2022届高考化学一轮复习 高考必考大题专练（二）化学原理综合应用题（含解析）.docx

-19-高考必考大题专练（二）化学原理综合应用题（A组）1．[2020·全国卷Ⅱ，28]天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。（1）乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g）===C2H4（g）＋H2（g）ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：物质C2H6（g）C2H4（g）H2（g）燃烧热ΔH/（kJ·mol－1）－1560－1411－286①ΔH1＝kJ·mol－1。②提高该反应平衡转化率的方法有、。③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp＝（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4eq\o(――→,\s\up7(高温))C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×cCH4，其中k为反应速率常数。①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝r1。②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是。A．增加甲烷浓度，r增大B．增加H2浓度，r增大C．乙烷的生成速率逐渐增大D．降低反应温度，k减小（3）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：①阴极上的反应式为____________________________________________。②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为。2．[2020·山东卷，18]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：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回答下列问题：（1）ΔH3＝kJ·mol－1。（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH（g）为amol，CO为bmol，此时H2O（g）的浓度为mol·L－1（用含a、b、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为。（3）不同压强下，按照n（CO2）∶n（H2）＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。已知：CO2的平衡转化率＝eq\f(n（CO2）初始－n（CO2）平衡,n（CO2）初始)×100%CH3OH的平衡产率＝eq\f(n（CH3OH）平衡,n（CO2）初始)×100%其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图（填“甲”或“乙”）；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。（4）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为（填标号）。A．低温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．高温、高压3．[2020·江苏卷，20]CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。（1）CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液（CO2与KOH溶液反应制得）中通入H2生成HCOO－，其离子方程式为；其他条件不变，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))转化为HCOO－的转化率随温度的变化如图1所示。反应温度在40℃～80℃范围内，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是。（2）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图2所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。①电池负极电极反应式为；放电过程中需补充的物质A为（填化学式）。②图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为。（3）HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图3所示。①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成（填化学式）。②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是。4．[2020·浙江1月，29]研究NOx之间的转化具有重要意义。（1）已知：N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＞0将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。①下列可以作为反应达到平衡的判据是。A．气体的压强不变B．v正（N2O4）＝2v逆（NO2）C．K不变D．容器内气体的密度不变E．容器内颜色不变②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总