【步步高】（考前三个月）2015高考化学考前专项冲刺集训 第十题 化学基本理论的综合题.doc

第十题　化学基本理论的综合题 题组一　以生产科研为背景的综合题 ‎1．以CH4和H2O为原料制备甲醇的相关反应如下：‎ Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)‎ ΔH＝＋206.0 kJ·mol－1‎ Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ ΔH＝－129.0 kJ·mol－1‎ ‎(1)写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式：__________________。‎ ‎(2)若在‎100 ℃‎时，将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)充入‎100 L真空的密闭密器中，在一定条件下发生反应Ⅰ，每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如表所示数据：‎ 时间(min)‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ n(CH4)/mol ‎1.0‎ n1‎ ‎0.4‎ n3‎ n4‎ n(H2O)/mol ‎2.0‎ ‎1.6‎ n2‎ ‎1.2‎ ‎1.2‎ ‎①在上述条件下，从反应开始直至2 min时，用CH4表示该反应的平均反应速率为________。‎ ‎②n1＝________ mol，n2＝________ mol，n3________n4(填“>”、“0‎ ‎②2CH3OH＋O22HCHO＋2H2O 解析　(1)Ⅰ式与Ⅱ式相加得CH4(g)＋H2O(g)CH3OH(g)＋H2(g)　ΔH＝＋77.0 kJ·mol－1。(2)用H2O表示的该反应的平均反应速率v(H2O)＝0.4 mol÷‎100 L÷2 min＝0.002 mol·L－1·min－1，则用CH4表示的该反应的平均反应速率v(CH4)＝v(H2O)＝0.002 mol·L－1·min－1。根据反应方程式计算可得n1＝0.6 mol，n2＝1.4 mol，再根据表中的数据可知6～8 min反应已达到平衡，故n3＝n4。(3)反应Ⅱ的正反应是气体体积减小的反应，减小体系体积相当于增大压强，正、逆反应速率均加快，但正反应速率增大得更快，平衡向正反应方向移动，CH3OH的物质的量增加；根据化学平衡移动原理可知，重新达到平衡时，减小；平衡常数仅与温度有关，增大压强，平衡常数K不变；综上分析，C、D项正确。(4)①该反应为分解反应，反应的ΔH>0，反应能自发进行，说明该反应的ΔS>0。②分析坐标图可知，当＝0.25时，CH3OH与O2反应主要生成HCHO。‎ ‎2．由生物质能通过绿色化学途径制取氢气是当前能源发展的一个重要方向。如图表示的是以CaO为吸收体，将生物质经与水蒸气反应制取H2的流程(生物质简写为C)。‎ 其中气化炉和燃烧炉中分别发生的主要反应如表所示：‎ 气化炉 燃烧炉 ‎①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.6 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ ΔH＝－41.2 kJ·mol－1‎ ‎③CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)　ΔH＝－178.3 kJ·mol－1‎ ‎④C(s)＋O2(g)=== CO2(g) ‎ ΔH＝－393.8 kJ·mol－1‎ ‎⑤CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　K 请回答下列问题：‎ ‎(1)气化炉中的总反应为C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)===CaCO3(s)＋2H2(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)燃烧炉中反应⑤所需的能量由反应④提供。如果生成1 mol CaO，至少需通入纯氧________ mol。‎ ‎(3)下表列出的是当只改变温度或压强时，反应⑤中CO2的浓度和CaCO3的残留率的变化。‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ 7‎ T1‎ ‎0‎ ‎1.5‎ ‎2.3‎ ‎4.0‎ ‎4.0‎ ‎4.0‎ T2‎ ‎0‎ ‎1.0‎ ‎1.8‎ ‎2.8‎ ‎3.1‎ ‎3.1‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ p1‎ ‎1‎ ‎0.90‎ ‎0.83‎ ‎0.75‎ ‎0.75‎ ‎0.75‎ p2‎ ‎1‎ ‎0.58‎ ‎0.35‎ ‎0.31‎ ‎0.30‎ ‎0.30‎ 由表中数据可知，随着温度升高，反应⑤K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)，T1________T2(填“>”或“　>‎ ‎(4)如图所示 ‎(5)减小　当水蒸气与氧气的投料比γ＝增大时，将促进反应①②正向进行，反应④的反应程度减小，不利于反应⑤进行，造成CaCO3的分解率减小 解析　(1)根据盖斯定律，由①＋②＋③可得总反应的ΔH＝－87.9 kJ·mol－1。(2)再生成1 mol CaO需要吸收178.3 kJ热量，则需要燃烧n(C)＝≈0.453 mol，则至少需通入0.453 mol 7‎ ‎ O2。(3)分析表中数据可得，T1先于T2达到平衡状态，则T1>T2，平衡后T1时CO2的浓度高于T2时CO2的浓度，说明温度升高平衡正向进行，K值增大；因随压强增大，CaCO3的分解率减小，且p1先于p2达到平衡状态，则p1>p2。(4)由压强增大，H2的物质的量增大可知，压强增大有利于反应②、③的进行，体系中CO、H2O的物质的量减少。(5)当水蒸气与氧气的投料比γ＝增大时，将促进反应①②正向进行，反应④的反应程度减小，不利于反应⑤进行，造成CaCO3的分解率减小。‎ ‎3．聚乙烯塑料在生产中有广泛应用。工业上，由乙苯和二氧化碳催化脱氢可制备苯乙烯，化学方程式如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)‎ 苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式为__________。立方烷(C8H8)的键线式结构如图所示，它和苯乙烯的关系是__________(填“同位素”、“同素异形体”、“同分异构体”或“同系物”)。‎ ‎(2)乙苯在二氧化碳气氛中分两步反应：‎ ΔH1＝＋117.6 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)‎ ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1‎ 由乙苯与CO2制苯乙烯反应的ΔH＝__________。该反应自发进行的条件是________(填序号)。‎ A．较高温度下自发 B．较低温度下自发 C．任何温度下不自发 D．任何温度下自发 ‎(3)以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，一氧化碳—空气燃料电池的负极反应式为__________。在标准状况下，‎11.2 L氧气参与反应，理论上转移的电子数为________。‎ ‎(4)温度为T1时，该反应的平衡常数K＝0.5。在‎2 L的密闭容器中加入乙苯和二氧化碳，反应到某时刻测得混合物各组分的物质的量均为1.0 mol。‎ ‎①该时刻上述化学反应中CO2的v正________v逆(填“>”、“