2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考必考大題專練二化學(xué)原理綜合應(yīng)用題含解析

PAGE18-高考必考大題專練（二）化學(xué)原理綜合應(yīng)用題（A組）1．[2024·全國(guó)卷Ⅱ，28]自然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。（1）乙烷在肯定條件可發(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/（kJ·mol－1）－1560－1411－286①ΔH1＝kJ·mol－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)，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：2CH4eq\o(→,\s\up7(高溫))C2H6＋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)起先時(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．乙烷的生成速率漸漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減?。?）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____________________________________________。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．[2024·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＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO（g）＋2H2（g）?CH3OH（g）ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2（g）＋H2（g）?CO（g）＋H2O（g）ΔH3回答下列問題：（1）ΔH3＝kJ·mol－1。（2）肯定條件下，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mol·L－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，依據(jù)n（CO2）∶n（H2）＝1∶3投料，試驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變更關(guān)系如圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(n（CO2）初始－n（CO2）平衡,n（CO2）初始)×100%CH3OH的平衡產(chǎn)率＝eq\f(n（CH3OH）平衡,n（CO2）初始)×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由大到小的依次為；圖乙中T1溫度時(shí)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的緣由是。（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．[2024·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，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))轉(zhuǎn)化為HCOO－的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更如圖1所示。反應(yīng)溫度在40℃～80℃范圍內(nèi)，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))催化加氫的轉(zhuǎn)化率快速上升，其主要緣由是。（2）HCOOH燃料電池。探討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探討發(fā)覺：其他條件不變時(shí)，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其詳細(xì)優(yōu)點(diǎn)是。4．[2024·浙江1月，29]探討NOx之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。（1）已知：N2O4（g）?2NO2（g）ΔH＞0將肯定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中，限制反應(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）＝p·x（B），p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T1時(shí)，c（N2O4）隨t（時(shí)間）變更曲線如圖1，畫出0～t2時(shí)段，c（NO2）隨t變更的曲線。保持其他條件不變，變更反應(yīng)溫度為T2（T2＞T1），再次畫出0～t2時(shí)段，c（NO2）隨t變更趨勢(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)過程能量變更示意圖如圖2。Ⅰ.2NO（g）?N2O2（g）ΔH1Ⅱ.N2O2（g）＋O2（g）=2NO2（g）ΔH2圖2①確定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肯定量的NO和O2氣體，保持其他條件不變，限制反應(yīng)溫度分別為T3和T4（T4＞T3），測(cè)得c（NO）隨t（時(shí)間）的變更曲線如圖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）分析其緣由?；瘜W(xué)原理綜合應(yīng)用題（B組）1．探討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：ⅠC2H6（g）?C2H4（g）＋H2（g）ΔH1＝136kJ·mol－1ⅡC2H6（g）＋CO2（g）?C2H4（g）＋H2O（g）＋CO（g）ΔH2＝177kJ·mol－1ⅢC2H6（g）＋2CO2（g）?4CO（g）＋3H2（g）ΔH3ⅣCO2（g）＋H2（g）?CO（g）＋H2O（g）ΔH4＝41kJ·mol－1圖1已知：298K時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量（如圖1）?？梢罁?jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變更的ΔH（ΔH隨溫度變更可忽視）。例如：H2O（g）=H2O（l）ΔH＝－286kJ·mol－1－（－242kJ·mol－1）＝－44kJ·mol－1。請(qǐng)回答：（1）①依據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算ΔH3＝kJ·mol－1。②下列描述正確的是。A．上升溫度反應(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有探討表明，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）＋CO（g）＋H2O（g）】，且其次步速率較慢（反應(yīng)活化能為210kJ·mol－1）。依據(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－477kJ·mol－1起先（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，探討催化劑X對(duì)“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響，所得試驗(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X19.037.63.3結(jié)合詳細(xì)反應(yīng)分析，在催化劑X作用下，CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是，推斷依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②采納選擇性膜技術(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%，保持溫度和其他試驗(yàn)條件不變，采納選擇性膜技術(shù)，乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%。結(jié)合詳細(xì)反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的緣由是_______________________________。2．水是“生命之基質(zhì)”，是“恒久值得探究的物質(zhì)”。（1）關(guān)于反應(yīng)H2（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=H2O（l），下列說法不正確的是。A.焓變?chǔ)<0，熵變?chǔ)<0B.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.肯定條件下，若視察不到水的生成，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依據(jù)H2O的成鍵特點(diǎn)，畫出與圖1中H2O分子干脆相連的全部氫鍵（O－H…O）。②將肯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℃起先經(jīng)過100℃的p隨T變更關(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)很多特別的性質(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。說明其緣由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②假如水的離子積Kw從1.0×10－14增大到1.0×10－10，則相應(yīng)的電離度是原來的倍。③超臨界水能夠與氧氣等氧化劑以隨意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)?？隙ㄔ囼?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.隨溫度上升，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(yáng)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)運(yùn)用。①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是___________________________________________。②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是____________________________________。3．CO2的資源化利用能有效削減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加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變更如圖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熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其緣由是____________________________________________。（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，其緣由是Ｗ．（3）CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）ΔH＝41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2CO2（g）＋6H2（g）=CH3OCH3（g）＋3H2O（g）ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒壓，CO2和H2的起始量肯定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變更如圖3。其中：CH3OCH3的選擇性＝eq\f(2×CH3OCH3的物質(zhì)的量,反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量)×100%①溫度高于300℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而上升的緣由是。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)）。不變更反應(yīng)時(shí)間和溫度，肯定能提高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（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）∶c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）＝2∶1，溶液pH＝。（室溫下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11）（2）CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4（g）＋CO2（g）eq\o(,\s\up7(催化劑))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—HC＝OH—HCeq\a\vs4\al(\o(=,\s\up7(←)))O（CO）鍵能/kJ·mol－14137454361075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)平衡后放出或汲取的熱量較多的是（填“A”或“B”）。②按肯定體積比加入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℃的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）O2協(xié)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：____________________________________________。電池的正極反應(yīng)式：6O2＋6e－=6Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))6CO2＋6Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))=3C2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋6O2反應(yīng)過程中O2的作用是__________________________________________。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依據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫出熱化學(xué)方程式（ⅰ）C2H6（g）＋eq\f(7,2)O2（g）=2CO2（g）＋3H2O（l）ΔH＝－1560kJ·mol－1、（ⅱ）C2H4（g）＋3O2（g）=2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－1411kJ·mol－1、（ⅲ）H2（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=H2O（l）ΔH＝－286kJ·mol－1，依據(jù)蓋斯定律，由（?。áⅲá＃┑肅2H6（g）=C2H4（g）＋H2（g）ΔH1＝＋137kJ·mol－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)，因此可通過上升溫度、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/mol101轉(zhuǎn)化量/molααα平衡量/mol1－αα1＋α平衡時(shí)C2H6、C2H4和H2對(duì)應(yīng)的分壓分別為eq\f(1－α,2＋α)p、eq\f(α,2＋α)p和eq\f(1＋α,2＋α)p，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(\f(α,2＋α)p×\f(1＋α,2＋α)p,\f(1－α,2＋α)p)＝eq\f(α（1＋α）,（2＋α）（1－α）)×p。（2）①反應(yīng)初始時(shí)可認(rèn)為cCH4＝1mol·L－1，則依據(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的濃度漸漸減小，則反應(yīng)速率漸漸減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，該反應(yīng)進(jìn)行特別緩慢甚至停止，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4mol×2＋2mol×1＝10mol，依據(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）①137②上升溫度減小壓強(qiáng)（增大體積）③eq\f(α（1＋α）,（2＋α）（1－α）)×p（2）①（1－α）②AD（3）①CO2＋2e－=CO＋O2－②6∶52．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(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、變更觀念與平衡思想、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＝－49.5kJ·mol－1－（－90.4kJ·mol－1）＝＋40.9kJ·mol－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eq\f(a＋b,V)mol·L－1。平衡時(shí)CH3OH（g）、CO（g）、H2O（g）的濃度分別為eq\f(a,V)mol·L－1、eq\f(b,V)mol·L－1、eq\f(a＋b,V)mol·L－1，則從起先至平衡，消耗CO2（g）的濃度為（eq\f(a,V)＋eq\f(b,V)）mol·L－1＝eq\f(a＋b,V)mol·L－1，消耗H2（g）的濃度為（eq\f(3a,V)＋eq\f(b,V)）mol·L－1＝eq\f(3a＋b,V)mol·L－1，即平衡時(shí)CO2（g）、H2（g）的濃度分別為eq\f(1－a－b,V)mol·L－1、eq\f(3－3a－b,V)mol·L－1，則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)＝eq\f(\f(b,V)×\f(a＋b,V),\f(1－a－b,V)×\f(3－3a－b,V))＝eq\f(b（a＋b）,（1－a－b）（3－3a－b）)。（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)削減的反應(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)由大到小的依次是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）eq\f(a＋b,V)eq\f(b（a＋b）,（1－a－b）（3－3a－b）)（3）乙p1、p2、p3T1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)變更對(duì)平衡沒有影響（4）A3．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學(xué)問，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、變更觀念與平衡思想。（1）HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和H2在催化劑的作用下反應(yīng)生成HCOO－，依據(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)上升溫度時(shí)，催化劑的活性增加，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))催化加氫的反應(yīng)速率增大，相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))催化加氫的轉(zhuǎn)化率快速上升。（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HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（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－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋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＋，故須要補(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=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H2O或2HCOO－＋O2=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。（3）①依據(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）HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2eq\o(=,\s\up7(催化劑))HCOO－＋H2O溫度上升反應(yīng)速率增大，溫度上升催化劑的活性增加（2）①HCOO－＋2OH－－2e－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2OH2SO4②2HCOOH＋2OH－＋O2=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H2O或2HCOO－＋O2=2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（3）①HD②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)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（g）?2NO2（g）始：1mol0mol變：0.75mol1.5mol平：0.25mol1.5mol故平衡時(shí)，p（N2O4）＝p×eq\f(0.25,1.75)＝eq\f(1,7)p，p（NO2）＝eq\f(6,7)p，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝eq\f(（\f(6,7)p）2,\f(1,7)p)＝eq\f(36,7)p。③依據(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0.01mol·L－1，則NO2的物質(zhì)的量濃度為0.06mol·L－1，又知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，T2＞T1，變更反應(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0.06mol·L－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確定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)，溫度上升，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，N2O2（g）的物質(zhì)的量濃度減?。籒2O2（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上升對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響。答案：（1）①AE②eq\f(36p,7)③（2）①Ⅱ②T4ΔH1＜0，溫度上升，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)學(xué)問，涉及反應(yīng)歷程分析，反應(yīng)熱計(jì)算，平衡移動(dòng)等學(xué)問。（1）①由題給信息可知，ΔH3＝0＋4×（－110kJ·mol－1）－2×（－393kJ·mol－1）－（－84kJ·mol－1）＝430kJ·mol－1。②反應(yīng)Ⅰ的焓變大于0，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，上升溫度，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＝136kJ·mol－1，而題圖2中反應(yīng)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的能量為－477kJ·mol－1，故反應(yīng)Ⅱ的第一步反應(yīng)生成物的能量為－477kJ·mol－1＋136kJ·mol－1＝－341kJ·mol－1，由其次步反應(yīng)的活化能為210kJ·mol－1，結(jié)合反應(yīng)Ⅱ的焓變可知其次步生成物的能量為－300kJ·mol－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）①430②AD③（2）①COC2H4的產(chǎn)率低，說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率②選擇性膜吸附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；是否能視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)，視察不到有水生成，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；運(yùn)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1.01×105Pa，故20℃時(shí)，壓強(qiáng)為p1，100℃時(shí)，壓強(qiáng)為1.01×105Pa，據(jù)此作圖。（3）①水的電離為吸熱過程，溫度上升，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1.0×10－14增大到1.0×10－10，水電離產(chǎn)生的c（H＋）從10－7mol·L－1增大到10－5mol·L－1，水的電離度是原來的100倍。③依據(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含量始終增大，C2H5OH含量始終減小，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，溫度上升時(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）依據(jù)題意可知，陽(yáng)極SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))失電子被氧化為S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))，電極反應(yīng)式為2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))，生成的S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))又與H2O反應(yīng)生成H2O2和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，故總反應(yīng)方程式為2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))H2O2＋H2↑。答案：（1）C（2）（3）①水的電離為吸熱過程，上升溫度有利于電離（壓強(qiáng)對(duì)電離平衡影響不大）②100③ABD（4）①2HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))－2e－=S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2H＋或2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))②2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))H2O2＋H2↑3．解析：本題涉及的學(xué)問點(diǎn)有熱重試驗(yàn)、電解原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)等，通過分析圖像，做出合理說明，考查了學(xué)生分析和解決化學(xué)問題的實(shí)力，體現(xiàn)了變更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依據(jù)圖中質(zhì)量變更可知，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－－4e－=O2↑＋2H2O（或2H2O－4e－=O2↑＋4H＋），溶液pH減小，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與H＋反應(yīng)生成CO2逸出，K＋部分通過陽(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)，溫度上升，CH3OCH3的選擇性急劇下降，大于