专题10 反应原理综合题（非选择题）（全国通用）2026年高考化学二模分类汇编

专题10 反应原理综合题（非选择题）答案 1．(1) 高温 (2)BC (3) a 反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，的选择性降低；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ逆向移动，均有利于升高CO的选择性 0.125或 (4) 碳纳米管内的钴酞菁分子吸附CO中间体，促进CO进一步还原为甲醇，使甲醇选择性高于管外 2．(1)41.2 (2)甲 (3) a 不变 1 mol > 6.5 1000℃以上，只发生反应Ⅰ，氢气和一氧化碳物质的量之比约为1且不受压强影响 3．(1) (2)BC (3) b 500℃以上反应Ⅰ进行完全，反应Ⅱ(放热反应)平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ(吸热反应)平衡正向移动的程度，导致的转化率下降 上 4．(1)低温 (2)2253.6 (3)CD (4) 54 (5) CO 600 5．(1)a (2) 副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ进行的程度比较大 CO发生副反应Ⅳ的程度比H2发生副反应Ⅲ和副反应I的总程度都大 (3) 90% (4)2 (5) (6)+494.6kJ/mol 6．(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 7．(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 8．(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．(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 10．(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 11．(1)C (2)BD (3) CH+H*→（或CH+2H2O+H*=2H2O+） 放热 (4) b 0.49 500~600℃范围内，MgCO3完全分解，反应Ⅲ为吸热反应，温度升高反应Ⅲ正向进行，消耗更多的CO2生成CO，导致作为含碳生成物的CO2的物质的量减少，所以CO2的选择性降低 12．(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 13．(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 ＜ 14．(1) C 减小 (2) 700℃后，反应Ⅰ几乎不发生，二者的体积分数均随温度升高而增大；反应Ⅱ是吸热反应，故升高温度，CO和的体积分数均增大 (3) (4) 先增大后减小 0.27 15．(1) (2)B (3) Y 16．(1) 4 (2) (3)A (4) = 29.63 (5) 或 减少CO和排放（或生成的产物乙酸具有高附加值） 17．(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 18．(1) (2)ac (3)ad (4) 增大 19．(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 20．(1) (2) ＞ (3) 0.62 不移动 (4)Ⅰ、II 21．(1) -99.8 (2)BD (3)HCOO*+H*=HCOOH* (4) a 温度升高到一定程度时，反应以反应ii为主，该反应前后气体体积不变，改变压强对其平 衡没有影响 或其余等价形式 (5)14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO 22．(1)+206.2 (2) 氢键 He原子半径太小，无法被笼形水合物的笼状结构束缚 (3) CO2(g)→CO(ads)+O(ads) 温度高于1100℃时CH4高温分解产生C和H2，额外增加H2的量 (4) ② ③ 23．(1) CD > 反应Ⅰ为气体体积缩小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大，因此 (2) < (3) (4) 分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡正向移动，的转化率增大 24．(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 25．(1)两种分子的中心原子均无孤电子对，因此分子空间结构与VSEPR模型相同 (2) (3)BC (4) > = (5) 50% ＜ ＞ 26．(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 27．(1)+123.5 (2) 增大 (3)AC (4) 1:1 丙烯的产率最高 (5)ABC (6) 28．(1)-646.3 (2) 11.8% 温度高于时，反应ⅰ已进行完全，升高温度，反应ⅱ的速率加快 (3) AD (4)主要发生ⅲ，同时ⅴ进行的程度大于ⅳ进行的程度，导致出口浓度高于进口浓度 29．(1) 1.48 (2) 此分子筛膜具有强亲水性，分离出生成的水，促使主反应和副反应均正向移动，促使二氧化碳的转化率提高 > 以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.67% 0.06 (3) 30．(1) (2) 有机胺呈碱性 生成的CO吸附在催化剂Cu的活性位点，导致还原受阻(或“CO与Cu生成新物质覆盖在催化剂表面”) (3) 吸附态键长最长，键能最小，易断裂产生；O的电负性较大，容易被Fe吸附 催化剂对反应物CO的吸附产物较稳定；CO发生反应的活化能低于；催化剂对生成物的吸附能力较弱，更易解吸 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 $ 专题10 反应原理综合题（非选择题） 1．（2026·四川达州·二模）催化加氢制甲醇是碳的捕集、利用和封存技术中最具应用前景的技术路径之一。该过程主要发生下列反应： 反应 平衡常数 I Ⅱ Ⅲ 回答下列问题： (1)反应Ⅱ的_________，若，则该反应在_________（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能自发进行。 (2)一定温度下，在某恒压密闭容器中充入和发生上述反应。下列说法能说明该体系达到平衡状态的是_________（填标号）。 A． B．气体密度不再变化 C．恒定不变 D．恒定不变 (3)以的进气比通入载有催化剂的密闭反应管中，维持压强为3 MPa进行上述三个反应，反应达到平衡状态时，测得的转化率、的选择性随温度的变化如图1： 已知：或CO的选择性 ①表示选择性的曲线为_________（填“a”或“b”），并说明选择的理由_________。 ②M点达到平衡状态时，的转化率为50%，则反应Ⅱ的_________。 (4)我国科学家研究发现，用图2电解装置电催化制甲醇可显著提高甲醇的选择性。已知钴酞菁（CoPc）分子可吸附CO，将钴酞菁（CoPc）分子限域在碳纳米管内部，能抑制副产物CO的生成。回答下列问题： ①阴极的电极反应式为_________溶液不参与电极反应）。 ②碳纳米管内甲醇的选择性高于管外的原因可能是_________。 【答案】(1) 高温 (2)BC (3) a 反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，的选择性降低；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ逆向移动，均有利于升高CO的选择性 0.125或 (4) 碳纳米管内的钴酞菁分子吸附CO中间体，促进CO进一步还原为甲醇，使甲醇选择性高于管外 【详解】（1）根据盖斯定律：Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ，；根据，反应Ⅱ中，则反应Ⅱ高温下能自发进行。 （2）A．速率作为判断平衡状态的标志时，需指明两个方向，A错误； B．该反应为恒压条件，且反应前后气体分子数发生变化，故总体积为变量，导致密度为变量，当密度不变时达到平衡状态，B正确； C．根据反应知:在消耗，减小，在生成，增多，则；是个变量，C正确； D．恒温条件，K不变，恒定，D错误； 故选BC。 （3）①依据图1及温度对平衡移动的影响规律：反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，的选择性降低；反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ逆向移动，均有利于升高CO的选择性，故表示选择性的曲线为a； ②由图1可知：M点，的转化率与的选择性均为50%，再结合元素守恒，平衡时、、、、，则， 或。 （4）①依据电解池原理，阴极应发生还原反应，且注解说明溶液不参与电极反应，则只能是来平衡电荷，故阴极的电极反应式为：； ②通过已知信息可知，钴酞菁分子可吸附CO中间体并抑制CO中间体的生成，故将钴酞菁分子限域在碳纳米管内部，可促进CO中间体进一步还原为，提高的选择性。 2．（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，只发生反应Ⅰ，氢气和一氧化碳物质的量之比约为1且不受压强影响 【详解】（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，只发生反应I，氢气和一氧化碳物质的量之比约为1且不受压强影响，故在不同压强下比值相同，导致曲线重合。 3．（2026·安徽马鞍山·二模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题。 (1)已知：一定温度下，由稳定单质(其标准摩尔生成焓视为0)生成1 mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓()。表中为几种物质在298 K时的标准摩尔生成焓： 物质 ___________。 (2)若将和各1 mol充入恒温密闭容器中，仅进行反应Ⅱ和反应Ⅲ，下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．恒容时充入，反应Ⅱ和反应Ⅲ的正反应速率均减小 B．恒容时充入，反应Ⅰ的平衡不移动 C．恒压时若混合气体的密度不再改变，则反应达平衡状态 D．任意时刻，容器内 (3)100 kPa下，向密闭容器中投入和各1 mol发生反应。反应达到平衡时，反应物(和)的转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(温度低于360℃反应Ⅲ不发生)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是___________(填“a”、“b”、“c”、“d”)，500℃～600℃，随温度升高曲线d下降的原因可能是___________。 ②550℃下达到平衡，___________mol，___________mol。 ③300℃，若初始压强为150 kPa，达平衡时，c曲线上的点应___________移(填“上”、“下”、“不”)。 【答案】(1) (2)BC (3) b 500℃以上反应Ⅰ进行完全，反应Ⅱ(放热反应)平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ(吸热反应)平衡正向移动的程度，导致的转化率下降 上 【详解】（1）根据标准摩尔生成焓的定义：反应的焓变=生成物标准摩尔生成焓之和-反应物标准摩尔生成焓之和。反应Ⅱ：，，代入数据：，，，，； （2）A．恒容充入H2O（g），反应Ⅱ中生成物浓度增大，逆反应速率瞬间增大，正反应速率逐渐增大；反应Ⅲ中生成物浓度增大，逆反应速率瞬间增大，正反应速率逐渐增大，因此反应Ⅱ和Ⅲ的正反应速率均增大，A错误； B．恒容条件下充入惰性气体，容器内总压增大，但各反应物、生成物的浓度不变（因为体积没变，物质的量没变），B正确； C．恒压条件下，容器体积V会随气体物质的量变化而变化；混合气体的密度公式：，反应前后均为气体，总质量m始终不变；而反应 Ⅱ、Ⅲ 的气体分子数均发生变化（Ⅱ：5 mol 气体→3 mol；Ⅲ：2 mol 气体→2 mol，但体系中两个反应同时进行，总物质的量仍会变化），因此V会随反应进行而改变）；当密度ρ不变时，说明V不再变化，即气体总物质的量不再变化，各物质的量不再改变，反应达到平衡状态， C正确； D．应使用氢原子守恒分析：初始H2为1 mol，含氢原子总物质的量为2 mol；反应后，氢原子分布在H2O、H2、CH4中，因此守恒式为：，两边同除以2，得：，选项D的式子缺少了CH4前的系数2，不符合氢原子守恒，D错误； 故答案为BC。 （3）①温度低于360℃时反应Ⅲ不发生，CO2仅转化为CH4；随温度升高，反应Ⅲ（生成CO）发生且平衡正向移动，CO2的选择性逐渐增大，大于360℃时曲线开始下降，CO2选择性降低，因此是曲线b；500℃以上反应Ⅰ进行完全，反应Ⅱ(放热反应)平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ(吸热反应)平衡正向移动的程度，导致的转化率下降； ②由图可知，a曲线代表MgCO3的转化率随温度的变化，d曲线代表H2的转化率随温度的变化，c曲线代表CH4选择性随温度的变化；根据反应I，每反应1 mol MgCO3生成1 mol CO2；550℃时MgCO3转化率100%，；CO2选择性70%：；CH4选择性10%：，由碳守恒得：；由反应比例关系得； ③300℃时只有反应Ⅰ、Ⅱ，反应Ⅲ几乎不发生：反应Ⅱ，气体分子数减少；增大压强，平衡正向移动，CH4更多，CH4选择性升高，曲线c代表CH4选择性，因此点上移。 4．（2026·广东深圳·二模）工业合成氨是20世纪人类的伟大发明之一。以与为原料合成，直接合成氨路线与传统合成氨路线如图所示。 I．“传统合成”法： (1)在合成氨工业中，原料气在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的，其反应为：、，该反应在_____（填“高温”或“低温”）下能正向自发进行。 (2)已知：；键能为；与全部变为气态原子，最终结合为过程的能量变化如图所示，图中_____。 II．“直接合成”法： 该反应体系中发生主反应；同时，还发生副反应。 (3)当体系达到平衡时，下列说法正确的有_____。 A．使用合适的催化剂可以提高的平衡产率 B．当时，说明反应体系达到平衡状态 C．增大体系压强，副反应的平衡逆向移动 D．再次通入， 的平衡转化率增大 (4)向恒容密闭体系中加入、和，达平衡后，的平衡转化率与随温度的变化关系如图所示。 ①曲线i对应_____（填“”或“”）。 ②计算时副反应的平衡常数（写出计算过程）_________________。 (5)时空产率是衡量催化剂活性的物理量，用单位时间内单位质量的催化剂催化产生的生成物的物质的量表示，其单位为。恒温恒压下，向均含有催化剂的密闭容器中，分别通入足量。保持分压为，改变分压；或保持为，改变。分别测定反应时的产量，得到产量随气体分压的变化曲线如图所示。 已知：一般情况下，催化剂对气体的吸附能力越强，时空产率受该气体分压影响越大。 ①由图可知，催化剂对_____（填“”或“）的吸附能力更强。 ②若分压为分压为，则该条件下，的时空产率为______。 【答案】(1)低温 (2)2253.6 (3)CD (4) 54 (5) CO 600 【详解】（1）已知该反应，，故当低温时，即低温下能正向自发进行。 （2）由图中可知，E表示断开与化学键全部变为气态原子所需要的总能量，气态原子形成释放出的能量为，故，。 （3）A．催化剂能改变反应速率，但不影响平衡移动，故不能提高的平衡产率，A错误； B．并不能说明达到平衡状态，平衡状态的本质是各组分的浓度保持不变，并不是相等，B错误； C．主反应为气体分子数减小的反应，增大体系压强，平衡向正方向移动，增大，副反应为反应前后气体分子数不变的反应，不受压强影响，但由于增大，平衡逆向移动，C正确； D．再次通入，主副反应平衡都正向移动，的平衡转化率增大，D正确； 故答案选CD。 （4）①主副反应均为放热反应，升温平衡均逆移，的平衡转化率减小。图中曲线i随温度升高而下降，可以表示的变化趋势，故曲线i对应。 ②设主反应生成的为2y mol，副反应生成的为x mol，则 ，由图中时为90%可得，，图中时 ，即，联立可解得，x=1.8，y=0.3，则平衡时=3-3y-x=0.3 mol/L，=3-3y-x=0.3 mol/L，=3y+x=2.7 mol/L，= x=1.8 mol/L，故时副反应的平衡常数 。 （5）①催化剂对气体的吸附能力越强，时空产率受该气体分压影响越大，对比两条曲线的变化趋势，保持为 ，改变时，的产量变化幅度大，故催化剂对CO的吸附能力更强。 ②当分压为 ，分压为 时，的产量为 ，催化剂的质量 ，反应时间为，故时空产率为。 5．（2026·湖北襄阳·二模）二氧化碳、甲烷干重整是碳捕集、利用及封存框架内一种典型的低碳过程，其原理为：  。 I．旧法干重整主要反应有： 主反应： 副反应I：   副反应II：   副反应III：   副反应IV：   (1)不同反应温度下各主副反应的吉布斯自由能()与温度的关系如图所示。 直线d代表___________的吉布斯自由能与温度的关系。 a．副反应I    b．副反应II    c．副反应III    d．副反应IV (2)将等物质的量的和充入恒压反应器中，达到平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。 ①温度低于时，积碳严重的原因是___________。 ②500℃时，的产量明显高于CO，原因是___________。 II．碳酸盐间接干重整的主要反应为： 反应a： 反应b： (3)时，向恒容密闭容器中投入和。反应5分钟达到平衡，容器内的压强由增加到，的平均反应速率为，则的转化率为___________，反应的平衡常数为___________(用含的代数式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数)。 III．使用()催化甲烷干重整反应的二维机理如图所示。 (4)___________。 (5)第④步反应的化学方程式为___________。 (6)___________。 【答案】(1)a (2) 副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ进行的程度比较大 CO发生副反应Ⅳ的程度比H2发生副反应Ⅲ和副反应I的总程度都大 (3) 90% (4)2 (5) (6)+494.6kJ/mol 【详解】（1）副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，均小于0，也均小于0， 当温度升高时，他们的吉布斯自由能变（)增大，应该直线a、b、c代表副反应副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，所以直线d代表副反应Ⅰ。 （2）①将等物质的量的和充入恒压反应器中，温度低于，达到平衡时，由图像可知 较少，较多，说明温度低于，有利于放热反应（副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ）进行，副反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ进行程度较大，它们消耗，生成C，这就导致 较少，较多，所以积碳严重。 ②500℃时，体系平衡后，各反应分析如下：主反应中生成一样多，副反应Ⅱ消耗一样多，的产量明显高于CO，与这两个反应没有关系。当消耗的副反应Ⅳ进行的程度比消耗的副反应Ⅰ和副反应Ⅲ进行的程度之和还要大时，的产量明显高于CO，故500℃时，的产量明显高于CO原因是CO发生副反应Ⅳ的程度比H2发生副反应Ⅲ和副反应Ⅰ的总程度都大。 （3）恒温恒容条件下，容器内气体压强之比等于气体的物质的量之比，当容器内的压强由增加到时，气体的总物质的量由变为 混合气体。反应中 ，，设反应中消耗的物质的量为mol，则反应a中生成的 ，列三段式计算 则， ,则的分压为： 则反应a的 （4） ()二维结构中， 虚线框内是一个结构单元，原子数为2，原子数为，所以化学式中 （5） 第④步反应中的反应物的结构和结构单元（虚线框内）如图：        其结构单元中各原子个数：   ， 4   ， 2   ，则化学式为： 第④步反应的化学方程式为： （6）根据盖斯定律可知：图中是图中四个连续反应加和所得反应的反应热（焓变），将四个反应整合，最后得方程式为：此方程式各物质的化学计量数都是旧法干重整主反应中对应物质化学计量数的2倍。其 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 【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。 7．（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。 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·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，。 10．（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。 11．（2026·天津河东·二模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   (1)，此反应________自发进行（填标号）。 A．任何温度下都能 B．高温 C．低温 D．任何温度下都不能 (2)上述反应体系中，下列有关说法正确的是________（填标号）。 A．反应Ⅰ是放热反应，故降低温度有利于提高单位时间的产率 B．的比值越大越有利于的捕获，但不利于的分离 C．选择合适的催化剂，能调节反应Ⅱ的速率，改变的平衡转化率 D．温度恒定，将容器体积压缩至原来的一半，再达平衡时还有剩余，则二氧化碳的浓度不变 (3)高温下分解产生的催化与反应生成部分历程如下图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中速率最慢的基元反应方程式为________；下列4个基元反应中反应③是________反应（填“吸热”或“放热”）。 (4)100 kPa下，在密闭容器中和各1 mol发生反应。反应物的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化关系如下图（反应Ⅲ在360℃以下不考虑）。注： ①表示选择性的曲线是________（填字母）。 ②点M温度下，的物质的量为________mol。 ③500~600℃，解释变化的原因可能是________。 【答案】(1)C (2)BD (3) CH+H*→（或CH+2H2O+H*=2H2O+） 放热 (4) b 0.49 500~600℃范围内，MgCO3完全分解，反应Ⅲ为吸热反应，温度升高反应Ⅲ正向进行，消耗更多的CO2生成CO，导致作为含碳生成物的CO2的物质的量减少，所以CO2的选择性降低 【详解】（1）根据盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ得出MgCO3(s)+4H2(g)MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)  ΔH=(101-166)kJ/mol=-65kJ/mol，该反应为熵减反应，即ΔS＜0，根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS，处于低温时，ΔG＜0，该反应能自发进行，故选项C符合题意； （2）A．根据反应Ⅰ可知，ΔH＞0，该反应为吸热反应，降低温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应，降低温度，平衡正向移动，但温度降低，反应速率变慢，甲烷单位时间的产率降低，故A错误； B．增大，相当于增大氢气的物质的量，促使平衡向正反应方向移动，提高CO2的转化率，即该比值越大越有利于CO2的捕获，氢气越多，使甲烷与未反应氢气分离困难，故B正确； C．选择合适催化剂，可以改变反应速率，但对化学平衡移动无影响，因此选择合适催化剂，不能改变CO2的平衡转化率，故C错误； D．对于反应Ⅰ：K=c(CO2)，在温度恒定且MgCO3剩余时，c(CO2)为定值，即浓度不变，故D正确； 答案为BD； （3）根据图像可知，第④步骤活化能最高，速率最慢，则基元反应方程式为CH+H*→（或CH+2H2O+H*=2H2O+）；反应③中(HO*+ CH+H*+H+ H2O)的总能量高于(CH+H*+2H2O)的总能量，说明反应为放热反应； （4）①反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅲ为吸热反应，在360℃以下不考虑反应Ⅲ，根据图像可知，升高温度，反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ向逆反应方向移动，碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，且二者的选择性之和为100%，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性； ②M处温度低于360℃, 反应Ⅲ不发生，根据图像可知，M点时，碳酸镁的转化率为49%，消耗碳酸镁的物质的量为1mol×49.0%=0.49mol，二氧化碳选择性和甲烷选择性相等，均为50%，n(CO2)=n(CH4)=0.49mol×50.0%=0.245mol，则n(H2O)=2n(CH4)=2×0.245mol=0.49mol； ③根据图像可知，500~600℃范围内，MgCO3完全分解，温度升高反应Ⅱ逆向进行，反应Ⅲ正向进行，以反应Ⅲ为主，消耗更多的CO2生成CO，导致作为含碳生成物的CO2的物质的量减少，所以CO2的选择性降低。 12．（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。 13．（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 ＜ 【详解】（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。 14．（2026·浙江宁波·二模）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。“Chem is try”小组将和按体积比1:3通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ。 Ⅰ.     Ⅱ.     请回答： (1)下列关于反应Ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是________。 A．    B．    C．    D． 升高温度，________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (2)实验测得平衡时，部分组分的体积分数-温度曲线如下图所示。 ①在下图中画出100~400℃之间的体积分数随温度变化的曲线________； ②和对应的曲线，在700℃之后的趋势变化的原因是________； (3)反应Ⅱ的一种反应机理如下（其中*表示吸附态）： ①     ②     ③ ④________     ⑤     ⑥ ⑦ 写出第④步的反应方程式________。 (4)和在一定条件下合成HCOOH。 25℃时，向含有0.1mol的NaOH溶液中逐滴滴加，所得溶液体积为100mL，，该滴加过程中水的电离程度变化情况为________，________（保留2位小数，已知HCOOH的，）。 【答案】(1) C 减小 (2) 700℃后，反应Ⅰ几乎不发生，二者的体积分数均随温度升高而增大；反应Ⅱ是吸热反应，故升高温度，CO和的体积分数均增大 (3) (4) 先增大后减小 0.27 【分析】本题围绕CO2与H2催化转化的两个竞争反应（反应Ⅰ：2CO2(g) + 6H2(g)CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) ΔH1、反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2>0）展开，综合考查了热力学函数ΔH-TΔS与温度的关系、平衡常数比值的温度变化、反应历程与反应方程式书写、水的电离程度分析及弱电解质电离常数计算等核心知识点，需结合反应热效应、反应竞争规律、电离平衡移动原理等知识逐一分析； 【详解】（1）反应的ΔH-TΔS（吉布斯自由能变ΔG）与温度呈线性关系，斜率为-ΔS。反应Ⅰ是气体分子数减少的反应，ΔS1<0，故-ΔS1>0，ΔH-TΔS随T升高而增大，反应Ⅰ为放热反应，低温下能自发进行，，故C符合；反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减小，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，增大；因此随温度升高减小。 （2）①由图可知，100℃~400℃区间内，温度升高，体积分数增大，体积分数基本不变，故主要发生反应Ⅰ，且温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，CH3CH2OH体积分数逐渐降低，根据各物质体积分数之和等于1可知，曲线起点为100℃时的体积分数（=25.0%），终点为400℃时的体积分数（=12.5%），连接两点绘制一条随温度升高单调下降的平滑曲线即可； ②由图可知，根据各物质体积分数之和等于1可知，700℃后，CH3CH2OH的体积分数几乎为0，即反应Ⅰ几乎不发生，只发生反应Ⅱ，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO和H2O的体积分数均随温度升高而增大。 （3）根据反应机理的原子守恒与吸附态（*）规律，前序步骤生成O*、H*，第④步需结合H*与O*生成*OH，同时保留吸附态*，因此反应方程式为：H* + O* →*OH + *； （4）向0.1mol NaOH溶液中滴加HCOOH，发生反应，初始为强碱溶液（NaOH抑制水的电离）；滴加HCOOH发生中和反应生成HCOONa，HCOO-水解促进水的电离，水的电离程度先增大；当HCOOH过量后，溶液呈酸性（HCOOH电离抑制水的电离），水的电离程度后减小，故整体变化为先增大后减小；当混合液pH=3.5时，所得溶液为和混合溶液，由原子守恒知、，由电荷守恒知，pH=3.5时，，代入电离常数公式： Ka=；10-3.7=，解得。 15．（2026·内蒙古包头·二模）水煤气变换反应是实现氢能高效清洁利用的重要反应。 (1)水煤气变换反应___________。 （已知：CO燃烧热为，燃烧热为，） (2)我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂催化下的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用*标注） 由图可知___________（填“A”或“B”）更有利于该反应进行。 (3)一定条件下，水煤气变换反应的中间产物是HCOOH。HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．（快）Ⅱ．（慢） 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题： 反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，HCOOH电离平衡常数为，当HCOOH平衡浓度为时，浓度为___________，此时反应Ⅰ的反应速率___________（用含、x和k的代数式表示）。 ②温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。图中表示CO随时间变化的曲线为___________（填“X”、“Y”或“Z”）。时刻测得CO、的浓度为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。体系达平衡后___________（用含y的代数式表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数为___________。 【答案】(1) (2)B (3) Y 【详解】（1）写出已知热化学方程式： ①CO(g) +O2 (g) = CO2(g)    ΔH1=−283kJ/mol，②H2 (g) +O2(g) = H2O(l)    ΔH2 =−285.8 kJ/mol，③H2O(l) = H2O (g)    ΔH3 =+40.67 kJ/mol，目标反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 可由①-②-③得到，因此：ΔH = ΔH1−ΔH2−ΔH3 =−283−(− 285.8)− 40.67 =− 37.87 kJ/mol； （2）催化剂可降低反应的活化能，活化能越低越有利于反应进行。由图可知，原子层金簇负载催化剂B的最大活化能低于金催化剂A，因此B更有利于反应进行。 （3）① \c的电离平衡为：，电离平衡常数 ，忽略水电离，，已知平衡时，代入得：，因此 ； ②代入速率公式 ，得 ； ③反应Ⅰ为快反应，快速生成，初始阶段浓度快速升高；反应Ⅱ为慢反应，不断消耗，使反应Ⅰ平衡逆向移动，浓度逐渐降低；为反应Ⅱ的产物，浓度随反应进行逐渐升高，因此对应曲线为，浓度先快升，后逐渐降低，浓度高于和； ④平衡时，反应Ⅱ生成，因此，根据碳守恒：，即，时刻，，，可得，反应Ⅰ平衡常数 ，温度不变不变，平衡时，解得，因此； ⑤反应Ⅱ的平衡常数 ，平衡时，代入得。 16．（2026·江西南昌·二模）“乙醇选择性部分重整制氢”是一项极具前瞻性的制氢技术，反应如下： 。 回答下列问题： (1)已知常温下各物质的相对能量如下，则______；若通过键能估算该反应的，至少需要______（填数字）种化学键的键能数据。 (2)反应中4种物质的沸点由高到低的顺序为：______。 (3)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图。其中选择性最高的产物为______（填序号）。 A． B． C． D．CO (4)按体积比投入和，不考虑副反应，得到温度、压强和平衡转化率的关系如图所示。 ①是以物质的量分数表示的平衡常数，则______（填“>”“＜”或“=”）； ②O点对应体系的为______kPa（保留两位小数）。 (5)一定条件下，乙醇水蒸气制氢还有其他途径，反应机理如图。 ①若用标记，则产物中的化学式为______； ②相比之下，“乙醇选择性部分重整制氢”的优点有______。 【答案】(1) 4 (2) (3)A (4) = 29.63 (5) 或 减少CO和排放（或生成的产物乙酸具有高附加值） 【详解】（1）反应焓变生成物总相对能量反应物总相对能量，代入数据：； 用键能计算焓变时，反应物总键能生成物总键能，对该反应化简后，、键能抵消，只需要、、、共4种化学键的键能； （2）分子晶体沸点与氢键、相对分子质量有关：乙酸分子间形成氢键且相对分子质量最大，故沸点最高；水分子可形成更多分子间氢键，沸点高于乙醇；氢气分子间仅存在范德华力，沸点最低，故顺序为； （3）要判断选择性最高的产物，关键是看反应路径中决速步（活化能最高的步骤）的能垒大小，能垒越低，反应越容易进行，对应产物的选择性就越高，据此计算各产物路径的最高能垒： A．从（-2.06）到过渡态（-1.26 ），能垒为 (−1.26 )−(−2.06 )=0.80 ； B．从（-3.5 ）到过渡态（-2.15 ），能垒为 (−2.15)−(−3.5 )=1.35 ； C．从（-2.75）到过渡态（-1.41 ），能垒为 (−1.41 )−(−2.75 )=1.34 ； D．从（-3.75）到过渡态（-2.01 ），能垒为 (−2.01)−(−3.75 )=1.74 ；对比可知，A的决速步能垒最低，说明该反应路径最容易进行，因此选择性最高的产物是；故答案选A。 （4）①由图像可知点和点对应的平衡转化率均为40%，则平衡时两点对应各组分的物质的量分数相同，因此； ② 由图知P点和O点对应温度相同，故P点和O点平衡常数相同，已知P点转化率为40%，设初始投入、各，建立三段式： ，P点总压强，平衡时总物质的量，代入分压计算得：；故O点对应的； （5）①标记在乙醇的羟基中，反应中进入，与水提供的催化剂表面结合生成，因此产物中含1个、1个，故其化学式为或； ②对比其他途径会生成甲烷、一氧化碳等副产物，该工艺直接得到乙酸和氢气，原子利用率高，减少CO和副产物排放。 17．（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 【详解】（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。 18．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）甲醇脱氢法制，涉及主要反应如下： 反应； 反应II：。 回答下列问题： (1)已知：键能数据如下表： 化学键 C—H C—O C=O H—O H—H 键能 413 358 799 467 432 则_______kJ/mol。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母，下同)。 a．容器内压强不再变化    b．混合气体的密度不再变化 c．容器内的体积分数不再变化    d．的消耗速率等于生成速率的2倍 (3)一定条件下，向密闭容器中充入(g)，反应、II达到平衡后，采取下列措施，一定能提高(g)平衡转化率的是_______。 a．恒温恒压，充入惰性气体    b．恒温恒容，充入适量CO c．恒温恒容，充入    d．其他条件不变，升高温度 (4)向恒容密闭容器中充入，测得平衡时的转化率和的选择性随温度的变化关系如图所示。 ①表示的选择性随温度变化情况的曲线是_______(填“”或“”)。 ②时，_______；温度高于时，随着温度的升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③温度为时，若起始时容器内压强为，反应达平衡。则内生成的反应速率为_______，该温度下反应的分压平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度表示，分压总压×物质的量分数)。 【答案】(1) (2)ac (3)ad (4) 增大 【详解】（1）反应焓变反应物总键能生成物总键能。 反应：，反应物总键能：总键能，生成物总键能， 因此； （2）a．反应是气体分子数增大的反应，恒容下压强随气体物质的量变化，压强不变时说明达到平衡，a正确； b．所有反应物生成物都是气体，恒容容器中总质量、体积都不变，密度始终不变，不能说明平衡，b错误； c．的体积分数不再变化，说明各物质浓度不再改变，达到平衡，c正确； d．消耗速率是逆反应速率，生成速率是正反应速率，平衡时应满足：消耗速率生成速率，d不满足，d错误； 故选ac； （3）已知，，两个反应均为气体分子数增大的吸热反应； a．恒温恒压充入惰性气体，体积增大，相当于减压，两个平衡均正向移动，转化率提高，a正确； b. 恒温恒容充入，反应逆向移动，转化率降低，b错误； c. 恒温恒容充入，其自身浓度增大，转化率降低，c错误； d. 两个反应均吸热，升高温度平衡均正向移动，转化率提高，d正确； 故选ad； （4）① 已知反应I 、反应II 均为吸热，升高温度，更有利于吸热反应正向进行，转化率升高，对应曲线；升高温度对反应II的促进作用更大，导致的选择性随温度升高而降低，对应下降的曲线； ② 时，转化率为，总消耗；选择性为，根据选择性公式： ， 代入得：，解得； 温度高于时，升温促进反应II正向进行，CO生成量增加，生成量减少，因此增大； ③ 设，，则，得。平衡时各物质物质的量： ，，，，总物质的量。 恒容下压强之比等于物质的量之比，平衡总压，分压，因此反应速率；计算反应的： ，， 。 19．（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=。 20．（2026·广东深圳·二模）氟及其化合物在现代无机化学中占有重要的地位。回答下列问题： (1)基态F原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)的气态氧化反应为：  ，其反应热可利用键能和第一电子亲和能数据计算。已知：第一电子亲和能为元素的基态气态原子得到一个电子形成负一价气态阴离子时放出的热量。 ①___________。 ②根据定义比较关系：F___________O(填“＞”或“＜”)。 (3)和在一定条件下能发生下列反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ． 一定温度下，与一定量通入恒压反应器。平衡时，，、的物质的量随的平衡分压的变化如图。 ①曲线对应的物质为___________。 ②若时，的转化率为，且在三种产物中的物质的量分数为0.48，则___________(用含的代数式表示)，的选择性___________(保留2位小数)。 ③在图中点处达到平衡时，___________(用含、的代数式表示)。该温度下，若使用有利于反应ii的催化剂，重新达到平衡后点将___________(填“上移”、“下移”或“不移动”)。 (4)是一种温和的氧化剂和氟化剂。一种氟化二苯亚砜(，代表苯基)生成的反应机理如图。 研究发现，该反应可由催化剂量的引发，起始阶段发生。在反应中起实际催化作用，引发自由基反应。反应机理的I~IV步骤中，需要在反应物或产物位置补写F的是___________。 【答案】(1) (2) ＞ (3) 0.62 不移动 (4)Ⅰ、II 【详解】（1） 基态氟原子（F）的价层电子排布式为 ，其轨道表示式需满足洪特规则与泡利不相容原理：2s 轨道：填满两个自旋相反电子，2p轨道：三个等价轨道中，两个轨道各填一对自旋相反电子，一个轨道填单电子，故价电子层电子轨道表示式为。 （2）①反应热 计算：反应： ，分步过程：断键： ，吸热 ，得电子： ，放热 ，总焓变：。 ②第一电子亲和能为气态原子得一个电子形成负一价阴离子时放出的热量，放出热量越多， 越大，F 的原子半径比O小，且F的核电荷数比O更多，对电子的吸引能力更强，得电子能力更强，得到电子放出的热量更多，故 ：F > O。 （3）①随着 增大， 逐渐被消耗（曲线下降），先增后减（曲线 ），持续增加（曲线 上升）。因此， 对应。 ②初始Xe为 1 mol，转化率为 ，则消耗的Xe为 mol，剩余Xe为 mol。设 mol， mol， mol。根据 Xe 守恒：。根据题意，的在三种产物中的物质的量分数为 0.48，即：，因此， mol；在处，L2和L3的交点满足，进而得 。总消耗 ： 。消耗的： 。的选择性：。 （4）③M点是L1​与L3​的交点，此时，由反应平衡表达式：，，，知，，，，由图可知，当=时，则= ，当=时，则= ，在M点， ， = ,故计算得M点的 kPa。催化剂只改变反应速率，不改变平衡状态，故 M 点不移动。 （5）根据反应机理图知，步骤I：反应物为Ph2SO，产物为Ph2SOF-，由元素守恒和电荷守恒可知，需作为反应物参与，反应物侧需补写。步骤II：反应物为Ph2SOF-与XeF2，产物为Ph2SOF·与Xe，由元素守恒和电荷守恒可知，反应还生成了，产物侧需补写。步骤III：反应物为Ph2SOF·与XeF2，产物为Ph2SOF2与 ，XeF2提供一个F原子完成二氟化，产物结构已含两个F， 无需补F。步骤IV：反应物为Ph2SO与，产物为Ph2SOF·与Xe。由元素守恒和电荷守恒可知，无需补F。故需要补写F的为I和II。 21．（2026·云南玉溪·二模）我国力争2030年前完成碳达峰，2060年前实现碳中和，二氧化碳资源化利用备受关注。二氧化碳加氢技术是连接“高碳”现状与“零碳”未来之间的桥梁，为化石能源的清洁化利用提供了过渡方案，甲醇、乙烯等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 Ⅰ.催化加氢可合成甲醇，主要发生下列反应： i.     ii.     iii.     (1)_______，_______(用含、的代数式表示)。 (2)在恒温()恒容条件下，将一定量的、通入密闭容器中(含催化剂)，发生上述反应i、ii、iii。下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A． B．的转化率不变 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)在某催化剂作用下，制备的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)，决速步的基元反应式为_______。 (4)将和按物质的量之比1：3通入密闭容器中发生反应i和反应ii(忽略反应iii)，分别在1 MPa、3 MPa、5 MPa下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(S)(选择性为目标产物在含碳产物中的比值)的变化如图所示。 ①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线_______(填“a”“b”或“c”)。 ②随着温度的升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是_______。 ③P点对应反应ii的压强平衡常数为_______(列出计算式即可)。 II.电化学法还原二氧化碳制备乙烯，其原理如图所示。 (5)若电解后溶液pH基本不变，则阴极电极反应式为_______。 【答案】(1) -99.8 (2)BD (3)HCOO*+H*=HCOOH* (4) a 温度升高到一定程度时，反应以反应ii为主，该反应前后气体体积不变，改变压强对其平 衡没有影响 或其余等价形式 (5)14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应i-反应ii=反应iii，则反应ΔH3=(-58.6，kJ/mol )-( +41.2，kJ/mol)= -99.8 kJ/mol，反应iii 的平衡常数为：K3=； （2）A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应体系是否达到平衡，A错误； B．二氧化碳的转化率不变说明正逆反应速率相等，反应体系已达到平衡，B正确； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应体系是否达到平衡，C错误； D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应i、反应iii是气体体积减小的反应，反应ii是气体体积不变的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应体系已达到平衡，D正确； 故选BD； （3）反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，由图可知，③转化为④的反应的活化能最大，反应速率最慢，则决速步的基元反应式为：HCOO*+H*=HCOOH*； （4）①反应i是气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应ii是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则曲线a表示5 MPa下二氧化碳转化率随温度变化趋势； ②反应i是气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应ii是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则随着温度的升高，a、b、c三条曲线接近重合说明温度升高到一定程度时，反应以反应ii为主； ③设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1 mol、3 mol，由图可知，P点时压强为3 MPa，二氧化碳的转化率为20%，甲醇和一氧化碳的选择性都为50%，则平衡时，二氧化碳的物质的量为：1 mol-1 mol×20%=0.8 mol，甲醇和一氧化碳的物质的量都为：1 mol×20%×50%=0.1 mol，由方程式可知，氢气的物质的量为：3 mol-0.1 mol×3-0.1 mol =2.6 mol，水蒸气的物质的量为：0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol，则反应ii的压强平衡常数为：Kp ==； （5）由图可知，电极A为电解池的阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯和碳酸氢根离子，电极反应式为：14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO，电极B为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，放电生成的氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，阴极放电生成的碳酸氢根离子通过阴离子交换膜进入阳极区，所以电解过程中溶液中的碳酸氢钠的浓度保持不变，电解后溶液pH基本不变。 22．（2026·河北邯郸·二模）甲烷干重整(DRM，反应I)和甲烷蒸汽重整(SMR，反应Ⅱ)反应是化工生产领域利用温室气体制备化工原料的有效手段，涉及反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   (1)已知标准摩尔生成焓是指标准状态下，由稳定的单质生成化合物的焓变。 物质 0 依据表中数据，计算___________。 (2)富氦天然气是目前提取战略资源氦气的主要气源，通过水合物法气体分离技术获得He是我国目前采用的方法之一。笼形水合物是除He以外的大部分分子装在以___________(填“氢键”或“共价键”)相连的几个水分子构成的笼内；结合图示，从物质结构的角度解释He无法形成笼状水合物的原因：___________。 (3)研究表明，甲烷干重整(反应I)的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下： i．……； ii．(可能为0，1，2，3，4)； iii．； iv．，。 则反应i的方程式为___________；当CH4与CO2物质的量比为1:1及2:1时，体系中各物质的含量如下图所示(C2表示2个碳的烃类)，当温度高于1100℃时，H2含量均高于CO的主要原因为___________。 (4)在567K，8MPa条件下，发生反应Ⅱ的同时发生副反应，反应达到平衡时，体系中各组分摩尔分数(物质i的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示： 和随水碳比的变化曲线分别是___________、___________(填序号)。当时，反应Ⅱ的压强平衡常数___________(列出计算式即可，以分压表示，分压=总压×物质的量分数) 【答案】(1)+206.2 (2) 氢键 He原子半径太小，无法被笼形水合物的笼状结构束缚 (3) CO2(g)→CO(ads)+O(ads) 温度高于1100℃时CH4高温分解产生C和H2，额外增加H2的量 (4) ② ③ 【详解】（1）由表格数据可知，反应①：C(s)+O2(g)=CO(g) =-110.5kJ/mol，反应③：C(s)+2H2(g)=CH4(g) =-74.9kJ/mol，反应④：H2(g)+O2(g)=H2O(g) =-241.8kJ/mol，则反应①-③-④可得反应Ⅱ，根据盖斯定律可知， --=(-110.5kJ/mol)- (-74.9kJ/mol)- (-241.8kJ/mol)=+206.2kJ/mol； （2）已知水分子间能够形成氢键，以氢键相结合的水分子形成分子笼，即笼形水合物是除He以外的大部分分子装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，结合图示，由于He原子半径太小，无法被笼形水合物的笼状结构束缚，故He无法形成笼状水合物； （3）由题干信息可知，反应Ⅰ为，根据总反应I，结合机理ii、iii、iv可知，总反应I可由i+ii+iii+2iv(CO脱附)+2iv(H₂生成)得到，由此可推导出反应i的方程式为：CO2(g)→CO(ads)+O(ads)，由反应Ⅰ方程式可知，若只发生反应I则体系中的H2和CO含量相等，而题干图像信息可知，当CH4与CO2物质的量比为1:1及2:1时，体系中C2含量一直几乎为0，则由于CH4高温分解产生C和H2，额外增加H2的量，导致当温度高于1100℃时，H2含量均高于CO； （4）投料水碳比增加，H2O的量增加，可以提高CH4转化率，但H2O的转化率下降，所以随着水碳比增加，H2O的物质的量分数升高，则①为H2O；CH4的物质的量分数明显下降，则②为CH4；由于H2O的量增加，又使CO与H2O反应生成H2和CO2，所以CO物质的量分数降低，则③为CO，投料水碳比=4时，根据图中信息可知，x(H2)=36%、x(H2O)=48%，则x(CH4)=x(CO2)=x(CO)=，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp==。 23．（2026·江西九江·二模）以为原料合成甲醇，是实现“双碳”目标的有效途径之一，合成过程中涉及的反应如下： Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 回答下列问题： (1)向恒压密闭容器中分别充入和，若只发生反应Ⅰ，该反应在不同的条件下的转化率随时间变化关系如下图所示。 ①下列事实能说明反应达到平衡状态的是______(填标号)。 A．容器内的体积分数不变    B．容器内和的物质的量相等 C．容器内气体的密度不变    D．每生成的同时生成 ②压强______(填“>”或“<”)，判断理由为______。 (2)①反应Ⅳ：______(用含、的代数式表示)。 ②反应Ⅰ的平衡常数和反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如下图所示(已知：)，推断出反应Ⅳ的反应热______0(填“>”或“<”)。 (3)向恒容密闭容器中充入和发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在不同温度下达到平衡时，转化率和各含碳产物选择性变化如图所示，其中c曲线表示的物质为正四面体结构。经测定在达到平衡状态时，容器内的总压强为，则反应Ⅰ的压强平衡常数______。已知：选择性。 (4)在传统方法中，转化率和选择性通常比较低，科学团队研制了一种具有反应和分离气态水双功能的分子筛膜催化反应器()，提高了目标产物的选择性，同时降低了其它副产物的选择性，模式原理如下图所示。 ①模式下，的平衡转化率显著提高，结合信息分析原因：______。 ②模式下，极性大的分子，更易被膜吸附并快速通过。结合题中信息和所学知识分析比较、、的极性由大到小的顺序为______。 【答案】(1) CD > 反应Ⅰ为气体体积缩小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大，因此 (2) < (3) (4) 分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡正向移动，的转化率增大 【详解】（1）①A．设反应xmol，列三段式：容器内的体积分数为，一直不变，故不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．根据反应Ⅰ的化学计量数，容器内和的物质的量一直相等，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．恒压密闭容器，该反应为非等体积反应，气体的密度不变说明气体总的物质的量不变，能说明反应达到平衡状态，C正确； D．每生成的同时生成，正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，D正确； 故选CD； ②相同温度下，催化剂不影响平衡状态，反应Ⅰ为气体体积缩小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，的平衡转化率增大，因此； （2）①根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ可得反应Ⅳ，则； ②反应Ⅳ的平衡常数，随着温度升高，较减小更多，说明升高温度，减小，则反应Ⅳ的反应热<0； （3）c曲线表示的物质为正四面体结构，为甲烷，c曲线表示甲烷的选择性，反应Ⅰ放热，随着温度升高，选择性减小，d曲线表示的选择性；反应Ⅲ吸热，随着温度升高，CO选择性增大，a曲线表示CO的选择性，则b曲线表示转化率；达到平衡状态时，转化率为40%，甲烷的选择性为50%，的选择性为25%，则CO的选择性为25%，反应，可知生成0.4mol、0.2mol、CO 0.2mol，余下1.2mol，根据O原子守恒，生成H2O的物质的量为，根据H原子守恒，剩余H2的物质的量为；平衡时气体总的物质的量为：，的分压为，H2的分压为，的分压为，H2O的分压为，的分压和H2O的分压相等，则反应Ⅰ的压强平衡常数 = ； （4）①模式下，的平衡转化率显著提高，是因为分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡正向移动，的转化率增大； ②模式下，极性大的分子，更易被膜吸附并快速通过，分子筛膜催化反应器()，提高了目标产物的选择性，同时降低了其它副产物的选择性，可知其中的极性最大，为正四面体结构，是非极性分子，极性最小，则极性由大到小的顺序为。 24．（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 【详解】（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。 25．（2026·河北张家口·二模）2026年两会热点议题之一是生物天然气绿色发展。和重整与利用有利于实现“碳达峰”和“碳中和”目标。天然气和二氧化碳重整主要发生反应： ①   ②   ③   回答下列问题： (1)、分子的空间结构均与其VSEPR模型相同，其主要原因是___________。 (2)的___________(用、表示)。 (3)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应②，下列叙述错误的是___________(填标号)。 A．当混合气体的总压强不变时达到平衡状态 B．平衡时充入少量氩气，正反应速率小于逆反应速率 C．达到平衡时，再充入少量，平衡正向移动，反应热增大 D．其他条件不变，加入催化剂，活化分子百分数会增大 (4)初始按反应①的化学计量数投入反应物且只发生反应①，固定平衡转化率(α)分别为10%、50%、60%时探究温度与压强变化关系如图所示。 ①___________(填“>”或“<”)0。 ②用物质的量分数计算的平衡常数叫物质的量分数平衡常数()，A、B两点对应的体系，___________(填“>”“<”或“=”)，C点对应体系的___________(用分数表示)。 (5)在容积均为1 L的恒容密闭容器甲、乙中，起始分别投入和，只发生反应③，分别在恒温、绝热条件下发生反应，测得压强与时间关系如图所示。 ①a点时的转化率为___________；比较转化率：___________(填“>”“<”或“=”，下同)。 ②比较速率：___________。 【答案】(1)两种分子的中心原子均无孤电子对，因此分子空间结构与VSEPR模型相同 (2) (3)BC (4) > = (5) 50% ＜ ＞ 【详解】（1）的中心原子为C，价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数。C的价电子数为4，与4个H形成4个键，孤电子对数=，价层电子对数=4，故VSEPR模型为正四面体，分子空间结构也为四面体；的中心原子为C，价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数。C的价电子数为4，与2个O形成2个键，孤电子对数=，价层电子对数=2，故VSEPR模型为直线形，分子空间结构也为直线形。 （2）目标反应可通过已知反应①和反应②推导，由目标反应可由“反应②-反应①”得到，则=。 （3）A．恒容条件下，混合气体总压强与气体总物质的量成正比。反应前后气体分子数变化，总压强不变时，气体总物质的量不变，反应达到平衡状态，A不符合题意； B．恒容时充入氩气，各反应物、生成物浓度不变，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，B符合题意； C．充入，平衡正向移动，但反应热仅与反应方程式有关，与反应物用量无关，C符合题意； D．催化剂降低反应活化能，增大活化分子百分数，加快反应速率，D不符合题意； 故答案选BC。 （4）反应①是气体分子数增大的反应。由图可知，在相同压强下，要达到更高的转化率，需要更高的温度，说明升高温度向正反应方向移动，因此正反应方向为吸热反应，； 根据的定义可知，的值只与有关，A、B两点相同，则=； C点对应体系的为0.5，设起始时投入和的物质的量均为1 mol，用三段式计算：平衡时的物质的量分数为，的物质的量分数为，CO的物质的量分数为，的物质的量分数为，则C点对应体系的 （5）由图像可知，在其他条件相同时，甲先于乙达到平衡，说明甲的温度高于乙，故甲为绝热条件下，乙为恒温条件。恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比。起始总物质的量为4 mol，对应压强为12p，a点压强为9p，则此时气体总物质的量为3 mol。设反应消耗的为x mol，列三段式：总物质的量为=3 mol，解得x=0.5 mol，的转化率为； 由图像可知，甲的温度高于乙，故甲为绝热条件，乙为恒温条件，a、b两点气体总压强相等，由pV=nRT可知，b点气体总物质的量小于a点，初始的总物质的量相等，则b点的转化率大于a点转化率，即<； b点是绝热条件下的平衡状态，。c点是恒温条件下的平衡状态，则，反应放热，温度比绝热容器低，平衡时反应物浓度比绝热条件下低，则其反应速率较b点慢，故>。 26．（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。 【详解】（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。 27．（2026·云南昆明·二模）丙烯是一种重要的化工原料，利用丙烷制备丙烯，可以提高丙烷的附加值，具有良好的社会经济效益。回答下列问题： Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯： (1)利用下列键能数据计算该反应的_______。 化学键 键能/() 347.7 615 413.4 436 (2)将和混合通入反应器中，在某温度、条件下进行丙烷脱氢反应。 ①通入对平衡转化率的影响是_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②平衡时，若的转化率为，则该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ.氧化丙烷制丙烯： 反应①：   反应②： 反应③： 反应④： (3)向某密闭容器中按投料，若只发生反应①，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．该反应 B．升高温度或增大压强均可以使的平衡转化率提高 C．升高温度可以提高该反应的平衡常数 D．消耗的物质的量和生成物质的量相等时，说明反应达到化学平衡状态 (4)某科研小组在580℃，催化作用下，研究不同投料比对脱氢反应的影响，丙烷转化率、丙烯选择性随时间的变化如图所示。 已知丙烯产率=丙烷转化率×丙烯选择性。若反应时间为25min，则最佳投料比为_______，原因是_______。 (5)该工艺的优点有_______(填标号)。 A．与反应，使反应②的化学平衡正向移动 B．有利于减少积炭 C．有利于与资源利用 Ⅲ.电氧化合成 (6)在碱性介质中，生成的电极反应式为_______。 【答案】(1)+123.5 (2) 增大 (3)AC (4) 1:1 丙烯的产率最高 (5)ABC (6) 【分析】本题围绕丙烷制备丙烯的三种工艺（直接脱氢、CO2氧化脱氢、电氧化合成）展开，综合考查了反应热计算、化学平衡、平衡常数、图像分析、电极反应式书写等核心知识点，是典型的化学反应原理综合题； 【详解】（1）原理：ΔH = 反应物总键能-生成物总键能；丙烷CH3CH2CH3的化学键2个C-C键、8个C-H键；丙烯CH3CH=CH2的化学键：1个C-C键、1个C=C键、6个C-H键；生成物还有1个H-H键。计算： ΔH=(2×347.7+8×413.4)−(1×347.7+1×615+6×413.4+1×436)=+123.5 kJ⋅mol−1； （2）①该反应是气体分子数增大的反应（1mol反应物生成2mol生成物）；恒温恒压下通入惰性气体Ar，容器体积增大，各反应气体的分压减小，平衡正向移动，因此C3H8的平衡转化率增大； ②设初始C3H8为m mol，转化率为α，列三段式： 因此平衡时总物质的量为n总=m(1-α) + mα + mα + q = m + q + mα；总压为pkPa，因此各物质分压为：p(C3H8) = p·；p(C3H6) = p·；p(H2) =p·； =； （3）反应①为；A. 该反应ΔS>0：反应前气体总物质的量为2mol，反应后为3mol，混乱度增大，ΔS>0，A正确；B. 升高温度或增大压强均可以使C3H8的平衡转化率提高：该反应ΔH>0（吸热），升温平衡正向移动，转化率提高；但反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，转化率降低，B错误；C. 升高温度可以提高该反应的平衡常数：平衡常数只与温度有关，吸热反应升温K增大，C正确；D. 消耗CO2的物质的量和生成C3H6物质的量相等时，说明反应达到化学平衡状态：反应中CO2的消耗速率和C3H6的生成速率始终相等（均为正反应速率），不能判断平衡，D错误；故答案为AC； （4）已知丙烯产率 = 丙烷转化率 × 丙烯选择性，反应时间为25min时，从图中读取数据：投料比1:3：转化率54.8%，选择性24.0%，产率=54.8%×24.0% = 13.152% ；投料比1:1：转化率20.6%，选择性67.0%，产率=20.6%×67.0% = 13.802% ；投料比3:1：转化率19.2%，选择性68.0%，产率=19.2%× 68.0% = 13.056% ；① 最佳投料比：1:1； ② 原因：该投料比下，丙烯产率最高（或丙烷转化率与丙烯选择性的乘积最大）； （5）逐一分析选项：A．CO2与H2反应，使反应②的化学平衡正向移动：反应②C3H8⇌C3H6+H2，CO2与H2发生反应；③CO2+H2⇌CO+H2O，消耗H2，使反应②平衡正向移动，提高丙烯产率，A正确； B．有利于减少积炭：反应④CO2+ C(s)⇌2CO(g)，CO2可与积炭反应，减少催化剂表面积炭，B正确； C．有利于CO2与H2资源利用：CO2作为反应物参与反应，实现了温室气体的资源化利用，同时利用了反应②生成的H2，C正确；故答案为ABC； （6）C3H8发生氧化反应（脱氢生成C3H6），为阳极反应，碱性介质中用OH-配平电荷与原子： 反应物为C3H8和OH-； 生成物为C3H6和H2O；化合价变化：“C3H8中碳的平均化合价为，C3H6中碳的平均化合价为，C3H8失去2个电子被氧化生成C3H6；配平方程式为：  C3H8- 2e- + 2OH- = C3H6+ 2H2O。 28．（2025·河北石家庄·二模）尿素[]热解制备，并利用进行脱硝反应(与NOx反应)是科研领域的一个研究方向。 Ⅰ．和混合热解制备时，发生如下反应： ⅰ．； ⅱ．。 回答下列问题： (1)已知的燃烧热分别为，则的燃烧热_______。 (2)工业上将与混合以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ．气体通过反应器时间为10 min，测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。 ①时，0~10 min内，的生成速率_______；的转化率为_______(保留3位有效数字)。 ②温度高于，的转化率随温度的升高而增大，解释其原因为_______。 (3)一定温度和压强下，向某密闭容器中加入一定量的和发生反应ⅰ和ⅱ．体系达平衡时，测得体系中，，。 ①反应ⅰ的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 ②下列操作一定可以提高上述平衡体系中浓度的是_______(填选项字母)。 A．缩小容器容积    B．升高温度    C．加入更高效催化剂    D．分离出部分 Ⅱ．利用进行脱硝反应时发生如下反应： 主反应 ⅲ． ⅳ． 副反应 ⅴ． ⅵ． (4)实验表明，其他条件一定时，去除率(R)随氨氮比[，c代表反应器入口相关气体的浓度]的变化如图所示。 当时，去除率为负值，解释其原因为_______。 【答案】(1)-646.3 (2) 11.8% 温度高于时，反应ⅰ已进行完全，升高温度，反应ⅱ的速率加快 (3) AD (4)主要发生ⅲ，同时ⅴ进行的程度大于ⅳ进行的程度，导致出口浓度高于进口浓度 【详解】（1）的燃烧热分别为，对应的热化学方程式为：①②根据盖斯定律，由尿素燃烧的热化学方程式减去反应ⅰ以及氨气燃烧的热化学方程式可得HNCO(g)的燃烧热化学方程式，故其燃烧热； （2）①由题图可知，750 ℃时，，0~10 min内，的生成速率 。设开始有，750 ℃反应ⅰ反应至10 min时反应完全，生成，反应ⅱ转化了，则： 10 min时，，，则，解得，，的转化率为；②温度高于800℃时，反应ⅰ已进行完全。反应ⅱ是放热反应，但在10 min内反应可能未达到平衡。升高温度能加快反应ⅱ的速率，使反应在有限时间内进行的程度更大，因此HNCO(g)的转化率随温度升高而增大； （3）①一定温度和压强下，向某密闭容器中加入一定量的和发生反应ⅰ和ⅱ。体系达平衡时，测得体系中，，，则： 体系达平衡时，，则反应ⅰ的平衡常数；②分析选项： A．缩小容器容积，可使容器内气体反应物和生成物均增大，A正确； B．升高温度，反应ⅰ的平衡正向移动，反应ⅱ的平衡逆向移动，不一定增大，B错误； C．加入更高效催化剂，对平衡没有影响，C错误； D．分离出部分，反应ⅱ的平衡正向移动，平衡体系中一定增大，D正确； 故选AD； （4）由图中信息知，时，主要发生反应ⅲ，同时反应Ⅴ进行的程度大于反应ⅳ进行的程度，导致出口浓度高于进口浓度，故时，去除率为负值。 29．（2026·江西萍乡·二模）含量的控制和资源化利用具有重要意义，我国在碳氧化物催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展。 (1)在催化剂的作用下，的微观反应历程和相对能量(E)如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。 已知：表示C，表示O，表示H。 历程I： 反应甲： 历程II： 反应乙： 历程III： 反应丙：______。 ①历程III中的反应丙可表示为______。 ②的决速步骤的能垒是______eV。 (2)由合成甲醇是资源化利用的重要方法，该过程的有关反应如下： 主反应： 副反应： 按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率和的选择性(S—)随温度、压强的变化如图所示。 (已知：①LTA分子筛膜具有很强的亲水性。 ②) ①使用LTA分子筛膜可以提高的平衡转化率，原因是______。 ②、的大小关系为：______(填“>”、“<”或“=”)。 ③350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是______。 ④条件下，的平衡转化率为______，副反应的Kp=______(均保留到小数点后2位)。 (3)反应一般认为可通过如下两个步骤来实现： 步骤①： 步骤②： 反应的快慢由步骤②决定，在恒压、投料比条件下，使用不同压制压强下形成的催化剂对步骤②在相同时间内进行催化反应，请在图2画出10～30MPa范围内，CO转化率与压制压强P之间的关系曲线(不考虑催化剂失活)______。(已知：催化剂存在孔结构(孔结构通向催化剂内部的活性中心)，使用前可在高压下压制成型，压制压强越大，孔径越小，但压强超过25MPa时会造成催化剂颗粒破裂成粉末。) 【答案】(1) 1.48 (2) 此分子筛膜具有强亲水性，分离出生成的水，促使主反应和副反应均正向移动，促使二氧化碳的转化率提高 > 以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响 26.67% 0.06 (3) 【详解】（1）①根据图示，历程III中吸附在催化剂M上的生成，反应丙可表示为； ②决速步骤是能垒最大的一步，可知历程III 能垒最大，为=1.48 eV； （2）①LTA分子筛膜具有很强的亲水性，可分离出生成的水，促使主反应和副反应均正向移动，促使二氧化碳的转化率提高； ②副反应为等体积反应，主反应正向反应气体分子数减小，相同温度下，增大压强，主反应平衡正向移动，S—增大，可知>； ③350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是以上副反应占主导，副反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响； ④条件下，，S—=50%， 起始，设起始、，则转化的物质的量为0.4 mol，列三段式：，，的平衡转化率为26.67%；副反应为等体积反应，化学计量数均为1，副反应的Kp=0.06； （3） 10~25MPa范围内，压制压强越大，催化剂孔径越小，反应物难以扩散接触内部活性中心，相同时间内反应速率慢，CO转化率降低，即CO转化率随压制压强增大逐渐降低；超过25MPa，催化剂颗粒破裂为粉末，活性中心充分暴露，反应速率加快，相同时间内CO转化率升高，即CO转化率随压强增大逐渐升高，25MPa时存在最低转化率；因此曲线先下降后上升，25MPa时达到最小点，即。 30．（2026·江苏南通·二模）对燃煤气进行综合处理，可实现绿色环保与变废为宝的目的。 (1)燃煤气中的含量可利用库伦测硫仪进行检测，其工作原理如图-1所示。电解质溶液中(是定值)，且保持定值时该电解池不工作。待测气体进入电解池后，电解池开始工作，待测定结束后。 ①导致测硫仪出现数据变化时的离子反应为___________。 ②标况下，若待测气体以的流速通入，10min末测硫仪显示转移了0.02mol电子，则待测气体中的体积分数为___________。 (2)工业上经过捕集和电催化还原可转化为有机物。以的溶液为电解质溶液，将通入Cu基催化剂的电极材料上(Cu是催化剂的活性位点)，相同条件下电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电压变化如图-2所示。 ①有机胺与反应生成，再失去1个质子后再跟水反应可实现有机胺的再生。有机胺能吸收的原因是___________。 ②当电压为时，生成的电极反应式为___________。 ③电压从增大到时，电流减小的原因可能是___________。 (3)某科研小组研究了Fe掺杂六方氮化硼(BN)对还原反应的催化性能。上吸附、和的稳定构型如图-3所示(所有键距均以nm为单位)，CO、还原反应过程的曲线图如图-4所示。 ①在表面容易产生吸附态氧原子(O*)的原因是___________。 ②科研小组依据数据认为还原反应使用CO优于，理由是___________。 【答案】(1) (2) 有机胺呈碱性 生成的CO吸附在催化剂Cu的活性位点，导致还原受阻(或“CO与Cu生成新物质覆盖在催化剂表面”) (3) 吸附态键长最长，键能最小，易断裂产生；O的电负性较大，容易被Fe吸附 催化剂对反应物CO的吸附产物较稳定；CO发生反应的活化能低于；催化剂对生成物的吸附能力较弱，更易解吸 【详解】（1）①由图-1可知，电解池左侧有生成，说明被还原化合价降低，所以进入的SO2气体是还原剂，S化合价升高SO2变成，确定了氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，再根据转移电子守恒和原子守恒配平离子反应方程式为：； ②10min末待测气体的总体积为：，SO2被氧化时，S从+4价升至+6价，1mol SO2转移2mol电子，已知转移0.02mol电子，对应的SO2为0.01mol，标况下SO2的体积为，所以待测气体中SO2的体积分数为：； （2）①CO2是酸性氧化物，有机胺水溶液呈碱性，两者可以发生反应，所以有机胺可以吸收CO2； ②电解质是的KHCO3，为弱碱环境，生成H2的电极应该为阴极，得电子发生还原反应，阴极发生反应，生成的OH-与通入的CO2发生反应，总的反应式为：； ③在电解池中电流的大小由电极的反应速率决定，反应速率受电极活性点位数量、反应物浓度、电压等影响，从图-2可知，电压由U2到U3时，电压增大应该是有利于电流增大，但电流减小，可能的原因是电极活性点位数量减小，即可能是反应中生成的CO吸附在催化剂Cu的活性位点，导致CO2还原受阻(或“CO与Cu生成新物质覆盖在催化剂表面”)； （3）①吸附态键长最长，键能最小，易断裂产生，O的电负性较大，容易被Fe吸附；且的键长较短，说明键能较大原子结合力较强； ②从图-4两反应的最高活化能对比，图-3催化剂对各物质的吸附稳定结构的键长对比可以看出，催化剂对反应物CO的吸附产物较稳定，CO发生反应的活化能低于SO2，催化剂对生成物CO2的吸附能力较弱，更易解吸。 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 $ 专题10 反应原理综合题（非选择题） 1．（2026·四川达州·二模）催化加氢制甲醇是碳的捕集、利用和封存技术中最具应用前景的技术路径之一。该过程主要发生下列反应： 反应 平衡常数 I Ⅱ Ⅲ 回答下列问题： (1)反应Ⅱ的_________，若，则该反应在_________（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能自发进行。 (2)一定温度下，在某恒压密闭容器中充入和发生上述反应。下列说法能说明该体系达到平衡状态的是_________（填标号）。 A． B．气体密度不再变化 C．恒定不变 D．恒定不变 (3)以的进气比通入载有催化剂的密闭反应管中，维持压强为3 MPa进行上述三个反应，反应达到平衡状态时，测得的转化率、的选择性随温度的变化如图1： 已知：或CO的选择性 ①表示选择性的曲线为_________（填“a”或“b”），并说明选择的理由_________。 ②M点达到平衡状态时，的转化率为50%，则反应Ⅱ的_________。 (4)我国科学家研究发现，用图2电解装置电催化制甲醇可显著提高甲醇的选择性。已知钴酞菁（CoPc）分子可吸附CO，将钴酞菁（CoPc）分子限域在碳纳米管内部，能抑制副产物CO的生成。回答下列问题： ①阴极的电极反应式为_________溶液不参与电极反应）。 ②碳纳米管内甲醇的选择性高于管外的原因可能是_________。 2．（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___________。 3．（2026·安徽马鞍山·二模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题。 (1)已知：一定温度下，由稳定单质(其标准摩尔生成焓视为0)生成1 mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓()。表中为几种物质在298 K时的标准摩尔生成焓： 物质 ___________。 (2)若将和各1 mol充入恒温密闭容器中，仅进行反应Ⅱ和反应Ⅲ，下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．恒容时充入，反应Ⅱ和反应Ⅲ的正反应速率均减小 B．恒容时充入，反应Ⅰ的平衡不移动 C．恒压时若混合气体的密度不再改变，则反应达平衡状态 D．任意时刻，容器内 (3)100 kPa下，向密闭容器中投入和各1 mol发生反应。反应达到平衡时，反应物(和)的转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(温度低于360℃反应Ⅲ不发生)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是___________(填“a”、“b”、“c”、“d”)，500℃～600℃，随温度升高曲线d下降的原因可能是___________。 ②550℃下达到平衡，___________mol，___________mol。 ③300℃，若初始压强为150 kPa，达平衡时，c曲线上的点应___________移(填“上”、“下”、“不”)。 4．（2026·广东深圳·二模）工业合成氨是20世纪人类的伟大发明之一。以与为原料合成，直接合成氨路线与传统合成氨路线如图所示。 I．“传统合成”法： (1)在合成氨工业中，原料气在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的，其反应为：、，该反应在_____（填“高温”或“低温”）下能正向自发进行。 (2)已知：；键能为；与全部变为气态原子，最终结合为过程的能量变化如图所示，图中_____。 II．“直接合成”法： 该反应体系中发生主反应；同时，还发生副反应。 (3)当体系达到平衡时，下列说法正确的有_____。 A．使用合适的催化剂可以提高的平衡产率 B．当时，说明反应体系达到平衡状态 C．增大体系压强，副反应的平衡逆向移动 D．再次通入， 的平衡转化率增大 (4)向恒容密闭体系中加入、和，达平衡后，的平衡转化率与随温度的变化关系如图所示。 ①曲线i对应_____（填“”或“”）。 ②计算时副反应的平衡常数（写出计算过程）_________________。 (5)时空产率是衡量催化剂活性的物理量，用单位时间内单位质量的催化剂催化产生的生成物的物质的量表示，其单位为。恒温恒压下，向均含有催化剂的密闭容器中，分别通入足量。保持分压为，改变分压；或保持为，改变。分别测定反应时的产量，得到产量随气体分压的变化曲线如图所示。 已知：一般情况下，催化剂对气体的吸附能力越强，时空产率受该气体分压影响越大。 ①由图可知，催化剂对_____（填“”或“）的吸附能力更强。 ②若分压为分压为，则该条件下，的时空产率为______。 5．（2026·湖北襄阳·二模）二氧化碳、甲烷干重整是碳捕集、利用及封存框架内一种典型的低碳过程，其原理为：  。 I．旧法干重整主要反应有： 主反应： 副反应I：   副反应II：   副反应III：   副反应IV：   (1)不同反应温度下各主副反应的吉布斯自由能()与温度的关系如图所示。 直线d代表___________的吉布斯自由能与温度的关系。 a．副反应I    b．副反应II    c．副反应III    d．副反应IV (2)将等物质的量的和充入恒压反应器中，达到平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。 ①温度低于时，积碳严重的原因是___________。 ②500℃时，的产量明显高于CO，原因是___________。 II．碳酸盐间接干重整的主要反应为： 反应a： 反应b： (3)时，向恒容密闭容器中投入和。反应5分钟达到平衡，容器内的压强由增加到，的平均反应速率为，则的转化率为___________，反应的平衡常数为___________(用含的代数式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数)。 III．使用()催化甲烷干重整反应的二维机理如图所示。 (4)___________。 (5)第④步反应的化学方程式为___________。 (6)___________。 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·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”)。 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·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___________。 10．（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________。 11．（2026·天津河东·二模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   (1)，此反应________自发进行（填标号）。 A．任何温度下都能 B．高温 C．低温 D．任何温度下都不能 (2)上述反应体系中，下列有关说法正确的是________（填标号）。 A．反应Ⅰ是放热反应，故降低温度有利于提高单位时间的产率 B．的比值越大越有利于的捕获，但不利于的分离 C．选择合适的催化剂，能调节反应Ⅱ的速率，改变的平衡转化率 D．温度恒定，将容器体积压缩至原来的一半，再达平衡时还有剩余，则二氧化碳的浓度不变 (3)高温下分解产生的催化与反应生成部分历程如下图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中速率最慢的基元反应方程式为________；下列4个基元反应中反应③是________反应（填“吸热”或“放热”）。 (4)100 kPa下，在密闭容器中和各1 mol发生反应。反应物的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化关系如下图（反应Ⅲ在360℃以下不考虑）。注： ①表示选择性的曲线是________（填字母）。 ②点M温度下，的物质的量为________mol。 ③500~600℃，解释变化的原因可能是________。 12．（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______。 13．（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“=”）。 14．（2026·浙江宁波·二模）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。“Chem is try”小组将和按体积比1:3通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ。 Ⅰ.     Ⅱ.     请回答： (1)下列关于反应Ⅰ的随温度T的变化趋势正确的是________。 A．    B．    C．    D． 升高温度，________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (2)实验测得平衡时，部分组分的体积分数-温度曲线如下图所示。 ①在下图中画出100~400℃之间的体积分数随温度变化的曲线________； ②和对应的曲线，在700℃之后的趋势变化的原因是________； (3)反应Ⅱ的一种反应机理如下（其中*表示吸附态）： ①     ②     ③ ④________     ⑤     ⑥ ⑦ 写出第④步的反应方程式________。 (4)和在一定条件下合成HCOOH。 25℃时，向含有0.1mol的NaOH溶液中逐滴滴加，所得溶液体积为100mL，，该滴加过程中水的电离程度变化情况为________，________（保留2位小数，已知HCOOH的，）。 15．（2026·内蒙古包头·二模）水煤气变换反应是实现氢能高效清洁利用的重要反应。 (1)水煤气变换反应___________。 （已知：CO燃烧热为，燃烧热为，） (2)我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂催化下的反应历程：（吸附在催化剂表面上的物种用*标注） 由图可知___________（填“A”或“B”）更有利于该反应进行。 (3)一定条件下，水煤气变换反应的中间产物是HCOOH。HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．（快）Ⅱ．（慢） 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题： 反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，HCOOH电离平衡常数为，当HCOOH平衡浓度为时，浓度为___________，此时反应Ⅰ的反应速率___________（用含、x和k的代数式表示）。 ②温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。图中表示CO随时间变化的曲线为___________（填“X”、“Y”或“Z”）。时刻测得CO、的浓度为、，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。体系达平衡后___________（用含y的代数式表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数为___________。 16．（2026·江西南昌·二模）“乙醇选择性部分重整制氢”是一项极具前瞻性的制氢技术，反应如下： 。 回答下列问题： (1)已知常温下各物质的相对能量如下，则______；若通过键能估算该反应的，至少需要______（填数字）种化学键的键能数据。 (2)反应中4种物质的沸点由高到低的顺序为：______。 (3)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图。其中选择性最高的产物为______（填序号）。 A． B． C． D．CO (4)按体积比投入和，不考虑副反应，得到温度、压强和平衡转化率的关系如图所示。 ①是以物质的量分数表示的平衡常数，则______（填“>”“＜”或“=”）； ②O点对应体系的为______kPa（保留两位小数）。 (5)一定条件下，乙醇水蒸气制氢还有其他途径，反应机理如图。 ①若用标记，则产物中的化学式为______； ②相比之下，“乙醇选择性部分重整制氢”的优点有______。 17．（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”)。 18．（2026·内蒙古乌兰察布·二模）甲醇脱氢法制，涉及主要反应如下： 反应； 反应II：。 回答下列问题： (1)已知：键能数据如下表： 化学键 C—H C—O C=O H—O H—H 键能 413 358 799 467 432 则_______kJ/mol。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母，下同)。 a．容器内压强不再变化    b．混合气体的密度不再变化 c．容器内的体积分数不再变化    d．的消耗速率等于生成速率的2倍 (3)一定条件下，向密闭容器中充入(g)，反应、II达到平衡后，采取下列措施，一定能提高(g)平衡转化率的是_______。 a．恒温恒压，充入惰性气体    b．恒温恒容，充入适量CO c．恒温恒容，充入    d．其他条件不变，升高温度 (4)向恒容密闭容器中充入，测得平衡时的转化率和的选择性随温度的变化关系如图所示。 ①表示的选择性随温度变化情况的曲线是_______(填“”或“”)。 ②时，_______；温度高于时，随着温度的升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③温度为时，若起始时容器内压强为，反应达平衡。则内生成的反应速率为_______，该温度下反应的分压平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度表示，分压总压×物质的量分数)。 19．（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)。 20．（2026·广东深圳·二模）氟及其化合物在现代无机化学中占有重要的地位。回答下列问题： (1)基态F原子的价层电子轨道表示式为___________。 (2)的气态氧化反应为：  ，其反应热可利用键能和第一电子亲和能数据计算。已知：第一电子亲和能为元素的基态气态原子得到一个电子形成负一价气态阴离子时放出的热量。 ①___________。 ②根据定义比较关系：F___________O(填“＞”或“＜”)。 (3)和在一定条件下能发生下列反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ． 一定温度下，与一定量通入恒压反应器。平衡时，，、的物质的量随的平衡分压的变化如图。 ①曲线对应的物质为___________。 ②若时，的转化率为，且在三种产物中的物质的量分数为0.48，则___________(用含的代数式表示)，的选择性___________(保留2位小数)。 ③在图中点处达到平衡时，___________(用含、的代数式表示)。该温度下，若使用有利于反应ii的催化剂，重新达到平衡后点将___________(填“上移”、“下移”或“不移动”)。 (4)是一种温和的氧化剂和氟化剂。一种氟化二苯亚砜(，代表苯基)生成的反应机理如图。 研究发现，该反应可由催化剂量的引发，起始阶段发生。在反应中起实际催化作用，引发自由基反应。反应机理的I~IV步骤中，需要在反应物或产物位置补写F的是___________。 21．（2026·云南玉溪·二模）我国力争2030年前完成碳达峰，2060年前实现碳中和，二氧化碳资源化利用备受关注。二氧化碳加氢技术是连接“高碳”现状与“零碳”未来之间的桥梁，为化石能源的清洁化利用提供了过渡方案，甲醇、乙烯等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 Ⅰ.催化加氢可合成甲醇，主要发生下列反应： i.     ii.     iii.     (1)_______，_______(用含、的代数式表示)。 (2)在恒温()恒容条件下，将一定量的、通入密闭容器中(含催化剂)，发生上述反应i、ii、iii。下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A． B．的转化率不变 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)在某催化剂作用下，制备的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)，决速步的基元反应式为_______。 (4)将和按物质的量之比1：3通入密闭容器中发生反应i和反应ii(忽略反应iii)，分别在1 MPa、3 MPa、5 MPa下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(S)(选择性为目标产物在含碳产物中的比值)的变化如图所示。 ①代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线_______(填“a”“b”或“c”)。 ②随着温度的升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是_______。 ③P点对应反应ii的压强平衡常数为_______(列出计算式即可)。 II.电化学法还原二氧化碳制备乙烯，其原理如图所示。 (5)若电解后溶液pH基本不变，则阴极电极反应式为_______。 22．（2026·河北邯郸·二模）甲烷干重整(DRM，反应I)和甲烷蒸汽重整(SMR，反应Ⅱ)反应是化工生产领域利用温室气体制备化工原料的有效手段，涉及反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   (1)已知标准摩尔生成焓是指标准状态下，由稳定的单质生成化合物的焓变。 物质 0 依据表中数据，计算___________。 (2)富氦天然气是目前提取战略资源氦气的主要气源，通过水合物法气体分离技术获得He是我国目前采用的方法之一。笼形水合物是除He以外的大部分分子装在以___________(填“氢键”或“共价键”)相连的几个水分子构成的笼内；结合图示，从物质结构的角度解释He无法形成笼状水合物的原因：___________。 (3)研究表明，甲烷干重整(反应I)的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下： i．……； ii．(可能为0，1，2，3，4)； iii．； iv．，。 则反应i的方程式为___________；当CH4与CO2物质的量比为1:1及2:1时，体系中各物质的含量如下图所示(C2表示2个碳的烃类)，当温度高于1100℃时，H2含量均高于CO的主要原因为___________。 (4)在567K，8MPa条件下，发生反应Ⅱ的同时发生副反应，反应达到平衡时，体系中各组分摩尔分数(物质i的摩尔分数)与投料水碳比的关系如图所示： 和随水碳比的变化曲线分别是___________、___________(填序号)。当时，反应Ⅱ的压强平衡常数___________(列出计算式即可，以分压表示，分压=总压×物质的量分数) 23．（2026·江西九江·二模）以为原料合成甲醇，是实现“双碳”目标的有效途径之一，合成过程中涉及的反应如下： Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 回答下列问题： (1)向恒压密闭容器中分别充入和，若只发生反应Ⅰ，该反应在不同的条件下的转化率随时间变化关系如下图所示。 ①下列事实能说明反应达到平衡状态的是______(填标号)。 A．容器内的体积分数不变    B．容器内和的物质的量相等 C．容器内气体的密度不变    D．每生成的同时生成 ②压强______(填“>”或“<”)，判断理由为______。 (2)①反应Ⅳ：______(用含、的代数式表示)。 ②反应Ⅰ的平衡常数和反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如下图所示(已知：)，推断出反应Ⅳ的反应热______0(填“>”或“<”)。 (3)向恒容密闭容器中充入和发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在不同温度下达到平衡时，转化率和各含碳产物选择性变化如图所示，其中c曲线表示的物质为正四面体结构。经测定在达到平衡状态时，容器内的总压强为，则反应Ⅰ的压强平衡常数______。已知：选择性。 (4)在传统方法中，转化率和选择性通常比较低，科学团队研制了一种具有反应和分离气态水双功能的分子筛膜催化反应器()，提高了目标产物的选择性，同时降低了其它副产物的选择性，模式原理如下图所示。 ①模式下，的平衡转化率显著提高，结合信息分析原因：______。 ②模式下，极性大的分子，更易被膜吸附并快速通过。结合题中信息和所学知识分析比较、、的极性由大到小的顺序为______。 24．（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_______。 25．（2026·河北张家口·二模）2026年两会热点议题之一是生物天然气绿色发展。和重整与利用有利于实现“碳达峰”和“碳中和”目标。天然气和二氧化碳重整主要发生反应： ①   ②   ③   回答下列问题： (1)、分子的空间结构均与其VSEPR模型相同，其主要原因是___________。 (2)的___________(用、表示)。 (3)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应②，下列叙述错误的是___________(填标号)。 A．当混合气体的总压强不变时达到平衡状态 B．平衡时充入少量氩气，正反应速率小于逆反应速率 C．达到平衡时，再充入少量，平衡正向移动，反应热增大 D．其他条件不变，加入催化剂，活化分子百分数会增大 (4)初始按反应①的化学计量数投入反应物且只发生反应①，固定平衡转化率(α)分别为10%、50%、60%时探究温度与压强变化关系如图所示。 ①___________(填“>”或“<”)0。 ②用物质的量分数计算的平衡常数叫物质的量分数平衡常数()，A、B两点对应的体系，___________(填“>”“<”或“=”)，C点对应体系的___________(用分数表示)。 (5)在容积均为1 L的恒容密闭容器甲、乙中，起始分别投入和，只发生反应③，分别在恒温、绝热条件下发生反应，测得压强与时间关系如图所示。 ①a点时的转化率为___________；比较转化率：___________(填“>”“<”或“=”，下同)。 ②比较速率：___________。 26．（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”)。 27．（2026·云南昆明·二模）丙烯是一种重要的化工原料，利用丙烷制备丙烯，可以提高丙烷的附加值，具有良好的社会经济效益。回答下列问题： Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯： (1)利用下列键能数据计算该反应的_______。 化学键 键能/() 347.7 615 413.4 436 (2)将和混合通入反应器中，在某温度、条件下进行丙烷脱氢反应。 ①通入对平衡转化率的影响是_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②平衡时，若的转化率为，则该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ.氧化丙烷制丙烯： 反应①：   反应②： 反应③： 反应④： (3)向某密闭容器中按投料，若只发生反应①，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．该反应 B．升高温度或增大压强均可以使的平衡转化率提高 C．升高温度可以提高该反应的平衡常数 D．消耗的物质的量和生成物质的量相等时，说明反应达到化学平衡状态 (4)某科研小组在580℃，催化作用下，研究不同投料比对脱氢反应的影响，丙烷转化率、丙烯选择性随时间的变化如图所示。 已知丙烯产率=丙烷转化率×丙烯选择性。若反应时间为25min，则最佳投料比为_______，原因是_______。 (5)该工艺的优点有_______(填标号)。 A．与反应，使反应②的化学平衡正向移动 B．有利于减少积炭 C．有利于与资源利用 Ⅲ.电氧化合成 (6)在碱性介质中，生成的电极反应式为_______。 28．（2025·河北石家庄·二模）尿素[]热解制备，并利用进行脱硝反应(与NOx反应)是科研领域的一个研究方向。 Ⅰ．和混合热解制备时，发生如下反应： ⅰ．； ⅱ．。 回答下列问题： (1)已知的燃烧热分别为，则的燃烧热_______。 (2)工业上将与混合以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ．气体通过反应器时间为10 min，测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。 ①时，0~10 min内，的生成速率_______；的转化率为_______(保留3位有效数字)。 ②温度高于，的转化率随温度的升高而增大，解释其原因为_______。 (3)一定温度和压强下，向某密闭容器中加入一定量的和发生反应ⅰ和ⅱ．体系达平衡时，测得体系中，，。 ①反应ⅰ的平衡常数_______(用含的代数式表示)。 ②下列操作一定可以提高上述平衡体系中浓度的是_______(填选项字母)。 A．缩小容器容积    B．升高温度    C．加入更高效催化剂    D．分离出部分 Ⅱ．利用进行脱硝反应时发生如下反应： 主反应 ⅲ． ⅳ． 副反应 ⅴ． ⅵ． (4)实验表明，其他条件一定时，去除率(R)随氨氮比[，c代表反应器入口相关气体的浓度]的变化如图所示。 当时，去除率为负值，解释其原因为_______。 29．（2026·江西萍乡·二模）含量的控制和资源化利用具有重要意义，我国在碳氧化物催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展。 (1)在催化剂的作用下，的微观反应历程和相对能量(E)如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。 已知：表示C，表示O，表示H。 历程I： 反应甲： 历程II： 反应乙： 历程III： 反应丙：______。 ①历程III中的反应丙可表示为______。 ②的决速步骤的能垒是______eV。 (2)由合成甲醇是资源化利用的重要方法，该过程的有关反应如下： 主反应： 副反应： 按的投料比发生上述反应，测得的平衡转化率和的选择性(S—)随温度、压强的变化如图所示。 (已知：①LTA分子筛膜具有很强的亲水性。 ②) ①使用LTA分子筛膜可以提高的平衡转化率，原因是______。 ②、的大小关系为：______(填“>”、“<”或“=”)。 ③350℃以上时，和条件下的平衡转化率几乎交于一点的原因是______。 ④条件下，的平衡转化率为______，副反应的Kp=______(均保留到小数点后2位)。 (3)反应一般认为可通过如下两个步骤来实现： 步骤①： 步骤②： 反应的快慢由步骤②决定，在恒压、投料比条件下，使用不同压制压强下形成的催化剂对步骤②在相同时间内进行催化反应，请在图2画出10～30MPa范围内，CO转化率与压制压强P之间的关系曲线(不考虑催化剂失活)______。(已知：催化剂存在孔结构(孔结构通向催化剂内部的活性中心)，使用前可在高压下压制成型，压制压强越大，孔径越小，但压强超过25MPa时会造成催化剂颗粒破裂成粉末。) 30．（2026·江苏南通·二模）对燃煤气进行综合处理，可实现绿色环保与变废为宝的目的。 (1)燃煤气中的含量可利用库伦测硫仪进行检测，其工作原理如图-1所示。电解质溶液中(是定值)，且保持定值时该电解池不工作。待测气体进入电解池后，电解池开始工作，待测定结束后。 ①导致测硫仪出现数据变化时的离子反应为___________。 ②标况下，若待测气体以的流速通入，10min末测硫仪显示转移了0.02mol电子，则待测气体中的体积分数为___________。 (2)工业上经过捕集和电催化还原可转化为有机物。以的溶液为电解质溶液，将通入Cu基催化剂的电极材料上(Cu是催化剂的活性位点)，相同条件下电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电压变化如图-2所示。 ①有机胺与反应生成，再失去1个质子后再跟水反应可实现有机胺的再生。有机胺能吸收的原因是___________。 ②当电压为时，生成的电极反应式为___________。 ③电压从增大到时，电流减小的原因可能是___________。 (3)某科研小组研究了Fe掺杂六方氮化硼(BN)对还原反应的催化性能。上吸附、和的稳定构型如图-3所示(所有键距均以nm为单位)，CO、还原反应过程的曲线图如图-4所示。 ①在表面容易产生吸附态氧原子(O*)的原因是___________。 ②科研小组依据数据认为还原反应使用CO优于，理由是___________。 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 $