2026江苏高考化学二轮复习题型16 化学反应原理综合（题型专练）（原卷版）

题型16化学反应原理综合目录目录第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局第二部分考向破译微观解剖，精细教学典例引领方法透视变式演练考向01以资源利用为载体考查化学反应的原理【重难】考向02以氢能等能源利用为载体考查化学反应的原理【重难】第三部分综合巩固整合应用，模拟实战该题型是全卷压轴题，核心考查反应热计算、化学平衡（速率、移动、常数计算）、电化学（电极反应、离子迁移）及溶液中离子平衡（pH、溶度积），融合图表数据解读与建模分析。该题型占15分左右，是区分顶尖考生的关键，凸显“变化观念与平衡思想”核心素养，分值权重高、综合性强。考向预测：情境将紧扣新能源、绿色催化、工业减排等前沿领域，强化多平衡体系综合分析，增加数据图表（如平衡转化率曲线、电池极化曲线）解读，设问更侧重条件优化与实际工业应用结合。考向01以资源利用为载体考查化学反应的原理【例1-1】（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：。【例1-2】（2023·江苏卷）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。

“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的，其原因是。(2)合成尿素[]是利用的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现反应Ⅰ：反应Ⅱ：①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[]和尿素转化为氰酸铵()等副反应。尿素生产中实际投入和的物质的量之比为，其实际投料比值远大于理论值的原因是。(3)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。

其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为(填化学式)。②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为。③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为(写出计算过程)。1．改变条件影响反应速率的反常现象↵条件变化反常说明加热速率减小①有酶参与的反应，温度高酶会失去活性②有气体参与的反应，升高温度，气体的溶解度减小③加热易分解的物质(H₂O₂、NH₃·H₂O等)分解④有催化剂参与的反应，升高温度，催化剂活性降低⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发加压不变①没有气体参与的反应②恒温恒容条件下的气相反应，充入稀有气体(或不参与反应)浓度不变例如:增大c(O₃),SO₂(g)+O₃(g)═SO₃(g)+O₂(g),速率几乎没有变化，可能是该反应速率很慢2．化学平衡移动问题分析流程【变式1-1】（2021·江苏卷）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。(1)500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是。(2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为反应I：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反应II：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1反应III：2CO(g)=CO2(g)+C(s)ΔH=-172.5kJ·mol-1①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的ΔH=。②1.01×105Pa下，将n起始(CO2)：n起始(CH4)=1：1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是。(3)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)：n(O2)：n(H2)：n(N2)=1：1：49：49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为。②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是。【变式1-2】（25-26高三上·江苏徐州·期末）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N与电源的极相连。(2)CO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。随着的增加，的转化率和产物的选择性(选择性)如图2所示。①根据图1，写出生成的决速步反应式；图2中，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，随着的增大，的转化率减小的原因是。考向02以氢能等能源利用为载体考查化学反应的原理【例2-1】（2024·江苏卷）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。(1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有；含CO和各1mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得。(2)一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为。②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于，出口处氨含量下降的原因是。(3)反应可用于储氢。①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于，产率下降的可能原因是。②使用含氨基物质(化学式为，CN是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，可能机理如图所示，氨基能将控制在催化剂表面，其原理是；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。【例2-2】（2022·江苏卷）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。(1)“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性溶液，阴极区为盐酸，电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应为(用电极反应式表示)。②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有(填元素符号)。(2)“热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收制得的溶液反应，生成、和；再经生物柴油副产品转化为Fe。①实验中发现，在时，密闭容器中溶液与铁粉反应，反应初期有生成并放出，该反应的离子方程式为。②随着反应进行，迅速转化为活性，活性是转化为的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为。③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、的产率随变化如题图所示。的产率随增加而增大的可能原因是。(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“热循环制氢和甲酸”的优点是。1.原子守恒法解答多平衡体系中平衡常数思路2．化工生产中的复杂图像分析（1）曲线上的每个点是否都达到平衡往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。（2）催化剂的活性是否受温度的影响不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。如图，250～300℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低。（3）不同的投料比对产率也会造成影响可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。3．有、无催化剂的反应历程能量对照图图像解读(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤（也可能为多个），反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。(3)催化剂的作用：降低正、逆反应所需的活化能，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点（反应物）能量和终点（生成物）能量的相对大小【变式2-1】(2026·江苏苏州姑苏区苏州第十中学月考)（25-26高三上·江苏镇江·月考）氨是重要的能源物质。(1)工业合成氨在固体催化剂表面合成氨的过程如图1所示，吸附后，能量状态最高的是。(选填“A”、“B”或“C”)(2)电催化制氨①电催化还原制。在碱性水溶液中，通过电催化使还原为的电极反应式为。该制氨方法尚未能应用于工业生产，因为。(要求答两个原因)②电催化还原制。NF是一种电极载体，分别以、Fe/NF、NF为阴极材料，电解含的中性溶液(电极材料与溶液不发生反应)。不同电极上的产率及的选择性如图2所示。以、Fe/NF电极分别电解NaNO2溶液相同时间，电解后溶液中：，原因是。(3)氨解制氢氨电解反应可用于制氢。相同条件下，饱和氨水(的质量分数为)的密度为，液氨的密度为。①电解含的液氨溶液制的装置如图3所示，电解时，阳极的电极反应式为。②氨燃料的性能可用“能量密度”来衡量，能量密度，则饱和氨水的能量密度为。③相比电解饱和氨水，电解液氨法制H2的优点是。【变式2-2】（25-26高三上·江苏南京·月考）氢能是应用前景广阔的新能源。(1)制氢。工业上电解碱性尿素水溶液制氢。①阳极活性物质Ni(OH)2首先放电生成NiOOH，该过程的电极反应式为。②CO(NH2)2吸附在NiOOH上被氧化生成N2。根据电负性规则，CO(NH2)2分子中能被Ni吸附的原子是（填元素符号）。(2)储氢。部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢，其反应机理的部分过程如图所示，中间体X的结构。(3)储氢物质NH3的运用。NH3常用于烟气（主要成分NO、NO2）脱硝。以N2为载气，将含一定量NO、NH3及O2的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂CeO2的反应管，研究温度、SO2(g)、H2O(g)对脱硝反应的影响。①如图1所示，温度高于350℃时，NO转化率下降，推测原因是。②如图2所示，温度高于350℃时，和不含水蒸气的烟气相比，含10%水蒸气的烟气的NO转化率更高，其原因是。③实验证明，烟气中含SO2会导致催化剂不可逆的中毒(Ce4+氧化SO2生成覆盖在生成的Ce3+表面，阻止了O2氧化Ce3+）。而添加CuO后抗硫能力显著增强，请结合如图机理，说明抗硫能力增强的原因。1．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。(一)CH4-CO2催化重整是实现“双碳”经济的有效途径之一，具有广阔的市场前景和经济、社会价值。相关的主要反应有：Ⅰ：

Ⅱ：

已知：常温常压下，CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol、283.0kJ/mol。请回答：(1)反应Ⅰ的kJ/mol。(2)恒温恒容条件下，起始按投料，若只发生反应Ⅰ，能作为反应达到平衡的标志是___________(填序号)。A．CH4浓度不再发生变化B．体系压强不再变化C．单位时间内，消耗amolCO2时，同时生成2amolH2D．混合气体的密度不再变化(3)在一定条件下的密闭容器中，按投料，图1表示温度对H2产率的影响曲线。此反应优选温度为900℃的原因是。(4)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现弱酸环境下CO2甲醇化实现碳中和，工作原理如图2所示。①实验测得，阴极区溶液酸性提高，阴极上会产生气体A，导致CO2的转化率降低，则气体A的分子式为。②阴极生成甲醇的电极反应式为。(二)CO2和CO加氢制甲烷可实现CO2资源利用的同时实现氢能的储存，相关反应如下：Ⅰ．

Ⅱ．

(5)CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径有两种，如图3所示。请从反应速率和生成物稳定性角度分析说明CO*是CO2活化的优势含碳中间体的原因是。2．（25-26高三上·江苏·期中）锂电池的研发、使用及废电池的回收具有重要意义。(1)比能量是指电池单位质量(或体积)输出的电能。锂金属电池放电时总反应为。下列关于锂金属电池说法正确的是(填序号)。A．放电时Li作负极

B．锂金属电池比能量高于锌锰干电池

C．可用稀作电解质(2)钴酸锂()、磷酸铁锂()等锂离子二次电池应用普遍。①钴酸锂电池放电时示意图如图1所示。放电时，由中脱嵌。写出放电至完全时电极的电极反应式：。②磷酸铁锂电池具有循环稳定性好的优点。充电时脱嵌形成。晶胞中O原子围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构(如图2所示)。x=。(3)将废旧锂离子电池(外壳为铁，电芯含铝)置于不同浓度的和NaCl溶液中使电池充分放电是电池回收工艺的首要步骤。电池在不同溶液中放电的残余电压随时间的变化如图3所示。对浸泡液中沉淀物热处理后，得到XRD示意图谱如图4所示。注：X-射线衍射XRD(WideAngleX-rayDiffraction)主要是对照标准谱图分析纳米粒子的组成，分析粒径，结晶度等，一般要求纳米粒子的尺寸在几个纳米到100纳米以内。对谱图进行解析、归属谱线到晶面、推导出晶体的晶系晶型，还可以测得晶体掺杂情况、物相占比情况等。①电池在5％Na2S溶液中比在5％NaCl溶液中放电速率更大，其原因是。②NaCl溶液的质量分数由5％增大至10％时，电池残余电压降低速率更快。依据图4XRD图谱，分析其主要原因：。(4)将放电完全的钴酸锂电池正极材料粉碎后进行酸浸处理。实验测得，在相同条件下，使用盐酸作浸取剂可使钴转化为，转化率达到99％，但工业生产使用混合物作浸取剂。①写出盐酸作浸取剂发生酸浸反应的化学反应方程式：。②工业生产时在盐酸中加入，的作用是。3．（25-26高三上·江苏南京·开学考试）的资源化利用有利于实现碳中和。加氢制的主要反应如下：反应Ⅰ：反应Ⅱ：(1)计算反应I的焓变需要以下数据中的___________(填序号)。A．的燃烧热 B．的燃烧热C．的 D．的(2)在3MPa下，将的原料气匀速通过装有催化剂的新型膜反应器(如题图-1所示)，的实际转化率和的实际选择性随温度的变化如题图-2中实线所示。图中虚线表示相同条件下的平衡转化率、的平衡选择性选择性］随温度的变化。①温度高于平衡转化率随温度升高而上升的原因是。②时，的实际转化率高于平衡转化率的原因是。③使用不同催化剂时，的转化率和的选择性如题图-3所示，该条件下产率最高的催化剂是(填催化剂序号)。(3)催化加氢制依次经历步骤，如题图-4所示：①Ce正价有+3和时，催化剂中，写出：2参与“步骤ii”反应的化学方程式：。②步骤i中，先通入活化能提高催化剂活性，部分原理如题图-5所示。步骤ii中，被活化后的催化剂吸附，进一步被还原为。结合图示综合分析，步骤i能提高催化剂活性的具体原理为。4．（25-26高三上·江苏盐城·期中）合成气(CO和)是重要的工业原料气。生物质(光合作用过程生成的有机物)制备合成气转化过程如下：(1)生物炭气化发生的主要反应为反应Ⅰ

反应Ⅱ

反应Ⅲ

①反应的kJ·mol-1。②在催化剂表面反应Ⅱ的反应历程如图所示，该反应中的决速步骤的方程式是。③在时生物质直接气化，产生一氧化碳、氢气、甲烷等气体以及苯、甲苯等焦油，再通过净化得到合成气。和生物炭气化相比，生物质直接气化的缺点有。(2)其它条件相同，研究，用(熔点为)作为反应的催化剂。①催化机理如下：补充反应ⅰ化学方程式反应ⅰ反应ⅱ反应ⅲ反应ⅳ②催化作用受接触面积和温度等因素影响。用(熔点360.4℃)代替作催化剂进行生物炭气化，得到的合成气中含量更高。其原因是。(3)合成气中的可用溶液进行脱除并回收。①脱除在钢制吸收塔中进行，溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是(填化学式)。②回收的电催化还原生成的装置如图所示，铂电极的电极反应式为。5．（25-26高三上·江苏连云港·期中）CO和CO2的资源化利用有着重要的意义。(1)CO和CO2催化加氢制甲烷。在Cu-ZnO/Al2O3催化下，CO和CO2混合气体与H2主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g）

ΔH=-205.8kJ·mo1-1反应Ⅱ：CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）

ΔH=-165.0kJ·mo1-1①反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的ΔS=-4.4J·mo1-1·K-1，通过计算说明该反应在常温下能自发进行的原因。②CO2催化加氢合成CH4过程中，CO2活化的可能途径如图-1所示，CO是CO2活化的优势中间体，原因是。(2)CO催化加氢制丙醇。在铁的催化下CO与H2反应可以制丙醇（C3H7OH），反应的机理如图-2所示（H*表示吸附在催化剂上）：①在上述机理中若要减少C2H6的生成，可采取的措施有。②流程中物质X的化学式为。(3)利用合成气制甲醇。在Fe/CuO基催化下合成气（CO2、CO、H2）加氢生成甲醇，其反应机理与上述（2）类似，在相同时间内测得甲醇的产率与不同比例合成气间的关系如图-3所示。合成气比例达到V（CO2）：V（CO）：V（H2）=2：28：70后，随着CO2浓度增大甲醇的产率降低的原因是。6．（25-26高三上·江苏徐州·期中）利用气体合成甲醇、二甲醚，可以减少排放。(1)和可以制取，在300℃、催化作用下可以合成，写出合成的化学反应方程式。(2)①甲醇重整制氢：

，已知：

。向重整反应体系中加入适量CaO的优点是。②在Cu-Pd合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如题图-1所示(“★”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程的中间产物)。已知步骤Ⅱ中碳氧双键与发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式。若用代替，则生成氢气的分子式为。催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性。为减少积炭，可采用的方法是。(3)催化加氢合成二甲醚：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

其他条件相同时，反应一段时间，反应温度对平衡转化率及实际转化率影响如题图-2所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及二甲醚实际选择性影响如题图-3所示。(已知：的选择性)①题图-2中，温度高于290℃，平衡转化