高考化学复习压轴题型提分练1.docx

高中化学学习材料
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压轴题型提分练
题型一基本概念、基本理论综合型
1．目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

请回答下列问题：
Ⅰ.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。

(1)阅读下图，计算上述反应的反应热ΔH＝________ kJ·mol－1。

Ⅱ.用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成燃料电池。

(2)以C n H2n O n、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)以CH4、O2为原料，100 mL 0.15 mol·L－1 NaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为448 mL(标准状况)，产生的气体全部被溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为________________________，各离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入4 mol CO，测得CO2的体积分数随时间t变化曲线如图。

请回答：
(4)T 2时，0 ～ 0.5 min 内的反应速率v (CO)＝________________。

(5)T 1时化学平衡常数K ＝________。

(6)下列说法不正确的是________。

A ．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
B ．两种温度下，c 点时体系中混合气体的压强相等
C ．d 点时，增大体系压强，CO 的转化率不变
D ．b 点和d 点时化学平衡常数的大小关系：K b <K d 答案 (1)＋161.1
(2)C n H 2n O n －4n e －
＋n H 2O===n CO 2＋4n H ＋
(3)n (Na 2CO 3)∶n (NaHCO 3)＝1∶1
c (Na ＋)>c (HCO －3)>c (CO 2－3)>c (OH －)>c (H ＋
)
(4)1.6 mol ·L －1·min －1
(5)1 024 (6)BD
解析 (1)CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O ΔH ＝－846.3 kJ ·mol －1
， CO 2(g)===CO(g)＋12O 2(g) ΔH ＝＋282 kJ ·mol －1
，
3H 2O(g)===32O 2(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋725.4 kJ ·mol －1
，
上述三式相加：
CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋161.1 kJ ·mol －1。

(3)CH 4＋2O 2 === CO 2＋2H 2O
0.02 mol 0.01 mol
n (CO 2)n (OH －)＝0.01 mol 0.015 mol ＝2
3
， 所以发生反应2CO 2＋3OH －===CO 2－3＋HCO －
3＋H 2O ，溶质为Na 2CO 3和NaHCO 3，其物质的量之比为1∶1，其离子浓度大小顺序：c (Na ＋)>c (HCO －3)>c (CO 2－3)>c (OH －)>c (H ＋
)。

(4) 5CO(g)＋I 2O 5(s)5CO 2(g)＋I 2(s)
起始(mol) 4
0 0．5 min(mol) 4－x
x
x
4
×100%＝40%，x ＝1.6 mol ， 所以v (CO)＝ 1.6 mol 2 L ×0.5 min ＝1.6 mol ·L －1·min －1。

(5)达到平衡时，CO 2的体积分数为80%，
此时，c (CO)＝0.4 mol ·L －1
，c (CO 2)＝1.6 mol ·L －1
，
所以K ＝c 5(CO 2)c 5(CO )＝(1.6 mol ·L －1)5(0.4 mol ·L －1)5
＝45
＝1 024。

(6)D 项，T 2>T 1，但φ(CO 2)减小，所以升温平衡左移，该反应为放热反应，所以K d <K b 。

2．Ⅰ.CH 4和CO 2可以制造价值更高的化学产品。

已知： CH 4(g)＋2O 2(g)
CO 2(g)＋2H 2O(g)
ΔH 1＝a kJ ·mol －1
CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)
ΔH 2＝b kJ ·mol －1
2CO(g)＋O 2(g)
2CO 2(g) ΔH 3＝c kJ ·mol －1
(1)求反应CH 4(g)＋CO 2(g)
2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝________ kJ ·mol －1
(用含a 、b 、c 的代数式表示)。

(2)一定条件下，等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH 3OCH 3)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为____________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。

(3)用Cu 2Al 2O 4作催化剂，一定条件下发生反应：CO 2(g)＋CH 4(g)CH 3COOH(g)，温度与催化剂的催化效
率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：
①250～300 ℃时，乙酸的生成速率降低的原因是______________________________________
___________________________________________________________________________________________ _______________。

②300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是______________________________________
___________________________________________________________________________________________ _______________。

Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2S x)分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其反应原理如下图所示：
2Na＋x S (3<x<5)
Na2S x充电
放电
物质Na S Al2O3
熔点/℃97.8 115 2 050
沸点/℃892 444.6 2 980
(4)
A．100 ℃以下B．100 ℃～300 ℃
C．300 ℃～350 ℃D．350 ℃～2050 ℃
(5)关于钠硫电池，下列说法正确的是________。

A．放电时，电极A为负极
B．放电时，Na＋的移动方向为从B到A
C．充电时，电极A应连接电源的正极
D．充电时，电极B的电极反应式为S2－x－2e－===x S
(6)25 ℃时，若用钠硫电池作为电源电解500 mL 0.2 mol·L－1 NaCl溶液，当溶液的pH变为13时，电路中通过的电子的物质的量为________ mol，两极的反应物的质量差为________ g。

(假设电解前两极的反应物的质量相等)
答案Ⅰ.(1)(a＋2b－2c)
(2)3CO＋3H2===CH3OCH3＋CO2
(3)①催化剂的催化效率降低，化学反应速率降低②温度升高，化学反应速率加快
Ⅱ.(4)C (5)AD (6)0.05 2.3
解析(1)CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1，
2CO(g)＋2H2O(g)2CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝2b kJ·mol－1，
4CO2(g)4CO(g)＋2O2(g) ΔH＝－2c kJ·mol－1。

上述三式相加得：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
ΔH＝(a＋2b－2c) kJ·mol－1。

(2)参与大气循环的气体只能是CO2，所以方程式为3CO＋3H2===CH3OCH3＋CO2。

Ⅱ.(4)该温度应高于Na、S的熔点，低于Na、S沸点，C项合适。

(6)电路中转移电子的物质的量为0.5 L×0.1 mol·L－1＝0.05 mol，负极减小0.05 mol×23 g·mol－1＝1.15 g，正极增加的质量也是Na的质量，所以两极的反应物的质量差为2.3 g。

3．目前工业合成氨的原理是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－93.0 kJ·mol－1。

(1)已知一定条件下：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝＋1 530.0 kJ·mol－1。

则氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________
____________________________________________________________________________。

(2)如下图，在恒温恒容装置中进行合成氨反应。

①表示N2浓度变化的曲线是________。

②前25 min内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是________________。

③在25 min末刚好平衡，则平衡常数K＝________________。

(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是________。

A．气体体积不再变化，则已平衡
B．气体密度不再变化，尚未平衡
C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动
D ．平衡后，压缩容器，生成更多NH 3
(4)电厂烟气脱氮的主反应：①4NH 3(g)＋6NO(g)5N 2(g)＋6H 2O(g) ΔH <0，副反应：②2NH 3(g)＋
8NO(g)
5N 2O(g)＋3H 2O(g) ΔH >0。

平衡混合气中N 2与N 2O 含量与温度的关系如图。

请回答：在400～600 K 时，平衡混合气中N 2含量随温度的变化规律是______________，导致这种规律的原因是______________________(任答合理的一条原因)。

(5)直接供氨式燃料电池是以NaOH 溶液为电解质溶液，电池反应为4NH 3(g)＋3O 2===2N 2＋6H 2O 。

则负极电极反应式为________________________。

答案 (1)H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l)
ΔH ＝－286.0 kJ ·mol －1
(2)①C ②0.12 mol ·L －1·min －1
③427(或0.15)
(3)AD
(4)随温度升高，N 2的含量降低 主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移(或副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH 3和NO 的浓度，使主反应的平衡左移) (5)2NH 3＋6OH －
＋6e －
===N 2＋6H 2O
解析 (1)2N 2(g)＋6H 2(g)===4NH 3(g) ΔH ＝－186.0 kJ ·mol －1
， 4NH 3(g)＋3O 2(g)===2N 2(g)＋6H 2O(l) ΔH ＝－1 530.0 kJ ·mol －1， 上述两式相加得：
6H 2(g)＋3O 2(g)===6H 2O(l) ΔH ＝－1 716.0 kJ ·mol －1
，
所以H 2燃烧热的热化学方程式为H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－286.0 kJ ·mol －1。

(2)②v (H 2)＝(6.0－3.0)mol ·L －1
25 min
＝0.12 mol ·L －1·min －1。

③K ＝c 2 (NH 3)c 3(H 2)·c (N 2)＝(2.0)2
(3.0)3
×1.0＝4
27。

(4)由图示可以判断，随着温度的升高，N 2O 的含量增加，而N 2的含量减小，其原因是主反应为放热反应而副反应为吸热反应，升温，主反应平衡左移导致N 2含量降低，副反应平衡右移导致N 2O 含量增加。

4．磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。

(1)红磷P(s)和Cl 2 (g)发生反应生成PCl 3(g)和 PCl 5(g)，反应过程如下： 2P(s)＋3Cl 2(g)===2PCl 3(g) ΔH ＝－612 kJ ·mol －1
2P(s)＋5Cl 2(g)===2PCl 5(g) ΔH ＝－798 kJ ·mol －1
气态 PCl 5生成气态PCl 3和Cl 2的热化学方程式为_____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。

(2)可逆反应PCl 3(g)＋Cl 2(g)
PCl 5(g)、2E(g)
F(g)＋G(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，
反应室之间有可滑动、无摩擦的密封隔板。

反应开始和达到平衡时有关物理量变化如图所示：
①达到平衡Ⅰ时，体系压强与反应开始时体系压强之比为________。

②平衡Ⅰ到平衡Ⅱ的条件①是________(填“升温”或“降温”)。

(3)亚磷酸(H 3PO 3)与适量的NaOH 溶液反应生成Na 2HPO 3，电解Na 2HPO 3溶液也可得到亚磷酸，装置如图所示：
阴极的电极反应式为__________________________________________________________； 产品室中反应的离子方程式为__________________________________________________。

(4)在一定温度下，K sp [Mg 3(PO 4)2]＝6.0×10
－29
，K sp [Ca 3(PO 4)2]＝6.0×10
－26。

现向浓度均为0.20 mol ·L
－1
的MgCl 2和CaCl 2混合溶液中逐滴加入Na 3PO 3，先生成________沉淀(填化学式)；当测得溶液其中一种金属阳离子沉淀完全(浓度小于10－5
mol ·L －1
)时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c ＝________mol ·L
－1。

答案 (1)PCl 5(g)===PCl 3(g)＋Cl 2(g) ΔH ＝＋93 kJ ·mol －1
(2)①20∶23 ②降温
(3)2H ＋
＋2e －
===H 2↑ HPO 2－
3＋2H ＋
===H 3PO 3 (4)Mg 3(PO 4)2 10－4
解析 (1)2PCl 5(g)===5Cl 2(g)＋2P(s) ΔH ＝＋798 kJ ·mol －1
， 2P(s)＋3Cl 2(g)===2PCl 3(g) ΔH ＝－612 kJ ·mol －1
， 上述两式相加得：
2PCl 5(g)===2Cl 2(g)＋2PCl 3(g) ΔH ＝＋186 kJ ·mol －1， 即PCl 5(g)===Cl 2(g)＋PCl 3(g) ΔH ＝＋93 kJ ·mol －1。

(2)①达到平衡时左右两侧压强相等，由于2E(g)
F(g)＋G(g)是等体积反应，则p 1p 2＝22.3＝20
23。

②由于气体物质的量进一步减小，所以应降温使PCl 3(g)＋Cl 2(g)PCl 5(g)右移。

(4)当Mg 2＋
完全沉淀时，c (PO 3－4
)＝
6.0×10－29
(10－5)
3
＝ 6.0×10－14
， 此时c (Ca 2＋
)＝3 6.0×10－26
6.0×10
－14＝10－4 mol ·L
－1。

5．为倡导“节能减排”和“低碳经济”，目前工业上有一种方法是用CO 2来生产燃料乙醇。

一定条件下发生反应：2CO 2(g)＋6H 2(g)
CH 3CH 2OH(g)＋3H 2O(g) ΔH <0。

(1)在一定条件下，在20 L密闭容器中按物质的量比为1∶3充入CO2和H2，温度在450 K，n(H2)随时间变化如表所示：
在450 ℃、0～1 min，v(CH3CH2 ________(结果保留三位有效数字)。

(2) 在5 MPa下测得平衡体系中各物质的体积分数随温度的变化曲线如图所示：
曲线乙表示的是 ________(填物质的化学式)的体积分数，图像中A点对应的体积分数b＝________%(结果保留三位有效数字)。

(3)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 ________。

A．升高温度
B．将CH3CH2OH(g)及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入l mol CO2和3 mol H2
(4)25 ℃、1.01×105Pa时，9.2 g液态乙醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出273.4 kJ的热量，写出表示乙醇燃烧的热化学方程式：_____________________________________________
___________________________________________________________________________________________ ________。

(5)以石墨为电极，氢氧化钠、乙醇、水、氧气为原料，可以制成乙醇的燃料电池，写出发生还原反应的电极反应式：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)0.016 7 mol·L－1·min－1 6.75
(2)CO218.8
(3)BD
(4)CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 367 kJ·mol－1
(5) O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
解析 (1)由表中数据可知，0～1 min 内，Δn (H 2)＝8 mol －6 mol ＝2 mol ，则v (H 2)＝Δc (H
2)Δt ＝Δn (H 2)
V ·Δt ＝
2 mol 20 L ×1 min
＝0.1 mol ·L －1·min －1
，由速率之比等于计量系数之比可知：v (H 2)∶v (CH 3CH 2OH)＝6∶1，则
v (CH 3CH 2OH)＝16v (H 2)＝16
×0.1 mol ·L －1·min －1＝0.016 7 mol ·L －1·min －1；由表中数据可知，H 2起始投入
量为8 mol ，在20 L 密闭容器中，CO 2和H 2的投料比为1∶3，则CO 2起始投入量为8
3 mol,3 min 后反应达
平衡，建立三段式过程分析：
则平衡常数K ＝c (CH 3CH 2OH )·c 3(H 2O )c 2(CO 2)·c 6(H 2)＝0.025×0.0753
0.256×0.08
2≈6.75。

(2)该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO 2与H 2的含量增大，CH 3CH 2OH 与H 2O 的含量降低，可知甲、乙为反应物，平衡逆向移动过程中，H 2和CO 2按比例(3∶1)增加，甲的含量高于乙，可知曲线乙表示的是CO 2；丙、丁为生成物，反应开始时H 2与CO 2按3∶1的量进行投料，故生成乙醇与水的物质的量比为1∶3，即水的含量是乙醇含量的3倍，可知曲线丙、丁分别表示的是H 2O 、CH 3CH 2OH ；A 点为曲线乙和丙的交点，说明平衡时CO 2、H 2O 的体积分数相同，可知两者体积也相同，设CO 2、H 2O 的体积都是V ，根据投料比有：V (H 2)＝3V (CO 2)＝3V ，且V (CH 3CH 2OH)＝13V (H 2O)＝V 3，故V 总＝V ＋V ＋3V ＋V 3＝16V
3，所以A 点对应
的体积分数为V
16V 3
×100%≈18.8%。

(3)A 项，放热反应，升高温度平衡逆向移动，错误；B 项，移去CH 3CH 2OH ，生成物浓度减小，平衡正向移动，正确；C 项，催化剂只能改变反应的速率，对平衡移动无影响，错误；D 项，恒容容器中再充入1 mol CO 2和3 mol H 2，相当于增大压强，平衡正向移动，正确。

(4)25 ℃、1.01×105
Pa 时，9.2 g 液态乙醇物质的量为0.2 mol ，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出273.4 kJ 的热量，则1 mol 乙醇完全燃烧恢复到原状态时，放出的热量为273.4 kJ ×5＝1 367 kJ ，故该反应的热化学方程式为CH 3CH 2OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 367 kJ ·mol －1。

(5)乙醇的燃料电池中，燃料乙醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子的还原反应，在碱性环境下，氧气的放电情况为 O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －。