高考必考大題專練(二)

化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(A組)

1.[2020?全國卷H,28]天然氣的主要成分為CH“一般還含有CzHs等燒類，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)：Ch(g)=CzH,(g)+H,(g)XH\,相關(guān)物質(zhì)

的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：

物質(zhì)C2H6(g)GHi(g)H2(g)

燃燒熱卜川(kJ?mol-1)一1560-Mil一286

①△4=kJ,mol'?

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(0)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化

率為a。反應(yīng)的平衡常數(shù)&=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)

的量分?jǐn)?shù))。

(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH?-CA+Fbo反應(yīng)在初期階段的速率方

程為：r=AXcCH“其中4為反應(yīng)速率常數(shù)。

①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為以，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為復(fù)，則22=

②對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，「增大

B.增加壓濃度，r增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大

D.降低反應(yīng)溫度，A減小

(3)CH,和CO,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0

②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2：1,則消耗的CH,和CO?體積比為。

2.[2020?山東卷，18]探究CH30H合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CHQH的

產(chǎn)率。以CO,、為原料合成CH30H涉及的主要反應(yīng)如下：

-1

I.C02(g)+3H2(g)￡CH30H(g)+H20(g)A/^=-49.5kJ?mol

II.CO(g)+2H,(g)WCHQH(g)A^--90.4kJ?mol-1

III.C02(g)+H2(g)WCO(g)+H,0(g)

回答下列問題：

(1)△H3—kJ,moT'(.

(2)一定條件下，向體積為九的恒容密閉容器中通入ImolCOz和3moiHz發(fā)生上述反應(yīng)，

達(dá)到平衡時，容器中CH30H(g)為amol,CO為5iol,此時H20(g)的濃度為mol?L

t(用含a、b、，的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)IJI的平衡常數(shù)為。

(3)不同壓強(qiáng)下，按照〃(COz)：Z?(H2)=1：3投料，實(shí)驗(yàn)測定⑩的平衡轉(zhuǎn)化率和CH2H

的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。

圖甲

__",七n(CO?)初始一n(CO2)平衡、

已知：CO?的平衡轉(zhuǎn)化率=--------777"---------X100%1V

n(CO2)?)te

CH3OH的平衡產(chǎn)率=〃(???100%

n(CO2)初始

其中縱坐標(biāo)表示CO,平衡轉(zhuǎn)化率的是圖(填“甲”或"乙”)；壓強(qiáng)"、pz、A

由大到小的順序?yàn)?；圖乙中2溫度時，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是。

（4）為同時提高C02的平衡轉(zhuǎn)化率和CHQH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為（填

標(biāo)號）。

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]C02/HC00H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KHCCh溶液（CO?與KOH溶液反應(yīng)制得）

中通入上生成HCOO,其離子方程式為；其他條件不變,

HCO；轉(zhuǎn)化為HCOCT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。

%

/

3群

波

20406080100120

溫度/七

圖1

（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+、射通過的半透膜隔開。

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02的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

臺匕

月匕，

圖2

（3）HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和比可能的反應(yīng)機(jī)理如圖3

所示。

①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成C02外，還生成(填化學(xué)式)。

②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，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N0,之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。

(1)已知：N204(g)-2N02(g)&H>0

將一定量N。,氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為北。

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.vs.(N20?)=2P逆(N02)

C.4不變

D.容器內(nèi)氣體的密度不變

E.容器內(nèi)顏色不變

②G時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p,N。氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,則反

應(yīng)NA(g)§2N02(g)的平衡常數(shù)&=［對于氣相反應(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)，記作如p(B)=p，x(B),。為平衡總壓

強(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)］。

③反應(yīng)溫度為不時，c(NzO,)隨t(時間)變化曲線如圖1,畫出。?6時段，c(N02)

隨大變化的曲線。

保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為GQTAT3再次畫出0?友時段，c(NO,)隨t變

化趨勢的曲線。

(2)NO氧化反應(yīng)：2N0(g)+0z(g)-2N02(g)分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過程能量變化示意

圖如圖2。

I.2N0(g)WNzOz(g)△/X

II.N202(g)+O2(g)

①決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是(填“I”或“II”)o

②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和支氣體，保持其他條件不變，控制反應(yīng)溫度分

別為石和Tx(TAR),測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖3。

圖3

轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度(填“7T或"A”)下消耗的時間較長，試結(jié)合反應(yīng)

過程能量圖(圖2)分析其原因

化學(xué)原理綜合應(yīng)用題(B組)

1.研究C0。氧化&出制CzH,對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:

IC2H6(g)WC2H?(g)+H2(g)A/Z=136kJ?moF'

1

IIC2H6(g)+C02(g)WC2H,(g)+H20(g)+C0(g)A^=177kJ?moK

IIIC2H6(g)+2C02(g)-4C0(g)+3H2(g)AA

-1

IVC02(g)+H2(g)：C0(g)+H,0(g)A^=41kJ?mol

100-

GH,(g)

52

n_____HM.

0

(

U

C2H6?

O84

F-100-

P

0CO(g)

-

窗

疆-200-

HO(g)

2-242

■

-286

-300-

H2O(1)

CO2(g)

-400--393

圖1

已知：298K時，相關(guān)物質(zhì)的相對能量(如圖1)。

可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計(jì)算反應(yīng)或變化的△〃(△〃隨溫度變化可忽略)。例如：

-1-

H20(g)=H20(1)A"=-286kJ?moL-(-242kJ?mol)=-44kJ?mol'o

請回答：

(1)①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計(jì)算△〃=—kJ?mol，

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、1【的平衡正向移動

C.反應(yīng)HI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

③有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)H分兩步進(jìn)行，過程如下：【C2H6(g)+CO2(g)J

f[GH.,(g)+H2(g)+CO2(g)]

一【C2Hl(g)+C0(g)+H2O(g)l且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為210kJ?mor')。

根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量，畫出反應(yīng)H分兩步進(jìn)行的“能量一反應(yīng)過程圖”，起點(diǎn)從[GHMg)

+C02(g)］的能量-477kJ?mol-'開始(如圖2)。

5O

-2

(

」一-3

O-3a

FIO

P-4<

05

詢

費(fèi)K)

tol

-450

___-477

-500-C2H6值*。2?-

反應(yīng)過程

圖2

(2)①CO2和GH.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“CO2氧化CN制CzHj的影響，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:

催化劑轉(zhuǎn)化率C2H?/%轉(zhuǎn)化率C02/%產(chǎn)率C2H4/%

催化劑X19.037.63.3

結(jié)合具體反應(yīng)分析，在催化劑X作用下，CO?氧化CzL的主要產(chǎn)物是,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)可提高心乩的選擇性(生成

C2Hl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1L0%。結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷

轉(zhuǎn)化率增大的原因是。

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)上(g)+$2(g)=H20(1),下列說法不正確的是。

A.焰變A/AO,婚變AS〈O

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

I).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)HQ的成鍵特點(diǎn)，畫出與圖1中HQ分子直接相連的所有氫鍵(0—H…0)。

②將一定量水放入抽空的恒容密閉容器中，測定不同溫度(力下氣態(tài)、液態(tài)水平衡共存

[II2O(1)-H20(g)]時的壓強(qiáng)(0)。在圖2中畫出從20℃開始經(jīng)過100℃的。隨7變化關(guān)系

示意圖(20℃時的平衡壓強(qiáng)用n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

(374.26、臨界壓強(qiáng)(22.IMPa)時的水稱為超臨界水。

①與常溫常壓的水相比，高溫高壓液態(tài)水的離子積會顯著增大。解釋其原因

②如果水的離子積《從1.0X10-“增大到則相應(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)時間大于15s時，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，的峰值出現(xiàn)的時間提前，且峰值更高，說明乙醇的氧化速率比一氧化碳

氧化速率的增長幅度更大

(4)以粕陽極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過電解NH,HSO』溶液產(chǎn)生(NHJ再與水反

應(yīng)得至U其中生成的NHMSO何以循環(huán)使用。

①陽極的電極反應(yīng)式是。

②制備H曲的總反應(yīng)方程式是。

3.CO2的資源化利用能有效減少CO?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CO?釋放利用。CaCO「HQ熱

分解可制備CaO,CaC20,-HQ加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化如圖1。

溫度/您

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CaC03熱分解制備的CaO相比，CaC2O,-IL0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CO?可實(shí)現(xiàn)CO?資源化利用。電解CO?制HCOOH的原理示意圖如圖2。

①寫出陰極C02還原為HCOO一的電極反應(yīng)式：

②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHC03溶液濃度降低，其原因是

W.

(3)CO,催化加氫合成二甲醛是一種C0?轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：

1

反應(yīng)I:CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H20(g)△〃=41.2kJ,moK

反應(yīng)H：2cO2(g)+6H2(g)=CH30cH3(g)+3H20(g)A^=-122.5kJ?mol

在恒壓，CO?和山的起始量一定的條件下，C02平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時QhOCIh的選擇性隨溫

度的變化如圖3。其中:

zxahoah的物質(zhì)的量

CH2CH3的選擇性=X100%

反應(yīng)的co2的物質(zhì)的量

%

/

祖

激

姒

恨80

法60

340

解20

0|_1------1------1------1------1-----1------1'------

200240280320360

溫度/t

圖3

①溫度高于300℃,CO,平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因

是o

②220℃時，在催化劑作用下CO,與壓反應(yīng)一段時間后，測得CHQCIh的選擇性為48%（圖

中A點(diǎn)）。不改變反應(yīng)時間和溫度，一定能提高CH30cH3選擇性的措施

有。

4.CO,是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題：

（1）CO?可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pll=13,CO?主要轉(zhuǎn)化為（寫離子

符號）；若所得溶液c（HCO；）:c（CO'-）=2：1,溶液pH=。（室溫下，H￡（h的

%=4X10，友=5X10"）

（2）CO?與CH”經(jīng)催化重整，制得合成氣：

催化劑

CHt（g）+C02（g）2C0（g）+2Hz（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-HC=0H-HC=0(CO)

鍵能/kJ?mol一

4137454361075

1

則該反應(yīng)的XH=。分別在比恒溫密閉容器A（恒容）、B（恒壓，容積可變）

中，加入CH,和CO,各Imol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CIL和COZ,在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對C0和也產(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

8008509009501000

反應(yīng)溫度凡

圖1圖2

（3）。2輔助的Al—CO?電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO”電

池反應(yīng)產(chǎn)物AL（QO，,）3是重要的化工原料。

電池的負(fù)極反應(yīng)式：o

-

電池的正極反應(yīng)式：602+6e=60r

6C02+60；=3107+60z

反應(yīng)過程中。2的作用是o

該電池的總反應(yīng)式：。

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

-1

(i)C2H6(g)+1o2(g)=2C02(g)+3H20(1)△4—1560kJ?mol,

(ii)C2Hd(g)+30z(g)=2C02(g)+2H*(1)△Q—1411kJ?mol，

-1

(iu)H2(g)+1o2(g)=H20(1)A^=-286kJ?mol,根據(jù)蓋斯定律，由(i)

-1

-(ii)-(iii)得GHs(g)=C2H.((g)+H2(g)A^^+137kJ?mol,

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)起始時心氏和1卜的物質(zhì)的量均為lmol,列出三段式:

C2H6(g)=C2H1(g)+H2(g)

起始量/mol101

轉(zhuǎn)化量/mola?a

平衡量/mol1—aa1+a

1——aa14-a

平衡時CN、C2H」和電對應(yīng)的分壓分別為汴丁、再在和文丁,，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)

a1+a

_2+apX2+aP______a(1+a)

Kp=1—a=(2+a)(1-a)Xp°

2+aP

(2)①反應(yīng)初始時可認(rèn)為￡H,=lmol?「'，則根據(jù)初期階段的速率方程可知k=n,當(dāng)

1

CH,的轉(zhuǎn)化率為a時，cCH.尸(1—a)mol,I/,則此時△=(1—a)八。②由r—kXcCH)

可知，CH,的濃度越大，反應(yīng)速率r越大，A項(xiàng)正確；增加Hz濃度，CH,的濃度減小或不變，則

r減小或不變，B項(xiàng)錯誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，CH,的濃度逐漸減小，則反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)

錯誤；降低溫度，該反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢甚至停止，即4也隨著減小，D項(xiàng)正確。

(3)①結(jié)合圖示可知CO?在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成C0,即陰極上的反應(yīng)式為C()2+2e-=CO

+0~。②設(shè)生成GH,和C2H6的物質(zhì)的量分別為2mol和ImoL則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

4molX2+2molX1=lOmol,根據(jù)碳原子守恒，可知反應(yīng)的CH,為6mol；則由C02-C0轉(zhuǎn)移lOmol

電子，需消耗5moic則反應(yīng)中消耗Qh和CO2的體積比為6：5。

答案：(1)①137②升高溫度減小壓強(qiáng)(增大體積)③Xp

"十。)11—a)

(2)①(1一a)②AD

-2-

(3)@C02+2e=C0+0②6:5

2.解析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡濃度及平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡中的問題分

析及化學(xué)平衡移動的分析等，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與

平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知。(1)分析三個熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，△A

=A^=-49.5kJ?mol-1-(-90.4kJ?mor1)=+40.9kJ-moF1.,(2)由題述三個

反應(yīng)可知，平衡時出0(g)的濃度等于CH30H(g)和CO(g)的濃度之和,即IW)(g)的濃度

為‘，'mol?L，平衡時CH30H(g)、CO(g)、H20(g)的濃度分別為而ol?「'、?「、

半nol?口，則從開始至平衡，消耗C02(g)的濃度為4+令mol?11=史腳。】?廿，

消耗A(g)的濃度為(與十§mol?11=四蘆nol?「，即平衡時CO?(g)、H2(g)的濃度

八1—a—b、-i3-3a—b5?l―—心丁一包包“。(CO)?c(H2O)

分別為---r-mol?Lr、--------mol?rL,則反應(yīng)HI的平衡吊數(shù)為一-----而丁二

VVc(CO2)?c(H2)

ba+b

Vh(A)

1----------7==-------------------….-7丁。(3)反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，故低溫階段，溫

1-a—b3—3a—Z?vl—a-b)(3—3a-

-V-Xy-

度越高，co?的平衡轉(zhuǎn)化率越低，而反應(yīng)in為吸熱反應(yīng)，溫度較高時，主要發(fā)生反應(yīng)in,則溫

度越高，C02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R、R、反應(yīng)川為吸熱反應(yīng)，溫度較高時，主要發(fā)生反應(yīng)山，且

反應(yīng)IH前后氣體分子數(shù)相等，故C02的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎不再受壓強(qiáng)影響。(4)由上述分析知，

圖甲、圖乙的縱坐標(biāo)分別表示CHQH的平衡產(chǎn)率、C02的平衡轉(zhuǎn)化率，且分析圖像可

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

a+b_______b(a+6)________

⑵~F(l-a-Z,)(3-3a-A)

(3)乙p\、m、Pi力時以反應(yīng)HI為主，反應(yīng)HI前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡

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，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想。(1)HCO；和

也在催化劑的作用下反應(yīng)生成IICOCT,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。適當(dāng)升高溫度時，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，HCO(T(其中的碳元素為+2價)被氧化生成HCO；(其中的碳元素為+4價)，

則負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOCT+201T—2e-=HC0；+H?0。正極反應(yīng)中，F(xiàn)e"被還原為Fe),

Fe'+再被&在酸性條件下氧化為Fe3+,Fe"相當(dāng)于催化劑，因?yàn)樽罱K有KzSO,生成，0,氧化Fe?

+的過程中要消耗仁，故需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為HZSO,。②結(jié)合上述分析可知，HCOOH與6反應(yīng)的

離子方程式為2HC00H+2011+。2=21￡0；+2也0或2HC0(T+02=2HC0；。(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C(X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HC0(F,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，氫元素的來源單一，提高釋放出氫氣的純度。

答案：

(1)HCO；+壓篋型”HCOCT+HQ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)①HC0CT+20I「-2e-=HC0；+H20H2S04

@211C00H+201P+02=2IICO；+21L0或2HC00一+()2=2HC0；

(3)①皿②提高釋放氫氣的速率，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)N4(g)=2N()2(g),是氣體分子數(shù)增大的反

應(yīng)，當(dāng)壓強(qiáng)不變時，說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；當(dāng)乙E(N204)=2P逆(N02)時，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錯誤；溫度保持不變時，人始終保持不變，不

能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)，C錯誤；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lmolN20,

(g),列三段式：

N204(g)W2N02(g)

始：ImolOmol

變：0.75mol1.5mol

平:0.25mol1.5mol

02516'7y/

故平衡時，P(NA)=pX卞=,p,p(N02)=可,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)4=1-

一1P

=—p.③根據(jù)題圖1,達(dá)到平衡狀態(tài)時，N2O4(g)的物質(zhì)的量濃度為O.Olmol?L-',則N02

的物質(zhì)的量濃度為0.06mol?「'，又知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，TAR,改變反應(yīng)溫度為①時，反

應(yīng)速率加快，平衡正向移動，再次達(dá)平衡時，c(N0D大于0.06mol?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)H是慢反應(yīng)，因此反應(yīng)II決定

N0氧化反應(yīng)速率。②由題圖3可以看出，。時反應(yīng)速率較慢，轉(zhuǎn)化相同量的N0消耗時間較長。

由題圖2可以看出，反應(yīng)I和反應(yīng)H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?。籒202(g)的物質(zhì)的量濃度降低對II反應(yīng)速率的影響大于溫度升高對反

應(yīng)n速率的影響。

答案：(1)①AE②等

③

012'

(2)①n②T.\XHVO,溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移，c(N#2)減小；濃度降低的影

響大于溫度對反應(yīng)II速率的影響

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，涉及反應(yīng)歷程分析，反應(yīng)熱計(jì)算，平衡移動

等知識。(1)①由題給信息可知，△"=0+4X(-llOkJ?mol-1)-2X(-393kJ?mol-1)

—(—84kJ?moT1)=430kJ?mol"1,②反應(yīng)I的焰變大于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，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，B項(xiàng)錯誤；反應(yīng)m的生成物中有co,而由反應(yīng)n可

知，生成乙烯的同時還有co生成，故反應(yīng)in抑制了反應(yīng)n的進(jìn)行，即抑制了乙烯的生成，c

項(xiàng)錯誤；水蒸氣是反應(yīng)IV的生成物，因此通水蒸氣時，反應(yīng)w的平衡逆向移動，D項(xiàng)正確。③

由反應(yīng)I可知，CM(g)-C2H1(g)+H2(g)AZ4=136kJ?mol-1,而題圖2中反應(yīng)起點(diǎn)對

應(yīng)物質(zhì)的能量為一477kJ?mol"',故反應(yīng)II的第一步反應(yīng)生成物的能量為一477kJ?mol~'+

136kJ?mo「=-341k「mo「,由第二步反應(yīng)的活化能為210kJ?mol-',結(jié)合反應(yīng)H的焰變

可知第二步生成物的能量為一300kJ?mo]T,據(jù)此作圖。(2)①由反應(yīng)I、反應(yīng)H和反應(yīng)HI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)H的平衡向正反應(yīng)方向移動。

答案：(1)①430②AD③

(2)①COCM的產(chǎn)率低，說明催化劑X有利于提高反應(yīng)HI速率②選擇性膜吸附CzH”

促進(jìn)反應(yīng)n平衡正向移動

2.解析：(1)氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)是一個放熱且燧減的反應(yīng)，A項(xiàng)正確;

該反應(yīng)是一個自發(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)①一個水分子可以形成4個氫

鍵。②當(dāng)液體的飽和蒸氣壓與外界大氣壓相等時，液體沸騰，此時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100C,故100℃時，水的飽和蒸氣壓為LOlXlO'Pa,故20℃

時，壓強(qiáng)為n，1000c時，壓強(qiáng)為1.01X105Pa,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1.0X10-“增大

到LOXIO_10,水電離產(chǎn)生的c(H+)從10-7mol?。增大到10—01?L-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，C0含量先增大再減小，CO,含量

一直增大，GH50H含量一直減小，可見C0是中間產(chǎn)物，CO?是最終產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；由圖4可

知，在550℃時，反應(yīng)15s之后，C0含量接近于零，說明乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全，B

項(xiàng)正確；乙醉的超臨界水氧化過程中，乙醉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)錯誤；由圖4可知，溫度升高時，只有單位時間內(nèi)乙醇氧化生成C0的速率比C0氧化生成

CO2的速率快，而峰值出現(xiàn)的時間才會提前，且峰值更高，由此說明乙醇的氧化速率比一氧化

碳氧化速率的增長幅度更大，D項(xiàng)正確，故選ABDo(4)根據(jù)題意可知，陽極S0；失電子被

氧化為，電極反應(yīng)式為2S07-2e-=S20r，生成的SQ：又與H20反應(yīng)生成也。?和

SO；,故總反應(yīng)方程式為2Hq遜HQ+H?t。

(3)①水的電離為吸熱過程，升高溫度有利于電離(壓強(qiáng)對電離平衡影響不大)②100

③ABD

(4)①2HSO：-2e-=S20r+2H，或2S07-2e-=S20r②2H2O避里HG+H2t

3.解析：本題涉及的知識點(diǎn)有熱重實(shí)驗(yàn)、電解原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動等，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)新意識的價值觀念。

(1)①根據(jù)圖中質(zhì)量變化可知，CaCO?H?0分解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物依次為H