《2022屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)大題專練二化學(xué)原理綜合應(yīng)用題B組﹙含解析﹚》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)大題專練二化學(xué)原理綜合應(yīng)用題B組﹙含解析﹚（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(B組) 1．研究CO2氧化C2H6制C2H4對(duì)資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有： Ⅰ　C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝136kJmol－1 Ⅱ　C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝177kJmol－1 Ⅲ　C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH3 Ⅳ　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH4＝41kJmol－1 圖1 已知：298K時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量(如圖1)。 可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變化的ΔH(ΔH隨溫

2、度變化可忽略)。例如： H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－286kJmol－1－(－242kJmol－1)＝－44kJmol－1。 請(qǐng)回答： (1)①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算ΔH3＝____kJmol－1。 ②下列描述正確的是________。 A．升高溫度反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大 B．加壓有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動(dòng) C．反應(yīng)Ⅲ有助于乙烷脫氫，有利于乙烯生成 D．恒溫恒壓下通水蒸氣，反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動(dòng) ③有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)Ⅱ分兩步進(jìn)行，過程如下：【C2H6(g)＋CO2(g)】 →【C2H4(g)＋H2(g)＋CO2(g)】 →【C2H4(g)＋C

3、O(g)＋H2O(g)】，且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為210kJmol－1)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量，畫出反應(yīng)Ⅱ分兩步進(jìn)行的“能量—反應(yīng)過程圖”，起點(diǎn)從【C2H6(g)＋CO2(g)】的能量－477kJmol－1開始(如圖2)。 圖2 (2)①CO2和C2H6按物質(zhì)的量11投料，在923K和保持總壓恒定的條件下，研究催化劑X對(duì)“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表： 催化劑 轉(zhuǎn)化率C2H6/% 轉(zhuǎn)化率CO2/% 產(chǎn)率C2H4/% 催化劑X 19.0 37.6 3.3 結(jié)合具體反應(yīng)分析，在催化劑X作用下，CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是_____

4、___，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②采用選擇性膜技術(shù)(可選擇性地讓某氣體通過而離開體系)可提高C2H4的選擇性(生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比)。在773K，乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1%，保持溫度和其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用選擇性膜技術(shù)，乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%。結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是

5、________________________________________________________________________。 2．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，說明該條件下反應(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)。

6、 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)分別超過臨界溫度(374.2℃)、臨界壓強(qiáng)(22.1MPa)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)水的離子積會(huì)顯著增大。解釋其原因________________________________________________________________________ ________

7、________________________________________________________________。 ②如果水的離子積Kw從1.010－14增大到1.010－10，則相應(yīng)的電離度是原來的________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)，t為反應(yīng)時(shí)間。 下列說法合理的是________。 A．乙醇的超臨界水氧化過程中，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15s時(shí)，乙醇氧化為二氧化

8、碳已趨于完全 C．乙醇的超臨界水氧化過程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應(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)以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過電解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陽極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 ②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是______

9、__________________________________________________________________。 3．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。CaC2O4H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4H2O加熱升溫過程中固體的質(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：________________________________________________________________________。 ②與CaCO3熱分解制備

10、的CaO相比，CaC2O4H2O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，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是__________________________． (3)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其

11、過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)： 反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝41.2kJmol－1 反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－122.5kJmol－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____________________________________________________________________。

12、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________________________________________。 4．CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： (1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH＝13，CO2主要轉(zhuǎn)化為________(寫離子符號(hào))；若所得溶液c(HCO):c(CO)＝2:1，溶液pH＝________。(室溫下，H2CO3的K1＝410－7；K2＝510－11) (2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得

13、合成氣： CH4(g)＋CO2(g)2CO (g)＋2H2(g) ①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 C—H C＝O H—H CO(CO) 鍵能/kJmol－1 413 745 436 1075 則該反應(yīng)的ΔH＝________。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是________(填“A”或“B”)。 ②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是_________

14、_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)O2輔助的Al—CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 電池的負(fù)極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。 電池的正

15、極反應(yīng)式：6O2＋6e－===6O 6CO2＋6O===3C2O＋6O2 反應(yīng)過程中O2的作用是________________________________________________________________________。 該電池的總反應(yīng)式：________________________________________________________________________。 化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(B組) 1．解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)知識(shí)，涉及反應(yīng)歷程分析，反應(yīng)熱計(jì)算，平衡移動(dòng)等知識(shí)。(1)①由題給

16、信息可知，ΔH3＝0＋4(－110kJmol－1)－2(－393kJmol－1)－(－84kJmol－1)＝430kJmol－1。②反應(yīng)Ⅰ的焓變大于0，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，A項(xiàng)正確；反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，因此加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅲ的生成物中有CO，而由反應(yīng)Ⅱ可知，生成乙烯的同時(shí)還有CO生成，故反應(yīng)Ⅲ抑制了反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行，即抑制了乙烯的生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；水蒸氣是反應(yīng)Ⅳ的生成物，因此通水蒸氣時(shí)，反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。③由反應(yīng)Ⅰ可知，C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝136kJmol－1，而題

17、圖2中反應(yīng)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的能量為－477kJmol－1，故反應(yīng)Ⅱ的第一步反應(yīng)生成物的能量為－477kJmol－1＋136kJmol－1＝－341kJmol－1，由第二步反應(yīng)的活化能為210kJmol－1，結(jié)合反應(yīng)Ⅱ的焓變可知第二步生成物的能量為－300kJmol－1，據(jù)此作圖。(2)①由反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ可知，乙烷的氧化產(chǎn)物有乙烯和CO，結(jié)合題表數(shù)據(jù)可知，CO2的轉(zhuǎn)化率較高，但因乙烯的產(chǎn)率較低，故乙烷的主要氧化產(chǎn)物是CO。催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率。②選擇性膜可吸附乙烯，使反應(yīng)體系中的乙烯濃度降低，從而促使反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 答案：(1)①430?、贏D　③ (2)①C

18、O　C2H4的產(chǎn)率低，說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率?、谶x擇性膜吸附C2H4，促進(jìn)反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng) 2．解析：(1)氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)是一個(gè)放熱且熵減的反應(yīng)，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，可以將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B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

19、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1.01105Pa，故20℃時(shí)，壓強(qiáng)為p1,100℃時(shí)，壓強(qiáng)為1.01105Pa，據(jù)此作圖。(3)①水的電離為吸熱過程，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)從1.010－14增大到1.010－10，水電離產(chǎn)生的c(H＋)從10－7molL－1增大到10－5molL－1，水的電離度是原來的100倍。③根據(jù)圖3可知，乙醇的超臨界水氧化過程中，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)15s之后，CO含

20、量接近于零，說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峰值出現(xiàn)的時(shí)間才會(huì)提前，且峰值更高，由此說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2H2OH2O2＋H2↑。 答案：(1)C (2) (3)①水的電離為吸熱過程，升高溫度有利

21、于電離(壓強(qiáng)對(duì)電離平衡影響不大)?、?00?、跘BD (4)①2HSO－2e－===S2O＋2H＋或2SO－2e－===S2O　②2H2OH2O2＋H2↑ 3．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，通過分析圖像，做出合理解釋，考查了學(xué)生分析和解決化學(xué)問題的能力，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，CaC2O4H2O分解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物依次為H2O(g)、CO、CO2，固體分解過程為CaC2O4H2O→CaC2O4→CaCO3→CaO。 ②CaO捕集CO2的性能與CaO與CO2氣體的接觸面積有

22、關(guān)，CaC2O4H2O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陽極區(qū)生成O2：4OH－－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＋部分通過陽離子交換膜移向陰極區(qū)，故陽極區(qū)KHCO3溶液濃度降低。 (3)①從反應(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，說明升高溫度，反應(yīng)Ⅰ中CO2的轉(zhuǎn)化率上升

23、幅度超過反應(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↑ ②CaC2O4H2O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

24、降，且上升幅度超過下降幅度 ②增大壓強(qiáng)、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑 4．解析：(1)若所得溶液的pH＝13，溶液呈強(qiáng)堿性，則CO2主要轉(zhuǎn)化為CO。若所得溶液c(HCO):c(CO)＝2:1，根據(jù)K2＝，則c(H＋)＝K2＝510－112molL－1＝10－10molL－1，pH＝－lg10－10＝10。 (2)①根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，該反應(yīng)的ΔH＝(4134＋7452) kJmol－1－(10752＋4362) kJmol－1＝＋120kJmol－1。該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，恒容時(shí)達(dá)到平衡相當(dāng)于恒壓條件下達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，加壓平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故恒容

25、時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量比恒壓時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量少。②根據(jù)題圖1知，900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但升高溫度，能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低。 (3)該電池中Al作負(fù)極，電解質(zhì)為含AlCl3的離子液體，故負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋。正極為多孔碳電極，根據(jù)正極反應(yīng)式，得正極總反應(yīng)為6CO2＋6e－===3C2O，O2不參與正極的總反應(yīng)，故O2為催化劑。將負(fù)極反應(yīng)：2Al－6e－===2Al3＋和正極反應(yīng)：6CO2＋6e－===3C2O相加，可得該電池的總反應(yīng)式為2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3。 答案：(1)CO　10 (2)①＋120kJmol－1　B?、?00℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低 (3)Al－3e－===Al3＋(或2Al－6e－===2Al3＋)　催化劑　2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3