猜押化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

押題依據(jù)

猜押考點(diǎn)3年真題考情分析押題依據(jù)

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題在山東高考卷中分析近3年山東高考化學(xué)主

2024年第20題

化學(xué)反應(yīng)原理綜一般作為最后一題進(jìn)行考查，有著綜觀題中的化學(xué)反應(yīng)原理綜合

2023年第20題

合題合性強(qiáng)、思維難度大等特點(diǎn)，題干中題，注重平衡移動(dòng)分析和曲

2022年第20題

的曲線圖的設(shè)計(jì)通常都會比較陌生。線分析。

1.(2025?山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)?一模)甲烷化反應(yīng)即氫氣和碳氧化物反應(yīng)生成甲烷，可實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用。涉及反

應(yīng)如下：

反應(yīng)I：CO(g)+3H2(gCH4(g)+H2O(g)AHi=-206.2kJ/mol

反應(yīng)U：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH2

反應(yīng)in：CO2(g)+4H2(g)uCH4(g)+2H2O(g)AH3=-165kJ/mol

積碳反應(yīng)(CO的歧化和CH4的裂解反應(yīng)是催化劑積碳主要成因，可致催化活性降低)如下：

反應(yīng)IV：2co(g)UCO2(g)+C(s)

反應(yīng)V：CH4(g)^C(s)+2H2(g)

回答下列問題：

(1)AHo=kJ/molo

(2)在36(TC時(shí)，在固定容積容器中進(jìn)行上述反應(yīng)(不考慮積碳反應(yīng))，平衡時(shí)CO和H2的轉(zhuǎn)化率及CH4

和CO?產(chǎn)率隨n(H2)/n(CO)增大的變化情況如圖1所示。

|轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率/%)

一〃(出)

w(CO)

圖1

n(CHJ

已知：CH4的選擇性=xlOO%=

n(CH4)+n(CO2)

①圖中表示CO轉(zhuǎn)化率、C02產(chǎn)率變化的曲線分別是、（填標(biāo)號），A、C兩點(diǎn)黑

的值相同，C點(diǎn)通過改變溫度達(dá)到A點(diǎn)，則A、B、C三點(diǎn)溫度由大到小的順序是0

②按喘^=3向恒容容器內(nèi)投料，初始壓強(qiáng)為po,若僅發(fā)生I、II兩個(gè)反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)總壓為1p。，

CO的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則CH4的選擇性=%,反應(yīng)I的Kp（用分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分

數(shù)尸_________=

（3）已知各反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化曲線如圖2所示，相同時(shí)間內(nèi)甲烷產(chǎn)率隨溫度升高的變化曲

線如圖3所示。

200250300350400450500550600

圖3

由圖2可知，CO的歧化反應(yīng)屬于（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)。出的產(chǎn)率在溫度高

于330。（2時(shí)降低的可能原因之一是催化劑活性降低，高溫導(dǎo)致催化劑活性降低的可能原因是。

2.（2025?山東荷澤?一模）TiCL用于制備海綿鈦和鈦白粉。一定條件下，可利用金紅石（TiCh）、C和Cb反

應(yīng)制得，涉及主要反應(yīng)如下：

I.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)AHi=-49kJ/mol

II.TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)TiCl4(g)+CO2(g)AH2=-222kJ/mol

HI.C(s)+CO2(g)U2co(g)AH3

回答下列問題：

(1)AH^=kJ/molo

（2）若在lOOkPa下，足量的TiC>2、C和Cb發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡后，氣相中TiCL、CO和CC>2摩

爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。

0.6

摩0.5

爾

分0.3

數(shù)0.2

0.1

0.0

02004006008001000120014001600

溫度IC

結(jié)合上圖分析，實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度選擇800-1000。（2的原因是o20（TC時(shí)，若向平衡體系中通

入少量C12,TiC）2氯化反應(yīng)的化學(xué)平衡將（填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”），。2的平衡

轉(zhuǎn)化率（填“增大”、“減小”或“不變”）。1200。（2時(shí)，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=kPa。

（3）一定條件下，若向15L恒容容器中加入5moiTiC）2與15moi碳粉，通入10nlolC&發(fā)生上述反應(yīng)，

不同時(shí)間測得混合體系內(nèi)各物理量見下表：

t/min10203040

n(Cl2)/mol62.511

n(C)/mol121099

P(CO)：2：1：1：1：

P(CO2)1111

已知起始總壓強(qiáng)為6MPa,lOmin時(shí)，體系總壓強(qiáng)為；0-20min內(nèi)，用TiCL壓強(qiáng)變化表示的化

學(xué)反應(yīng)速率v=MPa/mino

3.我國承諾在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”，C02資源化利用具有重要意義，回答下列問

題：

I.CO?和CH”在銀基催化作用下重整模型如圖所示（已知：*表示催化劑活性位點(diǎn)，C氏*表示活性亞甲

基）。

（1）co2和CH4在銀基催化作用下發(fā)生重整反應(yīng)的化學(xué)方程式為。該反應(yīng)在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行,

判斷反應(yīng)熔變AH（填“大于”“小于”或“等于”）0,判斷理由是=

（2）已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式：Rink=-Ea/T+C（Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)），該反

應(yīng)的速率常數(shù)(k)、活化能(Ea)與溫度(T)的關(guān)系如圖:

1/17(10-3。)

該反應(yīng)的活化能Ea=kJ/mol□(用含有乂/％?*2?丫2的式子表示)

II,已知二氧化碳和氫氣合成甲醇可能發(fā)生如下反應(yīng)：

i.CO2(g)+3H2(g)CH2OH(g)+H2O(g)AH=-49.0kJ/mol

ii.C02(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ/mol

(3)為提高甲醇平衡產(chǎn)率，可采取的措施有(至少答兩條)。

(4)若以CuO為催化劑，其活性溫度范圍通常為433?543K。向裝有催化劑的密閉容器按投料比為

n(CC)2)/n(H2)=l:3通入反應(yīng)物，保持壓強(qiáng)為IMPa,若只發(fā)生反應(yīng)i,其他條件相同，不同溫度下。5

分鐘內(nèi)，測得溫度與甲醇的產(chǎn)率關(guān)系如圖，實(shí)際產(chǎn)率呈現(xiàn)先升高后降低的原因是o

%

/

x

o

H

O

)

好

世

(5)543K時(shí)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=(MPa一2)。(寫出計(jì)算式)

4.(2025?山東泰安?一模)草酸亞鐵(FeCzOj可用于制藥。在一定溫度下，將FeC?。'置入真空容器中發(fā)生

如下反應(yīng):

反應(yīng)I：FeC2O4(s)^FeO(s)+CO(g)+CO2(g)NH,

反應(yīng)II：FeO(s)+CO(g)^Fe(s)+CO2(g)A^2<0

已知760K以下只發(fā)生反應(yīng)I,平衡時(shí)Ao?T的關(guān)系如圖所示。760K以上反應(yīng)I和反應(yīng)n同時(shí)進(jìn)行。

回答下列問題：

不L

“o

或

?！眒/：

)J

=小k示

)I號則所

(23減：

序“”持圖

數(shù)下

填中)大保如

()2如=

常OO增應(yīng)H并化

C器“A2變

衡(C(填反H

nn()間

平關(guān)1(入

容O時(shí)

_相2通

的號_H應(yīng)

I_，2，

應(yīng)序時(shí)_+反

06。高)劑

7反填c較1(隨

P2化)

，是S

時(shí)1此中率)H催(

此>，產(chǎn)tN-性

0圍器f()5加

2，.衡胺lf|'擇

7范o(H6中

衡D平容l

:值時(shí)苯m/o器選

平達(dá)制JmC的

數(shù)衡k/J)容

0達(dá)到。氫7.kg胺

86的平)00性

到應(yīng)”加5.(2苯

IK。逆察次15剛

7應(yīng))a2反變苯-9H和

oc，再=-3的

反號EP至，不“基H=+)液胺

04<行Hl(

至序正1中體硝A2羥

6a進(jìn)或”A溶

：中填Eo?器氣，)O基

(cP發(fā)02小1()1N醇

器，容>料O(-5苯

0).C2O甲

0容，自性減原2H、

6逆CC，HH6的

性a態(tài)時(shí)能)剛量“的+)+C率

:Es”1)苯

剛狀衡(空少物(1(.化

是、4大H2I基

06空衡平真藥I轉(zhuǎn)

5的正小O入增OH硝

真a平次2一“造HN：L苯

0.5.0.確E減充-/

500一(到o再C另，填制N-5胺l基

正ce(5Ho

0f入能達(dá)夕，F(xiàn)入變6苯硝

Ed*/法是H6Cm

化?U0不成l.

置說系，O)-置胺中

^活Cg1’度C生O

C系體氤(-。苯))L程

z的，體分2?溫)g(應(yīng)I

C體O.C2g2過

e應(yīng)時(shí)氣部e持oc模(H反有

F合CBFP一2+應(yīng)

反變性出2保?H)氣含反

將混逆+將；，21(

不惰離)寧+氫向o

，該s，_度)lHa

、量入分(_濟(jì)(O與，p

時(shí)關(guān)正e時(shí)_溫2H

質(zhì)充，F(xiàn)_東O苯下M

K有的K高NN-8

0I的后時(shí)應(yīng)0山-5基溫1

6；10)升5.

62應(yīng)O衡衡反-8)?HH6硝室0

)e)Oe；56))=)

a反F平平<)eF)2CC2

)lP.2F(”012

(k...(.3((n2.((H(

(abcdAn變(.IIp

.

5

A

100

已知：s（苯胺尸［n生成（苯胺）/n消耗（硝基苯）］xioo%。圖中代表S（苯胺）的曲線為,提高硝基苯的平衡轉(zhuǎn)

化率，可采取的措施,0-34min內(nèi)v（苯胺尸；120min時(shí)已達(dá)平衡，忽略溶液體積變化，該溫度

下反應(yīng)II的平衡常數(shù)K=^mol/L/MPa（氫氣的濃度可用氫氣的壓強(qiáng)代替）。

（3）相同投料下，298K下硝基苯平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)的變化關(guān)系、0.18MPa下硝基苯平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度

的變化關(guān)系如圖所示，圖中對應(yīng)等壓曲線的是,a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，處于相同化學(xué)平衡狀態(tài)的

點(diǎn)是O

溫度/K

0.030.060.090.120.150.180.21

壓強(qiáng)/Mpa

6.丙烯是有機(jī)化工中的重要原料，可用丙烷直接脫氫工藝和丙烷氧化脫氫工藝制備。

I.丙烷直接脫氫工藝，以金屬Pt為催化劑，存在以下兩個(gè)反應(yīng)：

主反應(yīng)：C3H8（g）-C3H6（g）+H2（g）

副反應(yīng)：C3H8（g）-C2H4（g）+CH4（g）

其主反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)C3H8C3H6

H2

燃燒熱AH/(kJ/mol)-2219.9-2058.0-285.8

回答下列問題：

（1）主反應(yīng)的AH=kJ/molo主反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是=

（2）下圖為丙烷直接脫氫法中丙烷和丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（圖中的壓強(qiáng)分別為

4

IxlOPa和1x10’Pa）o

7o

6o

%

5o

、

凝

白4o

器3o

及

2o

10

500510520530540550560570580

溫度/寬

①lxl（rpa時(shí)，圖中表示丙烯的曲線是（填“i"、“ii”、“iii”或“iv”）。

②1x105pa、50（PC時(shí)，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，若只發(fā)生上述主反應(yīng)和副反應(yīng)，則達(dá)平衡時(shí)，丙烷的轉(zhuǎn)

化率為（保留3位有效數(shù)字）。其他條件不變情況下，以下操作有利于提高平衡時(shí)n（C3H6）的操作

有-

A.恒壓通入適量N?B.加入適量CuO

C.提高Pt的表面積D.加入浸泡了KMnC>4的硅藻土

II.丙烷氧化脫氫工藝:2c3H3(g)+O2(g)U2c3H6(g)+2H2。(g)

（3）在相同溫度、壓強(qiáng)下進(jìn)行該工藝，將5、C3H$和N?按不同比例投料，控制C3Hs濃度不變，改變

n（02）:n（C3H8）o每組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)相同時(shí)間后，3凡轉(zhuǎn)化率和C3H6產(chǎn)率如下圖所示。已知各組反應(yīng)均未

達(dá)平衡，催化劑活性無明顯變化，解釋C3H6產(chǎn)率先增后降的原因：.

III.工業(yè)上可利用丙烯進(jìn)行電有機(jī)合成制備1,2-丙二醇。

（4）寫出以稀硫酸為電解液，丙烯在電極上生成1,2-丙二醇的電極反應(yīng)方程式：.

7.（2025?山東濰坊?一模）CO2加氫轉(zhuǎn)化為二甲醛（CH30cH3）的反應(yīng)過程如下：

I.CO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）阻=-49.IkJ.moL

11.CO2（g）+H2（g）^CO（g）+H2O（g）AH,=+41.2^^01'

1

HI.2CH3OH（g）^CH3OCH3（g）+H2O（g）AH3=-23.4kJmor

回答下列問題：

（1）若2cC）2（g）+6H2（g）UCH30cH3（g）+3HQ（g）逆反應(yīng)的活化能為民kJ-mol1,則正反應(yīng)的活化

能為kJ.moL(用含Ea的式子表示)。

(2)在3.0MPa的恒壓密閉容器中充入5.4mol和2moiCO?發(fā)生上述反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率、

小叫和CO生成物的選擇性隨溫度變化如下圖所示。

lOOn-----------------------------------------,

-

好-

出-

80-

B6姒

60-

百40-

20-

楙-

薩-

0

220'260'300'340T/℃

空禁/粵xi。。％

已知：生成物A的選擇性=

參加反應(yīng)的MCO?)

①表示CH30c已選擇性的曲線是(填“a”“b”或"c”)；溫度高于27(FC時(shí)，曲線c隨溫度升高而增

大的原因是o

②260。。達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)n(Hj=；反應(yīng)I用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp=

(MPa尸(氣體分壓p=氣體總壓外x體積分?jǐn)?shù))。

(3)在恒溫密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO?和H?混合，選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)n,已知該溫度下

反應(yīng)n的平衡常數(shù)K>1,平衡時(shí)體系中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為。，則(填標(biāo)號)。

a.0<a)<—b.0<co<—c.—<co<—d.—<co<\

42422

8.乙醛、乙醇都是常見的有機(jī)物，在生產(chǎn)、生活中都有廣泛的用途。請回答下列問題：

(1)在25。(2,lOlkPa下，取一定量的無水乙醇完全燃燒，放出的熱量為QkJ,燃燒產(chǎn)生的CO?通入過

量飽和石灰水中，生成了50gCaCC)3。則表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為0

(2)已知：CH3CHO(g)T^CO(g)+CH4(g)的速率方程v=h"(CH3CHO)(k為速率常數(shù)，只與溫

度、催化劑有關(guān)；n為反應(yīng)級數(shù))。為了測定反應(yīng)級數(shù)(n),實(shí)驗(yàn)測得CH3CHO(g)T^=±CO(g)+CH4(g)

在一系列不同濃度時(shí)的初始反應(yīng)速率數(shù)據(jù)如下：

-1

c(CH3CHO)/molL0.10.20.30.4

v/mol-L-1-s-10.020.080.180.32

則該總反應(yīng)為，級反應(yīng)；速率常數(shù)左=Lmor1-s^1

(3)一定溫度下，保持總壓強(qiáng)為lOOkPa,向反應(yīng)器充入CH3cH0(g)和N2的混合氣體(N?不參與反應(yīng))

發(fā)生反應(yīng)CH3cHO(g)T^CO(g)+CH4(g),測得CH3CHO?平衡轉(zhuǎn)化率與起始投料比

[n（CH3CHO）/n（N2）]的關(guān)系如圖所示。

%

(、

0

H

0

E50

H

9

a

0.51.01.52.02.53.0

〃(CH3cH0)/〃例2)

①由圖可知：CH3CHO的平衡轉(zhuǎn)化率隨著投料比增大而減小，其原因是.

②該溫度下，上述反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)長。=kPa（J為用分壓計(jì)算的平衡常數(shù)，分壓=總壓x物

質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

（4）用乙醇電催化氧化制備乙醛的原理如下圖所示。

a電源b

質(zhì)子交換膜

電極A電極B

電極室A1電極室B

MnO2xxCH3CHO

Mi?+3cH20H

M11SO4和乙醇的混合液硫酸溶液

①電解過程中電極室A中溶液的pH（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②電極A的電極反應(yīng)式為o

③當(dāng)生成2molcHjCHO時(shí)，理論上A、B兩室溶液質(zhì)量變化之和為g。

9.（2025?山東聊城?一模）苯乙烯是合成樹脂、離子交換樹脂及合成橡膠等的重要單體，常用乙苯為原料制

備。

（1）乙苯制備苯乙烯的原理如下:

,、催化劑

(g).-H2(g)+fj(g)AH=+117.6kJ/mol

①為提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為—（填序號）。

A.低溫、低壓B.高溫、高壓C.高溫、低壓D.低溫、高壓

②已知C02(g)+H2(g)^CO(g)+H20(g)AH=+41.2kJ/mol0則

CO2(g)+fJ(g).催化劑-(g)+CO(g)+H2O(g)的AH為

（2）在O.IMPa下，有三種原料氣配比：①只有乙苯；②〃（乙苯）:“（C0j=l:9；

③”（乙苯）:"（Nz）=l:9。測得乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的變化關(guān)系如圖所示。

100

80

60

40

20

0

6007008009001000

反應(yīng)溫度/K

圖中，表示原料氣配比為只有乙苯的曲線是—（填“a”或"b”或"c”），相同溫度下，乙苯轉(zhuǎn)化率曲線a

大于曲線c的原因是一。

（3）在100.8kPa時(shí)，乙苯和N?按照”（乙苯）:“（Nj=1:9充入鈿膜反應(yīng)器（僅H?能透過而移出），平衡

時(shí)氫氣的移出率為90%,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,平衡常數(shù)修=—kPa,保持反應(yīng)條件不變，繼續(xù)

通入一定量N2,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率（填“增大”“減小”或“不變”）。

（4）乙苯制備苯乙烯時(shí)，會產(chǎn)生少量積碳，相同條件下使用水蒸氣代替N”可較長時(shí)間內(nèi)保持催化劑

的催化活性，其原因是—o（用化學(xué)方程式來表示）

10.在無氧環(huán)境下，CE經(jīng)催化脫氫芳構(gòu)化可以直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳煌產(chǎn)品。一定溫度下，CH4芳構(gòu)化

時(shí)同時(shí)存在如下反應(yīng)：

1

i.CH4（g）^C（s）+2H2（g）AHi=+74.6kJ-molAS=+80.84J-mol'-K-'

ii.6cH4（g）-C6H6（l）+9H2（g）AH2

回答下列問題：

（1）反應(yīng)i在80（FC時(shí)（填“能”或“不能”）自發(fā)進(jìn)行。

（2）已知25。（3時(shí)有關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表，則反應(yīng)ii的△%=（用含x、y、z的代數(shù)式表示）

kJmol1。

物質(zhì)(

CH4(g)c6H61)H2(g)

AH/(kJmol-1)Xyz

（3）受反應(yīng)i影響，隨著反應(yīng)進(jìn)行，單位時(shí)間內(nèi)甲烷轉(zhuǎn)化率和芳燃產(chǎn)率逐漸降低，原因是

加入適量水蒸氣，可以提高單位時(shí)間內(nèi)甲烷轉(zhuǎn)化率和芳燃產(chǎn)率，用化學(xué)方程式表示原因：o

（4）利用C02與氏反應(yīng)制備甲烷，對2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”具有重要意義。CO2（g）+4H2（g）

CH4（g）+2H2O（g）AH=-165.0kJmor1；向若干個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器中均充入ImolCO2>

3.6molH2,在不同溫度下經(jīng)過lOmin測得各容器中CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。

100

20300400500600

溫度

①X點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)為(400,80),X點(diǎn)對應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率為(保留三位有效數(shù)字)；X點(diǎn)對應(yīng)的容

器中起始時(shí)壓強(qiáng)為460kPa,則