高考化学2026年模拟试卷题型汇编-化学反应速率与化学平衡大题

第1页（共1页）化学反应速率与化学平衡一．解答题（共25小题）1．（2026春•小店区校级月考）“液体阳光”工程是指通过太阳能、风能产生的电力电解水制得绿氢，再将绿氢与CO2转化为CH4、CO等燃料的过程，有助于推动碳中和，这一过程中逆水煤气变换（RWGS）反应引起了科学家们的关注。已知RWGS反应中可能发生：反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ/mol反应Ⅱ：CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣207kJ/mol（1）总反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH3＝；该反应在（填“高温”、“低温”或“任意温度”）下自发进行。（2）将CO2和H2按不同比例通入某密闭容器中，在催化剂作用下发生反应，CO2的平衡转化率x（CO2）以及CH4的选择性s（CH4）随温度和压强的变化曲线如图1、图2所示。已知：s(CH①图2中温度t1、t2、t3从小到大的顺序为。②图1中温度400℃时，CO2的平衡转化率随压强变化的原因是。③根据实验数据可知，CO的选择性在H2/CO2的体积比为时最高。（3）常压下，向体积为2L的密闭容器中充入1molCO2和一定量的H2进行RWGS反应，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。①图中曲线a代表的物质为。②649℃时，反应5min达平衡，则反应Ⅱ的化学反应速率为v（CH4）＝mol•L﹣1•min﹣1。③649℃时，反应Ⅰ的平衡常数为（保留两位有效数字）。2．（2026春•靖远县月考）2025年诺贝尔化学奖表彰了在开发金属有机框架有卓越贡献的三位科学家。甲酸在金属有机框架（MOF）合成中的应用主要体现在结构调控和催化性能优化两方面。利用光电催化反应器通过光解水可实现CO2制取甲酸，该过程可以有效进行能源的转换和储存，光电催化反应器的装置如图1。回答下列问题：（1）通过调节电催化界面反应路径，可提升CO2被还原制甲酸的选择性。光催化剂所在电极的电极反应为。（2）每生成4.6gHCOOH，通过蛋白质纤维膜的H+数目为。（3）Chiavassa团队采用原位FTIR技术对Pd/β﹣Ga2O3催化剂上用CO2与H2合成甲酸进行了详细研究，其反应历程如图2所示。①结合表1，已知反应体系中CO2、H2和HCOOH均呈气态，请写出反应的热化学方程式：。化学键H—HC＝OC—HC—OO—H键能/（kJ•mol﹣1）436745413351462②该反应能自发进行的条件为（填标号）。A．高温B．低温C．任意温度③整个反应历程跨越了个过渡态，在此催化剂存在条件下，反应的最大能垒为。（4）上述CO2与H2反应制甲酸标为反应Ⅰ，实验发现该过程中还会发生反应Ⅱ.CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH＞0。向一容积为2L的恒容密闭容器中充入amolCO2和bmolH2，测得温度与CO2的平衡转化率、HCOOH的选择性[HCOOH的选择性=n(HCOOH)n(HCOOH)+n(CO)×100%]①请结合图3，从平衡移动角度解释CO2的转化率随温度变化呈现图示趋势的原因：。②240℃时，反应达到平衡的时间是5min，则氢气的反应速率为（用含a的代数式表示）。3．（2025秋•黑龙江期末）丙烷直接脱氢制丙烯是工业上重要的生产方法，但该反应强吸热、受热力学平衡限制。丙烷与甲醇共进料制烯烃作为一种耦合工艺受到关注。该工艺涉及的主要反应如下：反应Ⅰ：C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+124kJ•mol﹣1反应Ⅱ：C3H8（g）⇌C2H4（g）+CH4（g）ΔH2＝+82kJ•mol﹣1反应Ⅲ：2CH3OH（g）⇌C2H4（g）+2H2O（g）ΔH3＜0回答下列问题：（1）根据上述反应计算C3H6（g）+H2（g）⇌C2H4（g）+CH4（g）ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）某温度时，在盛有催化剂的密闭容器中只充入C3H8发生反应，保持体系压强为pMPa，反应达到平衡时C3H8转化率为50%，C2H4的摩尔分数为20%。则反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝MPa，能同时提高反应速率和C3H8平衡转化率的操作为。（3）某研究团队通过热力学计算，得到在0.1MPa不同温度及不同丙烷与甲醇进料比[n(①实验表明温度一定时，增大进料中丙烷的比例[即n(C3H8)n(CH3A.在绝热体系中发生反应时，反应Ⅲ可拉动反应Ⅰ正向进行B.温度一定时，加入少量甲醇可有效抑制反应Ⅱ发生C.使用高效催化剂可提高平衡体系中丙烯摩尔分数②固定进料比，平衡时丙烯的摩尔分数随温度升高均呈现先升高后降低的趋势。解释在高温段丙烯的摩尔分数下降的可能原因：。（4）该团队进一步在Fe﹣Zn/Al2O3催化剂上进行了动力学实验。测得在450～500℃范围时，丙烷直接脱氢和丙烷与甲醇共进料[n(C3H8)n(CH3OH)=4]两种工艺下的反应速率分别为3.0×10﹣6和4.22×10﹣6以lnr（r表示反应速率）对1000T作图得到两条直线，如图乙所示。基态Fe原子与基态Fe3+的未成对电子数之比为4．（2026•福建模拟）江南大学一团队开发了一种新型铑基单原子催化体系（LiI，Rh/CeTiOx），实现了CO2加氢一步高效制乙醇，涉及的有关反应如下：①2CO2（g）+6H2（g）⇌C2H5OH（g）+3H2O（g）Δ②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）Δ③CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）Δ回答下列问题：（1）工业上，利用合成气合成甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）下列图像中符合反应①中ΔG与T关系的是（填标号）。A．B．C．D．（3）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2只发生反应②，下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是（填标号）。A．气体总压强不随时间变化B．CO2体积分数不随时间变化C．c(CHD．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1（4）在3MPa下，按H2、CO2体积比为3：1投料只发生反应①和③，测得CO2的平衡转化率、C2H5OH的选择性和CO的选择性与温度的关系如图所示。已知：C2H5OH的选择性和CO的选择性之和为100%。Ⅰ.能代表乙醇选择性与温度关系的曲线是（填“甲”“乙”或“丙”），判断依据是。Ⅱ.温度高于300℃时，乙曲线下降程度变慢，其原因是。（5）某温度下，向一密闭容器中充入1molCO2和3molH2只发生反应①和③，达到平衡时测得CO2的转化率为50%，n总（起始）：n总（平衡）＝5：4。该温度下反应③的压强平衡常数Kp＝。5．（2026•运城模拟）乙苯（C8H10）是重要的化工原料，常用来制备苯乙烯（C8H8）。回答下列问题：Ⅰ.乙苯脱氢制苯乙烯的主反应和副反应如下：主反应：C8H10（乙苯，g）⇌C8H8（苯乙烯，g）+H2（g）ΔH1＞0副反应：C8H10（乙苯，g）⇌C6H6（苯，g）+C2H4（乙烯，g）ΔH2已知：一定温度下，由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。物质C8H10（乙苯，g）C6H6（苯，g）C2H4（乙烯，g）C8H8（苯乙烯，g）H2（g）摩尔生成焓/（kJ•mol﹣1）﹣21.9+82.9+52.3+101.60（1）副反应的ΔH2＝kJ•mol﹣1。（2）主反应在（填“低温”“高温”或“任意温度”）下能自发进行。（3）要使主反应的正反应速率和C8H10（乙苯，g）的平衡转化率同时增大，下列措施可行的有（填标号）。A．加入催化剂B．增大C8H10（乙苯，g）的物质的量浓度C．升高温度D．加入稀释剂水蒸气并保持体系恒压Ⅱ.工业上，通常在C8H10（乙苯，g）中混掺一定量的水蒸气进行反应，在保持100kPa条件下，仅发生主反应，控制投料比n（乙苯）：n（H2O）分别为1：1、1：4、1：9，C8H10（乙苯，g）平衡转化率与反应温度的关系如图所示。（4）图中代表n（乙苯）：n（H2O）＝1：9的曲线是（填标号），加入水蒸气的目的是（任写一点）。（5）图中M点的正反应速率和N点的逆反应速率大小关系为v正（M）（填“＞”“＜”或“＝”）v逆（N）。（6）在550℃、压强恒定为100kPa时，将1molC8H10（乙苯，g）和4mol水蒸气通入体积可变的密闭容器中，仅发生主反应，经过10min反应达到平衡。试进行下列计算：（结果保留三位有效数字）①此时苯乙烯的体积分数为%，0～10min内H2的平均反应速率为kPa•min﹣1。②550℃下该反应的Kp＝kPa。6．（2026•四川校级开学）降低大气中的CO2含量和有效开发利用CO2正成为研究的主要课题，CO2与氢气合成甲醇的反应为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，请回答下列问题：（1）该反应的自发条件是（填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”）。（2）下列有利于提高CO2转化率的措施有（填字母）。A．缩小容器容积，增大压强B．升温C．使用催化剂D．增大H2和CO2的初始投料比（3）在容积为2L的恒容密闭容器中，充入2molCO2和6molH2，在500℃时，发生上述反应，10min后反应达到平衡，测得平衡时c(CH①达到平衡时CO2的转化率为，前10min内用H2（g）的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v（H2）＝mol•L﹣1•min﹣1。②计算该温度下此反应的化学平衡常数K的值为（保留两位小数）。③保持温度不变，平衡后如果将容器的容积扩大到4L，达到新平衡时，c（CH3OH）0.375mol/L（填“＞”、“＜”或“＝”）。（4）恒温恒容条件下，下列能说明反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）已达平衡的是（填字母）。A．3v正（H2）＝v逆（CH3OH）B．单位时间内生成1molH2O（g）的同时生成3molH2（g）C．混合气体的密度不随时间而变化D．容器中混合气体的压强不随时间而变化（5）以CO2、H2为原料合成CH3OH时，还发生了副反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g），该反应的化学平衡常数（K）和温度（t）的关系如下表所示，请回答下列问题：t/℃7008008301000K0.60.91.01.71000℃时，某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、3mol/L、3mol/L，则此时上述副反应的平衡移动方向为（“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”）。7．（2026•西安校级模拟）在实现“碳中和”的战略目标下，利用C1化工原料（如CO）转化为高附加值的化学品是化学研究的前沿领域，其中通过羰基化﹣加氢两步法，以CO、H2和CH3OCH3（二甲醚）为原料合成CH3CH2OH是一种极具前景的技术路线。其核心反应如下（x、y）均大于0）：反应ⅰ：CO（g）+CH3OCH3（g）⇌CH3COOCH3（g）Δ反应ⅱ：CH3COOCH3（g）+2H2（g）⇌CH3CH2OH（g）+CH3OH（g）Δ回答下列问题：（1）下表为部分化学键的平均键能：化学键H—HC—HO—H键能/（kJ•mol﹣1）abc乙酸甲酯分子中C＝O键的键能为kJ•mol﹣1（用含y、a、b、c的代数式表示）。（2）为探究压强对反应ⅱ的影响（假设该条件下只发生反应ⅱ），在相同温度下，进行两组实验：A组初始总压为p0[n（CH3COOCH3）：n（H2）＝1：2]，B组初始总压为2p0（其他条件相同）。达到平衡时，A组中CH3COOCH3的转化率为α，B组中CH3COOCH3的转化率为α′，则α′α。（填“＞”“＜”或“＝”），理由是。（3）在体系压强不变的条件下，向密闭容器中按n（CO）：n（CH3OCH3）：n（H2）＝1：1：2充入反应物，若只发生反应ⅰ和反应ⅱ，平衡时CO、CH3COOCH3、H2、CH3CH2OH的物质的量分数随温度的变化如图所示。①曲线A代表的物质的量分数随温度的变化（填“CO”“″H2”或“CH3CH2OH”）。②400K时，在催化剂作用下，反应一段时间后测得C的物质的量分数为5%（图中X点）。不改变原料比、温度和压强，一定能提高C的物质的量分数的措施有（填一条）。③300～400K时，C的物质的量分数随温度降低而升高的原因是。④用各组分的物质的量分数代替浓度计算的平衡常数称为物质的量分数平衡常数，用Kx表示。400K时，反应ⅱ的Kx＝。8．（2026•泉州模拟）肼（N2H4，沸点113.5℃）是一种具有良好应用前景的储氢材料，其分解反应如下：反应Ⅰ：N2H4（g）⇌N2（g）+2H2（g）Δ反应Ⅱ：N2H（1）反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH3＝kJ•mol﹣1。（2）在金属Pt催化下，发生反应Ⅰ。①图1中表示ΔH﹣TΔS随T的变化趋势正确的是。（填“a”“b”“c”或“d”）②图2为反应Ⅰ催化机理，则M的化学式为。③已知电负性Ni为1.9、Pt为2.3.若改用Ni﹣Pt做催化剂，催化剂表面存在Ni和Pt两种活性位点。则肼中的N原子吸附于（填“Ni”或“Pt”）活性位点，理由是。（3）在p0kPa下，催化3molN2H4发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时产物的物质的量与温度的关系如图3。①曲线a所示物种为，理由为。②常温下，能提高N2H4的平衡转化率的是。（填标号）a．改变催化剂b．增大N2H4的用量c．恒压时通入惰性气体③Q点时，反应Ⅰ的Kp＝（用含p0的式子表示）。（4）25℃，在R催化下，N2H4在NaOH溶液（c＜1.0mol•L﹣1）中发生反应Ⅰ、Ⅱ的速率方程为：v=kcα(N2H4⋅H2O)⋅c0.4(NaOH)⋅cβ(R)，k是速率常数，α、实验c(Nc（NaOH）/mol•L﹣1c（R）/mol•L﹣1时间/s1mnpq2mn2pq23mn3pt根据表中数据分析，t＝（用含q的式子表示）。9．（2026•赣州模拟）近年来甲烷资源化的利用备受关注。CH4—CO2重整主要反应有：反应Ⅰ、CH4(g)+CO反应Ⅱ、CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0已知：一定温度下，由稳定单质（其标准摩尔生成焓视为0）生成1mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓（ΔfHm物质CO2（g）CO（g）H2（g）CH4（g）Δf﹣393.5﹣110.50﹣74.8回答下列问题：（1）ΔH1＝。（2）为了进一步研究CO2的甲烷化反应，科学家研究催化剂M/TiO2（M表示Ni或Ru）在300℃、光照的条件下进行反应，催化反应的核心过程如图所示：①关于核心反应过程，下列说法正确的是。A．步骤Ⅰ中生成了非极性键B．步骤Ⅲ发生的反应为*COOH→*CO+*OH（*表示吸附在催化剂上）C．步骤Ⅳ中碳元素发生还原反应D．整个反应过程中只有金属M起到催化作用②研究发现，光诱导电子从TiO2转移到M，富电子的M表面可以促进H2的解离和CO2的活化，从而提高反应效率。已知Ni和Ru的电负性分别为1.91和2.20，使用Ru/TiO2催化剂的反应效率（填“高于”或“低于”）使用Ni/TiO2作催化剂的反应效率。（3）在总压为100kPa的恒压密闭容器中，按n（CH4）：n（CO2）＝1：1投料，在一定温度下发生反应Ⅰ、Ⅱ，测得CH4、CO2的平衡转化率分别为30%和50%。反应Ⅰ的压强平衡常数Kp（Ⅰ）＝（kPa）2。（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）（4）在一定条件下的密闭容器中，按n（CH4）：n（CO2）＝1：1投料，只发生反应Ⅰ，v正～c（CH4）和v逆～c（CO）的速率﹣浓度关系如图1所示，温度对H2产率的影响如图2所示。①表示v正～c（CH4）的速率﹣浓度关系曲线是（填“甲”或“乙”），升高温度，反应重新达到平衡时，图中v逆对应的平衡点可能为（填写字母）。②此反应优选温度为900℃的原因是。（5）我国科学家通过固体氧化物电解池（如图所示），实现电化学重整CH4/CO2制合成气，其原子效率高达100%，电极B的电极反应式为。10．（2026•晋中二模）目前，我国已将二氧化碳资源化。利用CO2和CH4催化重整可以制备合成气，反应如下：反应Ⅰ：CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1＞0K1反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0K2回答下列问题：（1）3CO2（g）+CH4（g）＝4CO（g）+2H2O（g）的K＝（用含K1、K2的代数式表示）；该反应在（填“高温”或“低温”）条件下能自发进行。（2）在恒容密闭容器中通入n（CH4）：n（CO2）＝1：2，在一定条件下发生上述反应，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①图中的压强即p1p2（填“＞”“＜”或“＝”）。②若Y点是在p2下的反应，则Y点时反应Ⅰ向（填“正”或“逆”）反应方向进行。（3）在一密闭容器中通入n（CH4）：n（CO2）＝1：2.1发生反应Ⅰ和Ⅱ，CH4的平衡转化率和H2的平衡选择率[H2的平衡选择率=n平①图中曲线N随温度增大而升高的原因是。②T3时，若平衡体系的总压强为p3，CO2的分压是（用含p3的代数式表示）；反应Ⅱ的平衡常数Kp＝（Kp为用分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。11．（2026•齐齐哈尔一模）CO2催化加氢合成二甲醚是CO2资源化利用的重要途径，这一研究不仅有助于缓解CO2排放对全球气温变暖的影响，而且为制备二甲醚提供新途径。该过程中主要反应如下：反应Ⅰ：C反应Ⅱ：2C反应Ⅲ：CO(g)+2回答下列问题：（1）化学反应：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1；反应Ⅲ在（填“低温”“高温”或“任意温度”）下能自发进行。（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了光催化CO2加氢合成甲醇的反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的粒子用*表示，并且吸附过程或脱附过程不属于基元反应。图中所示历程包含个基元反应，其中决速步骤的化学方程式为。（3）在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得混合气的压强随时间的变化如图所示。在0～10min内，用CH3OCH3表示的反应速率v（CH3OCH3）＝mol•L﹣1•min﹣1。（4）在一定温度下，将Ar、H2、CO2（体积比X：3：1）充入装有催化剂的恒压反应容器（压强为120kPa）发生上述反应Ⅰ和Ⅱ。随着X的增加，CO2的平衡转化率和二甲醚的选择性[2n(①随着X的增大，CH3OCH3的选择性减小的原因是。②当X＝2时，该温度下反应Ⅰ的平衡常Kp＝（用分压代表平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数，保留2位小数）。12．（2026•青铜峡市校级一模）二甲醚（CH3OCH3）被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：Ⅰ.2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔⅡ.CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）Δ回答下列问题：（1）反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH＝。（2）反应Ⅰ可以在下自发。（填“高温”、“低温”或“任意温度”。）（3）关于反应Ⅰ，下列描述正确的是（填字母序号）。A．恒温恒压下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态C．当CO2的浓度不再改变，反应达平衡状态D．当H2的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率时，反应达到平衡状态（4）在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。已知：CH3OCH3的选择性=2×C①其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线（填“①”或“②”）；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是。②为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为（填标号）。a.低温、低压b.高温、高压c.高温、低压d.低温、高压③写出反应Ⅱ的平衡常数K的表达式。13．（2026•方城县校级模拟）氮氧化物是常见的大气污染物，可通过多种方法进行处理。碳还原法，涉及的反应如下：反应Ⅰ：2NO2（g）+C（s）⇌2NO（g）+CO2（g）Δ反应Ⅱ：2NO2（g）+2C（s）⇌N2（g）+2CO2（g）Δ氨脱硝法，涉及的反应如下：反应Ⅲ：4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）⇌4N2（g）+6H2O（g）Δ反应Ⅳ：6NO（g）+4NH3（g）⇌5N2（g）+6H2O（g）Δ回答下列问题：（1）反应N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）的ΔH＝。在恒容密闭容器中加入NO2和足量的C，若只发生反应Ⅰ，下列事实能说明该反应达到平衡状态的是（填标号）。A．气体的平均摩尔质量不变B．NO与CO2的体积比不变C．NO2和CO2消耗速率之比为2：1D．混合气体的密度不变（2）反应Ⅲ的催化机理和反应历程中的能量变化分别如图所示。五步基元反应中，不存在电子转移的反应为（填“①”“②”“③”“④”或“⑤”），该反应的决速步骤的方程式为。（3）碳还原法中NO2转化率、N2选择性（N2选择性=反应中生成①温度升高，N2选择性降低的原因为。②若保持总压为104kPa，则200℃时反应Ⅱ的Kp为kPa。③下列措施能提高碳还原法中NO2的无害化效果的是（填标号）。A．恒压条件下，掺杂稀有气体B．改用低温催化剂C．降低温度D．使用膜技术选择性分离N2（4）氨脱硝法的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3)]+中基态Cu2+的价层电子轨道表示式为，若该催化剂的硫酸盐的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，则距离最近的14．（2026春•蜀山区校级月考）可燃冰（主要成分为甲烷）为非常有前景的清洁能源，开发利用可燃冰一直是科学工作者的研究课题。回答下列问题：Ⅰ．制备合成气。反应原理为CH（1）在一定温度下，由稳定单质（其标准摩尔生成焓视为0）生成1mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓（ΔfHm物质CO2（g）CO（g）H2（g）CH4（g）ΔfHmθ/（kJ•﹣393.5﹣110.50﹣74.8CH4(g)+CO2(g)⇌催化剂2CO(g)+2H2(g)Ⅱ．甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。（2）2CH4（g）+O2（g）＝2CH3OH（l）ΔH＝﹣329kJ/mol，该反应的正反应在（填“高温”或“低温”）条件下更有利于其自发进行。（3）已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的。从反应速率的角度分析，通入CH4后需将体系温度维持在200℃的原因是（不考虑催化剂活性变化）。Ⅲ．利用合成气CO、H2制备甲醇，涉及的反应如下：反应①：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＜0反应②：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0在不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：3进行投料，在容器中发生反应①、②，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物（即CH3OH和CO）中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。（4）判断图中压强。p1、p2、p3从大到小的顺序为。（5）压强不变时，分析升温过程中CO2转化率变化的原因：。（6）在某恒温恒容体系中，按起始c（CO2）＝1mol/L、c（H2）＝3mol/L进行实验，平衡时CH3OH的物质的量分数为点M，此时CO2转化率为20%，则c（CO）＝mol/L，该条件下反应②正反应的平衡常数K＝（保留一位有效数字）。15．（2026春•呼和浩特月考）利用合成气（CO、H2）合成高附加值产品（HCHO、CH3OH、HOCH2CH2OH等）是有机合成热点课题。已知：ⅰ．CO（g）+H2（g）⇌HCHO（g）ΔHⅱ．CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔHⅲ．CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔHⅳ．CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH回答下列问题：（1）反应HCHO（g）+H2（g）⇌CH3OH（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）一定温度和催化剂条件下，向刚性容器中充入1molCO和1molH2，若仅发生反应ⅱ。下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是（填字母）。A．气体密度不随时间变化B．气体总压强不随时间变化C．CO体积分数不随时间变化D．H2生成速率与CH3OH生成速率之比为2：1（3）一定温度下，按初始投料比n（CO）：n（H2）分别为1：1、1：2、1：4投料，仅发生反应ⅱ，测得不同压强下，CO平衡转化率如图1所示。①n（CO）：n（H2）＝1：4对应的图中曲线是（填“L1”“L2”或“L3”）。②该温度下，Q点处反应的平衡常数Kp＝（kPa）﹣2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压等于总压×物质的量分数）。③M、N、R三点处的平衡常数之间的关系是KM（填“＞”“＜”或“＝”，下同）KNKR。（4）在恒容密闭容器内，充入1molCO2和3molH2，发生反应ⅲ、ⅳ，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图2所示[选择性=n(CO)或①270℃时主要发生（填“反应ⅲ”或“反应ⅳ”）。②250℃下达平衡时，n（H2O）＝mol。（5）在某一反应体系中，将一定比例CO2和H2的混合气体匀速通过装有Ni—Co/γ﹣Al2O3催化剂的反应器发生上述反应，测得CO2的转化率和产物的选择性随流动时间的变化如图3所示，催化剂表面反应随流动时间的变化示意图如图4所示，CH3OH选择性发生变化的原因是。16．（2025秋•滨州期末）汽车尾气净化装置可将尾气中的CO和NO转化成N2相CO2涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO（g）+2NO（g）⇌CO2（g）+N2O（g）ΔH1＜0，K1Ⅱ.CO（g）+N2O（g）⇌CO2（g）+N2（g）ΔH2＜0，K2Ⅲ.2N2（g）+O2（g）⇌2N2O（g）ΔH3＞0，K3回答下列问题：（1）反应2CO（g）+O2（g）⇌2CO2（g）的K＝（用含K2、K3的代数式表示）。（2）NO和CO发生上述三个反应，在不同条件下达到平衡，在T1K时NO的转化率与n0(NO)n0(CO)(n表示n0(NO)n0(CO)=1时NO的转化率与T的变化曲线为曲线（填“①”或“②”），A点后NO（3）一定温度下，在1L密闭容器中充入1molCO、2molNO和1molN2，初始总压强为p0，仅发生反应Ⅰ、Ⅱ，充分反应达平衡时总压强为0.9p0，N2的物质的量为1.2mol。已知反应Ⅰ的v正=k正⋅c2(NO)⋅c(CO)、v逆＝k逆•c（N2O）•c（CO2），k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，则k逆k正=。体系平衡后，压缩容器体积N2的物质的量增大。与压缩前相比，重新达平衡时，NO与N2O的物质的量之比n(NO)n(N2O)17．（2025秋•富阳区期末）合成气（CO和H2）是重要的工业原料气。（1）合成气（CO和H2）制备甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），估算该反应的ΔH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H2。向绝热反应器中通入CO、H2和过量的H2O（g）：CO(g)+H催化作用受接触面积和温度等因素影响，H2O（g）的比热容较大。H2O（g）过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有。（3）在温和条件下，将合成气中的CO转化为C4烃类具有重要意义。采用电化学﹣化学串联催化策略可将CO高选择性合成C4H10，该流程示意图如下：回答下列问题：①CO放电生成C2H4的电极反应式为。②在反应器中，发生如下反应：反应i：2C2H4（g）⇌C4H8（g）Δ反应ⅱ：2C2H4（g）+H2（g）⇌C4H10（g）Δ则反应ⅲ：C4H8（g）+H2（g）⇌C4H10（g）（填标号）。A.高温自发B.低温自发C.高温低温均自发D.高温低温均不自发在一定温度下，CO、C2H4和H2（体积比为x：2：1）按一定流速进入装有催化剂的恒容反应器（入口压强为100kPa）发生反应i和ⅱ。有CO存在时，反应i的反应进程如图1所示。随着x的增加，C2H4的转化率和产物的选择性（选择性=转化为目的产物所消耗乙烯的量已转化的乙烯总量×100%根据图1，写出生成C4H10的决速步反应式。结合图2，当x≥2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，C2H4的转化率减小的原因是；当x＝2时，该温度下恒容反应器内达到平衡时的压强为kPa。18．（2025秋•辽阳期末）温室效应的治理和含氮化合物污染的消除都对打造宜居环境有重要的意义。Ⅰ.二氧化碳的综合利用。已知下列反应：反应1：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣53.7kJ•mol﹣1反应2：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2反应3：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH3＝﹣99kJ•mol﹣1（1）反应1在（填“高温”“低温”或“任何温度”）下能自发进行。在恒温恒容密闭容器中进行反应1，下列说法可以说明该反应达到化学平衡状态的是（填标号）。A.容器中气体密度保持不变B.反应物的总物质的量等于生成物的总物质的量C.容器中气体压强不再改变D.v正（H2）：v逆（CH3OH）＝3：1（2）反应2的ΔH2＝kJ•mol﹣1。（3）一定温度下，在某恒压密闭容器中，起始时充入nmolH2和2molCO仅发生反应3。在起始充入的H2的物质的量不同的条件下，达到化学平衡时CH3OH的体积分数变化如图所示，则x＝；设b点时甲醇的体积分数为50%，起始压强为p0kPa，则该温度下反应3的平衡常数Kp＝（单位略去，用含p0的式子表示）。Ⅱ.在两个不同压强的恒压密闭容器中均充入2molNH3、3molO2，发生反应4：4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH4＜0。测得NH3的平衡转化率随温度的变化如图。（4）p1（填“＞”或“＜”）p2。（5）若在T1℃、p2kPa条件下，反应tmin后达到平衡，则0～tmin内，N2的反应速率v（N2）＝（用含t、p2的式子表示）kPa•min﹣1；在T1℃、p2kPa条件下，若起始时充入1.8molNH3、3molO2、0.2molAr，发生反应4，此时NH3的平衡转化率对应图中的（填“A”“C”或“D”）点。19．（2025秋•宁波期末）“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。请回答（1）工业上可利用CO2制备甲醇，其相关热化学方程式如下：主反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）Δ副反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）Δ①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝kJ•mol﹣1。②将4.0molCO2和7.0molH2充入2L的密闭装置中进行上述化学反应，并控制温度250℃的反应条件保持不变。Ⅰ.下列说法正确的是。A.通入稀有气体，可以提高二氧化碳的平衡转化率B.当甲醇的体积分数保持不变时，反应达到了平衡状态C.为提高一定时间内甲醇的产率可以加入合适的催化剂D.增大压强，可以使反应Ⅰ的正反应速率加快，逆反应速率减慢Ⅱ.实验测定平衡时CH3OH和CO选择性（转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比）随温度变化情况如图所示。计算上述条件下反应Ⅱ的化学平衡常数Kc═。③在某温度下，将一定量的CO2和H2充入到一定体积的密闭容器中，甲醇浓度变化如图所示，若在t1时将容器的体积扩大一倍，请在图中画出t1时刻到再次平衡时，甲醇浓度的变化曲线图。④将1.0molCO2和2.2molH2充入恒容密闭容器中，相同压强、不同催化剂下，经过相同反应时间测定CO2转化率和CH3OH选择性数据如下表所示。T/K催化剂CO2转化率/%CH3OH选择性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片随温度升高CO2转化率增大，而CH3OH选择性下降，请解释原因：。（2）如图所示，经研究证实CO2也可以在水溶液中通过电解生成甲酸（HCOOH），则生成甲酸的反应发生在极，该电极反应式是。20．（2025秋•和平区期末）用乙醇（沸点78.5℃）制乙酸（沸点118℃）新途径的主要反应为：Ⅰ.C2H5OH（g）+H2O（g）⇌2H2（g）+CH3COOH（g）ΔH1Kp1Ⅱ.C2H5OH（g）⇌CH3CHO（g）+H2（g）Δ回答下列问题：（1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为秸秆→预处理纤维素→水解（2）已知CH3CHO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CH3COOH（g）ΔH＝﹣24.3kJ•mol﹣1。①ΔH1＝kJ•mol﹣1。②反应Ⅰ后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为。（3）乙醇燃料电池工作原理的示意图如下：Pt（a）电极是电池的极，电极反应式为，Pt（b）电极发生电极反应式为。（4）恒压100kPa下，向密闭容器中按n（H2O）：n（C2H5OH）＝9：1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＝n（生成的乙酸）：n（转化的乙醇）×100%]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P（CH3COOH）：P（C2H5OH）＝，平衡常数KpⅠ＝kPa（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）。21．（2025秋•南阳期末）二氧化碳加氢制甲烷是实现“双碳”目标的有效方法之一，主要反应为反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）Δ反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）Δ（1）反应CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）ΔH，则ΔH＝kJ•mol﹣1。下列措施既能提高该反应物的平衡转化率，又能增大生成CH4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（2）一定温度下，利用不同催化剂在相同反应时间内，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图1。①由图1可知，最有利于获得甲烷的催化剂是（填“Cat1”、“Cat2”、“Cat3”或“Cat4”）。②已知lnk=-EaR×1T+C（k为速率常数，R、C均为常数），下列关于反应Ⅱ在题设条件下lnk～1T图像与上述两种催化剂Cat1（3）反应Ⅱ的正、逆反应速率分别表示为：v正＝k正c（CO2）c（H2），v逆＝k逆c（CO）c（H2O）其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。升高温度时，k正k逆（4）不同条件下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：4投料同时发生上述反应，CO2的平衡转化率如图3所示。压强p1、p2、p3由大到小的顺序是。压强为p2时，温度高于700℃之后，温度升高转化率增大的原因是。（5）一定温度、压强下，将投料比n（CO2）：n（H2）＝2：1的原料气匀速通过无分子筛膜多孔载体反应器，只发生反应Ⅱ，CO2的平衡转化率为25%。同温同压下，若通入装有分子筛膜的多孔载体反应器（如图4所示，水分子可以通过分子筛膜），CO2的平衡转化率为40%，则相同时间内出口a和出口b中H2O的质量比为。22．（2026•天津开学）硫的氧化物是形成酸雨的罪魁祸首，含硫烟气（主要成分为SO2）的处理备受关注，主要有以下两种方法，请回答下列问题：I.碱液吸收法步骤1：用足量氨水吸收SO2。步骤2：再加入熟石灰，发生反应：2NH（1）已知：25℃时，Kb（NH3•H2O）＝a；Ksp（CaSO3）＝b，该温度下，步骤2中反应的平衡常数K＝（用含a、b的代数式表示）。（2）汽车尾气中的SO2和过氧化氢可设计成酸性原电池，请写出它正极的电极反应式。Ⅱ.水煤气还原法已知：ⅰ.2CO(g)+SOⅱ.2H（3）写出CO（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）、H2（g）的热化学方程式为。若该反应在绝热、恒容体系中进行，达到平衡的标志是（填序号）。a．混合气体的平均摩尔质量保持不变b．混合气体的总压强保持不变c．H2O（g）与H2（g）的体积比保持不变（4）在一定压强下，发生反应ⅱ。平衡时，α（SO2）（二氧化硫的转化率）与原料气投料比n(SO2)①α（H2）：M（填“＞”、“＜”成“＝”）N。②逆反应速率：M（填“＞”“＜”或“＝”）Q。（5）T℃，向10L恒容密闭容器中充入2molCO（g）、2molSO2（g）和2molH2（g），发生反应ⅰ和反应ⅱ，5min达到平衡时，CO2（g）和H2O（g）的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。①该温度下，反应ⅱ的平衡常数K＝。②其他条件不变，6min时缩小容器容积，α（SO2）（填“增大”、“减小”或“不变”）。23．（2026•庐阳区校级模拟）甲酸常作除垢剂、饲料添加剂等。CO2催化加氢合成甲酸的过程涉及以下反应：ⅰ．CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（g）ΔH1＞0ⅱ．CO2（g）+H2（g）⇌H2O（g）+CO（g）ΔH2＞0回答下列问题：（1）H2O（g）+CO（g）⇌HCOOH（g）的ΔH＝（用含ΔH1、ΔH2的代数式表示）。（2）已知：反应i的速率方程为v正＝k正c（CO2）•c（H2），v逆＝k逆c（HCOOH）（k正、k逆为正、逆反应速率常数）。速率常数（k）与活化能（Ea）、温度（T）的关系式为lnk=-EaTR+lnA（R、A为常数）。反应i能代表-lnk正～1T的关系曲线是（填“L1”或“L2（3）在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2，发生上述反应i和ⅱ，测得平衡时CO2的转化率、HCOOH的选择性S[S(HCOOH)=n(HCOOH)n(HCOOH)+n(CO)×100%]①表示CO2平衡转化率与温度关系的曲线是（填“a”或“b”），其原因是。②分析S（HCOOH）随着温度升高变化趋势的原因：。（4）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2，此时容器内总压强为200kPa，发生上述反应ⅰ和ⅱ，经过tmin恰好达到平衡时CO2的转化率为60%，且n（HCOOH）＝5n（CO）。0～tmin内HCOOH的分压平均变化率为kPa•min﹣1。该温度下，反应ⅰ的标准平衡常数Kθ＝[已知：分压＝总压×该组分的物质的量分数，对于反应dD（g）+eE（g）⇌gG（g）+hH（g），Kθ=(pGpθ)g⋅(pHpθ)h(pD24．（2026•随州二模）CO2—CH4的催化重整可生产高纯度合成气（H2、CO），实现碳资源的二次利用。主要反应如下：反应Ⅰ：CaCO3（s）⇌CaO（s）+CO2（g）ΔH1＝+178kJ/mol反应Ⅱ：CH4（g）+CO2（g）⇌2H2（g）+2CO（g）ΔH2＝+247kJ/mol反应Ⅲ：H2（g）+CO2（g）⇌H2O（g）+CO（g）ΔH3＝+41kJ/mol回答下列问题：（1）反应CH4（g）+H2O（g）⇌3H2（g）+CO（g）的ΔH4＝kJ/mol。（2）恒温恒容的密闭容器中，发生反应Ⅱ，下列说法中能表明反应一定达到平衡状态的是（填字母）。a．H2的浓度不变b．气体总压强不变c．气体密度不变d．CO2和CO的物质的量相等（3）在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图1所示，则温度T1、T2、T3由低到高的顺序为。（4）反应Ⅲ的正、逆反应速率可分别表示为v正＝k正c（CO2）•c（H2）、v逆＝k逆c（CO）•c（H2O），已知Arrhenius经验公式为Rlnk=RlnA-EaT（Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数）。则如图2所示的2条实线a、b中，能表示Rlnk正随1T变化关系的是（填字母）。当改变外界条件时，Rlnk正随1T变化关系如图中的虚线c（5）假设此条件下只发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，向体系中加入1.25molCaCO3和1.0molCH4，在一定温度、压强恒定100kPa下反应至平衡，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.4mol，则平衡时，H2的物质的量为mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp＝。已知：对于反应aA（g）+bB（g）⇌cC（g）+dD（g），Kp=pCc×p25．（2026•宣城一模）含碳化合物的反应在化学工业中具有重要地位。回答下列问题；（1）甲酸（HCOOH）可分解产生氢气，相关热化学方程式如下；Ⅰ．C（s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH1＝﹣393.5kJ•mol﹣1Ⅱ．C（s）+H2（g）+O2（g）＝HCOOH（g）ΔH2＝﹣378.7kJ•mol﹣1Ⅲ．HCOOH（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH3ΔH3＝kJ•mol﹣1；（2）在T℃时，向不同体积的恒容密闭容器中各加入1molHCOOH（g），发生反应Ⅲ，反应相同时间，测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图1，其中n点反应达平衡。m点时H2的体积分数为（结果保留2位有效数字）；m，p两点中，甲酸的浓度；mp（填“＞”，“＜”或“＝”）；该温度下该反应的平衡常数K＝（用含“V1”“V2”或“V3”的表达式表示）；V1：V2＝。（3）工业上常用氯苯（C6H5—Cl）和硫化氢（H2S）在特定催化剂条件下反应来制备苯硫酚（C6H5—SH），但会有副产物苯（C6H6）生成。Ⅳ．C6H5—Cl（g）+H2S（g）⇌C6H5—SH（g）+HCl（g）ΔH4＝﹣16.8kJ•mol﹣1Ⅴ.C6H5—Cl（g）+H2S（g）⇌C6H6（g）+HCl（g）+①将体积比1：1的C6H5—Cl和H2S的混合气体通过含有催化剂的不同温度下的恒温反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率与温度的关系如图2.[单程收率图2下列说法正确的是。a．645℃时，反应Ⅳ的化学平衡常数K=b．590℃以上，随温度升高，反应Ⅳ平衡逆向移动c．645℃，延长反应时间，可以提高C6H6的单程收率②现将一定量的C6H5—Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20min测定生成物的浓度。实验测得温度较低时C6H5—SH浓度大于C6H6，从活化能角度分析其主要原因是。

答案一．解答题（共25小题）1．（2026春•小店区校级月考）“液体阳光”工程是指通过太阳能、风能产生的电力电解水制得绿氢，再将绿氢与CO2转化为CH4、CO等燃料的过程，有助于推动碳中和，这一过程中逆水煤气变换（RWGS）反应引起了科学家们的关注。已知RWGS反应中可能发生：反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ/mol反应Ⅱ：CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣207kJ/mol（1）总反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH3＝﹣166kJ•mol﹣1；该反应在低温（填“高温”、“低温”或“任意温度”）下自发进行。（2）将CO2和H2按不同比例通入某密闭容器中，在催化剂作用下发生反应，CO2的平衡转化率x（CO2）以及CH4的选择性s（CH4）随温度和压强的变化曲线如图1、图2所示。已知：s(CH①图2中温度t1、t2、t3从小到大的顺序为t1＜t2＜t3。②图1中温度400℃时，CO2的平衡转化率随压强变化的原因是反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，其他条件不变增大压强，平衡正向移动，消耗CO促进了反应Ⅰ正向移动，因此温度一定，增大压强CO2的转化率增大（或总反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO2的转化率增大）。③根据实验数据可知，CO的选择性在H2/CO2的体积比为2时最高。（3）常压下，向体积为2L的密闭容器中充入1molCO2和一定量的H2进行RWGS反应，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。①图中曲线a代表的物质为CO2。②649℃时，反应5min达平衡，则反应Ⅱ的化学反应速率为v（CH4）＝0.012mol•L﹣1•min﹣1。③649℃时，反应Ⅰ的平衡常数为0.57（保留两位有效数字）。【答案】（1）﹣166kJ•mol﹣1；低温；（2）①t1＜t2＜t3；②反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，其他条件不变增大压强，平衡正向移动，消耗CO促进了反应Ⅰ正向移动，因此温度一定，增大压强CO2的转化率增大（或总反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO2的转化率增大）；③2；（3）①CO2；②0.012；③0.57。【分析】（1）根据盖斯定律，反应I+反应Ⅱ可得总反应；（2）①生成甲烷的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲烷的选择性降低；②反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，消耗CO，而生成物CO减少促进了反应I正向移动，CO2消耗增大，转化率增大；③H2/CO2的体积比值小于2时，提高H2浓度，主要发生反应I生成CO，CO选择性高；（3）①由题干信息可知，升高温度，反应I正向移动，反应Ⅱ逆向移动，则n（CO）增大，n（CH4）减小；②649℃时，n（H2）＝1.2mol，n（CO）＝n（CO2）＝0.44mol，初始加入的n（CO2）＝1mol，根据元素守恒可得平衡时n（CH4）＝1mol﹣0.44mol﹣0.44mol＝0.12mol，根据O守恒可知，n（H2O）＝1mol×2﹣0.44mol﹣0.44mol×2＝0.68mol；③反应Ⅰ的平衡常数为K=c(CO)c(【解答】解：（1）根据盖斯定律，反应I+反应Ⅱ可得总反应，因此ΔH3=ΔH1+ΔH2=+41kJ⋅mol-1-207kJ⋅mol-1=-166kJ⋅mol-1；该反应ΔH故答案为：﹣166kJ•mol﹣1；低温；（2）①生成甲烷的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲烷的选择性降低，故t1＜t2＜t3，故答案为：t1＜t2＜t3；②反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，消耗CO，而生成物CO减少促进了反应I正向移动，CO2消耗增大，转化率增大；也可以根据总反应为气体分子数减小的反应分析，压强增大，总反应正向移动，CO2消耗增大，转化率增大，故答案为：反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，其他条件不变增大压强，平衡正向移动，消耗CO促进了反应Ⅰ正向移动，因此温度一定，增大压强CO2的转化率增大（或总反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO2的转化率增大）；③H2/CO2的体积比值小于2时，提高H2浓度，主要发生反应I生成CO，CO选择性高；比值高于2时，会促进CO与H2反应，生成甲烷，从而降低CO选择性，故答案为：2；（3）①由题干信息可知，升高温度，反应I正向移动，反应Ⅱ逆向移动，则n（CO）增大，n（CH4）减小，结合题干图像可知，c表示CO、b表示CH4，a表示CO2，故答案为：CO2；②649℃时，n（H2）＝1.2mol，n（CO）＝n（CO2）＝0.44mol，初始加入的n（CO2）＝1mol，根据元素守恒可得平衡时n（CH4）＝1mol﹣0.44mol﹣0.44mol＝0.12mol，根据O守恒可知，n（H2O）＝1mol×2﹣0.44mol﹣0.44mol×2＝0.68mol，反应5min达平衡，则反应Ⅱ的化学反应速率为v(CH故答案为：0.012；③反应Ⅰ的平衡常数为K=c(CO)c(故答案为：0.57。【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。2．（2026春•靖远县月考）2025年诺贝尔化学奖表彰了在开发金属有机框架有卓越贡献的三位科学家。甲酸在金属有机框架（MOF）合成中的应用主要体现在结构调控和催化性能优化两方面。利用光电催化反应器通过光解水可实现CO2制取甲酸，该过程可以有效进行能源的转换和储存，光电催化反应器的装置如图1。回答下列问题：（1）通过调节电催化界面反应路径，可提升CO2被还原制甲酸的选择性。光催化剂所在电极的电极反应为2H2O-4（2）每生成4.6gHCOOH，通过蛋白质纤维膜的H+数目为0.2NA（或1.204×1023）。（3）Chiavassa团队采用原位FTIR技术对Pd/β﹣Ga2O3催化剂上用CO2与H2合成甲酸进行了详细研究，其反应历程如图2所示。①结合表1，已知反应体系中CO2、H2和HCOOH均呈气态，请写出反应的热化学方程式：CO2(g)+化学键H—HC＝OC—HC—OO—H键能/（kJ•mol﹣1）436745413351462②该反应能自发进行的条件为B（填标号）。A．高温B．低温C．任意温度③整个反应历程跨越了3个过渡态，在此催化剂存在条件下，反应的最大能垒为1.05eV。（4）上述CO2与H2反应制甲酸标为反应Ⅰ，实验发现该过程中还会发生反应Ⅱ.CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH＞0。向一容积为2L的恒容密闭容器中充入amolCO2和bmolH2，测得温度与CO2的平衡转化率、HCOOH的选择性[HCOOH的选择性=n(HCOOH)n(HCOOH)+n(CO)×100%]①请结合图3，从平衡移动角度解释CO2的转化率随温度变化呈现图示趋势的原因：反应Ⅰ为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，平衡正向移动，CO2的转化率升高，故反应II占主导，使CO2的转化率随温度升高而升高。②240℃时，反应达到平衡的时间是5min，则氢气的反应速率为0.01amol•L﹣1•min﹣1（用含a的代数式表示）。【答案】（1）2H（2）0.2NA（或1.204×1023）；（3）①CO②B；③3；1.05eV；（4）①反应Ⅰ为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，平衡正向移动，CO2的转化率升高，故反应Ⅱ占主导，使CO2的转化率随温度升高而升高；②0.01amol•L﹣1•min﹣1。【分析】（1）右侧电极为光催化剂所在电极，其电极表面发生水氧化为氧气；（2）左端电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，右侧电极反应为2H2O-4e（3）①如图所示，反应为CO2+H2＝HCOOH，反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和；②ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0反应可自发进行；③过渡态是反应历程中能量最高的点，能垒为过渡态与前一中间体的能量差；（4）①反应Ⅰ为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO2转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，平衡正向移动，CO2转化率升高，故反应Ⅱ占主导，使CO2的转化率随温度升高而升高；②由图3可知240℃时反应中CO2的转化率为10%，可计算出参加反应的CO2的物质的量为（a×10%）mol＝0.1amol，再由HCOOH的选择性=n(HCOOH)n(HCOOH)+n(CO)×100%=80%，可知n（HCOOH）＝0.1amol×80%COCO【解答】解：（1）右侧电极为光催化剂所在电极，其电极表面发生水氧化为氧气，电极反应为2H故答案为：2H（2）左端电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，右侧电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，左端电极生成4.6gHCOOH故答案为：0.2NA（或1.204×1023）；（3）①如图所示，反应为CO2+H2＝HCOOH，反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，ΔH＝（2×745+436﹣413﹣351﹣462﹣745）kJ/mol＝﹣45kJ/mol，则反应的热化学方程式为CO故答案为：CO②该反应的ΔH＜0，该反应气相分子数减少，ΔS＜0，由于ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0反应可自发进行，则低温时反应易自发进行，故答案为：B；③过渡态是反应历程中能量最高的点，图中显示有TSA2﹣3、TSA4﹣5、TSA6﹣7共3个过渡态，能垒为过渡态与前一中间体的能量差，图中最大能垒为1.05eV，故答案为：3；1.05eV；（4）①反应Ⅰ为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO2转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，平衡正向移动，CO2转化率升高，故反应Ⅱ占主导，使CO2的转化率随温度升高而升高，故答案为：反应Ⅰ为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，平衡正向移动，CO2的转化率升高，故反应Ⅱ占主导，使CO2的转化率随温度升高而升高；②由图3可知240℃时反应中CO2的转化率为10%，可计算出参加反应的CO2的物质的量为（a×10%）mol＝0.1amol，再由HCOOH的选择性=n(HCOOH)n(HCOOH)+n(CO)×100%=80%，可知n（HCOOH）＝0.1amol×80%COCO则氢气的反应速率为v(H故答案为：0.01amol•L﹣1•min﹣1。【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。3．（2025秋•黑龙江期末）丙烷直接脱氢制丙烯是工业上重要的生产方法，但该反应强吸热、受热力学平衡限制。丙烷与甲醇共进料制烯烃作为一种耦合工艺受到关注。该工艺涉及的主要反应如下：反应Ⅰ：C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1＝+124kJ•mol﹣1反应Ⅱ：C3H8（g）⇌C2H4（g）+CH4（g）ΔH2＝+82kJ•mol﹣1反应Ⅲ：2CH3OH（g）⇌C2H4（g）+2H2O（g）ΔH3＜0回答下列问题：（1）根据上述反应计算C3H6（g）+H2（g）⇌C2H4（g）+CH4（g）ΔH＝﹣42kJ•mol﹣1。（2）某温度时，在盛有催化剂的密闭容器中只充入C3H8发生反应，保持体系压强为pMPa，反应达到平衡时C3H8转化率为50%，C2H4的摩尔分数为20%。则反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝4P75MPa，能同时提高反应速率和C3H8平衡转化率的操作为升高温度（3）某研究团队通过热力学计算，得到在0.1MPa不同温度及不同丙烷与甲醇进料比[n(①实验表明温度一定时，增大进料中丙烷的比例[即n(C3H8)n(CH3A.在绝热体系中发生反应时，反应Ⅲ可拉动反应Ⅰ正向进行B.温度一定时，加入少量甲醇可有效抑制反应Ⅱ发生C.使用高效催化剂可提高平衡体系中丙烯摩尔分数②固定进料比，平衡时丙烯的摩尔分数随温度升高均呈现先升高后降低的趋势。解释在高温段丙烯的摩尔分数下降的可能原因：②反应Ⅲ为放热反应，温度升高时，平衡逆向移动，对反应Ⅱ的抑制作用减弱，反应Ⅱ为主反应。（4）该团队进一步在Fe﹣Zn/Al2O3催化剂上进行了动力学实验。测得在450～500℃范围时，丙烷直接脱氢和丙烷与甲醇共进料[n(C3H8)n(CH3OH)=4]两种工艺下的反应速率分别为3.0×10﹣6和4.22×10﹣6以lnr（r表示反应速率）对1000T作图得到两条直线，如图乙所示。基态Fe原子与基态Fe3+的未成对电子数之比为4：5【答案】（1）﹣42；（2）4P75（3）①C；②反应Ⅲ为放热反应，温度升高时，平衡逆向移动，对反应Ⅱ的抑制作用减弱，反应Ⅱ为主反应；（4）4：5；a。【分析】（1）由盖斯定律，反应II﹣反应I得C3H6（g）+H2（g）⇌C2H4（g）+CH4（g），则ΔH＝ΔH2﹣ΔH1＝82kJ•mol﹣1﹣124kJ•mol﹣1＝﹣42kJ•mol﹣1；（2）设向体系中充入1molC3H8发生反应，则转化的C3H8为0.5mol，此时容器中气体的总物质的量为1.5mol，则C2H4的物质的量均为1.5mol×20%＝0.3mol，生成C3H6和氢气的物质的量均为0.2mol，反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=(0.2P1.5)20.5P1.5MPa=（3）①A.反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，在绝热体系中发生反应时，体系温度升高可使反应Ⅰ的平衡正向移动；B.根据题目信息可知，温度一定时，加入少量甲醇，反应Ⅲ正向移动，乙烯的含量增大可有效抑制反应Ⅱ发生；C.催化剂不改变平衡状态；②反应Ⅲ为放热反应，温度升高时，平衡逆向移动，对反应Ⅱ的抑制作用减弱，反应Ⅱ为主反应；（4）基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故基态Fe原子与基态Fe3+的未成对电子数之比为4：5；分析数据可知，丙烷直接脱氢的反应速率小于丙烷与甲醇共进料的反应速率，说明丙烷与甲醇共进料反应的活化能低，则其中表示丙烷与甲醇共进料的直线为a。【解答】解：（1）由盖斯定律，反应II﹣反应I得C3H6（g）+H2（g）⇌C2H4（g）+CH4（g），则ΔH＝ΔH2﹣ΔH1＝82kJ•mol﹣1﹣124kJ•mol﹣1＝﹣42kJ•mol﹣1；故答案为：﹣42；（2）设向体系中充入1molC3H8发生反应，则转化的C3H8为0.5mol，此时容器中气体的总物质的量为1.5mol，则C2H4的物质的量均为1.5mol×20%＝0.3mol，生成C3H6和氢气的物质的量均为0.2mol，反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=(0.2P1.5)20.5P1.5MPa=故答案为：4P75（3）①A.反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，在绝热体系中发生反应时，体系温度升高可使反应Ⅰ的平衡正向移动，故A正确；B.根据题目信息可知，温度一定时，加入少量甲醇，反应Ⅲ正向移动，乙烯的含量增大可有效抑制反应Ⅱ发生，故B正确；C.催化剂不改变平衡状态，故C错误；故答案为：C；②反应Ⅲ为放热反应，温度升高时，平衡逆向移动，对反应Ⅱ的抑制作用减弱，反应Ⅱ为主反应；故答案为：反应Ⅲ为放热反应，温度升高时，平衡逆向移动，对反应Ⅱ的抑制作用减弱，反应Ⅱ为主反应（或反应Ⅰ正移程度小于反应Ⅱ正移程度）；（4）基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故基态Fe原子与基态Fe3+的未成对电子数之比为4：5；分析数据可知，丙烷直接脱氢的反应速率小于丙烷与甲醇共进料的反应速率，说明丙烷与甲醇共进料反应的活化能低，则其中表示丙烷与甲醇共进料的直线为a；故答案为：4：5；a。【点评】本题以丙烷直接脱氢及丙烷与甲醇共进料制烯烃的耦合工艺为载体，综合考查盖斯定律计算反应焓变、压强平衡常数计算、化学平衡移动原理的应用、催化剂对平衡的影响、阿伦尼乌