2018年全国卷高考化学总复习《原理综合题解题方法指导》习题专练(含解析)

2018年全国卷高考化学总复习《原理综合题解题方法指导》习题专练1．CO2是自然界中碳循环的主要载体，维持大气中CO2的平衡对生态环境有重要意义。

（1）举一例说明CO2在自然界碳循环过程中的作用。

（2）CO2加氢合成低碳烯烃技术在环境保护等方面具有重要意义。

以合成C2H4为例，该转化分为两步进行：
第一步：CO 2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH = +41.3 kJ/mol
第二步：2CO(g) + 4H 2(g)C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH = －210.5 kJ/mol
①第一步反应的平衡常数表达式K = 。

②CO2加氢合成乙烯的热化学方程式是。

③一定条件下的密闭容器中，总反应达到平衡，要提高CO2的转化率，可以采取的措
施是（选填字母）。

a．低压b．增大H2浓度c．加入适当催化剂d．分离出水
④下图是其他条件一定时，反应温度对CO2平衡转化率影响的曲线（已知：多步递进反
应中，条件不同时，反应物转化率可能由不同步骤的反应决定）。

在温度高于约650℃时，CO2的平衡转化率随着温度升高而增大的原因是。

2．将氯碱工业与燃料电池联合能够有效降低能源消耗，下图是该工艺的图示（电源及电极未标出），请回答下列问题：
（1）电解饱和食盐水（氯碱工业）的化学方程式为。

（2）物质X为，装置Ⅰ和Ⅱ中属于燃料电池的是。

（3）装置Ⅰ中，NaOH溶液浓度m% n% (填“>”或“<”)。

（4）利用装置Ⅱ可获得10mol/L盐酸，该产品出口为（填“A”或“B”），请说明理由。

3．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。

(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)
①该反应的平衡常数表达式为：K=
Fe O粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单
②该温度下，在2L盛有
23
质铁11．2g。

则10min内CO的平均反应速率为
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
①②
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。

下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是。

(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：
Al浓度增加，可加入的物质是。

欲使上述体系中3+
4．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。

已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的ΔH＝－99 kJ·mol－1。

请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示____________、______________。

(2)E的大小对该反应的反应热________(填“有”或“无”)影响。

该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？__________，理由是____________________
________________________________________________________________________。

(3)图中ΔH＝____________ kJ·mol－1。

(4)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。

写出该催化循环机理的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(5)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________ mol·L－1·min－1。

(6)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成 3 mol SO3(g)的ΔH＝______________。

5．下图是工业生产硝酸铵的流程。

(1)吸收塔C中通入空气的目的是__________________________ 。

A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是__________(填字母)。

(2)已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1266.8 kJ/mol
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5 kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式：__________________________________，氨催化氧化反应的化学平衡常数表达式K＝____________________。

(3)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92 kJ/mol。

为提高氢气的转化率，宜采取的措施有__________________________
(填字母)。

A．升高温度
B．使用催化剂
C．增大压强
D．循环利用和不断补充氮气
E．及时分离出氨
(4)在一定温度和压强下，将H2和N2按3∶1(体积比)在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中NH3的气体体积分数为17.6%，求此时H2的转化率？(要有完整的计算过程，结果保留三位有效数字)
6．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。

已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。

请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是__________________________________kJ。

(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。

(3)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。

下列说法正确的是__________(填序号)。

①温度为T1时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝n A/t A mol·L－1·min－1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时，n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为__________。

(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液呈酸性，负极的电极反应式为：________________________________________________________________________；
正极的电极反应式为：_________________________________________________。

理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为__________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

7．X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。

X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。

请回答下列问题：
⑴Y在元素周期表中的位置为________________。

⑵上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是__________________（写化学式）。

⑶Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有___________（写出其中两种物质的化学式）。

⑷X2M的燃烧热ΔH＝－a kJ·m o l－1，写出X2M燃烧反应的热化学方程式：
_____________________________________________________________________。

⑸ZX的电子式为___________；ZX与水反应放出气体的化学方程式为。

⑹熔融状态下，Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：
放电时，电池的正极反应式为__________________________：
充电时，______________（写物质名称）电极接电源的负极；
该电池的电解质为___________________。

8．高铁酸钠（Na2FeO4）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。

（1）Na2FeO4中铁元素的化合价是价，Na2FeO4具有较强的（填“氧化性”
或“还原性”）。

（2）用Na 2FeO 4给水消毒、杀菌时得到的Fe 3+可以净水，Fe 3+净水原因是 （用
离子方程式表示）。

（3）工业上可用FeCl 3 、NaOH 、NaClO 三种物质在一定条件下反应制得Na 2FeO 4，
完成下列化学方程式：
2FeCl 3 + 10NaOH + 3NaClO = 2 + 5 + 9 。

（4）工业上还可用电解浓NaOH 溶液的方法制Na 2FeO 4 。

① 若电解所需的浓NaOH 溶液为16 mol/L ，则在实验室配制500 mL 该浓度的溶 液需NaOH g ，配制过程所需玻璃仪器是 。

② 电解浓NaOH 溶液制备Na 2FeO 4，其工作原理如下图所示：
阳极的电极反应式是 ；可循环使用的物质是 ， 理由是 。

【答案与解析】
1．（1）光合作用（合理答案均可）
(2) ①)(H )(CO O)
(H (CO)222c c c ⋅⋅c
②2CO 2 + 6H 2(g) = C 2H 4(g) + 4H 2O(g) ΔH ＝－127.9 kJ/mol
③b d
④大于650℃时，第一步反应（吸热）为主，因此升温使CO 2转化率增大
2． （1）2NaCl+2H 2O 2NaOH+H 2↑+Cl 2↑
（3）Cl 2 Ⅱ （3）＜
（4）A 正极发生反应Cl 2+2e -=2Cl -，负极发生反应H 2-2e -=2H +，H +从负极经阳离子膜移动到正极，盐酸浓度增大
3.（1）①3
23[CO ][CO]
或c(CO 2)3/ c(CO)3 ②0.015mol /(L min)⋅ 电解
（2）①CO或（CO2）的生成速率与消耗速率相等；②CO（或CO2）的质量不再改变（3）b
（4）Al(OH)3H++AlO2－+H2O 盐酸
4．(1)反应物总能量生成物总能量
(2)无降低催化剂改变了化学反应的历程，使活化能E降低
(3)－198
(4)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2、4VO2＋5O2===2V2O5
(5)0.0250.05
(6)－1185 kJ·mol－1
5．(1)使NO全部转化成HNO3(或提供O2氧化NO)ABC
(2)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905.8 kJ/mol
(3)CDE
(4)解：设开始时H2的物质的量为3 mol，平衡时变化量为x mol。

6．(1)2858
(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5 kJ/mol
(3)③④
(4)1－α/2
(5)CH3OH＋H2O—6e－===CO2＋6H＋3/2O2＋6H＋＋6e－===3H2O96.6%
【解析】(2)写出燃烧热的化学方程式：
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－726.5 kJ·mol－1
用②－①得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5 kJ·mol－1
(3)据题给图像分析可知，T2的反应速率大于T1，由温度越高反应速率越大可知T2>T1。

因温度升高，平衡时CH3OH的物质的量减少，说明可逆反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(l)＋H2O(l)向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，T1时的平衡常数比T2时的大，③、④正确，②错误，反应速率应等于物质的量浓度除以时间，而不是物质的量除以时间，①错误。

(4)利用化学平衡的三段式计算：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/mol 1300
变化/mol α3ααα
平衡/mol (1－α)(3－3α)α α
根据同温恒容下压强之比等于物质的量之比，则容器内的压强与起始压强之比为(4－2α)/4＝1－α/2
(5)燃料电池是原电池的一种，负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应，在酸性介质中，甲醇燃料电池的负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋，正极反应式为3/2O2＋6H＋＋6e－===3H2O。

该电池的理论效率为消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能与其燃烧热之比，效率为：
7.（1）Y第2周期VIA族
（2）最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4，非金属性越弱，气态氢化物还原性越强，气态氢化物还原性最强的是H2S。

（3）Y的单质O3、G的单质Cl2、二者形成的ClO2可作消毒剂
（4）根据燃烧热的含义，写H2S燃烧的热化学方程式生成物应该生成SO2，
2H2S(g)+3O2(g)=2 SO2(g)+2H2O(l), △H=-2aKJ·mol-1
（5），NaH+H2O= NaOH+H2↑
（6），放电时正极发生还原反应，应该是Fe2+得电子，电极反应式为Fe2++2e-=Fe。

充电时原电池的负极材料Na接电源的负极。

该电池的电解质为B-Al2O3
本题考查物质结构元素周期律、热化学方程的书写、电化学等基本理论知识。

由已知条件首先推断X、Y、Z、M、G元素分别为H、O、Na、S、Cl。

8．（1）+6，氧化性
（2）Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H+
（3）Na2FeO4 H2O NaCl
（4）① 320，烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管
② Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O；
NaOH溶液，水电离的H+在阴极放电：2H++2e－＝H2↑，c(OH-)增大，Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，使阴极区c(NaOH)增大，故可以循环使用。