2022年新高考化學時事熱點情境化考題-原理綜合題（原卷版）

2022年新高考化學時事熱點情境化考題原理綜合題1．2021年10月27日，以“探索與展望第五次工業(yè)革命中時尚產(chǎn)業(yè)的方向和綠色共識”為主題的2021氣候創(chuàng)新·時尚峰會在柯橋舉行。大會倡導綠色、低碳、循環(huán)、可持續(xù)的發(fā)展方式，共同構(gòu)建新型世界紡織產(chǎn)業(yè)命運共同體。（1）已知下列熱化學方程式：?。ⅲ阎谀撤N催化劑的作用下，的正反應(yīng)的活化能Ea(正)為，則該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)為___________kJ/mol。（2）將的混合氣體充入反應(yīng)器中，氣體總壓強為，平衡時、正(CO2)與溫度的關(guān)系如圖所示?！鏁r，的物質(zhì)的量濃度隨溫度升高而增大的原因是___________。（3）在使用某種催化劑催化CO2加氫合成乙烯的反應(yīng)時，所得產(chǎn)物含、、等副產(chǎn)物。若在催化劑中添加Na、K、Cu助劑后(助劑也起催化作用)可改變反應(yīng)的選擇性，在其他條件相同時，添加不同助劑，經(jīng)過相同時間后測得CO2轉(zhuǎn)化率和各產(chǎn)物的物質(zhì)的量分數(shù)如下表。助劑CO2轉(zhuǎn)化率/%各產(chǎn)物在所有產(chǎn)物中的占比/%其他Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8欲提高單位時間內(nèi)乙烯的產(chǎn)量，在催化劑中添加___________助劑效果最好；加入助劑能提高單位時間內(nèi)乙烯產(chǎn)量的根本原因是___________。（4）在T℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中充入和一定量的發(fā)生反應(yīng)：。達到平衡時，HCHO的分壓與起始的關(guān)系如圖所示：①起始時容器內(nèi)氣體總壓強為，若5min時反應(yīng)到達c點，則___________。②b點時反應(yīng)的化學平衡常數(shù)___________(保留三位有效數(shù)字)。③c點時，再加入和，使二者分壓均增大，則的轉(zhuǎn)化率___________(填“增大”、“不變”或“減小”)。2．我國的“天宮”空間站的核心艙“天和號”選擇了柔性砷化鎵(GaAs)薄膜電池來供電，制備GaAs的方法有多種?；卮鹣铝袉栴}：（1）Ga與B同主族，但比B原子核外多2個電子層，Ga在周期表中位置是_______。（2）在750℃時，GaCl與和反應(yīng)可制備GaAs，該反應(yīng)的化學方程式為_______。（3）將和與鹽酸反應(yīng)制得含一定濃度的和電解質(zhì)溶液，然后利用電解共沉積法可制備GaAs薄膜，裝置如圖所示：①制備含的電解質(zhì)溶液時，溫度為50℃，生成過程分兩步進行：、_______(用化學方程式表示)。②電解共沉積裝置工作時，鹽橋中遷移至陽極區(qū)的離子是_______；陰極電極反應(yīng)式為_______。（4）某溶液中含As物種的物質(zhì)的量分數(shù)與pH的關(guān)系如圖所示：由圖可知，的結(jié)構(gòu)式為_______；pH由13到14過程中，主要反應(yīng)的離子方程式為_______；0.1的溶液中，、、、四種微粒的濃度由大到小的順序為_______。3．二甲醚(DME)是一種新興的基本有機化工原料，具有甲基化反應(yīng)性能，用于生產(chǎn)硫酸二甲酯，還可合成N，N二甲基苯胺、醋酸甲酯、酸酐和乙烯等。工業(yè)上常用合成氣制備二甲醚，主要原理如下：反應(yīng)Ⅰ.反應(yīng)Ⅱ．回答下列問題：（1）①已知：通常狀況下，和的燃燒熱分別為氣態(tài)水變成液態(tài)放出44kJ的熱量，則燃燒熱為___________②若有反應(yīng)Ⅱ活化能Ea(正)為，則該反應(yīng)的活化能Ea(逆)為___________kJ/mol③反應(yīng)達平衡后采取下列措施，能提高產(chǎn)率的有___________(填字母代號)。A．升高溫度B．增大壓強C．加入D．移出E．使用催化劑（2）若反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為v正=k正c(CO)c2(H2)，逆反應(yīng)速率方程為v逆=k逆c(CH3OH)，其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，圖1所示中，若斜線①、②分別表示k正、k逆隨溫度變化，則___________0(填“＞”、“＜”或“=”)，圖中A、B的縱坐標分別為x+0.5、x1.5，則溫度T1時化學平衡常數(shù)K=___________。（3）在下，將充入2L恒容密閉容器中，發(fā)生上述兩個反應(yīng)。若T℃時，10min達到平衡，測得、，則v(CO)=___________，反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp=___________(Kp為用氣體分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；列計算式)。4．溫室氣體的利用是當前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點，合理利用燃料廢氣中的CO2，也是實現(xiàn)“碳中和”的途徑之一、回答下列問題：（1）CO2與CH4重整可以同時利用兩種溫室氣體，過程中涉及如下反應(yīng)：I．CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247.41kJ·mol1Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2Ⅲ．CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g)ΔH3=35.6kJ·mol1①已知：O2(g)+H2(g)=H2O(g)ΔH=241.8kJ·mol1，則ΔH2=___________kJ·mol1。②一定條件下，向體積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2，測得不同溫度下反應(yīng)平衡時各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示，x曲線代表___________(填化學式)產(chǎn)量變化，1100K時，CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95％和90％，反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=___________(mol·L1)2(寫出計算式，用含a、b、V的代數(shù)式表示)。（2）在催化劑作用下CO2和H2合成甲酸涉及以下反應(yīng)：I．CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)ΔH1＜0II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2剛性容器中CO2(g)和H2(g)按物質(zhì)的量1：1投料，平衡時HCOOH和CO的選擇性隨溫度變化如圖所示。①曲線a隨溫度升高而下降的原因是___________，為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時HCOOH的選擇性，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為___________(填標號)。A．低溫、低壓B．高溫、高壓C．高溫、低壓D．低溫、高壓②240℃時，容器內(nèi)壓強隨溫度的變化如下表：時間/min020406080壓強/MPaP00.91P00.85P00.80P00.80P0反應(yīng)I的速率可表示為v=k·p(CO2)·p(H2)(k為常數(shù))，則反應(yīng)在60min時v=___________(用含p0、k的式子表示)。5．I.施萊辛格(Schlesinger)等人提出可用NaBH4與水反應(yīng)制氫氣：+2H2O=+4H2↑(反應(yīng)實質(zhì)為水電離出來的H+被還原)。研究表明，該反應(yīng)生成H2的速率受外界條件影響。表格為pH和溫度對NaBH4半衰期的影響(半衰期是指反過程中，某物質(zhì)的濃度降低到初始濃度一半時所需的時間)。體系pH不同溫度下NaBH4的半衰期(min)0℃25℃50℃75℃84.32×1006.19×1018.64×1021.22×102104.32×1026.19×1018.64×1001.22×100124.32×1046.19×1038.64×1021.22×102144.32×1066.19×1058.64×1041.22×104（1）已知NaBH4完全與水反應(yīng)后所得溶液顯堿性，用離子方程式表示出溶液顯堿性的原因___，溶液中各離子濃度大小關(guān)系為___。（2）從表格可知，溫度對NaBH4與水反應(yīng)速率產(chǎn)生怎樣的影響?___。（3）反應(yīng)體系的pH為何會對NaBH4與水反應(yīng)的反應(yīng)速率產(chǎn)生影響?___。Ⅱ.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，常溫下是一種無色油狀液體，沸點為113.5℃。一定時間內(nèi)，肼和氧氣在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物的情況如圖所示：溫度較低時主要發(fā)生反應(yīng)①：N2H4+O2N2+2H2O溫度較高時主要發(fā)生反應(yīng)②：N2H4+2O22NO+2H2O不考慮其他反應(yīng)，不考慮催化劑活性受溫度影響，完成下列填空：（4）若反應(yīng)①在250℃時的平衡常數(shù)為K1，350℃時的平衡常數(shù)為K2，則K1___K2(填“＞”“＜”或“=”)。（5）反應(yīng)②在1100℃時達到平衡后，下列措施中能使容器中增大的有___(填標號)。A．恒容條件下，充入He氣 B．增大容器體積C．恒容條件下，充入N2H4 D．使用更加高效的催化劑（6）若將nmol肼和2nmolO2充入某容積nL的剛性容器中，在800℃和一定壓強、合適催化劑的作用下，反應(yīng)①和②同時達到平衡，實驗測得N2的產(chǎn)率為x，NO的產(chǎn)率為y，則該條件下反應(yīng)②的平衡常數(shù)K=___(用x、y的代數(shù)式表示，不必化簡)。6．“綠水青山就是金山銀山”。近年來，綠色發(fā)展、生態(tài)保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一、請回答下列問題：（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH1=+180.5kJ·mol1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=393.5kJ·mol12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH3=221kJ·mol1若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=，則此反應(yīng)的熱化學方程式為_______。（2）N2O5在一定條件下可發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)，某溫度下向恒容密閉容器中加入一定量N2O5，測得N2O5濃度隨時間的變化如表：t/min012345c(N2O5)/(mol·L1)1.000.710.500.350.250.17①反應(yīng)開始時體系壓強為p0，第2min時體系壓強為p1，則p1∶p0=_______。2~5min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為_______。②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。a.NO2和O2的濃度比保持不變b.容器中壓強不再變化c.2正(NO2)=逆(N2O5)d.氣體的密度保持不變（3）Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的平衡常數(shù)，即將K表達式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應(yīng)：NO2(g)+CO(g)?NO(g)+CO2(g)，該反應(yīng)中正反應(yīng)速率正=k正·p(NO2)·p(CO)，逆反應(yīng)速率逆=k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_______(用k正、k逆表示)。（4）如圖是密閉反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后，在200℃、400℃、600℃下，合成NH3反應(yīng)達到平衡時，混合物中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化曲線，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。曲線a對應(yīng)的溫度是_______。7．當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。因此，研發(fā)二氧化碳的利用技術(shù)，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為能源是緩解環(huán)境和能源問題的方案之一、I.利用二氧化碳催化加氫制甲醇(CH3OH)。CO2和H2在一定條件下合成甲醇。在2L恒容密閉容器中充入總物質(zhì)的量為6mol的CO2和H2發(fā)生反應(yīng)：，改變氫碳比[]，在不同溫度下反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表。溫度/KCO2轉(zhuǎn)化率/%5006007008001.5453320122.0604328153.083624022（1）下列說法中正確的是___________(填標號)；A．v(CH3OH)=v(CO2)時，反應(yīng)達到平衡B．增大氫碳比，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大C．CO2和H2合成甲醇為放熱反應(yīng)D．當混合氣體密度不變時，達到平衡（2）在700K、氫碳比為3.0的條件下，若5min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，則0~5min內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為___________；（3）該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：①②總反應(yīng)的___________；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是___________(填標號)。

II.二氧化碳催化加氫合成乙烯的原理為。原料初始組成，體系壓強恒定為0.1MPa，不同溫度下反應(yīng)達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)x隨溫度T的變化如圖所示。

（4）圖中曲線a代表四種物質(zhì)中的_______(填化學式)；（5）利用A點數(shù)據(jù)，計算630K時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(列出計算式即可。以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。III.電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2的資源化利用。（6）電解CO2制的原理示意圖如下所示，反應(yīng)時陰極電極反應(yīng)式為___________。8．工業(yè)硅是我國有色金屬行業(yè)的重要組成部分，其細分產(chǎn)品主要分為單晶硅、多晶硅、有機硅和合金硅，其下游應(yīng)用已經(jīng)滲透到國防軍工、信息產(chǎn)業(yè)、新能源等相關(guān)行業(yè)中，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中具有特殊的地位，是新能源、新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的重要材料，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。（1）已知反應(yīng)a：2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H1=221.0kJ?mol1反應(yīng)b：Si(s)+O2(g)=SiO2(s)△H2=911.0kJ?mol1①寫出工業(yè)上用過量碳與SiO2(s)制備粗硅的熱化學方程式：___，在___(填“高溫”或“低溫”)下利于該反應(yīng)進行。②粗硅中主要含有Si、焦炭、SiO2，工業(yè)上可以通過如圖所示流程制取純硅：反應(yīng)II的化學方程式為___。（2）硅燒法制備多晶硅的核心反應(yīng)是SiHCl3的歧化：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)△H=QkJ?mol1，在323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系如圖所示。已知：溫度/K323343400平衡常數(shù)0.010.021①該反應(yīng)的△H___(填“＞”或“＜”)0。②反應(yīng)速率v正=k正?x2SiHCl3，v逆=k逆?xSiH2Cl2?xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，M點的=___(填數(shù)值)。③400K下，向一容積為2L的恒容容器中通入0.3molSiH2Cl2和0.3molSiCl4發(fā)生反應(yīng)，達到平衡時SiHCl3的濃度為___mol?L1。（3）冷氫化技術(shù)是國內(nèi)多晶硅技術(shù)開發(fā)的核心。在催化劑作用下，將SiCl4氫化為SiHCl3：起始反應(yīng)物投料相同，不同溫度下在某恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)△H<0，反應(yīng)相同時間后測得SiCl4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。①圖中已達到平衡的點是___。②B點的v逆___(填“大于”、“小于”或“等于”)D點的v正。9．科學家研究出一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統(tǒng)”，其簡單流程如圖所示(條件及物質(zhì)未標出)。（1）已知：的燃燒熱分別為，則上述流程中第一步反應(yīng)的_______。（2）工業(yè)上可用和制備甲醇，其反應(yīng)方程式為，某溫度下，將和充入容積不變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，測得不同時刻反應(yīng)前后的壓強關(guān)系如下表：時間123456p后p前0.900.850.830.810.800.80①用表示前的平均反應(yīng)速率_______；②該溫度下，的平衡轉(zhuǎn)化率為_______。（3）在下，將和按物質(zhì)的量之比為通入一體積不變的密閉容器中發(fā)生(2)中反應(yīng)，達到平衡時，測得的平衡轉(zhuǎn)化率為，則該反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)為_______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質(zhì)的量分數(shù))。（4）經(jīng)催化加可合成低碳烯：。在時，按投料，如圖所示為不同溫度下，平衡時四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量關(guān)系。①該反應(yīng)的_______0(填“>”或“<”)。②曲線c表示的物質(zhì)為_______。③為提高的平衡轉(zhuǎn)化率，除改變溫度外，還可采取的措施是_______。（5）依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計如圖所示的原電池裝置。該電池負極的電極反應(yīng)式為_______。10．我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。利用反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)C