专题10 化学反应原理 专项训练-2027届高三化学一轮复习

**基本信息** 以考纲为纲构建“概念-原理-应用”三层知识体系，通过28个高考典例系统提炼反应热计算、平衡分析等8类解题模型，凸显科学思维与化学观念的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |反应热|9例|盖斯定律四步法、键能计算三公式、热效应比较两规则|从定义（燃烧热/中和热）到计算（键能/生成焓）再到应用（大小比较）| |反应速率|5例|速率计算四注意、影响因素四角度、有效碰撞三条件|由定义公式到理论解释（活化能/过渡态）再到实际调控| |化学平衡|14例|平衡判断两依据、Kp计算三段式、图像分析三步骤|从状态判断到常数计算再到移动调控，贯穿等效平衡思想|

化学反应原理专题十 一、考纲要求 1. 了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 2. 理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 3. 了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（α）。 4. 了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。 5. 了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 6. 掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行 相关计算。 7. 理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 8. 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 二、分类精讲 一 反应热 一、吸热放热的反应类型 1、放热反应 大多数化合反应；燃烧（缓慢氧化）；酸碱中和；金属与酸的置换；铝热反应。 2、吸热反应 大多数分解反应；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应；C和H2O(g)、C和CO2的反应；盐酸与碳酸氢钠的反应；电离水解、大多数沉淀溶解。 3、溶解的热效应 放热：强酸强碱溶于水；碳酸钠溶于水 吸热：NH4NO3、NH4Cl；碳酸氢钠溶于水 二、热化学方程式书写的注意事项 1、标明反应条件、物质状态（特别是同素异形体）、±号、单位 2、焓变的数值随系数的变化 三、燃烧热 1、定义 1mol纯物质完全燃烧生成指定的产物所释放的热量 （H——H2O；C——CO2；S——SO2；N——N2） 特别提醒 燃烧热 1. 旧教材对燃烧热的定义 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所释放的热量 2. 关于燃烧热的两种说法 燃烧热为88kJ/mol或者△H=－88kJ/mol 3. 高聚物是混合物，无燃烧热 四、中和热 1、定义 强酸强碱稀溶液中和生成1mol水和可溶性盐放出的热量 H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol 五、标准摩尔生成焓 1、定义 在一定温度和压强下，由最稳定的单质（单质为0）生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓 六、盖斯定律 典例分析 典例分析 【例1】（2024·江西卷）石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol 反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol 回答下列问题 （1）反应Ⅳ：CS2(g)⇌S2(g)+C(s)ㅤΔH4= kJ/mol 【例2】（2024·福建卷）SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）生成SiHCl3的总反应： Ⅳ． 【例3】（2024·广西卷）二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。回答下列问题： （1）合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为： 则的 【例4】（2025·新课标卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的 【例5】（2025·四川卷）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 0(填“>”“<”或“=”)，反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行 七、键能的计算 △H=生成物总能量－反应物总能量 △H=正反应活化能－逆反应活化能 典例分析 典例分析 【例6】（山东卷改编）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： 已知： 化学键 C－H C－C C＝C H－H 键能/kJ·molˉ1 412 348 612 436 计算上述反应的△H＝ kJ·mol－1。 【例7】（2024·甘肃卷）甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示， 步骤2逆向反应的△H＝ 八、等效平衡的反应热计算 双向相加 典例分析 典例分析 【例8】（2023·山东济南一诊）二氧化碳催化加氢制取二甲醚(DME)有利于减少温室气体二氧化碳，制取过程发生如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）T1℃时，向恒压容器中充入0.2 mol CO2(g)和0.6 mol H2(g)，若在该条件下只发生反应Ⅰ，达平衡时，放出4 kJ能量；若向相同容器中充入0.4 mol CH3OH(g)和0.4 mol H2O(g)，吸收11.8 kJ能量，则反应Ⅰ的△H1= kJ/mol。 九、反应热大小比较 1、能量越低越稳定， 2、△H作比，注意正负号 典例分析 典例分析 【例9】（2021·山东卷改编）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应Ⅰ：+CH3OH △H1<0 反应Ⅱ：+CH3OH △H2<0 反应Ⅲ： △H3<0 回答下列问题： （1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名)；的数值范围是 (填标号)。 A．<－1 B．－1～0 C．0～1 D．>1 二 反应速率 一、定义、计算公式、单位的常见问题 1、一般计算平均反应速率，瞬时速率的大小看斜率 2、速率之比等于化学计量数之比 3、纯固体、纯液体依然有反应速率，但不能用浓度表示 4、教材中的速率为净反应速率，V净=V正－V逆 特别提醒 计算过程的注意事项 1. 换物质；2. 忘除体积；3. 单位统一；4. 用质量、压强的变化计算 二、有效碰撞理论 1、基元反应： （1）大多数化学反应是经过多步完成的，其中每一步都称为基元反应 （2）连续发生的所有基元反应称为反应历程或反应机理 2、有效碰撞： 能发生反应的碰撞称为有效碰撞，反应的本质是旧键的断裂和新键的形成。分子必须有足够的能量和合适的取向。 3、活化分子： 上述有足够能量的分子称为活化分子 4、活化能： 活化分子与反应物分子平均能量之差，即反应物分子变成活化分子吸收的能量，是一个差值（取正数）。 三、影响因素 1、浓度：提高单位体积内的活化分子数 2、压强：提高单位体积内的活化分子数 3、温度：提高分子能量，增大活化分子百分数 4、催化剂：降低活化能，增大活化分子百分数 5、其他因素： （1）增大表面积：研磨、雾化、气固逆流、多孔球泡 （2）形成原电池 三 过渡态理论 一、定义 过渡态简称TS，是基元反应中能量最高的状态，此时形成一种旧键未完全断裂、新键未完全形成的状态。AB＋C→[A····B····C]→A＋BC 特别提醒 过渡态的常见问题 1. 焓变：看始末状态的能量；加入催化剂后不改变焓变 2、决速步、最大能垒、活化能看最大上坡，决速步方程要写一个基元反应 3、过渡态是波峰，大多数情况下没有确定的化学式，有几个过渡态就有几个基元反应 4、中间产物是波谷 5、吸附状态一般标*，吸附过程能量降低，脱附过程能量升高 典例分析 典例分析 【例10】（2025·云南卷）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是（ ） A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 【例11】（2025·河南卷）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法正确的是（ ） A．总反应是放热反应 B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为 【例12】（2019·全国Ⅰ卷）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： 我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。 可知水煤气变换的ΔH 0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。 【例13】（2025·陕西青宁卷）MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， 高温下MgCO3分解产生的MgO催化CO2与H2反应生成CH4，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 四 循环催化 一、循环催化过程中的注意事项 1、如何找总反应？ 进入的物质为反应物，出去的物质为生成物 2、如何找催化剂？ （1）与主反应物一起反应的物质 （2）与主生成物一起生成的物质 3、如何找中间产物？ 循环图上剩余的物质 4、其他问题 还会考察有机反应机理、断键成键的位置、杂化方式、氧化还原等等 典例分析 典例分析 【例14】（2022·辽宁卷）利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（ ） A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物 C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为 【例15】（2025·广西卷）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是（ ） A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I 【例16】（2025·四川卷）钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。 下列说法错误的是（ ） A．步骤①反应为 B．步骤③正、逆反应的活化能关系为 C．在催化循环中起氧化作用 D．步骤③生成的物质Z是 【例17】（2025·全国卷）研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。 根据上述反应机理，下列叙述错误的是（ ） A．三唑在反应循环中起催化作用 B．换成，可生成 C．碳原子轨道的杂化存在从到的转变 D．总反应为 五 速率常数与速率方程 一、速率方程 1、对于基元反应，化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。 2、速率常数和速率方程 对于反应： aA + bB + … → 产物 速率方程为 v = k·cx(A)·cy(B)·… ，式中的 k 称为速率常数（与温度、催化剂有关） 视野拓展 速率方程的常见问题 1、次数：不一定与系数相等，基元反应才相等 2、反应级数：x+y+···· （1）零级反应：即v=k，此时v与浓度无关，c-t图为直线，半衰期与浓度大小成正比 （2）一级反应：v=k·c（A），速率与浓度成正比，即浓度越大反应速率越快，但半衰期为定值 典例分析 典例分析 【例18】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： （1）某合成氨速率方程为：，根据表中数据， ； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 【例19】（2021·浙江卷）一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表： 0 600 1200 1710 2220 2820 x 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 推测上表中的x为 【例20】（2021·辽宁卷）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（ ） A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为 【例21】（2025·全国卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题：在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率 ，平衡常数 (保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则 (保留2位有效数字)。 【例22】（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 二、阿伦尼乌斯方程 （1）当Ea＞0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提高。 （2）由公式可知，Ea的值越大，改变温度对反应速率的影响程度越大。 典例分析 典例分析 【例23】（2025·四川卷）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② （1）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则 ，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。 【例24】（2022·河北卷）（多选）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是（ ） A．随的减小，反应①、②的速率均降低 B．体系中 C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D．温度低于时，总反应速率由反应②决定 【例25】（2023·湖北卷）纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下：      回答下列问题： 及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是 。 六 化学平衡与计算 一、平衡状态的判断 1、与速率有关：有正有逆，数值成比例。能体现V正、V逆的有：消耗、生成、断键、成键 2、与变量有关：（判断依据：变量不变达到平衡） （1）一定为变量的是：浓度、颜色、固体质量、转化率 （2）不一定为变量的是：总体积、总压强、总物质的量、平均密度、平均分子量、气体体积分数（物质的量分数）、浓度比、温度、K值 注意：遇到（2）的问题要具体问题列三段式具体分析，不能想当然。 典例分析 典例分析 【例26】（高考改编）在一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是（ ） ①单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体平均相对分子质量保持不变 A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部 【例27】（七中零诊模拟）在一定温度下的定容容器中发生反应：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是（ ） ①单位时间内生成n mol C，同时生成n mol D ②气体的密度保持不变 ③C(g)的物质的量浓度不变 ④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 ⑤v(A)：v(C)：v(D)=2：1：1 A．②③ B．②③④ C．②⑤ D．②③④⑤ 【例28】（2025·赣州诊断模拟）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是（ ） ①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变 ⑦混合气体总质量不变 A．①②⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①②③⑤⑥ D．全部 二、平衡常数 1、基础知识 （1）K只与温度有关，计算时固体或纯液体的浓度为1，但是有机物要带水的浓度 （2）意义：描述正向反应的程度。当K＞105时认为完全反应 （3）利用Q与K的值可以判断平衡移动 （4）与盖斯定律联合考查 2、Kp的计算 （1）定义： P分=P总×n%（注意n总要包含所有气体） （2）基本方法：三段式 （3）技巧： ①等体积反应，Kp=Kx=Kc=Kn ②恒容体系，直接换算成分压带入三段式计算。恒压，要一步步算。 典例分析 典例分析 【例29】（2022·全国甲卷）金属钛（Ti）在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石（TiO2）转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： 直接氯化： 碳氯化： ①反应的为 ， Pa 【例30】（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：在1470K、100kPa反应条件下，将的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为 ，平衡常数 。 【例31】（2019·新课标II卷）环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应 (g)＋ I2(g)===(g)＋2HI(g) ，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为 ，该反应的平衡常数Kp= Pa。 【例32】（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1 设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 【例33】（2023·湖北卷）纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成，1200K时，假定体系内只有反应发生，反应过程中压强恒定为(即的初始压强)，平衡转化率为α，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) 三、多重平衡、竞争反应、连续反应的计算 1、守恒法：明确给出始末量 2、忽略产物互变：变成两个竞争反应列三段式求解 3、等体积反应Kp=Kx=Kc=Kn 4、参与多个反应的物质求K时要带总量 典例分析 典例分析 【例34】（2020·山东卷）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： 一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2(g)的浓度为 mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 。 【例34】（2025·青岛诊断）氢气既是重要的化工原料，又属于洁净能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： 氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，其总反应式为：。已知部分反应如下： Ⅰ.； Ⅱ．； Ⅲ．； 一定条件下，向的恒容密闭容器中加入足量碳粉和，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，后容器内总压强不再变化，容器中为，为，为，内的平均反应速率___________，反应Ⅰ的平衡常数K1___________(写出计算式) 【例35】（2023·成都一诊）碳的资源化利用是实现碳中和目标的重要环节，将碳氧化物催化氢化制备燃料甲醇，对绿色化与可持续发展意义重大。已知催化氢化时同时存在： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ：(R为大于0的常数，下同) 反应Ⅲ： 回答下列问题： 在、恒压容器中加入和，发生上述反应I和Ⅱ，后达平衡，平衡转化率为20%，甲醇的选择性()为50%。 （1）时， 。 （2）反应I的分压平衡常数 (列出计算式)。 四、平衡移动方向 1、判断方法：依据勒夏特列原理解释 2、影响因素：浓度、温度、压强（体积改变）、催化剂 特别提醒 平衡移动的常见问题 1、平衡正向移动，转化率，产率不一定增大（由k值决定） 2、恒容时通入惰性气体：总压增大，但是反应速率不变，平衡不移动 3、恒压时通入惰性气体：总压不变，但分压减小，相对体系而言减压，速率变小，平衡移动 4、实际生产过程中往往通入无关气体，相当于稀释、减压对反应是有利的 如：CuCl+2Cl－CuCl32－加水时，平衡逆向移动（稀释后朝离子增多的方向移动） 典例分析 典例分析 【例34】（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：在1470K、100kPa反应条件下，对于分别为、、、、的H2S—Ar混合气，热分解反应，过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示 越小，平衡转化率 ，理由是 【例35】（2021·湖北卷）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H1=＋125kJ·mol-1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) △H2=－118kJ·mol-1 对于反应Ⅰ，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是 。 五、等效平衡的运用 1、目的：构建等效平衡分析平衡移动的结果 典例分析 典例分析 【例35】（2011·四川卷）可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g) 、②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示： 下列判断正确的是（ ） A．反应①的正反应是吸热反应 B．达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15 C．达平衡(I)时，X的转化率为 D．在平衡(I)和平衡(II)中，M的体积分数相等 【例36】（2016·江苏卷）（多选）一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应 2H2(g)＋ CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是（ ） 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L-1 物质的平衡浓度/mol·L-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A．该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【例37】（成都七中期考）如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)　ΔH=－192kJ·mol-1。向M、N中都通入amolX和bmolY的混合气体，初始时M、N两容器的容积相同，保持两容器的温度相同且恒定不变。下列说法一定正确的是（ ） A．平衡时，X的体积分数：M<N B．若向N中再充入amolX和bmolY，则平衡时，X的转化率：M>N C．若a∶b=1∶3，当M中放出172.8kJ热量时，X的转化率为90% D．若a=1.2，b=1，并且N中达到平衡时体积为2L，此时含有0.4molZ，则再通入0.36molX时，υ(正)<υ(逆) 【例38】（衡水中学高三考前热身）如图所示，关闭活塞，向甲、乙两刚性密闭容器中分别充入1molA、2molB，此时甲、乙的容积均为2L(连通管体积忽略不计)。在T℃时，两容器中均发生下述反应：A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)△H<0。达平衡时，乙的体积为2.6L，下列说法正确的是（ ） A．甲中反应的平衡常数小于乙 B．当乙中A与B的体积分数之比为1:2时，反应达到平衡状态 C．平衡时甲容器中A的物质的量小于0.55mol D．若打开活塞K，达平衡时乙容器的体积为3.2L 【例39】（2018·江苏卷）（多选）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K 700 700 800 反应物投入量 2mol SO2、1mol O2 4mol SO3 2mol SO2、1mol O2 平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3 平衡c(SO3)mol·L-1 c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 平衡常数K K1 K2 K3 下列说法正确的是（ ） A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3 C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 七 化学平衡图像 一、双变量图像 分析方法：控制变量，巧做等温、等压线 典例分析 典例分析 【例40】（2008·四川卷）在密闭的容器中进行如下的反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量与时间的关系如下图所示，符合图像的正确的判断是（ ） A．T1＞T2，△H＞0 B．T1＞T2，△H＜0 C．T1＜T2，△H＞0 D．T1＜T2，△H＜0 【例41】（2016·四川卷）一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应的焓变ΔH＞0 B．图中Z的大小为a＞3＞b C．图中X点对应的平衡混合物中=3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小 【例42】（2010·四川卷）反应aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数(M)与反应条件的关系如图所示。其中：z表示反应开始时N的物质的量之比。下列说法正确的是（ ） A．同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加 B．同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加 C．同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加 D．同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加 【例43】（2019·全国III卷）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：    可知反应平衡常数K（300℃） K（400℃）（填“大于”或“小于”）。 【例44】（2020·山东卷）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. =+41.2kJ·mol－1 回答下列问题： 不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率= 压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 【例45】（2021·全国甲卷）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： 合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在℃下的、在下的如图所示。 ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式_______； ②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______； ③当时，的平衡转化率____，反应条件可能为___或___。 二、变温U型图像 分析方法：结合平衡移动分析线的变化，注意平衡阶段不一定是全过程 典例分析 典例分析 【例46】（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是（ ） A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【例47】（2019·成都三诊）甲烷是最简单的烃，是一种重要的化工原料。 使用新型催化剂进行反应2CH4(g)＋O2(g)2CH3OH(g) △H3 =－251kJ/mol。随温度升高CH3OH的产率如图所示。 ①CH3OH的产率在T1至T2时很快增大的原因是 ； ②T2后CH3OH产率降低的原因可能是 。 【例48】（2024·山东菏泽诊断模拟）甲醇()既是重要的化工原料，又是一种清洁燃料。利用CO和CO2加氢均可合成CH3OH，在密闭容器中加入一定量的CO2和H2在催化剂的作用下仅发生反应  kJ⋅mol，保持相同反应时间，在不同温度下，CH3OH产率如图2所示。 ①CH3OH产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或 ②425℃之后，CH3OH产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡，温度升高反应逆向进行或 。 三、lnK—T图像 分析方法：斜率大小为活化能，与催化剂有关 典例分析 典例分析 【例49】（2023·成都一诊）直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为CO2＋2H2HCHO＋H2O △H．转化步骤如图1所示： 已知Arrhenius公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示，相对较小的是 ；研究表明，加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率，原因可能是 。 【例50】（2021·广东卷）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0=100kPa）。反应a、c、e的ln K随（温度的倒数）的变化如图所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有 (填字母)。 四、竞争反应图像 1、选择性曲线分析方法：竞争物质和为1，此消彼长 2、龟兔赛跑型曲线分析方法：先生成的活化能更小，反应速率更快 3、利用K不变巧妙求解比例问题 典例分析 典例分析 【例51】（2024·山东淮坊二诊）当前能源资源短缺，甲醇合成制备与应用是国际研究的热点。 某温度下，利用CO2生产甲醇主要涉及以下反应。 反应1.；； 反应2.；； 回答下列问题： 将1mol (g)和3mol (g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、(g)的选择性[]和CO的选择性[]随压强变化曲线如图所示。图中表示的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”) ， 【例52】（2023·浙江卷）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是（ ） A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 【例52】（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ． Ⅱ． 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催加速作用；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： 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点中，的浓度峰值点可能是 (填标号)。与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)，的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 八 化学平衡的条件控制 一、合成氨的条件选择 1、压强：10~30MPa。过低平衡移动不够，产率低；过高成本大，设备要求高 2、温度：400~500℃。过低反应速率慢，过高平衡逆向移动 3、催化剂（铁触媒）：500℃活性最高。 4、物料比：氮气：氢气=1：2.8最快。氮气在催化剂上的吸附分解为总反应中最慢的步骤，即决速步。 适当提高氮气的比例，使维持1：2.8能够更快的合成氨的反应进行。 5、合成氨的速率方程；V=Kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3），即分离出氨气可以加快反应速率 典例分析 典例分析 【例40】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： 双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。 下列说法正确的是 。 a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 二、反应自发进行的判据 1、根据吉布斯自由能判断 ΔG = ΔH﹣TΔS。(单位为kJ/mol) （1）当ΔG <0时，反应能自发进行； （2）当ΔG =0时，反应处于平衡状态； （3）当ΔG >0时，反应不能自发进行 典例分析 典例分析 【例41】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： （1）合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。 （2） 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400~500℃ 【例42】（2023·福建卷）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有 ⅰ． ⅱ． ⅲ． 已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数见下表。 物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气 体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0 比较反应自发进行（∆G=∆H－T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ 反应 ⅱ（填“＞”或“＜”）。 三、催化剂 1、催化剂参与反应，改变反应的历程 2、催化剂降低反应的活化能，但是不改变焓变 3、加入催化剂同等程度的提高正逆反应的速率，平衡不移动，平衡转化率不变 4、催化剂活性与温度、表面积有关 5、催化剂中毒 （1）定义：吸附气体（CO、H2S）或沉积毒物（积碳等固体）使催化剂失活 （2）改进措施： ①反应物需要净化处理（工业常用静电除尘处理气体）； ②积碳覆盖在催化剂活性位点使催化剂失活，常常利用H2O来除（C＋H2O==CO＋H2） 6、催化剂具有选择性 （1）不同催化剂催化效果不同 （2）改变催化剂可以提高产物的选择性 （3）生物酶也具有催化性，具有高效性、专一性，但是需要适合条件条件 7、反应物的转化率、产物选择性、产物产率的计算 产物=转化量×选择性 8、自催化作用 典例分析 典例分析 【例43】（2020·绵阳一诊）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有： NH3(g)+ O2(g)NO(g)+ H2O(l) △H1= -292.3kJ/mol NO(g)+ O2(g)= NO2(g)       △H2= -57.1kJ/mol 3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)   △H3= -71.7kJ/mol 回答以下问题： 原料气体(NH3、O2)在进入反应装置之前，必须进行脱硫处理。其原因是 【例44】（2026·绵阳一诊）乙烯年产量是衡量国家石油化工发展水平的重要指标，乙烷制乙烯具有极高的经济效益，乙烷制乙烯的方法有两种 （1）乙烷的催化裂解法：C2H6C2H4＋H2 △H （2）乙烷催化氧化法：2C2H6＋O22C2H4＋2H2O △H 乙烷催化裂解制乙烯时常常会发生积碳反应，生成的积碳会附着在催化剂的表面，降低催化剂的活性，而乙烷的催化氧化制乙烯时很少有积碳，可能原因是 【例45】（2023·成都一诊）在光照或加热条件下，“甲烷一氯气”法得到一氯甲烷是按自由基机理进行的，即CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH。450℃时，tmin内甲烷与Cl2发生取代反应，共消耗amol甲烷得到各种产物如下： 产物 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH3CH3 反应选择性= 87% 7% 4% 1% 1% 则生成乙烷的平均速率v(CH3CH3)= mol·min-1。 三、真题练习 A组 1．（2025届·八省联考一诊四川地区）甲烷氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题，其涉及的反应如下： ① ② ③ 已知：以乙烯为例，其选择性定义为。 回答下列问题： （1）氧化生成的热化学方程式④为 ，反应的 0(填“>”或“<”或“=”)，反应 (填“能”或“不能”)自发进行。 （2）氧化偶联生成分步进行，和的选择性随反应时间的变化关系如图所示，第一步反应的产物为 。 （3）恒压进料，原料气的对转化率与选择性的影响如图所示，根据本研究课题的目的，在 (填“”或“”)更优，其原因是 。 （4）一定条件下，的生成速率v与分压p间的关系为：。若的初始分压为，随着反应进行，当的生成速率v降低到其初始生成速率的时，则分压 (用表示)。 （5）若、初始压强为，在恒容反应器中达平衡，的转化率为30%， 和的选择性均为40%，则反应④的平衡常数 (保留整数)。 2．（2025届·绵阳一诊）基活性炭催化重整不仅可获得合成气(与)，还能同时消耗两种温室气体，回答下列问题： （1）重整反应为  ，相关物质的燃烧热数值如下表所示： 物质 燃烧热 a b c 该催化重整反应的 (用含a、b、c的代数式表示)，从热力学角度考虑，有利于合成气生成的条件是 (填“高压”或“低压”)。 （2）控制温度为T℃，总压为5.0，在密闭容器中加入1与2及催化剂进行重整反应，达到平衡时的体积分数为20%，的平衡转化率为 ，平衡常数 。 （3）常压条件下，将等物质的量的与充入密闭容器，同时存在以下反应： ①   ②   ③   ④   反应达平衡时混合气体的组成如图，曲线m和n中，表示的是 。在900℃之前，m曲线明显处于表示的曲线上方，原因是 。 （4）以作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如下： 根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为 。合成乙烯过程中，下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应物吸附过程只断裂极性键 b．偶联过程中只形成非极性键 c．整个反应过程中无极性键生成 3．（2025届·巴中一诊）与反应合成，是实现“碳中和”的有效途径。 （1）反应I：   已知：         ① 。 ②实验测得反应I的，，与温度的关系如图所示(表示速率常数)。直线表示 (填“”或“”)，理由是 ，反应I的平衡常数 (用和表示)。 ③温度为时，将和充入恒容密闭容器中合成，当转化率为50%时，反应I的 (填“>”、“<”或“=”)。 （2）二氧化碳也可用电化学方法进行还原，下面是二氧化碳在电极表面被还原为产品的示意图 ①写出该电极反应式 。 ②在二氧化碳流速为(已换算成标准状况)，阴极板面积为条件下，测得的生成速率为，则二氧化碳的转化率为 。 4．（2025届·八市联考一诊）乙醛、乙醇都是常见的有机物，在生产、生活中都有广泛的用途。请回答下列问题： （1）在25℃，101kPa下，取一定量的无水乙醇完全燃烧，放出的热量为QkJ，燃烧产生的通入过量饱和石灰水中，生成了。则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为 。 （2）已知：的速率方程(k为速率常数，只与温度、催化剂有关；n为反应级数)。为了测定反应级数(n)，实验测得在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下： 0.1 0.2 0.3 0.4 0.02 0.08 0.18 0.32 则该总反应为 ，级反应；速率常数 （3）一定温度下，保持总压强为100kPa，向反应器充入和的混合气体(不参与反应)发生反应，测得平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。 ①由图可知：的平衡转化率随着投料比增大而减小，其原因是 。 ②该温度下，上述反应在A点的平衡常数 kPa(为用分压计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）用乙醇电催化氧化制备乙醛的原理如下图所示。 ①电解过程中电极室A中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②电极A的电极反应式为 。 ③当生成时，理论上A、B两室溶液质量变化之和为 g。 5．（2025届·攀枝花一诊）苯乙烯是重要的有机化工原料。在催化剂存在条件下，以水蒸气做稀释剂，乙苯催化脱氢可生成苯乙烯，主要发生如下两个反应： 主反应：   副反应：   （1）已知，在、条件下，某些物质的相对能量变化关系如下图所示： ①图中，对应的 。 ②副反应： 。 （2）过热水蒸气在反应过程中起着非常重要的作用。用复合氧化物为催化剂，在、600℃条件下，充入适当的过热水蒸气，乙苯发生反应达平衡时，乙苯的转化率较高，副产物(甲苯、、CO等)较少。在保持恒压状态下，在反应过程中过热水蒸气的主要作用有：① ；② ；③可以消除催化剂表面的积碳。 （3）保持体系总压恒定，在不同水烃比、不同温度下，乙苯的平衡转化率如右图。图中曲线I是水烃比时的乙苯平衡转化率与温度的关系，则水烃比为1时，图中曲线 (选填“II”或“III”)表示乙苯的平衡转化率与温度的关系。 （4）工业上，减小水烃比是降低苯乙烯脱氢装置能耗的一个重要方向。在体系总压恒定条件下，减少水烃比，为了使反应从起始到平衡均达到或接近原有的反应速率、限度，可采取的措施是 (写出一条即可)。 （5）膜反应器可减少副反应的影响。在不同的温度条件下，以水烃比投料，在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去，提高乙苯的平衡转化率，原理如下图所示。 已知：移出率 ①若忽略副反应。维持体系压强、温度T恒定，乙苯的平衡转化率为，的移出率为，则在该温度下，主反应的平衡常数 (用含、、的表达式表示)。 ②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表： 700 950 1000 60 8.43 4.38 2.77 80 16.8 6.1 3.8 90 27 7.1 4.39 温度高于700℃副反应程度极小，可忽略。试说明当温度高于950℃时，乙苯的平衡转化率随移出率的变化改变程度不大的原因： 。 6．（2025届·达州一诊）二氧化碳是常见废气物质，甲醇是21世纪的清洁能源之一，如果能用废气为原料合成，既能实现碳中和，也能改变能源结构，实现双赢。回答下列问题： I. （1）在，以或为原料，将废气合成甲醇的反应如下： 反应I： 反应II： 请根据反应自发性判断，反应 (填序号)更适宜甲醇的工业化生产。 II.我国科学家杨教授等人进行了二氧化碳加氢制甲醇的研究，其主要反应为： 反应I： 反应III： （2）在恒温恒容的密闭体系中发生上述反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当时，说明反应体系已达到平衡状态 B．平衡后扩大体积减小体系压强，有利于提高产率 C．升高温度可使反应I的逆反应速率加快，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 D．若反应体系内的压强保持不变，说明反应体系已达到平衡 （3）反应物的物质的量之比对反应的影响如下表，请选择投料比例 ，并说明选择的理由 。(的选择性) 2：1 3：1 5：1 7：1 平衡转化率/% 11.63 33.68 45.93 48.71 选择性/% 30.04 40.12 50.26 49.93 （4）研究发现，其他条件相同时，反应温度对平衡转化率和平衡时的选择性影响如图所示：①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，则达到平衡点时反应物质的量分数平衡常数 。 ②从平衡角度分析平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是 。 III. （5）在合金表面释放的机理如图所示，图中“*”表示此微粒吸附在催化剂表面。请写出释放的化学反应方程式 。 7．（2025届·泸州一诊）丙烯()是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下两种方法。 【方法I】丙烷直接脱氢制丙烯 反应I：   回答下列问题： （1）反应I在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 （2）为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示。图中选择性透过膜透过的一种产物分子X是 ，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 （3）以下是在某催化剂上丙烷脱氢的反应历程图(*表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态) 研究表明键的断裂是反应中的速控步骤(速率最慢的基元反应)，实验测得用和(注：D是氘，键能：)进行反应的速率近似相等。据此可知，上述反应历程图中速控步骤基元反应的方程式为 。图中对应的能量：是 (选填①或②)，“”是 (选填③或④)。 【方法Ⅱ】氧化丙烷脱氢制丙烯 除发生反应I外，投入还会发生反应Ⅱ： （4）已知：      则计算反应Ⅱ的 。 （5）在压强为P kPa条件下，下图分别是1mol丙烷单独投料和丙烷、各1mol一起投料时，丙烷的平衡转化率随温度变化的曲线。温度为900K时，由图计算反应I的压强平衡常数 kPa；900K投入时，发生反应I和II，计算的平衡转化率 %(保留一位小数)。 8．（2025届·南充一诊）合成氨是化学工业的重要基础，我国以天然气为原料合成氨。 【原料气的制取】以甲烷为原料制取氢气。 反应①： 反应②： （1）实验测得反应①、②的平衡常数对数与温度的关系如图1，可以判断反应①为 (填“吸热”或“放热”)反应。 （2）当原料气中为定值时，影响甲烷平衡转化率的因素有温度和压强，如图2所示。从热力学角度分析，甲烷转化反应，宜选择___ __。 A．低温高压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温低压 （3）在恒温恒压条件下，当原料气中时，该温度下平衡时甲烷的体积分数为，则甲烷的转化率为 。 【氨气的合成】工业合成氨的原理为：  。 （4）结合以下键能数据，估算的键能为 。 化学键 436 391 （5）在合成塔中使用某催化剂时，合成氨的净速率方程可表示为：，(“”“”为正、逆反应速率常数)。 ①该反应的平衡常数 (用含“”“”的式子表示)。 ②按照一定氮氢比投料，当控制氮气的转化率不变时，反应速率并不是随温度的升高而单调地增大，如图3所示。结合上述速率方程分析其原因为 。 ③当反应速率达到最大时的温度(图3中T0)称为最适宜温度，图4中两条曲线是在下，最适宜温度或平衡温度分别与体系中氨气体积分数之间的关系曲线，则 (填“a”或“b”)曲线为平衡温度曲线。 9．（2025届·内江一诊）采用高效催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇是我国科学家研发的重要课题。回答下列问题。 （1） 主反应：   副反应：   则利用与合成气态甲醇的热化学方程式为 。 （2）在一定条件下，将和充入密闭容器中在高效催化剂作用下反应（只考虑主反应），当改变某一外界条件（温度或压强）时，平衡时体积分数()变化趋势如图所示： ①图中Y轴表示 （填“温度”或“压强”）；X轴上a点的数值比b点 （填“大”或“小”）。 ②平衡时，M点的体积分数为，容器的体积为，则的转化率为 ，平衡常数 （精确到小数点后二位）。 （3）将和按物质的量比混合，以固定流速通过盛放高效催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。 ①催化剂活性最好的温度为 （填字母标号）。 A．       B．        C．       D． ②温度由升到，的平衡转化率和的实验产率均降低，解释原因： 。 10．（2025届·自贡一诊）随着我国2060年实现碳中和目标的提出，的资源化利用对于碳中和目标的实现具有非常重要的现实意义。回答下列问题： Ⅰ．将和在催化剂作用下实现二氧化碳甲烷化是有效利用资源的途径之一： ① ② ③ （1）经计算，反应③在 （填“高温”、“低温”、“任何条件”）下可自发进行。 （2）一定温度条件下，利用不同催化剂，在相同反应时间内，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图，则有利于获得甲烷的催化剂是 。 （3）在某温度下，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，上述反应达平衡时，，，则的选择性= [的选择性，用含、a、b的代数式表示，下同]，该温度下反应②的化学平衡常数 。 Ⅱ．光催化也可以制备甲醇、甲烷等燃料，反应原理示意图如下图所示： （4）下列描述正确的是__________。 A．由a区向b区移动 B．b区电极反应为 C．是氧化产物 D．该装置实现了电能转化为化学能 （5）写出a区的电极反应式 。 （6）以催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为。该反应经验公式的实验数据如图中自线a所示，已知经验公式，（为活化能，k为速率常数。R和C为常数）。当改变外界条件时，实验数据如图②中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 11．（2025届·四川名校联考）石膏应用范围广泛，可用于制硫酸。主要发生如下反应： ①   ②   ③ 回答下列问题： （1）下列措施中，能使反应①的速率加快的有___________(填标号)。 A．升高温度 B．降低压强 C．将石膏粉碎 D．及时移除产物气体 （2）已知④  ，则⑤的 。 （3）反应①和反应⑤均可制得SO2，结合反应④的，分析工业上采用反应⑤制SO2的原因是 。 （4）反应②常用作催化剂，催化机理为： 第一步： 第二步： 请写出第三步： 。 （5）下图为两种催化剂V1、Cl分别对反应②的催化情况对比图。已知催化剂的孔隙直径分布越均衡、体积越大，催化剂的催化效果越好。 上图可知，催化剂 (填“V1”或“C1”)的催化效果更好。下图是在该催化剂作用下的速率常数k与温度(与)的关系图，已知速率常数(A、R为大于0的常数，T为热力学温度，单位：K)。由下图可知，随温度升高，反应的活化能Ea将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （6）为进一步检测催化剂对反应②的催化效果，下图是使用相同原料气，以相同流速通过含相同催化剂的同一反应器，测得的SO2的转化率随温度的变化情况。由图可知，SO2的转化率随温度升高而 (填“增大”或“减小”)，原因是 。 12．（2025届·德阳一诊）亚硫酰氯()和硫酰氯()均是重要的化工原料。以：、、为原料可以制备亚硫酰氯，所涉及的反应如下： 反应I．  kJ/mol   反应Ⅱ．  kJ/mol   回答下列问题： （1）反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 （2）在密闭反应器中充入1mol和2.6mol发生反应I，测得体系内平衡转化率与温度、压强关系如图所示。 ①正反应速率：(b) (d)(填“>”“<”或“=”)；在a、c和p点中，对应平衡常数、和由大到小的顺序为 。 ②Q点的分压为 。 （3）在一定温度和120kPa恒压下，向密闭容器中充入一定量和(不参与反应)发生反应I的逆反应。的平衡转化率随着通入混合气体中的物质的量分数增大而减小，其原因是 。 （4）T℃时，在5L恒容密闭容器中，充入、和各0.5mol，反应10min后达到平衡，测得的转化率为20%，此时压强为起始的0.8倍，0~10min内，用表示的反应速率为 ， 。 （5）中国科学家将分子引入电解质中制作高功率可充电电池，电池正极中，调整充电和放电反应的途径如图所示。电池正极的电极反应式为 。 B组 1．（2024届·成都一诊）碳的资源化利用是实现碳中和目标的重要环节，将碳氧化物催化氢化制备燃料甲醇，对绿色化与可持续发展意义重大。已知催化氢化时同时存在： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ：(R为大于0的常数，下同) 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）在500K下，增大平衡产率的方法有 (写两条)。 （2）目前应着力开发活性温度 (填“更低”或“更高”)的催化剂。 （3）已知(K为平衡常数，、R和C均视为常数)，反应Ⅰ在不同温度T下的如下表中数据： 300 600 (i)反应I的 (填“>”或“<”)0，判断理由是 。 (ii)反应I的 (用含常数R的式子表示)。 （4）判断时，反应 (填“I”或“Ⅲ”)在热力学上趋势更大。 （5）在、恒压容器中加入和，发生上述反应I和Ⅱ，后达平衡，平衡转化率为20%，甲醇的选择性()为50%。 (i)时， 。 (ii)反应I的分压平衡常数 (列出计算式)。 2．（2024届·绵阳一诊）甲酸甲酯(HCOOCH3)是一种重要的有机合成中间体，可通过甲醇催化脱氢法制备，其工艺过程包含以下反应： 反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)         K1，△H1=+51.2kJ•mol-1 反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)        K2，△H2=+90.1kJ•mol-1 回答下列问题： （1）反应HCOOCH3(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H3= kJ•mol-1，K3= (用K1、K2表示)。 （2）对于反应Ⅰ：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。保持压强不变，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施是 、 。 （3）在400kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入CH3OH进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①随温度升高，CH3OH的平衡组成比例呈现如图所示趋势的原因是 。 ②550K时，反应2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常数Kp= kPa，CH3OH的平衡转化率为 。 ③研究表明，在700K以后升高体系温度，HCOOCH3的产率下降，可能的原因是 。 3．（2023届·成都一诊）直接将转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了合成甲醛，总反应为．转化步骤如图1所示： （1）原料可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取，写出一种常见的可作捕捉剂的廉价试剂 。 （2）已知，则总反应的 (用图1中焓变以及表示)。 （3），在容积为的恒容密闭容器中充入和一定量，只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为，达到平衡时，的分压与起始投料比的变化关系如图2所示。 (ⅰ)若时到达c点，则时的平均反应速率 ； (ⅱ) (写计算表达式)； (ⅲ)c点时，再加入和，使两者分压均增大的转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。 （4）在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是____________。 A．若反应②正向为自发反应，需满足 B．若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应②体系已经达到平衡 C．增大的浓度，的平衡物质的量分数一定增大 D．反应②体系存在 （5）已知Arrhenius公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示，相对较小的是 ；研究表明，加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率，原因可能是 。 4．（2023届·绵阳一诊）我国的能源以煤炭为主，燃煤烟气中等有害气体的排放会污染环境，用CO还原脱除SO2将其转化为单质硫，对工业生产具有重要的意义。 （1）已知常温常压下，的燃烧热为，CO(g)的燃烧热为，则CO还原脱除： 。 （2）在某温度时，进行CO还原脱除：。 ①若在刚性容器中进行，下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是 。 A．      B．CO与SO2的浓度之比不再改变 C．容器内的压强不再改变      D．的值不再改变 ②若控制进料比(物质的量)为4∶1，反应达平衡时，混合气体中的体积分数为5%，则该反应在此温度下的平衡常数为 。 （3）在600℃时，发生如下系列反应，测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中起始投料固定为)。 反应I： 反应II： 反应III： ①该条件下，为减少有毒物质COS的产生，同时脱除，实际生产中应控制进料比为 ，在进料比大于2.5之后，COS的含量会明显增大，试分析原因 。 ②根据图中曲线，可判断 (填“>”“=”或“<”)。 （4）SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2，其原理如图。若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L，则理论上电路中转移电子数为 。 5．（2022届·成都一诊）我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义，其反应原理之一为CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。 （1）反应在高温下才可自发进行，则该反应的活化能E正 E逆(填“>”“<”或“=”)。判断的理由是 。 （2）对在恒温恒容条件下的该反应，下列条件可作为反应达到平衡判断依据的是 (填序号)。 a.混合气体密度不变 b.容器内压强不变 c.2v正(H2S)=v逆(CS2) d.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变 （3）为了研究甲烷对H2S制氢的影响，原料初始组成n(CH4)：n(H2S)=1：2。保持体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图甲所示： ①图中表示CH4、H2变化的曲线分别是 。 ②M点对应温度下，CH4的转化率约为 (保留3位有效数字)。950℃时，该反应的Kp= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 ③维持N点温度不变，向容器内再通入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol，此时速率关系为v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 （4）实验测定：在其他条件不变时，升高温度，CH4的平衡转化率先增大后下降，下降的可能原因是 。 （5）H2S可用Na2CO3溶液吸收，将吸收足量H2S气体后的溶液用如图乙所示的电解池电解，可在阳极得到有工业应用价值的Na2S2O3，则图中隔膜应使用_ (填“阳”或“阴”)离子交换膜，阴极电极反应式为 。若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同，当电路中通过电子物质的量为2mol时，则理论上阳极室和阴极室质量差为 g。 6．（2022届·绵阳一诊）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。 （1）已知：CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2=－41.2kJ·mol-1 则反应Ⅰ的热化学方程式为 。 （2）反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下，测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。 平衡点 a b c d n(CO)∶n(H2O) 0.5 0.5 1 1 CO平衡转化率/% 50 66.7 50 60 ①a点平衡混合物中H2的体积分数为 ，a、c两点对应的反应温度Ta Tc(填“＜”“=”或“＞”)，d点对应的平衡常数K= 。 ②有利于提高CO平衡转化率的是 (填标号)。 A．增大压强    B．降低温度     C．增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D．分离出CO2 （3）反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，若用[K]表示催化剂，则反应历程可用下式表示： 第一步：[K]＋H2O(g)=[K]O＋H2 第二步：[K]O＋CO=[K]＋CO2 第二步比第一步反应慢，则第二步反应的活化能比第一步反应 。反应过程中，相对能量最高的中间产物是催化剂吸附态的 (填标号)。 A．水蒸气     B．氧原子     C．一氧化碳     D．二氧化碳 （4）研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中，分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp (填“增大”“减小”)。根据速率方程分析，T＞Tm时v逐渐减小的原因是 。 7．（2021届·成都一诊）生产生活中氨及铵盐有重要用途，而汽车尾气中含NO、NO2则应降低其排放。 （1）在20℃时，已知： ①N2(g) +O2(g)=2NO(g) ，正、逆反应活化能分别为a kJ/mol、b kJ/mol； ②4NH3(g) +5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l)，正、逆反应活化能分别为c kJ/mol、d kJ/mol； 则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)的ΔH为 。 （2）10.0L的密闭容器中，按物质的量比1：3投入氮气和氢气，发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0用传感器测得温度为T1、T2时容器中n(N2 )随时间变化如表： 时间 物质的量n(N2) 温度 0 5 min 10 min 15 min 20 min T1 0.1 mol 0.08mol 0.062mol 0.05mol 0.05mol T2 0.1 mol 0.07 mol — x mol 0.06 mol ①T2时，0~5 min内NH3平均速率为v(NH3)= ②T1时，该反应平衡常数为 (列出计算式)； ③x 0.06(填“>”“<”或“=”)，原因是 。 （3）汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]： I.NO+ Pt(s) =NO* II. CO+ Pt(s)=CO* III.NO*=N*+ O* IV. CO*+ O*= CO2+ Pt(s) V. N*+ N*=N2+ Pt(s) VI.NO*+ N* = N2O+ Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图一和图二所示： ①图一，温度为330 ℃时发生的主要反应为 (填“IV”、“V”或“VI”)；反应VI为 反应(填“放热”或“吸热”)。 ②图二，温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是 。 ③气体在固体催化剂表面反应中，吸附和解吸同时影响总反应速率。温度一定时，反应2NO+2CON2+2CO2的反应速率随压强的变化如图所示。结合(3)中反应机理，试从吸附和解吸角度解释bc段化学反应速率下降的原因 。 8．（2020届·绵阳一诊）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有： NH3(g)+ O2(g)NO(g)+ H2O(l) △H1= -292.3kJ/mol NO(g)+ O2(g)= NO2(g)       △H2= -57.1kJ/mol 3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)   △H3= -71.7kJ/mol 回答以下问题： （1） NH3(g)+2O2(g)=HNO3(aq)+ H2O(l) 的 △H=   kJ/mol。原料气体(NH3、O2)在进入反应装置之前，必须进行脱硫处理。其原因是 。 （2）研究表明2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步： (a)2NO(g)N2O2(g)(快)   (b)N2O2(g)+ O2(g)2NO2(g)(慢) ①该反应的速率由b步决定，说明b步反应的活化能比a步的 (填“大”或“小”)。 ②在恒容条件下，NO和O2的起始浓度之比为2:1，反应经历相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图，则150℃时，v正 v逆(填“>”或“<”)。若起始c(O2)=5.0×10-4mol/L，则380℃下反应达平衡时c(O2)= mol/L。 （3）T1温度时，在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应2NO+ O2 2NO2，实验测得：v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。容器中各反应物和生成物的物质的量随时间变化如下图所示： ①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是 填序号) A．混合气体的密度不变       B．混合气体的颜色不变   C． k正、k逆不变                    D．2v正(O2)=v逆(NO2) ②化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系式K= 。 ③温度为T1时的化学平衡常数K= 。若将容器的温度变为T2时，k正=k逆，则T2 T1(填“＞”  “＜”或“=”)。 9．（2020届·成都一诊）随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。 已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)△H （1）降低温度，该反应速率会 （填“增大”或“减小”）；一定压强下，由最稳定单质生1 mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2（g）、CH4（g）、CO（g）的摩尔生成焓分别为-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。则上述重整反应的ΔH= kJ/mol。 （2）T1℃时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2分压均为20 kPa，加入催化剂Ni/α-Al2O3并分别在T1℃和T2℃进行反应，测得CH4转化率随时间变化如图Ⅰ所示。 ①A点处v正 B点处（填“＜”、“＞”或“=”） ②研究表明CO的生成速率v生成（CO）=1.3×10-2·p（CH4）·p（CO2）mol·g-1·s-1，A点处v生成（CO）= mol·g-1·s-1。 （3）上述反应达到平衡后，若改变某一条件，下列变化能说明平衡一定正向移动的是 （填代号）。 A．正反应速率增大B．生成物的百分含量增大C．平衡常数K增大 （4）其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图Ⅱ，C点 （填“可能”、“一定”或“一定未”）达到平衡状态，理由是 ；CH4的转化率b点高于a点的可能原因是 。 10．草酸()在工业上可作漂白剂、鞣革剂，也是实验室常用试剂。 （1）已知草酸中相关化学键的键能数据如下表： 一定条件下发生反应H2C2O4(g) H2O(g)+CO(g)+CO2(g)     △H= kJ/mol。 （2）现将0.50mol无水草酸放入10L的密闭容器中，分别在T1、T2时进行上述反应(体系内物质均为气态)，测得n(H2C2O4)随时间变化的数据如下表： ①温度：T1 T2(填“>”、“<”或“=”)； ②T2时0~20min平均反应速率v(CO)= ； ③该反应达到平衡的标志为 (填序号)； a消耗H2C2O4和生成H2O的物质的量相等     b.气体密度不变 c混合气体的平均摩尔质量不变               d.体系中不变 ④T2时，反应至20min时再加入0.5molH2C2O4，反应达平衡时H2C2O4物质的量 0.36mol(填“>”“<”或“=”)。 （3）室温下利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究外界条件对反应速率的影响，设计方案如下： ①上述反应的离子方程式为 ； ②分析数据可得到的结论是 ； ③该实验中若n(Mn2+)随时间变化趋势如图一所示，请于图二画出t2 后生成CO2的速率图象(从a点开始作图)并说明理由 。 。 11．（2018届·成都一诊）氨为重要化工原料,有广泛用途。 （1）合成氨中的氢气可由下列反应制取: a.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H=+216.4kJ/mol b.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol 则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H= 。 （2）起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。 ①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是 (填序号)； A．N2和H2的转化率相等 B．反应体系密度保持不变 C． 比值保持不变            D．=2 ②P1 P2 (填“>”、“<”、“=”、“不确定”，下同)；反应平衡常数:B点 D点； ③C点H2的转化率 ；在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:v(A) v(B)。 （3）N2H4可作火箭推进剂，NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。 ①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式 ； ②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:N2H4+H2O⇌N2H5++OH- K1=1×10-a；N2H5++H2O⇌N2H62++OH- K2=1×10-b。 25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围 (用含a、b式子表示)。 四、真题拓展 1.（2025·四川卷）为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 0(填“>”“<”或“=”)，反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）恒压时，合成气中增大，(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是 。 （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则 ，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。 （4）若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为。 ①反应后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为，则甲醛的平均消耗速率 。 ②溶剂中和浓度分别保持为，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为，生成乙二醇的平衡常数 (科学记数，保留小数点后2位)。 2．（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 （1）天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 （2）用如图所示电化学装置进行如下实验。 ①用实验：在左侧通入，产物为，盐桥中移向装置的 (填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为 。 ②用实验：在一侧通入，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。 （3）利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 3．（2025·新课标卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的 。 （2）酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为 原因是 。 （3）在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率 ，平衡常数 (保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则 (保留2位有效数字)。 （4）研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是 。若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是 (举1例)。 4．（2025·云南卷）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： （1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆纤维素 乙醇 （2）对于反应Ⅰ： ①已知  则 。 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．单位时间内生成，同时消耗 ③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为 。 （3）恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 ③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数 (列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 5．（2025·陕西青宁卷）/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）计算 。 （2）提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 （3）高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 （4）下，在密闭容器中和各发生反应。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在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是 (填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。 6．（2024·全国甲卷）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式：         计算反应的 。 （2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。 (i)图中的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)时，的转化率 ， 。 (iii)时，反应的平衡常数 。 （3）少量I2可提高生成的选择性。时，分别在有I2和无I2的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有和无时的生成速率之比 。 (ii)从图中找出I2提高了选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析I2提高选择性的原因： 。 7．（2024·重庆卷）高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。 （1）在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。 异构化反应 反应1 2.80 2.50 2.31 反应2 1.40 1.00 0.77 ①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 ②平衡时，和的体积比值为 。 ③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是 。 （2）加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)： 对于反应，下列说法正确的是_______ 。 A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应 B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行 C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成 D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生 （3）(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。 ①阳极上生成的电极反应式为 。 ②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是 。 ③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 ；外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为 。 8．（2024·新课标卷）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： （1）Ni基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为，镍原子半径为 。 （2）结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为 ，晶体的类型为 。 （3）在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑， 有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α= ，该温度下平衡常数 。 （4）对于同位素交换反应，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数)，则反应一半所需时间 (用k表示)。 9．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题： （1）已知下列反应的热化学方程式： ①         ②          反应③的 ，平衡常数 (用表示)。 （2）电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。 （3）分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。 (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。 (ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有 种。 10．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题： （1）在气氛中，的脱水热分解过程如图所示： 根据上述实验结果，可知 ， 。 （2）已知下列热化学方程式： 则的 。 （3）将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时 (用表示)。在时，，则 ， (列出计算式)。 11．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： （1）根据图1数据计算反应的 。 （2）研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为 (填步骤前的标号)，理由是 。 （3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 （4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：) ①图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。 ②进料组成中含有惰性气体的图是 。 ③图3中，当、时，氮气的转化率 。该温度时，反应的平衡常数 (化为最简式)。 12．（2023·重庆卷）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 （1）在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题： ①中间体生成吸附态的活化能为 。 ②由生成的热化学方程式为 。 （2）一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，该反应平衡压强与温度的关系如下： 401 443 463 10 51 100 ①时的平衡常数 。 ②起始状态Ⅰ中有和，经下列过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 (填字母)。 A．从Ⅰ到Ⅱ的过程 B． C．平衡常数： D．若体积，则 E．逆反应的速率： ③某温度下，向恒容容器中加入，分解过程中反应速率与压强的关系为，k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少时，逆反应速率最大。若转化率为，则 (用表示)。 （3）可用作固体离子导体，能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示(为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置)。    ①测定晶体结构最常用的仪器是 (填字母)。 A．质谱仪     B．红外光谱仪     C．核磁共振仪     D．射线衍射仪 ②与晶胞的体积之比为 。 ③测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管a中质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应原理专题十 一、考纲要求 1. 了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 2. 理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 3. 了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率（α）。 4. 了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。 5. 了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 6. 掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行 相关计算。 7. 理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 8. 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 二、分类精讲 一 反应热 一、吸热放热的反应类型 1、放热反应 大多数化合反应；燃烧（缓慢氧化）；酸碱中和；金属与酸的置换；铝热反应。 2、吸热反应 大多数分解反应；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应；C和H2O(g)、C和CO2的反应；盐酸与碳酸氢钠的反应；电离水解、大多数沉淀溶解。 3、溶解的热效应 放热：强酸强碱溶于水；碳酸钠溶于水 吸热：NH4NO3、NH4Cl；碳酸氢钠溶于水 二、热化学方程式书写的注意事项 1、标明反应条件、物质状态（特别是同素异形体）、±号、单位 2、焓变的数值随系数的变化 三、燃烧热 1、定义 1mol纯物质完全燃烧生成指定的产物所释放的热量 （H——H2O；C——CO2；S——SO2；N——N2） 特别提醒 燃烧热 1. 旧教材对燃烧热的定义 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所释放的热量 2. 关于燃烧热的两种说法 燃烧热为88kJ/mol或者△H=－88kJ/mol 3. 高聚物是混合物，无燃烧热 四、中和热 1、定义 强酸强碱稀溶液中和生成1mol水和可溶性盐放出的热量 H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol 五、标准摩尔生成焓 1、定义 在一定温度和压强下，由最稳定的单质（单质为0）生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓 六、盖斯定律 典例分析 典例分析 【例1】（2024·江西卷）石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol 反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol 回答下列问题 （1）反应Ⅳ：CS2(g)⇌S2(g)+C(s)ㅤΔH4= kJ/mol 【答案】（1）+11 【例2】（2024·福建卷）SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）生成SiHCl3的总反应： Ⅳ． 【答案】（1）-80 【例3】（2024·广西卷）二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。回答下列问题： （1）合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为： 则的 【答案】（1）-50 【例4】（2025·新课标卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的 【答案】（1）-3 【例5】（2025·四川卷）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 0(填“>”“<”或“=”)，反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行 【答案】（1） ＜ 低温 七、键能的计算 △H=生成物总能量－反应物总能量 △H=正反应活化能－逆反应活化能 典例分析 典例分析 【例6】（山东卷改编）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： 已知： 化学键 C－H C－C C＝C H－H 键能/kJ·molˉ1 412 348 612 436 计算上述反应的△H＝ kJ·mol－1。 【答案】（1）+124 【例7】（2024·甘肃卷）甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示， 步骤2逆向反应的△H＝ 【答案】（1）+0.29eV 八、等效平衡的反应热计算 双向相加 典例分析 典例分析 【例8】（2023·山东济南一诊）二氧化碳催化加氢制取二甲醚(DME)有利于减少温室气体二氧化碳，制取过程发生如下反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． 回答下列问题： （1）T1℃时，向恒压容器中充入0.2 mol CO2(g)和0.6 mol H2(g)，若在该条件下只发生反应Ⅰ，达平衡时，放出4 kJ能量；若向相同容器中充入0.4 mol CH3OH(g)和0.4 mol H2O(g)，吸收11.8 kJ能量，则反应Ⅰ的△H1= kJ/mol。 【答案】（1）-49.5 九、反应热大小比较 1、能量越低越稳定， 2、△H作比，注意正负号 典例分析 典例分析 【例9】（2021·山东卷改编）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应Ⅰ：+CH3OH △H1<0 反应Ⅱ：+CH3OH △H2<0 反应Ⅲ： △H3<0 回答下列问题： （1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名)；的数值范围是 (填标号)。 A．<－1 B．－1～0 C．0～1 D．>1 【答案】（1）2-甲基-2-丁烯 D 二 反应速率 一、定义、计算公式、单位的常见问题 1、一般计算平均反应速率，瞬时速率的大小看斜率 2、速率之比等于化学计量数之比 3、纯固体、纯液体依然有反应速率，但不能用浓度表示 4、教材中的速率为净反应速率，V净=V正－V逆 特别提醒 计算过程的注意事项 1. 换物质；2. 忘除体积；3. 单位统一；4. 用质量、压强的变化计算 二、有效碰撞理论 1、基元反应： （1）大多数化学反应是经过多步完成的，其中每一步都称为基元反应 （2）连续发生的所有基元反应称为反应历程或反应机理 2、有效碰撞： 能发生反应的碰撞称为有效碰撞，反应的本质是旧键的断裂和新键的形成。分子必须有足够的能量和合适的取向。 3、活化分子： 上述有足够能量的分子称为活化分子 4、活化能： 活化分子与反应物分子平均能量之差，即反应物分子变成活化分子吸收的能量，是一个差值（取正数）。 三、影响因素 1、浓度：提高单位体积内的活化分子数 2、压强：提高单位体积内的活化分子数 3、温度：提高分子能量，增大活化分子百分数 4、催化剂：降低活化能，增大活化分子百分数 5、其他因素： （1）增大表面积：研磨、雾化、气固逆流、多孔球泡 （2）形成原电池 三 过渡态理论 一、定义 过渡态简称TS，是基元反应中能量最高的状态，此时形成一种旧键未完全断裂、新键未完全形成的状态。AB＋C→[A····B····C]→A＋BC 特别提醒 过渡态的常见问题 1. 焓变：看始末状态的能量；加入催化剂后不改变焓变 2、决速步、最大能垒、活化能看最大上坡，决速步方程要写一个基元反应 3、过渡态是波峰，大多数情况下没有确定的化学式，有几个过渡态就有几个基元反应 4、中间产物是波谷 5、吸附状态一般标*，吸附过程能量降低，脱附过程能量升高 典例分析 典例分析 【例10】（2025·云南卷）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是（ ） A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 【答案】C 【例11】（2025·河南卷）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法正确的是（ ） A．总反应是放热反应 B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为 【答案】C 【例12】（2019·全国Ⅰ卷）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： 我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。 可知水煤气变换的ΔH 0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。 【答案】 小于 2.02 COOH+H+H2O＝COOH+2H+OH或H2O＝H+OH 【例13】（2025·陕西青宁卷）MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， 高温下MgCO3分解产生的MgO催化CO2与H2反应生成CH4，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 【答案】 ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O 四 循环催化 一、循环催化过程中的注意事项 1、如何找总反应？ 进入的物质为反应物，出去的物质为生成物 2、如何找催化剂？ （1）与主反应物一起反应的物质 （2）与主生成物一起生成的物质 3、如何找中间产物？ 循环图上剩余的物质 4、其他问题 还会考察有机反应机理、断键成键的位置、杂化方式、氧化还原等等 典例分析 典例分析 【例14】（2022·辽宁卷）利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（ ） A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物 C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为 【答案】B 【例15】（2025·广西卷）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是（ ） A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I 【答案】D 【例16】（2025·四川卷）钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。 下列说法错误的是（ ） A．步骤①反应为 B．步骤③正、逆反应的活化能关系为 C．在催化循环中起氧化作用 D．步骤③生成的物质Z是 【答案】D 【例17】（2025·全国卷）研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。 根据上述反应机理，下列叙述错误的是（ ） A．三唑在反应循环中起催化作用 B．换成，可生成 C．碳原子轨道的杂化存在从到的转变 D．总反应为 【答案】B 五 速率常数与速率方程 一、速率方程 1、对于基元反应，化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。 2、速率常数和速率方程 对于反应： aA + bB + … → 产物 速率方程为 v = k·cx(A)·cy(B)·… ，式中的 k 称为速率常数（与温度、催化剂有关） 视野拓展 速率方程的常见问题 1、次数：不一定与系数相等，基元反应才相等 2、反应级数：x+y+···· （1）零级反应：即v=k，此时v与浓度无关，c-t图为直线，半衰期与浓度大小成正比 （2）一级反应：v=k·c（A），速率与浓度成正比，即浓度越大反应速率越快，但半衰期为定值 典例分析 典例分析 【例18】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： （1）某合成氨速率方程为：，根据表中数据， ； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 【答案】 -1 【例19】（2021·浙江卷）一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表： 0 600 1200 1710 2220 2820 x 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 推测上表中的x为 【答案】 3930 【例20】（2021·辽宁卷）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（ ） A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为 【答案】B 【例21】（2025·全国卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题：在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率 ，平衡常数 (保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则 (保留2位有效数字)。 【答案】 30 3.9 【例22】（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 【答案】 D 二、阿伦尼乌斯方程 （1）当Ea＞0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提高。 （2）由公式可知，Ea的值越大，改变温度对反应速率的影响程度越大。 典例分析 典例分析 【例23】（2025·四川卷）乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气()为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② （1）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则 ，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。 【答案】（1） ＜ 降低 随着的增大，即温度降低，反应②的增大的程度大于反应④的增大程度 【例24】（2022·河北卷）（多选）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是（ ） A．随的减小，反应①、②的速率均降低 B．体系中 C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D．温度低于时，总反应速率由反应②决定 【答案】AB 【例25】（2023·湖北卷）纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下：      回答下列问题： 及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是 。 【答案】因这两个反应化学键变化相同，使得焓变数值相近，Lnk的斜率取决于焓变，所以两条线几乎平行 六 化学平衡与计算 一、平衡状态的判断 1、与速率有关：有正有逆，数值成比例。能体现V正、V逆的有：消耗、生成、断键、成键 2、与变量有关：（判断依据：变量不变达到平衡） （1）一定为变量的是：浓度、颜色、固体质量、转化率 （2）不一定为变量的是：总体积、总压强、总物质的量、平均密度、平均分子量、气体体积分数（物质的量分数）、浓度比、温度、K值 注意：遇到（2）的问题要具体问题列三段式具体分析，不能想当然。 典例分析 典例分析 【例26】（高考改编）在一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是（ ） ①单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体平均相对分子质量保持不变 A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部 【答案】A 【例27】（七中零诊模拟）在一定温度下的定容容器中发生反应：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是（ ） ①单位时间内生成n mol C，同时生成n mol D ②气体的密度保持不变 ③C(g)的物质的量浓度不变 ④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 ⑤v(A)：v(C)：v(D)=2：1：1 A．②③ B．②③④ C．②⑤ D．②③④⑤ 【答案】A 【例28】（2025·赣州诊断模拟）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是（ ） ①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变 ⑦混合气体总质量不变 A．①②⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①②③⑤⑥ D．全部 【答案】B 二、平衡常数 1、基础知识 （1）K只与温度有关，计算时固体或纯液体的浓度为1，但是有机物要带水的浓度 （2）意义：描述正向反应的程度。当K＞105时认为完全反应 （3）利用Q与K的值可以判断平衡移动 （4）与盖斯定律联合考查 2、Kp的计算 （1）定义： P分=P总×n%（注意n总要包含所有气体） （2）基本方法：三段式 （3）技巧： ①等体积反应，Kp=Kx=Kc=Kn ②恒容体系，直接换算成分压带入三段式计算。恒压，要一步步算。 典例分析 典例分析 【例29】（2022·全国甲卷）金属钛（Ti）在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石（TiO2）转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： 直接氯化： 碳氯化： ①反应的为 ， Pa 【答案】(1) －223 1.2×1014 【例30】（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：在1470K、100kPa反应条件下，将的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为 ，平衡常数 。 【答案】 50% 4.76 【例31】（2019·新课标II卷）环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应 (g)＋ I2(g)===(g)＋2HI(g) ，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为 ，该反应的平衡常数Kp= Pa。 【答案】 40％ 3.56×104 【例32】（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1 设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。 【答案】 【例33】（2023·湖北卷）纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成，1200K时，假定体系内只有反应发生，反应过程中压强恒定为(即的初始压强)，平衡转化率为α，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) 【答案】 三、多重平衡、竞争反应、连续反应的计算 1、守恒法：明确给出始末量 2、忽略产物互变：变成两个竞争反应列三段式求解 3、等体积反应Kp=Kx=Kc=Kn 4、参与多个反应的物质求K时要带总量 典例分析 典例分析 【例34】（2020·山东卷）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： 一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2(g)的浓度为 mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 。 【答案】 【例34】（2025·青岛诊断）氢气既是重要的化工原料，又属于洁净能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： 氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，其总反应式为：。已知部分反应如下： Ⅰ.； Ⅱ．； Ⅲ．； 一定条件下，向的恒容密闭容器中加入足量碳粉和，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，后容器内总压强不再变化，容器中为，为，为，内的平均反应速率___________，反应Ⅰ的平衡常数K1___________(写出计算式) 【答案】 【例35】（2023·成都一诊）碳的资源化利用是实现碳中和目标的重要环节，将碳氧化物催化氢化制备燃料甲醇，对绿色化与可持续发展意义重大。已知催化氢化时同时存在： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ：(R为大于0的常数，下同) 反应Ⅲ： 回答下列问题： 在、恒压容器中加入和，发生上述反应I和Ⅱ，后达平衡，平衡转化率为20%，甲醇的选择性()为50%。 （1）时， 。 （2）反应I的分压平衡常数 (列出计算式)。 【答案】 0.005 四、平衡移动方向 1、判断方法：依据勒夏特列原理解释 2、影响因素：浓度、温度、压强（体积改变）、催化剂 特别提醒 平衡移动的常见问题 1、平衡正向移动，转化率，产率不一定增大（由k值决定） 2、恒容时通入惰性气体：总压增大，但是反应速率不变，平衡不移动 3、恒压时通入惰性气体：总压不变，但分压减小，相对体系而言减压，速率变小，平衡移动 4、实际生产过程中往往通入无关气体，相当于稀释、减压对反应是有利的 如：CuCl+2Cl－CuCl32－加水时，平衡逆向移动（稀释后朝离子增多的方向移动） 典例分析 典例分析 【例34】（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：在1470K、100kPa反应条件下，对于分别为、、、、的H2S—Ar混合气，热分解反应，过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示 越小，平衡转化率 ，理由是 【答案】越高 n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高 【例35】（2021·湖北卷）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H1=＋125kJ·mol-1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) △H2=－118kJ·mol-1 对于反应Ⅰ，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是 。 【答案】 减小气体浓度，使平衡右移，提高C3H8(g)转化率 五、等效平衡的运用 1、目的：构建等效平衡分析平衡移动的结果 典例分析 典例分析 【例35】（2011·四川卷）可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g) 、②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示： 下列判断正确的是（ ） A．反应①的正反应是吸热反应 B．达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15 C．达平衡(I)时，X的转化率为 D．在平衡(I)和平衡(II)中，M的体积分数相等 【答案】C 【例36】（2016·江苏卷）（多选）一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应 2H2(g)＋ CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是（ ） 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L-1 物质的平衡浓度/mol·L-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A．该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【答案】AD 【例37】（成都七中期考）如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)　ΔH=－192kJ·mol-1。向M、N中都通入amolX和bmolY的混合气体，初始时M、N两容器的容积相同，保持两容器的温度相同且恒定不变。下列说法一定正确的是（ ） A．平衡时，X的体积分数：M<N B．若向N中再充入amolX和bmolY，则平衡时，X的转化率：M>N C．若a∶b=1∶3，当M中放出172.8kJ热量时，X的转化率为90% D．若a=1.2，b=1，并且N中达到平衡时体积为2L，此时含有0.4molZ，则再通入0.36molX时，υ(正)<υ(逆) 【答案】D 【例38】（衡水中学高三考前热身）如图所示，关闭活塞，向甲、乙两刚性密闭容器中分别充入1molA、2molB，此时甲、乙的容积均为2L(连通管体积忽略不计)。在T℃时，两容器中均发生下述反应：A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)△H<0。达平衡时，乙的体积为2.6L，下列说法正确的是（ ） A．甲中反应的平衡常数小于乙 B．当乙中A与B的体积分数之比为1:2时，反应达到平衡状态 C．平衡时甲容器中A的物质的量小于0.55mol D．若打开活塞K，达平衡时乙容器的体积为3.2L 【答案】D 【例39】（2018·江苏卷）（多选）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K 700 700 800 反应物投入量 2mol SO2、1mol O2 4mol SO3 2mol SO2、1mol O2 平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3 平衡c(SO3)mol·L-1 c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 平衡常数K K1 K2 K3 下列说法正确的是（ ） A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3 C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 【答案】CD 七 化学平衡图像 一、双变量图像 分析方法：控制变量，巧做等温、等压线 典例分析 典例分析 【例40】（2008·四川卷）在密闭的容器中进行如下的反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量与时间的关系如下图所示，符合图像的正确的判断是（ ） A．T1＞T2，△H＞0 B．T1＞T2，△H＜0 C．T1＜T2，△H＞0 D．T1＜T2，△H＜0 【答案】D 【例41】（2016·四川卷）一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应的焓变ΔH＞0 B．图中Z的大小为a＞3＞b C．图中X点对应的平衡混合物中=3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小 【答案】A 【例42】（2010·四川卷）反应aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数(M)与反应条件的关系如图所示。其中：z表示反应开始时N的物质的量之比。下列说法正确的是（ ） A．同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加 B．同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加 C．同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加 D．同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加 【答案】B 【例43】（2019·全国III卷）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：    可知反应平衡常数K（300℃） K（400℃）（填“大于”或“小于”）。 【答案】 大于 【例44】（2020·山东卷）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. =+41.2kJ·mol－1 回答下列问题： 不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率= 压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 【答案】p1、p2、p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 【例45】（2021·全国甲卷）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： 合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在℃下的、在下的如图所示。 ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式_______； ②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______； ③当时，的平衡转化率____，反应条件可能为___或___。 【答案】 b 总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小 33.3% 5×105Pa，210℃ 9×105Pa，250℃ 二、变温U型图像 分析方法：结合平衡移动分析线的变化，注意平衡阶段不一定是全过程 典例分析 典例分析 【例46】（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是（ ） A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】D 【例47】（2019·成都三诊）甲烷是最简单的烃，是一种重要的化工原料。 使用新型催化剂进行反应2CH4(g)＋O2(g)2CH3OH(g) △H3 =－251kJ/mol。随温度升高CH3OH的产率如图所示。 ①CH3OH的产率在T1至T2时很快增大的原因是 ； ②T2后CH3OH产率降低的原因可能是 。 【答案】 温度升高反应速率加快，且在此温度下催化剂活性增强 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH产率降低 【例48】（2024·山东菏泽诊断模拟）甲醇()既是重要的化工原料，又是一种清洁燃料。利用CO和CO2加氢均可合成CH3OH，在密闭容器中加入一定量的CO2和H2在催化剂的作用下仅发生反应  kJ⋅mol，保持相同反应时间，在不同温度下，CH3OH产率如图2所示。 ①CH3OH产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或 ②425℃之后，CH3OH产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡，温度升高反应逆向进行或 。 【答案】在该温度范围内，升温，催化剂活性好 可能催化剂失活 三、lnK—T图像 分析方法：斜率大小为活化能，与催化剂有关 典例分析 典例分析 【例49】（2023·成都一诊）直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为CO2＋2H2HCHO＋H2O △H．转化步骤如图1所示： 已知Arrhenius公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示，相对较小的是 ；研究表明，加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率，原因可能是 。 【答案】 反应② 极性介质使反应①的活化能降低 【例50】（2021·广东卷）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0=100kPa）。反应a、c、e的ln K随（温度的倒数）的变化如图所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有 (填字母)。 【答案】 ac 四、竞争反应图像 1、选择性曲线分析方法：竞争物质和为1，此消彼长 2、龟兔赛跑型曲线分析方法：先生成的活化能更小，反应速率更快 3、利用K不变巧妙求解比例问题 典例分析 典例分析 【例51】（2024·山东淮坊二诊）当前能源资源短缺，甲醇合成制备与应用是国际研究的热点。 某温度下，利用CO2生产甲醇主要涉及以下反应。 反应1.；； 反应2.；； 回答下列问题： 将1mol (g)和3mol (g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、(g)的选择性[]和CO的选择性[]随压强变化曲线如图所示。图中表示的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”) ， 【答案】 n 【例52】（2023·浙江卷）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是（ ） A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 【答案】C 【例52】（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ． Ⅱ． 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催加速作用；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： 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点中，的浓度峰值点可能是 (填标号)。与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)，的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】 a 减小 不变 八 化学平衡的条件控制 一、合成氨的条件选择 1、压强：10~30MPa。过低平衡移动不够，产率低；过高成本大，设备要求高 2、温度：400~500℃。过低反应速率慢，过高平衡逆向移动 3、催化剂（铁触媒）：500℃活性最高。 4、物料比：氮气：氢气=1：2.8最快。氮气在催化剂上的吸附分解为总反应中最慢的步骤，即决速步。 适当提高氮气的比例，使维持1：2.8能够更快的合成氨的反应进行。 5、合成氨的速率方程；V=Kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3），即分离出氨气可以加快反应速率 典例分析 典例分析 【例40】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： 双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。 下列说法正确的是 。 a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 【答案】ab 二、反应自发进行的判据 1、根据吉布斯自由能判断 ΔG = ΔH﹣TΔS。(单位为kJ/mol) （1）当ΔG <0时，反应能自发进行； （2）当ΔG =0时，反应处于平衡状态； （3）当ΔG >0时，反应不能自发进行 典例分析 典例分析 【例41】（2022·辽宁卷）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题： （1）合成氨反应在常温下 (填“能”或“不能”)自发。 （2） 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400~500℃ 【答案】(1)能 (2) 高 低 【例42】（2023·福建卷）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有 ⅰ． ⅱ． ⅲ． 已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数见下表。 物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气 体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0 比较反应自发进行（∆G=∆H－T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ 反应 ⅱ（填“＞”或“＜”）。 【答案】(1)＞ 三、催化剂 1、催化剂参与反应，改变反应的历程 2、催化剂降低反应的活化能，但是不改变焓变 3、加入催化剂同等程度的提高正逆反应的速率，平衡不移动，平衡转化率不变 4、催化剂活性与温度、表面积有关 5、催化剂中毒 （1）定义：吸附气体（CO、H2S）或沉积毒物（积碳等固体）使催化剂失活 （2）改进措施： ①反应物需要净化处理（工业常用静电除尘处理气体）； ②积碳覆盖在催化剂活性位点使催化剂失活，常常利用H2O来除（C＋H2O==CO＋H2） 6、催化剂具有选择性 （1）不同催化剂催化效果不同 （2）改变催化剂可以提高产物的选择性 （3）生物酶也具有催化性，具有高效性、专一性，但是需要适合条件条件 7、反应物的转化率、产物选择性、产物产率的计算 产物=转化量×选择性 8、自催化作用 典例分析 典例分析 【例43】（2020·绵阳一诊）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有： NH3(g)+ O2(g)NO(g)+ H2O(l) △H1= -292.3kJ/mol NO(g)+ O2(g)= NO2(g)       △H2= -57.1kJ/mol 3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)   △H3= -71.7kJ/mol 回答以下问题： 原料气体(NH3、O2)在进入反应装置之前，必须进行脱硫处理。其原因是 【答案】 含硫化合物会引起催化剂中毒 【例44】（2026·绵阳一诊）乙烯年产量是衡量国家石油化工发展水平的重要指标，乙烷制乙烯具有极高的经济效益，乙烷制乙烯的方法有两种 （1）乙烷的催化裂解法：C2H6C2H4＋H2 △H （2）乙烷催化氧化法：2C2H6＋O22C2H4＋2H2O △H 乙烷催化裂解制乙烯时常常会发生积碳反应，生成的积碳会附着在催化剂的表面，降低催化剂的活性，而乙烷的催化氧化制乙烯时很少有积碳，可能原因是 【答案】积碳会和产生的水继续反应，从而减少积碳 【例45】（2023·成都一诊）在光照或加热条件下，“甲烷一氯气”法得到一氯甲烷是按自由基机理进行的，即CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH。450℃时，tmin内甲烷与Cl2发生取代反应，共消耗amol甲烷得到各种产物如下： 产物 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH3CH3 反应选择性= 87% 7% 4% 1% 1% 则生成乙烷的平均速率v(CH3CH3)= mol·min-1。 【答案】a/200t 三、真题练习 A组 1．（2025届·八省联考一诊四川地区）甲烷氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题，其涉及的反应如下： ① ② ③ 已知：以乙烯为例，其选择性定义为。 回答下列问题： （1）氧化生成的热化学方程式④为 ，反应的 0(填“>”或“<”或“=”)，反应 (填“能”或“不能”)自发进行。 （2）氧化偶联生成分步进行，和的选择性随反应时间的变化关系如图所示，第一步反应的产物为 。 （3）恒压进料，原料气的对转化率与选择性的影响如图所示，根据本研究课题的目的，在 (填“”或“”)更优，其原因是 。 （4）一定条件下，的生成速率v与分压p间的关系为：。若的初始分压为，随着反应进行，当的生成速率v降低到其初始生成速率的时，则分压 (用表示)。 （5）若、初始压强为，在恒容反应器中达平衡，的转化率为30%， 和的选择性均为40%，则反应④的平衡常数 (保留整数)。 【答案】(1) △H=-210kJ/mol > 能 (2) (3) 为时，乙烯的选择性远大于乙烷的选择性，而为时，乙烯的选择性与乙烷的选择性相差不大，且n(CH4)∶n(O2)为2~3时CH4的转化率大 (4) (5)416 2．（2025届·绵阳一诊）基活性炭催化重整不仅可获得合成气(与)，还能同时消耗两种温室气体，回答下列问题： （1）重整反应为  ，相关物质的燃烧热数值如下表所示： 物质 燃烧热 a b c 该催化重整反应的 (用含a、b、c的代数式表示)，从热力学角度考虑，有利于合成气生成的条件是 (填“高压”或“低压”)。 （2）控制温度为T℃，总压为5.0，在密闭容器中加入1与2及催化剂进行重整反应，达到平衡时的体积分数为20%，的平衡转化率为 ，平衡常数 。 （3）常压条件下，将等物质的量的与充入密闭容器，同时存在以下反应： ①   ②   ③   ④   反应达平衡时混合气体的组成如图，曲线m和n中，表示的是 。在900℃之前，m曲线明显处于表示的曲线上方，原因是 。 （4）以作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如下： 根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为 。合成乙烯过程中，下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应物吸附过程只断裂极性键 b．偶联过程中只形成非极性键 c．整个反应过程中无极性键生成 【答案】(1) (a-2b-2c) 低压 (2) 37.5% 0.55 (3) m 温度低于900℃时， 温度升高有利于反应③正向移动，反应③既消耗H2，又生成CO (4) 4H2+2COCH2=CH2+2H2O b 3．（2025届·巴中一诊）与反应合成，是实现“碳中和”的有效途径。 （1）反应I：   已知：         ① 。 ②实验测得反应I的，，与温度的关系如图所示(表示速率常数)。直线表示 (填“”或“”)，理由是 ，反应I的平衡常数 (用和表示)。 ③温度为时，将和充入恒容密闭容器中合成，当转化率为50%时，反应I的 (填“>”、“<”或“=”)。 （2）二氧化碳也可用电化学方法进行还原，下面是二氧化碳在电极表面被还原为产品的示意图 ①写出该电极反应式 。 ②在二氧化碳流速为(已换算成标准状况)，阴极板面积为条件下，测得的生成速率为，则二氧化碳的转化率为 。 【答案】(1) ① -283.0 ② 升温，正反应速率增大幅度较小(或降温，正反应速率减小幅度小于逆反应速率的减小幅度) ③> (2) 11.2% 4．（2025届·八市联考一诊）乙醛、乙醇都是常见的有机物，在生产、生活中都有广泛的用途。请回答下列问题： （1）在25℃，101kPa下，取一定量的无水乙醇完全燃烧，放出的热量为QkJ，燃烧产生的通入过量饱和石灰水中，生成了。则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为 。 （2）已知：的速率方程(k为速率常数，只与温度、催化剂有关；n为反应级数)。为了测定反应级数(n)，实验测得在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下： 0.1 0.2 0.3 0.4 0.02 0.08 0.18 0.32 则该总反应为 ，级反应；速率常数 （3）一定温度下，保持总压强为100kPa，向反应器充入和的混合气体(不参与反应)发生反应，测得平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。 ①由图可知：的平衡转化率随着投料比增大而减小，其原因是 。 ②该温度下，上述反应在A点的平衡常数 kPa(为用分压计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）用乙醇电催化氧化制备乙醛的原理如下图所示。 ①电解过程中电极室A中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②电极A的电极反应式为 。 ③当生成时，理论上A、B两室溶液质量变化之和为 g。 【答案】(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH=-4Q kJ·mol-1 (2) 二 2 (3) 对于恒压条件下，增大投料比，相当于是加压，平衡向逆反应方向移动 20 (4) 不变 4 5．（2025届·攀枝花一诊）苯乙烯是重要的有机化工原料。在催化剂存在条件下，以水蒸气做稀释剂，乙苯催化脱氢可生成苯乙烯，主要发生如下两个反应： 主反应：   副反应：   （1）已知，在、条件下，某些物质的相对能量变化关系如下图所示： ①图中，对应的 。 ②副反应： 。 （2）过热水蒸气在反应过程中起着非常重要的作用。用复合氧化物为催化剂，在、600℃条件下，充入适当的过热水蒸气，乙苯发生反应达平衡时，乙苯的转化率较高，副产物(甲苯、、CO等)较少。在保持恒压状态下，在反应过程中过热水蒸气的主要作用有：① ；② ；③可以消除催化剂表面的积碳。 （3）保持体系总压恒定，在不同水烃比、不同温度下，乙苯的平衡转化率如右图。图中曲线I是水烃比时的乙苯平衡转化率与温度的关系，则水烃比为1时，图中曲线 (选填“II”或“III”)表示乙苯的平衡转化率与温度的关系。 （4）工业上，减小水烃比是降低苯乙烯脱氢装置能耗的一个重要方向。在体系总压恒定条件下，减少水烃比，为了使反应从起始到平衡均达到或接近原有的反应速率、限度，可采取的措施是 (写出一条即可)。 （5）膜反应器可减少副反应的影响。在不同的温度条件下，以水烃比投料，在膜反应器中发生乙苯脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去，提高乙苯的平衡转化率，原理如下图所示。 已知：移出率 ①若忽略副反应。维持体系压强、温度T恒定，乙苯的平衡转化率为，的移出率为，则在该温度下，主反应的平衡常数 (用含、、的表达式表示)。 ②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如下表： 700 950 1000 60 8.43 4.38 2.77 80 16.8 6.1 3.8 90 27 7.1 4.39 温度高于700℃副反应程度极小，可忽略。试说明当温度高于950℃时，乙苯的平衡转化率随移出率的变化改变程度不大的原因： 。 【答案】(1) +148.0 -54.6 (2) 降低主反应体系的分压，使主反应的平衡向正反应方向移动 主反应是吸热反应，过热水蒸气可以为主反应的进行提供能量 (3)II (4)适当升高温度或加入恰当的催化剂等 (5) 主反应是吸热反应，高于950℃时，乙苯的平衡转化率很大（或平衡常数很大），的移出率对平衡转化率的影响很小 6．（2025届·达州一诊）二氧化碳是常见废气物质，甲醇是21世纪的清洁能源之一，如果能用废气为原料合成，既能实现碳中和，也能改变能源结构，实现双赢。回答下列问题： I. （1）在，以或为原料，将废气合成甲醇的反应如下： 反应I： 反应II： 请根据反应自发性判断，反应 (填序号)更适宜甲醇的工业化生产。 II.我国科学家杨教授等人进行了二氧化碳加氢制甲醇的研究，其主要反应为： 反应I： 反应III： （2）在恒温恒容的密闭体系中发生上述反应，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当时，说明反应体系已达到平衡状态 B．平衡后扩大体积减小体系压强，有利于提高产率 C．升高温度可使反应I的逆反应速率加快，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 D．若反应体系内的压强保持不变，说明反应体系已达到平衡 （3）反应物的物质的量之比对反应的影响如下表，请选择投料比例 ，并说明选择的理由 。(的选择性) 2：1 3：1 5：1 7：1 平衡转化率/% 11.63 33.68 45.93 48.71 选择性/% 30.04 40.12 50.26 49.93 （4）研究发现，其他条件相同时，反应温度对平衡转化率和平衡时的选择性影响如图所示：①在密闭容器中，以投料比通入混合气体，则达到平衡点时反应物质的量分数平衡常数 。 ②从平衡角度分析平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是 。 III. （5）在合金表面释放的机理如图所示，图中“*”表示此微粒吸附在催化剂表面。请写出释放的化学反应方程式 。 【答案】(1)I (2)D (3) 5：1 由数据可知，的比值增大超过5：1，转化率增大不明显且选择性下降 (4) 或或6.912 反应I放热，反应III吸热，升温，反应I正向进行的程度减小，平衡转化率下降，反应III正向进行的程度增大，平衡转化率上升，且上升幅度大于下降幅度 (5) 7．（2025届·泸州一诊）丙烯()是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下两种方法。 【方法I】丙烷直接脱氢制丙烯 反应I：   回答下列问题： （1）反应I在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 （2）为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示。图中选择性透过膜透过的一种产物分子X是 ，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 （3）以下是在某催化剂上丙烷脱氢的反应历程图(*表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态) 研究表明键的断裂是反应中的速控步骤(速率最慢的基元反应)，实验测得用和(注：D是氘，键能：)进行反应的速率近似相等。据此可知，上述反应历程图中速控步骤基元反应的方程式为 。图中对应的能量：是 (选填①或②)，“”是 (选填③或④)。 【方法Ⅱ】氧化丙烷脱氢制丙烯 除发生反应I外，投入还会发生反应Ⅱ： （4）已知：      则计算反应Ⅱ的 。 （5）在压强为P kPa条件下，下图分别是1mol丙烷单独投料和丙烷、各1mol一起投料时，丙烷的平衡转化率随温度变化的曲线。温度为900K时，由图计算反应I的压强平衡常数 kPa；900K投入时，发生反应I和II，计算的平衡转化率 %(保留一位小数)。 【答案】(1)高温 (2) 透过膜层再经Ar吹扫，使脱离平衡体系，平衡正向移动，丙烯的产率提高 (3) ① ③ (4) (5) 40.6 8．（2025届·南充一诊）合成氨是化学工业的重要基础，我国以天然气为原料合成氨。 【原料气的制取】以甲烷为原料制取氢气。 反应①： 反应②： （1）实验测得反应①、②的平衡常数对数与温度的关系如图1，可以判断反应①为 (填“吸热”或“放热”)反应。 （2）当原料气中为定值时，影响甲烷平衡转化率的因素有温度和压强，如图2所示。从热力学角度分析，甲烷转化反应，宜选择___ __。 A．低温高压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温低压 （3）在恒温恒压条件下，当原料气中时，该温度下平衡时甲烷的体积分数为，则甲烷的转化率为 。 【氨气的合成】工业合成氨的原理为：  。 （4）结合以下键能数据，估算的键能为 。 化学键 436 391 （5）在合成塔中使用某催化剂时，合成氨的净速率方程可表示为：，(“”“”为正、逆反应速率常数)。 ①该反应的平衡常数 (用含“”“”的式子表示)。 ②按照一定氮氢比投料，当控制氮气的转化率不变时，反应速率并不是随温度的升高而单调地增大，如图3所示。结合上述速率方程分析其原因为 。 ③当反应速率达到最大时的温度(图3中T0)称为最适宜温度，图4中两条曲线是在下，最适宜温度或平衡温度分别与体系中氨气体积分数之间的关系曲线，则 (填“a”或“b”)曲线为平衡温度曲线。 【答案】(1)吸热 (2)B (3)50% (4)945.6 (5) 低温时，升温对k1影响大于k2影响，高温时，升温对k2影响大于k1影响，使反应速率随温度升高先增大后减小 b 9．（2025届·内江一诊）采用高效催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇是我国科学家研发的重要课题。回答下列问题。 （1） 主反应：   副反应：   则利用与合成气态甲醇的热化学方程式为 。 （2）在一定条件下，将和充入密闭容器中在高效催化剂作用下反应（只考虑主反应），当改变某一外界条件（温度或压强）时，平衡时体积分数()变化趋势如图所示： ①图中Y轴表示 （填“温度”或“压强”）；X轴上a点的数值比b点 （填“大”或“小”）。 ②平衡时，M点的体积分数为，容器的体积为，则的转化率为 ，平衡常数 （精确到小数点后二位）。 （3）将和按物质的量比混合，以固定流速通过盛放高效催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。 ①催化剂活性最好的温度为 （填字母标号）。 A．       B．        C．       D． ②温度由升到，的平衡转化率和的实验产率均降低，解释原因： 。 【答案】(1)   (2) 温度 小 66.67% (3) C 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，温度由523K升到543K，主反应逆向移动，副反应正向移动，导致的平衡转化率和的实验产率均降低 10．（2025届·自贡一诊）随着我国2060年实现碳中和目标的提出，的资源化利用对于碳中和目标的实现具有非常重要的现实意义。回答下列问题： Ⅰ．将和在催化剂作用下实现二氧化碳甲烷化是有效利用资源的途径之一： ① ② ③ （1）经计算，反应③在 （填“高温”、“低温”、“任何条件”）下可自发进行。 （2）一定温度条件下，利用不同催化剂，在相同反应时间内，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图，则有利于获得甲烷的催化剂是 。 （3）在某温度下，向恒容密闭容器中充入和，初始压强为，上述反应达平衡时，，，则的选择性= [的选择性，用含、a、b的代数式表示，下同]，该温度下反应②的化学平衡常数 。 Ⅱ．光催化也可以制备甲醇、甲烷等燃料，反应原理示意图如下图所示： （4）下列描述正确的是__________。 A．由a区向b区移动 B．b区电极反应为 C．是氧化产物 D．该装置实现了电能转化为化学能 （5）写出a区的电极反应式 。 （6）以催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为。该反应经验公式的实验数据如图中自线a所示，已知经验公式，（为活化能，k为速率常数。R和C为常数）。当改变外界条件时，实验数据如图②中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 【答案】(1)低温 (2)Cat4 (3) (4)B (5) (6)使用更高效的催化剂 11．（2025届·四川名校联考）石膏应用范围广泛，可用于制硫酸。主要发生如下反应： ①   ②   ③ 回答下列问题： （1）下列措施中，能使反应①的速率加快的有___________(填标号)。 A．升高温度 B．降低压强 C．将石膏粉碎 D．及时移除产物气体 （2）已知④  ，则⑤的 。 （3）反应①和反应⑤均可制得SO2，结合反应④的，分析工业上采用反应⑤制SO2的原因是 。 （4）反应②常用作催化剂，催化机理为： 第一步： 第二步： 请写出第三步： 。 （5）下图为两种催化剂V1、Cl分别对反应②的催化情况对比图。已知催化剂的孔隙直径分布越均衡、体积越大，催化剂的催化效果越好。 上图可知，催化剂 (填“V1”或“C1”)的催化效果更好。下图是在该催化剂作用下的速率常数k与温度(与)的关系图，已知速率常数(A、R为大于0的常数，T为热力学温度，单位：K)。由下图可知，随温度升高，反应的活化能Ea将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （6）为进一步检测催化剂对反应②的催化效果，下图是使用相同原料气，以相同流速通过含相同催化剂的同一反应器，测得的SO2的转化率随温度的变化情况。由图可知，SO2的转化率随温度升高而 (填“增大”或“减小”)，原因是 。 【答案】(1)AC (2)+417 kJ/mol (3)由反应④可知：SiO2与CaO反应放热，可提供能量 (4)[(VOSO4)2(SO4)2]4-+O2→[(VO2SO4)2S2O7)2]4- (5) C1 减小 (6) 增大 催化剂活性提高和升高温度都可加快反应速率，使相同时间内SO2的转化率增大 12．（2025届·德阳一诊）亚硫酰氯()和硫酰氯()均是重要的化工原料。以：、、为原料可以制备亚硫酰氯，所涉及的反应如下： 反应I．  kJ/mol   反应Ⅱ．  kJ/mol   回答下列问题： （1）反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 （2）在密闭反应器中充入1mol和2.6mol发生反应I，测得体系内平衡转化率与温度、压强关系如图所示。 ①正反应速率：(b) (d)(填“>”“<”或“=”)；在a、c和p点中，对应平衡常数、和由大到小的顺序为 。 ②Q点的分压为 。 （3）在一定温度和120kPa恒压下，向密闭容器中充入一定量和(不参与反应)发生反应I的逆反应。的平衡转化率随着通入混合气体中的物质的量分数增大而减小，其原因是 。 （4）T℃时，在5L恒容密闭容器中，充入、和各0.5mol，反应10min后达到平衡，测得的转化率为20%，此时压强为起始的0.8倍，0~10min内，用表示的反应速率为 ， 。 （5）中国科学家将分子引入电解质中制作高功率可充电电池，电池正极中，调整充电和放电反应的途径如图所示。电池正极的电极反应式为 。 【答案】(1)低温 (2) < >> 8 (3)反应为气体分子数增大的反应，在一定温度和120kPa恒压下进行反应，总压不变，的物质的量分数增大，其体系分压增大，则平衡逆向移动 (4) 0.5 (5) B组 1．（2024届·成都一诊）碳的资源化利用是实现碳中和目标的重要环节，将碳氧化物催化氢化制备燃料甲醇，对绿色化与可持续发展意义重大。已知催化氢化时同时存在： 反应I：(主反应) 反应Ⅱ：(R为大于0的常数，下同) 反应Ⅲ： 回答下列问题： （1）在500K下，增大平衡产率的方法有 (写两条)。 （2）目前应着力开发活性温度 (填“更低”或“更高”)的催化剂。 （3）已知(K为平衡常数，、R和C均视为常数)，反应Ⅰ在不同温度T下的如下表中数据： 300 600 (i)反应I的 (填“>”或“<”)0，判断理由是 。 (ii)反应I的 (用含常数R的式子表示)。 （4）判断时，反应 (填“I”或“Ⅲ”)在热力学上趋势更大。 （5）在、恒压容器中加入和，发生上述反应I和Ⅱ，后达平衡，平衡转化率为20%，甲醇的选择性()为50%。 (i)时， 。 (ii)反应I的分压平衡常数 (列出计算式)。 【答案】(1)增大压强、移除甲醇 (2)更低 (3) 升高温度K减小，平衡逆向移动，说明反应正向放热 -6000R (4)Ⅲ (5) 0.005 2．（2024届·绵阳一诊）甲酸甲酯(HCOOCH3)是一种重要的有机合成中间体，可通过甲醇催化脱氢法制备，其工艺过程包含以下反应： 反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)         K1，△H1=+51.2kJ•mol-1 反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)        K2，△H2=+90.1kJ•mol-1 回答下列问题： （1）反应HCOOCH3(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H3= kJ•mol-1，K3= (用K1、K2表示)。 （2）对于反应Ⅰ：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。保持压强不变，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施是 、 。 （3）在400kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入CH3OH进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①随温度升高，CH3OH的平衡组成比例呈现如图所示趋势的原因是 。 ②550K时，反应2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常数Kp= kPa，CH3OH的平衡转化率为 。 ③研究表明，在700K以后升高体系温度，HCOOCH3的产率下降，可能的原因是 。 【答案】(1) +129.0 (2) 向左 升高温度 改良催化剂 (3) 反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，升高温度，平衡均向正反应方向移动 64 47.4% 反应Ⅰ的选择性下降 3．（2023届·成都一诊）直接将转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了合成甲醛，总反应为．转化步骤如图1所示： （1）原料可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取，写出一种常见的可作捕捉剂的廉价试剂 。 （2）已知，则总反应的 (用图1中焓变以及表示)。 （3），在容积为的恒容密闭容器中充入和一定量，只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为，达到平衡时，的分压与起始投料比的变化关系如图2所示。 (ⅰ)若时到达c点，则时的平均反应速率 ； (ⅱ) (写计算表达式)； (ⅲ)c点时，再加入和，使两者分压均增大的转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。 （4）在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是____________。 A．若反应②正向为自发反应，需满足 B．若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应②体系已经达到平衡 C．增大的浓度，的平衡物质的量分数一定增大 D．反应②体系存在 （5）已知Arrhenius公式：(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示，相对较小的是 ；研究表明，加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率，原因可能是 。 【答案】(1)溶液或氨水或石灰乳 (2) (3) 0.18 增大 (4)BC (5) 反应② 极性介质使反应①的活化能降低 4．（2023届·绵阳一诊）我国的能源以煤炭为主，燃煤烟气中等有害气体的排放会污染环境，用CO还原脱除SO2将其转化为单质硫，对工业生产具有重要的意义。 （1）已知常温常压下，的燃烧热为，CO(g)的燃烧热为，则CO还原脱除： 。 （2）在某温度时，进行CO还原脱除：。 ①若在刚性容器中进行，下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是 。 A．      B．CO与SO2的浓度之比不再改变 C．容器内的压强不再改变      D．的值不再改变 ②若控制进料比(物质的量)为4∶1，反应达平衡时，混合气体中的体积分数为5%，则该反应在此温度下的平衡常数为 。 （3）在600℃时，发生如下系列反应，测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中起始投料固定为)。 反应I： 反应II： 反应III： ①该条件下，为减少有毒物质COS的产生，同时脱除，实际生产中应控制进料比为 ，在进料比大于2.5之后，COS的含量会明显增大，试分析原因 。 ②根据图中曲线，可判断 (填“>”“=”或“<”)。 （4）SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2，其原理如图。若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L，则理论上电路中转移电子数为 。 【答案】(1)-268.8kJ/mol (2) AD 1.08 (3) 2.0 ，CO的含量较多，此时反应II的反应程度比反应III的程度大的多 > (4)0.06NA 5．（2022届·成都一诊）我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义，其反应原理之一为CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。 （1）反应在高温下才可自发进行，则该反应的活化能E正 E逆(填“>”“<”或“=”)。判断的理由是 。 （2）对在恒温恒容条件下的该反应，下列条件可作为反应达到平衡判断依据的是 (填序号)。 a.混合气体密度不变 b.容器内压强不变 c.2v正(H2S)=v逆(CS2) d.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变 （3）为了研究甲烷对H2S制氢的影响，原料初始组成n(CH4)：n(H2S)=1：2。保持体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图甲所示： ①图中表示CH4、H2变化的曲线分别是 。 ②M点对应温度下，CH4的转化率约为 (保留3位有效数字)。950℃时，该反应的Kp= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 ③维持N点温度不变，向容器内再通入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol，此时速率关系为v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 （4）实验测定：在其他条件不变时，升高温度，CH4的平衡转化率先增大后下降，下降的可能原因是 。 （5）H2S可用Na2CO3溶液吸收，将吸收足量H2S气体后的溶液用如图乙所示的电解池电解，可在阳极得到有工业应用价值的Na2S2O3，则图中隔膜应使用_ (填“阳”或“阴”)离子交换膜，阴极电极反应式为 。若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同，当电路中通过电子物质的量为2mol时，则理论上阳极室和阴极室质量差为 g。 【答案】(1) > 该反应正向为熵增的反应，在高温下才可自发进行，则ΔH>0，因此该反应的活化能E正>E逆 (2)bd (3) d、a 33.3% 0.01 小于 (4)温度过高，H2S发生分解 (5) 阴 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 70 6．（2022届·绵阳一诊）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。 （1）已知：CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2=－41.2kJ·mol-1 则反应Ⅰ的热化学方程式为 。 （2）反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下，测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。 平衡点 a b c d n(CO)∶n(H2O) 0.5 0.5 1 1 CO平衡转化率/% 50 66.7 50 60 ①a点平衡混合物中H2的体积分数为 ，a、c两点对应的反应温度Ta Tc(填“＜”“=”或“＞”)，d点对应的平衡常数K= 。 ②有利于提高CO平衡转化率的是 (填标号)。 A．增大压强    B．降低温度     C．增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D．分离出CO2 （3）反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，若用[K]表示催化剂，则反应历程可用下式表示： 第一步：[K]＋H2O(g)=[K]O＋H2 第二步：[K]O＋CO=[K]＋CO2 第二步比第一步反应慢，则第二步反应的活化能比第一步反应 。反应过程中，相对能量最高的中间产物是催化剂吸附态的 (填标号)。 A．水蒸气     B．氧原子     C．一氧化碳     D．二氧化碳 （4）研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中，分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp (填“增大”“减小”)。根据速率方程分析，T＞Tm时v逐渐减小的原因是 。 【答案】(1)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=4H2(g)＋2CO(g)     ΔH=+255.9kJ·mol-1 (2) 16.7%或或0.167 ＞ 2.25或 BD (3) 大 B (4) 减小 Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高 7．（2021届·成都一诊）生产生活中氨及铵盐有重要用途，而汽车尾气中含NO、NO2则应降低其排放。 （1）在20℃时，已知： ①N2(g) +O2(g)=2NO(g) ，正、逆反应活化能分别为a kJ/mol、b kJ/mol； ②4NH3(g) +5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l)，正、逆反应活化能分别为c kJ/mol、d kJ/mol； 则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)的ΔH为 。 （2）10.0L的密闭容器中，按物质的量比1：3投入氮气和氢气，发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0用传感器测得温度为T1、T2时容器中n(N2 )随时间变化如表： 时间 物质的量n(N2) 温度 0 5 min 10 min 15 min 20 min T1 0.1 mol 0.08mol 0.062mol 0.05mol 0.05mol T2 0.1 mol 0.07 mol — x mol 0.06 mol ①T2时，0~5 min内NH3平均速率为v(NH3)= ②T1时，该反应平衡常数为 (列出计算式)； ③x 0.06(填“>”“<”或“=”)，原因是 。 （3）汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]： I.NO+ Pt(s) =NO* II. CO+ Pt(s)=CO* III.NO*=N*+ O* IV. CO*+ O*= CO2+ Pt(s) V. N*+ N*=N2+ Pt(s) VI.NO*+ N* = N2O+ Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图一和图二所示： ①图一，温度为330 ℃时发生的主要反应为 (填“IV”、“V”或“VI”)；反应VI为 反应(填“放热”或“吸热”)。 ②图二，温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是 。 ③气体在固体催化剂表面反应中，吸附和解吸同时影响总反应速率。温度一定时，反应2NO+2CON2+2CO2的反应速率随压强的变化如图所示。结合(3)中反应机理，试从吸附和解吸角度解释bc段化学反应速率下降的原因 。 【答案】 (5b+c-5a-d)kJ/mol 1.2×10-3mol/(L∙min) L2∙mol-2 = 5min时0.08>0.07，说明T2温度高，反应速率快，T2先达到平衡所以15min时T2已达到平衡 IV 放热 温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，所以反应物浓度快速减小 压强增大，吸附速率虽然增大，但不利于解吸，解吸速率减小更多，所以反应速率减小 8．（2020届·绵阳一诊）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨催化氧化法制备，生产过程中发生的反应有： NH3(g)+ O2(g)NO(g)+ H2O(l) △H1= -292.3kJ/mol NO(g)+ O2(g)= NO2(g)       △H2= -57.1kJ/mol 3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)   △H3= -71.7kJ/mol 回答以下问题： （1） NH3(g)+2O2(g)=HNO3(aq)+ H2O(l) 的 △H=   kJ/mol。原料气体(NH3、O2)在进入反应装置之前，必须进行脱硫处理。其原因是 。 （2）研究表明2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步： (a)2NO(g)N2O2(g)(快)   (b)N2O2(g)+ O2(g)2NO2(g)(慢) ①该反应的速率由b步决定，说明b步反应的活化能比a步的 (填“大”或“小”)。 ②在恒容条件下，NO和O2的起始浓度之比为2:1，反应经历相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图，则150℃时，v正 v逆(填“>”或“<”)。若起始c(O2)=5.0×10-4mol/L，则380℃下反应达平衡时c(O2)= mol/L。 （3）T1温度时，在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应2NO+ O2 2NO2，实验测得：v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。容器中各反应物和生成物的物质的量随时间变化如下图所示： ①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是 填序号) A．混合气体的密度不变       B．混合气体的颜色不变   C． k正、k逆不变                    D．2v正(O2)=v逆(NO2) ②化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系式K= 。 ③温度为T1时的化学平衡常数K= 。若将容器的温度变为T2时，k正=k逆，则T2 T1(填“＞”  “＜”或“=”)。 【答案】 -413.8 含硫化合物会引起催化剂中毒（含硫化合物会使催化剂降低或失去催化效果） 大 ＞ 2.5×10-4 BD 5 ＞ 9．（2020届·成都一诊）随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。 已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)△H （1）降低温度，该反应速率会 （填“增大”或“减小”）；一定压强下，由最稳定单质生1 mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2（g）、CH4（g）、CO（g）的摩尔生成焓分别为-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。则上述重整反应的ΔH= kJ/mol。 （2）T1℃时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2分压均为20 kPa，加入催化剂Ni/α-Al2O3并分别在T1℃和T2℃进行反应，测得CH4转化率随时间变化如图Ⅰ所示。 ①A点处v正 B点处（填“＜”、“＞”或“=”） ②研究表明CO的生成速率v生成（CO）=1.3×10-2·p（CH4）·p（CO2）mol·g-1·s-1，A点处v生成（CO）= mol·g-1·s-1。 （3）上述反应达到平衡后，若改变某一条件，下列变化能说明平衡一定正向移动的是 （填代号）。 A．正反应速率增大B．生成物的百分含量增大C．平衡常数K增大 （4）其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图Ⅱ，C点 （填“可能”、“一定”或“一定未”）达到平衡状态，理由是 ；CH4的转化率b点高于a点的可能原因是 。 【答案】 减小 +249.1 > 1.872 C 一定未 催化剂不会改变平衡转化率，乙催化剂c点未与甲催化剂同样温度的点相交，转化率不相等，说明c点不是平衡转化率 b和a两点反应都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高（或其它合理答案） 10．草酸()在工业上可作漂白剂、鞣革剂，也是实验室常用试剂。 （1）已知草酸中相关化学键的键能数据如下表： 一定条件下发生反应H2C2O4(g) H2O(g)+CO(g)+CO2(g)     △H= kJ/mol。 （2）现将0.50mol无水草酸放入10L的密闭容器中，分别在T1、T2时进行上述反应(体系内物质均为气态)，测得n(H2C2O4)随时间变化的数据如下表： ①温度：T1 T2(填“>”、“<”或“=”)； ②T2时0~20min平均反应速率v(CO)= ； ③该反应达到平衡的标志为 (填序号)； a消耗H2C2O4和生成H2O的物质的量相等     b.气体密度不变 c混合气体的平均摩尔质量不变               d.体系中不变 ④T2时，反应至20min时再加入0.5molH2C2O4，反应达平衡时H2C2O4物质的量 0.36mol(填“>”“<”或“=”)。 （3）室温下利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究外界条件对反应速率的影响，设计方案如下： ①上述反应的离子方程式为 ； ②分析数据可得到的结论是 ； ③该实验中若n(Mn2+)随时间变化趋势如图一所示，请于图二画出t2 后生成CO2的速率图象(从a点开始作图)并说明理由 。 。 【答案】 2a+c-b ＜ 0.0016mol/(L·min) cd ＜ 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O 其他条件不变时，草酸的浓度越大，反应速率越快 ，锰离子对反应起到催化作用，生成二氧化碳的速率会突然加快，随着反应的进行，溶液中溶质的浓度逐渐减小，生成二氧化碳的速率减慢，最后几乎为0 11．（2018届·成都一诊）氨为重要化工原料,有广泛用途。 （1）合成氨中的氢气可由下列反应制取: a.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H=+216.4kJ/mol b.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol 则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H= 。 （2）起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。 ①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是 (填序号)； A．N2和H2的转化率相等 B．反应体系密度保持不变 C． 比值保持不变            D．=2 ②P1 P2 (填“>”、“<”、“=”、“不确定”，下同)；反应平衡常数:B点 D点； ③C点H2的转化率 ；在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:v(A) v(B)。 （3）N2H4可作火箭推进剂，NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。 ①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式 ； ②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:N2H4+H2O⇌N2H5++OH- K1=1×10-a；N2H5++H2O⇌N2H62++OH- K2=1×10-b。 25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围 (用含a、b式子表示)。 【答案】 +175.2kJ/mol   BC < > 66.7% <   2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O (14-b，14-a) 四、真题拓展 1.（2025·四川卷）为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （1）生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 0(填“>”“<”或“=”)，反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）恒压时，合成气中增大，(羟基乙醛)单位时间产率降低，其原因是 。 （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则 ，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度，理由是 。 （4）若反应在恒容密闭容器中进行，溶剂中甲醛初始浓度为。 ①反应后，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为，则甲醛的平均消耗速率 。 ②溶剂中和浓度分别保持为，羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率分别为，生成乙二醇的平衡常数 (科学记数，保留小数点后2位)。 【答案】(1)    ＜ 低温 (2)反应②的速率大于反应①使得单位时间内(羟基乙醛)产率降低 (3) ＜ 降低 随着的增大，即温度降低，反应②的增大的程度大于反应④的增大程度 (4) 0.112 2．（2025·重庆卷）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。 （1）天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡：，c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 ①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是 。 ② (填“>”“=”或者“<”)。 （2）用如图所示电化学装置进行如下实验。 ①用实验：在左侧通入，产物为，盐桥中移向装置的 (填“左侧”或者“右侧”)，电池的总反应为 。 ②用实验：在一侧通入，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为 。 （3）利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间()，从而获得k的信息。对于，若将纯水瞬时升温到25℃，测得。已知：25℃时，，，，(为的平衡浓度)。 ①25℃时，的平衡常数 (保留2位有效数字)。 ②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为 。 ③25℃时，计算得为 。 【答案】(1) B ＞ (2) 右侧 (3) D 3．（2025·新课标卷）乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： （1）乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为、和，则酯化反应的 。 （2）酯化反应中的3种有机物的沸点从高到低的顺序为 原因是 。 （3）在常压和时，初始组成、作催化剂的条件下进行反应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。 平衡时乙酸的转化率 ，平衡常数 (保留2位有效数字)。已知酯化反应的速率方程为，其中，则 (保留2位有效数字)。 （4）研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是 。若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是 (举1例)。 【答案】(1) (2) 乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强 (3) 30 3.9 (4) 很小，温度对平衡影响小，液相反应，压强对平衡影响小 及时移出产物 4．（2025·云南卷）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： （1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆纤维素 乙醇 （2）对于反应Ⅰ： ①已知  则 。 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．单位时间内生成，同时消耗 ③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为 。 （3）恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 ③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数 (列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1)葡萄糖 (2) +44.4 AC 降温冷凝后收集气体 (3) 乙酸选择性最大且反应速率较快 产物1 36:5 5．（2025·陕西青宁卷）/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）计算 。 （2）提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 （3）高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 （4）下，在密闭容器中和各发生反应。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在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是 (填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。 【答案】(1) (2)B (3) ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O (4) c 0.2 温度升高，反应Ⅱ逆移，H2量增多；使反应Ⅲ正移，H2量减少；总的表现为H2增加量大于减少量 6．（2024·全国甲卷）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式：         计算反应的 。 （2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有、和)。 (i)图中的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)时，的转化率 ， 。 (iii)时，反应的平衡常数 。 （3）少量I2可提高生成的选择性。时，分别在有I2和无I2的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有和无时的生成速率之比 。 (ii)从图中找出I2提高了选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析I2提高选择性的原因： 。 【答案】(1)-67 (2) a 80% 7.8 10.92 (3) (或3：2) 5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 7．（2024·重庆卷）高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能，异构烷烃具有较高的辛烷值。 （1）在密闭容器中，(正戊烷)发生异构化反应，可同时生成(异戊烷)和(新戊烷)，其平衡常数随温度的变化如下表所示。 异构化反应 反应1 2.80 2.50 2.31 反应2 1.40 1.00 0.77 ①体系平衡后，增加压强，反应1的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 ②平衡时，和的体积比值为 。 ③根据上表数据推断为吸热反应，其推断过程是 。 （2）加入后，在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高，主要产物为，其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂)： 对于反应，下列说法正确的是_______ 。 A．只能催化脱氢反应，不能催化加氢反应 B．的加入增大了平衡常数，有利于反应的进行 C．分子筛固体酸催化剂酸性越强，越有利于的形成 D．的加入促进了的加氢反应，减少了副反应的发生 （3）(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值，可电解合成。电解池的阳极为，阴极为碳钢，电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。 ①阳极上生成的电极反应式为 。 ②为了实现阴极产物的循环利用，电解一段时间后，需在阴极区不断加入适量的，其原理是 。 ③为减少铅污染，被限制使用。是一种潜在替代品，其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 ；外电路转移电子时，理论上可生成的物质的量为 。 【答案】(1) 不移动 2 由盖斯定律可知，反应1-反应2得，根据上表数据，、、，升高温度，K值增大，反应正向进行 (2)C (3) 阴极得到电子发生还原反应生成镁单质：，在阴极区不断加入适量的，发生反应，实现阴极产物的循环利用 0.5 8．（2024·新课标卷）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： （1）Ni基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为，镍原子半径为 。 （2）结构如图甲所示，其中含有σ键的数目为 ，晶体的类型为 。 （3）在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑， 有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α= ，该温度下平衡常数 。 （4）对于同位素交换反应，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数)，则反应一半所需时间 (用k表示)。 【答案】(1) (2) 8 分子晶体 (3) 小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000 (4) 9．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题： （1）已知下列反应的热化学方程式： ①         ②          反应③的 ，平衡常数 (用表示)。 （2）电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。 （3）分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。 (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。 (ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有 种。 【答案】(1) 或 (2) b (3) Ⅰ c < 2 10．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题： （1）在气氛中，的脱水热分解过程如图所示： 根据上述实验结果，可知 ， 。 （2）已知下列热化学方程式： 则的 。 （3）将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时 (用表示)。在时，，则 ， (列出计算式)。 【答案】(1) 4 1 (2)(a+c-2b) (3) 3 增大 (4) 46.26 11．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： （1）根据图1数据计算反应的 。 （2）研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为 (填步骤前的标号)，理由是 。 （3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 （4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：) ①图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。 ②进料组成中含有惰性气体的图是 。 ③图3中，当、时，氮气的转化率 。该温度时，反应的平衡常数 (化为最简式)。 【答案】(1) (2) (ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) (3) (4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 12．（2023·重庆卷）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 （1）在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题： ①中间体生成吸附态的活化能为 。 ②由生成的热化学方程式为 。 （2）一定条件下，银催化剂表面上存在反应：，该反应平衡压强与温度的关系如下： 401 443 463 10 51 100 ①时的平衡常数 。 ②起始状态Ⅰ中有和，经下列过程达到各平衡状态： 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，下列叙述正确的是 (填字母)。 A．从Ⅰ到Ⅱ的过程 B． C．平衡常数： D．若体积，则 E．逆反应的速率： ③某温度下，向恒容容器中加入，分解过程中反应速率与压强的关系为，k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少时，逆反应速率最大。若转化率为，则 (用表示)。 （3）可用作固体离子导体，能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示(为了简化，只画出了碘离子在晶胞中的位置)。    ①测定晶体结构最常用的仪器是 (填字母)。 A．质谱仪     B．红外光谱仪     C．核磁共振仪     D．射线衍射仪 ②与晶胞的体积之比为 。 ③测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管a中质量不变，可判定导电离子是而不是，依据是 。 【答案】(1) 83 (2) 10 CDE (3) D 12:7 a中银电极质量减小，b中银电极质量增大 1 学科网（北京）股份有限公司 $