2026年高考化学终极冲刺：压轴09 借助“图像、图表”的化学原理综合题（5大核心考向压轴题专练）（江苏专用）（原卷版及解析）

/压轴09借助“图像、图表”的化学原理综合题命题预测该题是全卷区分度核心，以多重曲线、数据表格、机理示意图为载体，融合热化学、化学平衡、电化学、离子平衡四大模块。命题特点：①情境聚焦CO₂资源化、氢能、双碳减排、工业催化等真实场景；②图像变量多元（温度、压强、投料比、分压、lgc等），常考多反应耦合、选择性/产率竞争、速率-平衡协同；③设问梯度明显，由基础书写→图像分析→定量计算（K、转化率、活化能）→条件优化；④强调证据推理与模型认知，要求从图表中提取关键数据解释平衡移动、催化机理。2026年预测：情境更贴前沿催化、新型储能、工业减排；图像复杂度提升，多平衡叠加、动态机理图、分布系数/电势-pH图成主流；计算侧重分压常数、选择性、能量耦合；设问强化条件调控理由、催化剂作用机理、实际工艺优化，突出素养导向、应用落地。高频考法1.图像信息解读：识别转化率‑温度‑压强、分布系数、电势‑pH、对数曲线等，判断特殊点含义与变化趋势。2.平衡移动分析：结合温度、压强、投料比分析平衡移动方向，比较主副反应竞争与产物选择性。3.定量计算：计算平衡常数Kp、Kc、转化率、活化能、反应热及粒子浓度比值。4.机理与速率：判断基元反应、中间体、催化剂，确定决速步并解释速率影响因素。5.条件优化与评价：分析工业适宜条件，解释催化剂、pH、温度对选择性与效率的影响。知识·技法·思维考点01焓变的计算及反应自发性判断1．焓变的计算（1）根据(相对)焓：ΔH＝H总(生成物)－H总(反应物)（2）根据键能数据：ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)（3）根据活化能：ΔH＝E(正反应的活化能)－E(逆反应的活化能)2．盖斯定律及其思维模板（1）ΔH与盖斯定律ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。（2）思维模板——叠加法“倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将部分方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反“乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个数值，反应热也要乘以相应数值“加”做好上述两个步骤后，将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加3.反应自发性判断（2核心维度）反应自发性由焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、温度（T）共同决定，高考核心考查方向如下：（1）熵变（ΔS）基础判断①熵增（ΔS>0）：气态物质物质的量增多、固体溶解、液体汽化、混乱度增加（如2SO2+O2⇌2SO3，ΔS<0；CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)，ΔS>0）。②熵减（ΔS<0）：气态物质物质的量减少、物质凝聚、混乱度降低。（2）吉布斯自由能（ΔG）核心判据①公式：ΔG=ΔH−TΔS​（T为热力学温度，单位K，恒为正）。②判据规则：a.ΔG<0：反应自发进行；b.ΔG=0：反应达到平衡状态；c.ΔG>0：反应非自发进行（逆向自发）。③温度对自发性的影响（4类典型情况）：ΔH符号ΔS符号自发性规律典型反应示例负（ΔH<0）正（ΔS>0）任何温度下均自发2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O负（ΔH<0）负（ΔS<0）低温自发，高温非自发NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)正（ΔH>0）正（ΔS>0）高温自发，低温非自发CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)正（ΔH>0）负（ΔS<0）任何温度下均非自发2CO(g)=2C(s)+O2(g)考点02多平衡体系中的原因解释类问题 （1）明确问题：仔细阅读题目，确定需要解释的化学反应现象或结果。（2）提取关键信息：找出题目中给出的反应物、生成物、反应条件等关键要素。（3）运用相关原理：根据所学的化学原理，如热力学原理(焓变、熵变)、动力学原理(反应速率、活化能)、化学平衡原理等，分析问题。（4）考虑影响因素：全面考虑温度、压强、浓度、催化剂等因素对反应的影响。（5）构建逻辑链条：按照因果关系，清晰地阐述各个因素如何导致反应的发生、方向、速率和限度等。（6）结合实验或实际情况：如果有相关的实验数据或实际应用背景，要将其作为证据支持解释。（7）检查与完善：检查解释的合理性、完整性和准确性，确保语言表达清晰、逻辑严谨。例如，解释为什么升高温度会增大化学反应速率。首先需要明确的问题是温度对反应速率的影响，提取出相关信息。运用动力学原理，升高温度会使分子的平均动能增加，更多普通分子变成活化分子，有效碰撞频率增大，从而增大反应速率。最后检查解释是否清晰合理。考点03多重平衡体系中k、K、Kp等常数的相关计算1．速率常数与化学平衡常数之间的关系对于反应aA(g)＋bB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)(k正为正反应速率常数)；v逆＝k逆·cp(C)·cq(D)(k逆为逆反应速率常数)。反应达到平衡时v正＝v逆，此时，k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cp(C)·cq(D)⇒eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cp（C）·cq（D）,ca（A）·cb（B）)＝K，即K＝eq\f(k正,k逆)。2.利用压强表达的平衡常数（1）压强平衡常数Kp：如N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，Kp＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)，气体的分压＝气体总压×该气体的体积分数(或物质的量分数)。（2）标准平衡常数Keq\o\al(θ,p)：等温等压下，对理想气体反应dD(g)＋eE(g)⇌fF(g)＋hH(g)，设pD、pE、pF、pH分别为D、E、F、H的平衡分压，pθ为标准压强(pθ＝100kPa)，Keq\o\al(θ,p)＝eq\f(（\f(pF,pθ)）f·（\f(pH,pθ)）h,（\f(pD,pθ)）d·（\f(pE,pθ)）e)，式中Keq\o\al(θ,p)称为理想气体的热力学平衡常数——标准平衡常数。3．多平衡体系中相关物理量的解答方法（1）反应体系举例①体系1(连续反应)PH4I(s)⇌PH3(g)＋HI(g)4PH3(g)⇌P4(g)＋6H2(g)2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)②体系2(竞争反应)CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)（2）解答方法①分设变量法a.分别设每一步反应的变化量b.基于反应之间的关系判断各组分的平衡量c.根据题给信息找等量关系，解未知量d.得到具体数据后求算平衡常数、转化率等②守恒法a.分别设各物质的平衡量b.观察各物质的组成，确认守恒法适用元素c.根据题给信息解未知量d.得到具体数据后求算平衡常数、转化率等4.多重平衡体系中有关平衡常数的计算技巧（1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。（2）原子守恒法解题基本思路第一步：确定反应体系中有哪些元素根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子总的物质的量第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量第三步：计算平衡常数①若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，带入平衡常数表达式计算②若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后带入压强平衡常数表达式计算。考点04平衡体系中的有关计算1.转化率、产率的计算公式反应物的转化率=反应物的变化量反应物的起始量生成物的产率=生成物的实际产量生成物的理论产量2.分压与压强平衡常数对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，在一定温度下达到化学平衡时，若用p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别表示A、B、C、D各气体的分压，用Kp表示压强平衡常数，则有：（1）p(C)=平衡时的总压×物质C的物质的量分数。（2）Kp=pc3.相关反应平衡常数的相互计算（1）同一可逆反应中，K正·K逆=1。（2）同一化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K'与原平衡常数K间的关系是K'=Kn或K'=nK（3）几个可逆反应的化学方程式相加得总化学方程式，则总化学反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。4.速率方程、速率常数及应用对于基元反应：aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)（1）速率方程v正=k正·ca(A)·cb(B)；v逆=k逆·cd(D)·ce(E)。（2）速率常数(k)是一个与温度有关，而与浓度、压强无关的量。（3）基元反应的平衡常数K=k正考点05催化机理能垒图1.催化反应机理图的分析思路（1）通览全图，找准一“剂”三“物”催化剂一般是在反应起点就加入的，在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主体的多个物种一定在机理图中的主线上。反应物通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物中间体反应后生成的，在机理图中通过一个箭头脱离，但又通过一个箭头进入的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[]”标出（2）逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。2．催化机理能垒图（1）在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。可以用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。注意：如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔。（2）每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*=HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。中间产物：在连续反应中为某一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→O2＋I－＋H2O快在该反应中I－为催化剂，IO－为中间产物。而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图所示：考点06循环反应图分析1.催化剂与中间产物催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。中间产物：在连续反应中为某一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→O2＋I－＋H2O快在该反应中I－为催化剂，IO－为中间产物。而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如图中，MoO3是该反应的催化剂，为中间产物。1，2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理2.循环反应图中三类物质：反应物、产物、中间产物及反应条件、催化剂的判断典例·靶向·突破考向01以CO2捕集、转化与资源化为载体的化学原理综合题分析例1【热点——CO2捕集、转化与资源化】（2026·江苏·一模）的捕集与资源化利用具有重要意义。（1）乙醇胺()溶液作为碱性吸收剂，可高效捕集烟气中的。①理论上最多吸收。写出溶液吸收生成的离子方程式：_______。②的沸点为170℃。吸收塔内，烟气和吸收剂的温度超过50℃会造成的吸收率降低，可能原因有_______。（2）重整制合成气的主要反应如下：反应Ⅰ

反应Ⅱ

反应Ⅲ

①反应Ⅱ在_______(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。②250℃、下，将一定比例的与混合气匀速通过装有催化剂(活性炭为载体)的反应器。对、的转化率和出口处的影响如图-1所示。时，随增大而减小的可能原因有_______。（3）电解还原法将转化为的装置如图-2所示。①写出在阴极转化为的电极反应式：_______。②Cu能有效抑制析氢，对电解还原制具有高催化活性。中混有会使Cu催化剂中毒(Cu价态不变)，原因是在阴极转化为_______(填化学式)，沉积在Cu表面。③一种PFSA聚合物@Cu催化剂结构如图-3所示，其能有效防止造成的Cu催化剂中毒。能将控制在PFSA聚合物表面，其原理是_______。情境链接本题以2026年江苏一模CO2捕集、转化与资源化为真实工业情境，紧扣“双碳”目标下绿色化工高考热点。以乙醇胺溶液吸收CO2情境链接本题以2026年江苏一模CO2捕集、转化与资源化为真实工业情境，紧扣“双碳”目标下绿色化工高考热点。以乙醇胺溶液吸收CO2、CO2-CH4重整制合成气、电解还原CO2制备CH4为主线，围绕反应自发性、温度与投料比对平衡的影响、电解装置及电极反应、催化剂中毒与改性等角度设问。试题综合考查离子方程式书写、反应自发判断、平衡移动分析、电解原理应用、催化剂作用机理等内容，融合化学反应原理、电化学、化工工艺等多模块知识。情境贴合碳循环与新能源技术发展实际，突出原理分析与图像解读能力，全面考查变化观念、平衡思想及证据推理素养，是新高考化学原理综合题的典型命题范式。考向解码本考向以CO2捕集、转化与资源化为载体，是高考化学原理综合题的高频命题方向。试题围绕乙醇胺吸收CO2、CO2-CH4重整制合成气、电解还原CO2制甲烷展开，全面考查离子方程式书写、反应自发性判断、平衡移动分析、电极反应式书写及催化剂机理等核心考点。试题紧扣双碳热点，融合热力学、动力学与电化学知识，突出图像分析与原理应用，着重考查变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的核心素养。（1）利用磷石膏(主要成分为)、氨水和含烟气反应制备高纯碳酸钙流程如下。①“捕集”过程的化学方程式为___________。②该过程中需要隔一定的时间取一定量的浆料过滤，检测滤液中的___________(填离子符号)浓度测硫酸钙的转化率。③将氨水和磷石膏按照一定比例配制成浆液以一定流速通入，在不同温度下进行反应，测得相同时间内磷石膏的转化率随温度变化如图-1所示。30℃后，随着温度升高磷石膏的转化率降低的可能原因是___________。（2）将和在催化剂作用下转化为，涉及的反应有：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

①反应的=___________(用、表示)。②若反应Ⅰ为基元反应，其平衡常数与反应温度之间的关系如图-2所示，反应的与活化能(E)的关系为。在答题卡上补充完成图-3所示的该反应过程的能量变化示意图___________。（3）在催化下和反应合成，可能的反应路径如图-4所示：①路径Ⅱ中，将换成后所得产物的化学式为___________。②两种路径中，Rh的作用不同之处是___________。考向02以合成氨、氨分解与氮循环为载体的化学原理综合题分析例2【热点——合成氨、氨分解与氮循环】（2026·江苏·二模）氨是一种化工原料，也是良好的储氢载体。氨的制备与转化一直备受关注。（1）一种以AlN为载氮体的化学链合成氨原理如图-1所示。①“吸氮反应”为高温自发反应，该反应的_______0(填“>”“=”或“<”)。②若“吸氮反应”和“释氮反应”收集到相同条件下的气体体积比，则“释氮反应”中AlN的转化率为_______。③一种催化“释氮反应”可能的路径如下，补充完整路径中ⅱ的离子方程式。ⅰ．；ⅱ．_______；ⅲ．。④将过量AlN粉末置于恒温热水中，溶液pH随时间变化如图-2所示。15～30min溶液pH明显增大的原因是_______；120min后，溶液pH不再变化的原因是_______。时，饱和氨水)（2）其他条件相同，向两只管式炉中分别加入负载等量Fe的和催化剂载体，向管式炉中通入，测得分解率与温度的关系如图-3所示，反应后固体X-射线衍射实验结果如图-4所示。①结合图示分析：影响分解速率的可能因素有_______。②已知：

；

。比更适合作为储氢物质的原因有_______。情境链接情境链接本题以2026年江苏二模氨的制备、转化与储氢应用为真实情境，紧扣绿色氢能与氮循环的高考热点。以AlN化学链合成氨、氨气催化分解为主线，围绕反应自发性、转化率计算、反应路径与离子方程式书写、溶液pH变化机理、催化剂载体效应及储氢性能对比展开设问。试题综合考查热力学判据、反应机理分析、动力学影响因素、物质结构与性质关联等内容，融合化学反应原理、元素化合物与图表数据分析。情境贴合新型合成氨技术与氢能储运实际，突出机理探究与证据推理，全面考查变化观念、平衡思想及宏观辨识与微观探析素养，是新高考以氮循环为载体的原理综合题典型考法。考向解码本考向以氨的制备、转化与储氢为载体，是高考化学原理综合题的核心命题方向。试题围绕AlN化学链合成氨、氨催化分解展开，全面考查反应自发性判断、转化率计算、离子方程式书写、pH变化机理、催化剂影响因素及储氢性能分析等核心考点。试题紧扣氮循环与氢能热点，融合热力学、动力学、元素化合物知识，突出图表解读与机理探究，精准对接高考对变化观念、平衡思想及证据推理核心素养的考查要求。【变式探究】（2025·江苏·一模）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阳极活性物质首先放电生成NiOOH，该过程的电极反应式为_______。②吸附在NiOOH上被氧化生成N2。根据电负性规则，分子中能被Ni吸附的原子是_______(填元素符号)。（2）储氢。部分和Mg一定条件下化合生成以储氢；部分和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。①中间体X的结构_______。②研究发现，使用Ru系催化剂时，在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤，实际工业生产时，将控制在1.8~2.2之间，比理论值3小，其原因是_______。（3）储氢物质的运用。常用于烟气(主要成分NO、)脱硝。以为载气，将含一定量NO、及的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂的反应管，研究温度、、对脱硝反应的影响。①如图所示，温度高于350℃时，NO转化率下降，推测原因是_______。②如图所示，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，烟气中含会导致催化剂不可逆的中毒(氧化生成覆盖在生成的表面，阻止了氧化)。而添加CuO后抗硫能力显著增强，请结合下图机理，说明抗硫能力增强的原因_______。考向03以制氢、储氢与氢能源利用为载体的化学原理综合题分析例3【热点——制氢、储氢与氢能源利用】（2026·江苏宿迁·二模）氢气是一种清洁能源，工业制氢有多种途径。（1）肼硼烷水解制氢。①肼硼烷水解：，生成的N2H4可进一步转化为N2或NH3.若要增大氢气的产率，需提高生成___________的选择性(填N2或NH3)。②石墨烯可用作肼硼烷水解的催化剂载体。在石墨烯上引入氨基，有利于催化剂均匀分散于水中，原因是___________。（2）甲醇和水蒸气重整制氢。①甲醇重整制氢：已知：。向重整反应体系中加入适量的CaO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H2O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CH3OD代替CH3OH，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）电催化乙二醇制氢，同时得到乙醇酸，电解原理如下图1所示。一定条件下，测得乙二醇与乙醇酸的总物质的量及乙醇酸的法拉第效率随时间变化如下图2所示。[法拉第效率=①阳极的电极反应式为___________。情境链接情境链接本题以江苏宿迁二模制氢、储氢与氢能源利用为真实情境，紧扣新能源与绿色化工高考热点。以肼硼烷水解、甲醇水蒸气重整、电催化乙二醇制氢三条技术路线为载体，围绕产物选择性调控、催化剂改性、反应机理推导、同位素示踪、电解电极反应及法拉第效率展开设问。试题综合考查反应路径分析、催化剂作用机制、中间产物结构推断、电解原理与定量计算，融合化学反应原理、有机结构、电化学与表图数据分析。情境贴合工业制氢与氢能储运实际，突出机理探究与证据推理，全面考查变化观念、平衡思想及宏观辨识与微观探析素养，是新高考以氢能源为载体的原理综合题典型考法。考向解码本考向以制氢、储氢与氢能源利用为载体，是高考化学原理综合题的高频命题方向。试题围绕肼硼烷水解、甲醇水蒸气重整、电催化乙二醇制氢三条路径，全面考查产物选择性、催化剂作用、反应机理推导、同位素示踪、电极反应与法拉第效率计算等核心考点。试题紧扣氢能热点，融合热力学、动力学、电化学与有机结构知识，突出机理分析与图表解读，着重考查变化观念、证据推理与模型认知的核心素养。【变式探究】（2026·江苏南京·模拟预测）氢能是一种绿色能源。目前有NaBH4、MgH2等物质可以制氢并储氢。（1）NaBH4水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4在某催化剂表面制氢的微观过程如图1所示。①其他条件不变时，以D2O代替H2O参与催化释氢，其中过程②步骤用化学方程式表示为________。②在催化剂的作用下，NaBH4与水反应，释氢体积及温度随反应时间的变化如图2所示。0～20min内，温度随时间变化快速升高的原因是________。（2）用CoPc/石墨化氮复合催化剂做电极电解海水的装置如图3所示，CoPc/石墨化氮复合催化剂对海水中的钠离子具有较好的吸附能力，可以增强CO2以及反应中间体的吸附能力，能够实现一步直接产生CO和Cl2。①CoPc/石墨化氮复合催化剂能够抑制析氢反应，其原因是________。②阴极有另一种产物NaHCO3生成，则阴极的电极反应式为________。（3）储氢材料MgH2能与水反应放氢，但与纯水反应产生H2很少。CuCl2、MgCl2等盐溶液能提升MgH2的放氢性能。1mol·L-1的几种盐溶液与MgH2制备H2时，MgH2有效转化率如图4。已知：i.氧化性：Mg2+<H+<Cu2+。ii.MgH2在MCl2（M代表Cu、Mg）溶液中水解的示意图如图4。①40min后，CuCl2溶液制备H2时，MgH2有效转化率小于MgCl2溶液，可能的原因是________。②MgH2受热分解也能放氢，采用与水反应放氢的优点是________。考向04以催化机理与反应选择性为载体的化学原理综合题分析例4【难点——催化机理与反应选择性】（25-26高三上·江苏徐州·月考）的捕集和资源化利用具有重要意义。Ⅰ.的来源之一是汽车尾气。（1）已知：碳的燃烧热为；

；

。

______。（2）催化转换器中机动车尾气转化效率与气缸中空燃比（空气与燃油气的体积比）的关系如图-1。若空燃比大于14.7，则氮氧化物的转化效率降低的原因是______。Ⅱ.的捕集（3）一种由阴离子交换树脂－碳纳米管构成的复合膜可利用电化学原理捕集空气中的，如图－2，复合膜的a侧将空气中的捕集并转化为；b侧通入少量即可释放。①复合膜中加入碳纳米管的作用是：______。②a侧空气流量为a，理论上要将空气中的完全去除，则b侧流量至少为______。（4）CaO可在较高温度下捕集，添加CuO形成的钙铜复合材料可以优化其性能。不同负载量的钙铜复合材料X射线衍射图如图-3（X射线用于判断某晶态物质是否存在）。结合图像说明，当摩尔比小于1：1时，随CuO加入，钙铜复合材料对捕集量减少的可能原因是：______。Ⅲ.的资源化（5）Bi和In是电催化生成甲酸的催化剂，BiIn也可为该反应的催化剂，其反应历程中物质的相对能量如图－4（带“*”表示物质处于吸附态）。与单金属Bi和单金属In相比，使用BiIn催化剂的优点是______。（6）还可以如图－5历程转化为HCOOH。①过程ⅱ形成一个负离子中间体，将图中口部分补齐______。②若将换成，则生成甲酸的结构简式可能为______。情境链接情境链接本题以CO2捕集与资源化利用为情境，紧扣双碳战略与催化新材料高考热点。围绕汽车尾气治理、电化学膜捕集CO2、钙铜复合吸附剂优化、电催化CO2制甲酸等真实技术展开设问，综合考查盖斯定律计算、空燃比对催化选择性的影响、电化学原理与定量计算、晶体衍射数据分析、催化能垒对比及反应机理推导。试题融合热力学、动力学、电化学、物质结构与机理分析，突出图像解读、微观机理探究和定量逻辑推理，紧密对接工业废气处理与碳循环技术实际。全面考查变化观念、平衡思想、证据推理及宏观辨识与微观探析素养，是新高考以催化机理与反应选择性为载体的原理综合题典型范例。考向解码本考向以CO2催化转化与反应选择性为载体，是高考化学原理综合题的难点命题方向。试题围绕尾气催化、电化学捕集、复合吸附剂性能、电催化制甲酸等展开，全面考查盖斯定律计算、催化选择性分析、电化学定量计算、XRD图谱解读、反应能垒比较及机理推导等核心考点。融合热力学、电化学、催化动力学与微观结构分析，突出机理探究与证据推理，着重考查变化观念、平衡思想及宏观辨识与微观探析的核心素养。【变式探究】（25-26高三上·江苏苏州·月考）综合利用是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。Ⅰ.电化学技术：采用电化学-化学串联催化策略可将高选择性合成，该流程如图-1所示：（1）电解过程中生成的电极反应式________。（2）在反应器中，发生如下反应：反应ⅰ：

反应ⅱ：

①计算反应的________kJ/mol。一定温度下，、和（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，有存在时，反应ⅱ的反应进程如图-2所示。随着x的增加，的转化率和产物的选择性（）如图-3所示。②根据图2，的选择性大于的原因是________。③结合图3，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________。Ⅱ.等离子体技术利用等离子体和双金属催化剂催化和反应生成的过程中Zr的化合价发生变化，可能机理如图-4所示：说明：图中的表示ZnO，表示ZrO2，表示氧空位；“—”表示化学键，“……”表示吸附作用。（3）在中掺杂少量ZnO后形成的双催化剂，化学式可表示为，则________（用x表达）。（4）Zr的常见化合价有+2、+3和+4，上图所示机理的步骤（ⅲ）中，元素Zr化合价发生的变化为________。（5）增大反应电流，等离子体会释放出数量更多、能量更大的带负电的高能粒子。随着反应电流的增加，的产量增大，其可能原因是________。考向05以工业废渣/矿物资源化与环境治理为载体的化学原理综合题分析例4【多模块融合点——化工流程与原理融合】（2026·江苏镇江·模拟预测）利用铁锰氧化矿(主要含、及、、的氧化物)制备。（1）焙烧水浸。将与铁锰氧化矿混合后，先低温焙烧，使金属氧化物全部转化为硫酸盐，然后增加通入空气的量、升高温度选择性焙烧，冷却后加水充分浸取。①和低温焙烧得到，并生成气体为______(化学式)。②水浸后的滤液中几乎不含Fe元素，则高温选择性焙烧的作用是______。（2）萃取除铜。有机溶剂(HA)萃取除去，再反萃取得到溶液的原理为：(有机层)，随与萃取率的关系如图1所示。时，随着增大，萃取率略有减小，而测得水溶液中去除率增大，原因是______。（3）沉淀除钴。向萃取除铜后的溶液中滴加溶液，调节，恰好完全转化为沉淀，此时，计算溶液中需要的平衡常数是______。(填字母)A． B． C． D．（4）制备。①的一种晶胞如图2所示(已标注主视方向)，请在图3的晶胞主视图中补全(Ⅳ)的位置______，并判断(Ⅳ)的配位数为______。②除钴后所得溶液与溶液在弱碱性条件下制备，其离子方程式为______，补充完整由除钴后溶液制备的实验方案：取除钴后溶液，______，干燥得。(须使用的试剂：NaOH溶液、溶液、蒸馏水、溶液)。情境链接情境链接本题以2026年江苏镇江模拟预测铁锰氧化矿资源化制备二氧化锰为工业情境，紧扣矿物综合利用与环境治理高考热点。以铁锰氧化矿为原料，经焙烧水浸、萃取除铜、沉淀除钴、氧化沉锰等工序制备MnO2，围绕焙烧产物判断、工艺选择性调控、萃取机理分析、溶度积计算、晶胞结构与配位数判断、离子方程式书写及实验方案设计展开设问。试题深度融合化工流程、化学反应原理、物质结构、定量计算与实验操作，情境贴合冶金废渣资源化实际，突出流程逻辑、微观结构与原理应用，全面考查证据推理、模型认知与科学探究素养，是新高考化工流程与化学原理融合的典型考题。考向解码本考向以工业铁锰矿资源化利用为载体，是高考化工流程与原理融合的核心命题方向。试题围绕焙烧水浸、萃取除杂、沉钴沉锰制备MnO2展开，全面考查焙烧反应分析、萃取机理、溶度积计算、晶胞结构与配位数判断、离子方程式书写及实验方案设计。深度融合流程分析、电化学、沉淀溶解平衡与物质结构知识，突出工业逻辑与定量计算，着重考查证据推理、模型认知及科学探究的核心素养。【变式探究】（2026·江苏南京·二模）二氧化锰是电池工业中非常重要的原料之一、（1）二氧化锰的制备与含量测定利用含锰阳极渣(主要成分为，含有一定量的等)制备纯度较高的二氧化锰。①用醋酸铵可以溶解生成醋酸铅，从而实现与的分离。铅的浸出率与温度的关系如图，铅的浸出率随着温度的升高而增大，当温度达到以后，铅的浸出率降低的原因是___________。

②在酸性条件下，向上述粗品中加入葡萄糖，可得溶液，其离子方程式为___________。③所得硫酸锰的溶液中含有少量的，设计实验方案来制取固体：___________，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，___________。[已知在为3.1时可沉淀完全，开始沉淀的为8.3；硫酸锰热稳定好，分解温度为，硫酸铵分解温度。(可选用的试剂：的氨水、的溶液)。]④利用“电解”溶液，可获得比较纯的。含量的方法如下：步骤一：称取样品于碘量瓶中，加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。步骤二：待反应完全后加入少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液，计算软锰矿中的质量分数，写出计算过程___________。已知：(未配平)（2）二氧化锰的应用实验室中在氯酸钾固体加入作催化剂后加热，可加快生成的速率。①温度加热到后，生成的速率突然加快(如图所示)，其可能原因是___________。②将氯酸钾和二氧化锰固体混合，在高温下充分反应后，冷却，加水溶解反应后的固体，并洗涤干燥，称量发现固体质量比开始时加入的的质量小，其原因是___________。1．（2026·江苏·一模）化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新型燃烧技术。以为燃料的化学链燃烧原理示意如图-1所示。在一定温度与压强下，先后交替以一定流速向反应器中通入空气、，循环发生载氧体储氧和供氧反应。（1）以镧(La)铁氧化物作载氧体供氧时，的氧化反应首先经历了由至的逐步脱氢过程，该反应历程中的相对能量变化如图-2所示(TS表示过渡态；*表示载氧体表面吸附位点，如表示吸附在载氧体表面的)。①逐步脱氢过程中属于放热反应的共有___________步。②脱氢反应的决速步骤需要克服的相对能量是___________eV。（2）铈(Ce)氧化物(Ce是活泼金属，常见正价有、)载氧体具有良好的储氧和供氧能力。铈氧化物用于化学链燃烧时，其晶体结构变化如图-3所示。如图-3所示的中，___________，离子数目比___________。（3）以铜氧化物作载氧体，向固定容积的反应器中通入空气[的体积分数为21%］，发生载氧体储氧反应。平衡时，随反应温度的变化关系如图-4所示。①985℃，发生载氧体储氧反应时的平衡转化率___________。②发生载氧体储氧反应时，温度必须控制在1030℃以下，其原因是___________。③通入，铜氧化物载氧体在900～1000℃时发生供氧反应。写出该反应的化学方程式：___________。（4）与直接在空气中燃烧相比，化学链燃烧的优点是___________。2．（2026·江苏南通·模拟预测）资源利用具有重要意义。（1）利用制。已知：和的标准燃烧热分别为、。则甲烷化反应：的___________。（2）利用电解催化制HCOOH。其装置原理如图1所示。①该装置的阴极电极反应式为___________。②该装置电解前两极室溶液质量相等，电解后两极室溶液质量相差64g，则电解过程中通过质子交换膜的的数目为___________。（3）利用双金属协同催化加氢制。在或表面反应前后的催化剂样品的XRD图如图2、图3所示。在表面催化加氢制的反应机理如图4所示。①催化加氢制的效果优于的原因是___________。②含量过高时产量增多的原因是___________。③的产量与关系如图5所示，当时，的产量最高的原因是___________。3．（2026·江苏南通·一模）氢气是一种清洁能源，其制取与储存是氢能源的研究热点。（1）以镧铁载氧体通过分步反应循环制取合成气(CO，)和，其制备原理如图1所示，转化Ⅰ中可以全部或部分转化为。①如图1中所示转化的总反应方程式为___________。②若的物质的量为0.1mol，转化Ⅰ反应一段时间后镧铁载氧体的晶胞如图2所示，则转化Ⅰ理论上生成___________mol。③将晶体内的部分用其他金属离子代替得到新载氧体，从而改变载氧体的催化性能。如用ⅡA元素(用R表示)代替后得到(部分Fe元素的化合价大于价)，在消耗相同物质的量载氧体的情况下，生成的量___________(填“变多”“变少”或“不变”)。从保持晶体结构稳定性的角度出发，应具有的结构特点是___________。（2）利用甲苯()和甲基环己烷()的相互转化可以实现氢气的存储与再生。甲基环己烷再生氢气发生的主反应为：

，反应中还有副反应发生。反应过程中含碳物种的变化如图3所示。①已知键能：、、、。能否根据以上键能估算反应的，如果能则列出算式，如果不能则说明理由：___________。②一定条件下，1mol甲基环己烷反应共制得2.98mol，则同时得到的甲烷的物质的量为___________mol。③已知甲基环己烷再生氢气反应的平衡常数(K)与温度的关系如图4所示。在压强和反应时间一定的条件下，为获得较高产率的甲苯，需研发___________。4．（2026·江苏·模拟预测）甲醇是重要的储氢燃料，二氧化碳加氢制甲醇，开启了绿色低碳的新时代。I．与合成甲醇涉及的主要反应有：①②③在的条件下，将混合气体以进行投料，按照不同空速(空速=(流速(式)+(另设)+(另设)+(另设)+是(式)+(另设))++是转化率、的选择性(的选择性)随空速变化如图所示。（1）______。（2）根据上图信息回答，的产量(产量大而增大的原因是______。（3）在空速为条件下，产量随温度变化如图所示。变化的原因可能是______。（4）和在催化剂作用下合成的可能反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，能量数值表示该步基元反应的活化能)。脱离催化剂吸附生成时需要克服2.94eV能量。请根据图中信息回答，当温度超过时，的选择性在下降的可能原因是______。II．甲醇燃料电池主要有直接甲醇燃料电池和甲醇重整燃料电池(利用重整反应生成的作燃料)两大类，它们的工作原理如图所示。（5）直接甲醇燃料电池负极电极反应式为______。（6）甲醇重整反应时，水醇比控制在比较合适，其原因有：①若水醇比过大，水吸收能量过多，造成能耗比过大；②______。（7）甲醇重整时，温度过高甲醇会发生深度热裂解。为了提高甲醇重整固体氧化物燃料电池的余热利用率，可以将重整反应移到固体氧化物燃料电池负极室内发生，该做法的缺点是______。5．（2026·江苏·一模）可以利用反应将转化为和，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。（1）利用以上反应再生制氧气的大体流程如下图所示。①在流程中，化合价发生改变的元素有___________。②已知和的燃烧热分别是，，

则：

___________。（2）反应在时转化率较高，副反应主要有：

，催化加制的反应历程如图所示。①用代替，通过检测生成的水中含有、、，可能的原因有___________。②向恒压、密闭容器中通入和，平衡时混合气体中含碳物质(、、)的物质的量随温度的变化如图所示。温度低于时，随着温度升高，B的物质的量增大的原因是___________。（3）一种铜基催化、尿素无膜电解系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在不同电解电压时的法拉第效率如图I所示。(法拉第效率：)①当电解电压为时，阳极同时生成和的电极反应式为：___________。②不同电流密度下，阴极产物的法拉第效率和的生成速率如图Ⅱ所示。电流密度大于时，的法拉第效率降低的原因可能是：___________。（4）有棒状、片状两种。均可用作选择性加氢转化为的催化剂。在催化剂存在下，将与混合，同时发生以下两个反应：反应Ⅰ

反应Ⅱ

控制一定的和初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的中生成甲醇的百分比)已知：表面合成的生成活化能，表面合成的生成活化能①在范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，与的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是___________；②在范围内，比较图a和图b两种催化剂催化加氢性能，说明在加氢合成甲醇时优先选用催化剂的原因：___________。6．（2025·江苏镇江·模拟预测）利用新能源车代替传统燃油车是能源转型的必经之路。Ⅰ．发电过程中存在碳排放，将二氧化碳转化为甲烷、甲醇等，是资源化利用的方式。利用合成甲醇，发生反应

。已知：

（1）___________(用含a、b的代数式表示)。（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、时，测定作催化剂时，随温度升高甲醇时空收率先迅速增大后减小，其中减小的原因可能是___________。Ⅱ．电化学方法还原可将将其转化为其它化学产品。酸性条件下电化学还原的装置如图所示。法拉第效率(FE)表示为：。（3）控制、电解液中存在时，电化学还原过程中(其他含碳产物未标出)和的法拉第效率变化如图所示。①阴极生成甲烷的电极反应式是___________。②结合上图的变化规律，推测可能的作用是___________。Ⅲ．传统燃油车的汽车尾气问题，在彻底完成能源转型之前，仍旧是造成空气污染最主要的因素之一，NSCR(储存还原)技术可有效降低柴油发动机工作过程中排放的。工作原理如下图所示，柴油发动机工作时在稀燃(充足、柴油较少)和富燃(不足、柴油较多)条件下交替进行，通过和的相互转化实现氮氧化合物的储存和还原。（4）若柴油中硫含量较高，在稀燃过程中，吸收氮氧化物的能力下降至很低水平，结合化学方程式解释原因：___________。（5）当存在时吸收氮氧化合物吸收能力也会下降，但体积分数达到10%~20%时，氮氧化物吸收率依然较高，原因可能是___________。7．（25-26高三上·江苏扬州·期中）工业上用CH4制合成气(CO和H2)，再脱碳制氢，具有良好的前景。（1）合成气电化学脱碳制氢的原理如图1所示。该装置中固体酸膜能传导H+。①写出阳极CO转化为CO2的电极反应式___________。②实验测得，阳极区气体中CO2的量大于阳极上电化学反应产生CO2的量，原因是___________。（2）CH4、CO2催化重整制合成气，其原理如图2所示。反应②中化合价发生改变的元素有___________(填元素符号)；每消耗1molCH4，理论上反应②中转移电子的物质的量为___________。（3）CH4、H2O与铁铈载氧体(简写为MexOy)反应制合成气。相同条件下，以一定流速向装有的反应器中间歇通入CH4、H2O(g)，按下列步骤交替发生反应步骤I

主反应：副反应：；步骤Ⅱ

①步骤I中铁铈载氧体表面的晶格氧将CH4氧化为CO、H2。步骤I、Ⅱ中会有晶格氧在载氧体的内部和表面之间发生迁移。步骤Ⅱ中晶格氧迁移的方向是___________。②步骤I中，其他条件一定，在850℃下，CO的选择性、H2的选择性、CH4的转化率与反应时间关系如图3所示。i．6min后，比值变化趋势为___________(填“增大”“减小”或“不变”)。已知：CO的选择性；H2的选择性。ⅱ．其他条件不变，与850℃相比，在900℃下反应初期CO的选择性更低，可能原因是___________。③步骤Ⅱ中，向反应器中通入过量H2O的作用是___________。8．（25-26高三上·江苏·月考）氢气是一种清洁能源，氢能源的综合利用是科学领域的研究热点。（1）液氨是一种重要的载氢材料。已知：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH＜0，Fe-TiO2-xHy双催化剂双温催化合成氨机理如图所示，该方法通过光辐射产生温差，可以实现高速率、高产率合成氨。①高温区使用纳米Fe催化剂的主要作用是_______。②低温区合成氨产率较高的原因是_______。③氨燃料电池以KOH溶液为电解质溶液放电时，负极的电极反应式为_______。（2）工业上利用氢气制备甲醇主要发生如下反应：反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1=-49.4kJ·mol-1反应II：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)

ΔH2=＋41.2kJ·mol-1在恒压密闭容器中充入6molH2(g)、2molCO2(g)，分别在1MPa和10MPa下反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH3OH的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，CO和CH3OH的物质的量分数与温度变化关系如图所示。①表示10MPa时CH3OH的物质的量分数随温度变化关系的曲线是_______(填“a”“b”“c”或“d”)。②200～400℃时b、d曲线基本重合的原因是_______。（3）研究发现，H2和CO2的反应气中含有水蒸气会影响CH3OH的产率，添加适量水蒸气前后对关键反应历程的能量变化影响如图所示。已知：水蒸气可使催化剂表面的活化位点减少。①该反应过程中，有水参与的关键反应历程的化学方程式为_______。②推测在反应气中添加水蒸气对甲醇产率造成的可能影响及其原因_______。9．（25-26高三上·江苏盐城·开学考试）为缓解温室效应与能源供应之间的冲突，的资源化利用已成为研究的热点。（1）、重整能获得氢能，同时能高效转化温室气体。①已知：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

反应Ⅳ：

___________②其他条件相同，、混合气体在催化剂a、b作用下分别发生重整反应，催化剂表面均产生积碳。对附着积碳的催化剂a、b在空气中加热以除去积碳(该过程催化剂不发生反应)，剩余固体的质量变化如图所示。则重整反应中能保持较长时间催化活性的是___________(填“催化剂a”或“催化剂b”)，判断的理由是___________。（2）利用制备甲酸。①我国科学家利用在Ru(与Fe同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸。催化过程如图所示。与吸附了H原子的催化剂通过配位键形成中间体X，X的结构式为___________。该催化过程的总反应为___________。②一种利用电催化反应器合成甲酸的工作原理如图所示。阴极主要发生的电极反应式：___________。③/HCOOH循环在氢能的贮存释放、燃料电池等方面具有重要应用。其他条件不变，催化加氢转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在40～80℃范围内，催化加氢的转化率迅速上升，但是在80～100℃范围内，催化加氢的转化率下降，两段变化的主要原因是___________。10．（25-26高三上·江苏南京·开学考试）“碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一。Ⅰ．中国首次实现了利用CO2人工合成淀粉，其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH。在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有：①②③（1）_______。（2）5MPa时，向某密闭容器中按投料比充入H2和CO2，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。①图中X代表_______(填化学式)。②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大，原因是_______。Ⅱ．CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：①；②。（3）反应的_______(用表示)。Ⅲ．CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用，其中涉及的CO2催化加氢原理如下：（4）在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成，其离子方程式：_____；其他条件不变，转化为的转化率随温度的变化如图1所示。反应温度在40～80℃范围内，催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是______。11．（2025·江苏连云港·二模）甲烷是重要的化工原料，由甲烷可以制取等。（1）与重整制氢的流程为：已知：Ⅰ．

Ⅱ．

研究表明，反应Ⅱ在催化下进行，反应分两步进行：第一步：

①写出第二步的热化学方程式______。②一定压强下，将混合气体通入反应体系。平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。曲线a代表______（填化学式），750℃以后曲线a下降的原因是______。温度/℃480500520550转化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8（2）与催化重整的主要反应为：反应Ⅲ：

反应Ⅳ：已知：还原能力可衡量转化效率，（同一时段内与的物质的量变化量之比）。常压下和按物质的量之比投料，一段时间内转化率、R值随温度变化如上表所示。下列说法不正确的是______。（填字母）A．改变催化剂可提高平衡时的R值B．R值提高是由于催化剂选择性地提高反应Ⅳ的速率C．温度越低，含氢产物中占比越高D．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小（3）小分子与金属表面之间的作用与它们在低氧化态金属配合物中的相互作用类似。利用铜-铈氧化物选择性催化氧化除去中少量CO的可能机理如图所示。①金属吸附位优先吸附CO而非，可能的原因是______。②如果用代替参加反应，则CO去除产物分子的结构式是______。（4）ZnO/石墨烯复合光催化氧化甲烷和水生成甲醇和氢气可能的机理如图所示。在电子空穴（）作用下生成和一种强氧化性中性粒子X，与X反应最终生成甲醇。X的电子式是______。写出该机理总反应的化学方程式：______。12．（2026·江苏南京·二模）我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。以为原料合成依然是“碳达峰”环境下的科研热点，电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题：Ⅰ：

=

Ⅱ：

=

Ⅲ：

=

（1）部分键能的数据如下表所示，则___________。共价键键能436803328.4464（2）反应Ⅰ能自发进行的原因是___________。（3）一定条件下，=反应历程如图所示。该反应的反应速率由第___________(填“1”或“2”)步决定。（4）研究发现表面脱除原子形成的(氧空穴)决定了的催化效果，氧空穴越多，催化效果越好，催化合成甲醇的机理如图。已知增大气体流速可带走多余的，从而提高的选择性，请结合催化机理解释其原因___________。（5）汽车尾气中的和在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体。催化剂性能决定了尾气处理效果。将和以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，测量逸出气体中含量，从而测算尾气脱氮率。相同时间内，脱氮率随温度变化曲线如图所示。①曲线上点的脱氮率___________(填“”“”或“”)对应温度下的平衡脱氮率。②催化剂条件下，温度高于时脱氮率随温度升高而下降的原因可能是___________。（6）近年研究发现，电催化和含氮物质可合成尿素，同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下，向一定浓度的溶液通入至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为___________。13．（2026·江苏苏州·模拟预测）二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：（1）用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：Ⅰ．Ⅱ．Ⅲ．可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。A．温度 B．投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C．压强 D．催化剂（2）25℃下，(CH3)2NH·H2O的电离常数为Kb，-lgKb=3.2，则1mol/L[(CH3)2NH2]+Cl-水溶液的pH=_______。（3）在[(CH3)2NH2]+Cl-的有机溶液中电化学还原CO2制备HCON(CH3)2阴极上生成HCON(CH3)2的电极反应方程式是_______。（4）上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下_______0(填“>”、“<”或“=”)。（5）有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比，催化剂M足量。反应方程式如下：Ⅳ．V．三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。(例：HCOOH的物质的量百分比①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活)_______。②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因_______。14．（2026·江苏常州·一模）水煤气是一种重要的工业气体燃料和化工原料。（1）在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的和1mol，发生下列反应生成水煤气：i.

，ii.

，①反应的平衡常数______（用含和的代数式表示）。②反应平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系______（填“吸收”或“放出”）热量______kJ（写出计算过程）。（2）脱除和利用水煤气中的工艺如图所示：①写出吸收塔中吸收的离子方程式：______。②再生塔中通入水蒸气的作用有______。③利用电化学原理可将电催化还原为CO。研究表明，装置中的AgCl/Ag电极通过电化学还原可在电极上析出Ag纳米颗粒，从而提升还原为CO的选择性。已知：根据催化剂性质等实验条件的不同，电化学还原过程中会产生多种含碳产物，CO的选择性。i.在如图所示装置中，电解时阴极发生的电极反应有______（用电极反应式表示）。ii.装置中的AgCl/Ag电极还能使“转化为CO的反应”比“析氢反应”更具竞争优势，其可能原因有______。15．（2026·江苏扬州·一模）对CO2的捕获、利用已成为前沿科技竞争的焦点。（1）直接碳燃料电池能够将固体碳(如煤、生物质炭等)的化学能直接转化为电能，并生成高纯度CO2。其使用Li2CO3-K2CO3等二元共熔碳酸盐作为电解质，工作原理如图1所示。①在正极，CO2和O2反应生成，电极反应式为___________。②在负极，固体碳燃料(用C表示)发生一系列反应，其中反应C(s)+CO2(g)2CO(g)

∆H=+172kJ·mol-1，在高温下(>700°C)有利于自发进行的原因是___________。（2）CO2电还原与氯碱工艺可联产CO、Cl2和KHCO3，其工作原理如图2所示。①阴极上CO2选择性还原为CO，同时会生成少量H2。一定条件下，阳极产生22.4L(标准状况)Cl2时，阴极生成气体的总质量为26.7g。则该条件下，阴极生成CO的法拉第效率为___________。［法拉第效率=×100％］②CO2还原为CO的反应在钴卟啉催化剂(简化为Co-N4结构)表面进行，催化循环过程的简化模型如图3所示。若此过程中N元素化合价不变，则Co元素化合价变化的步骤有：___________(填序号)。（3）通过CO2制备Ca(HCO3)2有潜在价值，但Ca(HCO3)2固体难以从其水溶液中分离。①研究发现，Ca(HCO3)2固体析出过程中，溶剂的极性会削弱中O-H键的稳定性。为得到Ca(HCO3)2固体，可采取的合理措施为___________。②采用热重法可分析固体组成。依据图4，可判断所得固体主要是Ca(HCO3)2而不是CaCO3的理由是___________。

压轴09借助“图像、图表”的化学原理综合题命题预测该题是全卷区分度核心，以多重曲线、数据表格、机理示意图为载体，融合热化学、化学平衡、电化学、离子平衡四大模块。命题特点：①情境聚焦CO₂资源化、氢能、双碳减排、工业催化等真实场景；②图像变量多元（温度、压强、投料比、分压、lgc等），常考多反应耦合、选择性/产率竞争、速率-平衡协同；③设问梯度明显，由基础书写→图像分析→定量计算（K、转化率、活化能）→条件优化；④强调证据推理与模型认知，要求从图表中提取关键数据解释平衡移动、催化机理。2026年预测：情境更贴前沿催化、新型储能、工业减排；图像复杂度提升，多平衡叠加、动态机理图、分布系数/电势-pH图成主流；计算侧重分压常数、选择性、能量耦合；设问强化条件调控理由、催化剂作用机理、实际工艺优化，突出素养导向、应用落地。高频考法1.图像信息解读：识别转化率‑温度‑压强、分布系数、电势‑pH、对数曲线等，判断特殊点含义与变化趋势。2.平衡移动分析：结合温度、压强、投料比分析平衡移动方向，比较主副反应竞争与产物选择性。3.定量计算：计算平衡常数Kp、Kc、转化率、活化能、反应热及粒子浓度比值。4.机理与速率：判断基元反应、中间体、催化剂，确定决速步并解释速率影响因素。5.条件优化与评价：分析工业适宜条件，解释催化剂、pH、温度对选择性与效率的影响。知识·技法·思维考点01焓变的计算及反应自发性判断1．焓变的计算（1）根据(相对)焓：ΔH＝H总(生成物)－H总(反应物)（2）根据键能数据：ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)（3）根据活化能：ΔH＝E(正反应的活化能)－E(逆反应的活化能)2．盖斯定律及其思维模板（1）ΔH与盖斯定律ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。（2）思维模板——叠加法“倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将部分方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反“乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个数值，反应热也要乘以相应数值“加”做好上述两个步骤后，将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加3.反应自发性判断（2核心维度）反应自发性由焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、温度（T）共同决定，高考核心考查方向如下：（1）熵变（ΔS）基础判断①熵增（ΔS>0）：气态物质物质的量增多、固体溶解、液体汽化、混乱度增加（如2SO2+O2⇌2SO3，ΔS<0；CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)，ΔS>0）。②熵减（ΔS<0）：气态物质物质的量减少、物质凝聚、混乱度降低。（2）吉布斯自由能（ΔG）核心判据①公式：ΔG=ΔH−TΔS​（T为热力学温度，单位K，恒为正）。②判据规则：a.ΔG<0：反应自发进行；b.ΔG=0：反应达到平衡状态；c.ΔG>0：反应非自发进行（逆向自发）。③温度对自发性的影响（4类典型情况）：ΔH符号ΔS符号自发性规律典型反应示例负（ΔH<0）正（ΔS>0）任何温度下均自发2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O负（ΔH<0）负（ΔS<0）低温自发，高温非自发NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)正（ΔH>0）正（ΔS>0）高温自发，低温非自发CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)正（ΔH>0）负（ΔS<0）任何温度下均非自发2CO(g)=2C(s)+O2(g)考点02多平衡体系中的原因解释类问题 （1）明确问题：仔细阅读题目，确定需要解释的化学反应现象或结果。（2）提取关键信息：找出题目中给出的反应物、生成物、反应条件等关键要素。（3）运用相关原理：根据所学的化学原理，如热力学原理(焓变、熵变)、动力学原理(反应速率、活化能)、化学平衡原理等，分析问题。（4）考虑影响因素：全面考虑温度、压强、浓度、催化剂等因素对反应的影响。（5）构建逻辑链条：按照因果关系，清晰地阐述各个因素如何导致反应的发生、方向、速率和限度等。（6）结合实验或实际情况：如果有相关的实验数据或实际应用背景，要将其作为证据支持解释。（7）检查与完善：检查解释的合理性、完整性和准确性，确保语言表达清晰、逻辑严谨。例如，解释为什么升高温度会增大化学反应速率。首先需要明确的问题是温度对反应速率的影响，提取出相关信息。运用动力学原理，升高温度会使分子的平均动能增加，更多普通分子变成活化分子，有效碰撞频率增大，从而增大反应速率。最后检查解释是否清晰合理。考点03多重平衡体系中k、K、Kp等常数的相关计算1．速率常数与化学平衡常数之间的关系对于反应aA(g)＋bB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)(k正为正反应速率常数)；v逆＝k逆·cp(C)·cq(D)(k逆为逆反应速率常数)。反应达到平衡时v正＝v逆，此时，k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cp(C)·cq(D)⇒eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cp（C）·cq（D）,ca（A）·cb（B）)＝K，即K＝eq\f(k正,k逆)。2.利用压强表达的平衡常数（1）压强平衡常数Kp：如N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，Kp＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)，气体的分压＝气体总压×该气体的体积分数(或物质的量分数)。（2）标准平衡常数Keq\o\al(θ,p)：等温等压下，对理想气体反应dD(g)＋eE(g)⇌fF(g)＋hH(g)，设pD、pE、pF、pH分别为D、E、F、H的平衡分压，pθ为标准压强(pθ＝100kPa)，Keq\o\al(θ,p)＝eq\f(（\f(pF,pθ)）f·（\f(pH,pθ)）h,（\f(pD,pθ)）d·（\f(pE,pθ)）e)，式中Keq\o\al(θ,p)称为理想气体的热力学平衡常数——标准平衡常数。3．多平衡体系中相关物理量的解答方法（1）反应体系举例①体系1(连续反应)PH4I(s)⇌PH3(g)＋HI(g)4PH3(g)⇌P4(g)＋6H2(g)2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)②体系2(竞争反应)CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)（2）解答方法①分设变量法a.分别设每一步反应的变化量b.基于反应之间的关系判断各组分的平衡量c.根据题给信息找等量关系，解未知量d.得到具体数据后求算平衡常数、转化率等②守恒法a.分别设各物质的平衡量b.观察各物质的组成，确认守恒法适用元素c.根据题给信息解未知量d.得到具体数据后求算平衡常数、转化率等4.多重平衡体系中有关平衡常数的计算技巧（1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。（2）原子守恒法解题基本思路第一步：确定反应体系中有哪些元素根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子总的物质的量第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量第三步：计算平衡常数①若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，带入平衡常数表达式计算②若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后带入压强平衡常数表达式计算。考点04平衡体系中的有关计算1.转化率、产率的计算公式反应物的转化率=反应物的变化量反应物的起始量生成物的产率=生成物的实际产量生成物的理论产量2.分压与压强平衡常数对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，在一定温度下达到化学平衡时，若用p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别表示A、B、C、D各气体的分压，用Kp表示压强平衡常数，则有：（1）p(C)=平衡时的总压×物质C的物质的量分数。（2）Kp=pc3.相关反应平衡常数的相互计算（1）同一可逆反应中，K正·K逆=1。（2）同一化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K'与原平衡常数K间的关系是K'=Kn或K'=nK（3）几个可逆反应的化学方程式相加得总化学方程式，则总化学反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。4.速率方程、速率常数及应用对于基元反应：aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)（1）速率方程v正=k正·ca(A)·cb(B)；v逆=k逆·cd(D)·ce(E)。（2）速率常数(k)是一个与温度有关，而与浓度、压强无关的量。（3）基元反应的平衡常数K=k正考点05催化机理能垒图1.催化反应机理图的分析思路（1）通览全图，找准一“剂”三“物”催化剂一般是在反应起点就加入的，在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主体的多个物种一定在机理图中的主线上。反应物通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物中间体反应后生成的，在机理图中通过一个箭头脱离，但又通过一个箭头进入的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[]”标出（2）逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。2．催化机理能垒图（1）在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。可以用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。注意：如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔。（2）每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*=HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。中间产物：在连续反应中为某一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→O2＋I－＋H2O快在该反应中I－为催化剂，IO－为中间产物。而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反应的就是