2019-2020年高考化学 考前三个月 专项突破 第十题 化学基本理论的综合题（含解析）新人教版.doc

2019-2020年高考化学 考前三个月 专项突破 第十题 化学基本理论的综合题（含解析）新人教版题组一以生产科研为背景的综合题1以CH4和H2O为原料制备甲醇的相关反应如下：.CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.0 kJmol1.CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H129.0 kJmol1(1)写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式：_。(2)若在100 时，将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)充入100 L真空的密闭密器中，在一定条件下发生反应，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如表所示数据：时间(min)02468n(CH4)/mol1.0n10.4n3n4n(H2O)/mol2.01.6n21.21.2在上述条件下，从反应开始直至2 min时，用CH4表示该反应的平均反应速率为_。n1_ mol，n2_ mol，n3_n4(填“”、“02CH3OHO22HCHO2H2O解析(1)式与式相加得CH4(g)H2O(g)CH3OH(g)H2(g)H77.0 kJmol1。(2)用H2O表示的该反应的平均反应速率v(H2O)0.4 mol100 L2 min0.002 molL1min1，则用CH4表示的该反应的平均反应速率v(CH4)v(H2O)0.002 molL1min1。根据反应方程式计算可得n10.6 mol，n21.4 mol，再根据表中的数据可知68 min反应已达到平衡，故n3n4。(3)反应的正反应是气体体积减小的反应，减小体系体积相当于增大压强，正、逆反应速率均加快，但正反应速率增大得更快，平衡向正反应方向移动，CH3OH的物质的量增加；根据化学平衡移动原理可知，重新达到平衡时，减小；平衡常数仅与温度有关，增大压强，平衡常数K不变；综上分析，C、D项正确。(4)该反应为分解反应，反应的H0，反应能自发进行，说明该反应的S0。分析坐标图可知，当0.25时，CH3OH与O2反应主要生成HCHO。2由生物质能通过绿色化学途径制取氢气是当前能源发展的一个重要方向。如图表示的是以CaO为吸收体，将生物质经与水蒸气反应制取H2的流程(生物质简写为C)。其中气化炉和燃烧炉中分别发生的主要反应如表所示：气化炉燃烧炉C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H131.6 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1CaO(s)CO2(g)CaCO3(s)H178.3 kJmol1C(s)O2(g)= CO2(g) H393.8 kJmol1CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)K请回答下列问题：(1)气化炉中的总反应为C(s)2H2O(g)CaO(s)=CaCO3(s)2H2(g)H_ kJmol1。(2)燃烧炉中反应所需的能量由反应提供。如果生成1 mol CaO，至少需通入纯氧_ mol。(3)下表列出的是当只改变温度或压强时，反应中CO2的浓度和CaCO3的残留率的变化。0510152025T101.52.34.04.04.0T201.01.82.83.13.10510152025p110.900.830.750.750.75p210.580.350.310.300.30由表中数据可知，随着温度升高，反应K值_(填“增大”、“减小”或“不变”)，T1_T2(填“”或“(4)如图所示(5)减小当水蒸气与氧气的投料比增大时，将促进反应正向进行，反应的反应程度减小，不利于反应进行，造成CaCO3的分解率减小解析(1)根据盖斯定律，由可得总反应的H87.9 kJmol1。(2)再生成1 mol CaO需要吸收178.3 kJ热量，则需要燃烧n(C)0.453 mol，则至少需通入0.453 mol O2。(3)分析表中数据可得，T1先于T2达到平衡状态，则T1T2，平衡后T1时CO2的浓度高于T2时CO2的浓度，说明温度升高平衡正向进行，K值增大；因随压强增大，CaCO3的分解率减小，且p1先于p2达到平衡状态，则p1p2。(4)由压强增大，H2的物质的量增大可知，压强增大有利于反应、的进行，体系中CO、H2O的物质的量减少。(5)当水蒸气与氧气的投料比增大时，将促进反应正向进行，反应的反应程度减小，不利于反应进行，造成CaCO3的分解率减小。3聚乙烯塑料在生产中有广泛应用。工业上，由乙苯和二氧化碳催化脱氢可制备苯乙烯，化学方程式如下：请回答下列问题：(1)苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式为_。立方烷(C8H8)的键线式结构如图所示，它和苯乙烯的关系是_(填“同位素”、“同素异形体”、“同分异构体”或“同系物”)。(2)乙苯在二氧化碳气氛中分两步反应：H1117.6 kJmol1H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1由乙苯与CO2制苯乙烯反应的H_。该反应自发进行的条件是_(填序号)。A较高温度下自发 B较低温度下自发C任何温度下不自发 D任何温度下自发(3)以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，一氧化碳空气燃料电池的负极反应式为_。在标准状况下，11.2 L氧气参与反应，理论上转移的电子数为_。(4)温度为T1时，该反应的平衡常数K0.5。在2 L的密闭容器中加入乙苯和二氧化碳，反应到某时刻测得混合物各组分的物质的量均为1.0 mol。该时刻上述化学反应中CO2的v正_v逆(填“”、“”或“”)。下列情况不能说明上述反应在该条件下达到平衡状态的是_(填序号)。A混合气体的平均相对分子质量不变B混合气体的密度不变CCO的正、逆反应速率相等答案(2)76.4 kJmol1A(3)CO2eCO=2CO22NA(或1.2041024)(4)B解析(1)苯乙烯与立方烷的化学式均为C8H8，结构不同，互为同分异构体。(2)得总反应式HH1H2117.6 kJmol141.2 kJmol176.4 kJmol1，该反应为正向熵增的吸热反应。(3)负极CO被氧化为CO2，计算转移电子数，可直接计算O2得到的电子数。(4)通过K与Q的比较确定反应进行的方向，从而判断v正与v逆的大小。该反应是在恒容条件，反应前后气体分子数可变的可逆反应，且反应物、生成物都是气体，混合气体的密度始终不变，不能作为判断平衡的标志。题组二以环境保护为背景的综合题1一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)H(1)已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1566 kJmol1S(l)O2(g)=SO2(g)H2296 kJmol1则反应热H_ kJmol1。(2)其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。260 时_(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_。(3)科研小组在380 、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比n(CO)n(SO2)对SO2转化率的影响，结果如图b所示。请在图b中画出n(CO)n(SO2)21时，SO2的转化率的预期变化曲线。(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0 molL1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO)降至0.2 molL1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO)约为_ molL1。此时溶液pH_。(已知该温度下SOHHSO的平衡常数K8.0106，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计)答案(1)270(2)Cr2O3Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度时可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源(3)如图所示(4)1.66解析(1)根据盖斯定律，由已知中第一个反应减去第二个反应可得2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)，则HH1H2270 kJmol1。(2)根据图a,260 时Cr2O3曲线对应的SO2的转化率最高。Fe2O3作催化剂的优点是在相对较低的温度时获得的SO2的转化率较高，可以节约能源。(3)n(CO)n(SO2)21时，SO2的平衡转化率接近100%，但比n(CO)n(SO2)31时达平衡要慢。(4)溶液中c(SO)降至0.2 molL1时，参加反应的c(SO)为0.8 molL1，则反应生成的c(HSO)约为1.6 molL1。K8.0106，则c(H)106 molL1，pH6。2党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路，工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施，下图是几种工业生产的联合生产工艺：请回答下列问题：(1)装置甲为电解池，根据图示转化关系可知：A为_(填化学式)，阴极反应式为_。(2)装置丙的反应物为Ti，而装置戊的生成物为Ti，这两个装置在该联合生产中并不矛盾，原因是_。装置戊进行反应时需要的环境为_(填字母序号)。AHCl气体氛围中 B空气氛围中C氩气氛围中 D水中(3)装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表：温度/250350K2.041x符合表中的平衡常数x的数值是_(填字母序号)。A0 B0.012C32.081 D100若装置乙为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：c(CO)/molL1c(H2)/molL1c(CH3OH)/molL10 min0.81.602 min0.6y0.24 min0.30.60.56 min0.30.60.5 反应从2 min到4 min之间，H2的平均反应速率为_。反应达到平衡时CO的转化率为_。反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是_(填字母序号)。A使用催化剂B降低温度C增加H2的浓度(4)装置己可以看作燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_。答案(1)Cl22H2e=H2(2)进入装置丙的Ti含有的杂质较多，从装置戊中出来的Ti较为纯净C(3)B0.3 molL1min162.5%A(4)CH3OH8OH6e=CO6H2O解析(1)装置甲为电解饱和NaCl溶液的装置，阳极为Cl失电子，被氧化为Cl2，阴极为水电离的H得电子，生成氢气和NaOH。(2)装置丙和装置戊的作用是提纯Ti。(3)H0，所以正反应为放热反应，故平衡常数随着温度的升高而降低，x2.041，而且因为是可逆反应，平衡常数不可能为0。根据表格中CO或CH3OH的浓度可知y1.2 molL1，所以反应从2 min到4 min之间，H2的平均反应速率为0.3 molL1min1；4 min时，反应处于平衡状态，故CO的转化率为100%62.5%；02 min的反应速率比24 min的反应速率小，故2 min时可能使用了催化剂。(4)装置己是由甲醇、氧气、NaOH溶液构成的燃料电池，负极反应为甲醇在碱性条件下失电子的反应。