2020年高考化学 刷题1+1（2019高考题+2019模拟题）循环练（四）课件

1．(2019·全国卷Ⅰ)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是()A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在B．冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3mol·L－1(设冰的密度为0.9g·cm－3)C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH＋＋Cl－答案D答案解析由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，A正确；第二层中，已知Cl－∶H2O＝10－4∶1，HCl===H＋＋Cl－，H＋和Cl－的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1mol，则n(H＋)＝10－4mol，V(H2O)＝1mol×18g·mol－10.9g·cm－3＝20cm3＝0.02L，故c(H＋)＝10－4mol0.02L＝5×10－3mol·L－1，B正确；第三层中，只有H2O分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，C正确；由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClH＋＋Cl－，D错误。解析2．(2019·江苏高考)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH0B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×1023D．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：ΔH＝反应中形成新共价键的键能之和－反应中断裂旧共价键的键能之和答案A答案解析2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，反应前后气体分子数减少，ΔS＜0，根据化学反应自发性的判据ΔH－TΔS＜0知，该反应的ΔH＜0，A正确；氢氧燃料电池的负极为H2失电子发生氧化反应，正极为O2得电子发生还原反应，B错误；常温常压下，气体摩尔体积数值未知，无法计算11.2LH2的物质的量，故无法确定电子转移数目，C错误；ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，D错误。解析3．(2019·山东师大附中高三模拟)中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。减少CO2排放是一项重要课题。(1)以CO2为原料抽取碳(C)的太阳能工艺如图所示。①过程1中每生成1molFeO转移电子数为________。②过程2中发生反应的化学方程式为_____________________________。(2)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料，用甲醇、CO、CO2在常压、70～120℃和催化剂条件下合成DMC。已知：①CO的燃烧热为ΔH1＝－283.0kJ·mol－1②H2O(l)===H2O(g)ΔH2＝＋44.0kJ·mol－1③2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)ΔH3＝－15.5kJ·mol－1则2CH3OH(g)＋CO(g)＋12O2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(l)ΔH＝________。(3)在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1投料直接合成DMC，一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示，则：①v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为__________；②K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为__________；③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是________。A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)B．CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变C．恒容条件，容器内气体的密度保持不变D．各组分的物质的量分数保持不变(4)CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molCO2和2molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。①该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如图所示。b电极上的电极反应式为________________________________。答案(1)①23NA②6FeO＋CO2=====700KC＋2Fe3O4(2)－342.5kJ·mol－1(3)①v(C)＞v(B)＞v(A)②K(A)＝K(B)＞K(C)③D(4)①反应Ⅰ②2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O答案解析(1)①反应2Fe3O4=====2300K6FeO＋O2↑中O元素化合价由－2价升高到0价，由方程式可知，2molFe3O4参加反应，生成1mol氧气，转移4mol电子，则每生成1molFeO转移电子数为23NA。②由示意图可知，过程2中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，反应的方程式为6FeO＋CO2=====700K2Fe3O4＋C。解析(2)根据CO的燃烧热有①CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－283.0kJ·mol－1，②H2O(l)===H2O(g)ΔH2＝＋44.0kJ·mol－1，③2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)ΔH3＝－15.5kJ·mol－1，根据盖斯定律，所要求的方程式为上述三个方程式①＋③－②即可得到，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＝－342.5kJ·mol－1。解析(3)①根据图像可知，温度越高速率越快，C点对应温度最高，所以v(C)最快；通过反应2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)可知，该反应是一个体积减小的可逆反应，在同一温度下，反应由A→B，二氧化碳的转化率增大，增大压强，平衡右移，因此p1p2，B点对应的压强大，反应速率比A点快，因此v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为v(C)＞v(B)＞v(A)。②K只是温度的函数，C点对应温度最高，A、B两点对应温度相同，且低于C点；该反应为放热反应，温度升高，K减小；所以K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为K(A)＝K(B)＞K(C)。解析③甲醇与二氧化碳反应如下：2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)；根据速率之比等于系数之比规律，因此满足v正(CH3OH)＝2v逆(CO2)，反应才能达到平衡状态，A错误；CH3OH与CO2均为反应物，二者反应均按系数比进行，因此CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变不能确定反应达到平衡状态，B错误；反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度恒为定值，不能判断反应达到平衡状态，C错误；各组分的物质的量分数保持不变，反应达到平衡状态，D正确。解析(4)①从图像可知，该催化剂在较低温度时，甲烷含量高，因此选择反应Ⅰ。②根据图示可知，b为电解池的阴极，发生还原反应，二氧化碳被还原为乙烯，b电极上的电极反应式为：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O。解析4．(2019·安徽池州高三期末)随着现代工业的发展，二氧化碳的处理成为科学研究的重点，回答下列问题：Ⅰ.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有机化工的主要原料乙烯。(1)查阅资料：H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1，C2H4的燃烧热为1411kJ·mol－1,1molH2O(l)转化为H2O(g)需吸收44kJ的热量。则反应6H2(g)＋2CO2(g)=====催化剂C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH＝________kJ·mol－1。(2)下图是探究不同温度对CO2的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。①生产中通常选用的温度最好是________，理由是_________________。②图中表示的化学平衡常数：M________N(填“”“”或“＝”)。③250℃时，在2L密闭容器中分别充入6molH2和2molCO2，到达平衡时体系中C2H4的体积分数为________(结果保留两位有效数字)。Ⅱ.CO在一定条件下，能与H2合成二甲醚：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。(1)在1L的密闭容器中分别充入2.5molH2与bmolCO2发生反应，在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表：①到达平衡时若升高温度，则上述平衡向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。②转化率：x________y(填“”“”或“＝”)。(2)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O。①该电池的负极是________(填a或b)，负极电极反应式为___________。②利用该电池冶铝，若制得金属铝54g理论上消耗二甲醚________g。答案Ⅰ.(1)－127.8(2)①250℃此时催化剂活性最高②③7.7%Ⅱ.(1)①逆反应②(2)①aCH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋②23答案解析Ⅰ.(1)根据H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol－1，则其热化学方程式为：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1①；CH2===CH2(g)的燃烧热为1411.0kJ·mol－1，其热化学方程式为：C2H4(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2CO2(g)ΔH＝－1411.0kJ·mol－1②；H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1③；利用盖斯定律将①×6－②－③×4可得：6H2(g)＋2CO2(g)=====催化剂CH2===CH2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－127.8kJ·mol－1。(2)①化学反应速率随温度的升高而加快，如题图所示，催化剂的催化效率随温度升高先增大后降低，所以从催化剂的反应活性和温度对速率、平衡的综合影响的角度考虑，最好选择250℃；解析②升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点；③在2L密闭容器中分别充入6molH2和2molCO2，由图可知250℃时，M点的二氧化碳转化率为50%，由方程式可得6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)起始量mol·L－13100变化量mol·L－11.50.50.251平衡量mol·L－11.50.50.251解析产物CH2===CH2的体积分数＝0.251.5＋0.5＋0.25＋1×100%≈7.7%。Ⅱ.(1)①分析表格可知，当CO2起始物质的量为1.25mol时，温度越低，CO2的转化率越大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故升高温度平衡向逆反应方向移动；②由CO2起始物质的量为1.25mol时，温度越高，CO2的转化率越小，说明正反应是放热反应，故结合表格可知w32，x33；由于CO2(g)、H2(g)按物质的量1∶3反应，H2(g)物质的量为2.5mol，CO2的物质的量(b)越大，CO2的转化率越小，则yw，综合上述分析可知x3332wy。解析(2)①根据图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据电子流动方向和氢离子移动方向可知，电极a为负极、电极b为正极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；②根据电子守恒，可以建立关系式4Al～12e－～CH3OCH3，由此可得，若制得金属铝54g，理论上消耗甲醇23g。解析5．(2019·青岛市高三模拟)氮及其化合物在工农业生产中有重要应用。请回答下列问题。(1)研究发现在常压下把氢气和氮气分别通入一个加热到570℃的电解池(如图)中，氢气和氮气合成了氨，而且转化率高达78%。装置中所用的电解质(图中