2026年高考化学终极冲刺：压轴题13 化学反应原理综合（压轴题专练）（黑吉辽蒙专用）（原卷版）

/压轴题13化学反应原理综合命题预测化学反应原理综合是高考化学中理论深度高、综合性强、区分度大的核心压轴模块，在黑吉辽蒙卷中常以填空题形式呈现。题目以能源转化（氢能、CO₂加氢、燃料电池）、环境治理（脱硫脱硝、碳捕集）、化工生产（合成氨、甲醇合成）等真实情境为载体，考查学生对热力学（焓变、熵变、平衡常数）、动力学（反应速率、活化能、催化剂）、电解质溶液（电离平衡、沉淀溶解平衡）等核心原理的综合应用能力。预计2026年黑吉辽蒙卷将继续以“双碳”目标下的能源转化、绿色化工、新能源材料为热点背景，结合反应历程图、能量曲线图、平衡常数-温度图、转化率-压强图、电化学数据表等形式，设置盖斯定律计算、Kp计算、速率方程分析、平衡移动判断、多反应耦合分析、条件优化、电极反应书写等综合问题，突出“模型认知”与“证据推理”的核心素养。高频考法1.

热化学与盖斯定律应用（含反应热ΔH的计算、热化学方程式书写、键能与反应热的关系、能量曲线图分析）。

2.

化学平衡常数计算与分析（含Kc、Kp、Kx的计算，平衡常数与温度的关系，多反应耦合体系平衡常数的计算，转化率、产率与平衡常数的关联）。

3.

速率方程与反应机理分析（含速率方程推导、活化能判断、催化剂对反应路径的影响、反应历程图分析、决速步判断）。

4.

平衡移动与条件优化（含温度、压强、投料比对平衡转化率的影响，勒夏特列原理应用，最佳工艺条件的选择与分析）。

5.

多平衡体系综合分析（含多重平衡耦合（如同时存在化学平衡与沉淀溶解平衡、电离平衡），主反应与副反应的竞争，选择性计算）。

6.

电解质溶液平衡（含电离常数、水解常数、溶度积常数的计算与比较，pH计算，沉淀溶解平衡图象分析）。

7.

电化学原理融合（含原电池与电解池中的热力学分析，电极反应书写，电池电动势与反应自由能的关系）。知识·技法·思维考向01热化学方程式的书写与焓变的计算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．热化学方程式的书写(1)注意ΔH的符号和单位：吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”；ΔH的单位为kJ·mol－1。(2)注意测定条件：绝大多数反应的反应热是在25℃、101kPa条件下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。(5)注意ΔH的数值与符号：若化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。例如，S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH＝－0.33kJ·mol－1。3．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，反应热也要相加考向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。考向03多平衡体系中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)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②守恒法考向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5.多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典例·靶向·突破考向01考查盖斯定律、反应速率和化学平衡例1【热点——环氧乙烷】（2026·吉林·二模）环氧乙烷(C2H4O)具有杀菌、环氧化、羟乙基化等特性，在化工、医药、食品、纺织等多个领域具有广泛应用。(1)以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其原理为：C2H4(g)+Cl2+Ca(OH)2

→C2H4O+CaCl2+H2O。这种生产工艺的原子利用率为________（结果保留三位有效数字）。已知：原子利用率=（期望产物的总质量÷生成物的总质量）×100%(2)现代工业常利用氧化乙烯制备环氧乙烷。发生的主要反应有：I．2C2H4(g)+O2(g)⇌2C2H4O(g)

ΔH1=-210kJ·mol−1Ⅱ．C2H4(g)+3O2(g)⇌2CO2(g)+2H2O(g)

ΔH2=-1239kJ·mol−1利用盖斯定律可以间接计算化学反应的反应热，根据下图所示的循环过程，ΔH4=________（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示）。(3)反应I的正、逆反应速率可分别表示为v正=k正⋅p2(C2H4)·p(O2)、v逆=k逆⋅p2(C2H4O)（k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数，p为物质的分压，单位为kPa）。T℃时，k正=4k(4)以Ag为催化剂合成C2H4O的反应机理如下：Ⅲ：Ag(s)+O2(g)→Ag+O2-(s)Ⅳ：C2H4(g)+Ag+O2-(s)→C2H4O(g)+Ag+O－(s)Ⅴ：C2H4(g)+6Ag+O－(s)→2CO2(g)+6Ag(s)+2H2O(g)

快①结合反应机理，能够提高主反应速率的措施有________（填标号）。A．恒容条件下，通入惰性气体

B．适当升高温度

C．减小压强

D．增大O2浓度②加入1，2-二氯乙烷会发生反应：2Cl(g)+2Ag+O－(s)→2AgCl(s)+O2(g)。一定条件下，反应一定时间后，C2H4O产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图。1，2-二氯乙烷浓度增大使C2H4O产率先升高后降低的原因为________。情境链接情境链接环氧乙烷是重要的有机化工中间体，广泛应用于杀菌、合成表面活性剂、医药等领域。本题以环氧乙烷的两种生产工艺为切入点，对比了传统氯代乙醇法（原子经济性差）与现代催化氧化法（绿色高效）的差异。通过反应机理分析、速率方程与平衡常数推导、催化剂调控等视角，系统展示了从热力学（盖斯定律、反应热计算）到动力学（决速步识别、条件优化）再到工业应用（产率与选择性调控）的完整研究范式，体现了绿色化学理念在化工工艺升级中的核心地位。考向解码解答热力学与动力学综合题时，应建立“宏观-微观”关联思维。原子利用率的计算需抓住期望产物与总产物的质量比，体现绿色化学的原子经济性理念。盖斯定律的应用关键在于构建热化学循环，通过代数运算消去中间步骤的焓变。速率方程与平衡常数的关联需利用平衡时v正=v逆，推导Kp=k正/k逆，并注意平衡常数随温度的变化方向与反应焓变一致（放热反应升温K减小）。反应机理分析中，决速步（慢反应）的识别需根据能垒图确定活化能最大的基元反应；条件优化需结合决速步特点，选择加快该步骤速率的措施（如增大反应物浓度）。曲线变化原因分析（如产率先升后降）需兼顾动力学（反应速率）与热力学（平衡移动）或催化剂活性变化（如副反应消耗活性位点）的综合影响。【变式探究】（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）CO2资源化利用有利于实现“碳中和”。一种以CO2加氢催化合成甲醇的方法成为了科学研究的热点。Ⅰ．CO2g+3Ⅱ．CO2g+Ⅲ．CO2g+4(1)CO加氢催化合成甲醇也是合成甲醇的一种方法，则COg+2H2g(2)不同反应条件下的自由能随温度变化如图1所示。反应Ⅰ在_______(填“高温”或“低温”)时可能自发进行；反应Ⅱ的ΔS_______(3)反应物用量比保持不变，在不同压强下CO2平衡转化率以及甲醇选择性随温度变化如图2所示选择性=n转化为甲醇的CO2n发生反应的(4)CO2与H2在催化剂InNi3C0.5/ZrO2的表面发生反应，可以提高合成甲醇的选择性。使用该催化剂合成甲醇，通入反应混合气体的流速为12000mL⋅h①下列温度最适宜合成甲醇的是_______(填字母序号)。A．250℃B．275℃C．300℃D．350℃②反应条件为300℃，nH2nCO③通入反应混合气体的流速从12000mL⋅h−1提升至24000mL⋅h−1时，CO2考向02考查盖斯定律、化学平衡和电化学例2【热点——碳中和】（2026·黑龙江·模拟预测）将CO2(1)资源化利用之一是以CO2制C2H4。已知①写出CO2g与H2g反应生成C2②该反应在______(填“低温”“高温”或“任意温度”)时能自发进行。(2)资源化利用之二是以CO2和H2为原料合成Ⅰ、CO2g+3Ⅱ、CO2g+Ⅲ、COg+2将CO2和H2按物质的量之比1:2.9通入容积为VL的密闭容器中，假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ．改变反应温度，分别测得pa、pb、pc(单位：MPa)下CO2的平衡转化率(a)以及pb3MPa时生成①图中a、b和c分别代表代表paMPa、pbMPa、pcMPa下②随温度升高，a、b和c三条曲线接近重合的原因是______。③P点对应的反应Ⅱ的平衡常数Kp=(3)资源化利用之三是以电催化CO2和含氮物质(NO3等)在常温常压下合成尿素。向一定浓度的KNO3溶液中通入CO①电解时，H+向______②已知法拉第常数F=96500C/mol，电解效率η=生成目标产物所用的电子数通过电极的电子数×100%。若以10.0A恒定电流工作30min，生成0.6g情境链接情境链接CO₂资源化利用是实现“双碳”目标的关键技术路径。本题以CO₂加氢制备乙烯、甲醇、尿素等为主线，构建了“热化学计算-平衡移动分析-电化学合成”三位一体的综合考查体系。从宏观热力学（燃烧热计算反应热）到微观机理（多反应耦合体系中选择性调控），从气相平衡（压强对转化率的影响）到电化学合成（尿素电催化合成及法拉第效率计算），层层递进地展示了CO₂转化从热力学可行性分析到动力学条件优化再到电化学工程应用的完整链条，体现了碳中和背景下多技术路径协同发展的战略思维。考向解码解答多维度原理综合题时，需具备“跨界整合”能力。热化学部分，燃烧热数据需转化为标准生成焓，再通过盖斯定律计算目标反应热；反应自发性的判断需结合ΔH和ΔS的符号，运用ΔG=ΔH-TΔS进行温度条件分析。多反应平衡体系分析中，需识别主副反应对目标产物选择性的竞争关系（如反应Ⅰ与反应Ⅱ的竞争），并运用“压强对气体分子数不变的反应无影响”的原理解释曲线重合现象。平衡常数计算需根据选择性数据推算出各组分平衡量，注意反应前后总物质的量可能变化。电化学部分，电解池中离子迁移方向遵循“阳离子向阴极移动”的规律；电解效率（法拉第效率）计算需准确建立目标产物与转移电子数之间的计量关系（如生成1mol尿素转移16mole⁻），并结合电量（Q=I×t）与法拉第常数进行定量求解。【变式探究】（2026·黑龙江大庆·二模）碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)是一种低毒、环保的绿色化工原料，可采用多种方法进行制备。Ⅰ．用CH3OH、CO2直接合成CH3OCOOCH3的反应原理如下。主反应：2CH3副反应：2CH3请回答下列问题：(1)已知298·K时，部分物质的相对能量如下表所示，则主反应的反应热ΔH1=___________kJ⋅物质CHCOHCH相对能量/kJ⋅-202-393-241-570(2)在3.2MPa下，将物质的量之比为2：1的反应物CH3OH(g)、CO2(g)混合，使其按一定流速通过装有催化剂的容器，测得CH3OH的转化率、CH①温度在90～120℃时，随温度升高，CH3OCOOCH3的产率先增大后减小的主要原因是___________。(不考虑催化剂的活性随温度的变化)②在一定条件下反应达到平衡后，CH3OH的转化率为25%，CH3OCOOCH3的选择性为90%。则平衡混合气中CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比为___________，主反应的平衡常数Kp=___________[CH3OCOOCH3的选择性=nⅡ．以CH3OH、CO和O2为原料，CuCl为催化剂合成CH3OCOOCH3.反应分两步进行：反应ⅰ：4反应ⅱ：___________(3)完成反应ⅱ的化学方程式：___________。Ⅲ．用CH3OH和CO2在催化剂作用下通过电化学法合成CH3OCOOCH3，装置如图所示。(4)金电极的电极反应式：___________。考向03考查反应历程、化学平衡和晶胞分析例3【热点——双碳目标】（2026·辽宁抚顺·模拟预测）为实现“双碳”目标，CO2(1)计算机模拟CO2直接加氢制备CH3OH(2)间接加氢制备甲醇工艺(两步合成法)，首先以CO2与H2作为起始原料制备合成气：键C=OH−HH−OC≡O键能(kJ/mol)7994364621070(3)①在723K时，将2 mol CO2(g)与1 mol H2(g)通入抽空的瓶中，发生(2)中制备合成气的反应，平衡后瓶中的总压为50.66 kPa，平衡常数为K②在容器中加入过量的氧化钴CoO(s)和金属Co(s)，在相同条件下容器中又加了如下两个反应：CoO(s)+H2CoO(s)+CO(g)⇌Co(s)±CO2请分析K1与K2、K3的关系为K1=___________；再次达到平衡时，容器中的水蒸气的体积分数为30%(4)间接加氢制备甲醇工艺的第二步主要反应为：CO(g)+2将CO和H2按物质的量之比1:2A．混合气体的密度不再变化 B．CO和H2C．CH3OH的体积分数不再变化 D．形成4 mol C−H(5)氢能用途广泛且绿色低碳，其中两种固态储氢材料吸氢后的晶胞如图所示。①晶胞X中Mg、Ni、H原子的最简整数比为___________。②晶胞Y的参数为a pm、a pm、b pm已知：A原子的分数坐标为0,0,0，B原子的分数坐标为1/2,1/2,1/2，Mg−H键长为r pm，请写出C原子的分数坐标___________情境链接情境链接CO₂加氢制甲醇是实现“液态阳光”的关键技术。本题融合了反应机理（计算机模拟反应历程）、热力学（键能计算反应热）、多平衡耦合（CO₂加氢制备合成气与合成气制甲醇的耦合体系）、平衡常数推导（K₁与K₂、K₃的关联）、晶胞结构分析（固态储氢材料）等多个维度，构建了从分子尺度（反应路径、键能）到宏观尺度（平衡常数、转化率）再到材料尺度（储氢晶胞）的立体化考查框架。题目以“直接加氢”与“间接加氢”两条技术路线为线索，体现了化学原理在能源转化与材料开发中的深度融合。考向解码解答综合题时，需掌握“从微观到宏观”的分析方法。反应历程分析中，决速步的确定依据为能垒最高的基元反应；活化能（能垒）的大小决定了反应速率快慢。键能法计算ΔH需准确识别反应中断裂与形成的化学键类型及数目。多平衡体系耦合分析中，平衡常数之间关系可通过反应相减或相加推导（如K₁=K₂/K₃）；平衡常数计算需结合总压、分压及体积分数（或物质的量分数）进行综合推演。平衡状态判断需抓住“变量不变”的核心，注意恒温恒压条件下密度、体积分数等物理量在平衡时是否恒定。晶胞分析中，原子个数比计算需熟练运用均摊法（顶点1/8、棱心1/4、面心1/2、体心1）；分数坐标的确定需结合晶胞参数（a、b、c）与原子实际坐标，运用几何关系（如正八面体、对角线夹角）进行推导。【变式探究】（2025·吉林白城·模拟预测）利用甲烷和二氧化碳催化重整不仅可以获得合成气(CO和H2(1)在T℃时，向恒温恒容密闭容器中通入3molCH4和3molCO2，在催化剂作用下发生反应：物质CHCOCOH体积分数0.10.10.40.4已知平衡时容器内混合气体的压强为0.5MPa，此温度下该反应的平衡常数Kp=______(2)利用合成气合成甲醇，发生的主要反应如下：反应Ⅰ：COg+2H2反应Ⅱ：CO2g+H反应Ⅲ：CO2g+3H平衡常数随温度变化的曲线如图所示，则ΔH1______ΔH3(填“>”“<”或“=”理由是(3)我国学者通过计算机模拟对反应CH4g+CO2该历程中最大能垒(活化能)E正=______eV⋅mol(4)甲烷晶体的熔点为-182.5 ℃，沸点为-161.5℃。甲烷晶体的立方晶胞如图所示(甲烷分子位于晶胞的顶角和面心)。①甲烷晶体属于______晶体。②甲烷分子中的共价键类型是______(填标号)。A．s−sσ键

B．s−pσ键

C．p−pσ键

D．s−sp③1个CH4晶胞中含有______④甲烷晶体中，每个CH4分子周围紧邻的CH4分子有⑤甲烷晶体中，两个碳原子间的最近距离为______pm。⑥甲烷晶体的密度为______g⋅cm考向04考查反应历程与化学平衡例4【热点——反应历程】（2026·黑龙江齐齐哈尔·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反应Ⅰ：CO反应Ⅱ：2反应Ⅲ：CO(g)+2回答下列问题：(1)化学反应：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了光催化CO2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1 mol CO2和3 mol H2，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CH3(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，CO2①随着X的增大，CH3OCH3②当X=2时，该温度下反应Ⅰ的平衡常Kp情境链接情境链接二甲醚作为清洁燃料和化工中间体，其CO₂加氢合成工艺备受关注。本题围绕CO₂加氢制二甲醚这一复杂反应网络，从热力学（盖斯定律计算反应热）到动力学（反应历程与决速步），从宏观动力学（恒容条件下压强-时间曲线分析）到平衡调控（惰性气体稀释对选择性的影响），层层深入。题目引入了“选择性”这一工业化关键指标，并结合分压平衡常数Kp的计算，将实验室理论研究与工业工程实践紧密衔接，体现了“基础研究-工艺优化-工程应用”的转化逻辑。考向解码解答复杂反应题时，需构建“多反应耦合分析”的思维框架。热化学计算需通过线性组合（加减乘除）已知反应方程，消去中间产物，得到目标反应的反应热。反应历程分析中，基元反应的计数应排除吸附/脱附等物理过程；决速步的识别依据为能垒最高的基元反应。恒容容器中压强变化可用于跟踪反应进度，需明确哪些反应会引起总物质的量变化（如反应Ⅰ前后计量数不变，反应Ⅱ变化），进而建立压强比等于物质的量比的定量关系，计算反应速率。选择性随条件变化的原因分析需结合平衡移动原理（如稀释惰性气体降低反应物分压，对气体分子数增大的反应有利，对减小的反应不利）。Kp计算需准确获取各组分分压（总压×物质的量分数），并代入平衡常数表达式；注意多反应共存时，需根据选择性数据反推各产物的生成量，结合原子守恒（如C、H、O）求解平衡组成。【变式探究】（2025·内蒙古·模拟预测）甲酸被认为是理想的氢能载体，CO2和H(1)我国科技工作者运用DT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生H2①该进程中，反应速率最慢的步骤为___________(填字母)。a．Ⅰ→Ⅱ

b．Ⅱ→Ⅲ

c．Ⅲ→Ⅳ

d．Ⅳ→Ⅴ②依据图中信息，写出甲酸分解制氢气的热化学方程式为___________。(2)在一定催化剂催化作用下CO2CO2g+H①温度为T1℃时，该反应平衡常数K=2，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中，实验测得：v正=k正⋅cCO2⋅cH2，v逆=k逆⋅cHCOOH，k正、k(3)已知CO2与H反应ⅰ：CO2g反应ⅱ：CO2g在一定压强下，按nH2:nCO2①一定温度下，为了提高甲酸选择性可采取的措施除了加压，还有___________。②若M点反应已达到平衡状态，体系中H2的分压为aMPa，则673.15K时反应i的分压平衡常数计算式Kp=③当温度高于673.15K，随温度升高，反应ⅰ和反应ⅱ的反应速率相比，增加更显著的是反应___________(填“ⅰ”或“ⅱ”)，判断的依据是___________。1．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）氢气被誉为未来的绿色能源，为了实现氢气的可持续生产，实现能源产业的创新，科学家们探索了多种途径制备氢气。【乙醇制氢】乙醇在Ni−MgO催化下，制取氢气有如下方法：部分催化重整CH3CH已知：298K时，相关物质的相对能量如图1：(1)依据图中数据，计算该反应的ΔH=___________【甲烷制氢】反应Ⅰ：CH4(g)+反应Ⅱ：CO(g)+H2(2)工业生产中反应Ⅰ和反应Ⅱ要分两个温度段进行，第一阶段先采用___________(填“高温”或“低温”)，第二阶段再采用___________(填“高温”或“低温”)。(3)在一定条件下，向密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂只发生反应Ⅱ，其中v正=k正p(CO)⋅pH2O，①A、C两点温度比较：A___________C。(填“大于”、“小于”或“等于”)②在B点所示条件和投料比下，当CO的转化率达到40%时，v正v(4)工业上也可采用金属有机框架材料(MOFs)选择性吸附CO2(如图3所示)，该材料能吸附CO2而不能吸附CO可能的原因是【一氧化碳制氢】(5)一氧化碳变换反应CO(g)+H2O(g)⇌(6)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图5所示。①装置中的固体电解质应采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。②同温同压下相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO):nH2．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）研究有关氧化物的反应，对科学研究和化工生产有重要意义。(1)火法冶锌涉及以下反应：a：C+O2→CO2；b：2C+O2→2CO；c：2CO+O2→2CO2；d：2Zn+O2→2ZnO。相关反应的ΔG(2)TiO2难以直接用焦炭还原为Ti，需先转化为TiClⅠ.直接氯化：TiO2s+2Cl2Ⅱ.碳氯化：TiO2s+2Cl2①已知：反应O2g+2Cs⇌2COg的②在压强150kPa恒压条件下，将TiO2s、Cs、Cl2g以物质的量之比为5:11:10投料进行反应Ⅰ和Ⅱ，理论上体系中平衡时气体组成比例(物质的量分数)的温度变化的关系如图2所示(该条件下O2被消耗完全)。T2℃时，已知TiO2(3)为研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)。可通过微扰(瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(τ)，从而获得k的信息。对于H2O⇌H++OH−，若将纯水瞬时升温到25℃，测得τ=4.0×10−5s。已知：v①25℃时，计算得k2为_______L/②结合本题有关数据，从化学平衡角度分析常温下水难电离的原因：_______。现已发明直接用H2和O2合成H23．（2026·黑龙江吉林·一模）将来源于生物柴油的废弃物甘油进行催化重整制氢，能有效解决能源问题，并实现CO2反应I：C3H反应II：CO(g)+H2副反应：CO2(g)+4请回答下列问题：(1)计算反应C3H8O3(2)试从平衡移动的角度分析：向催化重整制氢体系中加入CaO的作用___________。(3)膜反应器含有氢气选择透过性膜。反应时间和其它条件均相同，甘油(C3下列说法不正确的是___________。A．甘油转化率增大，说明压强增大，有利于平衡正向移动B．一定条件下，甘油转化率可接近100%C．氢气产量增量随压强增大而增大(氢气产量增量=膜反应器和传统反应器氢气产量之差传统反应器氢气产量D．与膜反应器相比，传统反应器随压强增大水蒸气转化率下降的主要原因是H2(4)550℃，2.5×105Pa条件，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生反应I、II和副反应。反应达到平衡状态时，体系中(5)碳纤维布镍钼氮纳米片(Ni-Mo-N/CFC)是一种电催化剂，该材料作为阴极和阳极催化剂，可在碱性甘油水溶液中同时生产高纯氢和增值甲酸盐。a为电源的___________极，阳极的电极反应为___________。4．（2026·吉林·二模）CO2合成甲醇是CO反应i：CO反应ii：CO(1)已知：CH利用ΔH1和ΔH3计算ΔH2时，还需要利用(2)控制反应条件(均使用了催化剂)，研究反应物的投料比及温度对反应体系的影响。产率φ和选择性S的定义：φB=n①图1中，投料比是指_______［填“nCO2nH2”或“nH2nCO2②当温度高于523K时，甲醇的产率随温度升高而减小，原因可能有_______(写出2条)。(3)按nCO2nH2=13的投料比发生上述反应，测得①p1、p2的大小关系为：p1②350∘C以上时，p1和p2条件下的③250∘C，压强为p2时，反应ii的平衡常数Kx5．（2026·吉林长春·一模）苯乙烯（C6H5反应：C6H回答下列问题：(1)一定条件下，某些物质的相对能量如图1所示。该条件下苯乙烯的相对能量E=_______kJ⋅mol(2)乙苯通过催化剂发生反应，在不同的流速下，乙苯的转化率随着温度的变化如图2所示，流速大而转化率低的原因可能是_______。(3)在恒压状态下，当将适量过热水蒸气与乙苯混合通入反应器发生催化脱氢反应时，乙苯的平衡转化率明显增大，原因是_______（答出一条即可）。(4)分别将2mol、4mol、6mol乙苯通入容积均为2L的恒容密闭容器中发生催化脱氢反应，乙苯的平衡转化率与反应温度的关系如图3所示。①其中表示通入2mol乙苯的曲线是_______（填序号）。②一定温度下，初始时乙苯的投入量为6mol，反应5min末达到平衡，乙苯的转化率为50%，则该反应5min内的平均速率v苯乙烯=_______(5)一种提高乙苯转化率的催化剂—钯膜（只允许H2①该系统中持续通入N2的作用为_______②T℃和pkPa条件下，一定量的乙苯通入无钯膜反应器，乙苯的平衡转化率为40%，该反应的压强平衡常数Kp=6．（2026·黑龙江辽宁·一模）蒸汽转化是以烃类与水蒸气反应制备氢气、一氧化碳和二氧化碳的工艺，其中水碳比是目前研究的关键。水碳比是指原料气中H2O和CH4的物质的量之比，一般用XCH4用水蒸气重整制氢的总反应为：已知：CH4燃烧热为−890.31kJ/mol，H2燃烧热为−285.8kJ/mol，液态水的汽化热为(1)总反应的ΔH=_______CH4反应Ⅰ．水蒸气重整：CH反应Ⅱ．水煤气变换：CO(2)在恒容密闭容器中，加入1molCH4和一定量的H2OgA．点a、b、c对应的平衡常数：KB．XC．T1下，若容器内nD．T1下达平衡后，压强P：对于反应Ⅱ水煤气变换：COg+H2Og⇌CO2化学方程式平衡后气体的物质的量分数HH2：CO+CoO⇌Co+CO：0.0192(3)根据上述实验结果判断：①CO、H2还原CoOs为CosA．CO>H2B．CO<H②反应Ⅱ水煤气变换的化学平衡常数K=_______我国学者研发了一种用于低温水煤气变换反应的高效稳定催化剂——原子层金簇负载催化剂，下图表示该催化剂与金催化剂的反应历程：(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)(4)使用金催化剂(A)和原子层金簇负载α−MoC催化剂(B)，哪种更有利于该反应进行？_______(5)利用某铝−CO2电池为电源，电解硫酸铜溶液的装置工作原理如图所示。b为铝电极，其余均为石墨电极，双极膜中水电离产生的H+和A．该装置既含有原电池，又含有电解池B．双极膜中的OH−C．b电极反应式为Al−3D．若a电极附近生成4.6g甲酸，则c电极的质量增加6.4g7．（2026·辽宁辽阳·一模）硫磺具有杀菌消毒作用，可用于防治病虫害。回答下列问题：Ⅰ.古代通常以黄铁矿和木炭为原料，通入适量空气加热制备硫磺。反应为3FeS2(1)该反应自发进行的条件为_________（填标号）。A．不自发 B．任意温度 C．低温 D．高温(2)下列关于该反应的说法正确的是_________（填标号）。A．加入木炭可与氧气反应为该反应提供能量B．为使黄铁矿充分反应，需鼓入过量空气C．此反应条件下，Fe3OD．生成3.2 g S2Ⅱ.将上述反应所得气体回收S2后，所得的尾气中含有CO和SO反应①2SO2反应②SO2g已知300~700℃时，SO2的平衡转化率接近100%。不改变其它条件，S2、COS的平衡产率和12min(3)12min时S2产率高于平衡产率，说明两个反应的活化能关系为①_________②（填“>”、“<”或“=”），理由为_________(4)300~700℃时，温度升高S2平衡产率增大，分析其原因为_________(5)700℃ S2的产率在12min时达最大值，在图中画出S2产率在0~40minⅢ.t℃时，将一定量S2(g)通入固定容器中部分转化为S8(g)，初始容器内压强为(6)t℃时，该反应的平衡常数Kx为_________8．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）乙酸乙酯(EA)作为一种挥发性有机物(VOCs)，在大气中会助推臭氧污染、光化学污染、雾霾等，其处理技术包括活性炭吸附法、低温等离子法、催化燃烧法、紫外线(UV)光解法等，其中催化燃烧法是目前最合适的处理工艺，该法涉及的反应有：Ⅰ．CH3CHⅡ．CH3COOHⅢ．CH3COOCHⅣ．CH3COOCH在恒压密闭容器中通入1 mol CH3COOCH2CH3g已知：δEA回答下列问题：(1)反应Ⅳ的焓变ΔH4=___________(用含ΔH1、ΔH(2)甲曲线表示的物种为___________(填化学式)。随着温度升高，乙曲线先上升后下降的原因是___________。(3)温度为T2℃时，平衡体系中O2g为___________mol；平衡体系中CH3COOH(4)一种VOCs尾气处理综合设备的简易工作原理如图所示。下列有关该设备原理的说法正确的是___________(填标号)。A．废气气流与喷淋水流方向相反，有利于加快吸收速率B．旋转板的旋转可加快尾气成分的吸收速率C．“UV光催化器”“活性炭吸收塔”“催化氧化塔”内均发生了复杂的化学反应9．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）甲烷脱硝废气处理的有关反应如下：反应Ⅰ：CH4g反应Ⅱ：CH4g回答下列问题：(1)已知反应Ⅲ：N2g+3H2g⇌2NH3g

ΔH3=−92.4kJ⋅mol−1，则2NO2g+2NH3g⇌3H2g(2)对于反应Ⅰ，NO2的平衡转化率与碳氮比m[m=n图甲中碳氮比m从大到小的顺序为________。图乙中压强从大到小的顺序为________，反应从起始到达平衡点M和N的时间大小关系为t(M)________(填“>”“<”或“=”)t(N)。(3)在压强为6.2MPa条件下，将4molNO2和1molCH4通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得混合气体中①曲线________(填“P”“Q”或“K”)表示NO2②温度低于800℃时，曲线Q代表的物质的物质的量随温度升高而减小的原因是________。③T1℃时，反应Ⅱ的压强平衡常数K10．（2026·辽宁·一模）水煤气变换反应是调节氢碳比nH2nCO的关键反应。某研究小组将CaCO3Ⅰ．COg+HⅡ．CaCO3s⇌CaO回答下列问题：(1)CaCO3s+H(2)下列措施一定可以增大平衡时氢碳比nH2na．降低温度b．提高H2c．加入合适催化剂d．增大压强(缩小容器体积)(3)压力p下，按一定比例通入CO和H2O，并加入足量CaCO3，发生上述反应，气相中CO、H①已知曲线Ⅰ表示H2O的体积分数，则曲线___________(填图中序号)表示②在一定温度下，若向平衡体系中通入少量CO2g，重新达到平衡后，pCO③压力p下，温度为T0时，反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________，再向该平衡体系中通入一定量的N2(不参与化学反应)，重新达到平衡后，氢碳比nH211．（2026·辽宁沈阳·一模）马来酸(MA)是一种重要的化工原料，以其合成琥珀酸(SA)及富马酸(FA)均具有重要意义。回答下列问题：I．琥珀酸(SA)的合成过程以及不同温度下三个反应的平衡常数K随温度变化如下图所示i．ΔH1ii．ΔH2iii．ΔH3(1)反应ii的ΔH2_______0(填“>”、“<”或“=”)，反应i对应的曲线为_______(2)在330K至350K下SA平衡产率很高的原因为_______。II．富马酸(FA)的合成马来酸(MA)化学异构化合成富马酸(FA)流程如下图，苹果酸(M)为副产物(3)190℃时，一定浓度的MA发生反应，x表示某有机酸浓度与各有机酸浓度总和之比，x随时间t变化如上图(6.5h后苹果酸的x不再随时间变化，溶液体积变化忽略不计)，反应①的活化能_______反应②的活化能(填“>”、“<”或“=”)，反应①的浓度平衡常数Kc=_______。(4)若体系中只发生反应①、②，其速率方程均可近似表达为v=k·c(反应物)，(k1、k2分别代表反应①、②速率常数，H2O的浓度视为1，忽略体积变化)。已知某温度下，k1/k2=4.5，MA初始浓度为13mol/L发生反应，测得某时刻c(M)=2mol/L，则c(MA)=_______mol/L。(5)已知MA和FA均为二元弱酸，HOOC−CH=CH−COO−能形成分子内氢键，则相同温度下，电离平衡常数Ka1(MA)_______K12．（2026·内蒙古包头·一模）酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。(1)酸催化下反应a：NO2−aq①已知：则反应a的ΔH=_______(用含ΔH1、②在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。据图可知，在该过程中_______(填标号)。A．催化剂酸性增强，可增大反应焓变B．催化剂酸性增强，有利于提高反应速率C．催化剂分子中含氢原子数越多，越有利于加速反应(2)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OHg主反应：CH3OH副反应：CH3OH在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物(乙酸和乙酸甲酯)的分布分数随投料比xnCOn①代表乙酸的分布分数是_______(填“a”、“b”、“c”