《高考化学热点专练6《 能源化工与化学反应原理》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学热点专练6《 能源化工与化学反应原理》（解析版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热点6 能源化工与化学反应原理【命题规律】本专题的考查点通常是将能源化工与电化学、热化学、化学平衡等问题结合起来考察，综合性比较强，问题有原理的分析、方程式的书写、计算等，考查频率较高，题型多以填空题为主难度中等。考查的核心素养以证据推理与模型认知为主。【备考建议】2020年高考备考的重点是原电池电极方程式的书写，盖斯定律及化学平衡移动的分析和守恒计算。【限时检测】（建议用时：30分钟）1.（2019北京市朝阳区高考联考模拟）将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。（1）H2S的转化克劳斯法 铁盐氧化法光分解法反应的化学方程式是_。反应：_+ 1 H2S =_Fe2+ + _S
2、+ _（将反应补充完整）。反应体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因：_。（2）反应硫的产率低，反应的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合，实现由H2S高效产生S和H2，电子转移过程如图。过程甲、乙中，氧化剂分别是_。（3）按照设计，科研人员研究如下。首先研究过程乙是否可行，装置如图。经检验，n极区产生了Fe3+，p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因：Fe2+ - e- = Fe3+2H2O -4e-=O2 +4H+，_（写离子方程式）。经确认，是产生Fe3+的原因。过程乙可行。光照产生Fe3+后，向n极区注入H2S溶液，有S生成，持续产生电流，p
3、极产生H2。研究S产生的原因，设计如下实验方案：_。 经确认，S是由Fe3+氧化H2S所得，H2S不能直接放电。过程甲可行。（4）综上，反应、能耦合，同时能高效产生H2和S，其工作原理如图。进一步研究发现，除了Fe3+/Fe2+ 外，I3-/I- 也能实现如图所示循环过程。结合化学用语，说明I3-/I- 能够使S源源不断产生的原因：_。【答案】（1） 2Fe3+ 2 1 2H+ O与S位于同主族，原子半径SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2SO，得电子能力SO，非金属性SO，氢化物稳定性H2S 正反应为气体分子数减小的反应，加压平衡右移，CO的转化率增大，由图知相同温度时P1下
4、CO的转化率大于P2，所以P1大于P2 （4）AC 【详解】（1）由图可知：在膜II测CH4中的C失去电子被氧化为CO，膜I侧氧气、水得到电子，每1molO2反应，得到4个电子，在膜I侧发生的电极反应为：O2+4e-=2O2-，H2O+2e-=H2+O2-，假设O2为1，则N2为4，由于在空气中N2与O2的物质的量之比按4：1，反应后膜I侧所得=3，则反应后得到H2为12，即有12molH2O发生反应产生H2，所以+12可得膜I的总反应式：12H2O+O2 +28e-=12H2 +14O2-；（2）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0kJ/mol，CO(
5、g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H3= -41.1 kJ/mol，+，整理可得H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=-90.1kJ/mol；根据热化学方程式可知：该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，H0，S0，根据体系的自由能公式G=H-TS，若反应能自发进行，则GP2，所以压强：P1P2，（4）A.反应是在恒容的密闭容器内进行，由于该反应是气体体积减小的反应，若反应达到平衡，则容器内气体的压强保持不变，A正确；B.在任何时刻都存在：v正(H2)=2v正(CH3OH)，若反应达到平衡v正(CH3OH)=v逆(CH3OH)，则
6、v正(H2)=2v逆(CH3OH)，现在2v正(H2)=v逆(CH3OH)，说明反应未处于平衡状态，B错误；C.由于该反应反应前后气体分子数不相等，若混合气体的相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C正确；D.由于反应混合物都是气体，在任何状态下气体的质量不变，容器的容积不变，因此任何条件下，混合气体的密度都保持不变，故不能据此判断反应是否处于平衡状态，D错误；故合理选项是AC； 2H2(g) +CO(g)CH3OH(g)n始(mol) 4 2 0n10(mol) 2 1 1n平(mol)2 1 1由于反应开始时气体的物质的量是6mol，总压强为P0，则平衡时H2占分
7、压为，CO占分压为，CH3OH占分压为，带入平衡常数表达式Kp=(kPa)-2；反应开始时H2占的分压为，10分钟时占分压为，减少了，所以V(H2)= Pa/min。3.（2019宁夏银川一中高考模拟）研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。（1）已知CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H248kJmol1、S310J mol-1K-1，该反应能自发进行的温度范围为_。（2）在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)，测得CH4的平衡
8、转化率与温度、压强的关系如图所示。工业生产时一般会选用P4和1250进行合成，请解释其原因_。在压强为P3、1000的条件下，该反应5min时达到平衡点Y，则用CO表示该反应的速率为_，该温度下，反应的平衡常数为_（保留3位有效数字）。（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)H2O(g) CO(g)H2 (g)来制取在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定已达平衡状态的是_。A体系压强不再变化 BH2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1 C混合气体的密度保持不变 D混合气体中H2O的百分含量保持不变在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mo
9、l H2O（g）、1mol CO（g）、2.2molH2（g）和足量的C（s），如果此时对体系加压，平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动，达到新的平衡后，气体的平均摩尔质量为_。【答案】（1）大于800K （2）较大的压强和温度能加快合成速率，提高生产效率 0.036molL1min1 10.5 （3）ACD 逆 12 g/mol【详解】（1）根据，所以800K；（2）温度越高，反应速率、CH4的平衡转化率都增大，增大压强CH4的平衡转化率降低，但反应速率增大，能提高生产效率，所以工业生产时一般会选用P4和1250进行合成；CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)开始 0.1 0.1 0 0转化 0.09 0.09 0.18 0.18平衡 0.01 0.01 0.18 0.18 0.036molL1min1；10.5（3）A
