2019-2021届高考化学真题（化学反应原理综合）专项习题训练

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2019-2021届高考化学真题专项（化学反应原理综合）

解析汇编

1.（2021•山东卷）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可

通过甲醇与烯燃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：

反应1:

TAME

反应n：

反应川:日睡

回答下列问题：

（1）反应I、1【、山以物质的量分数表示的平衡常数（与温度T变化关系如图所示。据图

AH.

判断，A和B中相对稳定的是_（用系统命名法命名）：丁廿的数值范围是—（填标号）。

A.<-1

0-1——।——।——।——।——।——r-1

0.00280.00290.00300.0031

（2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入l.OmolTAME,控制温度为353K,

测得TAME的平衡转化率为量已知反应IH的平衡常数&3=9.0,则平衡体系中B的物质的量

为_mol,反应I的平衡常数&产一同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢吠喃

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稀释，反应I的化学平衡将_(填"正向移动""逆向移动"或"不移动")平衡时，A与CH30H物

质的量浓度之比c(A)：C(CH30H)=_。

(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢吠喃的另一容器中加入一定量A、B和

CH3OH,；控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的

变化曲线为__(填"X"或"Y")；t=100s时，反应HI的正反应速率v逆反应速率v4填">

或"=)。

0.16A

(100,0.112)

曲线X

0.04]7p。,0.011)曲线Y

0.00-1-------II「尸_r-

0100200300400500600

t/s

【参考答案】(1)2-甲基-2-丁烯D

(2)0.9a—--------Q--------逆向移动1:10

a-

(3)X<

【答案解析】

(1)由平衡常数幻与温度T变化关系曲线可知，反应］、11、ni的平衡常数的自然对数随

温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△修<0、

△H2<0,△HJ<0,因此，A的总能盘高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳

定的是A其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯：由盖斯定律可知，i-n=ni,则

AH.

△HMH产△出<0,因此△修<△4，由于放热反应的△，越小，其绝对值越大，则黄•的

AH,

数值范围是大于1,选D。

(2)向某反应容器中加入lQmolTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,

则平衡时n(TAME)=(l-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amoL已知反应HI的平衡常数3=9.0,

则一冷=9.0.将该式:代入上式可以求出平衡体系中B的物质的帛为0.9amol,n(A)=0.1a

〃A

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1-a

l+"10(l-a)(l+a)

mol,反应I的平衡常数(产—7-------▼=-------------2-----------"司混同压卜,，再向该容器中

注入惰性溶剂四氢峡喃稀释，反应1的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。

平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH30H物质的量浓度之比不变，C(A)：

c(CH3OH)=0.1a：a=l:10.

”(B)

(3)温度为353K,反应Ill的平衡常数KX3=9.0,—*=9.0。由A、B物质的量浓度c随反

〃(A)

应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y,则代表B的变化曲线为X：由母线的

”(B)0.112

变化趋势可知，100s以后各组分的浓芝化，t=ioos时——=大二；三10.2>9,

〃(A)0.011

因此，反应in正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v小于逆反应速率v逆，填

2.(2021•浙江卷)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：

(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量so?：

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJmol;判断该反应

的自发性并说明理由O

(2)已知2so2(g)+C>2(g)目明2SO3(g)AH=-198kJ-mor'o850K时，在一恒容密

闭反应器中充入一定量的SO?和。2,当反应达到平衡后测得SO2、。2和SO,的浓度分别

为6.0x10-3mol•L"、8.0x10-3mol-L-1和4.4x1O_2molIT1.

①该温度下反应的平衡常数为。

②平衡时SO2的转化率为o

(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是。

A.须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO,

B.进入接触室之前的气流无需净化处理

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SC)2的转化率

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D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO；以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是

A.3|->b]B.b|―>a,c.a2D.b,―>a3E.->bjF.b3―>a4

G.a4—>b4

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在

图3中画出反应2sO?（g）+O2（g）[:2so，（g）的转化率与最适宜温度（曲线I）、平衡转化

率与温度（曲线U）的关系曲线示意图（标明曲线I、H）。

（4）一定条件下，在NazS-H2sO4-HzO2溶液体系中，检测得到PH-时间振荡曲线如图

4,同时观察到体系由澄清今浑浊少澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周

期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。

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1S2-+H^=HS-

II.®;

-

Ill.HS+凡。2+H+=S1+2H2O:

IV.®。

【参考答案】（1）不同温度卜都能白发，是因为AH<0,AS>0

(2)6.7xl03mor'-L88%

转

3CBDF化

率

%

温度

--+S+3HO=SO^+2HO+2H+

(4)HS+4H2O2=SO；+4H2O+H222

【答案解析】

（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SC>2的反应为

1

Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)A//=-11.9kJmof,由于该反

应△”<（）、AS>0,因此该反应在任何温度卜都能自发进行。

（2）①根据题中所给的数据可以求出该温度下2sO2（g）+C）2（g）口2SO3（g）的平衡常数

c“SOJ(4.4xlO"moll7')2

为K=3

2231=6.7xl0mor'L.

c(SO2)c(O,)(6.0x1CT?molr')x8.0xlO_molL-

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②平衡时SO2的转化率为

c(SO?)_________^xlQ^molL-1

xl00%=x100%=88%；

3-2-1

c(SO2)+c(SO3)6.0x1O_mol-L'+4.4x1O_mol•L

(3)①A.在常压下so2催化氧化为sq的反应中，so2的转化率已经很高，工业上行采

用高压的反应条件，A说法不正确：

B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒,

B说法不正确；

C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡

2SO2(g)+O2(g)n2so3(g)向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SC>2的转化

率；

D.so.与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收so3,反应放出的热量

公使硫酸形成酸雾从而影响5。3被水吸收导致、。3的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜

采用水或稀硫酸吸收so.,D说法不正确。

综上所述，相关说法正确的是C：

②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂

接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SC>2的转化率基本不变,

因此，图2所示进程中表示热交换过程的是4f%、AT%、b3-a4,因此选BDF：

③对「放热的“J•逆反应2so2(g)+C)2(g)口2SO3(g),该反应的最适宜温度为催化剂的催

化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温

度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温

度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO2的转化率也逐渐减小：

由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SC>2的平衡转化率减小；由于反应混合物与催

化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度

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下SO2的转化率低于其平衡%化率-因此，反应2so2(g)+C)2(g)口2s()3(g)的转化率与

最适宜温度(曲线I)、平衡转化率与温度(曲线H)的关系曲线示意图可表示如下：

(4)由pH一时间振荡曲线可知，在Na?S—H2sO4—H2O2溶液体系中，溶液的pH层先

增大后减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清-浑浊好澄清的周期性变化，硫化钠与硫

酸反应生成HS：S"+H*=HS，然后发生HS-+4H2O=SO；+4H2O+H*,该过程溶

液的pH基本不变,溶液保持澄清：溶液变浑浊时HS-被H2O2氧化为S，即发生

+

HS+H2O2+H=S；+2H2O,该过程溶液的pH增大：溶液又变澄清时S又被H?。？氧

化为SO；,发生S+3H2O2=SO；+2H2O+2H+,该过程溶液的pH在减小。因此可以推

测该过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2-+H+=HS->

+

HS+4H2O2=SO^+4H,O+H*,HS+H2O2+H=S+2H2O.

S+3H2O2=SO；+2Hq+2H+。

3.(2021・广东卷)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO?重

整是C5利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

曲

a)CH4(g)+CO2(g)D2CO(g)+2H2(g)

b)CO2(g)+H2(g)DCO(g)+H2O(g)AH2

c)CH4(g)3C(s)+2H2(g)AH3

口

d)2co(g)CO2(g)+C(s)AH4

e)CO(g)+H2(g)DH2O(g)+C(s)AH5

(1)根据盖斯定律，反应a的A%=(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有.

A.增大C02与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

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B.移去部分C（s）,反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CH’的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小

（3）一定条件下，CH,分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中,

第步的正反应活化能最大。

能量

（4）设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代

替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以po（p0=100kPa）o反应a、c、e的

InK；随上（温度的倒数）的变化如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有（填字母）。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K；=。

③在图中A点对应温度下、原料组成为n（CO2）："（CH4）=l:l、初始总压为lOOkPa的恒容密闭

容器中进行反应，体系达到平衡时出的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过

程。

（5）CO?用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：o

【参考答案】（1）AH2+AH3-AH5或AH3-AH4

（2）AD

（3）44

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（。32））2

Pc

（4）ac—、68%

Po

（5）做冷冻剂

【分析】

根据盖斯定律计算未知反应的反应热；根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速

率的变化及转化率的变化；根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小；根据平

衡时反应物的分压计算平衡转化率；根据CO2的物理性质推测CO2的用途。

【答案解析】

（1）根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有

AH1=AH2+AH3-AH5=AH3-AH4：

（2）A.增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的

正反应速率增大，A正确：

B.移去部分C（s）,没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动,

B错误；

C.催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态,

平衡转化率不变，C错误；

D.降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；

故参考答案选AD；

（3）由图可知，反应过程中能量变化出现/4个峰，即吸收」’4次活化能，经历了4步反

应：旦从左往右看4次活化能吸收中，第4次时应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能

量最多，对应的正反应活化能以大。

（4）①随着温度的升高，反应a和c的InK；增大，说明的数值增大，反应向正反应方

向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的In减小，说明的减小，反应向逆反应

方向进行，反应e为放热反应，故参考答案为ac：

（P（H2））2

②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式夕口、：

P（P（CHJ）

P。

狒即煎，洪⑥1顼10/12

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（以巴））2

③由图可知，A处对应反应c的lnK；=O,即「=P。=1.解方程的P2(H)=P(CH),

(P(CHJ)24

Po

已知反应平衡时p(H2)=40kPa,则有p(CH4)=16kPa,且初始状态时p(CH4)=—xlOOkPa=5OkPa.

l+l

,,­，………50kPa-16kPa

故CH4的平衡转化率为-------------X1OO%=68%:

50kPa

（5）固态CO?即为干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质。

【名师点睛】

本题难点在关系曲线的判断，在曲线中斜率为止为放热反应，斜率为负为吸热反

P1

应。

4.（2021•全国乙卷）-氯化碘（ICI）是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应,

也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

（1）历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICI,从而错

过了一种新元素的发现，该元素是。

（2）氯铜酸钢（BaPtCL）固体加热时部分分解为Ba02、Pt和C、，376.8C时平衡常数

42

Kp=1.0xl0Pa,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtC）,抽真空后，通过一支管通入

碘蒸气（然后将支管封闭），在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8C平衡时，测得

烧瓶中压强为32.5kPa,则p©=kPa,反应2ICl（g）=C12（g）+l2（g）的平衡常数

K=（列出计算式即可）。

（3）McMorris测定和计算了在236~180℃范围内下列反应的平衡常数。

2NO(g)+2ICl(g)n2NOCl(g)+I2(g)Kpl

2NOCl(g)n2NO(g)+Cl2(g)Kp2

得到lgKp「J和”〜孑均为线性关系，如下图所示:

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①由图可知，NOCI分解为NO和Cl2反应的AH0(填"大于"或"小于")

②反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=(用Kpl、Kp2表示):该反应的AH0(填

"大于"或"小于”)，写出推理过程。

(4)Kistiakowsky曾研究了NOCI光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：

NOCl+hv——>NOCf

NOCI+NOCf——>2NO+Cl,

其中hv表示一个光子能量，NOCI*表示NOCI的激发态。可知，分解lmol的NOCI需要吸

收mol光子。

【参考答案】⑴浪(或Br)

100X(20X103-12.4X103)

(2)24.8

(24.8xl03)2

勺「12大于设T'>T，即;<$，由图可知:

(3)大于

lgKp2(T')—】gKp式T)>旭KN(T')-lgKp|(T)|=lgKp"T)-lgKp|(T')则:

lg[Kp2(T')-KpI(T')]>lg[Kp2(T)-Kpl(T)],即k(T')>k(T)，因此该反应正反应为吸热反

应，即AH大于0

(4)0.5

【答案解析】

(1)红棕色液体，推测为漠单质，因此错过发现的元素是浪(或Br)；

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(2)由题意玻376.81'时璃烧瓶中发生两个反应：BaPtCl6(s)DBaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),

CI2(g)+i2(g)02lCl(g)«BaPtCl6(s)DBa02(s)+Pt(s)+2C12(g)的平衡常数

<=1.0xl04Pa2,则平衡时p2(C"=1.0x1O'Pa?,平衡时p(CI2)=100Pa,设到达平衡时l2(g)

Cl2(g)+I2(g)□2ICl(g)

开始/(kPa)20.00

的分压减小pkPa,则十〃二c：、，376.8'C平衡时，测得烧瓶中

变化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

压强为32.5kPa,则0.1+20.0+p=325解得p=12.4,则平衡时

，<33

pIC,=2pkPa=2xl2.4kPa=24.8kPa；则平衡时，(2(g)ll]5>ffi^(2O.O-p)kPa=(2OxlO-12.4xlO)Pa,

3

Pa=24.8kPa=24.8xl0Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反应2ICl(g)=Cl2(g)+I,(g)的平衡

100X(20X103-12.4X103)

常数K=——-------^2——-

(24.8xl03)

(3)①结合图可知，温度越高，孑越小，亚卬2越大，即Kp?越大，说明升高温度平衡

2N0Cl(g)Q2NO(g)+J(g)正向移动，则NOCI分解为NO和C1?反应的大于0；

②].2NO(g)+2ICl(g)口2NOCI(g)+I2(g)Kpl

||.2N0Cl(g)D2N0(g)+Cl,(g)Kp2

I+H得2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g),则2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=Kp]-Kp2；该反应的

△H大于0：推理过程如下：设T'>T，即5<L，由图可知：

TT

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|=lgKpl(T)-lgKpl(T')i)iiJ：

lg[Kp2(T').Kpl(T')]>lg[Kp2(T)KpI(T)],即k(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反

应，即AH大于0；

(4)1.NOCl+hv——>NOCr

II.NOC1+NOCI*——>2NO+Cl2

I+11得总反应为2NOCI+hv=2NO+Ch，因此2moiNOCI分解需要吸收lmol光子能量，则分解

Imol的NOCI需要吸收0.5mol光子。

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5.(2021,全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列

问题：

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH,=+41

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)八凡=-90kJQno『

总反应的AH=kJmor1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量

变化的是(填标号)，判断的理由是.

体

体

系

系

能

能

量Q

A.

体

体

系

系

能

能

冰

量

C

反应进程反应进程

(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CC>2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇

的物质的量分数为x(CHQH),在t=250℃下的xlC&OH)〜p、在p=5xl0*a下的

x(CHQH)〜t如图所示。

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S

11

O0.0

O0S.9

(08

H

O067

0S6

rHl

u05

)S

x04

063

02

O.01

O.

。

200210220230240250260270280

t/℃

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=；

②图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是；

③当x(CHQH)=0.10时，CO?的平衡转化率a=,反应条件可能为—或—。

【参考答案】(1)-49A为正值，为和△”为负值，反应①的活化能大于反

应②的

p(Hq).p(CHQH)

3b总反应AH<0,升高温度时平衡向逆反应方向移动,

P(H2)P(CO2)

甲醇的物质的量分数变小33.3%5xl0sPa,210℃9xlOsPa,250℃

【答案解析】

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应”“示为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g).

该反应一般认为通过如下步骤来实现：①

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H1=+41k「mo「，②

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJEhior',根据曲斯定律可知，①+②可得二氧化

碳加氢制甲醇的总反应为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

AH=(+41kJjnol-1)+(-90kJLmol'')=-49kJLmor'；该反应总反应为放热反应，因此生

成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反

应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示

意图中能体现反应能量变化的是A项，故参考答案为：-49；A；AH1为正值，AH?为和

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2019-2021届高考化学真题(化学反应原理综合)专项习题训练

为负值，反应①的活化能大于反应②的。

<2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO?(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),因此

p(Hq)p(CHQH)

利用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式K=,故参考

p/(Hjpg)

P(HO)/7(CHOH)

答案为:25

p3(Hjp(COj

②该反应正向为放热反成，开高温度时平衡逆向移动，体系中X(CH3OH)将减小，因此图

中对应等压过程的曲线是b,故参考答案为：b：总反应AH<0,升高温度时平衡向逆反应方

向移动，甲醇的物质的量分数变小。

③设起始n(CC)2)=lmoLn(H2)=3mol,则

3H2(g)+CO2(g)QCH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol)3100/、

廿八、，当平衡时x(CHQH=0.10时，

转化(mol)3xxxx'

平衡(mol)3-3x1-xxx

x1—mol

Sz—=0.1,解得x=-mol,平衡时CO的转化率a=3=33.3%：

(3-3x)+(l-x)+x+x32——j-xv]100%

由图可知,满足平衡时x(CH30H)=0.10的条件有:5xlO5Pa,210c或9x10%,250c,

故参考答案为：33.3%；SxlO5Pa,210℃；9xlOsPa,250*0.

6.(2021•河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二

氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

(1)大气中的一氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关

物质的燃烧热数据如表：

物质(石墨，

H2(g)Cs)C6H6(I)

燃烧热△H(kJ・moP)-285.8-393.5-3267.5

(1)则25C时Hz(g)和C(石墨，s)生成C6H6(1)的热化学方程式为.

(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离:

①C5(g)=C02(aq)

+

@CO2(aq)+H2O(l)=H(aq)+HCO；(aq)

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25c时，反应②的平衡常数为七。

溶液中CO?的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为

ymol.L-^kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO?面的物质的量分数为x时,溶液中H*浓度

为mol・l_T（写出表达式，考虑水的电离，忽略HCOJ的电离）

（3）105℃时，将足量的某碳酸氢盐（MHCO3）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

2MHe0对日色M2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）,上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2（g）,再加入足量MHCC）3（S）,欲使平衡

时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CCMg）的初始压强应大于kPa。

（4）我国科学家研窕Li-COz电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的C02在—（填"正"或"负"）极发生电化学反应。

研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且C02电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按

以下4个步骤进行，写出步骤HI的离子方程式。

I.2CO2+2e-=C2OII-C20=CO2+CO1

-+

111.IV.CO3+2Li=Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，C02气体可被电化学还原。

1.co2在碱性介质中电还原为正丙醇（CH3cH2cH2OH）的电极反应方程式为。

H.在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上CO2电还原为C。的反应进程中（H+被还

原为血的反应可同时发生），相对能量变化如图.由此判断，CO?电还原为CO从易到难的顺

序为（用a、b、c字母排序）。

0.6860

>O.

>0.6127

3。)o.00

)0.51«a

判22

淀

褪

玄

去

出

矍0.22o.

0.00

0.08

2H*+2e*HOCO+H++e

反应历程反应历程

（a）CO工电还原为CO（b）H•电还原为Hj

1

【参考答案】(1)6C(石黑，s)+3H2(g)=C6H6(I)AH=49.1kJ-mor

(

2)dK2pxy

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(3)100.8

-

(4)正2cO；+CC)2=2CO，+C12CO2+18e+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO3C、b、a

【答案解析】

(1)根据表格燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)A，i=-393.5kJ・mo|T,

1

@H2(g)+-O2(g)=H2O(l)AH2=-285.8kJ-moF,③QH，"—O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)

22

△H3=-3267.5kTmoL,根据盖斯定律，[①X12+②x6]xg-(3得反应：6c(石墨，s)+3hh(g)=

CeHefl),AH=((-393.5kJ-mol-1)x12+(-285.8kJ,mof1)x6]x--(-3267.5kJ-moL)=49.1kJ-mol-1,

2

1

故参考答案为:6c(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(I)AH=49.1kJ'moF；

(2)由题可知，①CO?⑸口CO2(aq),@CO2(aq)+H2O(l)DH*(aq)+HCO；(aq).

c(H+)c(HCO-)

-1l

K?------；----；----又因为p(C02)=p(kPa)-x,则c(CO2)=y(mohL*kPa)p(CO2)=p•x-y

c(CO2)

mol/L,在忽略HCO；的电离时，c(H>c(HCO；),所以可得c(H*)=J^丽，故参考答案为:

[Kipxy；

0

(3)2MHCO3(S)DM2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比,

可用分压衣示物质的量浓度，平衡常数KP=PH,O，PCO,=-X46X-X46=529kPa\温度不变

--22

2

化学平衡常数跖不变，设平衡时，平衡体系中CO2的分压为x,WljK=pH;o-Pco2=529kPa,

529

Pc。?=-kPa=105.8kPa,CO2的初始压强等T平衡压强减去碳酸氢盐分解产生的CO2的分

压，即C02(g)的初始压强应大于105.8kPa-5kPa=100.8kPa,故参考答案为：100.8：

(4)①由题意知，Li-CO2电池的总反应式为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C.CO?发生得电子的还原

反应，则CO2作为电池的正极；CO?还原后与U♦结合成Li2c。3,按4个步骤进行，由步骤II

可知生成/CO7,而步躲IV需要CO：参加反应，所以步骤III的离子方程式为：

2CO，+CO2=2CO：+C.故参考答案为：止极；2cO；+CC>2=2CO；-+C；

②I.COz在碱性条件下得电;生成CH3cH2cH2OH,根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式

-

为：12CO2+18e'+4H2O=CH3CH2CH2OH