2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合题汇编附答案解析.docx

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1、2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合题汇编附答案解析一、化学反应原理综合考查1．CO2和CH4是两种主要的温室气体，以CH4和CO2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：(1)工业上CH4H2O催化重整是目前大规模制取合成气（CO和H2混合气称为合成气）的重要方法，其原理为：反应Ⅰ：CH4(g)垐?3H2(g)；H1206.4kJmol1H2O(g)噲?CO(g)反应Ⅱ：CO(g)H2O(g)?CO2(g)H2(g)；H241kJmol1CH4(g)和H2O(g)

2、反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式是___________________。(2)将1molCH4(g)和1molH2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中（温度298K、压强100kPa），发生反应Ⅰ，不考虑反应Ⅱ的发生，该反应中，正反应速率v正k正pCH4pH2O，p为分压（分压=总压×物质的量分数），若该条件下k正4.5104kPa1s1，当CH4分解20%时，v正-1。__________kPa?s(3)将CO2和CH4在一定条件下反应可制得合成气，在1L密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量

3、浓度均为1.0molL1，在一定条件下发生反应：CH4(g)CO2垐?2(g)，测得CH(g)噲?2CO(g)2H4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示：①压强P1、P2、P3、P4由小到大的关系为_________。②对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数（记作Kp），如果P42MPa，求x点的平衡常数Kp________________（用平衡分压代替平衡浓度计算）。③下列措施中能使平衡正向移动的是___________（填字母）。a．升高温度b．增大压强

4、c．保持温度、压强不变，充入Hed．恒温、恒容，再充入1molCO2和1molCH4(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO（电解质溶液为稀硫酸），该装置工作时，M为_________极（填“正”或“负”），导线中通过2mol电子后，假定体积不变M极电解质溶液的pH__________（填“增大”、“减小”或“不变”），N极电解质溶液变化的质量m__________g。【答案】CH(g)2H2O(g)=CO(g)4H2(g)H165.4kJmol10542.P1P

5、2P3P416(MPa)2或1.78(MPa)2acd负不变189【解析】【分析】【详解】(1)反应Ⅰ：CH4垐?3H2(g)H1206.4kJmol1(g)H2O(g)噲?CO(g)反应Ⅱ：CO(g)H2O(g)?CO2(g)H2(g)；H241kJmol1利用盖斯定律，将反应Ⅰ+反应Ⅱ，即可得出热化学方程式为CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.4kJmolCH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.4kJmol1。答案为：1；(2)当CH4分解20%时，建立如下

6、三段式：CH4(g)H2O(g)?CO(g)3H2(g)起始量(mol)1100变化量(mol)0.20.20.20.6平衡量(mol)0.80.80.20.6v正k正pCH4pH2O=4.5×10---1×(0.8×100kPa)×(0.8×100kPa)=0.54kPa1?s2.42.4-1kPa?s。答案为：0.5；(3)①从方程式看，加压平衡逆向移动，CH4的转化率减小，由此得出压强P1、P2、P3、P4由小到大的关系为P1P2P3P4。答案为：P1P2P3P4；②在x点，CH4的转化率为50%，建立三

7、段式：CH4(g)CO2(g)?2CO(g)2H2(g)起始量(mol)1100变化量(mol)0.50.511平衡量(mol)0.50.511(12MPa)2(12MPa)2x点的平衡常数Kp33162或2。答案为：=0.50.5=(MPa)1.78(MPa)2MPa2MPa93316(MPa)2或1.78(MPa)2；9③a．从图象看，升高温度，CH4的转化率增大，则正反应为吸热反应，升高温度平衡右移，a符合题意；b．反应物气体分子数小于生成物气体分子数，增大压强，平衡逆向移动，b不合题意；c．保持温度、压

8、强不变，充入He，则容器体积增大，平衡正向移动，c符合题意；d．恒温、恒容，再充入1molCO2和1molCH4，则增大反应物浓度，平衡正向移动，d符合题意；故选acd。答案为：acd；(4)该装置工作时，M极由H2O失电子转化为O2，则其为负极；-+M极：2H2O-4e=O2+4H，N-+4H+2CO2H2molM+极：2CO24e=+2O电子，极生成2molH，同时有+，导线中通过