专题15 化学反应原理综合题（3年汇编）（广西专用）2024-2026年高考化学真题分类汇编

专题15 化学反应原理综合题 3年真题3年模拟 1.【答案】（1）     （2）     （3）在之间时，温度升高，促使分解为和，使的物质的量分数减小     （4），     （5）增大     （6）① a    ② b     （7）① ，     ②       2.【答案】（1）① 催化剂的粒径越小，与反应物的接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快    ② 温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢     （2）-122.3     （3）① ①    ② 时，主反应和副反应同时发生，主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗，所以，随着的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，整个反应主要发生主反应，与趋于一致     （4）2.3     （5）阳     （6）CO2+2NO+10e-+10=+3H2O+10CO      3.【答案】（1）-50     （2）① 放热    ② 32.4    ③ 移走或加入SO2Cl2    ④ d     （3）① 催化作用    ② 1.【答案】（1）B     （2）BC     （3）     （4）乙     （5）13.3     （6）15%     （7）① 负    ②       2.【答案】（1）①     ② 低温     （2）①     ② 随着x的增大，CO的分压增大，对于反应i和反应ii相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小    ③ 当混合气体流速大时，与催化剂接触时间变短，未能充分反应，从而转化率也减小    ④ 80%    ⑤ 67.6      3.【答案】（1）① -173.7    ② 小于     （2）①     ②      （3）① b    ② 随着温度升高，发生的反应以副反应为主，而副反应为反应前后气体分子数不变的反应，压强的改变对平衡移动没有影响     （4）PbO2     （5）2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O      4.【答案】（1）     （2）①     ② 使用作催化剂，活化能最低    ③      （3）① a    ② 升高温度时反应① 逆向移动程度大于反应② 正向移动程度，以反应① 为主    ③ 1.78     （4）      5.【答案】（1）分子间存在氢键     （2）① -92.22    ② NO     （3）① 反应1是放热反应，升高温度，平衡逆向移动    ②     ③ 反应1是一个气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动     （4）     （5）① 0.1    ② x过小时Os含量过低，影响N的吸附和活化，x过大时Pt含量过低，影响H的吸附和活化    ③ 产率高、能耗降低、设备成本低等      6.【答案】（1）① +43    ②      （2）增大     （3）0.059     （4）① 210    ② 分子筛膜可选择性分离出反应生成的水，使反应Ⅱ平衡正向移动，提高甲醇产率      （5）① 增强    ②       7.【答案】（1）第四周期第Ⅷ族     （2）2.8     （3）①     ② 1.8     （4）中的与生成，中的与生成析出，可促进溶解     （5）加水稀释后降温     （6）①     ②       8.【答案】（1）①     ②      （2）① 升高温度(或改良催化剂)    ② CD     （3）① 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    ② 64    ③ 47.4%    ④ 温度过高催化剂活性降低      9.【答案】（1）① -90.5 kJ/mol    ② 低温     （2）BD     （3）① c    ② ＜    ③ 反应Ⅰ正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，反应Ⅰ正向移动，CH3OH物质的量分数增大，则    ④ 0.4    ⑤ Q     （4）      10.【答案】（1）4b-a-2c     （2）① Cat1    ② c     （3）① 温度小于1050 K时，反应Ⅰ为主反应，温度升高，平衡逆向移动，的物质的量增大，温度大于1050 K时，反应Ⅱ为主反应，温度升高，平衡正向移动，的物质的量减小    ② 66.7    ③ 100     （4）生成中间体反应的活化能小，反应速率快；中间体能量低，较稳定，利于生成     （5）      11.【答案】（1）     （2）① Ni-CeO2    ② 320℃    ③ AD    ④ 温度过高，导致催化剂活性降低     （3）① Z    ② 温度低于T1时，升高温度，以反应Ⅰ逆向移动为主，导致二氧化碳物质的量增大，温度高于T1时，升高温度，以反应Ⅱ正向移动为主，导致二氧化碳物质的量减小    ③ 0.27     （4）      12.【答案】（1）+41.1 kJ/mol     （2）① b    ②     ③ 加热反应原料，补充反应吸收的热量，维持反应温度    ④ 作为稀释气，相当于降低反应体系压强，使反应I平衡正向移动，提高乙苯的平衡转化率     （3）     （4）① 空轨道    ②       13.【答案】（1）或者     （2）① BD    ② 低温     （3）C     （4）a     （5）56     （6）      14.【答案】（1）     （2）B     （3）①     ② 减小    ③ 450 ℃后曲线乙下降的原因是：随着温度升高，吸热反应Ⅲ（CO2+ H2 H2O + CO）平衡正向移动对CO2的消耗程度，大于放热反应Ⅱ（CO2+ 4H2CH4 + 2H2O）平衡逆向移动对CO2的生成程度，导致CO2的选择性降低    ④      （4）① K+    ②       15.【答案】（1）① +164.9    ② 高温     （2）①     ② 升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，的平衡转化率增大     （3）① CH4    ② 随着水碳比的增大，氢气的物质的量增加，但水的物质的量增大程度更大，导致氢气的摩尔分数减小    ③      （4）     （5）(或，2分)      16.【答案】（1）吸热     （2）     （3）     （4）采用较高的压强，实际产氢速率增大且平衡转化率仍较大，使得单位时间内产品产量更高     （5）① 加入适量的CaO便于吸收二氧化碳促使制氢反应正向进行，且二者反应放热，提供热量，加快甲烷与水蒸气的重整反应速率，提高单位时间内氢气产率    ② >     （6）      17.【答案】（1）     （2）AC     （3）① 吸收    ② ④→①→②→③     （4）① 0.005    ②     ③      （5）      18.【答案】（1）2—     （2）① <    ② 加压降温    ③ 0.45    ④ D     （3）① H2+N2O N2+H2O    ② NO+8e—+10H+=NH+3H2O      19.【答案】（1）C     （2）① ＞    ② ＞    ③ EB=EA＞EC    ④ 升高温度     （3）① 恒压下，n(H2):n(CO)增大，容器体积增大，CO浓度降低，生成羟基乙醛的反应Ⅱ速率小于反应Ⅲ；同时过量的H2会促进羟基乙醛进一步加氢生成乙二醇，因此羟基乙醛单位时间产率降低。    ② 0.092    ③       20.【答案】（1）     （2）① 低温    ② BC     （3）①     ② a    ③ 温度对副反应的影响大于温度对主反应的影响    ④ 或     （4）      21.【答案】（1）25℃、10mL/min     （2）①     ② BD    ③ 2:1    ④     ⑤ 增大压强     （3）① 阴离子    ②       22.【答案】（1）b+3c-2a     （2）D     （3）CD     （4）① 反应相同时间，时反应达到平衡，平衡前反应正向进行，升高温度，反应速率加快，CO2的转化率增大，平衡后，由于反应① ② 是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2的转化率降低，且有可能催化剂活性下降    ② 、In2O3作催化剂     （5）① CH3CH2OH(或C2H5OH)    ②      （6）      23.【答案】（1）     （2）①     ②      （3）①     ②      （4）此段温度升高，反应物的消耗量急剧增大，说明温度使催化剂的活性增强，使反应速率加快；     （5）300℃至350℃过程中，反应Ⅰ产生速率大于反应Ⅱ的消耗速率，350℃至400℃过程中，反应Ⅰ产生的速率小于反应Ⅱ的消耗速率      24.【答案】（1）     （2）① 放热    ②     ③ 0.22    ④ C    ⑤ 1：2    ⑥ 该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降     （3）① 阳极    ②       试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 化学反应原理综合题 3年真题3年模拟 考点分类 广西考情（2024-2026） 命题规律 化学反应原理综合题 2026广西(1题)、2025广西(1题)、2024广西(1题) · 情境设置：以SO2资源化、合成尿素、SOCl2制备及Li-SOCl2电池为真实情境，结合平衡组成图、相对能量图和电解示意图，呈现环保与化工问题。 · 考查重点：盖斯定律求ΔH、平衡常数随温度变化、平衡图像与物质的量分数分析、工业条件选择，以及电极反应、离子迁移和产物定量计算。 · 命题趋势：趋向热化学、平衡与电化学多模块融合，强化图像读取和定量推理，突出绿色化学、资源再利用与工艺条件优化。 1.(2026·广西·高考真题)的综合处理利于减少环境污染并实现资源再利用。回答下列问题： Ⅰ．利用还原涉及下列反应： ①       ②       ③       （1）　　　　　　　　　　（用含、的代数式表示）。 Ⅱ．对反应体系进行热力学计算，平衡体系中各组分的物质的量分数与温度的关系如图1，其中为对应温度下单质的存在形态，时，。 （2）、条件下，　　　　　　　　　　（列出计算式。以分压表示，分压总压物质的量分数）。 （3）600~1000℃内，随温度升高而减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ．在含有活性炭的固定床反应器内，利用还原。转化率、选择性随初始以及温度的变化如图2。 （4）反应生成的最佳条件是　　　　　　　　　　。 （5）高温下，该体系中可检测出，若反应器内无活性炭，产率达最大时，所需的初始将　　　　　　　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。 Ⅳ．我国科研人员设计双室电解池（图3）合成和，实现的再利用。 已知：氧化性强于 （6）电解时，从　　　　　　　　　　极室移向　　　　　　　　　　极室（选填“”“”）。 （7）若将恰好吸收了的溶液全部注入极室，电解时极的电极反应式为　　　　　　　　　　；当极室内生成时，在极室理论上最多可生成　　　　　　　　　　mol。 【答案】（1）     （2）     （3）在之间时，温度升高，促使分解为和，使的物质的量分数减小     （4），     （5）增大     （6）① a    ② b     （7）① ，     ②       【解析】(1)观察目标反应③，可以通过组合反应①和②得到。将反应①乘以 2，得到。将上述式子减去反应②，即，化简得这正是反应③。因此。 (2)根据图 1，在  时，各物质的物质的量分数如下：，，，。由于体系中存在等硫单质，且总物质的量分数之和为1。已知  时，，即硫单质以形态存在。所以。反应③为，其平衡常数表达式为。已知总压，分压。代入各物质的量分数和总压：。 (3)观察图1中区间，的物质的量分数下降，而和的物质的量分数上升。这说明在此温度范围内，反应②的逆反应占主导。由于温度升高，平衡向吸热方向移动，说明分解是吸热过程。温度升高，促使分解为和，导致的物质的量分数减小。 (4)S2的产率 =转化率选择性。我们需要在图2中寻找两者乘积最大的点。观察图2中的曲线：实心圆（转化率）：随增大而增大，随温度升高而降低。空心方块（选择性）：随增大而降低，随温度升高而升高。寻找最佳组合：在 时，选择性最高。当时，的转化率达到了较高水平，且选择性依然保持在较高水平。此时两者的乘积（产率）达到最大。 因此，最佳条件是，。 (5)高温下检测到，说明活性炭参与了反应。活性炭的存在可能会消耗或生成，从而在一定程度上辅助生成。若反应器内无活性炭，则没有这些副反应。为了达到相同的产率，就需要依靠初始投入的来还原。因此，所需的初始将增大。 (6)观察图 3 电解池：a极室：通入和溶液。具有还原性，具有氧化性，两者在溶液中发生反应：。b 极室：通入，生成。得电子发生还原反应，说明b极为阴极。既然b 极为阴极，则a极为阳极。电解池中，阳离子向阴极移动。因此，从阳极室（a极室）移向阴极室（b极室）。 (7)a极室发生氧化反应。溶液中存在和。已知氧化性强于，根据氧化还原规律，还原性。所以阳极上，优先失去电子被氧化为；当消耗完毕后，再失去电子被氧化为。电极反应式为， 。计算生成的物质的量：吸收的反应：消耗，生成和。b极室生成：阴极反应：，生成需要转移电子。根据电子守恒，a极室也转移  电子。阳极首先氧化 ：溶液中有，将其全部氧化为需要失去电子。此时，总共转移了电子，还剩余电子。剩余的电子由放电提供：失去电子，生成。最终在a极室中，生成了和 。体系中生成的为。根据化学式，需要。因此理论上最多可结合生成。 2.(2025·广西·高考真题)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题： I．工业合成 （1）是合成尿素的原料之一，在=1下，混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图。的原因是　　　　　　　　。达到最高点后，曲线②下降的原因是　　　　　　　　。 （2）已知：常温下各物质的相对能量如图。 则反应的　　　　　　　　。 （3）模拟工业合成尿素。高温高压下，存在如下液相平衡体系。 主反应： 副反应： 平衡体系内，部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图，代表的是　　　　　　　　（填标号）。时，，随着的增大，与趋于一致，原因是　　　　　　　　。 （4）实际生产中，当初始时，的平衡转化率为的平衡常数　　　　　　　　（用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数）。 Ⅱ．电催化合成 我国科研工作者以污染物为氮源，用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。 （5）a电极为　　　　　　　　极。 （6）b电极发生的电极反应式为　　　　　　　　。 【答案】（1）① 催化剂的粒径越小，与反应物的接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快    ② 温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢     （2）-122.3     （3）① ①    ② 时，主反应和副反应同时发生，主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗，所以，随着的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，整个反应主要发生主反应，与趋于一致     （4）2.3     （5）阳     （6）CO2+2NO+10e-+10=+3H2O+10CO      【解析】(1)由图可知，a、b、c处催化剂粒径：a>b>c，催化剂的粒径越小，与反应物的接触面积越大，催化效果越好，反应速率越快，出口含量越高。达到最高点后，曲线②下降的原因是：温度太高，催化剂的活性减弱，反应速率减慢。 (2)的生成物的总能量-反应物的总能量=-285.8 kJ/mol-321.8 kJ/mol+393.5 kJ/mol+2×45.9 kJ/mol=-122.3 kJ/mol。 (3)增大相当于增大，主反应和副反应平衡均正向移动，但增大，减小，则代表的是①，时，，随着的增大，与趋于一致，原因是：时，主反应和副反应同时发生，主反应生成的H2O(l)在副反应中被消耗，所以，随着的增大，副反应被抑制，几乎没有进行，整个反应主要发生主反应，与趋于一致。 (4)根据已知条件列出“三段式”： 平衡时，H2O(l)的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，的物质的量分数为=，则平衡常数K==2.3。 (5)由图可知，CO2和NO在b电极得到电子生成，b为阴极，a电极为阳极。 (6)由图可知，NO在b电极得到电子和CO2反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CO2+2NO+10e-+10=+3H2O+10CO。 3.(2024·广西·高考真题)二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： （1）合成前先制备。有关转化关系为： 则的　　　　　　　。 （2）密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ    Ⅱ    ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数　　　　　　　(保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有　　　　　　　(任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在　　　　　　　(填“”“”“”或“”)处。 （3）我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是　　　　　　　；正极的电极反应式为　　　　　　　。 【答案】（1）-50     （2）① 放热    ② 32.4    ③ 移走或加入SO2Cl2    ④ d     （3）① 催化作用    ② 【解析】(1)由盖斯定律可知，的焓变为，则的； (2)① 由图可知反应Ⅱ的与成正比，则温度升高即减小随之lgK减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应； ② 由图可知，=2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)=x(SO2Cl2)=0.13，由于为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)=1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)=0.74，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数；保持和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大平衡转化率的措施有移走或加入SO2Cl2； ③ 反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得含量减小、增加，则图中等于的新交点将会提前，出现在d处； (3)由图可知，在反应中被消耗又生成，作用是催化作用；放电时，正极上得到电子发生还原转化为S、SO2，正极电极反应为： 。 …………………… 1.(2026·广西河池·一模)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向，氢能的获取一直备受关注。 途径一：甲烷水蒸气重整制氢反应    （1）该反应能自发进行的条件是　　　　　　　　　　。（填标号） A.低温       B.高温       C.任意温度 （2）下列措施中一定能提高平衡产率的是　　　　　　　　　　。（填标号） A.选择合适的催化剂              B.移除部分 C.恒温恒压下通入气体 途径二：乙醇与水重整反应制氢，该重整过程涉及的反应如下。 反应I.      反应Ⅱ.      反应Ⅲ.      恒压条件下，在密闭容器中通入、，发生上述反应，测得平衡时的转化率和、的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。 已知：的选择性 （3）反应I的　　　　　　　　　　。 （4）图中表示选择性的曲线为　　　　　　　　　　（选填“甲”、“乙”或“丙”）。 （5）时，反应Ⅲ的平衡常数=　　　　　　　　　　（结果保留一位小数）。 （6）采用催化剂时，的不同质量分数对产品的选择性的影响如图所示。时，采用的催化剂中的质量分数最佳为　　　　　　　　　　。 途径三：用惰性电极电解尿素的碱性溶液制氢，装置如图所示，电解池中的隔膜仅阻止气体通过。 （7）b极连接电源的　　　　　　　　　　极（填“正”或“负”），写出a极的电极反应式　　　　　　　　　　。 【答案】（1）B     （2）BC     （3）     （4）乙     （5）13.3     （6）15%     （7）① 负    ②       【解析】(1)反应自发进行的判据为。该反应（吸热），反应后气体分子数增多，故，因此只有高温下才能满足，反应自发进行，选B。 (2)A．催化剂只改变反应速率，不影响平衡，产率不变，A错误； B．移除生成物，平衡正向移动，产率提高，B正确； C．恒温恒压通入Ar，容器体积增大，反应物、生成物分压减小，该反应正向气体分子数增大，减压平衡正向移动，产率提高，C正确。 (3)根据盖斯定律，反应反应Ⅱ−2×反应Ⅲ，因此，故。 (4)反应Ⅲ为放热反应，温度升高，反应Ⅲ平衡逆向移动，CO的物质的量增大，因此CO的选择性随温度升高而增大；乙醇转化率随温度升高（反应I、Ⅱ均吸热）也增大，但、的选择性之和为1，因此表示CO选择性的是曲线乙；表示的选择性为曲线丙，表示的转化率曲线是甲。 (5)时，乙醇转化率为，即转化，总转化碳原子：；选择性为，得，，剩余； 结合氧原子守恒计算得：； 结合氢原子守恒计算得：； 恒压下反应Ⅲ的平衡常数。 (6)由图可知，时，质量分数为时选择性最高，因此最佳质量分数为15%。 (7)电解池中，极生成，元素得电子发生还原反应，因此为阴极，连接电源的负极；为阳极，尿素在碱性条件下失电子生成和，电极反应式为：。 2.(2027·广西河池·一模)可使CO、C2H4、H2混合气体通过催化反应器中发生如下反应： 反应i：    反应ii：    反应iii：    （1）已知：为物质生成焓，根据可计算化学反应的焓变，计算方法如下：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 52.4 0.1 0 对于反应ii，　　　　　　　　　　　　，该反应在　　　　　　　　　　　　(填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）一定温度下，CO、C2H4和H2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应i和ii。有CO存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，C2H4的转化率和产物的选择性()如图2所示。 ①根据图1，生成的决速步反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②结合图2，当x≥2时，随着x的增大，的转化率减小，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；而当混合气体以较高的流速经过反应器时，的转化率也会减小，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③结合图2，当x=2时，在该温度下达到平衡时，的选择性为　　　　　　　　　　　，容器内压强为　　　　　　　　　　　　　　　kPa。 【答案】（1）①     ② 低温     （2）①     ② 随着x的增大，CO的分压增大，对于反应i和反应ii相当于减压，反应i和反应ii平衡均逆向移动，所以的转化率减小    ③ 当混合气体流速大时，与催化剂接触时间变短，未能充分反应，从而转化率也减小    ④ 80%    ⑤ 67.6      【解析】(1)先计算反应ⅰ的焓变：。根据盖斯定律，反应ⅱ = 反应ⅰ + 反应ⅲ，。反应ⅱ：，反应后气体分子数目减少，。根据，低温条件下，反应自发进行，故该反应在低温自发。 (2)① 决速步是活化能最大的一步，由图1能量曲线可知，生成的决速步反应式：。 ② 随着x增大，的分压增大，对于反应ⅰ和反应ⅱ相当于减压，反应ⅰ和反应ⅱ平衡均逆向移动，所以的转化率减小；当混合气体流速大时，气体与催化剂接触时间变短，未能充分反应，因此的转化率也会减小。 ③ 由图2可知，x=2时，选择性为20%，乙烯只转化生成和两种产物，因此选择性。设初始投料：，总物质的量。x=2时转化率90%，已转化的。，。剩余，剩余。平衡总物质的量：。恒温恒容条件下，压强之比等于气体物质的量之比，平衡总压：。 3.(2027·广西崇左·模拟预测)CO2的充分利用及其向其他化学品的转化，对环境和能源等意义重大。 Ⅰ．CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH)，其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。 已知：常温下各物质的相对能量如图。 （1）H1=　　　　　　　　　　kJ·mol-1，该反应的活化能Ea(正)　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。 Ⅱ．利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。 （2）若10min时反应到达X点，则用CH4表示的平均反应速率为　　　　　　　　　　(用含p的分式表示，下同)kPa·min-1，X点对应的反应平衡常数　　　　　　　　　　(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)(kPa)2。 （3）向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体，在催化剂作用下发生反应，已知该条件下有副反应发生，测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。 ①相同压强下，若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内，催化活性不变)，则图中b、c、d三点最接近平衡的点是　　　　　　　　　　　　　。 ②相同温度下，若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强，且纵轴表示CO2的平衡转化率，则随温度升高，图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ．采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示，工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。 （4）若用铅蓄电池作该电解装置的电源，则石墨电极应与铅蓄电池的　　　　　　　　　　(填“Pb”或“PbO2”)极相连。 （5）写出铜电极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① -173.7    ② 小于     （2）①     ②      （3）① b    ② 随着温度升高，发生的反应以副反应为主，而副反应为反应前后气体分子数不变的反应，压强的改变对平衡移动没有影响     （4）PbO2     （5）2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O      【解析】(1)反应物的相对能量总和-生成物的相对能量总和=(-393.5kJ/mol×2mol)-(-235.3kJ/mol×1mol-241.8kJ/mol×3mol)   =173.7k，故H1=-173.7kJ/mol；该反应为放热反应，活化能Ea(正)小于Ea(逆)。 (2)设通入的CH4的物质的量为amol，列出三段式 ，平衡时，总物质的量为3.6amol，CH4的体积分数为，CH4的分压为pkpa。起始时CH4的分压为0.5pkpa，故0~10min用CH4表示的平均反应速率为；平衡时，H2与CO的分压均为。 (3)① 根据条件：相同压强下，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同催化剂，由于催化剂只影响反应的快慢，在相同的温度和压力下，采用不同催化剂的同一反应达到平衡时的转化率均相同，在图像中表现为三条曲线最终趋于重合，即图中的a点；b、d、c三点中，b点离平衡点a最近，故b点最接近平衡； ② 根据条件：相同温度下，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线表示三种不同压强，且纵轴表示CO2的平衡转化率，随温度升高，三条线自a点开始发生重合。由于主反应为气体分子数变化的反应，压强变化时，反应达到平衡的CO2转化率应该不同，但若随温度升高，副反应成为主要进行的反应，由于副反应前后气体分子数不变，此时反应平衡受压强的影响很小，因此在图像上表现为三条曲线随温度升高趋于重合。 (4)根据图示可知，CO2在Cu电极发生还原反应，则Cu是阴极，石墨是阳极，故石墨与铅蓄电池的正极PbO2相连； (5)CO2在Cu电极发生还原反应，阴极电极方程式是2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。 4.(2026·广西桂林·一模)甲酸(HCOOH)常用于制备农药、皮革等。催化加氢合成甲酸的过程涉及以下反应： ①    ②    回答下列问题： （1）已知：298 K时，部分物质的相对能量如表所示，　　　　　　　　　　　。 物质 相对能量/ 0 （2）图1表示不同催化剂及活性位上生成的能量变化，图2表示催化剂电催化还原制甲酸的机理(图中*表示催化剂或物质吸附在催化剂表面的状态)。 ①图1中，催化剂　　　　　　　　　　　表面更容易生成，原因是　　　　　　　　　　　。 ②图2反应历程中，决速步骤的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）在2 L刚性容器中，加入和各1 mol发生上述2个反应，平衡时的转化率及和的选择性随温度变化如图3所示。 ①表示选择性的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)。 ②曲线b随温度升高而下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ③240℃时，反应①的平衡常数　　　　　　　　　　　(保留小数点后两位)。 （4）一种由电化学法合成甲酸盐的工作原理如图4所示。写出电极b的电极反应式　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）①     ② 使用作催化剂，活化能最低    ③      （3）① a    ② 升高温度时反应① 逆向移动程度大于反应② 正向移动程度，以反应① 为主    ③ 1.78     （4）      【解析】(1)生成物的总能量反应物的总能量，即。 (2)① 反应活化能越低，反应越容易进行，由图1可知生成的活化能最小，因此更容易生成。 ② 决速步骤是活化能（能垒）最大的步骤，由图2可知，转化为的步骤能垒最大，因此该步骤为决速步，反应方程式为。 (3)① 反应①，为放热反应；反应②，为吸热反应。升高温度，反应① 平衡逆向移动，的选择性降低，反应② 平衡正向移动，的选择性升高；两者的选择性之和为100%。因此曲线a对应的选择性。 ② 曲线b为的平衡转化率；反应① 为放热反应，升温平衡逆向移动，反应② 为吸热反应，升温平衡正向移动，而反应① 逆向移动的程度更大，所以的平衡转化率下降。 ③ 240℃时，转化率为，总转化：，的选择性为，因此生成消耗的为。和起始、变化的物质的量均相同，所以平衡时： ，浓度均为； ； 反应① 的平衡常数。 (4)电极b为阴极，在此得电子生成甲酸盐，电解质为溶液，配平后电极反应为。 5.(2026·广西崇左·一模)科研人员利用NO催化加氢制备氨，具有现实意义。已知： 反应1：    反应2：    回答下列问题： （1）常温下，NO、的沸点分别为、，两者沸点差距大的主要原因是　　　　　　　　。 （2）   　　　　　　　　　　。仅从键能角度分析，工业上合成氨气宜选择　　　　　　　　（填“NO”或“”）为氮源。（已知：、的键能分别为、） （3）某实验小组在压强分别为、和条件下，以相同投料比在不同温度下仅发生反应1，测得NO的平衡转化率与温度的关系如图1所示。 ①在相同压强下，升高温度，NO的平衡转化率减小，其原因是　　　　　　　　。 ②、、从大到小的顺序为　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　。 （4）在1 MPa、 K时，向一恒压密闭容器中按NO、的物质的量之比为投料，只发生反应1，达到平衡时到达图1中a点。该反应的压强平衡常数　　　　　　　　（列出计算式即可）。 提示：用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数（），分压=总压×气体的物质的量分数。 （5）某大学一研究团队开发了一种新型固溶体催化剂，在常压下实现了NO到的高效转化，产率、合成速率随着x的变化曲线如图2所示。 已知：该催化剂中Os是活化N的位点，Pt是活化H的位点；。 ①x为　　　　　　　　时达到最佳催化效果，x过大或过小都不利于合成，原因是　　　　　　　　。 ②相较于传统哈伯法（30～50 MPa、400～500℃），本法催化NO合成氨的优点是　　　　　　　　。 【答案】（1）分子间存在氢键     （2）① -92.22    ② NO     （3）① 反应1是放热反应，升高温度，平衡逆向移动    ②     ③ 反应1是一个气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动     （4）     （5）① 0.1    ② x过小时Os含量过低，影响N的吸附和活化，x过大时Pt含量过低，影响H的吸附和活化    ③ 产率高、能耗降低、设备成本低等      【解析】(1)NO、均为分子化合物，分子间存在氢键，沸点更高； (2)①由盖斯定律可知，可由反应1-反应2可得，所以；已知：、的键能分别为、，从键能角度分析，断键吸收能量更少，宜选择NO为氮源。 (3)①反应1是放热反应，升高温度，平衡逆向移动； ②；反应1是一个气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动 (4)a点时，平衡转化率为50%， ，，，。 (5)① 由图可知，x为0.1时，的产率最大，催化效果最佳；x过小时Os含量过低，影响N的吸附和活化，x过大时Pt含量过低，影响H的吸附和活化； ② 产率高、能耗降低、设备成本低等； 6.(2026·广西梧州·适应性测试)从空气中捕获直接转化为甲醇是“甲醇经济”领域的研究热点，以减轻人类对化石燃料的依赖。该过程发生的主要反应如下： 反应I：    反应Ⅱ：    （1）①相关键能如下表，　　　　　 化学键 H-H O-H 键能 436 1071 464 803 ②若、分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数，则的平衡常数　　　　　（用含、的代数式表示）。 （2）已知反应Ⅰ的，（，为速率常数，与温度、催化剂有关）。若平衡后升高温度，则　　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。 （3）恒定压强为，投入、，测得不同温度下，反应达平衡时的转化率、甲醇的选择性如图所示[的选择性]。 时，反应Ⅰ的　　　　　（指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，的平衡分压的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字）。 （4）恒压下，按投料，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。（分子筛膜能选择性分离出水）。 ①根据图中数据，压强不变采用有分子筛膜时的最佳反应温度为　　　　　℃。 ②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是　　　　　。 （5）将反应Ⅱ设计为原电池制备甲醇的工作原理如下图所示： 电池工作时，负极棒周围酸性　　　　　（填“减弱”“增强”或“不变”），通入的一端发生的电极反应式为　　　　　。 【答案】（1）① +43    ②      （2）增大     （3）0.059     （4）① 210    ② 分子筛膜可选择性分离出反应生成的水，使反应Ⅱ平衡正向移动，提高甲醇产率      （5）① 增强    ②       【解析】(1)① 根据反应物总键能−生成物总键能，反应I：。 ② 根据盖斯定律，目标反应=反应Ⅱ−反应I，平衡常数满足。 (2) 平衡时，可得，反应I是吸热反应，升高温度平衡正向移动，增大，故增大。 (3)时，转化率为，共转化，甲醇选择性为，因此，；平衡时：，，，总物质的量为。 反应I气体分子数不变，。 (4)① 由图可知，有分子筛膜时，甲醇产率最高，为最佳温度。 ② 分子筛膜可选择性分离出生成的水，降低生成物浓度，使反应Ⅱ平衡正向移动，因此甲醇产率更高。 (5)原电池中，通入的一极为负极，负极反应为，生成，因此负极周围酸性增强；通入的一极为正极，得电子生成，酸性环境下电极反应为。 7.(2026·广西桂林·一模)广西大新县是重要锰矿产区，其中的电解锰渣(含大量及少量、)经湿法回收可获取金属铅和碳酸锰，过程如图所示。 已知：①    ②25℃，；； ③25℃，金属阳离子以氢氧化物沉淀时，和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）Fe在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　。 （2）“沉铁”时，调节溶液pH的最小值为　　　　　　　　　　　。 （3）“沉锰”时，生成沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　；若pH过高，发生反应，25℃时，该反应的　　　　　　　　　　　。 （4）“浸铅”时，溶液的作用是　　　　　　　　　　　。 （5）“沉铅”的方法是　　　　　　　　　　　。 （6）某温度下，在空气中煅烧制得的氧化物晶胞结构如图，其化学式为　　　　　　　　　　　；以A为原点，已知B的分数坐标为，则C的分数坐标为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）第四周期第Ⅷ族     （2）2.8     （3）①     ② 1.8     （4）中的与生成，中的与生成析出，可促进溶解     （5）加水稀释后降温     （6）①     ②       【解析】锰渣含有大量及少量、，加入稀、，金属元素全部转化为硫酸盐，其中为沉淀，和生成的S成为浸渣的主要成分。浸出液1中含有、，加入空气将氧化为，再加过量氨水使其变成沉淀。浸出液2加入将变为沉淀。浸渣加入热、溶液，将转化为，从固体中分离出来。再向溶液稀释后降温将变为沉淀，再加氨水、溶解制成溶液电解即可得到Pb。 (1)Fe的原子序数为26，第一周期有2种元素，第二、三周期各有8种，第四、五周期各有18种，所以铁位于第四周期的第八列，即第Ⅷ族。 (2)沉铁时，需让沉淀完全（一般认为离子浓度即沉淀完全），由图可知，时，对应，因此调节pH最小值为2.8。 (3)沉锰时与反应生成沉淀，同时生成和水，生成的会被沉铁后剩余的氨水中和，离子方程式为。 对于反应，平衡常数。由图可知，沉淀完全时，，，因此，代入得，故。 (4)根据已知信息，可转化为，可与结合为可溶性，可提供高浓度，同时可结合释放出来的，促进转化溶解，使铅浸出。 (5)已知反应，加水稀释使浓度降低，降温使平衡逆向移动，均会促进析出，因此沉铅方法为加水稀释后降温。 (6)用均摊法计算晶胞：Mn位于8个顶点（）、体心（），共个；O位于晶胞内部（2）、面上（），共个，，故化学式为。 以A为原点，晶胞边长为单位1，，可推得C的分数坐标为。 8.(2026·广西桂林·二模)甲酸甲酯()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：   ， 反应Ⅱ：   ， 回答下列问题： （1）反应的　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　(用、表示)。 （2）对于反应Ⅰ：，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　　　　　　　　　　　(任写一个)。若在恒温恒容条件下发生该反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 A．容器内气体的密度不再发生变化 B．反应体系中 C．单位时间内生成2 mol，同时生成2 mol D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化 （3）在400 kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。平衡体系中各气体的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，平衡时的物质的量分数呈现如图变化趋势的原因是　　　　　　　　　　　。 ②550 K时，反应的平衡常数　　　　　　　　　　　kPa，的平衡转化率为　　　　　　　　　　　。 ③研究表明，在700 K以后升高体系温度，的产率下降，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ②      （2）① 升高温度(或改良催化剂)    ② CD     （3）① 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    ② 64    ③ 47.4%    ④ 温度过高催化剂活性降低      【解析】(1)已知反应：反应Ⅰ：2CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+2H2(g)，ΔH1 = +51.2 kJ⋅mol−1，平衡常数为K1，反应Ⅱ：CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ， ΔH2 = +90.1 kJ⋅mol−1，平衡常数为K2，目标反应为： HCOOCH3(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，根据盖斯定律，我们可以通过组合已知反应来得到目标反应。将反应Ⅱ乘以2：2CH3OH(g)⇌2CO(g)+4H2(g)，其焓变为2ΔH2，平衡常数为(K2)2 。然后减去反应Ⅰ（即加上反应Ⅰ的逆反应）：[2CH3OH(g)⇌2CO(g)+4H2(g)]−[2CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+2H2(g)]，得到： HCOOCH3(g)⇌2CO(g)+2H2(g) 因此，目标反应的焓变ΔH3=2ΔH2−ΔH1 。代入数值： ΔH3 = 2×(+90.1 kJ⋅mol−1)−(+51.2 kJ⋅mol−1) = +180.2 kJ⋅mol−1 − 51.2 kJ⋅mol−1 = +129.0 kJ⋅mol−1 ；对于平衡常数，由于目标反应是由2×反应Ⅱ−反应Ⅰ得到的，所以K3=。 (2)反应达到平衡的时间取决于反应速率。在保持压强不变的情况下，要加快反应速率，可以采取的措施包括升高温度（增加活化分子百分数）、使用更高效的催化剂、或者增大反应物浓度（虽然保持压强不变，但可以通过改变投料比来实现）。最常见且有效的是升高温度或使用催化剂；反应Ⅰ是一个在恒温恒容条件下进行的气体分子数增加的反应，A．容器内气体的密度 𝜌=。由于反应物和生成物都是气体，总质量𝑚守恒；容器恒容，体积𝑉不变。因此密度𝜌始终保持不变，不能作为平衡标志，A不符合题意； B．反应体系中𝑐(CH3OH)=𝑐(H2)。浓度相等只是某一时刻的状态，不代表浓度不再变化，不能作为平衡标志，B不符合题意； C．单位时间内生成2 mol H2（正反应方向），同时生成2 mol CH3OH（逆反应方向）。根据化学计量数，生成2 mol H2对应消耗2 mol CH3OH。这意味着CH3OH的消耗速率等于生成速率，反应达到平衡，C符合题意 D．容器内混合气体的平均摩尔质量𝑀 = 。总质量𝑚总不变，但反应前后气体总物质的量𝑛总发生变化。当M不再随时间变化时，说明𝑛总不再变化，反应达到平衡，D符合题意； 故选CD。 (3)① 观察图象，随着温度升高，CH3OH 的物质的量分数逐渐下降。已知反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH1和ΔH2均为正值，即这两个反应都是吸热反应。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡会向吸热方向（即正反应方向）移动。因此，CH3OH 作为反应物，其消耗量增加，导致其在平衡体系中的物质的量分数减小。 ② 从图中读取 550 K 时各气体的物质的量分数：H2的物质的量分数约为0.4（带三角形标记的那条线）。CO的物质的量分数约为0.04（带方块标记的线）。CH3OH的物质的量分数约为0.4（带圆圈标记的线）。体系中还存在HCOOCH3，其物质的量分数为1-0.4-0.4-0.04 = 0.16或= 0.16（反应Ⅱ中产生的H2和CO之比为2:1，故反应Ⅱ产生的H2物质的量分数为0.08，反应Ⅰ产生的H2的物质的量分数为0.4-0.08=0.32，反应Ⅰ中产生HCOOCH3与H2之比为1:2，故HCOOCH3的物质的量分数为0.16）。总压强P=400 kPa 。各气体的分压为：p(H2)=0.4×400 kPa=160 kPa，p(CO)=0.04×400 kPa=16 kPa，p(CH3OH)=0.4×400 kPa=160 kPa，p(HCOOCH3)=0.16×400 kPa=64 kPa 计算反应Ⅰ的平衡常数Kp：Kp = ==64 kPa；计算CH3OH的平衡转化率：根据碳元素守恒，CH3OH的平衡转化率为。 ③ 反应Ⅰ是吸热反应，理论上升高温度有利于平衡正向移动。但在 700 K 以后产率下降，说明有其他因素占主导。首先，高温可能导致催化剂活性降低或失活。其次，反应Ⅱ也是吸热反应，且ΔH2>ΔH1，升高温度对反应Ⅱ的促进程度更大，导致CH3OH更多地转化为CO和H2，使得反应Ⅰ的选择性下降。再次，HCOOCH3在高温下可能发生分解等副反应。 9.(2026·广西南宁第三中学·模拟预测)“碳中和”是环境治理关键目标，将CO2转化为高附加值化学品甲醇，既能减排，又能满足工业需求。CO2加氢制CH3OH过程涉及以下反应： Ⅰ．    Ⅱ．    （1）反应的　　　　　　　　　　　，反应Ⅰ在　　　　　　　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）在恒温(T＞373K)恒容条件下，将一定量的CO2、H2通入密闭容器中(含催化剂)，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ．下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A.  B. CO2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）①某温度下，分别在、压强下，将1.5mol CO2(g)和4.5molH2(g)通过装有催化剂的反应器发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，并达到平衡状态，测得平衡时CO及CH3OH的物质的量分数随温度的变化如图1所示。表示压强下CO的物质的量分数曲线为　　　　　　　　　　　(填“b”、“c”、“d”)；　　　　　　　　　　　(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是　　　　　　　　　　　。 ②在600℃的温度下，反应Ⅱ的平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　。 ③平衡达到Y点状态时，保持其它条件不变，增大压强，若重新达到平衡时，CH3OH的物质的量分数将由图2的Y点向　　　　　　　　　　　方向移动(填“M点”、“N点”、“Q点”或“W点”)。 （4）电催化还原CO2可常温常压合成甲醇，装置原理示意图如下。若电解后溶液pH基本不变，则阴极电极反应式为　　　　　　　　　　　。(已知：在一定浓度范围内，不同浓度的NaHCO3溶液，pH基本不变。) 【答案】（1）① -90.5 kJ/mol    ② 低温     （2）BD     （3）① c    ② ＜    ③ 反应Ⅰ正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，反应Ⅰ正向移动，CH3OH物质的量分数增大，则    ④ 0.4    ⑤ Q     （4）      【解析】(1)根据盖斯定律，I-II得目标反应：； 该反应，由自发，故低温满足自发条件； 故答案为-90.5 kJ/mol，低温； (2)A．与始终按1:1生成，比值恒定，不能判断达平衡，A错误； B．转化率不变，说明消耗与生成速率相等，达平衡，B正确； C．恒温恒容，全为气体，质量与体积都不变，则密度始终不变，不能判断达平衡，C错误； D．反应前后气体总物质的量变化，平均相对分子质量不变时，气体总物质的量不变，达平衡，D正确； 故选BD； (3)反应为放热反应，升温不利于生成，所以的物质的量分数随温度升高而降低，对应下降曲线，为曲线a、b；反应 为吸热反应，升温有利于生成，所以的物质的量分数随温度升高而增大，对应上升曲线，为曲线c、d。在相同温度下，增大压强，反应正向移动，物质的量分数增大，则；由于反应正向移动，导致反应逆向移动，物质的量分数减小，即较高压强下的物质的量分数较小，故在压强下，代表的物质的量分数曲线为c； 反应Ⅰ气体分子数减小，增压反应Ⅰ正向移动，物质的量分数变大，同温下p2的占比更高，所以p12； 600℃时物质的量分数为10%，投料=1.5 mol、=4.5 mol，可列出三段式： ， 平衡时总物质的量为(6-2x) mol，甲醇的物质的量为x mol，CO的物质的量为y mol，x=y，， 解得x=y=0.5，平衡时，，由于反应II为反应前后气体分子数不变的反应，则反应II的； 加压反应Ⅰ正向移动，物质的量分数增大，由Y向Q移动； (4)阴极得电子生成，配平可得：。 10.(2026·广西南宁第三中学青山校·调研)二氧化碳加氢制甲烷是实现“双碳”目标的有效方法之一，主要反应为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）已知、燃烧热的依次为、；，则　　　　　　　　　　　。 （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1和图2. ①由图1可知，有利于获得甲烷的催化剂是　　　　　　　　　　　(填“Cat1”、“Cat2”、“Cat3”或“Cat4”)。 ②已知(为活化能，为速率常数，、均为常数)，下列关于反应Ⅱ在题设条件下图像与上述两种催化剂Cat1、Cat2关系对应正确的是　　　　　　　　　　　(图2，填标号)。 （3）在2 L的恒容密闭容器中，通入5 mol 和10 mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时含碳物质的物质的量随温度的变化如图3所示： ①曲线丙代表的物质的物质的量随温度升高先增大后减小的原因是　　　　　　　　　　　。 ②的选择性可表示为。800 K，反应达平衡时，的选择性为　　　　　　　　　　　(保留小数点后1位)，反应Ⅰ的化学平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）制备甲烷过程中，活化的可能途径有两种，如图4所示。请分析说明是活化的优势中间体的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）一种新型氢气燃料电池利用由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)可高效捕集空气中的，原理如图5所示，其中复合膜的I侧将空气中的捕集并转化为；Ⅱ侧通入少量即可释放。 复合膜I侧捕集的反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）4b-a-2c     （2）① Cat1    ② c     （3）① 温度小于1050 K时，反应Ⅰ为主反应，温度升高，平衡逆向移动，的物质的量增大，温度大于1050 K时，反应Ⅱ为主反应，温度升高，平衡正向移动，的物质的量减小    ② 66.7    ③ 100     （4）生成中间体反应的活化能小，反应速率快；中间体能量低，较稳定，利于生成     （5）      【解析】(1)已知 CH4(g)、H2(g) 燃烧热的ΔH 依次为 a kJ·mol-1、b kJ·mol-1；可得热化学方程式： ①；② ；③，根据盖斯定律，将 ② ×4−① −③ ×2，整理可得。 (2)① 由图1可知，Cat1条件下CH4的生成速率远高于其他催化剂，有利于获得甲烷； ②根据关系式 ，减小时，温度升高，反应速率加快，速率常数增大，纵坐标增大；根据图1，Cat1比Cat2在相同条件下的速率大，Cat1时活化能小，则斜率大的是Cat1，故选c。 (3)① 曲线丙代表的物质是CO2。低温阶段（低于约800 K），反应速率是主要影响因素，温度升高，反应速率加快，CO₂消耗增多；800 K-1050 K，反应I的平衡移动是主要影响因素，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO₂物质的量增加；高于1050 K，反应II成为主导，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO₂物质的量减少。 ② 800K达到平衡时，如图知：CH4为2.0 mol，CO2为2.0 mol，CO为1.0 mol，起始时通入CO2的物质的量是5 mol，则反应的CO2物质的量是3 mol，故800K，反应达平衡时，CH4的选择性为 ×100%=66.7%；800K达到平衡时： I. II. 总剩余量分别为：n(CO₂)=5−2−1=2 mol，n(H₂)=10−8−1=1 mol、n(CH₄)=2 mol、n(H₂O)=4+1=5 mol，则反应I的化学平衡常数。 (4)由图4可知，中间体路径的能垒更低，反应活化能更小，反应速率更快；且中间体的相对能量更低，更稳定，因此是CO₂活化的优势中间体。 (5)根据题意，复合膜的I侧将空气中的CO2捕集并转化为，电极反应式为：；Ⅱ侧通入少量H2即可释放CO2，电极反应方程式为：。 11.(2026·广西南宁·适应性测试)中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化，其主要反应如下： 反应Ⅰ：   ； 反应Ⅱ：   。 回答下列问题： （1）一定温度下相关物质的相对能量如下表，则　　　　　　　。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 -242 （2）在一定压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在两种不同催化剂作用下，反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。 已知：选择性。 ①对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为　　　　　　　、　　　　　　　。 ②在①所选的催化剂和温度下，下列措施能提高平衡转化率的是　　　　　　　(填标号)。 A．增大压强       B．恒压下通入水蒸气       C．延长反应时间       D．增加投入量 ③以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是　　　　　　　。 （3）在恒容密闭容器中充入1mol和4mol，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。 ①图中表示的曲线为　　　　　　　(填“X”“Y”或“”)，其呈现如图变化趋势的原因为　　　　　　　。 ②点时体系压强为，则反应Ⅱ的平衡常数　　　　(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化，同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① Ni-CeO2    ② 320℃    ③ AD    ④ 温度过高，导致催化剂活性降低     （3）① Z    ② 温度低于T1时，升高温度，以反应Ⅰ逆向移动为主，导致二氧化碳物质的量增大，温度高于T1时，升高温度，以反应Ⅱ正向移动为主，导致二氧化碳物质的量减小    ③ 0.27     （4）      【解析】(1)反应焓变等于生成物能量和减去反应物能量和，则； (2)① 对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为Ni-CeO2、320℃，此时二氧化碳转化率、甲烷选择性都较高； ②A．反应Ⅰ为气体分子数减小的反应、反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，增大压强，反应Ⅰ正向移动，能提高平衡转化率；        B．恒压下通入水蒸气，水蒸气浓度增大，同时会导致容器体积增大，使得平衡逆向移动，平衡转化率降低；        C．延长反应时间，不改变平衡移动，不能提高平衡转化率        D．增加投入量，会促进二氧化碳的转化，能提高平衡转化率； 故选AD； ③ 图示为反应相同时间的图示，以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是温度过高，导致催化剂活性降低，使得反应速率降低，导致单位时间内二氧化碳转化率下降； (3)① 反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲烷物质的量降低，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO物质的量增大，故图中XYZ分别表示、CO、的曲线；其呈现如图变化趋势的原因为温度低于T1时，升高温度，以反应Ⅰ逆向移动为主，导致二氧化碳物质的量增大，温度高于T1时，升高温度，以反应Ⅱ正向移动为主，导致二氧化碳物质的量减小； ② 由图，点时体系压强为，甲烷、CO均为0.3mol，由三段式： 二氧化碳、氢气、甲烷、水、一氧化碳分别为0.4mol、2.5mol、0.3mol、0.9mol、0.3mol，总的物质的量为4.4mol，因该反应前后气体分子数不变，故反应Ⅱ的平衡常数； (4)图示为电解池装置，b极二氧化碳得到电子被还原为甲烷：。 12.(2026·广西·调研)工业上以乙苯为原料制备苯乙烯，主要有以下两种制备方法： 反应I．直接脱氢法：； 反应II．氧化脱氢法： 。 回答下列问题： （1）     　　　　　　　　　　　。 （2）已知，忽略、随温度的变化。在100 kPa下，直接脱氢反应的和KpI随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①KpI随温度的变化曲线为　　　　　　　　　　　(填“a”或“b”)。 ②在高温恒压条件下，直接脱氢法中乙苯可能会裂解产生积炭覆盖在催化剂的表面，使催化剂“中毒”。因此在实际反应中常在反应体系里加入一定量“过热”水蒸气消除积炭，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 ③此外，加入的“过热”水蒸气还能起到的作用有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　(写两点)。 （3）若以氧化脱氢法制苯乙烯，当分别为1：1、1：5、1：10时，在常压p下乙苯平衡转化率随温度变化的关系如图所示，则在曲线c对应的投料比例下，808 K时的压强平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　(用分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 （4）以为催化剂，参与的氧化脱氢法制备苯乙烯的机理如图所示，V-O-Al键是主要活性位点。反应机理显示，乙苯通过π电子与提供的　　　　　　　　　　　形成配位键吸附在催化剂上，反应过程中代表的结构式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）+41.1 kJ/mol     （2）① b    ②     ③ 加热反应原料，补充反应吸收的热量，维持反应温度    ④ 作为稀释气，相当于降低反应体系压强，使反应I平衡正向移动，提高乙苯的平衡转化率     （3）     （4）① 空轨道    ②       【解析】(1)将定义为反应III，根据盖斯定律可得：反应II-反应I=反应III，则。 (2)①根据，随温度变化呈线性变化，故a为随温度变化的曲线，则KpI随温度变化曲线为b，由可知，温度升高KpI增大，曲线b满足反应I的KpI随温度的变化趋势； ②高温下，水蒸气可与积炭发生反应： ，该反应可减少积炭，有利于反应进行； ③反应I为吸热反应，随着反应的进行，体系温度会降低，往反应体系中加入一定量的“过热”水蒸气，可以补充反应吸收的热量，维持反应温度；另外，反应I为气体分子数增大的反应，恒压条件下，加入一定量的“过热”水蒸气，相当于降低反应体系的压强，使反应I平衡正向移动，提高乙苯的平衡转化率； (3)三条曲线中，若温度相同，当配料比越低，说明二氧化碳气体越多，则乙苯的转化率越高，而曲线c在相同温度下的转化率最低，则曲线c对应的配料比为1∶1，由图知808 K时乙苯的转化率为40%，假设起始时乙苯是1 mol，转化的乙苯为0.4 mol，列出三段式： 平衡时体系中气体总物质的量为2.4 mol。根据物质的量分数来计算各组分的分压：，同理可得：、、、，故平衡常数； (4)配位键的形成条件是有空轨道和孤电子对或π电子，有空轨道，乙苯中苯环提供π电子，二者形成配位键；根据反应的过程和生成物推测，第二幅图中的H+被脱去，则反应过程中代表的结构式为。 13.(2026·广西河池高级中学等校·二模)研究的综合利用、实现资源化，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环，尽早实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ、二氧化碳加氢制乙烯。，该反应体系的能量随反应过程变化关系如图1所示。则 （1）该反应的　　　　　　　(用含、的式子表示)。 Ⅱ、二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有： i、    ii、    iii、    （2）在恒温(高于)恒容条件下，按投料比通入密闭容器中，控制条件只发生反应i。下列不能说明该反应已达化学平衡状态的是　　　　　　　(填标号)。 A．每当有键断裂同时有键断裂         B．体积分数不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变                                       D．混合气体的密度不变 反应i在　　　　　　　(填写“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （3）向密闭容器中通入和，若只发生反应   ，反应过程中，反应速率与浓度关系曲线如图2：和。该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，重新达到平衡时对应的平衡点可能为　　　　　　　(填字母)。 （4）已知反应iii的速率方程为，，阿伦尼乌斯经验公式为，为速率常数，为活化能，为温度，和为常数。实验测得、与温度的关系如图3所示，其中表示与温度关系的曲线是　　　　　　　(填(“”或“”)。 （5）在恒压()密闭容器中充入和发生上述三个反应，的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图4所示(不考虑其他因素影响)。已知：生成物的选择性。则在下，反应ii的平衡常数　　　　　　　。(用平衡分压代替平衡浓度计算) III、2021年9月，《科学》杂志发表论文，介绍人类首次以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步，是先将二氧化碳还原为甲醛。 （6）请写出前两步总反应的化学方程式：　　　　　　　。 【答案】（1）或者     （2）① BD    ② 低温     （3）C     （4）a     （5）56     （6）      【解析】(1)由图可知，反应物总能量比生成物总能量高，反应放热，故； (2)①A．断裂3 mol键代表消耗3 mol ，同时有3 mol H-O键断裂（1 mol 和1 mol 中共有3 mol H-O键），说明正逆反应速率相等，达到平衡，A不符合题意； B．起始时的体积分数为50%；通入密闭容器中反应一段时间，设消耗了 mol，列三段式： 则平衡时总物质的量为，的体积分数为，则体积分数不变，不能说明反应达到平衡，B符合题意； C．反应前后气体物质的量变化，总质量不变，平均相对分子质量不变时说明不变，达到平衡，C不符合题意； D．恒容条件下，总质量不变，密度始终不变，不能说明平衡，D符合题意； 故选BD。 ② 反应i，（气体分子数减少），根据，低温下反应自发进行； (3)反应，起点为0的表示，降温使平衡向放热方向移动，即逆向移动，减小，减小，图中平衡点应为减小，且减小的点是C； (4) 反应iii，故，由公式，对图像，其斜率为，Ea越大，曲线的斜率越大，曲线越陡峭，图中更陡，故表示； (5)由图4知在220℃条件下，平衡转化率为40%，转化，CO的选择性为10%、二甲醚的选择性为80%，根据反应iii，CO的选择性为，可知生成，即反应iii ，则反应ⅰ消耗的的物质的量为，可知反应i ，根据反应ⅱ，的选择性为，可知生成，列三段式 故平衡时，，；则反应ⅱ平衡常数，分压，化简后； (6)前两步反应： 、、 ，两步反应消去中间产物甲醇，循环的氧气也消去，总反应为。 14.(2026·广西柳州·适应性考试)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(a、b、c均大于0)： I．    II．    III．    回答下列问题： （1）计算　　　　　　　　　　　(用含、的字母表示)。 （2）下列描述正确的是___________。 A. 采用高温高压既加快反应速率又可以提升的平衡转化率 B. 在绝热恒容密闭容器中只进行反应III，若压强不变，则反应III达到平衡状态 C. 恒容容器中进行反应I-III，气体的平均摩尔质量不再改变，则反应III达到平衡状态 D. 上述反应I-III达到平衡后，升温，CO的平衡浓度一定增大 （3）恒压条件下，按和投料反应，低于360 ℃时反应III可忽略。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图。已知：含碳生成物选择性。 ①曲线丙表示　　　　　　　　　　　。300 ℃时达平衡后，压缩容器体积，重新达平衡后，和的物质的量之比　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。450 ℃后曲线乙下降的原因可能是　　　　　　　　　　　。 ②550 ℃时反应Ⅲ的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）一定条件下，以和为原料制备和甲酸盐，可将转化成高附加值的化学品，其装置原理如图。电解过程中通过阳离子交换膜的离子为　　　　　　　　　　　，电极b的反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）B     （3）①     ② 减小    ③ 450 ℃后曲线乙下降的原因是：随着温度升高，吸热反应Ⅲ（CO2+ H2 H2O + CO）平衡正向移动对CO2的消耗程度，大于放热反应Ⅱ（CO2+ 4H2CH4 + 2H2O）平衡逆向移动对CO2的生成程度，导致CO2的选择性降低    ④      （4）① K+    ②       【解析】(1)利用盖斯定律，由I +II可得反应，故。 (2)A．高温高压加快反应速率，反应II是放热反应，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，A错误； B．反应III是反应前后气体分子数不变的反应，在绝热恒容密闭容器中，若压强不变，说明温度不变，反应达到平衡状态，B正确； C．反应III是反应前后气体分子数和总质量不变的反应，因此当气体的平均摩尔质量不再改变时，无法说明反应III达到平衡状态，C错误； D．若为恒容容器，反应III是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO的平衡浓度增大；若为恒压容器，反应II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，气体体积增大，CO的平衡浓度可能减小，D错误； 故选B。 (3)① 低于360 ℃时反应Ⅲ可忽略，分析图像，曲线乙和曲线丁的变化趋势相反，存在竞争关系，升高温度，反应I为吸热反应，CO2的选择性会增大，的转化率增大，则甲代表的转化率；反应II为放热反应，的选择性会减小，的转化率减小，则丙代表的转化率，所以曲线乙为CO2的选择性，曲线丁为的选择性；300 ℃时达平衡后，只发生反应I和反应II，压缩容器体积，温度不变，反应I的平衡常数不变，即二氧化碳的浓度不变，容器容积减小，说明二氧化碳的物质的量减小，反应I逆向移动，同时，压强增大使反应II正向移动，的物质的量增大，故和的物质的量之比减小；450 ℃后曲线乙下降的原因是：随着温度升高，吸热反应Ⅲ（CO2+ H2 H2O + CO）平衡正向移动对CO2的消耗程度，大于放热反应Ⅱ（CO2+ 4H2CH4 + 2H2O）平衡逆向移动对CO2的生成程度，导致CO2的选择性降低。 ② 由图可知，550 ℃下达到平衡时，碳酸镁完全转化，甲烷的选择性为10%、二氧化碳的选择性为70%，则平衡时，甲烷、二氧化碳的物质的量为：2 mol×10%=0.2 mol、2 mol×70%=1.4 mol； ，平衡时水蒸气的物质的量为：0.4 mol +0.4 mol =0.8 mol，一氧化碳的物质的量为0.4 mol，氢气的的物质的量为：2 mol -0.8 mol -0.4 mol =0.8 mol，则平衡时混合气体的总物质的量为3.6 mol，对于反应前后气体分子数不变的反应III，其平衡常数等于用物质的量代替分压计算出的，。 (4)通过阳离子交换膜的离子为阳离子，在溶液中的阳离子为K+；电极a处转化成，得电子发生还原反应，则电极b失电子发生氧化反应，由生成，故该电极反应式为。 15.(2026·广西南宁·一模)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 I.制氢技术对氢能产业链的整体布局与发展至关重要。 催化重整制氢(SMR)是氢能源利用领域的研究热点之一，主要反应如下： 反应I： 反应II： 反应III： （1）反应III的　　　　　　　，该反应能够自发进行的条件是　　　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 （2）将、通入反应器中，发生SMR反应达到平衡，得到的平衡转化率与水碳比、温度的关系如图1所示。则温度、、由大到小的顺序为　　　　　　　，判断的理由是　　　　　　　。 （3）在、压强恒定为7 MPa条件下，将和一定量水蒸气投入密闭容器中发生SMR反应达到平衡，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2所示。 ①曲线b表示的物质为　　　　　　　。 ②的摩尔分数随着水碳比的增大而下降的可能原因是　　　　　　　。 ③当时，反应Ⅲ的压强平衡常数　　　　　　　(列出计算表达式即可；为以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 II.氢气的安全储存是氢能应用的关键。 （4）被储氢合金(M)吸附后解离为H原子，储存在晶体中形成化合物(以MH表示)。以MH作为电池负极材料，作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充、放电时的总反应为。电池放电时，负极的电极反应式为　　　　　　　。 （5）金属镍(Ni)与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其立方晶胞结构和俯视投影图如图3所示。若储氢后，氢原子占据晶胞上下底面的棱心和面心，则形成的储氢化合物的化学式为　　　　　　　。 【答案】（1）① +164.9    ② 高温     （2）①     ② 升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，的平衡转化率增大     （3）① CH4    ② 随着水碳比的增大，氢气的物质的量增加，但水的物质的量增大程度更大，导致氢气的摩尔分数减小    ③      （4）     （5）(或，2分)      【解析】(1)反应Ⅲ可由反应I与反应II相加得，根据盖斯定律：反应Ⅲ的正反应为气体分子数增加（熵增）且吸热的反应，根据自发反应判据 ，需在高温条件下才能自发进行； (2)反应I和Ⅲ均为吸热反应，升高温度平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大。在水碳比相同时，温度越高，CH4的平衡转化率越高；由图1可知，相同水碳比下转化率 ，故温度顺序为 ； (3)① 随着水碳比增大，CH4的转化率升高，其摩尔分数降低，故曲线b代表CH4； ② 水碳比增大时，水蒸气的物质的量增加幅度大于H2的增加幅度，体系总物质的量增大，导致H2的摩尔分数减小； ③ 水碳比的增加，增加，提高转化率，但转化率降低，故随水碳比增加升高最明显的是，曲线a是，降低明显的，曲线b是，水碳比较大时，会与进一步反应生成H2，使物质的量分数降低，物质的量分数升高，曲线c为；投料水碳比为4时，反应Ⅲ的平衡常数，，，，反应Ⅲ的平衡常数的计算式为； (4)电池放电时，负极MH失去电子，在碱性条件下与OH⁻反应生成M和H2O，电极反应式为：； (5)晶胞中，La原子位于顶点，数目为 ；Ni原子位于面心和体心，数目为5；H原子占据上下底面的棱心和面心，数目为；故化学式为 ；（或）。 16.(2025·广西河池·二模)氢能作为清洁能源转型的重要载体，其绿色制备技术是当前能源化学领域的研究热点。太阳能驱动甲烷重整制氢的催化反应原理如图： （1）根据甲烷重整制氢分步反应1g与温度T的关系图(为以分压表示的平衡常数)，推断出第I步反应为　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）已知几种化学键的键能如下表。则该条件下甲烷重整制氢总反应的热化学方程式：　　　　　　　。 化学键 C-H O-H H-H C≡O 键能(kJ·mol-1) 413.4 463 436 1070 （3）1000℃时下甲烷重整制氢总反应的压强平衡常数　　　　　　　(kPa)2。 （4）某研究团队探究压强对甲烷重整总反应的影响，测得如下数据(使用同种镍基催化剂)，工业生产中采用较高的压强，原因可能是　　　　　　　。 压强/MPa 平衡转化率 实际产氢速率/(mol·L-1·h-1) 能耗系数 1.0 72% 3.8 8 2.5 68% 5.2 9 4.0 65% 7.5 10 （5）甲烷重整制氢时还会发生副反应：   。 ①已知，   。实际生产中可向重整反应体系中加入适量CaO，理由是　　　　　　　； ②压强为100kPa时，将的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，此时温度T　　　　　　　1000℃(填“>”“<”或“=”)。 （6）甲烷重整工业制氢面临着大量的“碳排放”，科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。Ni-YSZ电极上发生的电极反应式：　　　　　　　。 【答案】（1）吸热     （2）     （3）     （4）采用较高的压强，实际产氢速率增大且平衡转化率仍较大，使得单位时间内产品产量更高     （5）① 加入适量的CaO便于吸收二氧化碳促使制氢反应正向进行，且二者反应放热，提供热量，加快甲烷与水蒸气的重整反应速率，提高单位时间内氢气产率    ② >     （6）      【解析】(1)由图，升高温度，反应Ⅰ的1g值增大，则增大，反应正向进行，则为吸热反应； (2)由图，甲烷重整制氢总反应为甲烷和水生成氢气、CO，反应为，反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，故该条件下甲烷重整制氢总反应的热化学方程式为； (3)1000℃时，第I步反应、第Ⅱ步反应的1g分别为3、1，则、，总反应可由反应I+反应Ⅱ得到，因此甲烷重整制氢总反应的压强平衡常数(kPa)2。 (4)由表数据可知，采用较高的压强，虽然平衡转化率下降、能耗系数增大，但是实际产氢速率增大且平衡转化率仍较大，使得单位时间内产品产量更高； (5)① 实际生产中可向重整反应体系中加入适量CaO，理由是加入适量的CaO便于吸收二氧化碳促使制氢反应正向进行，且二者反应放热，提供热量，加快甲烷与水蒸气的重整反应速率，提高单位时间内氢气产率； ② 将的混合气体投入温度为T的恒温恒容密闭容器中，初始压强为100kPa，则水、甲烷的初始压强分别为75kPa、25kPa；副反应为气体分子数不变的反应，不会改变压强，重整反应为气体分子数增加2的反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，容器内增大的压强为消耗甲烷压强的2倍，则反应中甲烷消耗的分压为，有： CO2分压为10kPa，则： 此时重整反应的，则此时温度T>1000℃； (6)由图，Ni-YSZ电极上发生的电极反应为甲烷失去电子被氧化为二氧化碳和氢气：。 17.(2025·广西南宁·适应性考试)工业合成氨的反应为，原料中的可来源于水煤气，相关反应如下： a． b． 回答下列问题： （1）已知，则　　　　　　　。 （2）在一定温度下，在体积固定的密闭容器中加入一定量的和，发生反应、，下列说法错误的是_______(填标号)。 A. 平衡时向容器中充入惰性气体，反应的平衡逆向移动 B. 混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C. 使用催化剂可提高CO平衡转化率 D. 高温有利于反应a自发进行 （3）已知合成氨反应在催化剂表面要经历吸附(附着催化剂表面)、断键……成键、脱附(脱离催化剂表面)等过程，和在催化剂上进行断键的过程要　　　　　　　(填“吸收”或“放出”)较多的能量，和在催化剂表面合成的反应过程的顺序为⑤→　　　　　　　(用图1中序号表示)。 （4）在℃、压强为的条件下，向一恒压密闭容器中通入的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图2所示： ①反应达到平衡，试求内氨气的平均反应速率　　　　　　　，该反应的　　　　　　　(用数字表达式表示，为以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 ②若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时的含量符合图中　　　　　　　(填“d”“e”“f”或“g”)点。 （5）以为氮源通过电解法制取氨气装置如图所示。阴极的电极反应式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）AC     （3）① 吸收    ② ④→①→②→③     （4）① 0.005    ②     ③      （5）      【解析】(1)已知c．，由盖斯定律可知，反应c-反应a可得反应b，则。 (2)A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应物和生成物的浓度均不变，反应的平衡不移动，A错误； B．反应过程中混合气体的总质量增大，容器体积是定值，气体密度增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B正确； C．使用催化剂，平衡不发生移动，不能提高CO平衡转化率，C错误； D．反应a是熵增的吸热反应，高温有利于反应a自发进行，D正确； 故选AC。 (3)和在催化剂上进行断键的过程吸收较多的能量，和在催化剂表面合成的反应过程中和先在催化剂表面被吸附，然后断键形成N原子和H原子，N原子和H原子形成，最后从催化剂表面脱吸附，顺序为⑤→④→①→②→③。 (4)①反应20min达到平衡时，氮气、氢气、氨气的分压分别为MPa、MPa、MPa，则0-20min内氨气的平均反应速率为，反应的平衡常数； ②该反应为气体体积减小的反应，若起始条件相同，恒压密闭容器相当于恒容容器增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间减小，平衡向正反应方向移动，氢气的百分含量减小，则若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，达到平衡所需时间大于恒压密闭容器，氢气的百分含量高于恒压密闭容器，故选g。 (5)由图可知，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为。 18.(2025·广西柳州·二模)氮的化合物是重要的化工原料，含氮物质之间的转化是化学研究的热点。回答下列问题： （1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应： ①　 ②　 ③　 则　　　　　(用和表示)。 （2）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成的氯化剂。合成原理：。 ①在密闭反应器中投入2molNO和1mol合成NOCl，测得NO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示， 的体积分数：b　　　　　d(填“>”“<”或“=”)；P点时若使NO的平衡转化率由P点向b点迁移，则改变的条件可能是　　　　　；M点时，该反应用平衡分压表示的平衡常数　　　　　。 ②一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和，平衡时NOCl的体积分数随的变化图象如图所示，当时，达到平衡状态NOCl的体积分数可能是D、E、F三点中的　　　　　点。 （3）在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的可高效转化酸性溶液中的硝态氮()，其工作原理如图所示： ①Ir表面发生反应的方程式为　　　　　。 ②导电基体中Pt颗粒表面的电极反应式为　　　　　。 【答案】（1）2—     （2）① <    ② 加压降温    ③ 0.45    ④ D     （3）① H2+N2O N2+H2O    ② NO+8e—+10H+=NH+3H2O      【解析】(1)由盖斯定律可知，反应① ×2—反应②=反应③ ，则反应=2—； (2)① 该反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的转化率减小，增大压强平衡向正反应方向移动，一氧化氮的转化率增大，由图可知，b点、d点的压强相同，b点一氧化氮的转化率大于d点，说明温度T1小于T2，则与b点相比，d点升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯气的体积分数增大，所以b点氯气体积分数小于d点；P点一氧化氮的转化率小于b点，所以由P点向b点迁移时，改变的条件为加压降温；M点时，气体压强为30kPa，一氧化氮的转化率为60%，则平衡时一氧化氮、氯气、亚硝酰氯的物质的量分别为2mol—2mol×60%=0.8mol、1mol—2mol×60%×=0.4mol、2mol×60%=1.2mol，反应的平衡常数Kp==0.45； ②投料比增大相当于增大一氧化氮的浓度，平衡向正反应方向移动，NOCl的体积分数增大，则与投料比=1相比，投料比=1.5时NOCl的体积分数应大于C点，故选D； (3)① 由图可知，Ir表面发生的反应为Ir做催化剂条件下氢气与一氧化二氮反应生成氮气和水，反应的方程式为H2+N2O N2+H2O； ② 由图可知，导电基体中铂颗粒为原电池的正极，表面发生的反应为酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO+8e—+10H+=NH+3H2O。 19.(2026·广西南宁·调研)合成气(CO和)是重要的工业原料气。工业上常以合成气和甲醛为原料生产乙二醇。 反应Ⅰ： （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 （2）直接制备出的合成气中CO所占比例偏低，为提高CO所占比例，进行“逆水煤气变换反应”： 。一定压强下，以物质的量之比投料，、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。 已知：ⅰ.该反应的速率方程为 ⅱ.忽略温度变化对的影响。 ①、温度时反应速率常数分别为、。判断　　　　　　　，反应的　　　　　　　0(填“＞”或“＜”)； ②反应至A、B、C三点时(吸收／放出)的能量、、由大到小的顺序为：　　　　　　　； ③在不改变投料比的情况下，既提高的平衡转化率又可加快反应速率的措施是　　　　　　　。 （3）上述反应Ⅰ按如下两步进行： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①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　　　　　　　。 ②若反应在恒容密闭容器中进行，以丙酮为溶剂，其中甲醛初始浓度为。 a.反应5h后，羟基乙醛、乙二醇的产率分别为、；则甲醛的平均消耗速率　　　　　　　。 b.溶剂中和CO浓度分别保持为、，羟基乙醛、乙二醇平衡产率分别为、，在该体系中，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　(保留两位有效数字)。 【答案】（1）C     （2）① ＞    ② ＞    ③ EB=EA＞EC    ④ 升高温度     （3）① 恒压下，n(H2):n(CO)增大，容器体积增大，CO浓度降低，生成羟基乙醛的反应Ⅱ速率小于反应Ⅲ；同时过量的H2会促进羟基乙醛进一步加氢生成乙二醇，因此羟基乙醛单位时间产率降低。    ② 0.092    ③       【解析】(1)反应Ⅰ： ＜0，反应前共4 mol气体，生成1 mol液态产物，混乱度减小，，整理为一次函数：ΔH−TΔS=(−ΔS)⋅T+ΔH，斜率为−ΔS＞0，T=0时截距为ΔH<0，对应图像为C。 (2)① 温度越高，反应速率越快，越先达到平衡。由图可知T1先达到平衡，故T1＞T2；温度越高速率常数k越大，因此k1＞k2。 温度升高，平衡时H2摩尔分数降低，说明平衡正向移动，正反应吸热，故ΔH＞0。 ② 反应吸热，转化的H2越多，吸收能量越多。初始H2摩尔分数为0.5，C点H2摩尔分数为0.5，几乎未反应，吸收能量最少；A、B点H2摩尔分数均为0.2，转化的H2量相同，吸收能量相同，故顺序为EB=EA＞EC。 ③ 该反应是气体分子数不变的吸热反应，升高温度既可以加快反应速率，又能使平衡正向移动，提高H2平衡转化率。 (3)① 恒压下，n(H2):n(CO)增大，容器体积增大，CO浓度降低，生成羟基乙醛的反应Ⅱ速率小于反应Ⅲ；同时过量的H2会促进羟基乙醛进一步加氢生成乙二醇，因此羟基乙醛单位时间产率降低。 ②a. 1分子甲醛最终生成1分子羟基乙醛或1分子乙二醇，总消耗甲醛浓度为： Δc(HCHO)=1.0 mol∙L−1×(38%+8%)=0.46 mol∙L−1， 平均速率v= =0.092 mol∙L−1⋅h−1。 b. 平衡时剩余甲醛浓度c(HCHO)=1.0  mol∙L−1×(1−18%−34%)=0.48  mol∙L−1，注：为液体，但在溶液中其浓度变化，故包含在中；单位要符合]；平衡浓度：（乙二醇平衡产率34%）: ；给定平衡浓度：，，代入计算：(保留两位有效数字)。 20.(2026·广西玉林·适应性测试)为实现“碳中和”目标，我国正积极构建“可再生能源制氢→合成氨／醇”的绿色能源新体系。回答下列问题： （1）一种利用新型复合光催化剂实现太阳能分解水制氢气的原理如图所示： 第1步反应的化学方程式为　　　　　　　。 （2）可再生资源生产的用于合成氨工业可有效降低生产成本，主要反应如下：。 ①该反应在　　　　　　　(填“高温”或“低温”)下自发进行。 ②一定温度和压强下，将的混合气体充入密闭容器中充分发生上述反应，下列能说明反应一定达到平衡状态的是　　　　　　　(填选项字母)。 A.        B.混合气体的密度不再改变 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变        D. （3）利用可再生资源生产的和温室气体生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 反应I(主反应)：； 反应II(副反应)：。 ①已知相关化学键的键能数据如表所示： 化学键 键能 799 436 1072 463 则　　　　　　　。 ②一定条件下，将和通入一装有催化剂的恒容密闭容器中，发生反应I、II。平衡时的转化率以及的选择性(的选择性的选择性=)随温度的变化曲线如图所示： 图中代表平衡时的选择性随温度变化的曲线是　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)；的转化率随温度变化呈现如图所示变化趋势的原因是　　　　　　　。当温度为T K时，若起始压强为，主反应的　　　　　　　(用含的代数式表示，列出计算式即可，是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) （4）一种以甲醇(g)为燃料的熔融碳酸盐电池工作原理如图所示，电极a的电极反应式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① 低温    ② BC     （3）①     ② a    ③ 温度对副反应的影响大于温度对主反应的影响    ④ 或     （4）      【解析】和CO的选择性之和为，主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，的选择性减小，CO的选择性增大，则a曲线表示的选择性，c曲线表示CO的选择性，b曲线表示的转化率随温度的升高变化曲线。燃料电池中通入燃料电极为负极，电极a为负极，发生氧化反应；通入氧气电极为正极，发生还原反应。 (1)分析图可知第1步是水转化为过氧化氢与氢气，反应的化学方程式为 。 (2)①，，当时，反应自发，所以该反应在低温下自发进行。 ② A．当，反应达到平衡状态，A项不符合题意： B．一定温度和压强下，气体总质量自始至终不变，体积会发生改变，混合气体的密度（）是变量，当混合气体的密度不再变化，说明反应达到平衡状态，B项符合题意； C．一定温度和压强下，气体总质量自始至终不变，气体总物质的量会发生改变，混合气体的平均相对分子质量是变量，当混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡状态，C项符合题意； D．当时，不能判断各物质的浓度不再发生改变，所以不能说明反应达到平衡状态，D项不符合题意； 故选BC。 (3)①根据可知。 ②和CO的选择性之和为，主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，的选择性减小，CO的选择性增大，则a曲线表示的选择性，c曲线表示CO的选择性，b曲线表示的转化率随温度的升高变化曲线；的转化率随温度的升高呈现增大趋势，表明副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度，所以原因是：温度对副反应的影响高于温度对主反应的影响，副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度，所以转化率随温度升高而增大；由图可知，温度为时，达到平衡后，转化率为的选择性为，列式： ，，， (平衡)，，，，，主反应的。 (4)由装置示意图可知，燃料电池中通入燃料电极为负极，电极a为负极，发生氧化反应；通入氧气电极为正极，电极b为正极，发生还原反应；电解质为熔融碳酸盐，电极a为负极，电极反应式为。 21.(2026·广西柳州·二模)2021年，我国科学家首次实现了到淀粉的人工全合成，捕集与转化技术研究备受关注。回答下列问题： （1）离子液体聚合物捕集：已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下，吸附容量随时间的变化如图，有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是　　　　　　　　　。 （2）从合成甲醇是到淀粉的重要一步。该过程存在如下两个反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    ①根据如下图计算，　　　　　　　　　。 ②下列说法正确的是　　　　　　　　　（填序号）。 A.时，反应达平衡状态 B.降低温度，反应Ⅰ、Ⅱ的正、逆反应速率都减小 C.选择合适的催化剂能提高的平衡转化率 D.平衡时的体积分数一定小于50% ③压强下，把两种气体按通入恒压容器中，平衡转化率及平衡产率随温度变化关系如下图所示。已知：的产率。475K时，平衡体系中　　　　　　　　　，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　　　（列出计算式即可，是分压代表的平衡常数，分压总压物质的量分数）。 ④要同时提高平衡转化率和平衡产率，除降温外，还可采取措施是　　　　　　　　　（任写一条）。 （3）利用电解原理也可将转化为，其装置如图所示： ①双极膜A侧为　　　　　　　　　（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。 ②电极的电极反应式为：　　　　　　　　　。 【答案】（1）25℃、10mL/min     （2）①     ② BD    ③ 2:1    ④     ⑤ 增大压强     （3）① 阴离子    ②       【解析】(1)由图，有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是25℃、10mL/min，此时吸附速率较快、吸附容量最大；’ (2)① 根据图，。 ②A．时，不能说明正逆反应速率相等，不确定反应达平衡状态，A错误； B．降低温度，活化分子比例降低，反应Ⅰ、Ⅱ的正、逆反应速率都减小，B正确； C．选择合适的催化剂可以加快反应速率，但是不改变平衡移动，不能提高的平衡转化率，C错误； D．反应Ⅰ反应生成甲醇和水的物质的量之比为1:1，由于还存在反应Ⅱ，则平衡时的体积分数一定小于50%，D正确； 故选BD； ③压强下，把两种气体按通入恒压容器中，由图，475K时，平衡转化率、平衡产率分别为30%、20%，设氢气、二氧化碳投料分别为3mol、1mol，则反应二氧化碳0.3mol、生成甲醇0.2mol，由三段式： 平衡时，二氧化碳、氢气、甲醇、水、一氧化碳分别为0.7mol、2.3mol、0.2mol、0.3mol、0.1mol，总的物质的量为3.6mol，平衡体系中2:1，反应Ⅰ的平衡常数； ④ 反应Ⅰ、Ⅱ分别为气体分子数减小、气体分子数不变的反应，要同时提高平衡转化率和平衡产率，除降温外，还可采取措施是增大压强； (3)① 由图，电解池左侧氢氧根离子失去电子被氧化，为阳极，则双极膜A侧为阴离子交换膜，氢氧根离子通过离子交换膜进入左侧。 ②电极的电极反应为酸性条件下，二氧化碳得到电子被还原为甲醇，。 22.(2026·广西南宁第三中学·二调)二氧化碳直接排放易导致温室效应，因此推进其资源化利用意义重大、前景广阔，例如利用二氧化碳与氢气合成甲醇、乙醇等。 已知：①      ②    回答下列问题： （1）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 a 0 b c 则　　　　　　　　kJ/mol。 （2）下列关于反应②的随温度的变化趋势正确的是_________(填序号)。 A.  B.  C.  D.  （3）绝热恒容条件下发生反应①，下列能说明反应①达到平衡的是_________(填序号)。 A.  B. 断裂3 mol H—H键的同时形成3 mol H—O键 C. 平衡常数保持不变 D. 气体的总物质的量保持不变 （4）CO2与H2反应生成甲醇和乙醇，在不同催化剂作用下反应相同的时间，CO2的转化率及乙醇的选择性与温度的关系分别如图1、2所示。随着温度的升高，以In2O3为催化剂，CO2的转化率先增大后减小的原因是　　　　　　　　；制备乙醇最适宜的条件是　　　　　　　　。 （5）按投料比发生反应②，起始压强为8 MPa的恒容条件下，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系如图3所示，曲线d表示的物质是　　　　　　　　(填化学式)，M点所示温度时，该反应的压强平衡常数　　　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （6）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图4所示，两电极均为惰性电极。电极P上生成C2H4的电极反应为　　　　　　　　。 【答案】（1）b+3c-2a     （2）D     （3）CD     （4）① 反应相同时间，时反应达到平衡，平衡前反应正向进行，升高温度，反应速率加快，CO2的转化率增大，平衡后，由于反应① ② 是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2的转化率降低，且有可能催化剂活性下降    ② 、In2O3作催化剂     （5）① CH3CH2OH(或C2H5OH)    ②      （6）      【解析】(1)根据题意，产物生成焓之和反应物生成焓之和，反应② ：kJ/mol。 (2)反应②为气体分子数减少的反应，则ΔS＜0，根据ΔH-TΔS可知，斜率为正数，截距为负数，反应②的随温度的变化趋势是，故选D。 (3)A．用速率判断平衡要体现正向、逆向速率相等，则3v正(CO2)=v逆(H2)，故A错误； B．无论是否平衡，断裂3 mol H-H键的同时都会形成3 mol H-O键，无法判断反应是否达到平衡，故B错误； C．该反应在绝热恒容条件下发生，随着反应进行体系温度会发生变化，平衡常数随温度变化而变化，故平衡常数不变，即温度不再变化，则反应已达到平衡，故C正确； D．反应前后气体分子数不同，随着反应的进行，气体的总物质的量会发生变化，当气体总物质的量不再变化，则反应达到平衡，故D正确； 故选CD。 (4)由图1可知，反应相同的时间，以In2O3为催化剂，370℃时反应达到平衡，平衡前反应正向进行，升高温度，反应速率加快，温度越高，反应相同时间CO2的转化率越大，平衡后，由于反应① ②是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2的转化率降低；由图2可知，340℃时，以In2O3为催化剂，乙醇的选择性就达到最高值，后续几乎没有变化，综合CO2的转化率，制备乙醇最适宜的条件是370℃、In2O3作催化剂。 (5)反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应物的物质的量分数增大，产物的物质的量分数减小，结合图3、化学方程式计量系数和投料比可知a、b分别为H2、CO2，c、d分别为H2O、C2H5OH；M点所示温度时，假设H2、CO2投料量分别为3 mol、1 mol，平衡时C2H5OH的物质的量为a mol，则： M点H2、H2O的含量相同，则3-6a=3a，，则反应达到平衡时，各组分物质的量为：n(CO2)=，n(H2)=1，n(C2H5OH)=，n(H2O)=1，气体的总物质的量为(4-4a)mol=，一定温度恒容条件下，压强与物质的量成正比，设平衡时压强为p平，则平始平始=，结合反应与图象可确定CO2、H2、C2H5OH、H2O的分压分别为=、、、，则该反应的压强平衡常数。 (6)由图4可知，电极P上CH4转化为C2H4，电解质为NaOH溶液，故电极反应为=C2H4+4H2O。 23.(2026·广西百色·二模)在汽车尾气排气管上三元催化装置，可催化尾气中的CO转化为，二氧化碳的综合利用对实现我国提出的“碳达峰”和“碳中和”目标尤为重要。 I．通过二氧化碳加氢合成二甲醚()在工业生产中有广泛的应用。 反应①：    反应②：    反应③：    （1）反应   　　　　　　　。 （2）向恒温恒容的密闭容器中通入物质的量之比为的和，起始压强为15 MPa下发生上述三个反应，反应达到平衡后测得容器内压强为10 MPa，、和的物质的量比为，则二甲醚的产率为　　　　　　　(二甲醚的产率，保留两位有效数字)，反应③的平衡常数　　　　　　　。 （3）产物中的和CO可用于电化学合成碳酸二甲酯，工作原理如图。 ①石墨1极上发生的电极反应式为　　　　　　　。 ②当石墨2极消耗标况下时，石墨1极附近溶液增重　　　　　　　g。 II．汽车排气管上安装的三元催化装置，将尾气中的CO转化为发生以下两个反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    经测定汽车尾气中反应物浓度和生成物浓度在相同时间内随温度变化关系如图所示。 （4）上左图中温度由275℃升至350℃的过程中，NO、CO的浓度迅速下降的主要原因是　　　　　　　。 （5）试分析300℃升至400℃过程中浓度先增大后减小的原因：　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）①     ②      （3）①     ②      （4）此段温度升高，反应物的消耗量急剧增大，说明温度使催化剂的活性增强，使反应速率加快；     （5）300℃至350℃过程中，反应Ⅰ产生速率大于反应Ⅱ的消耗速率，350℃至400℃过程中，反应Ⅰ产生的速率小于反应Ⅱ的消耗速率      【解析】(1)由盖斯定律，反应可由反应① ×2+反应②得到，故； (2)由向恒温恒容的密闭容器中通入物质的量之比为的和，起始压强为15 MPa可得起始时，，，观察三个反应左右气体计量数可知平衡时压强的变化只由反应① 引起，可由差量法进行计算如下： ，结合平衡时、和的物质的量比为， ，，解得，进一步求得、、、由C守恒可得，由O守恒可得，由H守恒可得，则二甲醚的产率为，反应③ 的平衡常数； (3)①由图可知，石墨2极上O2得电子结合H+生成H2O，发生还原反应，所以石墨2极为阴极，电极反应式为，石墨1极为阳极，在石墨1极上，CH3OH和CO发生氧化反应生成(CH3O)2CO，电极反应式为； ②当消耗1 mol O2时，电路中转移4 mol电子，根据电极反应式2CH3OH+CO−2e−=(CH3O)2CO+2H+，石墨1极生成2 mol (CH3O)2CO，产物进入溶液，生成的H+通过质子交换膜进入到阴极区域，则石墨1极附近溶液增重等于加入的反应物和CO的总质量减去移出溶液的的质量，为4 mol×32 g/mol+2 mol×28 g/mol-4 mol×1 g/mol=180 g； (4)上左图中温度由275℃升至350℃的过程中，温度升高，反应物的消耗量急剧增大，说明温度使催化剂的活性增强，使反应速率加快，NO、CO的浓度迅速下降； (5)300℃至350℃过程中，反应Ⅰ产生速率大于反应Ⅱ的消耗速率，350℃至400℃过程中，反应Ⅰ产生的速率小于反应Ⅱ的消耗速率，故300℃升至400℃过程中浓度先增大后减小。 24.(2025·广西来宾·一模)工业上可以利用合成，主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． （1）已知反应Ⅲ的平衡常数，则反应Ⅲ的　　　　　　　（用含的式子表示）。 （2）在催化剂作用下，将和混合充入一恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。 ①分析可知，反应I的正反应为　　　　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。 ②时，容器中气体总的物质的量为　　　　　　　，反应Ⅱ的化学平衡常数　　　　　　　。 ③同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为　　　　　　　（填字母）。 A．高温高压       B．高温低压       C．低温高压       D．低温低压 ④若向3.0MPa恒压密闭容器中通入体积比的混合气体，在1mol催化剂作用下只发生反应Ⅰ：，测得时空收率（表示单位物质的量催化剂表面物质的平均生成速率）随温度的变化曲线如图所示。则169℃与223℃时，的平均反应速率之比为　　　　　　　。甲醇时空收率随温度升高先增大后减小，请解释减小的可能原因是　　　　　　　。 （3）通过电催化将转化为的装置如图所示。 ①Pt电极是　　　　　　　（填“阴极”或“阳极”）。 ②若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，写出阴极电极反应式　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① 放热    ②     ③ 0.22    ④ C    ⑤ 1：2    ⑥ 该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降     （3）① 阳极    ②       【解析】反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，据此数据解答。 (1)反应Ⅲ的平衡常数为，得，则反应Ⅲ的热反应方程式为：，则反应Ⅲ可看成为反应Ⅰ反应Ⅱ，所以。 故答案为：。 (2)在催化剂作用下，将和混合充入一恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化图可知，起始时混合气体的平均摩尔质量为：，平均相对分子质量为16，随温度逐渐升高，的转化率先降低后升高，而混合气体的平均相对分子质量逐渐减小，据此信息解答后面问题。 ① 根据分析和题目图形可知，随着温度逐渐升高，的转化率逐渐降低，混合气体的平均相对分子质量逐渐减小，则平衡向逆反应方向移动，说明正反应为放热反应； ②时，的转化率为50%，则消耗的，剩余；此时混合气体的平均相对分子质量为20，由于混合气体的总质量不变，利用平衡后混合气体的摩尔质量为：，解得；体系减少了，因反应Ⅱ对总物质的量无净增减，所以这全是反应Ⅰ的减少量，根据反应Ⅰ方程式得： ；则反应Ⅱ消耗的为，由反应Ⅱ的方程式得： ，则平衡体系中各物质的物质的量分别为：、、、、，得到反应Ⅱ的化学平衡常数为。 ③ 同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，需要反应Ⅰ平衡向右移动，根据反应Ⅰ为放热反应，需要低温，同时反应Ⅰ也为正反应体积减小的反应，需要高压，所以应选择的反应条件为低温高压，四个选项中C选项符合题意； ④由图中信息可知“”与“”时甲醇时空收率分别为 与 ，而反应Ⅰ每生成 要消耗，故 的平均反应速率之比 ；甲醇时空收率随温度升高先增大后减小的原因可能为：该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降。 故答案为：放热；；0.22；C；1：2；该反应为放热可逆反应，温度过高时平衡向反应逆向移动(或副反应增多、催化剂失活等)，使甲醇产率反而下降。 (3)根据电催化将转化为的装置图可知，转化为时化合价降低，得到电子，在阴极反应； ① 因通入的电极为阴极，则Pt电极为：阳极； ② 若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，说明未消耗，则阴极电极反应式为：。 故答案为：阳极；。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 化学反应原理综合题 3年真题3年模拟 考点分类 广西考情（2024-2026） 命题规律 化学反应原理综合题 2026广西(1题)、2025广西(1题)、2024广西(1题) · 情境设置：以SO2资源化、合成尿素、SOCl2制备及Li-SOCl2电池为真实情境，结合平衡组成图、相对能量图和电解示意图，呈现环保与化工问题。 · 考查重点：盖斯定律求ΔH、平衡常数随温度变化、平衡图像与物质的量分数分析、工业条件选择，以及电极反应、离子迁移和产物定量计算。 · 命题趋势：趋向热化学、平衡与电化学多模块融合，强化图像读取和定量推理，突出绿色化学、资源再利用与工艺条件优化。 1.(2026·广西·高考真题)的综合处理利于减少环境污染并实现资源再利用。回答下列问题： Ⅰ．利用还原涉及下列反应： ①       ②       ③       （1）　　　　　　　　　　（用含、的代数式表示）。 Ⅱ．对反应体系进行热力学计算，平衡体系中各组分的物质的量分数与温度的关系如图1，其中为对应温度下单质的存在形态，时，。 （2）、条件下，　　　　　　　　　　（列出计算式。以分压表示，分压总压物质的量分数）。 （3）600~1000℃内，随温度升高而减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ．在含有活性炭的固定床反应器内，利用还原。转化率、选择性随初始以及温度的变化如图2。 （4）反应生成的最佳条件是　　　　　　　　　　。 （5）高温下，该体系中可检测出，若反应器内无活性炭，产率达最大时，所需的初始将　　　　　　　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。 Ⅳ．我国科研人员设计双室电解池（图3）合成和，实现的再利用。 已知：氧化性强于 （6）电解时，从　　　　　　　　　　极室移向　　　　　　　　　　极室（选填“”“”）。 （7）若将恰好吸收了的溶液全部注入极室，电解时极的电极反应式为　　　　　　　　　　；当极室内生成时，在极室理论上最多可生成　　　　　　　　　　mol。 2.(2025·广西·高考真题)尿素为农业生产常用氮肥。回答下列问题： I．工业合成 （1）是合成尿素的原料之一，在=1下，混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如图。的原因是　　　　　　　　。达到最高点后，曲线②下降的原因是　　　　　　　　。 （2）已知：常温下各物质的相对能量如图。 则反应的　　　　　　　　。 （3）模拟工业合成尿素。高温高压下，存在如下液相平衡体系。 主反应： 副反应： 平衡体系内，部分组分的物质的量分数随初始的变化曲线如图，代表的是　　　　　　　　（填标号）。时，，随着的增大，与趋于一致，原因是　　　　　　　　。 （4）实际生产中，当初始时，的平衡转化率为的平衡常数　　　　　　　　（用物质的量分数代替浓度计算，忽略副反应，保留1位小数）。 Ⅱ．电催化合成 我国科研工作者以污染物为氮源，用纳米片电催化与合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。 （5）a电极为　　　　　　　　极。 （6）b电极发生的电极反应式为　　　　　　　　。 3.(2024·广西·高考真题)二氯亚砜()是重要的液态化工原料。回答下列问题： （1）合成前先制备。有关转化关系为： 则的　　　　　　　。 （2）密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ    Ⅱ    ①反应Ⅱ的(为平衡常数)随(为温度)的变化如图，推断出该反应为　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 ②466K时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数　　　　　　　(保留1位小数)。保持和不变，增大平衡转化率的措施有　　　　　　　(任举一例)。 ③改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在　　　　　　　(填“”“”“”或“”)处。 （3）我国科研人员在含的溶液中加入，提高了电池的性能。该电池放电时，正极的物质转变步骤如图。其中，的作用是　　　　　　　；正极的电极反应式为　　　　　　　。 …………………… 1.(2026·广西河池·一模)氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源发展方向，氢能的获取一直备受关注。 途径一：甲烷水蒸气重整制氢反应    （1）该反应能自发进行的条件是　　　　　　　　　　。（填标号） A.低温       B.高温       C.任意温度 （2）下列措施中一定能提高平衡产率的是　　　　　　　　　　。（填标号） A.选择合适的催化剂              B.移除部分 C.恒温恒压下通入气体 途径二：乙醇与水重整反应制氢，该重整过程涉及的反应如下。 反应I.      反应Ⅱ.      反应Ⅲ.      恒压条件下，在密闭容器中通入、，发生上述反应，测得平衡时的转化率和、的选择性与温度的变化关系曲线如图所示。 已知：的选择性 （3）反应I的　　　　　　　　　　。 （4）图中表示选择性的曲线为　　　　　　　　　　（选填“甲”、“乙”或“丙”）。 （5）时，反应Ⅲ的平衡常数=　　　　　　　　　　（结果保留一位小数）。 （6）采用催化剂时，的不同质量分数对产品的选择性的影响如图所示。时，采用的催化剂中的质量分数最佳为　　　　　　　　　　。 途径三：用惰性电极电解尿素的碱性溶液制氢，装置如图所示，电解池中的隔膜仅阻止气体通过。 （7）b极连接电源的　　　　　　　　　　极（填“正”或“负”），写出a极的电极反应式　　　　　　　　　　。 2.(2027·广西河池·一模)可使CO、C2H4、H2混合气体通过催化反应器中发生如下反应： 反应i：    反应ii：    反应iii：    （1）已知：为物质生成焓，根据可计算化学反应的焓变，计算方法如下：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 52.4 0.1 0 对于反应ii，　　　　　　　　　　　　，该反应在　　　　　　　　　　　　(填“高温”或“低温”)自发进行。 （2）一定温度下，CO、C2H4和H2(体积比为x：2：1)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为100 kPa)发生反应i和ii。有CO存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，C2H4的转化率和产物的选择性()如图2所示。 ①根据图1，生成的决速步反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②结合图2，当x≥2时，随着x的增大，的转化率减小，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；而当混合气体以较高的流速经过反应器时，的转化率也会减小，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③结合图2，当x=2时，在该温度下达到平衡时，的选择性为　　　　　　　　　　　，容器内压强为　　　　　　　　　　　　　　　kPa。 3.(2027·广西崇左·模拟预测)CO2的充分利用及其向其他化学品的转化，对环境和能源等意义重大。 Ⅰ．CO2可用于制备乙醇(CH3CH2OH)，其反应为2CO2(g)+3H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)。 已知：常温下各物质的相对能量如图。 （1）H1=　　　　　　　　　　kJ·mol-1，该反应的活化能Ea(正)　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。 Ⅱ．利用CO2与CH4反应制备合成气。恒压(pkPa)条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。 （2）若10min时反应到达X点，则用CH4表示的平均反应速率为　　　　　　　　　　(用含p的分式表示，下同)kPa·min-1，X点对应的反应平衡常数　　　　　　　　　　(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)(kPa)2。 （3）向反应体系中充入等物质的量的CH4和CO2的混合气体，在催化剂作用下发生反应，已知该条件下有副反应发生，测得相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。 ①相同压强下，若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同催化剂(假设图示温度范围内，催化活性不变)，则图中b、c、d三点最接近平衡的点是　　　　　　　　　　　　　。 ②相同温度下，若图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三种不同压强，且纵轴表示CO2的平衡转化率，则随温度升高，图中三条线自a点开始发生重合的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅲ．采用电解法可以把二氧化碳转化为乙烯。电解装置如图所示，工业上常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物的生成率。 （4）若用铅蓄电池作该电解装置的电源，则石墨电极应与铅蓄电池的　　　　　　　　　　(填“Pb”或“PbO2”)极相连。 （5）写出铜电极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.(2026·广西桂林·一模)甲酸(HCOOH)常用于制备农药、皮革等。催化加氢合成甲酸的过程涉及以下反应： ①    ②    回答下列问题： （1）已知：298 K时，部分物质的相对能量如表所示，　　　　　　　　　　　。 物质 相对能量/ 0 （2）图1表示不同催化剂及活性位上生成的能量变化，图2表示催化剂电催化还原制甲酸的机理(图中*表示催化剂或物质吸附在催化剂表面的状态)。 ①图1中，催化剂　　　　　　　　　　　表面更容易生成，原因是　　　　　　　　　　　。 ②图2反应历程中，决速步骤的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）在2 L刚性容器中，加入和各1 mol发生上述2个反应，平衡时的转化率及和的选择性随温度变化如图3所示。 ①表示选择性的曲线是　　　　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)。 ②曲线b随温度升高而下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ③240℃时，反应①的平衡常数　　　　　　　　　　　(保留小数点后两位)。 （4）一种由电化学法合成甲酸盐的工作原理如图4所示。写出电极b的电极反应式　　　　　　　　　　　。 5.(2026·广西崇左·一模)科研人员利用NO催化加氢制备氨，具有现实意义。已知： 反应1：    反应2：    回答下列问题： （1）常温下，NO、的沸点分别为、，两者沸点差距大的主要原因是　　　　　　　　。 （2）   　　　　　　　　　　。仅从键能角度分析，工业上合成氨气宜选择　　　　　　　　（填“NO”或“”）为氮源。（已知：、的键能分别为、） （3）某实验小组在压强分别为、和条件下，以相同投料比在不同温度下仅发生反应1，测得NO的平衡转化率与温度的关系如图1所示。 ①在相同压强下，升高温度，NO的平衡转化率减小，其原因是　　　　　　　　。 ②、、从大到小的顺序为　　　　　　　　，其原因是　　　　　　　　。 （4）在1 MPa、 K时，向一恒压密闭容器中按NO、的物质的量之比为投料，只发生反应1，达到平衡时到达图1中a点。该反应的压强平衡常数　　　　　　　　（列出计算式即可）。 提示：用分压计算的平衡常数叫压强平衡常数（），分压=总压×气体的物质的量分数。 （5）某大学一研究团队开发了一种新型固溶体催化剂，在常压下实现了NO到的高效转化，产率、合成速率随着x的变化曲线如图2所示。 已知：该催化剂中Os是活化N的位点，Pt是活化H的位点；。 ①x为　　　　　　　　时达到最佳催化效果，x过大或过小都不利于合成，原因是　　　　　　　　。 ②相较于传统哈伯法（30～50 MPa、400～500℃），本法催化NO合成氨的优点是　　　　　　　　。 6.(2026·广西梧州·适应性测试)从空气中捕获直接转化为甲醇是“甲醇经济”领域的研究热点，以减轻人类对化石燃料的依赖。该过程发生的主要反应如下： 反应I：    反应Ⅱ：    （1）①相关键能如下表，　　　　　 化学键 H-H O-H 键能 436 1071 464 803 ②若、分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数，则的平衡常数　　　　　（用含、的代数式表示）。 （2）已知反应Ⅰ的，（，为速率常数，与温度、催化剂有关）。若平衡后升高温度，则　　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。 （3）恒定压强为，投入、，测得不同温度下，反应达平衡时的转化率、甲醇的选择性如图所示[的选择性]。 时，反应Ⅰ的　　　　　（指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，的平衡分压的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字）。 （4）恒压下，按投料，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。（分子筛膜能选择性分离出水）。 ①根据图中数据，压强不变采用有分子筛膜时的最佳反应温度为　　　　　℃。 ②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是　　　　　。 （5）将反应Ⅱ设计为原电池制备甲醇的工作原理如下图所示： 电池工作时，负极棒周围酸性　　　　　（填“减弱”“增强”或“不变”），通入的一端发生的电极反应式为　　　　　。 7.(2026·广西桂林·一模)广西大新县是重要锰矿产区，其中的电解锰渣(含大量及少量、)经湿法回收可获取金属铅和碳酸锰，过程如图所示。 已知：①    ②25℃，；； ③25℃，金属阳离子以氢氧化物沉淀时，和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）Fe在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　。 （2）“沉铁”时，调节溶液pH的最小值为　　　　　　　　　　　。 （3）“沉锰”时，生成沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　；若pH过高，发生反应，25℃时，该反应的　　　　　　　　　　　。 （4）“浸铅”时，溶液的作用是　　　　　　　　　　　。 （5）“沉铅”的方法是　　　　　　　　　　　。 （6）某温度下，在空气中煅烧制得的氧化物晶胞结构如图，其化学式为　　　　　　　　　　　；以A为原点，已知B的分数坐标为，则C的分数坐标为　　　　　　　　　　　。 8.(2026·广西桂林·二模)甲酸甲酯()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：   ， 反应Ⅱ：   ， 回答下列问题： （1）反应的　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　(用、表示)。 （2）对于反应Ⅰ：，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　　　　　　　　　　　(任写一个)。若在恒温恒容条件下发生该反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 A．容器内气体的密度不再发生变化 B．反应体系中 C．单位时间内生成2 mol，同时生成2 mol D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化 （3）在400 kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。平衡体系中各气体的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，平衡时的物质的量分数呈现如图变化趋势的原因是　　　　　　　　　　　。 ②550 K时，反应的平衡常数　　　　　　　　　　　kPa，的平衡转化率为　　　　　　　　　　　。 ③研究表明，在700 K以后升高体系温度，的产率下降，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 9.(2026·广西南宁第三中学·模拟预测)“碳中和”是环境治理关键目标，将CO2转化为高附加值化学品甲醇，既能减排，又能满足工业需求。CO2加氢制CH3OH过程涉及以下反应： Ⅰ．    Ⅱ．    （1）反应的　　　　　　　　　　　，反应Ⅰ在　　　　　　　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）在恒温(T＞373K)恒容条件下，将一定量的CO2、H2通入密闭容器中(含催化剂)，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ．下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A.  B. CO2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）①某温度下，分别在、压强下，将1.5mol CO2(g)和4.5molH2(g)通过装有催化剂的反应器发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，并达到平衡状态，测得平衡时CO及CH3OH的物质的量分数随温度的变化如图1所示。表示压强下CO的物质的量分数曲线为　　　　　　　　　　　(填“b”、“c”、“d”)；　　　　　　　　　　　(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是　　　　　　　　　　　。 ②在600℃的温度下，反应Ⅱ的平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　。 ③平衡达到Y点状态时，保持其它条件不变，增大压强，若重新达到平衡时，CH3OH的物质的量分数将由图2的Y点向　　　　　　　　　　　方向移动(填“M点”、“N点”、“Q点”或“W点”)。 （4）电催化还原CO2可常温常压合成甲醇，装置原理示意图如下。若电解后溶液pH基本不变，则阴极电极反应式为　　　　　　　　　　　。(已知：在一定浓度范围内，不同浓度的NaHCO3溶液，pH基本不变。) 10.(2026·广西南宁第三中学青山校·调研)二氧化碳加氢制甲烷是实现“双碳”目标的有效方法之一，主要反应为： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）已知、燃烧热的依次为、；，则　　　　　　　　　　　。 （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1和图2. ①由图1可知，有利于获得甲烷的催化剂是　　　　　　　　　　　(填“Cat1”、“Cat2”、“Cat3”或“Cat4”)。 ②已知(为活化能，为速率常数，、均为常数)，下列关于反应Ⅱ在题设条件下图像与上述两种催化剂Cat1、Cat2关系对应正确的是　　　　　　　　　　　(图2，填标号)。 （3）在2 L的恒容密闭容器中，通入5 mol 和10 mol 发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时含碳物质的物质的量随温度的变化如图3所示： ①曲线丙代表的物质的物质的量随温度升高先增大后减小的原因是　　　　　　　　　　　。 ②的选择性可表示为。800 K，反应达平衡时，的选择性为　　　　　　　　　　　(保留小数点后1位)，反应Ⅰ的化学平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）制备甲烷过程中，活化的可能途径有两种，如图4所示。请分析说明是活化的优势中间体的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）一种新型氢气燃料电池利用由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)可高效捕集空气中的，原理如图5所示，其中复合膜的I侧将空气中的捕集并转化为；Ⅱ侧通入少量即可释放。 复合膜I侧捕集的反应式为　　　　　　　　　　　。 11.(2026·广西南宁·适应性测试)中央经济工作会议强调要加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。和在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化，其主要反应如下： 反应Ⅰ：   ； 反应Ⅱ：   。 回答下列问题： （1）一定温度下相关物质的相对能量如下表，则　　　　　　　。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 -242 （2）在一定压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在两种不同催化剂作用下，反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的关系分别如图1、图2所示。 已知：选择性。 ①对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和最佳反应温度为　　　　　　　、　　　　　　　。 ②在①所选的催化剂和温度下，下列措施能提高平衡转化率的是　　　　　　　(填标号)。 A．增大压强       B．恒压下通入水蒸气       C．延长反应时间       D．增加投入量 ③以为催化剂，高于320℃后，转化率略有下降的可能原因是　　　　　　　。 （3）在恒容密闭容器中充入1mol和4mol，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时含碳物质的物质的量[]与温度(T)的关系如图3所示。 ①图中表示的曲线为　　　　　　　(填“X”“Y”或“”)，其呈现如图变化趋势的原因为　　　　　　　。 ②点时体系压强为，则反应Ⅱ的平衡常数　　　　(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （4）电化学方法也可以实现甲烷化。利用图4装置实现微生物催化驱动甲烷化，同时可处理有机废水。b电极的电极反应式为　　　　　　　。 12.(2026·广西·调研)工业上以乙苯为原料制备苯乙烯，主要有以下两种制备方法： 反应I．直接脱氢法：； 反应II．氧化脱氢法： 。 回答下列问题： （1）     　　　　　　　　　　　。 （2）已知，忽略、随温度的变化。在100 kPa下，直接脱氢反应的和KpI随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①KpI随温度的变化曲线为　　　　　　　　　　　(填“a”或“b”)。 ②在高温恒压条件下，直接脱氢法中乙苯可能会裂解产生积炭覆盖在催化剂的表面，使催化剂“中毒”。因此在实际反应中常在反应体系里加入一定量“过热”水蒸气消除积炭，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 ③此外，加入的“过热”水蒸气还能起到的作用有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　(写两点)。 （3）若以氧化脱氢法制苯乙烯，当分别为1：1、1：5、1：10时，在常压p下乙苯平衡转化率随温度变化的关系如图所示，则在曲线c对应的投料比例下，808 K时的压强平衡常数Kp=　　　　　　　　　　　(用分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 （4）以为催化剂，参与的氧化脱氢法制备苯乙烯的机理如图所示，V-O-Al键是主要活性位点。反应机理显示，乙苯通过π电子与提供的　　　　　　　　　　　形成配位键吸附在催化剂上，反应过程中代表的结构式为　　　　　　　　　　　。 13.(2026·广西河池高级中学等校·二模)研究的综合利用、实现资源化，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环，尽早实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ、二氧化碳加氢制乙烯。，该反应体系的能量随反应过程变化关系如图1所示。则 （1）该反应的　　　　　　　(用含、的式子表示)。 Ⅱ、二氧化碳加氢可制取二甲醚。其中涉及的反应有： i、    ii、    iii、    （2）在恒温(高于)恒容条件下，按投料比通入密闭容器中，控制条件只发生反应i。下列不能说明该反应已达化学平衡状态的是　　　　　　　(填标号)。 A．每当有键断裂同时有键断裂         B．体积分数不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变                                       D．混合气体的密度不变 反应i在　　　　　　　(填写“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （3）向密闭容器中通入和，若只发生反应   ，反应过程中，反应速率与浓度关系曲线如图2：和。该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，重新达到平衡时对应的平衡点可能为　　　　　　　(填字母)。 （4）已知反应iii的速率方程为，，阿伦尼乌斯经验公式为，为速率常数，为活化能，为温度，和为常数。实验测得、与温度的关系如图3所示，其中表示与温度关系的曲线是　　　　　　　(填(“”或“”)。 （5）在恒压()密闭容器中充入和发生上述三个反应，的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图4所示(不考虑其他因素影响)。已知：生成物的选择性。则在下，反应ii的平衡常数　　　　　　　。(用平衡分压代替平衡浓度计算) III、2021年9月，《科学》杂志发表论文，介绍人类首次以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步，是先将二氧化碳还原为甲醛。 （6）请写出前两步总反应的化学方程式：　　　　　　　。 14.(2026·广西柳州·适应性考试)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(a、b、c均大于0)： I．    II．    III．    回答下列问题： （1）计算　　　　　　　　　　　(用含、的字母表示)。 （2）下列描述正确的是___________。 A. 采用高温高压既加快反应速率又可以提升的平衡转化率 B. 在绝热恒容密闭容器中只进行反应III，若压强不变，则反应III达到平衡状态 C. 恒容容器中进行反应I-III，气体的平均摩尔质量不再改变，则反应III达到平衡状态 D. 上述反应I-III达到平衡后，升温，CO的平衡浓度一定增大 （3）恒压条件下，按和投料反应，低于360 ℃时反应III可忽略。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图。已知：含碳生成物选择性。 ①曲线丙表示　　　　　　　　　　　。300 ℃时达平衡后，压缩容器体积，重新达平衡后，和的物质的量之比　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。450 ℃后曲线乙下降的原因可能是　　　　　　　　　　　。 ②550 ℃时反应Ⅲ的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）一定条件下，以和为原料制备和甲酸盐，可将转化成高附加值的化学品，其装置原理如图。电解过程中通过阳离子交换膜的离子为　　　　　　　　　　　，电极b的反应式为　　　　　　　　　　　。 15.(2026·广西南宁·一模)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 I.制氢技术对氢能产业链的整体布局与发展至关重要。 催化重整制氢(SMR)是氢能源利用领域的研究热点之一，主要反应如下： 反应I： 反应II： 反应III： （1）反应III的　　　　　　　，该反应能够自发进行的条件是　　　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 （2）将、通入反应器中，发生SMR反应达到平衡，得到的平衡转化率与水碳比、温度的关系如图1所示。则温度、、由大到小的顺序为　　　　　　　，判断的理由是　　　　　　　。 （3）在、压强恒定为7 MPa条件下，将和一定量水蒸气投入密闭容器中发生SMR反应达到平衡，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2所示。 ①曲线b表示的物质为　　　　　　　。 ②的摩尔分数随着水碳比的增大而下降的可能原因是　　　　　　　。 ③当时，反应Ⅲ的压强平衡常数　　　　　　　(列出计算表达式即可；为以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 II.氢气的安全储存是氢能应用的关键。 （4）被储氢合金(M)吸附后解离为H原子，储存在晶体中形成化合物(以MH表示)。以MH作为电池负极材料，作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充、放电时的总反应为。电池放电时，负极的电极反应式为　　　　　　　。 （5）金属镍(Ni)与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其立方晶胞结构和俯视投影图如图3所示。若储氢后，氢原子占据晶胞上下底面的棱心和面心，则形成的储氢化合物的化学式为　　　　　　　。 16.(2025·广西河池·二模)氢能作为清洁能源转型的重要载体，其绿色制备技术是当前能源化学领域的研究热点。太阳能驱动甲烷重整制氢的催化反应原理如图： （1）根据甲烷重整制氢分步反应1g与温度T的关系图(为以分压表示的平衡常数)，推断出第I步反应为　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）已知几种化学键的键能如下表。则该条件下甲烷重整制氢总反应的热化学方程式：　　　　　　　。 化学键 C-H O-H H-H C≡O 键能(kJ·mol-1) 413.4 463 436 1070 （3）1000℃时下甲烷重整制氢总反应的压强平衡常数　　　　　　　(kPa)2。 （4）某研究团队探究压强对甲烷重整总反应的影响，测得如下数据(使用同种镍基催化剂)，工业生产中采用较高的压强，原因可能是　　　　　　　。 压强/MPa 平衡转化率 实际产氢速率/(mol·L-1·h-1) 能耗系数 1.0 72% 3.8 8 2.5 68% 5.2 9 4.0 65% 7.5 10 （5）甲烷重整制氢时还会发生副反应：   。 ①已知，   。实际生产中可向重整反应体系中加入适量CaO，理由是　　　　　　　； ②压强为100kPa时，将的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，此时温度T　　　　　　　1000℃(填“>”“<”或“=”)。 （6）甲烷重整工业制氢面临着大量的“碳排放”，科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。Ni-YSZ电极上发生的电极反应式：　　　　　　　。 17.(2025·广西南宁·适应性考试)工业合成氨的反应为，原料中的可来源于水煤气，相关反应如下： a． b． 回答下列问题： （1）已知，则　　　　　　　。 （2）在一定温度下，在体积固定的密闭容器中加入一定量的和，发生反应、，下列说法错误的是_______(填标号)。 A. 平衡时向容器中充入惰性气体，反应的平衡逆向移动 B. 混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C. 使用催化剂可提高CO平衡转化率 D. 高温有利于反应a自发进行 （3）已知合成氨反应在催化剂表面要经历吸附(附着催化剂表面)、断键……成键、脱附(脱离催化剂表面)等过程，和在催化剂上进行断键的过程要　　　　　　　(填“吸收”或“放出”)较多的能量，和在催化剂表面合成的反应过程的顺序为⑤→　　　　　　　(用图1中序号表示)。 （4）在℃、压强为的条件下，向一恒压密闭容器中通入的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图2所示： ①反应达到平衡，试求内氨气的平均反应速率　　　　　　　，该反应的　　　　　　　(用数字表达式表示，为以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 ②若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时的含量符合图中　　　　　　　(填“d”“e”“f”或“g”)点。 （5）以为氮源通过电解法制取氨气装置如图所示。阴极的电极反应式为　　　　　　　。 18.(2025·广西柳州·二模)氮的化合物是重要的化工原料，含氮物质之间的转化是化学研究的热点。回答下列问题： （1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应： ①　 ②　 ③　 则　　　　　(用和表示)。 （2）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成的氯化剂。合成原理：。 ①在密闭反应器中投入2molNO和1mol合成NOCl，测得NO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示， 的体积分数：b　　　　　d(填“>”“<”或“=”)；P点时若使NO的平衡转化率由P点向b点迁移，则改变的条件可能是　　　　　；M点时，该反应用平衡分压表示的平衡常数　　　　　。 ②一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和，平衡时NOCl的体积分数随的变化图象如图所示，当时，达到平衡状态NOCl的体积分数可能是D、E、F三点中的　　　　　点。 （3）在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的可高效转化酸性溶液中的硝态氮()，其工作原理如图所示： ①Ir表面发生反应的方程式为　　　　　。 ②导电基体中Pt颗粒表面的电极反应式为　　　　　。 19.(2026·广西南宁·调研)合成气(CO和)是重要的工业原料气。工业上常以合成气和甲醛为原料生产乙二醇。 反应Ⅰ： （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 （2）直接制备出的合成气中CO所占比例偏低，为提高CO所占比例，进行“逆水煤气变换反应”： 。一定压强下，以物质的量之比投料，、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。 已知：ⅰ.该反应的速率方程为 ⅱ.忽略温度变化对的影响。 ①、温度时反应速率常数分别为、。判断　　　　　　　，反应的　　　　　　　0(填“＞”或“＜”)； ②反应至A、B、C三点时(吸收／放出)的能量、、由大到小的顺序为：　　　　　　　； ③在不改变投料比的情况下，既提高的平衡转化率又可加快反应速率的措施是　　　　　　　。 （3）上述反应Ⅰ按如下两步进行： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①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　　　　　　　。 ②若反应在恒容密闭容器中进行，以丙酮为溶剂，其中甲醛初始浓度为。 a.反应5h后，羟基乙醛、乙二醇的产率分别为、；则甲醛的平均消耗速率　　　　　　　。 b.溶剂中和CO浓度分别保持为、，羟基乙醛、乙二醇平衡产率分别为、，在该体系中，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　(保留两位有效数字)。 20.(2026·广西玉林·适应性测试)为实现“碳中和”目标，我国正积极构建“可再生能源制氢→合成氨／醇”的绿色能源新体系。回答下列问题： （1）一种利用新型复合光催化剂实现太阳能分解水制氢气的原理如图所示： 第1步反应的化学方程式为　　　　　　　。 （2）可再生资源生产的用于合成氨工业可有效降低生产成本，主要反应如下：。 ①该反应在　　　　　　　(填“高温”或“低温”)下自发进行。 ②一定温度和压强下，将的混合气体充入密闭容器中充分发生上述反应，下列能说明反应一定达到平衡状态的是　　　　　　　(填选项字母)。 A.        B.混合气体的密度不再改变 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变        D. （3）利用可再生资源生产的和温室气体生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。 反应I(主反应)：； 反应II(副反应)：。 ①已知相关化学键的键能数据如表所示： 化学键 键能 799 436 1072 463 则　　　　　　　。 ②一定条件下，将和通入一装有催化剂的恒容密闭容器中，发生反应I、II。平衡时的转化率以及的选择性(的选择性的选择性=)随温度的变化曲线如图所示： 图中代表平衡时的选择性随温度变化的曲线是　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)；的转化率随温度变化呈现如图所示变化趋势的原因是　　　　　　　。当温度为T K时，若起始压强为，主反应的　　　　　　　(用含的代数式表示，列出计算式即可，是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数) （4）一种以甲醇(g)为燃料的熔融碳酸盐电池工作原理如图所示，电极a的电极反应式为　　　　　　　。 21.(2026·广西柳州·二模)2021年，我国科学家首次实现了到淀粉的人工全合成，捕集与转化技术研究备受关注。回答下列问题： （1）离子液体聚合物捕集：已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下，吸附容量随时间的变化如图，有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是　　　　　　　　　。 （2）从合成甲醇是到淀粉的重要一步。该过程存在如下两个反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    ①根据如下图计算，　　　　　　　　　。 ②下列说法正确的是　　　　　　　　　（填序号）。 A.时，反应达平衡状态 B.降低温度，反应Ⅰ、Ⅱ的正、逆反应速率都减小 C.选择合适的催化剂能提高的平衡转化率 D.平衡时的体积分数一定小于50% ③压强下，把两种气体按通入恒压容器中，平衡转化率及平衡产率随温度变化关系如下图所示。已知：的产率。475K时，平衡体系中　　　　　　　　　，反应Ⅰ的平衡常数　　　　　　　　　（列出计算式即可，是分压代表的平衡常数，分压总压物质的量分数）。 ④要同时提高平衡转化率和平衡产率，除降温外，还可采取措施是　　　　　　　　　（任写一条）。 （3）利用电解原理也可将转化为，其装置如图所示： ①双极膜A侧为　　　　　　　　　（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。 ②电极的电极反应式为：　　　　　　　　　。 22.(2026·广西南宁第三中学·二调)二氧化碳直接排放易导致温室效应，因此推进其资源化利用意义重大、前景广阔，例如利用二氧化碳与氢气合成甲醇、乙醇等。 已知：①      ②    回答下列问题： （1）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 a 0 b c 则　　　　　　　　kJ/mol。 （2）下列关于反应②的随温度的变化趋势正确的是_________(填序号)。 A.  B.  C.  D.  （3）绝热恒容条件下发生反应①，下列能说明反应①达到平衡的是_________(填序号)。 A.  B. 断裂3 mol H—H键的同时形成3 mol H—O键 C. 平衡常数保持不变 D. 气体的总物质的量保持不变 （4）CO2与H2反应生成甲醇和乙醇，在不同催化剂作用下反应相同的时间，CO2的转化率及乙醇的选择性与温度的关系分别如图1、2所示。随着温度的升高，以In2O3为催化剂，CO2的转化率先增大后减小的原因是　　　　　　　　；制备乙醇最适宜的条件是　　　　　　　　。 （5）按投料比发生反应②，起始压强为8 MPa的恒容条件下，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系如图3所示，曲线d表示的物质是　　　　　　　　(填化学式)，M点所示温度时，该反应的压强平衡常数　　　　　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （6）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图4所示，两电极均为惰性电极。电极P上生成C2H4的电极反应为　　　　　　　　。 23.(2026·广西百色·二模)在汽车尾气排气管上三元催化装置，可催化尾气中的CO转化为，二氧化碳的综合利用对实现我国提出的“碳达峰”和“碳中和”目标尤为重要。 I．通过二氧化碳加氢合成二甲醚()在工业生产中有广泛的应用。 反应①：    反应②：    反应③：    （1）反应   　　　　　　　。 （2）向恒温恒容的密闭容器中通入物质的量之比为的和，起始压强为15 MPa下发生上述三个反应，反应达到平衡后测得容器内压强为10 MPa，、和的物质的量比为，则二甲醚的产率为　　　　　　　(二甲醚的产率，保留两位有效数字)，反应③的平衡常数　　　　　　　。 （3）产物中的和CO可用于电化学合成碳酸二甲酯，工作原理如图。 ①石墨1极上发生的电极反应式为　　　　　　　。 ②当石墨2极消耗标况下时，石墨1极附近溶液增重　　　　　　　g。 II．汽车排气管上安装的三元催化装置，将尾气中的CO转化为发生以下两个反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    经测定汽车尾气中反应物浓度和生成物浓度在相同时间内随温度变化关系如图所示。 （4）上左图中温度由275℃升至350℃的过程中，NO、CO的浓度迅速下降的主要原因是　　　　　　　。 （5）试分析300℃升至400℃过程中浓度先增大后减小的原因：　　　　　　　。 24.(2025·广西来宾·一模)工业上可以利用合成，主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． （1）已知反应Ⅲ的平衡常数，则反应Ⅲ的　　　　　　　（用含的式子表示）。 （2）在催化剂作用下，将和混合充入一恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。 ①分析可知，反应I的正反应为　　　　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。 ②时，容器中气体总的物质的量为　　　　　　　，反应Ⅱ的化学平衡常数　　　　　　　。 ③同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为　　　　　　　（填字母）。 A．高温高压       B．高温低压       C．低温高压       D．低温低压 ④若向3.0MPa恒压密闭容器中通入体积比的混合气体，在1mol催化剂作用下只发生反应Ⅰ：，测得时空收率（表示单位物质的量催化剂表面物质的平均生成速率）随温度的变化曲线如图所示。则169℃与223℃时，的平均反应速率之比为　　　　　　　。甲醇时空收率随温度升高先增大后减小，请解释减小的可能原因是　　　　　　　。 （3）通过电催化将转化为的装置如图所示。 ①Pt电极是　　　　　　　（填“阴极”或“阳极”）。 ②若忽略电解液体积变化，电解过程中阴极室的浓度基本不变，写出阴极电极反应式　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $