专题10 化学反应原理综合题（山东专用）2026年高考化学二模分类汇编

专题10 化学反应原理综合题 1．（2026·山东德州·二模）工业上常用消除废气中的CO，发生的反应如下： 反应I．(时，) 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 反应Ⅳ． 回答下列问题： （1）反应的焓变_______(用含、的代数式表示)。 （2）向2 L恒容密闭容器中加入和，在下若只发生反应I，测得容器中气体密度()与时间(t)的关系曲线如图所示： ①内，用表示的平均反应速率为_______。 ②若再向体系中补充，则图示a、b、c、d和e点中，b点可能会移向_______(填标号)。 （3）恒容容器中，加入5 mol CO(g)和一定量的，发生上述反应，测得平衡时气相中CO、、体积分数与温度的关系如图所示，忽略固体体积对气体体积的影响。 ①曲线Ⅱ对应物种为_______(填化学式)。 ②，曲线I和Ⅱ重合的原因是_______。 ③时，平衡后体系中的物质的量为_______mol，若起始压强为，反应Ⅳ的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 ④已知后曲线Ⅱ与曲线Ⅲ斜率的绝对值相同。时，再向容器中补充1 mol的，则将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1） （2） e （3） 间，只发生反应I，生成与物质的量相同，且升高温度平衡逆移，与物质的量变化量也相同 0.6 减小 【解析】（1）根据盖斯定律，该反应，则； （2）①设期间，CO的消耗量为a mol，据此可列式： 则在时刻，容器内气体总质量为，由题干信息可知，此时容器内气体的密度为，即，解得，则t1时的物质的量为0.5 mol，用表示的平均反应速率； ②设，CO的消耗量为b mol，据此可列式： 则在时刻，容器内气体总质量为，此时容器内气体的密度为，则，解得，此时容器内各气体浓度为，，，浓度商，当温度为T℃时，该反应的，而，说明该反应未达到平衡。若此时向体系中补充1 mol ，反应继续正向进行，容器内气体密度增加，因此，b点可能移向e点； （3）①在温度到达℃后，三条曲线代表的体积分数突增，说明此时容器内气体总物质的量减小，开始进行反应Ⅳ。反应Ⅱ和Ⅲ的逆反应均为吸热反应，则正反应均为放热反应，且，升温对反应Ⅲ的抑制强于Ⅱ，但是当温度在℃范围内，曲线Ⅰ和Ⅱ重合，说明这两种物质在该温度范围内按1:1生成，因此，这两种物质代表和。则曲线3代表CO。根据前述分析，在℃后开始进行反应Ⅳ，该反应吸热，随温度升高平衡正向移动，且该反应消耗并生成，随温度升高，的体积分数减小而的体积分数增加，因此，曲线Ⅰ和Ⅱ对应的物种分别为和； ②由前述分析可知，在℃范围内，和按化学计量数1:1生成，在此期间容器内只发生反应Ⅰ，并且随着温度升高，反应Ⅰ的平衡逆向移动，二者的体积分数均减小，同时CO的体积分数增加； ③反应Ⅱ和Ⅲ正反应均为放热反应，由第②问分析可知，在期间，容器内只发生反应Ⅰ，不发生反应Ⅱ和Ⅲ，因此，当温度为℃时，容器内同样不会发生反应Ⅱ和Ⅲ，容器内的含碳组分只有CO和。根据碳元素守恒，平衡时CO和的物质的量之和为5 mol，二者的体积分数分别为和，设此时容器内气体物质的量之和为x mol，则有，解得，则的体积分数为，其物质的量为；起始时气体总物质的量为5 mol，压强为，由上述分析可知，℃平衡时，容器中气体总物质的量为6.4 mol，根据阿伏加德罗定律，此时容器内压强，则=； ④根据题干信息，℃后，随温度增加曲线Ⅱ和Ⅲ的斜率的绝对值相同，说明体系内CO和按1:1的比例消耗和生成。假如此时仍进行反应Ⅰ，该反应平衡随温度上升而逆向移动，CO和的体积变化趋势不符合图像，因此，此时只进行反应Ⅳ，说明已被完全消耗。℃时，向容器中添加1 mol ，反应I重启，CO含量减少，含量增加，减小。 2．（2026·山东东营·二模）金属锆在核工业、高温合金等领域有重要应用。工业上常以锆英石(主要成分)为原料，在密闭容器中加入一定量的、和，反应生成挥发性，可能发生的反应有： 反应ⅰ、 反应ⅱ、 反应ⅲ、 回答下列问题： （1）______。 （2）在100 kPa下，过量的、与一定量发生上述反应，平衡体系中气体组分、、、的体积分数随温度变化如图所示。 ①图中表示CO体积分数的曲线是______，其曲线变化的原因是______。 ②在温度下，向平衡体系中再通入少量氯气，重新达平衡后，氯气的转化率将______(填“减小”、“增大”或“不变”)。 ③由图像分析可知，温度越低，的体积分数越高，但实际生产中却选择较高的温度，其原因是______。 ④在温度下，反应ⅰ的平衡常数______(为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)，在温度下压缩容器体积，数值______(填“减小”、“增大”或“不变”)。 【答案】（1） （2）Ⅲ 随温度升高，反应ⅰ逆向移动，则CO的体积分数随温度升高而降低，但反应ⅲ为吸热反应，平衡正向移动且为主要反应，导致被消耗生成CO，CO体积分数随温度升高而增加 不变 T2℃时ZrCl4的体积分数较大，升温可加快反应速率 增大 【分析】（2）由于反应ⅰ和ⅱ放热，低温下主要发生反应ⅰ生成CO和，发生反应ⅱ生成和，随温度升高，反应ⅰ和ⅱ逆向移动，则CO、和的体积分数随温度升高而降低，但反应ⅲ为吸热反应，平衡正向移动且为主要反应，导致被消耗生成CO，CO体积分数随温度升高而增加，对应曲线Ⅲ，的体积分数随温度升高而降低更快，对应曲线Ⅱ，则曲线Ⅰ表示体积分数，据此分析作答。 【解析】（1）由盖斯定律，反应ⅲ可由反应ⅰ-反应ⅱ得到，则。 （2）①根据分析，图中表示CO体积分数的曲线是Ⅲ，其曲线变化的原因是随温度升高，反应ⅰ逆向移动，则CO的体积分数随温度升高而降低，但反应ⅲ为吸热反应，平衡正向移动且为主要反应，导致被消耗生成CO，CO体积分数随温度升高而增加。 ②在​温度下，向平衡体系中再通入少量氯气，根据图像可知该温度下氯气的物质的量是0，这说明氯气很快就转化为二氧化碳和四氯化锆气体，所以氯气的转化为不变。 ③由图像分析可知，温度越低，​的体积分数越高，但实际生产中却选择较高的​温度，原因是温度较低时，反应速率较慢，单位时间内生成的较少；而温度升高，虽然平衡时​的体积分数有所降低，但反应速率加快，单位时间内生成的增多，可提高生产效率，同时可能催化剂在较高温度下活性更高。 ④反应ⅰ：，，根据分析可知，温度下，CO体积分数为c、CO2体积分数为b、体积分数为a，则Cl2​​体积分数为(1-a-b-c)，已知总压P=100kPa，则；在温度下压缩体积，所有气体浓度均增大，且反应i逆向移动也会生成，故新平衡时浓度增大，反应ⅱ的平衡常数，则，温度不变，平衡常数不变，氯气浓度增大，则数值增大。 3．（2026·山东济南·二模）为了完成“碳达峰”和“碳中和”目标，的高效利用成为研究的热点。利用CaO和捕获并转化涉及如下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）反应的焓变______（用含、的代数式表示）。 （2）恒容容器中，加入一定量的、和，发生上述反应，测得平衡时气相中CO、、体积分数与温度的关系如图所示（忽略固体体积）。 ①曲线N对应物种为_______（填化学式）； ②间，自a点开始曲线M和O重合的原因是_____________；时三条曲线骤然下降的原因是_____________； ③时，平衡后体系中的物质的量为______mol，若起始压强为，反应Ⅲ的平衡常数_______（用含的代数式表示）；若缩小体积，再次达到平衡时，将____（填“增大”“减小”或“不变”）； ④若起始加入一定量的、和，则图示中a、b、c、d、e和f点中，曲线M和O可能自_______点开始重合（填标号）。 【答案】（1） （2）CO 只有反应Ⅲ发生，与物质的量相同，且升高温度平衡正向移动，与变化量相同 反应Ⅱ开始发生，导致气体物质的量突然增大 0.1 减小 e 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅲ-反应Ⅰ=目标反应，则反应ΔH=ΔH3-ΔH1； （2）①反应Ⅱ、反应Ⅲ均为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的体积分数增大，则曲线N表示一氧化碳的体积分数与温度的关系；氧化钙固体会与二氧化碳反应，则反应过程中二氧化碳的体积分数会小于甲烷，但随着温度升高反应Ⅰ的正向进行程度减小，反应Ⅲ的正向进行程度增大，二氧化碳的体积分数可能与甲烷相等，也可能大于甲烷，则曲线M、O分别表示二氧化碳、甲烷的体积分数与温度的关系； ②由方程式可知，自a点开始曲线M和O重合说明只有反应Ⅲ发生，升高温度，平衡向正反应方向移动时，甲烷和二氧化碳的消耗量相同，使得甲烷、二氧化碳的物质的量相同，气体的总物质的量相同，导致两者的体积分数相等；T2℃时，三条曲线骤然下降说明气体的总物质的量增大，反应Ⅰ是气体体积减小的反应，反应Ⅱ是气体体积增大的反应，所以骤然下降是因为反应Ⅱ开始发生，导致气体物质的量突然增大所致； ③由图可知，T3℃时，甲烷、一氧化碳、二氧化碳的体积分数分别为：、、，则平衡时甲烷、一氧化碳、二氧化碳的物质的量比为3：12：4，设平衡时甲烷的物质的量为3x mol，由氢原子个数守恒可知，氢气的物质的量为：=(2-6x) mol，则混合气体的总物质的量为：3x mol+12x mol+4x mol +(2-6x) mol=(2+13x) mol，由甲烷的体积分数可得：=，解得：x=0.1；由方程式可知，反应Ⅲ生成氢气的物质的量为1.2mol，则反应Ⅱ生成氢气的物质的量为：1.4mol -1.2mol=0.2mol，由方程式可知，反应生成碳固体的物质的量为：0.2mol ×=0.1mol；由气体的物质的量之比等于压强之比可知，平衡时混合气体的压强为：=p0 kPa，则反应Ⅲ的平衡常数为：Kp==；由方程式可知，反应Ⅲ是气体体积增大的反应，缩小体积增大压强，平衡向逆反应方向移动，则再次达到平衡时，将减小； ④反应Ⅲ为气体体积增大的反应，若恒容容器中起始加入一定量的氧化钙、2 mol甲烷和2 mol二氧化碳相当于增大压强， 平衡向逆反应方向移动，甲烷和二氧化碳的体积分数都增大；a点前，甲烷的体积分数大于二氧化碳，则需要升高温度使反应Ⅱ平衡正向移动，促使甲烷的消耗量增大幅度大于二氧化碳的消耗幅度，所以曲线M和O可能自e点开始重合。 4．（2026·山东聊城·二模）2026年两会将氢能列为新增长点，科研人员提出新型制氢方案。 I．   II．   III．   回答下列问题： （1）298K、标准状态下，由最稳定单质生成该物质的焓变，即为其时的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在的标准摩尔生成焓。 物质           标准摩尔生成焓 -110.5 -235.10 -241.82 0 _______kJ/mol。 （2）恒容密闭容器中充入、，催化反应相同时间，测得各气体物质的量随温度变化如图。 ①反应的均小于0，但实验无生成，说明竞争体系中_______是决定主要产物的核心因素。 ②d线对应物种为_______(填化学式)。 ③当温度高于时，线对应物种的量随温度的升高而增大的原因是_______。 （3）在恒温恒容的密闭容器中，若只发生反应I和II，达到平衡时，气体总压增大了6%，则_______。若缩小体积，重新达平衡后，将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1）+255.92 （2）反应活化能或催化剂选择性或反应速率 CH3CHO a线对应物种H2O，温度高于时，升温对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，c(C2H5OH)减小，反应Ⅰ逆向移动，水的物质的量增大 （3）1.68mol 增大 【解析】（1）反应III的焓变=产物的生成焓之和-反应物的生成焓之和===。 （2）①题目指出所有反应的 ，说明从热力学角度看，这些反应都能自发进行。然而实验中并没有检测到 CO（即反应III 没有发生），这说明热力学不是唯一的限制条件。在竞争反应体系中，反应活化能或催化剂选择性或反应速率是决定主要产物的核心因素； ②a线：物质的量最大且在1.6~1.8 mol之间，这应该是过量的反应物；b线：温度较低时，反应速率较慢，反应相同时间，物质的量接近0.2mol，应该是C2H5OH；c线：反应相同时间，随温度升高逐渐增加后减小，属于生成物，而且物质的量较大，由方程式系数关系可知，应该是H2；d线：温度较高时，H2O的物质的量减小，说明反应I平衡逆向移动，CH3COOH的物质的量减小，由C元素守恒可知，CH3CHO的物质的量增大，d线应该代表CH3CHO；e线：代表CH3COOH； ③当温度高于时，a线对应物种H2O的物质的量随温度的升高而增大的原因是：温度高于时，升温对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，c(C2H5OH)减小，反应Ⅰ逆向移动，水的物质的量增大。 （3）①设反应I中消耗的为 ，反应II中消耗的为 ，初始总物质的量为，由反应I和II的系数关系可知，平衡时各物质的量：，，，mol，mol，平衡时总物质的量为，在恒温恒容条件下，压强与物质的量成正比。总压增大6%意味着总物质的量也增大6%，，，=；反应Ⅰ的平衡常数，反应II的平衡常数，则，缩小体积即增大体系压强，反应I和反应II都是气体分子数增加的反应，增大压强会使平衡向气体分子数减少的方向移动，即两个反应的平衡都会向逆反应方向移动，导致n(H2O)=(1.8-x)mol增大，n(H2)=(2x+y)mol减小，则减小，平衡常数不变，则增大。 5．（2026·山东泰安·二模）甘油()水蒸气重整获得过程中涉及的主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   （1）平衡常数与温度之间满足关系(R、C均为常数)，反应Ⅱ和Ⅲ的与的关系如图所示，则_______(填“>”、“<”或“=”)。 条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和CH4物质的量变化曲线如图。 （2）表示物质的量随温度变化的曲线是_______(填“①”、“②”或“③”)。 （3）550℃反应达平衡状态时，的平衡转化率为_______，反应Ⅱ的压强平衡常数_______。 （4）其他条件不变，在范围，达到平衡时，对体系加压，的物质的量_______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；升高温度，的物质的量_______，理由是_______。 【答案】（1）> （2）② （3）20% 3.82 （4）减小 减小 温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，反应Ⅲ逆向移动消耗的物质的量大于反应Ⅱ生成的物质的量 【解析】（1）根据公式 ，图像的斜率为 （R为常数，）。由图可知，反应Ⅲ的斜率大于反应Ⅱ，因此 ，整理得 。 （2）起始量，C3H8O3的物质的量为1mol，故体系中C原子的物质的量为3mol。550℃时曲线①对应的物质为5.0mol，若为5.0mol CO或5.0mol CH4，均会导致C原子的物质的量超过3mol，故曲线①对应的物质应为H2；反应Ⅲ随增大lnK增大、为放热反应，升高温度，反应Ⅲ的平衡逆向移动，CH4物质的量减小，故曲线②对应的物质是CH4，曲线③对应的物质是CO。 （3）550℃时，CO、CO2、CH4的物质的量分别为0.4mol、2.2mol、0.4mol，根据C守恒，体系中无甘油，初始总O原子：（甘油）（水）。平衡时O原子存在于、、中：，解得 ，故H2O的平衡转化率为。 反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，其压强平衡常数在数值上等于用物质的量计算的平衡常数，平衡常数为。 （4）反应Ⅰ气体分子数增大，反应Ⅲ气体分子数减小，加压使反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅲ正向移动，均消耗，因此物质的量减小。 根据图形，反应Ⅱ和反应Ⅲ的斜率均大于0，即（R为常数，），则，故反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应。升高温度，反应Ⅱ平衡逆向移动会消耗CO2，反应Ⅲ平衡逆向移动会生成CO2，由题图可知，温度由400℃升高到500℃的过程中，CO2的物质的量增大，说明反应Ⅲ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动进行的程度，反应Ⅲ逆向移动消耗的物质的量大于反应Ⅱ生成的物质的量，故平衡时H2O的物质的量随温度升高而减小。 6．（2026·山东滕州一中·二模）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为： 。在特定催化剂条件下，其反应机理为： Ⅰ.    Ⅱ.    回答以下问题： （1）_______ （2）压下，按进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛能选择性分离出)。 ①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛膜时的最佳反应温度为_______℃。 ②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是_______。 ③某温度下，反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数据，则达到平衡时水蒸气的体积分数为_______；若该体系的总压强为，则反应Ⅱ的平衡常数_______(以平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×物质的量分数)。 反应前 1mol 3mol 0mol 平衡时 （3）如果在不同压强下，和的起始物质的量比仍为1∶3，测定的平衡转化率随温度升高的变化关系，如图所示。 。 ①压强_______(填“>”或“<”)。 ②图中温度时，两条曲线几乎交于一点，试分析原因：_______。 （4）光电催化转化制备的装置如图，写出右侧的电极反应式_______。 【答案】（1）—90.3 （2）210 分子筛膜从反应体系中不断分离出，减少了生成物，平衡向正向移动，甲醇产率升高 20% （3）> 反应I为吸热反应，反应II为放热反应，时温度高，体系中以反应I为主，反应I前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响 （4） 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅰ+Ⅱ得到二氧化碳加氢合成甲醇的反应，则△H2=△H—△H1=(—49.4kJ/mol)—(+40.9kJ/mol)=—90.3kJ/mol，故答案为：—90.3； （2）①由图可知，压强不变，采用有分子筛膜时，210℃条件下甲醇的产率最高，则最佳反应温度为210℃，故答案为：210； ②由信息可知，有分子筛膜时，分子筛能选择性分离出生成物水，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，甲醇产率升高，故答案为：分子筛膜从反应体系中不断分离出，减少了生成物，平衡向正向移动，甲醇产率升高； ③设平衡时甲醇的物质的量为amol，由题给数据可建立如下三段式： 由二氧化碳的物质的量可得：(—a)=，解得a=，则平衡时甲醇的物质的量为mol、水蒸气的物质的量为(+)mol=mol，平衡时混合气体的总物质的量为mol，平衡时水蒸气的体积分数为×100%=20%、一氧化碳的体积分数为×100%=10%、氢气的体积分数为×100%=50%、甲醇的体积分数为×100%=10%，反应Ⅱ的平衡常数=，故答案为：； （3）①总反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，压强p1条件下二氧化碳的转化率大于p2，则p1大于p2，故答案为：>； ②反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度为T1少言寡语，体系中的反应以反应I为主，反应I为气体体积不变的反应，压强改变对平衡没有影响，所以两条曲线几乎交于一点，故答案为：反应I为吸热反应，反应II为放热反应，时温度高，体系中以反应I为主，反应I前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响； （4）由电子移动的方向可知，右侧电极为原电池的正极，酸性条件下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲醇和水，电极反应式为，故答案为：。 7．（2026·山东潍坊·二模）干气重整制水煤气(、)是碳捕集、利用及封存框架中的一种典型低碳过程。其主要反应如下，其中反应Ⅲ是催化剂表面产生积碳的主要原因之一。 Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： （1）已知：、、的标准摩尔生成的焓(标准压力下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变)分别为、、，则___________。 （2）已知，的值只取决于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。以上各反应的与温度的关系如图1所示，其中表示反应Ⅰ的曲线为___________(填“甲”“乙”或“丙”)。 （3）初始投料、各1mol，充入密闭容器中，在、、压强下，随着温度变化如图2。 ①1MPa对应的曲线为___________(填“a”“b”或“c”)。700℃时，将0.05MPa压强下的容器压缩体积重新达到平衡后，___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②已知625℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数，，m点积炭的物质的量为___________；积炭的物质的量：m点___________n点(填“>”“<”或“=”)；625℃时，反应Ⅲ的物质的量分数平衡常数___________。 ③当升温1000℃以上，图2曲线重合的原因是___________。 【答案】（1）41.2 （2）甲 （3）a 不变 1 mol > 6.5 1000℃以上，主要发生反应Ⅰ，氢气和一氧化碳物质的量之比约为1且不受压强影响 【解析】（1）根据题目给出的标准摩尔生成焓，可以写出对应的热化学方程式：① ；② ；③ ；目标反应II为： ；利用盖斯定律，目标反应=②+③-①：； （2），反应 I 的ΔH很大且为正值，常温下ΔG应为很大的正值，随着温度升髙迅速下降，曲线甲符合这一特征，故填甲； （3）①主要反应是反应 I：，增大压强，平衡逆向移动，反应I生成H2​和CO比例为 1:1；反应II消耗H2​生成CO，会导致比值减小；反应III消耗CO，会导致比值增大；增大压强，反应 III正向移动，消耗更多CO，导致分母减小，比值增大，因此，压强越大，比值越大，所以a对应1MPa；Kc(III)=，由反应Ⅰ的平衡常数表达式可得=Kc(I)×Kc(III)，温度不变，、Kc(III)不变，因此不变； ②根据题中m点条件n(H2)/n(CO) = 2、Kx(Ⅱ)=1、n(CO2)=n(CO)及原子守恒，可计算出平衡时各气体物质的量分别为n(CH4)=0.2mol、n(CO2)=0.4mol、n(H2=0.8mol、n(CO)=0.4mol、n(H2O)=0.8mol，总气态物质的量为2.6mol。依据碳原子守恒积炭物质的量为1 mol；反应Ⅲ为放热反应，温度升高，平衡向吸热的逆反应方向移动，积炭量减小，故m点的积炭量大于n点的积炭量，故填>；； ③当温度高于1000℃时，以反应I为主，氢气和一氧化碳物质的量之比约为1且不受压强影响，故在不同压强下比值相同，导致曲线重合。 8．（2026·山东枣庄·二模）耦合乙苯(简称EB)脱氢制备苯乙烯(简称ST)是综合利用的热点研究领域。一定条件下，制备苯乙烯(ST)涉及的主要反应如下： Ⅰ．    Ⅱ．    Ⅲ．    回答下列问题： （1）在恒容密闭容器中通入乙苯和，容器内存在上述三个反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．及时分离水蒸气，有利于提高苯乙烯(ST)的平衡产率 B．时，说明反应Ⅰ达到化学平衡状态 C．其他条件相同，将容器改成恒压条件，乙苯(EB)的平衡转化率将提高 其中，反应Ⅱ的部分化学键键能数据见表格： 化学键 C-H C-C C=C H-H 键能/kJ·mol⁻¹ 413 348 x 436 则_______。 （2）恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、、进行以上反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示： ①图中表示原料气配比的是曲线_______(填“a”或“b”)。 ②能显著提高乙苯(EB)的平衡转化率，原因是_______。 （3）乙苯(EB)和经催化剂吸附后才能发生反应Ⅰ，反应历程如图所示： 催化剂表面碱性过强，则乙苯(EB)转化率会_______(填“升高”或“降低”)；过程③可能生成的副产物的结构简式为_______。 （4）700 K时，向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯(EB)，初始压强为100 kPa，只考虑反应Ⅰ和反应Ⅱ，反应到时达平衡，平衡时容器内压强为，其中的分压为，，，则_______(用含有、、p的代数式表示)。 【答案】（1）AC 615 （2）b CO2作为稀释气，降低乙苯分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡向正反应方向移动 （3）降低 （4） 【解析】（1）A．由反应Ⅰ可知，及时分离出水蒸气，有利于反应Ⅰ平衡正向移动，从而提高苯乙烯的平衡产率，A正确； B．CO2为反应物，CO为生成物，反应过程中CO2逐渐减少，CO逐渐增多，则的值在减小，当比值恒定时，说明反应Ⅰ达到平衡状态，但比值不一定是1:1，B错误； C．其他条件相同，反应Ⅰ、Ⅱ正向气体分子数增大，在恒容条件下进行，容器内压强逐渐增大，若容器改为恒压状态，则相当于平衡时减小压强，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均正向移动，乙苯的平衡转化率升高，C正确； 故选AC； 根据物质结构可知，反应Ⅱ的过程可看成断裂2 mol C-H键和1 mol C-C键，生成1 mol C=C键和1 mol H-H键，则，解得； （2）①恒压状态下发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，原料气配比相对于仅EB来说，减小了乙苯(EB)的分压，反应Ⅱ平衡向分子数增多的正反应方向移动，乙苯(EB)的平衡转化率增大，则根据图像可知，表示原料气配比的是曲线b； ②恒压状态下，充入CO2能降低乙苯(EB)的分压，促进反应Ⅱ平衡向正反应方向移动；同时，CO2能消耗H2，降低生成物的浓度，也能使反应Ⅱ平衡正向移动，从而显著提高乙苯(EB)的平衡转化率； （3） 催化剂表面碱性太强，则带负电荷的氢氧根离子较多，不利于的吸附，且碱性物质会和二氧化碳反应，导致吸附在催化剂表面的二氧化碳减少，从而降低了乙苯(EB)的转化率；过程③可能生成阳离子和阴离子直接结合的副产物，其结构简式为； （4）恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比；向容器中加入过量和一定量乙苯(EB)，初始压强为100 kPa，即，综合反应Ⅰ和反应Ⅱ方程式可知，EB等比例转化为ST，则反应中恒成立，而生成的CO和H2O物质的量相等，ST的总物质的量等于CO和H2物质的量之和，即，；达到平衡时，容器内总压强为，其中的分压为，已知  ，即反应过程中恒成立；根据分压定律：，则，解得；，因此。 9．（2026·山东济宁·二模）甘油水蒸气重整制氢主要涉及以下反应： ①   ②   ③   ④   （1）若只发生反应②，分别以、或、为初始原料，在相同温度和压强条件下进行反应，达到平衡时，体系从环境吸热或向环境放热，则反应②在该温度和压强下的___________；反应③在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）实际生产中，催化甘油水蒸气重整制氢反应，在相同条件下，甘油和水蒸气的混合气体，以相同流速通过不同催化剂时，甘油的转化率随时间变化如图所示(生产过程中含碳化合物会碳化)。催化剂寿命较长的是___________；转化率随时间逐渐减小的原因___________。 （3）在恒容密闭容器投入和发生反应①、②、③、④，平衡时，各气态物种的物质的量随温度的变化关系如图所示。曲线丁表示的物质为___________；高温时曲线乙、丙基本平行的原因___________；温度时，反应②的平衡常数___________(用含有a的代数式表示)。 【答案】（1）+100(a+b) 低温 （2）催化剂B 催化剂活性位点被碳覆盖，催化效率降低 （3） 温度较高时反应①、反应③④的逆反应基本反应完全，主要发生反应②，、变化量基本相同 【解析】（1）分别以、或、为初始原料，在相同温度和压强条件下进行反应，达到平衡时，体系从环境吸热或向环境放热，对于可逆反应，正向反应吸热与逆向反应放热之和，等于完全反应的热效应，即的反应热 ；反应③：， ，反应物是气体，生成物是气体，气体分子数减少，混乱度减小，故；，要使反应自发，需，因此，必须在低温下，才能使得总结果小于0； （2）催化剂A随着时间推移，转化率下降得非常快，说明催化剂很快失活；催化剂B在较长的时间内，转化率维持在较高水平，下降较缓慢，由于“含碳化合物会碳化”，积碳会导致催化剂失活。曲线下降慢说明抗积碳能力强，寿命长，故催化剂寿命较长的是催化剂B；反应过程中产生的积碳覆盖在催化剂表面，导致催化效率降低； （3）丁曲线随着温度升高，物质的量逐渐增加又减小，故丁代表；温度较高时反应①、反应③④的逆反应基本反应完全，主要发生反应②，、变化量基本相同，故曲线乙、丙基本平行； 平衡常数表达式：，由于是恒容容器，体积 V相同，可以用物质的量n代替浓度c计算：；T1​时刻交点是曲线丙和曲线戊的交点。所以，； 由于碳守恒，初始投入 ，含，平衡时；所以； 由于氢守恒，初始投入和，共，平衡时：，时 接近于0，方程简化为：； 由于氧守恒，初始投入和，共，平衡时：， 代入和，得； 将代入氢守恒方程，得； 计算得。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 化学反应原理综合题 1．（2026·山东德州·二模）工业上常用消除废气中的CO，发生的反应如下： 反应I．(时，) 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 反应Ⅳ． 回答下列问题： （1）反应的焓变_______(用含、的代数式表示)。 （2）向2 L恒容密闭容器中加入和，在下若只发生反应I，测得容器中气体密度()与时间(t)的关系曲线如图所示： ①内，用表示的平均反应速率为_______。 ②若再向体系中补充，则图示a、b、c、d和e点中，b点可能会移向_______(填标号)。 （3）恒容容器中，加入5 mol CO(g)和一定量的，发生上述反应，测得平衡时气相中CO、、体积分数与温度的关系如图所示，忽略固体体积对气体体积的影响。 ①曲线Ⅱ对应物种为_______(填化学式)。 ②，曲线I和Ⅱ重合的原因是_______。 ③时，平衡后体系中的物质的量为_______mol，若起始压强为，反应Ⅳ的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 ④已知后曲线Ⅱ与曲线Ⅲ斜率的绝对值相同。时，再向容器中补充1 mol的，则将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 2．（2026·山东东营·二模）金属锆在核工业、高温合金等领域有重要应用。工业上常以锆英石(主要成分)为原料，在密闭容器中加入一定量的、和，反应生成挥发性，可能发生的反应有： 反应ⅰ、 反应ⅱ、 反应ⅲ、 回答下列问题： （1）______。 （2）在100 kPa下，过量的、与一定量发生上述反应，平衡体系中气体组分、、、的体积分数随温度变化如图所示。 ①图中表示CO体积分数的曲线是______，其曲线变化的原因是______。 ②在温度下，向平衡体系中再通入少量氯气，重新达平衡后，氯气的转化率将______(填“减小”、“增大”或“不变”)。 ③由图像分析可知，温度越低，的体积分数越高，但实际生产中却选择较高的温度，其原因是______。 ④在温度下，反应ⅰ的平衡常数______(为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)，在温度下压缩容器体积，数值______(填“减小”、“增大”或“不变”)。 3．（2026·山东济南·二模）为了完成“碳达峰”和“碳中和”目标，的高效利用成为研究的热点。利用CaO和捕获并转化涉及如下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）反应的焓变______（用含、的代数式表示）。 （2）恒容容器中，加入一定量的、和，发生上述反应，测得平衡时气相中CO、、体积分数与温度的关系如图所示（忽略固体体积）。 ①曲线N对应物种为_______（填化学式）； ②间，自a点开始曲线M和O重合的原因是_____________；时三条曲线骤然下降的原因是_____________； ③时，平衡后体系中的物质的量为______mol，若起始压强为，反应Ⅲ的平衡常数_______（用含的代数式表示）；若缩小体积，再次达到平衡时，将____（填“增大”“减小”或“不变”）； ④若起始加入一定量的、和，则图示中a、b、c、d、e和f点中，曲线M和O可能自_______点开始重合（填标号）。 4．（2026·山东聊城·二模）2026年两会将氢能列为新增长点，科研人员提出新型制氢方案。 I．   II．   III．   回答下列问题： （1）298K、标准状态下，由最稳定单质生成该物质的焓变，即为其时的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在的标准摩尔生成焓。 物质           标准摩尔生成焓 -110.5 -235.10 -241.82 0 _______kJ/mol。 （2）恒容密闭容器中充入、，催化反应相同时间，测得各气体物质的量随温度变化如图。 ①反应的均小于0，但实验无生成，说明竞争体系中_______是决定主要产物的核心因素。 ②d线对应物种为_______(填化学式)。 ③当温度高于时，线对应物种的量随温度的升高而增大的原因是_______。 （3）在恒温恒容的密闭容器中，若只发生反应I和II，达到平衡时，气体总压增大了6%，则_______。若缩小体积，重新达平衡后，将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 5．（2026·山东泰安·二模）甘油()水蒸气重整获得过程中涉及的主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   （1）平衡常数与温度之间满足关系(R、C均为常数)，反应Ⅱ和Ⅲ的与的关系如图所示，则_______(填“>”、“<”或“=”)。 条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和CH4物质的量变化曲线如图。 （2）表示物质的量随温度变化的曲线是_______(填“①”、“②”或“③”)。 （3）550℃反应达平衡状态时，的平衡转化率为_______，反应Ⅱ的压强平衡常数_______。 （4）其他条件不变，在范围，达到平衡时，对体系加压，的物质的量_______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；升高温度，的物质的量_______，理由是_______。 6．（2026·山东滕州一中·二模）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为： 。在特定催化剂条件下，其反应机理为： Ⅰ.    Ⅱ.    回答以下问题： （1）_______ （2）压下，按进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛能选择性分离出)。 ①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛膜时的最佳反应温度为_______℃。 ②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是_______。 ③某温度下，反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数据，则达到平衡时水蒸气的体积分数为_______；若该体系的总压强为，则反应Ⅱ的平衡常数_______(以平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×物质的量分数)。 反应前 1mol 3mol 0mol 平衡时 （3）如果在不同压强下，和的起始物质的量比仍为1∶3，测定的平衡转化率随温度升高的变化关系，如图所示。 。 ①压强_______(填“>”或“<”)。 ②图中温度时，两条曲线几乎交于一点，试分析原因：_______。 （4）光电催化转化制备的装置如图，写出右侧的电极反应式_______。 7．（2026·山东潍坊·二模）干气重整制水煤气(、)是碳捕集、利用及封存框架中的一种典型低碳过程。其主要反应如下，其中反应Ⅲ是催化剂表面产生积碳的主要原因之一。 Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： （1）已知：、、的标准摩尔生成的焓(标准压力下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变)分别为、、，则___________。 （2）已知，的值只取决于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。以上各反应的与温度的关系如图1所示，其中表示反应Ⅰ的曲线为___________(填“甲”“乙”或“丙”)。 （3）初始投料、各1mol，充入密闭容器中，在、、压强下，随着温度变化如图2。 ①1MPa对应的曲线为___________(填“a”“b”或“c”)。700℃时，将0.05MPa压强下的容器压缩体积重新达到平衡后，___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②已知625℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数，，m点积炭的物质的量为___________；积炭的物质的量：m点___________n点(填“>”“<”或“=”)；625℃时，反应Ⅲ的物质的量分数平衡常数___________。 ③当升温1000℃以上，图2曲线重合的原因是___________。 8．（2026·山东枣庄·二模）耦合乙苯(简称EB)脱氢制备苯乙烯(简称ST)是综合利用的热点研究领域。一定条件下，制备苯乙烯(ST)涉及的主要反应如下： Ⅰ．    Ⅱ．    Ⅲ．    回答下列问题： （1）在恒容密闭容器中通入乙苯和，容器内存在上述三个反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．及时分离水蒸气，有利于提高苯乙烯(ST)的平衡产率 B．时，说明反应Ⅰ达到化学平衡状态 C．其他条件相同，将容器改成恒压条件，乙苯(EB)的平衡转化率将提高 其中，反应Ⅱ的部分化学键键能数据见表格： 化学键 C-H C-C C=C H-H 键能/kJ·mol⁻¹ 413 348 x 436 则_______。 （2）恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、、进行以上反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示： ①图中表示原料气配比的是曲线_______(填“a”或“b”)。 ②能显著提高乙苯(EB)的平衡转化率，原因是_______。 （3）乙苯(EB)和经催化剂吸附后才能发生反应Ⅰ，反应历程如图所示： 催化剂表面碱性过强，则乙苯(EB)转化率会_______(填“升高”或“降低”)；过程③可能生成的副产物的结构简式为_______。 （4）700 K时，向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯(EB)，初始压强为100 kPa，只考虑反应Ⅰ和反应Ⅱ，反应到时达平衡，平衡时容器内压强为，其中的分压为，，，则_______(用含有、、p的代数式表示)。 9．（2026·山东济宁·二模）甘油水蒸气重整制氢主要涉及以下反应： ①   ②   ③   ④   （1）若只发生反应②，分别以、或、为初始原料，在相同温度和压强条件下进行反应，达到平衡时，体系从环境吸热或向环境放热，则反应②在该温度和压强下的___________；反应③在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）实际生产中，催化甘油水蒸气重整制氢反应，在相同条件下，甘油和水蒸气的混合气体，以相同流速通过不同催化剂时，甘油的转化率随时间变化如图所示(生产过程中含碳化合物会碳化)。催化剂寿命较长的是___________；转化率随时间逐渐减小的原因___________。 （3）在恒容密闭容器投入和发生反应①、②、③、④，平衡时，各气态物种的物质的量随温度的变化关系如图所示。曲线丁表示的物质为___________；高温时曲线乙、丙基本平行的原因___________；温度时，反应②的平衡常数___________(用含有a的代数式表示)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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