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1、高考必考大題專練(二) 化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(A組) 1．[2021·廣東卷，19]我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)： a)CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 b)CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 c)CH4(g)?C(s)＋2H2(g)　ΔH3 d)2CO(g)?CO2(g)＋C(s)　ΔH4 e)CO(g)＋H2(g)?H2O(g)＋C(s)　ΔH5 (1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的ΔH1＝________(寫出一個(gè)代數(shù)式即可

2、)。 (2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有________。 A．增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加 B．移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng) C．加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率 D．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a～e的正、逆反應(yīng)速率都減小 (3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖1所示。該歷程分________步進(jìn)行，其中，第________步的正反應(yīng)活化能最大。 (4)設(shè)K為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(

3、p0＝100 kPa)。反應(yīng)a、c、e的ln K隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖2所示。 ①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有________(填字母)。 ②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________。 ③在圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始總壓為100 kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40 kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過(guò)程：________________________。 (5)CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：________________________________________

4、________________________________ ________________________________________________________________________。 2．[2021·河北卷，16(節(jié)選)]當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。 (1)大氣中的二氧化碳主要來(lái)自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25 ℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃燒熱 ΔH(kJ·mol－1) －285.8 －

5、393.5 －3 267.5 則25 ℃時(shí)H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為__________________。 (2)雨水中含有來(lái)自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離： ①CO2(g)?CO2(aq) ②CO2(aq)＋H2O(l)? H＋(aq)＋HCO(aq) 25 ℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K0 溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為y mol·L－1·kPa－1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H＋濃度為________ mol·L－1(寫出

6、表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)。 (3)105 ℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡： 2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g) 上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46 kPa。 保持溫度不變，開始時(shí)在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5 kPa，CO2(g)的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于______ kPa。 (4)我國(guó)科學(xué)家研究Li－CO2電池，取得了重大科研成果?；卮鹣铝袉?wèn)題： ①Li－CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負(fù)

7、”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。 Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O Ⅱ.C2O===CO2＋CO Ⅲ.________________________ Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3 ②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。 CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為________________________。 3．[2020·全國(guó)卷Ⅱ，28(2)(3)]天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，

8、是重要的燃料和化工原料。 (2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4C2H6＋H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r＝k×cCH4，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。 ①設(shè)反應(yīng)開始時(shí)的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2＝__________r1。 ②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是__________。 A．增加甲烷濃度，r增大 B．增加H2濃度，r增大 C．乙烷的生成速率逐漸增大 D．降低反應(yīng)溫度，k減小 (3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如圖所示： ①陰極上的反應(yīng)式為___________

9、_________________________________。 ②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2體積比為______。 4．CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。 (1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO－，其離子方程式為__________________________；其他條件不變，HCO轉(zhuǎn)化為HCOO－的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫度在40 ℃～80 ℃范圍內(nèi)，HCO催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是______________

10、__________________。 (2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過(guò)的半透膜隔開。 ①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為________________________；放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為________(填化學(xué)式)。 ②圖2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過(guò)HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________。 (3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖3所示。 ①HCOOD催

11、化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成________(填化學(xué)式)。 ②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時(shí)，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點(diǎn)是______________。 化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(B組) 1．[2021·湖南卷，16]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)下面兩種方法由氨氣得到氫氣。 方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣 相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù) 在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問(wèn)題： (1)反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1； (2)已知該反應(yīng)的ΔS＝198.

12、9 J·mol－1·K－1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？________(填標(biāo)號(hào))； A.25 ℃ B．125 ℃ C.225 ℃ D．325 ℃ (3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1 mol NH3通入3 L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200 kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。 ①若保持容器容積不變，t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2)＝________ mol ·L－1·min－1(用含t1的代數(shù)式表示)； ②t2時(shí)將容器容積迅速縮小至原來(lái)的一半并保持不變，圖

13、中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢(shì)的曲線是________(用圖中a、b、c、d表示)，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ＝________[已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)dD(g)＋eE(g)?gG(g)＋hH(g)　Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE為

14、各組分的平衡分壓]。 方法Ⅱ.氨電解法制氫氣 利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。 (4)電解過(guò)程中OH－的移動(dòng)方向?yàn)開_______________(填“從左往右”或“從右往左”)； (5)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________________________。 2．[2021·浙江卷，29]“氯堿工業(yè)”以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品，氯氣是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用氣體。 請(qǐng)回答： (1)電解飽和食鹽水制取氯氣的化學(xué)方程式是__________________________。 (2)下列說(shuō)法不正確的是________。 A.

15、可采用堿石灰干燥氯氣 B.可通過(guò)排飽和食鹽水法收集氯氣 C.常溫下，可通過(guò)加壓使氯氣液化而儲(chǔ)存于鋼瓶中 D.工業(yè)上，常用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的氯化氫溶于水制取鹽酸 (3)在一定溫度下，氯氣溶于水的過(guò)程及其平衡常數(shù)為： Cl2(g)?Cl2(aq)　K1＝ Cl2(aq)＋H2O(l)?H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq)　K2 其中p為Cl2(g)的平衡壓強(qiáng)，c(Cl2)為Cl2在水溶液中的平衡濃度。 ①Cl2(g)?Cl2(aq)的焓變?chǔ)1________0(填”>”“＝”或“<”)。 ②平衡常數(shù)K2的表達(dá)式為K2＝______。 ③氯氣在水中的溶解度(以物質(zhì)的

16、量濃度表示)為c，則c＝______。(用平衡壓強(qiáng)p和上述平衡常數(shù)表示，忽略HClO的電離) (4)工業(yè)上，常采用“加碳氯化”的方法以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)TiCl4，相應(yīng)的化學(xué)方程式為： Ⅰ.TiO2(s)＋2Cl2(g)?TiCl4(g)＋O2(g)　ΔHⅠ＝181 kJ·mol－1，KⅠ＝3.4×10－29 Ⅱ.2C(s)＋O2(g)?2CO(g)　ΔHⅡ＝－221 kJ·mol－1，KⅡ＝1.2×1048 結(jié)合數(shù)據(jù)說(shuō)明氯化過(guò)程中加碳的理由：____________。 (5)在一定溫度下，以I2為催化劑，氯苯和Cl2在CS2中發(fā)生平行反應(yīng)，分別生成鄰二氯苯和對(duì)二

17、氯苯，兩產(chǎn)物濃度之比與反應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)。反應(yīng)物起始濃度均為0.5 mol·L－1，反應(yīng)30 min測(cè)得氯苯15%轉(zhuǎn)化為鄰二氯苯，25%轉(zhuǎn)化為對(duì)二氯苯。保持其他條件不變，若要提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，可采用的措施是________。 A.適當(dāng)提高反應(yīng)溫度 B．改變催化劑 C.適當(dāng)降低反應(yīng)溫度 D．改變反應(yīng)物濃度 3．水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。 (1)關(guān)于反應(yīng)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)，下列說(shuō)法不正確的是________。 A.焓變?chǔ)<0，熵變?chǔ)<0 B.可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化 C.一定條件下，若觀察不到水的生成，說(shuō)明該

18、條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 D.選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進(jìn)行 (2)①根據(jù)H2O的成鍵特點(diǎn)，畫出與圖1中H2O分子直接相連的所有氫鍵(O－H…O)。 ②將一定量水放入抽空的恒容密閉容器中，測(cè)定不同溫度(T)下氣態(tài)、液態(tài)水平衡共存[H2O(l)?H2O(g)]時(shí)的壓強(qiáng)(p)。在圖2中畫出從20 ℃開始經(jīng)過(guò)100 ℃的p隨T變化關(guān)系示意圖(20 ℃時(shí)的平衡壓強(qiáng)用p1表示)。 (3)水在高溫高壓狀態(tài)下呈現(xiàn)許多特殊的性質(zhì)。當(dāng)溫度、壓強(qiáng)分別超過(guò)臨界溫度(374.2 ℃)、臨界壓強(qiáng)(22.1 MPa)時(shí)的水稱為超臨界水。 ①與常溫常壓的水相比，高溫高壓液態(tài)水的離子

19、積會(huì)顯著增大。解釋其原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果水的離子積Kw從1.0×10－14增大到1.0×10－10，則相應(yīng)的電離度是原來(lái)的________倍。 ③超臨界水能夠與氧氣等氧化劑以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。一定實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)得乙醇的超臨界水氧化結(jié)果如圖3、圖4所示，其中x為以碳元素計(jì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，

20、t為反應(yīng)時(shí)間。 下列說(shuō)法合理的是________。 A.乙醇的超臨界水氧化過(guò)程中，一氧化碳是中間產(chǎn)物，二氧化碳是最終產(chǎn)物 B.在550 ℃條件下，反應(yīng)時(shí)間大于15 s時(shí)，乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全 C.乙醇的超臨界水氧化過(guò)程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來(lái)表示反應(yīng)的速率，而且兩者數(shù)值相等 D.隨溫度升高，xCO峰值出現(xiàn)的時(shí)間提前，且峰值更高，說(shuō)明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增長(zhǎng)幅度更大 (4)以鉑陽(yáng)極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過(guò)電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。 ①陽(yáng)極的電極反應(yīng)

21、式是___________________________________________。 ②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是__________________________________________。 4．CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。 (1)CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4·H2O加熱升溫過(guò)程中固體的質(zhì)量變化如圖1。 ①寫出400～600 ℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________

22、___________________________。 ②與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是__________________________________________。 (2)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如圖2。 ①寫出陰極CO2還原為HCOO－的電極反應(yīng)式：________________________。 ②電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是___________________________________________

23、_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－122.5 kJ·mol－1 在恒壓，CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇

24、性隨溫度的變化如圖3。其中： CH3OCH3的選擇性＝×100% ①溫度高于300 ℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②220 ℃時(shí)，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得CH3OCH3的選擇性為48%(圖中A點(diǎn))。不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有

25、________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 高考必考大題專練（二） 化學(xué)原理綜合應(yīng)用題（A組） 1．解析：（1）由題給反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)a可由反應(yīng)c－d或反應(yīng)b＋c－e得到，故根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。（2）增大CO2的濃度，反應(yīng)a、b的正反應(yīng)速率增加；增大CH4的濃度，反應(yīng)

26、a、c的正反應(yīng)速率增加，A正確。由于C（s）是固體，移去部分C（s），平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤。催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡移動(dòng)，則不能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤。降低反應(yīng)溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，D正確。故選AD。（3）由題圖1可知，反應(yīng)分為CH4CH3＋HCH2＋2HCH＋3HC＋4H 4個(gè)步驟，其中第4步的正反應(yīng)活化能最大。（4）①由題圖2可知，反應(yīng)a、c的K隨T升高而增大，故a、c均為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)e的K隨T升高而減小，故e為放熱反應(yīng)。②由于C（s）是固體，因此反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝＝。③由題圖2可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)c的ln K＝0，即K＝＝1，p（CH4）

27、＝＝＝16 kPa，根據(jù)反應(yīng)條件，可知二氧化碳與甲烷物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，則p初始（CH4）＝×100 kPa＝50 kPa，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝68%。（5）CO2經(jīng)加壓、降溫可轉(zhuǎn)化為干冰，干冰常用于制冷劑、人工降雨等。 答案：（1）ΔH3－ΔH4（或ΔH2＋ΔH3－ΔH5） （2）AD （3）4　4 （4）①ac?、凇、塾深}圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)c的ln K＝0，即K＝＝1，p（CH4）＝＝＝16 kPa，p初始（CH4）＝100 kPa×＝50 kPa，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝68% （5）干冰做制冷劑、人工降雨等（合理即可） 2．解析：（1）由題

28、給燃燒熱數(shù)據(jù)可得，①H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1，②C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1，③C6H6（l）＋O2（g）===6CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH3＝－3 267.5 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝（－285.8 kJ·mol－1）×3＋（－393.5 kJ·mol－1）×6－（－3 267.5 kJ·mol－1）＝＋49.1 kJ·mol－1，故H2（g）與C（石墨，s）生成C6H6（l）的熱化學(xué)方程式為3H2（g）＋6C（石墨，s

29、）===C6H6（l）　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1。（2）溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數(shù)為y mol·L－1·kPa－1，因此當(dāng)大氣壓強(qiáng)為p kPa，大氣中CO2（g）的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中CO2（aq）濃度為ypx mol·L－1。設(shè)溶液中H＋濃度為a mol·L－1，由反應(yīng)②CO2（aq）＋H2O（l）===H＋（aq）＋HCO（aq），可得c（HCO）＝c（H＋）＝a mol·L－1，c[CO2（aq）]＝y(tǒng)px mol·L－1，則K＝，解得a＝。（3）平衡體系總壓為46 kPa，則由2MHCO3（s）M2CO3（s）＋H2O（g）＋CO2（g）可得p

30、（H2O）＝p（CO2）＝23 kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設(shè)開始先通入CO2的壓強(qiáng)為x kPa，平衡時(shí)水蒸氣分壓為5 kPa時(shí)，可列“三段式”： 2MHCO3（s）M2CO3（s）＋H2O（g）＋CO2（g） 起始/kPa　　　　　　　　　　0　　 　x 轉(zhuǎn)化/kPa　　　　　　　　　　5　　 　5 平衡/kPa　　　　　　　　　　5　　 5＋x Kp＝23×23＝5×（5＋x），解得x＝100.8，故為使平衡時(shí)水蒸氣分壓小于5 kPa，CO2（g）初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于100.8 kPa。（4）Li－CO2電池的總反應(yīng)式為4Li＋3CO2===2Li2C

31、O3＋C。①電池中，鋰為負(fù)極，CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，由電池總反應(yīng)式可得正極反應(yīng)為3CO2＋4e－＋4Li＋===2Li2CO3＋C；結(jié)合步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，可得步驟Ⅲ的離子方程式為2CO＋CO2===2CO＋C。②介質(zhì)呈堿性，應(yīng)用OH－配平，CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇，電極反應(yīng)方程式為3CO2＋18e－＋13H2O===CH3CH2CH2OH＋18OH－。 答案：（1）3H2（g）＋6C（石墨，s）===C6H6（l）　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1 （2） （3）100.8 （4）①正　2CO＋CO2===2CO＋C?、?CO2＋18e－＋13H2O===CH3CH2CH

32、2OH＋18OH－ 3．解析：（2）①反應(yīng)初始時(shí)可認(rèn)為cCH4＝1 mol·L－1，則根據(jù)初期階段的速率方程可知k＝r1，當(dāng)CH4的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，cCH4＝（1－α）mol·L－1，則此時(shí)r2＝（1－α）r1。②由r＝k×cCH4可知，CH4的濃度越大，反應(yīng)速率r越大，A項(xiàng)正確；增加H2濃度，CH4的濃度減小或不變，則r減小或不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，CH4的濃度逐漸減小，則反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，該反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢甚至停止，即k也隨著減小，D項(xiàng)正確。 （3）①結(jié)合圖示可知CO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO，即陰極上的反應(yīng)式為CO2＋2e－===CO＋O2－。②設(shè)生成C2

33、H4和C2H6的物質(zhì)的量分別為2 mol和1 mol，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol×2＋2 mol×1＝10 mol，根據(jù)碳原子守恒，可知反應(yīng)的CH4為6 mol；則由CO2→CO轉(zhuǎn)移10 mol電子，需消耗5 mol CO2，則反應(yīng)中消耗CH4和CO2的體積比為6∶5。 答案：（2）①（1－α）?、贏D （3）①CO2＋2e－===CO＋O2－?、?∶5 4．解析：本題考查離子方程式的書寫、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、原電池的工作原理等知識(shí)，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想。（1）HCO和H2在催化劑的作用下反應(yīng)生成HCOO－，根據(jù)原子守恒和電荷守恒

34、，可知生成物中還有水，據(jù)此可寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。適當(dāng)升高溫度時(shí)，催化劑的活性增強(qiáng)，HCO催化加氫的反應(yīng)速率增大，相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，HCO催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升。（2）①負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，HCOO－（其中的碳元素為＋2價(jià)）被氧化生成HCO（其中的碳元素為＋4價(jià)），則負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O。正極反應(yīng)中，F(xiàn)e3＋被還原為Fe2＋，F(xiàn)e2＋再被O2在酸性條件下氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋相當(dāng)于催化劑，因?yàn)樽罱K有K2SO4生成，O2氧化Fe2＋的過(guò)程中要消耗H＋，故需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4。②結(jié)合上述分析可知，HCOOH與O2反應(yīng)的離子方程式

35、為2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O或2HCOO－＋O2===2HCO。（3）①根據(jù)原子守恒并結(jié)合題圖3，可知HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成HD。②從題圖3可以看出，HCOOH催化釋氫的第一步是轉(zhuǎn)化為HCOO－，故以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫，可以提高釋放氫氣的速率，又HCOOK催化釋氫時(shí)，氫元素的來(lái)源單一，提高釋放出氫氣的純度。 答案：（1）HCO＋H2HCOO－＋H2O　溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強(qiáng) （2）①HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O　H2SO4 ②2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O或

36、2HCOO－＋O2===2HCO （3）①HD?、谔岣哚尫艢錃獾乃俾?，提高釋放出氫氣的純度 化學(xué)原理綜合應(yīng)用題（B組） 1．解析：（1）ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，根據(jù)熱化學(xué)方程式以及表格中數(shù)據(jù)可得ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－（946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3）＝＋90.8 kJ·mol－1。（2）若反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則ΔG＝ΔH－TΔS<0，代入數(shù)據(jù)，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103 J·mol－1－T×198.9 J·mol－1·K－1<0，則T>456.5 K，轉(zhuǎn)化成攝氏溫度，則t>183.5 ℃，故選C、D。（

37、3）①設(shè)0～t1時(shí)間內(nèi)生成的氮?dú)鉃閤 mol，列“三段式”： 　　　　 　2NH3?N2＋3H2 起始量/mol 0.1 0 0 變化量/mol 2x x 3x 平衡量/mol 0.1－2x x 3x 由題圖可知t1時(shí)，氨氣和氫氣的平衡分壓相等，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以n（NH3）＝n（H2），則3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v（H2）＝＝ mol·L－1·min－1。②t2時(shí)將容器容積迅速縮小至原來(lái)的一半，N2分壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍；其他條件不變時(shí)，容器容積減小，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即該平衡

38、逆向移動(dòng)，所以N2分壓先變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，后逐漸減小，故選b。③由題圖可知，t1時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，且p（NH3）＝p（H2）＝1.2×100 kPa，p（N2）＝0.4×100 kPa，則Kθ＝＝＝0.48。（4）根據(jù)反應(yīng)物以及兩極產(chǎn)物，可以看出產(chǎn)生氫氣的一極氫元素的化合價(jià)變化為＋1→0，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)為陰極，產(chǎn)生氮?dú)獾囊粯O氮元素的化合價(jià)變化為－3→0，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)為陽(yáng)極。電解池中，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以電解過(guò)程中OH－的移動(dòng)方向?yàn)閺挠彝蟆＃?）陽(yáng)極上NH3變?yōu)镹2，溶液環(huán)境為堿性，所以陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 答案：（1）＋90.8 （

39、2）CD （3）①?、赽　容積迅速縮小至原來(lái)的一半時(shí)，N2分壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍；其他條件不變時(shí)，容器容積減小，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，該平衡逆向移動(dòng)，所以N2分壓先變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，后逐漸減小　③0.48 （4）從右往左 （5）2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 2．解析：（1）電解飽和食鹽水制取氯氣時(shí)，同時(shí)還生成氫氣和氫氧化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。（2）氯氣可以與堿反應(yīng)，所以不能用堿石灰干燥氯氣，A說(shuō)法錯(cuò)誤；氯氣可以與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在飽和食鹽水中存在濃度較大的氯離子，可以使氯氣的溶解

40、平衡逆向移動(dòng)，因此氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小，可以通過(guò)排飽和食鹽水法收集氯氣，B說(shuō)法正確；常溫下，干燥氯氣不容易與金屬鐵反應(yīng)，所以可通過(guò)加壓使氯氣液化而儲(chǔ)存于鋼瓶中，C說(shuō)法正確；氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫溶于水得到鹽酸，因此工業(yè)上，常用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的氯化氫溶于水制取鹽酸，D說(shuō)法正確。（3）①Cl2（g）?Cl2（aq）表示的是氯氣的溶解平衡，氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，即升溫，平衡Cl2（g）?Cl2（aq）逆向移動(dòng)，說(shuō)明正向放熱，則ΔH1<0。②根據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)的意義可得，K2＝。③Cl2（g）?Cl2（aq）與Cl2（aq）＋H2O（l）?H＋（aq）＋Cl－（

41、aq）＋HClO（aq）相加可得到Cl2（g）＋H2O（l）?H＋（aq）＋Cl－（aq）＋HClO（aq），氯氣在水中的溶解度（以物質(zhì)的量濃度表示）為c，根據(jù)物料守恒可知，c＝c（Cl2）＋c（HClO）＋c（Cl－），由于HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，若忽略水的電離和次氯酸的電離，則c（H＋）＝c（Cl－）＝c（HClO），由K2＝可知c（Cl－）＝c（HClO）＝[c（Cl2）K2]，由K1＝可知，c（Cl2）＝K1p，則c（Cl－）＝c（HClO）＝（K1K2p），因此，c＝K1p＋（K1K2p）。（4）根據(jù)反應(yīng)Ⅰ：TiO2（s）＋2Cl2（g）?TiCl4（g）＋O2（g）　ΔHⅠ＝181 kJ

42、·mol－1，KⅠ＝3.4×10－29，可知該反應(yīng)正向進(jìn)行程度非常小，正向反應(yīng)還需要吸收能量，所以單獨(dú)進(jìn)行該反應(yīng)是不可能的；加碳消耗氧氣促進(jìn)反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，同時(shí)由反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅱ得：TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（g）＋2CO（g） ，K＝KⅠKⅡ＝4.08×1019遠(yuǎn)大于KⅠ，從而使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn)。（5）由題意可知，在該溫度下，生成對(duì)二氯苯的反應(yīng)更容易發(fā)生，說(shuō)明生成鄰二氯苯的反應(yīng)活化能大，如果想促進(jìn)生成鄰二氯苯，可以提高反應(yīng)溫度，A正確，C錯(cuò)誤；還可以通過(guò)改變催化劑，改變反應(yīng)途徑，使生成鄰二氯苯的反應(yīng)更容易發(fā)生，B正確；反應(yīng)物濃度對(duì)于平行反應(yīng)的

43、影響是相同的，D錯(cuò)誤。 答案：（1）2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ （2）A （3）①

44、項(xiàng)正確；是否能觀察到有水生成除了與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)外，還與反應(yīng)的速率有關(guān)，觀察不到有水生成，不能說(shuō)明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)錯(cuò)誤；使用合適的催化劑，有可能使氫氣和氧氣在常溫常壓下快速反應(yīng)，D項(xiàng)正確，故選C。（2）①一個(gè)水分子可以形成4個(gè)氫鍵。②當(dāng)液體的飽和蒸氣壓與外界大氣壓相等時(shí)，液體沸騰，此時(shí)的溫度稱為該液體的沸點(diǎn)。由于常溫常壓下，水的沸點(diǎn)為100 ℃，故100 ℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓為1.01×105 Pa，故20 ℃時(shí)，壓強(qiáng)為p1，100 ℃時(shí)，壓強(qiáng)為1.01×105 Pa，據(jù)此作圖。（3）①水的電離為吸熱過(guò)程，溫度升高，水的電離程度增大，導(dǎo)致水的離子積常數(shù)增大。②水的離子積常數(shù)

45、從1.0×10－14增大到1.0×10－10，水電離產(chǎn)生的c（H＋）從10－7 mol·L－1增大到10－5mol·L－1，水的電離度是原來(lái)的100倍。③根據(jù)圖3可知，乙醇的超臨界水氧化過(guò)程中，CO含量先增大再減小，CO2含量一直增大，C2H5OH含量一直減小，可見CO是中間產(chǎn)物，CO2是最終產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；由圖4可知，在550 ℃時(shí)，反應(yīng)15 s之后，CO含量接近于零，說(shuō)明乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全，B項(xiàng)正確；乙醇的超臨界水氧化過(guò)程中，乙醇的消耗速率和二氧化碳的生成速率的數(shù)值不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖4可知，溫度升高時(shí)，只有單位時(shí)間內(nèi)乙醇氧化生成CO的速率比CO氧化生成CO2的速率快，xCO峰

46、值出現(xiàn)的時(shí)間才會(huì)提前，且峰值更高，由此說(shuō)明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增長(zhǎng)幅度更大，D項(xiàng)正確，故選ABD。（4）根據(jù)題意可知，陽(yáng)極SO失電子被氧化為S2O，電極反應(yīng)式為2SO－2e－===S2O，生成的S2O又與H2O反應(yīng)生成H2O2和SO，故總反應(yīng)方程式為2H2O H2O2＋H2↑。 答案：（1）C （2） （3）①水的電離為吸熱過(guò)程，升高溫度有利于電離（壓強(qiáng)對(duì)電離平衡影響不大）　②100?、跘BD （4）①2HSO－2e－===S2O＋2H＋或2SO－2e－===S2O　②2H2OH2O2＋H2↑ 4．解析：本題涉及的知識(shí)點(diǎn)有熱重實(shí)驗(yàn)、電解原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)等，通過(guò)分

47、析圖像，做出合理解釋，考查了學(xué)生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)，以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的價(jià)值觀念。 （1）①根據(jù)圖中質(zhì)量變化可知，CaC2O4·H2O分解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物依次為H2O（g）、CO、CO2，固體分解過(guò)程為CaC2O4·H2O→CaC2O4→CaCO3→CaO。 ②CaO捕集CO2的性能與CaO與CO2氣體的接觸面積有關(guān)，CaC2O4·H2O分解產(chǎn)生的氣體更多，使生成的CaO更加疏松多孔，捕集性能更好。 （2）①CO2、HCOO－中碳元素化合價(jià)分別為＋4、＋2價(jià)，陰極電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H＋===HCOO－。 ②陽(yáng)極區(qū)生成O2：4OH

48、－－4e－===O2↑＋2H2O（或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋），溶液pH減小，HCO與H＋反應(yīng)生成CO2逸出，K＋部分通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向陰極區(qū)，故陽(yáng)極區(qū)KHCO3溶液濃度降低。 （3）①?gòu)姆磻?yīng)特點(diǎn)看，反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng)、反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，溫度升高，CH3OCH3的選擇性急劇下降，大于300 ℃時(shí)CO2平衡轉(zhuǎn)化率上升，說(shuō)明升高溫度，反應(yīng)Ⅰ中CO2的轉(zhuǎn)化率上升幅度超過(guò)反應(yīng)Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率降低幅度。 ②反應(yīng)Ⅱ是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，可以增大壓強(qiáng)使平衡向右移動(dòng)；從影響反應(yīng)速率的角度考慮，反應(yīng)時(shí)間不變的條件下，可使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑。 答案：（1）①CaC2O4CaCO3＋CO↑ ②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔 （2）①CO2＋H＋＋2e－===HCOO－或CO2＋HCO＋2e－===HCOO－＋CO ②陽(yáng)極產(chǎn)生O2，pH減小，HCO濃度降低；K＋部分遷移至陰極區(qū) （3）①反應(yīng)Ⅰ的ΔH＞0，反應(yīng)Ⅱ的ΔH＜0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過(guò)下降幅度 ②增大壓強(qiáng)、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑 18