资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩32页未读，
继续阅读
所属成套资源：【题源解密】2024高考化学二轮复习题源解密（全国通用）
成套系列资料，整套一键下载
【题源解密】专题14 化学反应原理综合题-2024高考化学题源解密（全国通用）
展开
这是一份【题源解密】专题14 化学反应原理综合题-2024高考化学题源解密（全国通用），文件包含专题14化学反应原理综合题原卷版docx、专题14化学反应原理综合题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共93页， 欢迎下载使用。
高考命题专家命制高考试题时绝非凭空杜撰，必有命题的原始模型（“题根”）和命题着力点（“题眼”），对“题根”与“题眼”进行深入的探求与拓展可构造出高考母题。
命题人拿来千变万化为难你们的历年真题，本质上也是从这有限的母题中衍生出来的。母题的重要性不言而喻。
专题十四 化学反应原理综合题
目录：
2023年真题展现
考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程
考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算
考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像
考向四 考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素
考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素
考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素
真题考查解读
近年真题对比
考向一 考查反应热、反应速率、转化率
考向二 考查反应热、平衡常数、电化学
考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式
考向四 考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素
考向五 考查反应热、转化率、自发反应
考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程
1.（2023·全国甲卷第28题）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。
考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算
2.（2023·新课标卷第29题）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进料组成中含有情性气体Ar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)。
考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像
3.（2023·浙江选考1月第19题） “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
（1）有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压D. 高温高压
（2）反应的___________，___________(用表示)。
（3）恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用
B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1mlCO2需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因___________。
（4）CH4还原能力可衡量CO2转化效率，(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出间R的变化趋势，并标明时R值___________。
②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
下列说法不正确的是___________
A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大
考向四 考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素
4.（2023·湖北卷第19题）纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20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：
（1）已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和，H-H键能为。估算的_______。
（2）图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
（3）C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
（4）1200K时，假定体系内只有反应发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数KP为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（5）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_______。
（6）下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素
5.（2023·湖南卷第16题）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④的_______；
（2）在某温度、下，向反应器中充入1ml气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______ml水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
（3）在、下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；
（4）关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______；
A. X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B. Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C. Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D. 改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某(Ⅰ)的配合物促进(引发剂，X表示卤素)生成自由基，实现苯乙烯可控聚合。
（5）引发剂中活性最高的是_______；
（6）室温下，①在配体L的水溶液中形成，其反应平衡常数为K；②在水中的溶度积常数为。由此可知，在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素
6.（2023·浙江卷第19题）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
（1）_______。
（2）恒定总压和水碳比[]投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K=___________。
②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式____。
（3）下列说法正确的是______。
A. 通入反应器的原料气中应避免混入O2
B. 恒定水碳比，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C. 通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
（4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线____。
（5）在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________。
【命题意图】该题型通常以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景，综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识，甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应，涉及知识点较多，但各个小题又比较相对独立。题目的综合性强，化学信息较多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能力、应用化学知识解决实际问题的能力。
【考查要点】考查盖斯定律、温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率和化学平衡的影响、电解质在水溶液中存在电离平衡、电离平衡常数的含义、水的离子积常数、溶液的酸碱性及pH、盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素、沉淀的生成、溶解与转化、原电池及常见化学电源的工作原理、电解池的工作原理、金属腐蚀。
【课标链接】
主题1：化学反应与能量
1.1 体系与能量
认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
1.2 化学反应与热能
认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，了解盖斯定律及其简单应用。
1.3 化学反应与电能
认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
主题2：化学反应的方向、限度和速率
2.1 化学反应的方向与限度
知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.2 化学反应速率
知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
2.3 化学反应的调控
认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。
考向一 考查反应热、反应速率、转化率
1.（2022·海南卷）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备，电解反应的。由此计算的燃烧热(焓)_______。
（2）已知：的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)_______。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中。则的转化率为_______，反应温度t约为_______℃。
（3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应：，在反应器中按通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度()如下表所示。
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，生成的平均反应速率为____；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是_______。
考向二 考查反应热、平衡常数、电化学
2.（2022·湖南卷） 2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
（1）在一定温度下，向体积固定密闭容器中加入足量的和，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列说法正确的是_______；
A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ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.平衡时的体积分数可能大于
D.将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（2）一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的_______(该温度下的)；
②再生塔中产生的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为_______。
eq \(=====,\s\up5(△))
考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式
3. （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。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
（3）方案二：复合催化剂。
下列说法正确的是___________。
a．时。复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
（4）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________；
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
（5）某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为___________(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为___________。
考向四 考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素
4. （2022·山东卷）利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压氛围下进行，故压强近似等于总压。回答下列问题：
（1）以或BD为初始原料，在、的高压氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热；以BD为原料，体系从环境吸热。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变_______。
（2）初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比，和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得，则图中表示变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数_______(保留两位有效数字)。以BL为原料时，时刻_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。
（3）为达平衡时与的比值。、、三种条件下，以为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_______。
考向五 考查反应热、转化率、自发反应
5.（2022·浙江卷）主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。
（1）回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应：。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为、、，计算该温度下的平衡常数K_______。
（2）热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
总反应：
Ⅲ.
投料按体积之比，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和CS2体积分数如下表：
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A.其他条件不变时，用Ar替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B.其他条件不变时，温度越高，H2S的转化率越高
C.由实验数据推出H2S中的S-H键强于CH4中的C-H键
D.恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______。
④在，常压下，保持通入的H2S体积分数不变，提高投料比，H2S的转化率不变，原因是_______。
⑤在范围内(其他条件不变)，的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因_______。
考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式
6. (2022·河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
（1）时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为_______。
（2）工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中，能提高平衡转化率的是_______ (填标号)。
A.增加用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除 D.加入催化剂
②恒温恒压条件下，和反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数_______ (写出含有a、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
（3）氢氧燃料电池中氢气在_______(填“正”或“负”)极发生反应。
（4）在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为_______。
分析近三年的高考试题，近几年高考的命题角度主要有结合盖斯定律进行ΔH计算或书写热化学方程式、结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析、书写一定背景下的电极反应式、外界条件对反应速率、平衡移动的判断、平衡状态的判定、化学平衡常数、反应速率、平衡常数、转化率的相关计算、反应速率和平衡图像的综合分析、晶胞计算等。预测今后高考命题盖斯定律的应用和一定背景的电极反应式的书写、反应速率、化学平衡的影响因素、平衡常数的有关计算和晶胞计算。
1.（2023·山东济南·三模）二氧化碳捕集利用与封存、甲烷重整是实现“双碳”目标的重要途径。回答下列问题：
Ⅰ．化学家通过理论计算与研究，提出含氧空位的氧化铜对加氢选择合成甲醇具有高活性，后续实验研究证实了该理论预测。加氢选择合成甲醇的主要反应如下：
①
②
③
298K时，测得键能数据如下表所示。
(1)有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)； ，有利于提高甲醇产率的措施有 (至少回答2条)。
(2)将与按物质的量之比为3：1投入15MPa、220℃的密闭容器中进行上述反应①，不能说明反应一定达到平衡状态的是___________。
A．容器体积不再发生改变
B．
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．某时刻测得与的物质的量之比为3：1
Ⅱ．甲烷重整工艺主要包括甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的主要反应为④ 。若将与CO按物质的量之比3：1加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为，在条件下与p的关系、在条件下与t的关系如图a所示。当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是 ；210℃条件下，反应④的压强平衡常数 (保留三位有效数字)。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750～920℃，将反应压力设置为2～3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
(4)与重整制氢主要反应为⑤，该反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图b所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应⑤逆反应的活化能为 。
2．（2023·广东·模拟）低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。
I．小分子烃类(如丙烯)作为还原剂可以在催化剂上选择性还原NO。
已知： kJ·ml
kJ·ml
(1)反应 kJ⋅ml。
Ⅱ．二氧化碳可将乙烷转化为更有工业价值的乙烯。相同反应时间，不同温度、不同催化剂的条件下测得的数据如表1(均未达到平衡状态)：
表1
(2)已知C2H4选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。反应温度为650℃时，较优的催化剂为 (填“钴盐”或“铬盐”)。对比实验②③④可得出结论： (从温度对C2H6的转化率和C2H4的选择性的影响角度分析)。
Ⅲ．一定条件下，碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有：
反应i：
反应ii：
反应iii：
反应i、ii、iii在不同温度下的分压平衡常数如表2，回答下列问题：
表2
(3)根据表中数据推出反应ⅰ的活化能(正) (填“＞”或“＜”)(逆)。
(4)实际工业生产中，若存在副反应： ，结合表2数据分析 (填“＞”或“＜”)0，陈述理由： 。
(5)其他条件不变，起始压强为0.1a MPa，向容积为1 L的恒容密闭容器中投入1 ml ，只发生反应i、ii、iii，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占气体组分物质的量分数的影响如图。
一定能说明该体系达到平衡状态的是 (填标号)。715 K条件下，平衡时，体系中 ，反应ⅰ的压强平衡常数= (列出计算式)MPa。
A．CH3I的转化率达到最大值 B．
C．气体的密度不再发生变化 D．各气体组分的百分含量保持不变
3．（2023·浙江·二模）用太阳能电池电解水得到的，再与反应生成甲醇，是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合成甲醇过程中主要发生以下反应：
i.
ii.
iii.
(1)①反应iii自发进行的条件是 ；
(2) (、表示)。在，有催化剂的条件下，向密闭容器中充入和，的平衡转化率与、的选择性随温度的变化如图1所示，(或的选择性。
①图中Y曲线代表 (填化学式)的选择性。
②的平衡转化率在以后随温度升高而变大的原因： 。
③，反应达到平衡后，的物质的量为，反应ii的 。已知：对于气相反应，用组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示平衡常数，记作，如，为平衡压强，为平衡系统中B的物质的量分数。
(3)在9.0MPa下，分别按照、的投料比在密闭容器反应相同时间，测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答：
①下列说法正确的是 。
A．其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率加快
B．其他条件不变，压缩容器体积增大压强，甲醇的产率增大
C．选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率和平衡转化率
D．反应iii低于时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度
②其他条件不变，只将投料比由改成，发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡，请在图2中画出之前投料比为时甲醇生成速率和温度的关系 。
4．（2023·辽宁·模拟）环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
已知：
①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压()相等；
②反应中产生的物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中的体积分数约为0.04%；
③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂E中发生的反应，其平衡常数表达式可表示为[为气体分压，为液相体系中物质的物质的量分数，]。
回答下列问题：
(1)反应I、Ⅱ、Ⅲ的焓变随温度T的变化如图所示。据图判断，表示反应I的焓变曲线为 (填“”“”或“”)。
(2)为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0mlDMC和1.0mlGL，控制温度为℃。平衡时，测得液相体系中GLD的物质的量分数，反应Ⅱ的平衡常数，平衡时GLD的产率= %，体系放出热量= kJ，反应I各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数 。
(3)同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，以W表示体系中加入与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图 (填“甲”或“乙”)；W最大的是 (填“”、“”或“”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间DMC的转化率随温度变化的关系，图丙上的b、d两点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置，其原因为 。
5．（2023·福建·泉州五中一模）油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
则反应③的 ：下列叙述中能说明反应③达到平衡状态的是 (填字母)。
A．断裂2mlC—H的同时生成1mlC=S B．恒容条件下，体系压强不再变化
C．恒容条件下，气体的密度不再变化 D．
(2)对于上述反应①，在不同温度、压强为100kPa、进料的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下，的平衡转化率如图1所示。、和的大小关系为 ；的物质的量分数越大，的平衡转化率越小的原因是 。
(3)上述反应①和③的随温度的变化如图2所示，已知(R为常数，T为温度，K为平衡常数)，则在1000K时，反应的自发趋势：① ③(选填“>”“<”或“=”)。在1000K、100kPa条件下，的混合气发生反应，达到平衡时，接近于0，其原因是 。
(4)在1000K、100kPa条件下，的混合气发生反应，上述反应③达到平衡时，的分压与的分压相同。则反应③的 。
6．（2023·重庆渝中·巴蜀中学模拟）可作大型船舶的绿色燃料，可由CO或制备。工业上用制备的原理如下：
反应1：
反应2： (副反应)
(1)，该反应的 。
(2)将和按通入密闭容器中发生反应1和反应2，分别在、、下改变反应温度，测得的平衡转化率()以及生成、CO选择性(S)的变化如图(选择性为目标产物在总产物中的比率)。
①代表下随温度变化趋势的是曲线 (填“a”“b”或“c”)。
②随着温度升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是 。
③P点对应的反应2的平衡常数 (保留两位有效数字)。
④分子筛膜反应器可提高反应1的平衡转化率、且实现选择性100％，原理如图所示。分子筛膜反应器可提高转化率的原因是 。
(3)最近，中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体，将带来系列技术变革。某小组据此设计了如下装置(如图)，以电化学方法进行反应1。
①电极a为电源的 (填“正极”或“负极”)。
②生成的电极反应式为 。
③若反应2也同时发生，出口Ⅱ为CO、、的混合气，且，则惰性电极2的电流效率为 (×100％)。
7．（2023·湖北荆州·沙市中学校考模拟预测）氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
Ⅰ．一定条件下，用催化还原可消除NO污染。
已知：①
②
(1)和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量；则 ∆H= kJ·ml-1。
(2)将2ml NO(g)、1mlO2 (g)和1ml He(g)通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时，若、与三者的物质的量相等，则NO转化率为 ，反应②平衡常数 (用含p的代数式表示，不考虑)。
Ⅱ．汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理： ，实验测得，，(、为速率常数，只与温度有关)。
(3)达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
Ⅲ．近年来，低温等离子技术是在高压放电下，O2产生O*自由基，O*自由基将NO氧化为NO2后，再用Na2CO3溶液吸收，达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图所示。
(4)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率，原因是 。
(5)其他条件相同，等离子体的电功率与NO的转化率关系如图所示，当电功率为30W时，NO转化率达到最大的原因可能是 。
Ⅳ．一种隔膜电化学法可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示。
(6)阴极区的电极反应式为 。
8．（2023·辽宁沈阳·东北育才学校模拟）为实现“碳达峰”及“碳中和”，二氧化碳甲烷化技术是循环再利用最有效的技术之一
(1)二氧化碳甲烷化时发生的反应为：
①298K时，已知相关物质的相对能量如图，则该反应的 。
②能判断该程反应已达化学平衡状态的标志是 (填标号)。
A．体积分数保持不变
B．容器中混合气体的质量保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．的生成速率与的生成速率相等
③有利于提高体系中平衡转化率的措施是 (填标号)。
A．使用高效催化剂 B．增加投入量
C．延长反应时间 D．及时分离
(2)催化剂的选择是甲烷化的核心，金属Ni或均可作为催化剂。反应相同时间，测得转化率和选择性随温度的变化如图所示。高于320℃，以为催化剂，转化率略有下降，而以Ni为催化剂，转化率却仍在上升，其原因是 。(的选择性公式：的选择性)
(3)甲烷化发生反应，由于该反应存在副反应，反应的不能100%转化为，生成的须依据的选择性公式进行计算。某温度，在体积为2L的恒容密闭容器中加入1ml和4ml，10min后达到平衡，的平衡转化率和的选择性分别为80%、90%，则的反应速率为 。
(4)催化加生成的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，则发生的副反应的方程式为 。
(5)的晶胞结构如图所示：
①Ce的配位数为 。
②若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位，需 个面心上的Ce由+4价变为+3价(顶点上的Ce化合价不变)。
9．（2023·河北·模拟）世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，一碘甲烷属于三类致癌物。用化学反应原理研究一碘甲烷具有重要意义，一碘甲烷热裂解时主要发生如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：(丁烯)
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)几种化学键的键能数据如表所示：
则反应Ⅱ的 ，若反应I正反应活化能为，则逆反应活化能为 (用含的代数式表示)。
(2)在恒容密闭容器中投入，实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示：
①随着体系温度升高，的物质的量分数先增大后减小的原因可能是 ．
②条件下，的平衡转化率为 ，若起始压强为，则反应Ⅱ的标准平衡常数 (已知：分压总压该组分的物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。
(3)研究反应Ⅱ对提高反应I中的平衡转化率有重要意义。时，反应Ⅱ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线。
①时，向的密闭容器中充入和，此时 (填“>”“<”或“=”)。
②图中曲线变为曲线改变的条件可能是 。
10．（2023·湖南长沙·雅礼中学模拟）自然界中存在如下氮的转化：
i.
ii.
(1)的空间结构为 。
(2)ZnO是氮的氧化物的重要吸附剂，已知晶胞参数为，与核间最短距离为 pm。
(3)反应ii正反应的活化能为，逆反应的活化能为，则反应ii的 。
(4)一定条件下，在的刚性密闭容器中充入、发生反应ii至平衡，下列图示表述正确的有_______(填标号)。
A． B． C． D．
(5)反应ⅱ，若起始时，在不同条件下达到平衡，设平衡时的体积分数为，实验测得，及下，存在如图曲线关系。
①图中对应等压过程的曲线是 (填“M”或“N”)，判断依据是 。
②时，的转化率为 ，此时反应条件为 。
11．（2023·湖北·黄冈中学三模）中国提出力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的捕集和利用成了研究的重点。
(1)以金属钌作催化剂，可以从空气中捕获CO2直接转化为甲醇，这是实现碳中和的一种技术，其转化原理如图所示。该过程的总反应为 。第1步生成高分子产物的分子式 。
(2)I．CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义，某温度下在体积为2L的容器中加入3ml CH4、3 ml CO2以及催化剂，同时进行反应：
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ·ml-1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·ml-1
达到平衡时测得出现水蒸气的质量为9g，容器内CO物质的量为1.5ml，则CO2的转化率是 (保留2位有效数字)；反应①平衡常数为 (保留2位有效数字)。
II．CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率， R= (同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势，并标明1000℃时R值。
②催化剂X可改变R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
若温度越低时，含氢产物中 (填写物质的分子式)占比越高
(3)已知反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0 kJ·ml-1。研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v= k[c(CO)c(H2O)-]，式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示特定转化率各组分下物质的量分数。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”或“不变”)。根据速率方程分析，T>Tm时v逐渐减小的原因是 。
一、化学能与热能、电能的相互转化
化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常与能量图像，电化学装置图为背景进行综合考查，一般难度中档。
1．审题策略
(1)利用盖斯定律确定热化学方程式或焓变ΔH时要做到：①明确待求热化学方程中的反应物和生成物；②处理已知热化学方程式中的化学计量数和焓变；③叠加处理热化学方程式确定答案。
(2)对电化学中的电极反应式的书写要做到：
①根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”；
②明确电极；
③根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。
(3)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。
2．答题策略
(1)对书写热化学方程式要注意
①注明状态；
②ΔH的符号与单位；
③ΔH与化学计量数的一致性。
(2)对电极反应式的书写要注意
①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)；
②产物粒子在介质中能存在；
③得、失电子要填准，得电子写(＋ne－)，失电子写(－ne－)。
(3)对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。
【方法技巧】利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
二、化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算
化学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容，试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力，综合性较强，一般难度为中档。
1．审题策略
(1)对于图像分析要明确三步①“一看”——看图像。a.看面：弄清纵、横坐标的含义。b.看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。c.看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。②“二想”——想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。③“三判断”——得结论。通过对比分析，作出正确判断。
(2)对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量：一是起始量(物质的量或浓度)二是变化量，三是平衡量；用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。
(3)对化学平衡状态的比较分析时要审清两个条件：①恒温恒容；②恒温恒压。
2．答题策略
(1)利用“三段式”计算v、α、K时，要特别注意用什么时量，用什么物理量计算，心中要清楚，如计算平衡常数K时，不能用平衡时的物质的量，而用平衡时的物质的量浓度代入。
(2)在填写某些物理量时要注意单位。
(3)在填空时要注意题中要求。
(4)在判断K变化时只考虑温度是否变化。
(5)利用改变容器容积(p改变)判断平衡移动时，要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。
【方法技巧】化学反应速率、平衡的常规图像题的解题方法
三、实际工业生产中图像问题分类突破
1．控制反应条件的目的
(1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。
(2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
2．控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。
(2)提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。
3．化工生产适宜条件选择的一般原则
4.平衡类问题需考虑的几个方面
(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
(2)原料的循环利用。
(3)产物的污染处理。
(4)产物的酸碱性对反应的影响。
(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。
(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
催化剂
t=350℃
t=400℃
催化剂Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂Ⅱ
9.2
10775
34
38932
实验
1
m
n
p
q
2
n
p
3
m
n
4
m
p
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
化学键
C=O()
C-O
C-H
O-H
H-H
键能
803
326
414
464
436
实验编号
①
②
③
④
反应温度／℃
650
650
600
550
催化剂
钴盐
铬盐
C2H6的转化率/%
19.0
32.1
21.2
12.0
C2H4的选择性/%
17.6
77.3
79.7
85.2
298K
323K
423K
523K
623K
723K
反应i
2.80
反应ii
反应iii
2.24
化学键
键能/
413
612
348
温度／℃
480
500
520
550
CH4转化率/％
11.5
20.2
34.8
46.9
R
2.6
2.4
2.1
1.8
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
高考命题专家命制高考试题时绝非凭空杜撰，必有命题的原始模型（“题根”）和命题着力点（“题眼”），对“题根”与“题眼”进行深入的探求与拓展可构造出高考母题。
命题人拿来千变万化为难你们的历年真题，本质上也是从这有限的母题中衍生出来的。母题的重要性不言而喻。
专题十四 化学反应原理综合题
目录：
2023年真题展现
考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程
考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算
考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像
考向四 考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素
考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素
考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素
真题考查解读
近年真题对比
考向一 考查反应热、反应速率、转化率
考向二 考查反应热、平衡常数、电化学
考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式
考向四 考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素
考向五 考查反应热、转化率、自发反应
考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程
1.（2023·全国甲卷第28题）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。
考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算
2.（2023·新课标卷第29题）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进料组成中含有情性气体Ar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)。
考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像
3.（2023·浙江选考1月第19题） “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
（1）有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压D. 高温高压
（2）反应的___________，___________(用表示)。
（3）恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用
B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1mlCO2需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因___________。
（4）CH4还原能力可衡量CO2转化效率，(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出间R的变化趋势，并标明时R值___________。
②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
下列说法不正确的是___________
A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大
考向四 考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素
4.（2023·湖北卷第19题）纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20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：
（1）已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和，H-H键能为。估算的_______。
（2）图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
（3）C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
（4）1200K时，假定体系内只有反应发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数KP为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（5）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_______。
（6）下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素
5.（2023·湖南卷第16题）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④的_______；
（2）在某温度、下，向反应器中充入1ml气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______ml水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
（3）在、下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；
（4）关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______；
A. X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B. Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C. Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D. 改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某(Ⅰ)的配合物促进(引发剂，X表示卤素)生成自由基，实现苯乙烯可控聚合。
（5）引发剂中活性最高的是_______；
（6）室温下，①在配体L的水溶液中形成，其反应平衡常数为K；②在水中的溶度积常数为。由此可知，在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素
6.（2023·浙江卷第19题）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
（1）_______。
（2）恒定总压和水碳比[]投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K=___________。
②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式____。
（3）下列说法正确的是______。
A. 通入反应器的原料气中应避免混入O2
B. 恒定水碳比，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C. 通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
（4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线____。
（5）在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________。
【命题意图】该题型通常以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景，综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识，甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应，涉及知识点较多，但各个小题又比较相对独立。题目的综合性强，化学信息较多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能力、应用化学知识解决实际问题的能力。
【考查要点】考查盖斯定律、温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率和化学平衡的影响、电解质在水溶液中存在电离平衡、电离平衡常数的含义、水的离子积常数、溶液的酸碱性及pH、盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素、沉淀的生成、溶解与转化、原电池及常见化学电源的工作原理、电解池的工作原理、金属腐蚀。
【课标链接】
主题1：化学反应与能量
1.1 体系与能量
认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
1.2 化学反应与热能
认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，了解盖斯定律及其简单应用。
1.3 化学反应与电能
认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
主题2：化学反应的方向、限度和速率
2.1 化学反应的方向与限度
知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.2 化学反应速率
知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
2.3 化学反应的调控
认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。
考向一 考查反应热、反应速率、转化率
1.（2022·海南卷）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备，电解反应的。由此计算的燃烧热(焓)_______。
（2）已知：的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)_______。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中。则的转化率为_______，反应温度t约为_______℃。
（3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应：，在反应器中按通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度()如下表所示。
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，生成的平均反应速率为____；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是_______。
考向二 考查反应热、平衡常数、电化学
2.（2022·湖南卷） 2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
（1）在一定温度下，向体积固定密闭容器中加入足量的和，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列说法正确的是_______；
A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ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.平衡时的体积分数可能大于
D.将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（2）一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的_______(该温度下的)；
②再生塔中产生的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为_______。
eq \(=====,\s\up5(△))
考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式
3. （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。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
（3）方案二：复合催化剂。
下列说法正确的是___________。
a．时。复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
（4）某合成氨速率方程为：，根据表中数据，___________；
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
（5）某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为___________(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为___________。
考向四 考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素
4. （2022·山东卷）利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压氛围下进行，故压强近似等于总压。回答下列问题：
（1）以或BD为初始原料，在、的高压氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热；以BD为原料，体系从环境吸热。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变_______。
（2）初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比，和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得，则图中表示变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数_______(保留两位有效数字)。以BL为原料时，时刻_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。
（3）为达平衡时与的比值。、、三种条件下，以为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_______。
考向五 考查反应热、转化率、自发反应
5.（2022·浙江卷）主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。
（1）回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应：。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为、、，计算该温度下的平衡常数K_______。
（2）热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
总反应：
Ⅲ.
投料按体积之比，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和CS2体积分数如下表：
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A.其他条件不变时，用Ar替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B.其他条件不变时，温度越高，H2S的转化率越高
C.由实验数据推出H2S中的S-H键强于CH4中的C-H键
D.恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______。
④在，常压下，保持通入的H2S体积分数不变，提高投料比，H2S的转化率不变，原因是_______。
⑤在范围内(其他条件不变)，的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因_______。
考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式
6. (2022·河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
（1）时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为_______。
（2）工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中，能提高平衡转化率的是_______ (填标号)。
A.增加用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除 D.加入催化剂
②恒温恒压条件下，和反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数_______ (写出含有a、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
（3）氢氧燃料电池中氢气在_______(填“正”或“负”)极发生反应。
（4）在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为_______。
分析近三年的高考试题，近几年高考的命题角度主要有结合盖斯定律进行ΔH计算或书写热化学方程式、结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析、书写一定背景下的电极反应式、外界条件对反应速率、平衡移动的判断、平衡状态的判定、化学平衡常数、反应速率、平衡常数、转化率的相关计算、反应速率和平衡图像的综合分析、晶胞计算等。预测今后高考命题盖斯定律的应用和一定背景的电极反应式的书写、反应速率、化学平衡的影响因素、平衡常数的有关计算和晶胞计算。
1.（2023·山东济南·三模）二氧化碳捕集利用与封存、甲烷重整是实现“双碳”目标的重要途径。回答下列问题：
Ⅰ．化学家通过理论计算与研究，提出含氧空位的氧化铜对加氢选择合成甲醇具有高活性，后续实验研究证实了该理论预测。加氢选择合成甲醇的主要反应如下：
①
②
③
298K时，测得键能数据如下表所示。
(1)有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)； ，有利于提高甲醇产率的措施有 (至少回答2条)。
(2)将与按物质的量之比为3：1投入15MPa、220℃的密闭容器中进行上述反应①，不能说明反应一定达到平衡状态的是___________。
A．容器体积不再发生改变
B．
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．某时刻测得与的物质的量之比为3：1
Ⅱ．甲烷重整工艺主要包括甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的主要反应为④ 。若将与CO按物质的量之比3：1加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为，在条件下与p的关系、在条件下与t的关系如图a所示。当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是 ；210℃条件下，反应④的压强平衡常数 (保留三位有效数字)。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750～920℃，将反应压力设置为2～3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
(4)与重整制氢主要反应为⑤，该反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图b所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应⑤逆反应的活化能为 。
2．（2023·广东·模拟）低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用。
I．小分子烃类(如丙烯)作为还原剂可以在催化剂上选择性还原NO。
已知： kJ·ml
kJ·ml
(1)反应 kJ⋅ml。
Ⅱ．二氧化碳可将乙烷转化为更有工业价值的乙烯。相同反应时间，不同温度、不同催化剂的条件下测得的数据如表1(均未达到平衡状态)：
表1
(2)已知C2H4选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。反应温度为650℃时，较优的催化剂为 (填“钴盐”或“铬盐”)。对比实验②③④可得出结论： (从温度对C2H6的转化率和C2H4的选择性的影响角度分析)。
Ⅲ．一定条件下，碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有：
反应i：
反应ii：
反应iii：
反应i、ii、iii在不同温度下的分压平衡常数如表2，回答下列问题：
表2
(3)根据表中数据推出反应ⅰ的活化能(正) (填“＞”或“＜”)(逆)。
(4)实际工业生产中，若存在副反应： ，结合表2数据分析 (填“＞”或“＜”)0，陈述理由： 。
(5)其他条件不变，起始压强为0.1a MPa，向容积为1 L的恒容密闭容器中投入1 ml ，只发生反应i、ii、iii，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占气体组分物质的量分数的影响如图。
一定能说明该体系达到平衡状态的是 (填标号)。715 K条件下，平衡时，体系中 ，反应ⅰ的压强平衡常数= (列出计算式)MPa。
A．CH3I的转化率达到最大值 B．
C．气体的密度不再发生变化 D．各气体组分的百分含量保持不变
3．（2023·浙江·二模）用太阳能电池电解水得到的，再与反应生成甲醇，是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合成甲醇过程中主要发生以下反应：
i.
ii.
iii.
(1)①反应iii自发进行的条件是 ；
(2) (、表示)。在，有催化剂的条件下，向密闭容器中充入和，的平衡转化率与、的选择性随温度的变化如图1所示，(或的选择性。
①图中Y曲线代表 (填化学式)的选择性。
②的平衡转化率在以后随温度升高而变大的原因： 。
③，反应达到平衡后，的物质的量为，反应ii的 。已知：对于气相反应，用组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示平衡常数，记作，如，为平衡压强，为平衡系统中B的物质的量分数。
(3)在9.0MPa下，分别按照、的投料比在密闭容器反应相同时间，测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答：
①下列说法正确的是 。
A．其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率加快
B．其他条件不变，压缩容器体积增大压强，甲醇的产率增大
C．选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率和平衡转化率
D．反应iii低于时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度
②其他条件不变，只将投料比由改成，发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡，请在图2中画出之前投料比为时甲醇生成速率和温度的关系 。
4．（2023·辽宁·模拟）环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂。在液相有机体系中，可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得，体系中同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
已知：
①敞口容器可看成恒压装置，体系压强在反应过程中与大气压()相等；
②反应中产生的物质的量相对于空气中很少，故可忽略不计，空气中的体积分数约为0.04%；
③气体和液体共存于同一体系，如在溶剂E中发生的反应，其平衡常数表达式可表示为[为气体分压，为液相体系中物质的物质的量分数，]。
回答下列问题：
(1)反应I、Ⅱ、Ⅲ的焓变随温度T的变化如图所示。据图判断，表示反应I的焓变曲线为 (填“”“”或“”)。
(2)为研究上述反应的平衡关系，向敞口反应容器中加入1.0mlDMC和1.0mlGL，控制温度为℃。平衡时，测得液相体系中GLD的物质的量分数，反应Ⅱ的平衡常数，平衡时GLD的产率= %，体系放出热量= kJ，反应I各组分以液相体系中物质的量分数表示的平衡常数 。
(3)同温下，向上述体系中注入惰性四氯化碳稀释，以W表示体系中加入与反应物物质的量的比值。实验测定W不同时，DMC的平衡转化率和GLD的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
其中纵坐标表示GLD平衡产率的是图 (填“甲”或“乙”)；W最大的是 (填“”、“”或“”)。图丙为在不同催化剂下反应相同时间DMC的转化率随温度变化的关系，图丙上的b、d两点可能是甲、乙两图像所测绘时选取的位置，其原因为 。
5．（2023·福建·泉州五中一模）油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
则反应③的 ：下列叙述中能说明反应③达到平衡状态的是 (填字母)。
A．断裂2mlC—H的同时生成1mlC=S B．恒容条件下，体系压强不再变化
C．恒容条件下，气体的密度不再变化 D．
(2)对于上述反应①，在不同温度、压强为100kPa、进料的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下，的平衡转化率如图1所示。、和的大小关系为 ；的物质的量分数越大，的平衡转化率越小的原因是 。
(3)上述反应①和③的随温度的变化如图2所示，已知(R为常数，T为温度，K为平衡常数)，则在1000K时，反应的自发趋势：① ③(选填“>”“<”或“=”)。在1000K、100kPa条件下，的混合气发生反应，达到平衡时，接近于0，其原因是 。
(4)在1000K、100kPa条件下，的混合气发生反应，上述反应③达到平衡时，的分压与的分压相同。则反应③的 。
6．（2023·重庆渝中·巴蜀中学模拟）可作大型船舶的绿色燃料，可由CO或制备。工业上用制备的原理如下：
反应1：
反应2： (副反应)
(1)，该反应的 。
(2)将和按通入密闭容器中发生反应1和反应2，分别在、、下改变反应温度，测得的平衡转化率()以及生成、CO选择性(S)的变化如图(选择性为目标产物在总产物中的比率)。
①代表下随温度变化趋势的是曲线 (填“a”“b”或“c”)。
②随着温度升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是 。
③P点对应的反应2的平衡常数 (保留两位有效数字)。
④分子筛膜反应器可提高反应1的平衡转化率、且实现选择性100％，原理如图所示。分子筛膜反应器可提高转化率的原因是 。
(3)最近，中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体，将带来系列技术变革。某小组据此设计了如下装置(如图)，以电化学方法进行反应1。
①电极a为电源的 (填“正极”或“负极”)。
②生成的电极反应式为 。
③若反应2也同时发生，出口Ⅱ为CO、、的混合气，且，则惰性电极2的电流效率为 (×100％)。
7．（2023·湖北荆州·沙市中学校考模拟预测）氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
Ⅰ．一定条件下，用催化还原可消除NO污染。
已知：①
②
(1)和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量；则 ∆H= kJ·ml-1。
(2)将2ml NO(g)、1mlO2 (g)和1ml He(g)通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时，若、与三者的物质的量相等，则NO转化率为 ，反应②平衡常数 (用含p的代数式表示，不考虑)。
Ⅱ．汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理： ，实验测得，，(、为速率常数，只与温度有关)。
(3)达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
Ⅲ．近年来，低温等离子技术是在高压放电下，O2产生O*自由基，O*自由基将NO氧化为NO2后，再用Na2CO3溶液吸收，达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图所示。
(4)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率，原因是 。
(5)其他条件相同，等离子体的电功率与NO的转化率关系如图所示，当电功率为30W时，NO转化率达到最大的原因可能是 。
Ⅳ．一种隔膜电化学法可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示。
(6)阴极区的电极反应式为 。
8．（2023·辽宁沈阳·东北育才学校模拟）为实现“碳达峰”及“碳中和”，二氧化碳甲烷化技术是循环再利用最有效的技术之一
(1)二氧化碳甲烷化时发生的反应为：
①298K时，已知相关物质的相对能量如图，则该反应的 。
②能判断该程反应已达化学平衡状态的标志是 (填标号)。
A．体积分数保持不变
B．容器中混合气体的质量保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．的生成速率与的生成速率相等
③有利于提高体系中平衡转化率的措施是 (填标号)。
A．使用高效催化剂 B．增加投入量
C．延长反应时间 D．及时分离
(2)催化剂的选择是甲烷化的核心，金属Ni或均可作为催化剂。反应相同时间，测得转化率和选择性随温度的变化如图所示。高于320℃，以为催化剂，转化率略有下降，而以Ni为催化剂，转化率却仍在上升，其原因是 。(的选择性公式：的选择性)
(3)甲烷化发生反应，由于该反应存在副反应，反应的不能100%转化为，生成的须依据的选择性公式进行计算。某温度，在体积为2L的恒容密闭容器中加入1ml和4ml，10min后达到平衡，的平衡转化率和的选择性分别为80%、90%，则的反应速率为 。
(4)催化加生成的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，则发生的副反应的方程式为 。
(5)的晶胞结构如图所示：
①Ce的配位数为 。
②若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位，需 个面心上的Ce由+4价变为+3价(顶点上的Ce化合价不变)。
9．（2023·河北·模拟）世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，一碘甲烷属于三类致癌物。用化学反应原理研究一碘甲烷具有重要意义，一碘甲烷热裂解时主要发生如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：(丁烯)
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)几种化学键的键能数据如表所示：
则反应Ⅱ的 ，若反应I正反应活化能为，则逆反应活化能为 (用含的代数式表示)。
(2)在恒容密闭容器中投入，实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示：
①随着体系温度升高，的物质的量分数先增大后减小的原因可能是 ．
②条件下，的平衡转化率为 ，若起始压强为，则反应Ⅱ的标准平衡常数 (已知：分压总压该组分的物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。
(3)研究反应Ⅱ对提高反应I中的平衡转化率有重要意义。时，反应Ⅱ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线。
①时，向的密闭容器中充入和，此时 (填“>”“<”或“=”)。
②图中曲线变为曲线改变的条件可能是 。
10．（2023·湖南长沙·雅礼中学模拟）自然界中存在如下氮的转化：
i.
ii.
(1)的空间结构为 。
(2)ZnO是氮的氧化物的重要吸附剂，已知晶胞参数为，与核间最短距离为 pm。
(3)反应ii正反应的活化能为，逆反应的活化能为，则反应ii的 。
(4)一定条件下，在的刚性密闭容器中充入、发生反应ii至平衡，下列图示表述正确的有_______(填标号)。
A． B． C． D．
(5)反应ⅱ，若起始时，在不同条件下达到平衡，设平衡时的体积分数为，实验测得，及下，存在如图曲线关系。
①图中对应等压过程的曲线是 (填“M”或“N”)，判断依据是 。
②时，的转化率为 ，此时反应条件为 。
11．（2023·湖北·黄冈中学三模）中国提出力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的捕集和利用成了研究的重点。
(1)以金属钌作催化剂，可以从空气中捕获CO2直接转化为甲醇，这是实现碳中和的一种技术，其转化原理如图所示。该过程的总反应为 。第1步生成高分子产物的分子式 。
(2)I．CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义，某温度下在体积为2L的容器中加入3ml CH4、3 ml CO2以及催化剂，同时进行反应：
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ·ml-1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·ml-1
达到平衡时测得出现水蒸气的质量为9g，容器内CO物质的量为1.5ml，则CO2的转化率是 (保留2位有效数字)；反应①平衡常数为 (保留2位有效数字)。
II．CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率， R= (同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势，并标明1000℃时R值。
②催化剂X可改变R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
若温度越低时，含氢产物中 (填写物质的分子式)占比越高
(3)已知反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0 kJ·ml-1。研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v= k[c(CO)c(H2O)-]，式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示特定转化率各组分下物质的量分数。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”或“不变”)。根据速率方程分析，T>Tm时v逐渐减小的原因是 。
一、化学能与热能、电能的相互转化
化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常与能量图像，电化学装置图为背景进行综合考查，一般难度中档。
1．审题策略
(1)利用盖斯定律确定热化学方程式或焓变ΔH时要做到：①明确待求热化学方程中的反应物和生成物；②处理已知热化学方程式中的化学计量数和焓变；③叠加处理热化学方程式确定答案。
(2)对电化学中的电极反应式的书写要做到：
①根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”；
②明确电极；
③根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。
(3)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。
2．答题策略
(1)对书写热化学方程式要注意
①注明状态；
②ΔH的符号与单位；
③ΔH与化学计量数的一致性。
(2)对电极反应式的书写要注意
①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)；
②产物粒子在介质中能存在；
③得、失电子要填准，得电子写(＋ne－)，失电子写(－ne－)。
(3)对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。
【方法技巧】利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
二、化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算
化学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容，试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力，综合性较强，一般难度为中档。
1．审题策略
(1)对于图像分析要明确三步①“一看”——看图像。a.看面：弄清纵、横坐标的含义。b.看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。c.看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。②“二想”——想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。③“三判断”——得结论。通过对比分析，作出正确判断。
(2)对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量：一是起始量(物质的量或浓度)二是变化量，三是平衡量；用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。
(3)对化学平衡状态的比较分析时要审清两个条件：①恒温恒容；②恒温恒压。
2．答题策略
(1)利用“三段式”计算v、α、K时，要特别注意用什么时量，用什么物理量计算，心中要清楚，如计算平衡常数K时，不能用平衡时的物质的量，而用平衡时的物质的量浓度代入。
(2)在填写某些物理量时要注意单位。
(3)在填空时要注意题中要求。
(4)在判断K变化时只考虑温度是否变化。
(5)利用改变容器容积(p改变)判断平衡移动时，要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。
【方法技巧】化学反应速率、平衡的常规图像题的解题方法
三、实际工业生产中图像问题分类突破
1．控制反应条件的目的
(1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。
(2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
2．控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。
(2)提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。
3．化工生产适宜条件选择的一般原则
4.平衡类问题需考虑的几个方面
(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
(2)原料的循环利用。
(3)产物的污染处理。
(4)产物的酸碱性对反应的影响。
(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。
(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
催化剂
t=350℃
t=400℃
催化剂Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂Ⅱ
9.2
10775
34
38932
实验
1
m
n
p
q
2
n
p
3
m
n
4
m
p
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
化学键
C=O()
C-O
C-H
O-H
H-H
键能
803
326
414
464
436
实验编号
①
②
③
④
反应温度／℃
650
650
600
550
催化剂
钴盐
铬盐
C2H6的转化率/%
19.0
32.1
21.2
12.0
C2H4的选择性/%
17.6
77.3
79.7
85.2
298K
323K
423K
523K
623K
723K
反应i
2.80
反应ii
反应iii
2.24
化学键
键能/
413
612
348
温度／℃
480
500
520
550
CH4转化率/％
11.5
20.2
34.8
46.9
R
2.6
2.4
2.1
1.8
条件
原则
从化学反应速率分析
既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意催化剂的活性对温度的限制
相关试卷
【题源解密】专题11 化学实验（选择题）-2024高考化学题源解密（全国通用）： 这是一份【题源解密】专题11 化学实验（选择题）-2024高考化学题源解密（全国通用），文件包含专题11化学实验选择题原卷版docx、专题11化学实验选择题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共51页， 欢迎下载使用。
【题源解密】专题10 有机物结构与性质-2024高考化学题源解密（全国通用）： 这是一份【题源解密】专题10 有机物结构与性质-2024高考化学题源解密（全国通用），文件包含专题10有机物结构与性质原卷版docx、专题10有机物结构与性质解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
【题源解密】专题09 水溶液中的离子平衡-2024高考化学题源解密（全国通用）： 这是一份【题源解密】专题09 水溶液中的离子平衡-2024高考化学题源解密（全国通用），文件包含专题09水溶液中的离子平衡原卷版docx、专题09水溶液中的离子平衡解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共53页， 欢迎下载使用。
