2026高考化学二轮复习-大题突破1 化学反应原理综合

大题突破1化学反应原理综合

【题型特点】

化学反应原理综合通常以组合题的形式呈现，题目往往II绕一个主题，由多个小题组成，各小题

有一定的独立性，分别考查不同的知识点，其内容涉及反应热、反应方向、化学反应速率、化学平

衡、平衡常数计算、电化学等知识，具有很强的综合性。这类试题一般篇幅较长，文字较多，且题目

中穿插图形、图表等，有一定的难度，要求学生有一定的阅读能力和分析归纳能力。

能量变化与

化学反键能的关系

放热反应〃<。

应与能A

吸热反应A〃>()

量变化盖斯定律计

反算反应热

应

原

理反应

-基元反应、催化机而7能垒图的辨识

与_历程

规

律

化学反应速率理论

理论

化学

勒夏特

应

反解读u化学平衡理论

列原理

率

速

化

与多数是速

平

学

图像「化学反应速率图像n率与平衡

衡

解读U化学平衡图像相结合的

图像

相英化学反应速率计算

ilV/平衡常数和转化率计算:

囱形成解题能力

1.(2025•黑吉辽蒙，18)乙二醇是一种重要化工原料，以合成气(CO、氏)为原料合成乙二醇具有重要意

义。

催化剂

I.直接合成法：2CO(g)+3H2(g)'HOCH2CH2OH(g),不同温度下平衡常数如表所示。

温度298K355K400K

平衡常数6.5X1041.01.3X10-3

(1)该反应的\H()(填或"v”)o

(2)已知CO(g)、Hz(g)、HOCH2cH20H(g)的燃烧热(△”)分别为-akJmolL-bkJmolL-ckJmolL则上

述合成反应的△”=kJ・mol"(用a、和c表示)。

(3)实验表明，在500K时，即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低，可能的原因是

(答出1条即可)。

H.间接合成法：用合成气和02制备的DM0合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG

生成乙二醇的反应为可逆反应。

C()(X'HCH,OHCH,OHCH

I3III3

C()()C,H3+2H：.C()()C,H3+2H：.CH,OH+H」「CH,OH

I)MO(g)CH()HMG(g)CH<)H乙二醉(g)—H?()乙醉(g)

(4)在2MPa、Cu/SiCh催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢能比热纭=52.4,出口处检测到

DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示［某物质的选择性

71生成［该物质)

X100%]o

n消耗(DMO)

温度/K

①已知曲线n表示乙二醇的选择性，则曲线(填图中序号，下同)表示DMO的转化率，曲线

表示MG的选择性。

②有利于提高A点DMO转化率的措施有(填序号)。

A.降低温度

B.增大压强

C.减小初始氢酯比

D.延长原料与催化剂的接触时间

③483K时，出口处蕊g的值为——

(精确至0.01)o

④A点反应MG(g)+2H?(g)k^HOCH2cH20H(g)+CH30H(g)的浓度商QF(用物质的量分数代

替浓度计算，精确至().001)。

答案(1)<⑵-2a-3Hc•(或c-2〃-3①(3)温度过高，反应平衡常数太小(或温度过高，催化剂失活)(4)©

IIV②BD③1.98@0.025

解析(1)根据表中数据可知，该反应的平衡常数随温度升高而减小，说明正反应放热，即MvO。(2)根据

已知条件可以写出热化学方程式：①CO(g)+g)2(g)=CO2(g)A//i=-«kJmol\②H2(g)+jO2(g)=H2。⑴

A“2=-bkJmol"、

1

@HOCH2CH20H(g)+|02(g)=2C02(g)+3H20(l)\H^=-ckJmol,根据盖斯定律，题给反应=2X反应①

+3X反应②-反应③，故合成反应的△〃=(-2a-36+c)kJ-mol/。(3)500K时平衡常数小于1.3XIO",平衡常数

小会导致平衡产率低；500K下催化剂可能失去活性而导致一定时间内的产率低。(4)①根据明示曲线,，随

着反应温度升高，I曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡，此时说明DMO的转化率区域恒定，故曲线I表

示DMO的转化率。由于三个反应为连续反应，障着温度升鬲，反应速率不断增大，体系中的物质会不断

向最终产物乙醇转化，因此选择性随温度升高而不断升高的曲线HI表示乙醇的选择性，曲线IV表示MG的

选择性。②由于DMO-MG为不可逆反应，因此要提高4点DMO转化率，可通过提高其反应速率或延长

反应时间的方法来达到。降低温度会降低反应速率，A项错误；增大压强可提高反应速率，B项正确；城

小初始氨酯比相当于增大DMO的含量，不能提高DMO的转化率，C项错误；延长原料与催化剂的接触

时间相当于延长反应时间，D项正确。③设DMO初始投入量为1mol,483K时，DMO的转化率为

99%,则三种产物的物质的量之和为0.99mol,此时”(DMO)=0.01mol;483K时乙醇的选择性为2%,则

〃(乙醉)=0.99molX2%=0.0198mol,故嘿与二竺驾华!二1.98。④设DMO初始投入量为1m3,根据初始

n(DMO)0.01mo)

氨酯比黑幺=52.4,则初始投入52.4molH2,A点没有生成乙醇，只涉及前两个反应：

n(DMO)

DMO+2H2=MG+CH3(DH、MG+2H2^^HOCHZCHOOH+CH^OH,设A点处两个反应分别消耗了xmol

DMO、ymolMG,A点时各物质的物质的量为w(DMO)=(1-x)mol,n(H2)=(52.4-2x-2y)mol,n(MG)=(x-y)

mol,/?(HOCH2CH2OH)=ymol,z?(CH3OH)=(x+y)mol,根据A点DMO的转化率为80%可知尸0.8;根据A

点乙二醇和MG的选择性均为50%可知二者物质的量相同，即.“)=)，，将x=0.8代人得产0.4,则

n(DMO)=0.2mol,A点时,w(H2)=50mol,n(MG)=0.4mol,n(HOCH2CH2OH)=0.4mol,〃(CHQH)=1.2

?i：HOCH2cH2OH)n(CH3OH)

mg,.=52.2mol,故题给反应的。干丝若舞喏也以—:熊丁⑴二乜二堂喜中025。

~fT.~~滔一52.2152.2，

忌芯

2.(2025•河北，17)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合

成。

(1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙

二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。

主反应：EO(aq)+H2O(l)^=EG(aqi

△“<0

副反应：EO(aq)+EG(aq)^=DEG(aq)

体系中环氧乙烷初始浓度为L5molLL恒温下反应30min,环氧乙烷完全转化，产物中〃(EG)：

«(DEG)=iO：lo

①0~30min内，v^(EO)=molL'min'<.

②下列说法正确的是(填序号)。

a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量

b.()~30min内，vxi(EO)=v总(EG)

c.0~30min内，vi(EG)：vw(DEG)=ll：1

d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率

(2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应

如下：

2CO(g)+3H2(g)^^HOCH2CH2OH(g)AH

按化学计量比进料，固定平衡转化率。，探究温度与压强的美系。口分别为0.4、0.5和0.5时，温度与

压强的关系如图：

25

①代表a=0.6的曲线为(填"LJ’"L2”或“L3”)；原因是。

②0(填“v”或“二”)。

③已知：反应〃A(g)+6B(g)=yY(g)+zZ(g),K产*餐I，/为组分的物质的量分数。

M、N两点对应的体系，KKM)

K&V)(填“v"或“二”),。点对应体系的K的值为o

④已知：反应aA(g)+〃B(g)=yY(g)+zZ(g),勺=嘿嘿，〃为组分的分压。调整进料比为〃(CO)：

〃(H2)=〃Z：3,系统压强维持p()MPa,使a(H2)=0.75,此时勺=MPa*用含有〃?和孙的代数式

表示)。

答案(1)①0.05②cd(2)①Li该反应为气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移

动，平衡转化率增大②<③=12

④,m-l.S~~.0.75~77

(―Po)2x(—Po)2

解析(1冠一20尸二005mo卜L'min"。②主反应AH<0,为放热反应，生成物总能量低

"¥△°t)/：3丁0mm厂

于反应物总能量，a错误；由题目信息知，合成乙二醇的过程中伴随着副反应的发生，EG既是主反应的生

成物，又是副反应的反应物，即EG的浓度变化量小于EO的浓度变化量，故wKEO)>i，.式EG),b错误；由

题目信息知，反应完成后产物中“(EG)：«(DEG)=10：1,即AMEG)：An(DEG)=10：1,反应时间相同，则

廿七(EG)-%[(EG)I。

v4EG)：v(DEG)=10：1,□式EG尸wMEGZMEG)可得，——-二:则v.t(EG)：v(DEG)=ll:

sl.(DEG)1sl

1,c正确；选择适当催化剂可以提高主反应的选择性，从而提高乙二醇的最终产率，d正确，(2)①该反应

为气体分子数减小的反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，则a增大，故Li、L2、L3分别代表

a=().6、0.5、().4的曲线。②由图可知，压强相等时，温度越高则对应的平衡转化率a越小，即平衡逆向移

动，故该反应为放热反应，AH<0。③M、N两点对应平衡转化率相等，则平衡时各组分物质的量分数分别

相等，故K&MAK&N);D点对应的平衡转化率为0.5,根据题给信息知，该反应按化学计量比进料，设起

始加入2moic0、3molH2,列三段式：

2c()(g)+3乩(H(K'H.CH.()H(g)

起始量/mol230

转化量/mol11.50.5

平衡量/mol11.50.5

平衡时x(CO)3、X(H2)]、

J4

X(HOCH2CHOH)=-,则力点对应体系的K,=〔"二12。④设在该条件下，起始时加入〃7moicO和3

26(3)2x(-)3

molH2,a(H2)=0.75,则H2转化了2.25mol,由此列三段式：

2C：()(g)+3H2(g)^^H(X3H2CH2()H(g)

起始量/molm30

转化量/mol1.52.250.75

平衡地/mol"i-l.50.750.75

平衡时，x(CO)二叱丝、x(H2)二也、

mm

0.75

MHOCH2cH20H尸誓则K=-FTP。14

pm—15、八//0・75、Qm-1.5MPao

-Po)2x(-Po)3P°)2X(黑p°)2

3.[2025•河南，17(4)(5)(6)]CaCO3的热分解与NiR催化的CH,重整结合，可生产高纯度合成气

(H?+CO),实现碳资源的二次利用。主要反应如下：

;=i

反应I：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

AHi=+178kJmol-'

反应II：CH4(g)+CO2(g)-2H2(g)+2CO(g)

△%=+247kJmol-'

反应HI：H2(g)+CO2(g),rH2O(g)+CO(g)△”3=+41kJ-mol'1

回答下列问题：

(4)恒压条件下，CH4重整反应可以促进CaCCh分解，原因是0

(5)在温度分别为八、八和A下，CH』的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是

(填叼"“公"或"3")，原因是_______________o

与

胡

N

群

医

P

Z

W

H

O1(MX)15(X)2000250()

压强/kPa

(6)一定温度、100kPa下,向体系中加入1.0|M)工@(203和1.00101。44,假设此条件下其他副反应可忽

略，恒压反应至平衡时，体系中CaCCh转化率为80%,CH4转化率为60%,CO物质的量为1.3mol,

反应HI的平衡常数勺=(保留小数点后一位)•此时原位CCh利用率为0

已知：原位CO2利用率;WcacoN初始)-心叼-7刀-七式平衡)*[00%

ncaCO3(初始)

答案(4)CH,重整反应消耗CO2,促进CaCO3的分解反应正向进行(5m反应II是吸热反应，压强一定

时，温度升高，平衡正向移动，CH”平衡转化率增大(6)1.27()%

解析(4)CH4发生重整反应，会消耗CCh,降低CO2浓度，促进CaCCh的分解反应正向进行。(5)反应H

是吸热反应，其他条件一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大，由图可知，相同压强

下，5对应的CH«平衡转化率最高，故力温度最高。(6)CaCO_3平衡转化率为80%,则反应I生成的

n(CC>2)=0.8mol,CH4平衡转化率为60%,则反应II中CQ转化1molX60%=0.6mol。列关系式：

CH,(g)-|-C()2(g)^^2H2(g)-|-2C()(g)

转化量/mcl0.60.61.21.2

平衡时CO的物质的量为1.3mol,则反应川生成().1molCO,列关系式：

H2(g)+CO2(g)^^H2()(g)4-C()(g)

转化量/mol0.10.10.10.1

平衡盘/mol1.10.10.11.3

反应III为气体分子数不变的反应，可用物质的量代替分压计算巨衡常数，故反应HI的

二p(CO)p(H2O)_n(CO)n(H2O)=L3X0.1原位CO利用率二mCaCC，3(初始)FCaCO3(平衡。一“。2(平衡)X

P--2

p(H2)p(C02)n(H2)n(C02)l.lx0.1^'>〃CaCO3(初始)

100%^10-02-01X100%=70%o

1.0

4.(2024・安徽，17)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问

题：

【乙烷制乙烯】

(1)C2H6氧化脱氢反应：2c2H6(g)+Ch(g)=2C2H4(g)+2H?O(g)AM=-209.8kJmol-'

C2H6(g)+CCh(g)^=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△〃2=+178.lkJ-mor1

计算：2co(g)+O2(g)=2CO2(g)A/73=kJ-moF'o

(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)△H4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图

所示，则0(填“V”或“二”)。结合下图，下列条件中，达到平衡时转化率最接

近40%的是(填标号)。

a.600℃,0.6MPa

b.700℃,0.7MPa

c.800℃,0.8MPa

(3)一定温度和压强下，反应iC2HA(g)-C2H4(g)+H2(g)Kr

反应iiC2H6(g)+H?(g)12cHMg)心(A远大于.是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的

平衡常数)

①仅发生反应i时，C2H6的平衡转化率为25.0%,计算K产o

②同E寸发生反应i和ii时。与仅发生反应i相比，C2H4的平衡产率(填“增大”“减小”

或“不变”)。

【乙烷和乙烯混合气的分离】

(4)通过Cu+修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的与

C2H4分子的兀键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4

和C2H6的优点是。

(5)常温常压下，将C2H4和C2H6等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与

进口浓度(丽之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是(填标号)。

B.p点对应的时刻，出口气体的主要成分是C2H6

C.a~b对应的时间段内，吸附的C2H6逐渐被C2H4替代

答案(1)-566(2)>b⑶豌②增大

(4)4s空轨道识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高，且分子筛可重

复使用(5)BC

解析(1)将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②X2可得目标反应，根据盖斯定律知

1

AH3=A/7I-2AH2=(-209.8kJmor-178.1kJmor'X2)=-566kJmor'o(2)由图可知，若压强相同，温度升高，

C2H6的平衡转化率增大.该反应为吸热反应.故△”4>0。(3)①若仅发生反应i,设初始时C2H6的物质的

量为1mol,则：

C2H6（g）一-C2H4（g）+H2（g）

起始量/mol100

转化量/mol0.250.250.25

平衡量/mol0.750.250.25

平衡时气体总物质的量为1.25mol,C2H6、C2H4、H?物质的量分数分别为x(C2H6)="空=0.6,

1.25mol

x(C2H4)=MH2)=41泻=0.2,