂生成的的质量为___________g(结果取整数)。 3．（2026·吉林白山·模拟预测）天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S等气体。某种将CO2和H2S共同活化的工艺涉及如下4个反应： ①CO2(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2O(g)  =+35.00 kJ·mol-1 ②2CO2(g)+2H2S(g)⇌2CO(g)+S2(g)+2H2O(g)   ③2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)  =+171.58 kJ·mol-1 ④CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  =+41.20 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)已知：298K时，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量；H2S(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔΗ)为-586kJ·mol-1，则COS(g)的标准摩尔燃烧焓()为___________kJ·mol-1，反应②属于___________反应(填“放热”或“吸热”)，反应②在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)一定条件下，向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体，发生上述反应，25min时，测得体系总压强为210kPa，S2(g)的平均反应速率为___________kPa·s-1(此空需要保留三位有效数字)。当反应达到平衡时，测得体系总压强为220kPa，2p(COS)=2p(H2)=p(CO2)，此时H2S(g)的平衡转化率为___________(注意：本空需要以百分数表示)，反应②的标准平衡常数=___________(此空需要保留三位有效数字，不需要标注单位)(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)⇌gG(g)+hH(g)，，其中=100kPa，为各组分的平衡分压)。 (3)将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体充入恒压密闭容器中，发生上述反应，反应物的平衡转化率、COS或H2O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性，H2O的选择性。 ①表示“H2O的选择性”的曲线是___________(填“曲线a”或“曲线b”)； ②温度低于500℃时，H2S的转化率与CO2的相等，可能的原因是___________。 4．（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_______。 5．（2026·安徽合肥·二模）氢能作为一种清洁的可再生能源，具有燃烧热值高、环境污染少等优点，重整工艺是制氢的理想选择。 I．甲醇水蒸气重整制氢 主反应：①    副反应：②    ③    (1)_______。 (2)研究发现，氧空位可提高甲醇水蒸气重整制氢催化剂的活性。将替代晶格中的，可形成固溶体催化剂。随含量的增加，氧空位数目_______(填“增多”、“不变”或“减少”)。 (3)将一定量和的混合气充入密闭容器中，在催化剂作用下发生甲醇水蒸气重整制氢反应。不同温度下反应相同时间后，转化率、和的选择性变化如下图所示。 使用该催化剂发生甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳温度为_______。随温度升高，的选择性降低，CO的选择性增大的原因可能是_______。 Ⅱ．甲烷水蒸气重整制氢的主要反应有： ④ ⑤ ⑥ (4)一定温度下，向恒压密闭容器中通入一定量的和，发生上述反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 a．气体密度不变        b．气体总压强不变 c．的体积分数不变    d．和的物质的量相等 (5)温度为，压强为的条件下，将的混合气通入密闭容器中发生甲烷水蒸气重整制氢反应，达平衡时的转化率为，的选择性为25%(的选择性)。 i．平衡时_______，反应⑤的分压平衡常数_______(保留2位有效数字，是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ii．若温度不变，减小压强，则的值_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。 6．（2026·河南安阳·三模）氙(Xe)和氟的化合物可在室温气相条件下与硅发生化学反应实现硅刻蚀，在半导体产业中应用广泛。光照条件下，和可以反应得到、、(结构如图所示)。 Ⅰ．  ； Ⅱ．  ； Ⅲ．  ； 回答下列问题： (1)已知键能为，则、、分子中平均键能依次为___________、___________、___________；试从结构的角度解释这一结果：___________。 (2)向恒压密闭容器中按充入和，平衡时三种氟化物的分布分数随温度的变化如图所示[如]： 265℃下，反应的平衡常数___________。 (3)可溶于水，并与水缓慢反应，在碱性条件下则会迅速反应。研究发现与水反应的机理如下： ①；； ②； ③； 三步中的决速步骤为①，则能较大幅度加快反应速率的试剂为___________(填“NaOH”“HF”或“NaF”)，理由是___________。 (4)为四方晶胞，晶胞结构如图所示，已知晶胞参数分别为、，，用表示阿伏加德罗常数的值，每个晶胞中含有___________个，晶体的密度为___________(用含、、的代数式表示)。 7．（2026·河南开封·模拟预测）生物质能源的开发和利用已成为研究热点之一、生物质超临界水热制氢的主要反应如下(CHxOy因代表有机物最简比的通式)。 催化重整：   副反应1：   副反应2：   回答下列问题： (1)中反应物的总能量___________(填“＞”或“＜”)生成物的总能量。 (2)在副反应2中，下列条件能够同时提高化学反应速率和平衡转化率的是___________(填标号)。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．加入催化剂 (3)一定压强下，温度对生物质超临界水热制氢的影响如图所示。根据图中温度与产物平衡产率的关系分析，代表CH4平衡产率的是曲线___________(填“1”或“2”)。 (4)根据平衡移动原理分析曲线1变化的原因可能是___________。 (5)为研究副反应之间的平衡，恒温恒容条件下，向初始压强为100 kPa、体积为2 L的密闭容器中加入2 mol CO和2 mol H2O(g)，若仅发生副反应1和副反应2，10 min后反应达到平衡状态，此时CO转化率为50%，n(H2)=n(CH4)。 ①0～10 min内，___________，副反应2的Kp=___________(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②平衡时再向体系中加入1 molH2和1molCH4，此时副反应2___________(填“正向进行”、“逆向进行”或“已达平衡”)。 8．（2026·浙江绍兴·二模）研究高效处理燃煤烟气中的NOx，在环保领域具有重要价值。 (1)已知在25℃，101kPa时， a．N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)                    ΔH1=-92.4kJ/mol b．2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)                    ΔH2=-571.6kJ/mol c．N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)                        ΔH3=+180.0kJ/mol d．6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)            ΔH4=-1807.0kJ/mol ①H2O(l)=H2O(g)                             ΔH=___________kJ/mol。(保留一位小数) ②若NH3还原NO的主反应为d，相同时间内测得选用Fe2O3作催化剂的实验相关数据如图1所示。图1中250-300℃ NO转化率上升，而N2产率下降的原因是___________。 ③若NH3还原NO的只发生反应为d，以下措施能提高原料的平衡转化率的是___________。 A．升高温度                                        B．将水液化从体系中分离 C．加入催化剂                                        D．减小压强 (2)CO还原NO的反应机理及相对能量如图(TS表示过渡态)： ①写出该反应过程中决速步骤的化学方程式___________。 ②CO还原NO反应自发进行的条件是___________。 (3)氢气选择性催化还原(H2-SCR)技术可以在100-200℃的低温条件下去除氮氧化物，并且与其他还原剂相比，H2具有绿色清洁、无污染的优势。NO被H2还原的机理如下： 序号 反应 Ⅰ NO+*→NO* Ⅱ O2+2*→2O* Ⅲ H2+2*→2H* Ⅳ Ⅴ N*+N*→N2+2* Ⅵ O*+H*→OH*+* Ⅶ OH*+H*→H2O+2* 式中*表示一个空白的活性吸附位点，NO*表示吸附态的NO分子。 请写出步骤反应：Ⅳ___________。 (4)吸附法是利用吸附材料的表面物理吸附和化学吸附特性，从烟气中分离和去除氮氧化物的一种重要净化技术。不同吸附材料对NO吸附性能不同，金属有机框架Mn-MOF-74吸附性能优越，较高温度下才能脱附。它是由Mn2+与2，5-二羟基对苯二甲酸根离子()通过配位键连接形成一维六方孔道结构。Mn-MOF-74与NO吸附后微粒存在的化学键有___________。 A．范德华力 B．氢键 C．共价键 D．离子键 9．（2026·陕西西安·模拟预测）H2还原CO2实现“双减”目标，涉及反应如下： Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-48.5 kJ·mol-1  K1； Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+43.9 kJ·mol-1  K2。 (1)反应Ⅰ的速率方程为v正=k正·c(CO2)·c3(H2)，v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，反应达平衡后增大体系的压强，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)一定条件下，向恒压密闭容器中以一定流速通入CO2和H2混合气体，CO2平衡转化率和CH3OH选择性[ ]随温度、投料比的变化曲线如图所示。 ①表示CH3OH选择性的曲线是___________(填“L1”或“L2”) ②生成CH3OH的最佳条件是___________(填字母)。 a．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：3                        b．220℃，n(CO2)：n(H2)=1：4 c．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：4                        d．320℃，n(CO2)：n(H2)=1：3 (3)一定温度下，向恒压密闭容器中通入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，充分反应后，测得CO2平衡转化率为50%，CH3OH选择性为80%，该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kx=___________(Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。 10．（2026·广东江门·二模）配合物在离子吸附分离、反应催化等领域应用广泛。 Ⅰ．吸附分离 与对苯二甲酸可形成能分离和的配合物，每克配合物吸附离子的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)的电子排布式为___________。 (2)10~30分钟期间，该配合物对的吸附平均速率为___________。 (3)60分钟时吸附已达平衡，此时该配合物对的吸附选择性为___________(列出计算式) (已知：吸附选择性)。 Ⅱ．反应催化 某配合物可在常温下断开苯环上的键，形成活性中间体、或，过程如下图所示。图中所示为、、平衡时在所有中间体中的百分含量。回答下列问题。 (4)反应①中，正反应的活化能，逆反应的活化能。则该反应的___________。 (5)对于上述反应体系，以下说法正确的有___________。 A．改变温度，、和的相对含量改变 B．稀释反应体系，上述3个反应的平衡均发生移动，但平衡常数均不变 C．当一部分转化成其他物质，重新达到平衡后，在3种中间产物中的相对含量减少 D．平衡时，每生成的同时生成甲苯 (6)已知平衡常数，则反应①、②和③中的最小的是反应___________。(其中为自然对数，为常数，为热力学温度，为自由能) (7)与丙烯反应生成(e)和(f)，和不与丙烯反应。该反应较慢，反应过程中反应①、②和③可视为处于平衡状态。在某时刻消耗甲苯后，、和的物质的量之比为，则的物质的量为___________(用含、、的代数式表示，写出推导过程)。 11．（2026·河南濮阳·二模）氮是自然界中重要的元素之一，研究氮及其化合物的性质对解决环境和能源问题都具有重要意义。 (1)基态N原子处于最高能级的电子云轮廓图为___________，其核外电子的空间运动状态有___________种。 (2)目前我国氨的生产能力位居世界首位。 ①工业合成氨反应：  。根据如图数据判断，该反应在常温下___________(填“能”或“不能”)自发。 ②某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________。 实验 1 2 3 4 ③在30.4 MPa、条件下，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___________。 (3)尿素为农业生产常用氮肥。 ①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： 实际生产中，当初始、时，的平衡转化率为80%，则该反应的平衡常数___________(用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数)。 ②近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于解决环境污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。 电解过程中生成尿素的电极反应式是___________。 (4)二甲胺是用途广泛的化工原料。 25℃下，的电离常数为，，则水溶液的___________。 12．（2026·四川泸州·三模）二硫化碳是应用广泛的毒性化工试剂，可在300~400 ℃催化条件下与反应，再用溶液吸收转化为无毒物质，原理为：①  ；②。回答下列问题： (1)反应①的___________0(填“<”、“>”或“=”)；计算___________。(化学键键能见下表) 化学键 键能 535 436 413 363 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生反应①，下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．混合气体总压强不随时间变化 B．分子数不随时间变化 C．混合气体密度不随时间变化 D．4个键断裂的同时形成4个键 (3)在体积可变的密闭容器中充入和，发生反应①，的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，、分别代表温度或压强。 ①___________(填“<”、“>”或“=”)。 ②在反应对应的、、三点中，平衡常数由大到小的顺序为___________，正反应速率由大到小的顺序为___________。 (4)某温度下，向恒容密闭容器中按体积比为1：4充入和，发生反应①，起始压强为，达到平衡时，转化率为80%，该温度下，该反应的平衡常数___________。 (5)常温下，无法用溶液快速处理为无毒物质，是由于常温下和反应缓慢，则反应缓慢的原因可能是___________(任答一点)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴题14 化学反应原理综合题 典例·靶向·突破 考向01 考查盖斯定律、反应速率和化学平衡 1．【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 【变式探究】 【答案】(1)-90.2 (2) < 为保持转化率不变，需要增大压强，使平衡正向移动抵消升高温度对平衡逆向移动的影响 (3)CH2OH* + CO* + 3H* = HOCH2CO* + 3H* 或CH2OH* + CO*= HOCH2CO* (4)1.68 (5) 48 考向02 考查反应速率、化学平衡和电化学 2．【答案】(1)+41 (2)BD (3) 100 0.2 (4)催化剂对乙烯的选择性降低，温度对反应ⅱ的影响小于反应ⅰ (5) 2nCO2+12nH++12ne-=+4nH2O 2.24×106 【变式探究】 【答案】(1)B (2)NH3相对分子质量比H2大（极性分子），分子间作用力较大 含有分子间氢键，故沸点较高，易液化保存 (3) -2(a-b)或2b-2a AD (4) C 0.01 (5) ＋8e-＋10H＋→＋3H2O (6)若溶液pH减小，H＋浓度增大，H＋在催化剂表面得电子的竞争加剧，阻碍了在催化剂表面的吸附，从而使的产率逐渐减小；若溶液pH过大，反应所需H＋浓度减小，使还原反应变难，故产率较低。（或H＋浓度对于氧化性的影响） 考向03 考查反应速率、化学平衡和晶胞 3．【答案】(1) (2)温度升高，催化剂对反应①的催化活性降低以及副反应②（丙烷完全氧化）反应速率增幅大于主反应①，更多丙烷转化为副产物 16% (3) 正八面体 (4) 0.1 在296 K、0.1 kPa下，与的吸附量差值最大 【变式探究】【答案】(1) 氨分子之间存在氢键，使其沸点最高，、分子之间仅存在范德华力，且的相对分子质量较大 (2) (3) 恒压条件下，通入水蒸气，体系内其他组分分压减小，平衡正移，提高产率 (4)0.4 (5) 15.68 考向04 考查盖斯定律、化学平衡和反应历程 4．【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 【变式探究】【答案】(1) ds (2) 小于 1：1 59.3 (3) 考向05 考查反应速率和化学平衡图像 5．【答案】(1) (2)反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致的平衡浓度减小 (3)D (4)（或其他合理表示） （或其他合理表示） (5)AC (6)1:3 【变式探究】【答案】(1) (2) > 反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热，温度较低时以反应Ⅰ为主，温度较高时以反应Ⅱ为主 0.015 (3) Y (4)32 考向06 综合考查化学反应原理 6．【答案】(1) -206 kJ/mol 低温 (2)减小 (3) CO2 0.5 减小 【变式探究】【答案】(1) (2) (3)BD (4)反应器中产生的和溶液进入电解池的阳极区，阳极反应式：，阳极区得到溶液，吸收液得以再生 (5)低于200℃时，升高温度，反应速率增大，因此相同时间内的产率增大；高于200℃时，若该时间内反应达到平衡，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的产率减小，若该时间内反应未达平衡，可能由于催化剂失活，造成反应速率下降，的产率减小 凝结的液相会强烈腐蚀设备或避免液态硫、液态水附着在催化剂表面降低催化活性，同时防止堵塞设备管路，保证气流通畅与反应持续进行 (6)及时移走生成的固体硫，避免堆积堵塞设备、覆盖催化剂活性位点，促进反应持续进行 1．【答案】(1)高温 (2)abc (3) Cat．3 低温下催化剂活性低，反应速率慢，的转化率低；低温下，活化分子百分数低，反应速率慢 (4)(或或) (5) 83.75%或者0.8375 2．【答案】(1) -50.0 低温 (2)66.7% 向正反应方向移动 向正反应方向移动 (3) 129 3．【答案】(1) -577 吸热 高温 (2)0.00667 70% 0.00988 (3)曲线a 温度低于500℃时，反应③进行程度很小，消耗的H2S与CO2物质的量相等，且起始两者物质的量相等，因此转化率相等 4．【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 5．【答案】(1)+49.4 (2)增多 (3) 340℃ 催化剂的选择性发生了转变(或副反应为吸热反应，温度过高会使更多的CO2和H2反应，使H2选择性降低，CO选择性增大) (4)ac (5) 15：1 0.78 减小 6．【答案】(1)134 127 120 F原子数依次增多，斥力增大，键长增长，键能减小(合理即可) (2)324 (3) 碱性条件下能消耗，有利于①水解生成，加快反应速率(合理即可) (4) 4 (合理即可) 7．【答案】(1)＞ (2)C (3)2 (4)催化重整反应吸热，副反应放热，升高温度时，催化重整反应正移，副反应不同程度逆移，其中生成H2的方向移动程度大于消耗H2的方向，故H2平衡产率不断升高 (5) 0.01 0.49 正向进行 8．【答案】(1) +43.8 250-300℃反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，NO转化率升高；发生副反应，N2转化为N2O等，导致N2产率下降 BD (2) 2NO(g)=N2O2(g) 低温 (3)NO*+*→N*+O* (4)C 9．【答案】(1)不变 (2) L1 c (3) 10．【答案】(1)1s22s22p6 (2)0.205 (3) (4)-6.7 (5)AB (6)② (7) 11．【答案】(1)哑铃形 5 (2)能 -1 催化剂粒径越小，比表面积越大，与反应物接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快 (3) 2.3 (4)5.4 12．【答案】(1) < (2)AB (3) > 或 或 (4)1/400或0.0025 (5)是非极性分子，难溶于水；反应的活化能较高，常温活化分子百分数较低；可能涉及多步基元反应，其中某一步较慢 / 学科网（北京）股份有限公司 $