2025年高考化学大题突破(通用版)大题03化学反应原理综合题(分类过关)(原卷版+解析)

这是一份2025年高考化学大题突破(通用版)大题03化学反应原理综合题(分类过关)(原卷版+解析)，文件包含2025年高考化学大题突破通用版大题03化学反应原理综合题分类过关原卷版docx、2025年高考化学大题突破通用版大题03化学反应原理综合题分类过关解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共73页， 欢迎下载使用。
1．（24-25高三上·上海·期中）通过电化学、热化学等方法，将转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一，完成下列小题：
（1）某研究小组采用电化学方法将转化为HCOOH，装置如下图。电极B上的电极反应式是 。
该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
Ⅰ： kJ⋅ml⁻¹
Ⅱ： kJ⋅ml⁻¹
Ⅲ：
（2）计算：_______kJ⋅ml⁻¹。
A．+14.8B．-14.8C．-772.2D．+772.2
（3）反应Ⅲ在恒温恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为1.0ml⋅L⁻¹，平衡常数。下列能判断该反应达到平衡的标志是_______。
A．和的浓度相等B．ml⋅L⁻¹
C．容器中混合气体密度保持不变D．容器中混合气体的压强保持不变
（4）用氨水吸收HCOOH，得到1.00ml⋅L⁻¹氨水和0.18ml⋅L⁻¹甲酸铵的混合溶液，298K时该混合溶液的 。(写出计算过程)
[已知：298K时，电离常数、]
2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可通过热化学、电化学等方法再利用。
(Ⅰ)科学家通过如下反应利用合成甲醇：
已知：
回答下列问题：
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变 。
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果，在3MPa，时，不同Ni、Ga配比的催化剂下，测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示，甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是 。催化剂的最佳配比和反应温度是 。
(3)将等量和充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇，已知该温度下反应的化学平衡常数，下列事实说明该反应已达平衡的是___________。
A．气体密度保持不变
B．与的生成速率相等
C．某时刻容器中
D．混合气体的平均相对分子质量不变
(Ⅱ)甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体和进行重整，涉及主要反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
(4)恒温恒容密闭容器中，按投料，初始总压，达到平衡状态时测得转化率为，平衡总压为。计算该温度下反应Ⅰ的浓度平衡常数 。
(5)某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按投料，不同温度下反应相同时间，测得的转化率(柱形图)和产物()如图所示。请分析产物随温度变化的原因(不考虑催化剂失活) 。
3．（2024·浙江·高考真题）通过电化学、热化学等方法，将转化为等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。请回答：
(1)某研究小组采用电化学方法将转化为，装置如图。电极B上的电极反应式是 。
(2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：
Ⅱ：
Ⅲ：
① 。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，和的投料浓度均为，平衡常数，则的平衡转化率为 。
③用氨水吸收，得到氨水和甲酸铵的混合溶液，时该混合溶液的 。[已知：时，电离常数、]
(3)为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的(有机溶剂)溶液，和在溶液中反应制备，反应过程中保持和的压强不变，总反应的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能(不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：
V：
VI：
①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v与的压强无关 B．v与溶液中溶解的浓度无关
C．温度升高，v不一定增大 D．在溶液中加入，可提高转化率
②实验测得：，下，v随催化剂M浓度c变化如图。时，v随c增大而增大：时，v不再显著增大。请解释原因 。
4．（2024·浙江·二模）不仅是一种温室气体，也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源，可通过热化学、电化学等方法再利用。其中甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体和进行重整，涉及主要反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
(1)若恒温、恒压的密闭容器中只发生反应I，下列能说明反应已达到化学平衡状态的是______。
A．容器内气体密度不再发生变化
B．和CO的物质的量之和不变
C．化学反应速率
D．断裂4ml键的同时生成2ml键
(2)恒温刚性密闭容器中，按投料，初始总压3MPa，达到平衡状态时测得和转化率分别为60%、40%。计算该温度下反应I的压强平衡常数= （用各物质的分压代替物质的量浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
(3)某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异，在常压、催化剂作用下，按投料，不同温度下反应相同时间，测得的转化率（柱形图）和产物（）如图所示。请分析产物随温度变化的原因（不考虑催化剂失活） 。
(4)该研究小组发现长时间反应后催化剂活性下降，主要存在以下积碳副反应：（a）；
（b）。因此该小组借助X射线衍射（如图）定性评估催化剂的积碳情况。已知积碳会在出现衍射峰，下列说法正确的是______。
A．碳附着在催化剂表面，使得活性位点与反应物之间的接触受阻，所以催化活性受到抑制
B．一般甲烷干重整的反应温度都很高，因此副反应a很可能是实际过程中产生积碳的主要原因
C．对比三种催化剂的X射线衍射结果可发现Ir型催化剂没有明显积碳，能在甲烷干重整过程中保持高稳定性
D．该小组进一步评估新型金属复合催化剂（H型和M型）的积碳情况，将反应后的催化剂加热至恒重后，发现H型和M型催化剂的重量损失分别为16.7%和10.2%，这表明H型催化剂能在甲烷干重整过程中保持更高的稳定性
(5)该研究小组查阅资料发现还可利用电解还原，电解过程中常需要调控溶液pH以实现有效转化。现有1.0L溶液，在298K下加入醋酸钾固体将调至，忽略溶液体积变化，所加醋酸钾固体的质量为 g。[已知：298K时，]
类型二 热化学与化学平衡
5．（24-25高三上·四川成都·期中）甲烷的催化重整是制备氢气的重要方法，可提高资源综合利用效率。
I. 甲烷—水催化重整
反应a：
反应b ：
(1)研究表明，反应b在Fe3O4催化下进行，反应分两步进行如下：
第一步：
第二步：3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+ 4H2(g) △H4= 。
(2)气体分子可与金属表面之间形成共价键，据此可利用铜-铈氧化物选择性催化氧化除去H2中少量CO，机理如下图所示。
①金属吸附位优先吸附CO而非O2，可能的原因是 。
②如果用18O2代替O2参加反应，则除去CO的产物分子的结构式是 。
Ⅱ.甲烷—二氧化碳催化重整
甲烷和二氧化碳在催化剂作用下可以发生反应c：
(3)将n(CO2)：n(CH4)=1：1投入密闭容器中，只发生反应c，在不同条件下达到平衡。设体系中甲烷的物质的量分数为，在下的、在下的如图所示。
①图中与C处于相同化学平衡状态的点是 。
②计算C点压强平衡常数Kp= (Pa)2(用气体分压代替浓度的平衡常数，结果用科学计数法表示，保留两位有效数字)。
(4)催化重整反应中催化剂的活性会因发生积碳反应而降低，同时存在的消碳反应可使积碳量减少。相关数据如表：
①由上表判断，一定条件下将反应气通入催化剂中，立即检测到有大量积碳生成，其原因是 ，甲烷催化重整的催化剂选择 (填“X”或“Y”)更合适。
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则a、b、c曲线对应的p(CO2)从大到小的顺序为 (用a、b、c表示)。
6．（2024·上海徐汇·模拟预测）甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料，未来可能替代柴油和液化气作为洁净燃料使用。
(1)乙醇也是一种清洁燃料，乙醇的沸点为78.5℃，而甲醚的沸点为−23℃，解释沸点差异的原因 。
(2)下列工业中以提高汽油、柴油等轻质液体燃料的产量和质量为目的是___________。
A．石油分馏B．重油裂解C．石油裂化D．煤的干馏
(3)利用水煤气合成甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔH1 =−90.8 kJ·ml−1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2=−23.5 kJ·ml−1
③ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3=−41.2 kJ·ml−1
总反应：3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH= 。
(4)一定条件下，起始浓度分别为c(CO)=0.6 ml·L−1、c(H2)=1.4 ml·L−1，8 min后反应①达到化学平衡，CO的平衡转化率为50%，则8min内H2的平均反应速率为 。
(5)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时。下列说法正确的是___________。
A．该反应可能处于化学平衡状态
B．正、逆反应速率一定相等
C．CH3OH全部转化为CH3OCH3和H2O
D．CH3OH、CH3OCH3、H2O的浓度一定相等
(6)T ℃时，反应②的平衡常数为2,此温度下，向密闭容器中加入一定量的CH3OH，某时刻测得部分组分的浓度如下：
比较此时正、逆反应速率的大小 ,判断依据为 。
A．v(正)>v(逆) B．v(正)的百分数，用a表示。而在实验测定中，，为一定浓度下电解质的摩尔电导率，为无限稀释时溶液的摩尔电导率，。某小组实验测得时，乙酸的。
(3)在298K时，乙酸的电离平衡常数 (列出计算式，不需化简)。
(4)在298K时，几种离子的摩尔电导率如下表所示。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O2的再生，从导电性角度选择，最适宜的电解质为 (填化学式)。
10．（2025高三·全国·专题练习）甲醇是一种重要的有机化工原料。在工业生产中可以通过乙烯和水蒸气化合生成甲醇已知：
①
②
③
(1)请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式： 。
(2)也可以将与 混合，在恒容密闭容器中发生反应来制备：，图1是在两种投料比分别为1：4和1：6时，平衡转化率随温度变化的曲线，图2是生成的甲醇过氧化氢燃料电池的工作原理示意图：
①图1中b点对应的平衡常数K值 c点对应的平衡常数K值填“”“”或“”，理由是 。
②图1中a点对应的的转化率 c点对应的的转化率。 填“”“”或“”，
③图2中电极N是 填负极或正极
④图2中电极M的电极反应式： 。
(3)时，的电离常数，则该温度下水解反应的平衡常数 ，若向溶液中加入少量的，则溶液中将 填“增大”、“减小”或“不变”。
(4)常温下，用NaOH溶液吸收得到的溶液，吸收过程中水的电离平衡 填“向左”、“向右”或“不”移动。试计算溶液中 。常温下的电离平衡常数，
11．（24-25高三上·河南·阶段练习）NH3和N2H4是氮与氢元素形成的两种重要化合物，NH3还可形成多种铵盐如NH4Cl、NH4HSO3等。回答下列问题：
(1)NH3溶于水形成的溶液中存在电离平衡：，下列方法可使的溶液中电离程度增大的是 (填字母)。
a．加入少量NH4Cl固体 b．加水稀释至 c．加入少量NaCl固体
d．加入少量的NaOH溶液 e．通入少量NH3
(2)常温下，用氨水吸收SO2可得到]NH4HSO3溶液，在NH4HSO3溶液中： (填“>”“”“ 时就能被少量溶解，酸式电离的平衡常数 。
(3)反应结束时，通过pH计测得溶液的pH约为 ，则证明猜想ⅰ是错误的。
(4)铝/水体系中可能发生反应，已知，，通过计算，该反应的 ，从热力学的角度来说该反应均能 (填“自发”或“非自发”)进行。
(5)将铝/水反应看作是原电池的电化学过程，建立铝/水反应体系微观过程模型如图2。
负极第一步反应的反应式为 ，在反应过程中，由于生成的覆盖在金属表面，为使反应完全，可采取的操作是 。由微观过程模型可知猜想ⅱ是正确的。Al单质还能与其他含Al元素的溶液反应，请列举两种： 。
15．（24-25高三上·浙江·阶段练习）已知溶洞的形成与下列反应有关：
①
②
(1)反应①的平衡常数为 。(用、、表示)
(2)以下能判断反应①达到平衡状态的是___________。
A．CO2气体压强保持不变B．溶液的pH保持不变
C．不变D．
(3)当溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶滴到洞底时渐渐形成了钟乳石，请解释可能的原因 。
(4)已知H2CO3的，，，，，为 。当c (Ca²⁺)= ml⋅L⁻¹时，开始产生CaCO3沉淀。
(5)科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法，装置示意图如下，电解质溶液1为由KHCO3、吡啶和HCl组成的CO2饱和水溶液，电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时，阴极反应为 。若用铅蓄电池代替恒压电源，当消耗标准状况下11.2LCO2时，正极质量变化为 g。
16．（24-25高三上·北京·阶段练习）某小组探究溶液、溶液与碱的反应，探究物质氧化性和还原性的变化规律。将一定浓度溶液，饱和混合溶液加入适量氨水，产生红褐色沉淀，经检验，红褐色沉淀含。
(1)分析产生的原因：氧化所致。
验证：向溶液中滴入氨水，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后有红褐色沉淀生成。
①生成白色沉淀的离子方程式是 。
②产生红褐色沉淀：。电极反应式：还原反应：。氧化反应： 。
(2)提出问题：产生的原因可能是氧化所致。
验证如下(溶液A：饱和溶液溶液；已排除空气的影响)：
①I中可能产生Cu，运用氧化还原反应规律分析产生Cu的合理性： 。
②检验：滤出Ⅰ中不溶物，用稀溶解，未检出Cu。分析原因：
ⅰ．Ⅰ中未生成Cu。
ⅱ．Ⅰ中生成了Cu。由于 (用离子方程式表示)，因此未检出Cu。
(3)设计实验(Ⅲ)确认的作用(已排除空气的影响)，装置示意图如下所示。
①补全电化学装置示意图 。经检验，实验中产生了、Cu。
②Ⅱ、Ⅲ中均含。Ⅲ中产生了Cu，Ⅱ中未产生Cu，试解释原因 。
类型五 电化学与化学平衡
17．（24-25高三上·河北·阶段练习）的资源化利用是化学研究的热点。
I．与耦合可制备丙烯
(1)在催化作用下，与耦合的反应过程如图所示。
已知：

耦合反应的 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
II．电还原可制备高附加值的有机物
已知：的活性位点对O的连接能力较强，的活性位点对C的连接能力较强，对的吸附能力远强于，且吸附后不易脱离。
(2)电还原可能的反应机理如图所示(*表示吸附态的)。
①若还原产物主要为，应选择 (填“”“”或“”)作催化剂。
②选择合适的金属催化剂，电还原生成的过程可描述为 。
(3)在一定压强下，按投料，在为催化剂的条件下，发生反应 (主反应)，同时有副反应[发生，反应相同时间，转化率及选择性(甲酸选择性)随温度的变化如图所示。
①下列措施能提高平衡转化率的是 (填标号)。
A降低温度 B．再充入 C．分离出
②下，反应至某时刻时体系中的分压为，则该时刻主反应的压力商 (填计算式即可)。
③当温度高于时，随温度升高，主反应与副反应的反应速率相比，增加更显著的是副反应，判断的理由是 。
III．利用电化学装置可实现和的耦合转化，原理如图所示。
(4)①阳极生成乙烷的电极反应式为 。
②同温同压下，若生成乙烯和乙烷的体积比为，则消耗的和的体积比为 。
18．（24-25高三上·江苏·阶段练习）氨的合成和氨氮治理对人类生存和发展具有重要意义。
(1)氨的合成
化学链合成氨的路径主要包括如图所示的三种（M、A代表金属），即基于金属氮化物一氧化物对（路径1）、贫氮一富氮氮化物对（路径2）以及氢化物一亚氨基化合物对（路径3）介导的化学链合成氨。
①路径1的化学方程式为 。
②路径2与路径1相比，其最主要优点是 。
③路径3在低温下表现出显著提高的产氨速率，其原因可能是 。
(2)氨的利用
氨可用于燃料电池，根据电解质传导机制可以将SO-DAFC法分为两类：O-SOFC（氧离子传导型电解质）和H-SOFC（质子传导型电解质），其工作原理如图所示。
①氨气在电极上转化为的过程可分为三步：1.氨吸附到负极活性位点；2.吸附氨分子上的N-H键断裂；3. 。
②从环保的角度来说，具有更大的优势的为 （填字母）。
A．O-SOFC燃料电池 B．H-SOFC燃料电池
(3)氨氮治理。
氯/铁介导电化学处理氨氮废水的机理如图所示。
①和反应的离子方程式为 。
②经检测，溶液中的的浓度随着反应的进行而逐渐增大，其原因可能是 （任写两点）。
19．（24-25高三上·重庆沙坪坝·期中）研究含碳和含氮物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题：
(1)消除汽车尾气中的NO、NO2，有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息：
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，△H3=-110 kJ/ml
则C(s)与NO2(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为 。
(2)在一定温度下，向2 L刚性容器中充入2 mlNO和1 mlO2(g)发生反应ⅲ(假定反应ⅲ为基元反应且不考虑其他反应)
①下列描述可表示该反应达到平衡状态的有 (填序号)
a．容器内颜色深浅不再改变 b．混合气体密度保持不变
c． d．单位时间内生成NO2和消耗O2的物质的量之比为2：1
②该反应的反应速率，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，已知平衡时O2的转化率为50%，则为 (计算时不考虑其他反应)。
(3)在一定温度下，向起始压强为100 kPa的1 L恒容密闭容器中通入1 ml N2和1 mlO2的混合气体发生反应ⅱ和ⅲ，4 min时反应达到平衡，测得体系总压强为90 kPa，且p(N2):p(O2):p(NO)=3:2:2(p为气体分压，单位为kPa)，达到平衡时NO2的平均反应速率为 ，反应ⅲ的压强平衡常数Kp= 。
(4)在两个初始体积相同且容积可变的容器内分别充入2 ml NO和1 ml O2，在总压为p1、p2条件下仅发生反应ⅲ。待两容器均达到平衡时，测得O2转化率随温度的变化如图所示。试解释m点的容器容积大于n点的原因是 。
(5)已知Ni2+与C2+性质相似，科学家们利用电化学装置将二者进行成功分离，如图所示。图中双极膜内可将H2O解离为H+和OH-，并在电流作用下发生定向迁移，且C2+与乙酰丙酮不反应。当双极膜内有2 ml H2O发生解离时，Ⅰ室和Ⅲ室溶液质量的变化差为 。
20．（24-25高三上·甘肃张掖·阶段练习）二氧化碳作为温室气体，是引发全球气候变化的主要元凶之一，但通过转化可以将其变成有用的化学品或燃料，有助于实现碳循环和碳减排。一定条件下使、的混合气体通过反应器可转化为甲醛。已知反应器内发生的反应有：
Ⅰ. ；，
Ⅱ. ；，
(1)、分别是正反应的活化能，、分别是逆反应的活化能，则 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)恒温恒容条件下，将1ml 和2ml 组成的混合气体通入2L的反应器中发生反应。下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A．反应过程中
B．容器的压强不再变化时，反应都达到平衡
C．加入反应Ⅰ的催化剂，升高反应Ⅰ的活化能，故提高平衡时的选择性
D．降低反应温度，反应Ⅰ的正反应速率加快、反应Ⅱ的正反应速率减小
(3)将1ml 和2ml 组成的混合气体通入不同温度下体积均为2L的反应器，均经过10min检测生成物的物质的量，如图所示。
①实验过程中，高于380℃后曲线C逐渐减小，分析发生该变化的原因： 。
②计算450℃时，在0~10min内的平均反应速率 。
③450℃时，反应Ⅱ的平衡常数 (结果保留两位小数)。
(4)下图是一种电化学催化还原二氧化碳制备甲醛的装置原理图。
①电解过程中双极膜产生的移向 极(填“M或N”)。
②N极为 极(填“阳”或“阴”)，N电极生成甲醛的电极反应式为 。
内容概览
类型一 热化学与电化学
类型二 热化学与化学平衡
类型三 化学平衡与电解质溶液
类型四 电化学与电解质溶液
类型五 电化学与化学平衡
积碳反应：
消碳反应：
活化能
( kJ/ml)
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
物质
CH3OH
CH3OCH3
c/ml·L−1
0.44
0.60
组成
/[g·(kg催化剂)1·h-1]
选择性/%
①
78
40
②
96
88
③
138
91
反应方程式
焓变
压强平衡常数Kp
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
=+131.3kJ·ml-1
Kp1=5×106kPa
②CO(g)+H2O(g)CO₂(g)+H2(g)
=-41.2kJ·ml-1
Kp2
离子种类
摩尔电导率/()
349.82
79.80
76.34
50.18
73.52
50.11
序号
Ⅰ
40.00
0
2.86
Ⅱ
4.00
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
4.65
Ⅰ
移取溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液
Ⅱ
，测得溶液的为4.76
实验I
实验II
实验III
操作
30%的溶液中，加入光亮铜片
30%的溶液中，加入光亮铜片，滴加稀硫酸
30%的溶液中，滴加的氨水，加入光亮铜片
现象
开始无明显现象，较长时间溶液变为浅蓝色，取出铜片晾干，表面有蓝色沉淀物
铜片表面产生少量气泡，随着反应的进行，气泡越来越多，溶液很快变蓝，取出铜片晾干，钢片依然保持光亮
立即产生大量气泡，溶液颜色变为深蓝色，取出钢片晾干，表面有蓝色沉淀物
序号
实验
试剂
现象
Ⅰ
氨水
生成沉淀，一段时间后，产生红褐色沉淀和灰黑色固体物质
Ⅱ
水
溶液无明显变化