《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A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A組﹙含解析﹚（9頁(yè)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(A組) 1．[2020全國(guó)卷Ⅱ，28]天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示： 物質(zhì) C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 燃燒熱ΔH/(kJmol－1) －1560 －1411 －286 ①ΔH1＝________kJmol－1。 ②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有____________、______________。 ③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)

2、，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 (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＝kcCH4，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

3、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________________________________________________________________________。 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____________。 2．[2020山東卷，18]探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下： Ⅰ.CO2 (g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5kJmol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2

4、(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4kJmol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列問題： (1)ΔH3＝________kJmol－1。 (2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH3OH(g)為amol，CO為bmol，此時(shí)H2O(g)的濃度為________molL－1(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為________。 (3)不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2)n(H2)＝13投料，實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的

5、變化關(guān)系如圖所示。 已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率＝100% CH3OH的平衡產(chǎn)率＝100% 其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________(填“甲”或“乙”)；壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)開_______；圖乙中T1溫度時(shí)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是________。 (4)為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為________(填標(biāo)號(hào))。 A．低溫、高壓B．高溫、低壓 C．低溫、低壓D．高溫、高壓 3．[2020江蘇卷，20]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

6、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________________________________。 (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＋通過的半透膜隔開。 ①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為____________________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A

7、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________。 4．[2020浙江1月，29]研究NOx之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。 (1)

8、已知：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0 將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為T1。 ①下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是________。 A．氣體的壓強(qiáng)不變 B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不變 D．容器內(nèi)氣體的密度不變 E．容器內(nèi)顏色不變 ②t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p，N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp＝________[對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kp，如p(B)＝px(B)，p為平衡總壓強(qiáng)，x(B)為

9、平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。 ③反應(yīng)溫度為T1時(shí)，c(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖1，畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化的曲線。 保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為T2(T2＞T1)，再次畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化趨勢(shì)的曲線。 圖1 (2)NO氧化反應(yīng)：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖2。 Ⅰ.2NO(g)N2O2(g)　ΔH1 Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH2 圖2 ①?zèng)Q定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②在恒容的密閉容器中充入一定量

10、的NO和O2氣體，保持其他條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4(T4＞T3)，測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖3。 圖3 轉(zhuǎn)化相同量的NO，在溫度________(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖(圖2)分析其原因________________________________________________。 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)①根據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫出熱化學(xué)方程式 (ⅰ)C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

11、　 ΔH＝－1560kJmol－1、 (ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝－1411kJmol－1、 (ⅲ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋137kJmol－1。 ②由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)、且為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，因此可通過升高溫度、減小體系壓強(qiáng)等提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。③設(shè)起始時(shí)C2H6和H2的物質(zhì)的量均為1mol，列出三段式： 　　　　　C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) 起始量/mo

12、l　1　0　1 轉(zhuǎn)化量/mol　α　α　α 平衡量/mol　1－α　α　1＋α 平衡時(shí)C2H6、C2H4和H2對(duì)應(yīng)的分壓分別為p、p和p，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝＝p。 (2)①反應(yīng)初始時(shí)可認(rèn)為cCH4＝1molL－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)molL－1，則此時(shí)r2＝(1－α)r1。②由r＝kcCH4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

13、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C2H4和C2H6的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol2＋2mol1＝10mol，根據(jù)碳原子守恒，可知反應(yīng)的CH4為6mol；則由CO2→CO轉(zhuǎn)移10mol電子，需消耗5molCO2，則反應(yīng)中消耗CH4和CO2的體積比為6:5。 答案：(1)①137?、谏邷囟取p小壓強(qiáng)(增大體積)　 ③p (2)①(1－α)?、贏D (3)①CO2＋2e－===CO＋O2－　②6:5 2．解析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡濃度及平

14、衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡中的問題分析及化學(xué)平衡移動(dòng)的分析等，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、證據(jù)推理與模型認(rèn)知。(1)分析三個(gè)熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5kJmol－1－(－90.4kJmol－1)＝＋40.9kJmol－1。(2)由題述三個(gè)反應(yīng)可知，平衡時(shí)H2O(g)的濃度等于CH3OH(g)和CO(g)的濃度之和，即H2O(g)的濃度為molL－1。平衡時(shí)CH3OH(g)、CO(g)、H2O(g)的濃度分別為molL－1、molL－1、molL－1，則從開始至平衡，消耗CO2(g)的濃度為(＋)molL－1＝molL－1

15、，消耗H2(g)的濃度為(＋)molL－1＝molL－1，即平衡時(shí)CO2(g)、H2(g)的濃度分別為molL－1、molL－1，則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為＝＝。(3)反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，故低溫階段，溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越低，而反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng)，溫度較高時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，則溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，即圖乙的縱坐標(biāo)表示的是CO2的平衡轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此壓強(qiáng)越大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故壓強(qiáng)由大到小的順序是p1、p2、p3。反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng)，溫度較高時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，且反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等，故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎不再受壓強(qiáng)影

16、響。(4)由上述分析知，圖甲、圖乙的縱坐標(biāo)分別表示CH3OH的平衡產(chǎn)率、CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，且p1>p2>p3，分析圖像可知，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為低溫、高壓，A項(xiàng)正確。 答案：(1)＋40.9 (2)　 (3)乙　p1、p2、p3　T1時(shí)以反應(yīng)Ⅲ為主，反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒有影響 (4)A 3．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，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

17、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)的離子方程式為2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O或

18、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2HCOO－＋O2===2HCO (3)①HD?、谔岣?/p>

19、釋放氫氣的速率，提高釋放出氫氣的純度 4．解析：(1)①恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；當(dāng)v正(N2O4)＝2v逆(NO2)時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等，未達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；溫度保持不變時(shí)，K始終保持不變，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)，C錯(cuò)誤；因?yàn)槭窃诤闳菝荛]容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，密度也保持不變，故不能依此判定是否達(dá)到平衡，D錯(cuò)誤；二氧化氮為紅棕色，四氧化二氮為無色，可以依據(jù)顏色不變判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，E正確。②設(shè)反應(yīng)容器中加入1molN2O4(g)，列三段式： 　N2O4(

20、g)2NO2(g) 始：　　1mol　　　　　　0mol 變：　　0.75mol　　　　　　1.5mol 平：　　0.25mol　　　　　　1.5mol 故平衡時(shí)，p(N2O4)＝p＝p，p(NO2)＝p，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝＝p。③根據(jù)題圖1，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，N2O4(g)的物質(zhì)的量濃度為0.01molL－1，則NO2的物質(zhì)的量濃度為0.06molL－1，又知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T2＞T1，改變反應(yīng)溫度為T2時(shí)，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，再次達(dá)平衡時(shí)，c(NO2)大于0.06molL－1據(jù)此畫出圖像。 (2)①由題圖2知，反應(yīng)Ⅱ的活化能比反應(yīng)Ⅰ的大，反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng)，因此反應(yīng)Ⅱ決定NO氧化反應(yīng)速率。②由題圖3可以看出，T4時(shí)反應(yīng)速率較慢，轉(zhuǎn)化相同量的NO消耗時(shí)間較長(zhǎng)。由題圖2可以看出，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ均為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，N2O2(g)的物質(zhì)的量濃度減??；N2O2(g)的物質(zhì)的量濃度降低對(duì)Ⅱ反應(yīng)速率的影響大于溫度升高對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響。 答案：(1)①AE?、? ③ (2)①Ⅱ?、赥4　ΔH1＜0，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)減??；濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響