统考版高考化学一轮复习必考大题专练（二）含答案

这是一份统考版高考化学一轮复习必考大题专练（二）含答案，共21页。
1．[2021·广东卷，19]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH2
c)CH4(g)⇌C(s)＋2H2(g) ΔH3
d)2CO(g)⇌CO2(g)＋C(s) ΔH4
e)CO(g)＋H2(g)⇌H2O(g)＋C(s) ΔH5
(1)根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝________(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分________步进行，其中，第________步的正反应活化能最大。
(4)设K eq \\al(\s\up11(r),\s\d4(p)) 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。反应a、c、e的ln K eq \\al(\s\up11(r),\s\d4(p)) 随 eq \f(1,T) (温度的倒数)的变化如图2所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K eq \\al(\s\up11(r),\s\d4(p)) ＝________。
③在图2中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：________________________。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2021·河北卷，16(节选)]当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：
则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为__________________。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：
①CO2(g)⇌CO2(aq)
②CO2(aq)＋H2O(l)⇌
H＋(aq)＋HCO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) (aq)
25 ℃时，反应②的平衡常数为K0
溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为y ml·L－1·kPa－1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H＋浓度为________ ml·L－1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) 的电离)。
(3)105 ℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：
2MHCO3(s) eq \(,\s\up7(△)) M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)
上述反应达平衡时体系的总压为46 kPa。
保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5 kPa，CO2(g)的初始压强应大于______ kPa。
(4)我国科学家研究Li－CO2电池，取得了重大科研成果。回答下列问题：
①Li－CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4))
Ⅱ.C2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ===CO2＋CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(2))
Ⅲ.________________________
Ⅳ.CO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(3)) ＋2Li＋===Li2CO3
②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为________________________。
3．[2020·全国卷Ⅱ，28(2)(3)]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。
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4 eq \(――→,\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______。
4．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，HCO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(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，HCO eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(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______________。
化学原理综合应用题(B组)
1．[2021·湖南卷，16]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g) ΔH＝________kJ·ml－1；
(2)已知该反应的ΔS＝198.9 J·ml－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)；
A.25 ℃ B．125 ℃
C.225 ℃ D．325 ℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 ml NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器容积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝________ ml ·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝________[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)⇌gG(g)＋hH(g) Kθ＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pG,pθ)))g·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pH,pθ)))h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pD,pθ)))d·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pE,pθ)))e) ，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。
方法Ⅱ.氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中OH－的移动方向为________________(填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为________________________________________。
2．[2021·浙江卷，29]“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上的常用气体。
请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是__________________________。
(2)下列说法不正确的是________。
A.可采用碱石灰干燥氯气
B.可通过排饱和食盐水法收集氯气
C.常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D.工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)⇌Cl2(aq) K1＝ eq \f(c（Cl2）,p)
Cl2(aq)＋H2O(l)⇌H＋(aq)＋Cl－(aq)＋HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)⇌Cl2(aq)的焓变ΔH1________0(填”>”“＝”或“