2026年北京高考化学二轮复习专题11 大题突破-化学反应原理综合（复习讲义）（原卷版）

专题11大题突破-化学反应原理综合

目录

01析·考情精解...............................................................................................................................................................2

02构·知能架构...............................................................................................................................................................3

03破·题型攻坚.....................................................................................................................................4

题型化学反应原理...............................................................................................................................................4

以真实科研/工业情景为载体，围绕能量、速率平衡、电化学、电解质溶液

真题动向四大核心模块，强化图表分析、定量计算与跨模块逻辑推理，逐步向双碳、

新能源等前沿领域延伸，突出证据推理与模型认知的学科素养考查。

知识1利用盖斯定律计算反应热

知识2转化率、产率等计算与变化判断

知识3化学平衡常数(K)及Kp的计算

必备知识

知识4综合图像分析方法

知识5平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响

知识6电化学类试题

考向1考查盖斯定律和化学平衡

考向2考查热化学方程式、化学平衡和电化学

命题预测考向3考查反应速率和化学平衡图像

考向4考查盐类的水解和沉淀溶解平衡

考向5综合考查化学反应原理

1、从传统工业（煤脱硫、尿素合成）转向绿色转化（废气制焦亚硫酸钠、新型氮源制硝酸）、

能源科技（锂电池、氢能），强调“真实问题解决”，呼应北京卷“四个突出、四个考出来”理

命题轨念。

2、速率与平衡：速率影响因素、平衡常数(Kc/Kp)计算、转化率/选择性定量分析，图像（浓

迹透视度-时间、压强-温度、能量-历程）占比超60%，2024年引入“竞争反应平衡体系”。

3、电化学：新型电池（如钠离子、液流电池）、电解池（含离子交换膜），电极反应式书

写、电子转移计算、溶液pH变化分析，2023年结合“尿素合成电解池”考查应用。

考点2025年2024年2023年2022年2021年

考点频北京卷T16，北京卷T16，

北京卷T15，

11分北京卷T16，13分

10分

次总结北京卷T18，11分北京卷T18，北京卷T18，

化学反应原理北京卷T16，

13分北京卷T19，12分14分

10分

北京卷T19，13分北京卷T19，

13分13分

1、聚焦双碳目标（CO₂捕集与转化）、新能源材料（固态电池、光催化）、生物医药（酶催

化反应机理），素材多源于近1-2年北京高校/科研院所成果，增强地域特色与时代感。

2、能量+机理融合：以复杂反应历程图为载体，考ΔH计算、中间体/催化剂判断、决速步分

2026命析，强化“动力学与热力学关联”，如“催化加氢制甲醇的能量-路径分析”。

3、平衡+选择性深化：多反应体系中，考“温度/压强对主副反应的调控”，要求计算平衡转

题预测化率与选择性，结合工业实际做“条件优化决策”，呼应北京卷“权衡思维”考查。

4、电化学+离子膜创新：新型“海水淡化电解池”“液流电池储能系统”为背景，考离子交

换膜（阳/阴/质子）作用、电极反应式（碱性/中性/非水体系）、法拉第效率计算，突出“实

际应用中的效率与能耗问题”。

题型化学反应原理

1．（2025北京，19，13分）化学反应平衡常数对认识化学反应的方向和限度具有指导意义。

+2+

实验小组研究测定“MnO2+2Br+4HMn+Br2+2H2O”平衡常数的方法，对照理论数据判断方法的可行

性。

(1)理论分析

①Br2易挥发，需控制生成cBr2较小。

4

②根据25℃时K=6.310分析，控制合适pH，可使生成cBr2较小；用浓度较大的KBr溶液与过量MnO2

-2+

反应，反应前后c(Br)几乎不变；cMn=cBr2，仅需测定平衡时溶液pH和cBr2。

③Br2与水反应的程度很小，可忽略对测定干扰；低浓度HBr挥发性很小，可忽略。

(2)实验探究

序号实验内容及现象

-1

25℃，将0.200molLKBr溶液(pH1)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，充分反

I

应后，溶液变为黄色，容器液面上方有淡黄色气体。

-1

25℃，将0.200molLKBr溶液(pH2)与过量MnO2混合，密闭并搅拌，反应时

Ⅱ

间与I相同，溶液变为淡黄色，容器液面上方未观察到黄色气体。

测定I、Ⅱ反应后溶液的pH；取一定量反应后溶液，加入过量KI固体，用Na2S2O3

Ⅲ

标准溶液滴定，测定cBr2。

已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6；Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。

①Ⅲ中，滴定时选用淀粉作指示剂，滴定终点时的现象是。用离子方程式表示KI的作用：。

②I中，与反应前的溶液相比，反应后溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。平衡后，按

2+

cMncBr2

计算所得值小于25℃的K值，是因为Br2挥发导致计算时所用的浓度小于其在溶液

c2Br-c4H+

中实际浓度。

2+

cMncBr2

③Ⅱ中，按计算所得值也小于25℃的K值，可能原因是。

c2Br-c4H+

(3)实验改进

分析实验I、Ⅱ中测定结果均偏小的原因，改变实验条件，再次实验。

控制反应温度为40℃，其他条件与Ⅱ相同，经实验准确测得该条件下的平衡常数。

①判断该实验测得的平衡常数是否准确，应与值比较。

②综合调控pH和温度的目的是。

新情境：这道题选取“KBr与MnO2在酸性条件下的反应平衡”为研究对象，并非课本中合成

氨、乙酸乙酯水解等经典平衡体系，而是聚焦卤素化合物与金属氧化物的氧化还原平衡，且结

合了溴的挥发、HBr挥发性等实际实验现象的干扰因素，还原了真实化学实验中“理论分析-实

验验证-误差处理”的完整探究流程，体现高考对“化学实验与理论结合”的命题导向，让学生从

“背平衡结论”转向“用平衡原理解决实际实验问题”。

命题解读新考法：不是直接给出平衡浓度求算K，而是要求结合实验测定的pH、Br2浓度等数据，结合

反应方程式推导平衡常数表达式并计算，同时需考量实验中“c(Mn2+)近似不变”等简化条件，考

查数据处理与模型简化的能力。

新角度：从“单一平衡计算”到“理论可行性分析”：开篇先要求从溴的挥发、平衡常数、物质挥

发性等多个维度，论证实验测定平衡常数的可行性，打破了传统“直接给出平衡体系求算K”的

模式，考查学生对平衡原理的综合论证能力，落实“证据推理与模型认知”核心素养。

2．（2025北京，16，11分）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。

(1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。

铅酸电池工作原理：放电

PbO2+Pb+2H2SO4充电2PbSO4+2H2O

①充电时，阴极发生的电极反应为。

②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为mol。已知：转移1mol电子所产生的电量为

96500库仑。

2-

③35%~40%H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，SO4参与电极反应并有利于保持电压

2-2-2-

稳定。该体系中SO4不氧化Pb，SO4氧化性弱与其结构有关，SO4的空间结构是。

④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2

氧化Pb发生反应的化学方程式为。

(2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系

示意图如下。

2+

①将PbSO4等物质转化为Pb的过程中，步骤I加入NaOH溶液的目的是。

②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是。

(3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、

多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有(填序号)。

a．增强负极导电性

b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4

c．碳材料作还原剂，使PbO2被还原

新情境：以铅酸电池这一传统化学电源为核心载体，打破了以往仅聚焦原理的考法，通过“历

史发展-资源回收-实际应用问题解决”的纵向链条设计，实现了情景真实化、考法综合化、角度

实用化的创新，精准契合北京卷电化学命题的新趋势。

新考法：从“单一考点”到“跨模块融合+能力分层”

2-

1.电化学与结构化学的跨模块融合：第(1)③问考查SO4的空间结构，将电化学中电解质的性

质与化学键与分子结构知识点结合，打破了电化学仅考原理的边界，要求学生建立“结构决定

2-

性质（SO4氧化性弱）”的逻辑链。

命题解读

2.定量计算的实用化考法：第(1)②问以“库仑电量”为切入点计算消耗H2SO4的量，将物理

电学单位（库仑）与化学的电子守恒计算结合，不是简单的物质的量计算，而是贴近实际电池

性能检测的定量考法。

3.工业流程的分析性考法：第(2)问围绕废旧电池回收流程，要求分析试剂作用（NaOH、H2O2、

K2S2O8），考法从“写反应式”升级为“基于流程目的推导试剂功能”，侧重证据推理与工业

思维。

新角度：从“静态原理判断”到“动态过程与性质关联”

1.储存过程的副反应角度：第(1)④问考查铅酸电池储存时的缓慢氧化反应（O2氧化Pb），跳

出了“充放电主反应”的常规角度，关注电池非工作状态的副反应，要求学生分析物质转化的

动态过程。

2-

2.电解质性质的本质角度：第(1)③问从SO4的结构角度解释其氧化性弱的原因，不是单纯考

查电解质的作用，而是深挖“结构-性质-应用”的内在关联，要求学生从本质上理解电解质选

择的依据。

2+

3.资源回收的转化角度：第(2)问从“废旧电池→含Pb溶液→Pb/PbO2”的转化过程，考查氧

化还原的调控（H2O2的还原性、K2S2O8的氧化性），角度聚焦于工业中物质的定向转化与试

剂选择，体现电化学的实际应用价值。

-1

3．（2024北京卷，19，13分）某小组同学向pH=1的0.5molL的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn

粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

(1)理论分析

依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是。

(2)实验验证

实验金属操作、现象及产物

I过量Cu一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质

一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒

Ⅱ过量Zn

出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质

有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气

Ⅲ过量Mg

泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质

2+

①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液，证明都有Fe生成，依据的现象是。

②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因。

③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。

i．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H+消

耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式。

b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验(填实验操作和现象)。

证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。

c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。

ii．查阅资料：0.5molL-1Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。

结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，

(填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。

(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因。

4．（2024北京卷，16，11分）HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。

(1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：

浓

H2SO4()+NaNO3NaHSO4+HNO3。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和。

(2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。

①第I步反应的化学方程式为。

②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmolNO和nmolO2进行反应。在不同压强下

(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器

容积的原因。

(3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。

-

①电极a表面生成NO3的电极反应式：。

iii

②研究发现：N转化可能的途径为-。电极a表面还发生iii．HOO。iii的存在，有利

2N2NONO322

于途径ii，原因是。

(4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因。方法三为N2的直接利用提供了一种新的

思路。

知识1利用盖斯定律计算反应热

1、虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。

2、加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。流程如

下：

知识2转化率、产率等计算与变化判断

1、三段式突破平衡的有关计算

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/

mol·L－1ab00

变化/

mol·L－1mxnxpxqx

平衡/

－－－

mol·L1amxbnxpxqx

mx

(1)vA＝。

Δt

mx

(2)转化率αA＝×100%。

a

pxp·qxq

(3)K＝。

a－mxm·b－nxn

(4)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。

产物实际质量

产率＝×100%。

理论产量

平衡量

(5)混合物中某组分的百分含量＝×100%。

平衡总量

2、平衡移动与转化率的关系

在一恒容密闭容器中通入amolA、bmolB发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，

分析转化率的变化情况：

(1)再通入bmolB，α(A)增大，α(B)减小。

(2)再通入amolA、bmolB，若a＋b>c，α(A)增大、α(B)增大；若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；若a＋

b<c，α(A)减小、α(B)减小。

知识3化学平衡常数(K)及Kp的计算

1、化学平衡常数表达式的书写

(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。

如：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)K＝c(CO2)。

22－2＋

2－2－＋cCrO4·cH

Cr2O7(aq)＋H2O(l)2CrO4(aq)＋2H(aq)K＝。

2－

cCr2O7

但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。

cCO·cH2

如：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K＝。

cH2O

(2)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。

n2

p·

n1＋n2

如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2，密闭体系的压强为p，则Kp＝＝

n1

p·

2

n1＋n2

＋

n2n1n2。

2

pn1

(3)化学平衡常数的计算规则

①同一可逆反应中，。

②同一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′＝或K′＝。

③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数分步反应平衡常数之积；两

方程式相减所得反应的平衡常数为两个平衡常数之比。

④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。

2、化学平衡常数与温度的关系

热效应温度变化K的变化热效应温度变化K的变化

放热吸热

反应反应

知识4综合图像分析方法

1、审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应吸热还

是放热。

2、析题——找准解题的突破口

一看面纵、横坐标的意义

二看线线的走向和变化趋势

看图像

三看点起点、拐点、终点

四看辅助线如等温线、等压线、平衡线

五看量的变化如浓度变化、温度变化

3、解题——掌握分析的方法

(1)三步分析法：一看反应速率增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

(2)先拐先平数值大：在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，

表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

(3)定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

(4)想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。

知识5平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响

1、影响化学平衡的因素

(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响

改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向

增大反应物浓度或减小生成物浓度向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓度向移动

增大压强向气体分子总数的方向移动

压强(对有气体反应前后气体体积改变

减小压强向气体分子总数的方向移动

参加的反应)

反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动

升高温度向反应方向移动

温度

降低温度向反应方向移动

催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动

(2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响

①恒温、恒容下：加入惰性气体引起体系总压，但体积，各反应物、生成物的浓度均未

改变，故反应速率，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动

②恒温、恒压下：加入惰性气体引起体积引起各反应物浓度引起反应速率，

V正、V逆均，等效于降压，故化学平衡向气体总体积的方向移动

2、掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0

(1)速率—时间图——注意断点

t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间，然后逐渐，而逆反应速率逐渐；t2时升高温度，

对任何反应，正反应和逆反应速率均，吸热反应的正反应速率增大；t3时减小压强，容器容

积，浓度，正反应速率和逆反应速率均；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬

间

(2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平

甲表示对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反

应，压强，反应物的转化率；乙表示对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度，

反应物的转化率；丙表示对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改

变反应物的转化率

(3恒压(温)线——定一议二

分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影

响

【答题模板及剖析】

恒压线(恒温线)

答题策略叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)

该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移

答题模板

动，因此×××(得结论)

－1

乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)ΔH＝－45.5kJ·mol，下

图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)

＝1∶1]。

经典例题

标注答案p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高

知识6电化学类试题

1、对于电化学类试题，首先判断是还是，然后分析，书写电极反应式，最后

按电极反应式进行相关计算。

2、电化学中的电极反应式的书写要做到以下几点：

(1)根据题意、装置图分清“原电池”“电解池”或“电镀池”。

(2)定电极：阴极、阳极；正极、负极。

(3)根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。

①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)；

②产物粒子在介质中存在的形式；

③得、失电子要表达准确，得电子写＋ne－，失电子写－ne－。

(4)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。

(5)对于电解质溶液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。

考向1考查盖斯定律和化学平衡

1．（2025·北京东城·三模）了解化石燃料燃烧过程中二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的处理对改善环境推动

可持续发展具有重要意义。结合所学知识，回答下列问题：

I．用活性炭吸附NOx。

(1)活性炭可以和NOx反应。一定条件下，当1molNO与活性炭完全反应生成两种无毒的气体时，放出17kJ

的热量，写出其反应的热化学方程式：。

(2)活性炭吸附NO2反应如下：2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H64kJ/mol。

在T1℃时，该反应在2L容器中测得反应不同时间各物质的物质的量如下：

时间

01020304050

(min)

NO2(mol)21.160.800.801.231.23

N2(mol)00.420.600.600.800.80

①0~10min内，NO2的平均反应速率v(NO2)=；

②30min时，该反应的平衡常数K=，反应放出的热量为kJ。

(3)30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据表中的数据判断改变的条件可能是(填

字母)。

a．加入活性炭b．通入NO2c．缩小容器的体积d．加入合适的催化剂

Ⅱ．SO2烟气脱除。

工业上可用纳米MgO分散到一定浓度的MgSO4溶液中，配制成SO2烟气脱硫试剂。

将含有SO2的烟气以一定流速持续通入到该脱硫试剂中，实时监测出口处气体中SO2脱除效率及脱硫试剂

溶液的pH值，如图1所示。

已知：i．纳米MgO活性较高，常温下可以与水反应；

ii．MgSO3在水中难溶，Mg(HSO3)2可溶。

(4)烟气脱硫开始阶段溶液呈碱性，很快pH值降到4左右。结合化学用语解释其原因。脱硫试

剂中Mg2+维持较高的初始浓度，对脱硫效率有显著影响。请结合化学用语解释Mg2+的作用。

(5)实验发现，在600s以后，随着SO2的脱除，溶液pH值几乎不变，但烟气脱硫效率始终很高，且MgSO4

浓度逐渐升高，结合图2中含硫微粒的分布情况，用方程式解释其可能原因。

(6)为了提高烟气的脱硫效率，在不增加化学试剂的情况下，可以采取的措施有：提高分散系中MgO与MgSO4

的浓度、(写出两条)。

2．（2025·北京延庆·一模）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法

之一是将金红石TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：

(1)TiO2转化为TiCl4有碳氯化法和直接氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

-112

Ⅰ碳氯化：TiO2s+2Cl2g+2CsTiCl4g+2COgH1=-51kJmol，K1=1.210。

-1-2

Ⅱ直接氯化：TiO2s+2Cl2gTiCl4g+O2gH2=+172klmol，K2=1.010。

①对于碳氯化反应：增大压强，平衡移动(填“向正反应方向”向“逆反应方向”或“不”)；温度升高，平

衡转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。

②平衡常数K1远远大于K2，说明碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是。

1

③反应2CsO2g2COg的H为kJmol，平衡常数K。

5

(2)在1.010Pa时，将TiO2、Cl2、C以物质的量比1:2:2.2进行反应。体系中气体(TiCl4、Cl2、CO、CO2)

平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。

①图中的四条线中，A代表的物质是(填“CO”或“CO2”)。

②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因

是。

(3)TiO2碳氯化是一个“固-固-气”反应，实际生产中有利于三种反应物接触的措施是。

3．（2025·北京·模拟预测）挑战：“绿氢”的存储、输送成本和安全

解决方案I：利用可再生资源生产绿氢和温室气体CO2生产甲醇是碳资源高效循环利用的有效途径。

CO2加氢气制甲醇体系中，若不考虑生成烷烃和多碳醇等副反应，主要反应为：

I：CO2g+3H2gCH3OHg+H2OgH1

Ⅱ：CO2g+H2gCOg+H2OgΔH2=41kJ/mol

Ⅲ：COg+2H2gCH3OHgΔH3=-90kJ/mol

(1)计算反应I的焓变。

(2)以250℃、5MPa、n(H2)/n(CO2)=3的平衡为基础，探讨温度，压强和原料气组成对平衡的影响，以下说

法错误的是___________。

A．随着温度升高，甲醇的百分含量将降低

B．随着压强增大，甲醇的产率将增大

C．随着n(H2)/n(CO2)的增加，CO的转化率将下降

D．若在原料气里加入CO，则CO2转化率将增大

(3)若只关注反应I，氢气和甲醇的燃烧热分别为285kJ/mol和726kJ/mol，则绿氢生产绿甲醇的理论能量转

化效率为。(保留一位小数)

解决方案Ⅱ：合成“绿氨”运输到使用地分解制氢

“绿氢”合成氨技术成熟，加压10bar，25℃就可以液化，液体的存储和输运成本低，现有设备无需改造。“绿

氨”具有零碳排放的特点，且其储氢质量能量密度可高达17.6wt。%，故而被视为是种非常具有竞争力且前

景广阔的储氢载体。

Ru基催化剂的物理化学性质(部分单位省略)

Ru含量(理论Ru分散度H2消耗

样品名称Ru含量(wt。%)

值)(wt。%)(%)量

Ru/Al2O31.001.091.010.201

RuLa/Al2O31.001.040.110.247

RuCs/Al2O31.000.971.910.193

RuLaCs/Al2O31.000.993.010.595

(4)加入Cs元素的作用是。

(5)在400~500℃范围内，Ru基氨分解催化剂性能最佳的是。

(6)合成氨反应是工业上至关重要的反应，与其有关的研究曾三获诺贝尔奖，有人提出另一种制备氨的路线：

ΔH=1270kJ/molΔS=-130J/Kmol，已知，当

2N2g+6H2Og4NH3g+3O2gΔG=ΔH-TΔSΔG<0

时，反应正向自发；当ΔG>0时，反应逆向自发。计算并说明该反应是否适合工业生产。

4．（2024·北京石景山·一模）我国科学家设计的化学链重整联合CO2捕集制H2系统如下图所示：

(1)空气反应器中发生反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)重整气中有H2、CO、CO2、CH4和H2O，燃料反应器中CH4和NiO反应的化学方程式有。

(3)CaO吸收反应器中还发生蒸汽变换反应(CO与水蒸气或CH4与水蒸气反应)

①1molCH4和水蒸气生成CO2和H2吸收热量165kJ，1molCH4和水蒸气生成CO和H2吸收热量206kJ，

CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)ΔH=。

产品气中H的物质的量产品气中CO的物质的量

②反应温度对产率2、捕集率12及产品气组成

H2(燃料中的物质的量)CO2(重整气中的物质的量)

CH4CO2

的影响如下图所示：

结合化学方程式说明图1中温度升高CO2捕集率降低的原因；解释图2中温度升高H2体积分

数降低的原因。

(4)燃料反应器和吸收反应器中加入水蒸气的作用。

考向2考查热化学方程式、化学平衡和电化学

5．（2025·北京昌平·二模）固体硫化物电池在回收过程中产生大量H2S气体，以下是几种工业处理H2S的

方式。

资料：S2是硫单质的一种形式，化学性质与S相似。

Ⅰ．甲烷硫化氢转化法：2H2SgCH4gCS2g4H2gΔH

(1)已知：

1

①2H2SgS2g2H2gH1170kJmol

1

②2S2gCH4gCS2g2H2SgH2106kJmol

可求出ΔH=kJmol1。

(2)从能量角度说明该反应用于工业生产的弊端。

Ⅱ．电化学循环法：采用FeCl3溶液吸收处理H2S，并通过电解池实现“吸收液”的再生，同时制取氢气，其

原理如图所示。

(3)写出反应器内发生反应的离子方程式。

(4)结合电极反应式说明“吸收液”在电解池中是如何再生的。

催化剂

Ⅲ．克劳斯法：△H<0。

2H2SgO2gS2g2H2Og

nO21

(5)一定条件下，将O2和H2S按的比例向反应容器内投料，相同时间内，S2产率随温度的变化如

nH2S2

图所示。解释随温度升高，S2产率先增大后减小的原因。

nO2nO2

(6)其他条件相同时，某温度下，S2产率随值的变化如图所示。该温度是℃。值过高

nH2SnH2S

不利于提高S2产率的原因是。

6．（2025·北京通州·一模）以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料生产纯铜，流程示意图如下。

(1)矿石在氧化浸出前需要先粉碎，原因是。

(2)“氧化浸出”时，以氧气为氧化剂，浸出过程的总反应是

2

CuFeS2O22H2SO4CuSO4FeSO42S2H2O。浸取初期，随着浸泡时间延长，Cu的浸出速率提高，

原因是浸出液中产生的Fe3与黄铜矿发生反应。

①生成Fe3的离子方程式是。

②Fe3与黄铜矿发生反应的离子方程式是。

(3)“氧化浸出”时，改用过量硫酸铁和稀硫酸混合液作浸出剂。在浸出温度为90℃，浸出时间为2h条件下，

改变硫酸铁浓度对试样铜浸出率的影响结果见下图。

①由上图可知，硫酸铁的最佳浓度为。

②随着硫酸铁浓度的增加，铜浸出率先增大后减小的可能原因是。

(4)“电解”的原理示意图如下。

①电解初期，阴极没有铜析出。结合化学用语解释原因是。

②将阴极室的流出液送入阳极室，可使浸出剂再生，再生的原理是。

7．（2025·北京·模拟预测）CO2资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。

I．CO2制甲醇，过程如下：

还原

i．催化剂活化：InO(无活性)InO(有活性)

23氧化23x

ii．CO2与H2在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①，其反应历程如图。同时伴随反应②：

CO2gH2gCOgH2OgΔH41.2kJ/mol。

(1)反应①每生成1molCH3OHg放热49.3kJ，写出其热化学方程式：。

(2)CO2与H2混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与CO2转化率、CH3OH选择性的关系如图。

已知：CH3OH选择性n(生成CH3OH所用的CO2)/n(转化的CO2)。

流速加快可减少产物中H2O的积累，减少反应(用化学方程式表示)的发生，从而减少催化剂的失活，

提高甲醇选择性。

(3)对于以上CO2制甲醇的过程，以下描述正确的是(填序号)。

A．反应中经历了InC、In—O键的形成和断裂

B．加压可以提高CO2的平衡转化率

C．升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性

II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，电化

学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。

(4)①阴极表面发生的电极反应式为。

②若有1molH通过质子交换膜，则理论上生成的HCOO和HCOOH共mol。

(5)电解部分甲醇后，将阴阳极的电解液混合，加入过量氢氧化钠后蒸干溶液，再向所得固体中加入过量稀

硫酸，溶解后得200mL溶液。取20mL溶液，加入c1mol/LKMnO4溶液v1mL，充分反应后，再加入过量KI

溶液和5滴淀粉溶液，用c2mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液体积为v2mL。

222

已知：5HCOOH2MnO46H5CO22Mn8H2O；2S2O3I2S4O62I。

①滴定终点的现象为。

②假设电流效率为100%，则电解池装置中通过的电子的物质的量为mol。

8．（2025·北京门头沟·一模）“双碳”背景下，CO2的资源化利用成为全世界的研究热点。

(1)将CO2和H2的混合气体充入某密闭容器中制备甲酸(HCOOH)，同时有副反应发生。

已知：CO2gH2gHCOOHgΔH20

CO2gH2gCOgH2OgΔH10

为了提高HCOOH产率、降低CO的生成量，可采取的措施是(写出两种)。

(2)电催化还原CO2也可以制备甲酸，原理如图甲所示，电解质溶液为KOH。

①电极b是电解池的极，电极反应式为。

②2024年，我国研究人员为降低系统能耗，对图甲装置改进，搭建“(阴阳极)共产甲酸耦合系统”，将KOH

电解液更换为KOHCH3OH混合溶液，应将极区(填“a”或“b”)电解液更换。此时，该电极的电极反应

式为。

(3)CO2的电化学还原过程比较复杂，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(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。

Q(生成还原产物X所需要的电量)

已知：FE%x100%

Q总(电解过程中通过的总电量)

其中，QXnF,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U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物是(填化学式)。

②当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO的物质的量之比为。

考向3考查反应速率和化学平衡图像

9．（2025·全国·模拟预测）NH3在生产、生活中应用广泛。回答下列问题。

【储氢材料】利用可逆反应N2g+3H2g2NH3g进行氢能源的储存和释放。我国部分地区建起氨分

解制氢加能站，采用制、储、加、运一体化模式：液态氨(储氨罐)→氨分解(制氢舱)→氢氮分离→加氢枪→

氢能源汽车。

1

(1)已知：N2g3H2g2NH3gΔH90kJmol。NH3制备H2的反应过程中的能量变化如图1所

-1

示。H2中HH键的键能为kJmol，a=。

(2)通过热分解可使NH3中储存的氢释放出来，在1197℃、100kPa条件下，在3个不同的密闭容器中，加入

nNH31

不同比例的NH、Ar混合气体，分别为4、1、，NH分解制氢反应中NH转化率随时间的变化

3nAr433

nNH31nNH3

曲线如图2所示。=对应的曲线是(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，原因是；=4时，03s

nAr4nAr

1

之间，用NH3的分压变化表示的平均反应速率为kPas(保留3位有效数字)。

1.51

(3)反应N2g+3H2g2NH3g达到平衡时，正反应的速率方程为v正k正pN2pH2pNH3。

k

正、

已知Kp,k正k逆为速率常数，则v逆k逆pN2pH2pNH3中。

k逆

【环境保护】催化剂作用下，NH3将氮的氧化物(如NO)还原为N2：4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O。

(4)NH3去除NO需O2参与。在恒温恒容密闭容器中，充入2molNO和1molO2，初始压强为300kPa，发生

反应2NOgO2g2NO2g,2NOgN2O2g。达到平衡时，测得NO2、O2的转化率分别为0.9、