2025年高考真题和模拟题化学分类汇编：专题15 反应原理综合题（原卷版）

这是一份2025年高考真题和模拟题化学分类汇编：专题15 反应原理综合题（原卷版），共42页。试卷主要包含了合成气是重要的工业原料气，粉末可在较低温度下还原等内容，欢迎下载使用。
1．（2025·云南卷）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为：
Ⅰ．
Ⅱ．
回答下列问题：
(1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为
秸秆纤维素 乙醇
(2)对于反应Ⅰ：
①已知 则 。
②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A．容器内的压强不再变化
B．混合气体的密度不再变化
C．的体积分数不再变化
D．单位时间内生成，同时消耗
③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为 。
(3)恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性]
①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。
②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数 (列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
2．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下：
I．
II．
III．
回答下列问题，
(1)计算 。
(2)提高平衡产率的条件是_______。
A．高温高压B．低温高压C．高温低压D．低温低压
(3)高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。
(4)下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。
注：含碳生成物选择性
①表示选择性的曲线是 (填字母)。
②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。
③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。
3．（2025·江苏卷）合成气(和)是重要的工业原料气。
(1)合成气制备甲醇：。的结构式为，估算该反应的需要 (填数字)种化学键的键能数据。
(2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。
①合成气变换。向绝热反应器中通入和过量的：。催化作用受接触面积和温度等因素影响，的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有 。
②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的吸收剂、(正价有)缓蚀剂等。溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是 (填化学式)。减缓设备腐蚀的原理是 。
(3)研究与不同配比的铁铈载氧体[是活泼金属，正价有]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的，依次发生的主要反应：
步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、转化率、与x的关系如图乙所示。时，大于理论值2的可能原因有 ；时，通入标准状况下的至反应结束，的选择性，则生成标准状况下和的总体积为 。
②时，新制载氧体、与反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与反应的物质有 (填化学式)。
③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中的作用、气体分步制备的价值： 。
4．（2025·广东卷）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为 。
(2)298K下，反应的、，则298K下该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以为原料可制备。将与10.0mlTi放入容积为的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。
① kJ/ml。
②不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为 。
③温度下， ，反应(c)的平衡常数 (列出算式，无须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼的分解反应：
(e)
(f)
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响，以肼的水溶液为原料(含的物质的量为)，进行实验，得到、随时间t变化的曲线如图。其中，为与的物质的量之和；为剩余的物质的量。设为0~t时间段内反应(e)消耗的物质的量，该时间段内，本体系中催化剂的选择性用表示。
①内，的转化率为 (用含的代数式表示)。
②内，催化剂的选择性为 (用含与的代数式表示，写出推导过程)。
5．（2025·河北卷）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
(1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应：
副反应：
体系中环氧乙烷初始浓度为，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中。
①0~30min内， 。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a．主反应中，生成物总能量高于反应物总能量
b．0~30min内，
c．0~30min内，
d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
(2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：。按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：
①代表的曲线为 (填“”“”或“”)；原因是 。
② 0(填“>”“”“”“=”或者“”“”“”、“”“”“=”或“”“”或“”“”“④>①>②>③
c．PNP被还原的反应过程存在极性键的断裂和形成
Ⅲ．采用电化学絮凝法去除PNP，装置示意图如下。
已知：电化学絮凝法是在合适的电流下电解产生氢氧化物胶体来去除水中污染物的技术手段。
(6)解释电化学絮凝法去除PNP的原理 。
13．（2025·贵州毕节·二模）为应对全球气候变暖等环境问题，碳捕集、利用和封存（CCUS）技术得到了越来越多的关注。加氢制甲醇既可实现资源化利用，也可实现可再生能源的化学储存，是一种重要的CCUS技术。回答下列问题
(1)200℃时，加氢制甲醇主要发生下列反应：



反应的 ，该反应自发进行的条件是 。
(2)从分子水平上探究反应机理可为设计高效催化剂提供理论指导。加氢制甲醇反应在不同载体的催化剂催化作用下反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在催化剂表面。
根据势能图，COOH*羧酸盐路径决速步的活化能为 ，HCOO*甲酸盐路径中反应速率影响最大的基元反应方程式是 ，实验测得甲酸盐路径更容易进行，原因是 。
(3)一定压强条件下，催化剂A和催化剂B在不同温度下的催化性能分别如图1、2所示，应选用的催化剂是 （填“A”或“B”），理由是 。
(4)200℃、压强为的条件下，在恒容密闭容器中加入催化剂、和反应并达到平衡状态，测得反应的数据如图1，平衡转化率为，甲醇选择性为80%，计算主反应在该温度下的分压平衡常数 。［列出计算式即可，分压总压物质的量分数，甲醇选择性］
(5)为深入研究催化剂和催化剂对转化率的影响，根据Arrhenius方程（，是速率常数，是定值，是活化能，是气体常数，是绝对温度）测定了催化剂A、B的反应活化能，结果如图，催化剂B对应的曲线是 。

(6)科学家发明了一种由阴离子交换树脂——碳纳米管构成的膜分离装置（如图）可以连续去除空气中的，在富集的同时获得基本不含的空气，除去的空气可用于碱性燃料电池。
①写出侧转化成的电极反应方程式 。
②膜分离装置中复合薄膜的作用是 。
14．（2025·陕西渭南·二模）工业上先将金红石()转化为，再制得在医疗等领域具有重要用途的金属钛(Ti)。
(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(i)直接氯化： ，
(ii)碳氯化： ，
①反应的Kp= 。
②从和的角度说明碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法的原因： 。
(2)在一定条件下，将足量和固体炭放入密闭容器中，再通入进行反应至平衡，当改变外界条件时，(g)体积分数变化的趋势如图所示，由图判断：
在800℃、100MPa和850℃，200MPa下的转化率分别为，，则 (填“>”、“”“