专题18 化学反应原理综合-（2016-2025）十年高考化学真题题源整理试题（含答案）

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1．（2025·湖南·高考真题）在温和条件下，将转化为烃类具有重要意义。采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程示意图如下：
回答下列问题：
（1）电解池中电极M与电源的 极相连。
（2）放电生成的电极反应式为 。
（3）在反应器中，发生如下反应：
反应i：
反应ii：
计算反应的 ，该反应 (填标号)。
A．高温自发 B．低温自发 C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发
（4）一定温度下，和(体积比为)按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器(入口压强为)发生反应i和ii．有存在时，反应ii的反应进程如图1所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。
根据图1，写出生成的决速步反应式 ；的选择性大于的原因是 。
②结合图2，当时，混合气体以较低的流速经过恒容反应器时，反应近似达到平衡，随着x的增大，的转化率减小的原因是 ；当时，该温度下反应ii的 (保留两位小数)。
【答案】（1）正
（2）
（3） ﹣126 B
（4） 由生成时，活化能较大，反应速率慢 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 0.16
【解析】（1）由图可知，N电极上CO转化为C2H4，C元素化合价下降，发生还原反应，N为阴极，则M为阳极，与电源正极相连；
（2）CO发生得电子的还原反应转化为C2H4，电解液是碱性环境，电极反应为：；
（3）根据盖斯定律，反应ii－反应i即可得到目标反应，则，该反应是熵减的放热反应，则依据反应能自发进行，则低温下自发进行，选B；
（4）总反应的反应速率由慢反应决定，故决速步是反应最慢的步骤，由图可知，TSⅡ的垒能最大，该步骤是决速步骤，反应式为；由图可知，由生成时，活化能较大，反应速率慢，所以的选择性大于；
当x≥2时，由题意可知，该过程近似认为是平衡状态，则增大CO的分压，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x=2时，的转化率为90%，的选择性为80%，设初始投料：CO：2ml、C2H4：2ml、H2：1ml，则、、、，气体总物质的量为(2+0.72+0.18+0.2+0.28)ml=3.38ml，此时压强为，、、，反应ii的Kp=。
2．（2025·湖北·高考真题）粉末可在较低温度下还原。回答下列问题：
（1）已知一定温度下：
则的 (用m和n表示)。
（2）图1分别是和下还原过程中反应体系电阻随反应时间变化的曲线，可用 (填标号)表示反应的快慢。
a． b． c． d．
（3）图1中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。
（4）研究发现对的还原性主要来自于其产生的。一般认为在表面被氧化成有两种可能途径，图2是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径 (填“a”或“b”)是主要途径。
（5）产生的可能反应：①或②。将放在含微量水的气流中，在至的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定的来源之一是反应 (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是的来源，必须进行的实验是 。
（6）已知。研究表明，在相同温度下，用还原比直接用还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因： 。
【答案】（1）
（2）d
（3）Ⅰ
（4）a
（5） ② 将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小
（6）消耗H2O(g)同时产生H2(g)，H2O(g)的浓度减小，H2(g)的浓度增大均有利于平衡正向移动，提高Fe的产率
【解析】（1）①
②
③
×①+×②得到反应③，根据盖斯定律可知=×+×=；
（2）随着铁的生成，电阻变小，可用单位时间内电阻的变化量来表示反应速率，即，选d；
（3）其它条件相同，温度越高，反应速率越快，曲线Ⅰ电阻变化最快，故曲线Ⅰ对应的反应温度最高；
（4）由图可知途径a中能垒为1.3eV，比途径b中小，故途径a反应速率更快，途径a是主要途径；
（5）固体质量一直增加，则氢气的来源之一是反应②；若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进行的实验是：将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小；
（6）在相同温度下，用还原比直接用还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因：消耗H2O(g)同时产生H2(g)，H2O(g)的浓度减小，H2(g)的浓度增大均有利于平衡正向移动，提高Fe的产率。
3．（2025·广东·高考真题）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)。
【答案】（1）
（2）能
（3） 0.5
（4）
【解析】（1）Ti为22号元素，基态Ti原子的价层电子排布式为，故答案为：：
（2）反应的、，则根据可知，该反应在298K下能自发进行，故答案为：能；
（3）① 已知：
反应b：
反应c：
将反应c-2×反应b可得，则，故答案为：；
② 由表格可知，反应a为放热反应，反应b、c为吸热反应，反应d也是放热的，曲线Ⅰ，Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况，随着温度升高，反应b、c正向移动，反应a、d为逆向移动，所以的含量逐渐上升，的含量逐渐下降，所以曲线Ⅰ对应的物质为，故答案为：；
③ 温度下，，，，根据Ti元素守恒，可推出（10+5-6-8.5）ml=0.5ml，则，，反应(c)的平衡常数=，故答案为：0.5；；
（4）① 因为肼为反应物，肼的含量逐渐下降，起始时，时， ，则内，的转化率为=，故答案为：；
② 由图可知，内，，，则，反应掉的肼为，生成的氮气和氢气的物质的量为，根据反应前后原子个数守恒，可得，反应f消耗的肼为，反应e消耗的肼为， 则本体系中催化剂的选择性===，故答案为：；
4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下：
I．
II．
III．
回答下列问题，
（1）计算 。
（2）提高平衡产率的条件是_______。
A．高温高压B．低温高压C．高温低压D．低温低压
（3）高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。
（4）下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。
注：含碳生成物选择性
①表示选择性的曲线是 (填字母)。
②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。
③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。
【答案】（1）
（2）B
（3） ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O
（4） c 0.2 反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气
【解析】（1）已知：
I．
Ⅱ．
将I+ Ⅱ可得=，故答案为：；
（2）已知反应Ⅱ． 为放热反应，要提高平衡产率，要使平衡正向移动。
A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，A错误；
B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高平衡产率，B正确；
C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，C错误；
D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，D错误；
故选B。
（3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O；
（4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。
①表示选择性的曲线是c，故答案为：c；
②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51ml，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49ml，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245ml，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49ml，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02ml，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1ml，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：；
③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7ml，生成的甲烷为0.1ml，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 ml=0.2ml；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，由于反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气，导致平衡转化率下降，故答案为：0.2；反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气。
5．（2025·河北·高考真题）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“>”“”“