2025-2026学年河南驻马店市第二高级中学等校高三下学期开学化学试题 含答案

/高三化学本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。5.可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16P-31S-32K-39Fe-56一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是A.掺杂在聚氯乙烯高分子链间的增塑剂能起到润滑的作用，有利于高分子链的运动B.低密度聚乙烯在较高压力和温度下加聚得到，支链较少，常用于生产薄膜和绝缘材料等C.聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线等D.用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，可得到含亲水基团的高聚物【答案】B【解析】【详解】A．增塑剂可以降低高分子链间的相互作用力，在聚氯乙烯高分子链间起到润滑作用，有利于高分子链的运动，A不符合题意；B．低密度聚乙烯确实是在较高压力和温度下由乙烯加聚得到，但它结构中支链较多，分子排列疏松密度低，并非支链较少，B符合题意；C．聚乳酸可生物降解，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可用于制作手术缝合线等医用材料，C不符合题意；D．带有强亲水基团的烯类单体发生聚合后，亲水基团会保留在高聚物结构中，因此可以得到含亲水基团的高聚物，D不符合题意；故答案选B。2.下列试剂需要保存在棕色细口玻璃瓶中的是A.新制氯水 B.片状NaOH固体 C.浓硫酸 D.氢氟酸【答案】A【解析】【详解】A．新制氯水中含有的HClO见光易分解，且氯水为液体，需要保存在棕色细口玻璃瓶中避光保存，A项符合题意；B．NaOH固体属于固体试剂，固体试剂应保存在广口瓶中，且NaOH性质稳定不需要避光保存，B项不符合题意；C．浓硫酸性质稳定，见光不分解，不需要保存在棕色试剂瓶中，密封保存在无色细口瓶即可，C项不符合题意；D．氢氟酸会与玻璃中的SiO2发生反应，腐蚀玻璃，不能保存在玻璃瓶中，一般保存在塑料瓶中，D项不符合题意；答案选A。3.下列化学用语或图示正确的是A.的VSEPR模型：B.的电子式：C.反应属于化学变化D.表示燃烧热热化学方程式：【答案】A【解析】【详解】A．中N原子为sp3杂化，VSEPR模型为四面体，含有一个孤电子对，A正确；B．阴离子是一个整体，不能拆写，B项错误；C．该反应属于核反应，不属于化学变化，C项错误；D．表示燃烧热热化学方程式中，的状态应为液态，D项错误。故选A。4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.常温下，12.4g白磷()中含有的键数目为B.标准状况下，等物质的量的HCl与所占的体积均为22.4LC.1mol溶于水，所得溶液中、、的微粒数目之和为D.常温下，1mol完全溶于稀氨水中，溶液呈中性，溶液中的数目为【答案】D【解析】【详解】A．P4的摩尔质量为124g/mol，12.4gP4物质的量为0.1mol；P4为正四面体结构，1个P4分子中含有6个σ键，因此0.1molP4中含有的σ键数目为0.6，A错误；B．标准状况下，只有1mol气体的体积才为22.4L，选项未说明HCl与CO2的物质的量为1mol，无法确定二者体积均为22.4L，B错误；C．Cl2溶于水存在可逆反应：，溶液中仍有未反应的分子，根据氯原子守恒可知，、、的微粒数目之和小于2，C错误；D．溶液呈中性，可得，根据电荷守恒，可推出；1mol可电离出1mol，因此，的数目为，D正确；故答案选D。5.下列图示中，实验操作或方法符合规范的是A．给试管中的液体加热B．氨气的尾气吸收C．观察金属钠与水的反应D．转移溶液A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】【详解】A．给试管内液体加热时，要求试管中液体体积不超过试管容积，A错误；B．极易溶于水，难溶于密度比水更大且与水不互溶的；该装置中导管伸入下层，不会发生倒吸，逸出到上层水后被水吸收，符合防倒吸的尾气吸收规范，B正确；C．钠与水反应剧烈，反应放热，可能出现液体迸溅，不能近距离凑近烧杯观察，该操作存在安全隐患，C错误；D．向容量瓶中转移溶液时，必须用玻璃棒引流，防止溶液洒出，D错误；故选B。6.有机物N是合成亮菌甲素的重要中间体，合成过程中一步反应如图。下列说法正确的是A.有机物M的分子式为 B.M、N、X均能与NaOH溶液反应C.可用溶液鉴别M和N D.X分子中含有手性碳原子【答案】B【解析】【详解】A．有机物M的分子式为，A错误；B．M分子中含有酚羟基，可与发生中和反应；N分子中含有酚羟基和酯基，酚羟基能与发生中和反应，酯基能在溶液中发生水解反应；X分子中含有酯基，能在溶液中发生水解反应，因此M、N、X均能与溶液反应，B正确；C．M和N分子中都含有直接连接在苯环上的酚羟基，二者都能与溶液发生显色反应（溶液显紫色），现象相同，因此无法用溶液鉴别M和N，C错误；D．手性碳原子是指连有四个不同原子或基团的饱和碳原子，分析X的结构可知，其分子中所有饱和碳原子均连接有相同的原子或基团，不存在手性碳原子，D错误；故答案选B。7.下列叙述均正确且存在关联的是选项叙述Ⅰ叙述ⅡA氮原子含孤电子对，氮原子上的电子云密度越大，碱性越强碱性：BLi、Na、K的最外层电子数相同加热条件下，Li、Na、K均能与氧气剧烈反应且产物均只为过氧化物C硝酸乙基铵固体是分子晶体，固体是离子晶体熔点：D苯氧基负离子可形成共轭体系，羟基的极性增强苯酚能与NaOH溶液反应，甲醇不能与NaOH溶液反应A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】【详解】A．是推电子基能使中氮原子电子云密度增大碱性增大，-F是吸电子基能使中氮原子电子云密度减小碱性减弱，碱性强弱关系为，A错误；B．金属活泼性越强与氧气反应产物越复杂，Li与氧气反应只能生成氧化锂，B错误；C．硝酸乙基铵中含有、[C2H5NH3]+故硝酸乙基铵为离子晶体，乙基使离子键的作用力减弱，故其熔点低于硝酸铵，C错误；D．苯酚分子中，氧原子的p电子与苯环的π电子形成共轭体系，使羟基的极性增强，显酸性可与氢氧化钠反应，而甲基是推电子基，所以甲醇中—OH中的氢原子难离去，无法与氢氧化钠反应，D正确；故选D。8.元素X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中只有Y、Z、W在同一周期，T的价层电子排布式为，基态原子未成对电子数大小关系为。下列说法错误的是A.的空间结构为平面三角形 B.元素的电负性大小：C.和均为非极性分子 D.含氧酸的酸性：【答案】D【解析】【分析】根据T的价层电子排布式以及构造原理，推出n=3，即T为Cl，只有Y、Z、W在同一周期，则这三种元素位于第二周期，根据未成对电子数大小关系，Y和W未成对电子数相等，则Y为C，W为O，根据原子序数增大，推出Z为N，X为H，据此分析；【详解】A．NO中N的价层电子对数=3+=3，空间构型为平面正三角形，故A说法正确；B．同周期从左向右电负性逐渐增大(稀有气体除外)，三种元素电负性大小顺序O＞N＞C，故B说法正确；C．YX4、YW2分子式分别为CH4、CO2，空间构型分别为正四面体、直线型，正负电荷中心重合，因此均为非极性分子，故C说法正确；D．C、N含氧酸种类较多，题中没有指明最高价含氧酸，本题不能通过非金属性强弱判断酸性强弱，故D说法错误；答案为D。9.利用如图装置探究乙醇的催化氧化反应，下列说法错误的是A.设置试管a的实验目的是做空白对照B.用热水浴加热试管a和试管b能使液体受热均匀C.若d中未观察到银镜现象，说明c中乙醇已被氧化为乙酸D.c中的铜丝由黑变红，发生的反应为【答案】C【解析】【分析】b中乙醇汽化进入c中被催化氧化生成乙醛，乙醛和银氨溶液在水浴加热条件下能发生银镜反应，据此分析作答。【详解】A．a试管中为乙醇与银氨溶液的混合液，乙醇无醛基，银镜反应需醛基且水浴加热，乙醇不能发生银镜反应，因此试管a的实验目的是做空白对照，A项正确；B．烧杯中热水提供稳定温度，使乙醇均匀受热、平稳汽化，B项正确；C．乙醇催化氧化直接产物是乙醛，若d中未观察到银镜现象，可能是因为反应未发生、生成的乙醛未进入试管d或实验条件控制不当，不能说明乙醇被氧化为乙酸，且乙酸也不能发生银镜反应，C项错误；D．c中铜丝变黑是Cu被O2氧化为CuO，后变红是CuO与乙醇反应生成Cu，反应为，D项正确；答案选C。10.一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储电，白天通过打开、关闭制氢。下列说法错误的是A.白天制氢时，电势：B.晚间储电时，溶液中从N极室向M极室移动C.储电时的总反应为D.理论上生成1mol，溶液中的质量减少32g【答案】B【解析】【分析】首先明确两个过程的电极性质：晚间储电为电解池过程，，S平均化合价降低，是得电子的还原反应，该反应发生在N极，因此N是电解池阴极，电极反应：，M是阳极，电极反应：；白天制氢为原电池过程，电极连接不变，M为电源正极，N为电源负极，据此分析；【详解】A．制氢时，正极（M）电势高于负极（N），因此电势，A正确；B．电解池中阳离子向阴极移动，晚间储电时N为阴极，B错误；C．阴极电极反应：，阳极电极反应：，两式相加得总反应：，C正确；D．生成时，M极反应为，转移电子；N极反应为，每转移电子消耗，质量为，因此质量减少，D正确；故选B。11.我国科研团队设计了单原子与共修饰的催化剂，在流动相反应系统中，采用化学循环策略，利用化学循环过程将甲烷转化分解为两个连续的过程：甲烷转化反应和催化剂再生反应。机理如图(图中、分别表示光生空穴、光生电子)。下列说法错误的是A.在该反应机理中作为光生空穴的转移载体B.步骤②中涉及极性共价键的断裂与形成C.步骤③可表示为D.步骤②中消耗的由步骤①补充【答案】C【解析】【详解】A．根据图示可知，步骤①为，则可能作为光生空穴的转移载体，A项正确；B．步骤②中CH4的C-H极性共价键断裂，同时生成，其中O-H极性共价键形成，涉及极性共价键的断裂与形成，B项正确；C．步骤③产物为，则步骤③可表示为，C项错误；D．步骤②消耗生成，步骤①为，补充了消耗的，D项正确；答案选C。12.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，湿法制备高铁酸钾的工艺流程如下。下列说法正确的是A.反应①在低温下进行，所得溶液具有漂白性B.反应②中体现强氧化性C.反应③说明溶解性：D.理论上，参加反应可得到【答案】A【解析】【分析】将氯气与氢氧化钠溶液混合发生反应：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，将次氯酸钠与硝酸铁混合发生反应，其离子方程式为：，加入氢氧化钾溶液，生成高铁酸钾，高铁酸钾溶解度小于高铁酸钠溶解度，析出高铁酸钾晶体；【详解】A．氯气与氢氧化钠溶液在温度较低时混合发生反应生成次氯酸钠有漂白性，温度较高时生成氯酸钠，A正确；B．反应②为，Fe元素化合价由+3价升高为+6价，被氧化，体现还原性，B错误；C．反应③发生的反应为：2KOH(aq)+Na2FeO4(aq)=K2FeO4(s)+2NaOH(aq)，可推测溶解度，C错误；D．题目中未标明所处的温度和压强，故无法计算，D错误；故选A。13.(铁氰化钾)可用于检验，产生特征蓝色沉淀(滕氏蓝)，滕氏蓝可作蓝色颜料。滕氏蓝晶体的晶胞结构如图(正方体结构，省略了)，晶胞边长为dnm，P原子坐标为。已知：的摩尔质量为。下列说法正确的是A.中提供孤电子对形成配位键的原子为NB.Q处坐标为C.和的最近距离为D.滕氏蓝晶体的密度为【答案】C【解析】【详解】A．中配体为，配体中C、N均有孤电子对，但C电负性更小，更容易提供孤电子对，因此配位原子是C，A错误；B．晶胞结构为正方体，已知P原子位于坐标原点(0,0,0)，Q点K+处于晶胞体对角线上，与x-z平面右上角原子相连，故其坐标为，B错误；C．晶胞结构中可以发现所有钾离子位于立方体中其中的4个小立方体的体心，而距离其中一个钾离子最近的亚铁离子其实是小立方体的顶点，故最短距离是“小立方体的体对角线的一半”，即立方体的体对角线的。已知立方体的边长是dnm，则体对角线长度为，故亚铁离子和钾离子的最短距离是，C正确；D．晶体密度与晶胞计算公式为，根据晶胞结构可确定，的个数为4，铁氰化钾单元数为4，则，晶胞的边长为dnm即，则，故密度为，D错误。14.已知25℃下，。25℃下，向、的混合溶液（的浓度均为）中逐滴加入醋酸溶液，混合溶液的电导率、pOH随加入醋酸溶液的体积的变化如图所示。已知：。下列说法错误的是A.a点溶液的B.若点，则C.c点时溶液的溶质含和D.d点，此时水电离出的【答案】B【解析】【分析】原混合液为和，故；滴加醋酸时，先和强碱反应，再和弱碱反应；图像中下降曲线为电导率，上升曲线为，且，据此分析解答。【详解】A．a点为原混合液，完全电离出，再加电离出额外，故总，，下，A正确；B．滴加醋酸时，先中和，b点是恰好完全反应的点，此时，，故浓度，B错误；C．b点已经完全中和为，b到c段是醋酸中和，c点恰好完全反应生成，故c点溶质为和，C正确。D．d点pOH=7，则溶液pH=7，溶液呈中性。任何水溶液中，水发生电离，水电离出的和浓度永远相等，与溶液酸碱性无关，D正确；故答案选择B。二、非选择题：本题共4小题，共58分。15.y呋喃丙烯酸难溶于水，易溶于乙醇或碱性溶液，广泛应用于医药、化妆品、香料等的合成。实验室制备呋喃丙烯酸的原理及实验装置如下：已知：呋喃甲醛的沸点为162℃；乙酸酐的沸点为140℃，遇水易水解。实验步骤：Ⅰ．制备呋喃丙烯酸向100mL三颈烧瓶中依次加入5.0mL(密度为)呋喃甲醛和6.0g，再滴加14mL乙酸酐，缓慢加热使温度稳定在140℃后，持续回流反应1.5h。Ⅱ．纯化呋喃丙烯酸将步骤Ⅰ中反应所得的混合物转入盛有100mL蒸馏水的烧杯中，加入固体调节pH至8~9，过滤；将滤液转入烧杯，并放入冰水浴中，边搅拌边滴加浓盐酸，产生沉淀，再次过滤，用少量的蒸馏水洗涤晶体2次，得到粗产品。将粗产品进一步纯化，最终获得4.40g呋喃丙烯酸样品。Ⅲ．测定呋喃丙烯酸样品的纯度称取0.3027g呋喃丙烯酸样品，用一定量的乙醇水溶液溶解，加入2~3滴酚酞指示剂，用溶液进行滴定，重复三次，平均消耗NaOH溶液的体积为17.57mL。回答下列问题：（1）仪器a的名称是___________，其作用是___________。（2）步骤Ⅱ中加入固体的作用是___________。（3）配制的NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有___________(填标号)。A．玻璃棒B．烧杯C．100mL容量瓶D．干燥管E．胶头滴管F．锥形瓶（4）步骤Ⅱ中“进一步纯化”的操作名称是___________。（5）步骤Ⅲ中滴定时的下列操作中，可能使所测纯度偏低的是___________(填标号)。A．碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液B．滴定前盛放呋喃丙烯酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C．滴定过程中摇动锥形瓶时有液滴溅出D．读取NaOH溶液体积时，开始时仰视读数，滴定结束时俯视读数E．碱式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失（6）制得的呋喃丙烯酸晶体的纯度为___________%(保留一位小数)。【答案】（1）①.干燥管②.防止空气中的水蒸气进入烧瓶，使乙酸酐水解（2）将呋喃丙烯酸转化为易溶于水的盐（3）ABCE（4）重结晶（5）CD（6）96.1【解析】【分析】将呋喃甲醛与碳酸钾加入到三颈烧瓶中，用恒压滴液漏斗滴加乙酸酐，在加热的条件下发生反应生成呋喃丙烯酸与乙酸，球形冷凝管可将气化的乙酸酐冷凝回流至三颈烧瓶中继续反应；反应结束后，利用呋喃丙烯酸难溶于水，易溶于乙醇或碱性溶液进行分离提纯；【小问1详解】a为干燥管，由于乙酸酐遇水易水解，故需保持无水环境，故a的作用防止空气中的水蒸气进入烧瓶，使乙酸酐水解；【小问2详解】呋喃丙烯酸难溶于水，加入碳酸钠固体，可使呋喃丙烯酸转化为呋喃丙烯酸钠，可溶于水，利于分离提纯，故其作用为：将呋喃丙烯酸转化为易溶于水的盐；【小问3详解】配制的NaOH溶液需要用到100mL容量瓶，溶解固体氢氧化钠时需要用到烧杯、玻璃棒，定容时需要用到胶头滴管，故所需仪器除量筒外还需：ABCE；【小问4详解】由于产品难溶于水，所以步骤Ⅱ中“进一步纯化”是通过重结晶操作将产品与可溶于水的杂质分离；【小问5详解】A．碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液，导致标准NaOH溶液浓度偏小，滴定时所需标准液增加，纯度偏大，A错误；B．滴定前盛放呋喃丙烯酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥，对呋喃丙烯酸的总量无影响，故对纯度无影响，B错误；C．滴定过程中摇动锥形瓶时有液滴溅出，则所测待测液有损失，所需标准液减少，所测纯度偏小，C正确；D．读取NaOH溶液体积时，滴定管刻度上大下小，开始时仰视读数，则起始读数偏大，滴定结束时俯视读数，则结束读数偏小，故读取所用标准液体积偏小，故所测纯度偏低，D正确；E．碱式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，所用标准液偏多，所测纯度偏高，E错误；故选CD。【小问6详解】实验中晶体质量为0.3027g，平均消耗NaOH溶液的体积为17.57mL，消耗NaOH的物质的量，样品中呋喃丙烯酸的质量为，则呋喃丙烯酸的纯度为；16.某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料(含有以及少量Fe、Al等)制备和冰晶石的工艺流程如图。已知：①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。金属离子开始沉淀时的pH4.02.77.67.0沉淀完全时的pH5.23.79.69.0②。③(冰晶石)的。回答下列问题：（1）“预处理”包括放电、拆解、粉碎正极材料。粉碎正极材料的目的是___________。（2）“酸浸”时，可转化为、，反应中溶液的作用是___________；若用浓盐酸代替和的混合液，缺点是___________。（3）用氨水“调pH除铁”时，调节pH的范围为___________。（4）“沉钴”时若用饱和碳酸钠溶液代替碳酸氢铵溶液，则得到的沉淀为，写出该反应的离子方程式：___________。（5）“碱浸”后向所得浸出液中通入过量的，生成反应的离子方程式为___________。（6）合成冰晶石时调节pH，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成，此时溶液的pH至少应大于___________；若结晶后溶液中，则的浓度为___________。【答案】（1）增大接触面积，提高浸取速率（2）①.作还原剂，将三价钴转化为二价钴②.会产生，污染环境（3）3.7～7.0（4）（5）（6）①.3.2②.【解析】【分析】该工艺流程以废旧锂离子电池正极材料(含LiCoO2及少量Fe、Al等)为原料，先经预处理后用NaOH溶液碱浸，使Al转化为铝盐进入浸出液，浸出液通过量CO2沉淀得到Al(OH)3，再经HF、Na2SO4等处理制备冰晶石；碱浸后的浸渣用硫酸与H2O2酸浸，将LiCoO2及Fe等溶解，随后加氨水调pH除铁，再加入NH4HCO3沉钴得到CoCO3，CoCO3经灼烧制得Co3O4，同时得到含锂回收液，实现了钴、铝、锂的资源化回收与高价值产品制备。【小问1详解】粉碎正极材料的目的是增大反应物接触面积，加快浸出速率，提高浸出率。【小问2详解】在“酸浸”过程中，LiCoO2中的钴元素从+3价被还原为+2价，因此H2O2溶液的作用是作还原剂；若用浓盐酸代替硫酸和H2O2的混合液，LiCoO2会与浓盐酸反应生成有毒的氯气，其缺点是会产生有毒的Cl2气体，污染环境。【小问3详解】根据表格数据，要使完全沉淀，溶液的pH需要大于等于3.7；要防止

沉淀，溶液的pH需要小于7.0。因此，调节pH的范围为。【小问4详解】与发生双水解反应生成和二氧化碳，反应的离子方程式为。【小问5详解】“碱浸”后，铝元素以形式存在于溶液中。通入过量生成沉淀，反应的离子方程式为。【小问6详解】要使溶液中，根据HF的电离平衡，其电离常数

。由

可得：，即。所以，

，此时溶液的pH至少应大于3.2。冰晶石

的溶度积表达式为；已知

，。则

，所以

的浓度为。17.的资源化利用能有效减少的排放，充分利用碳资源。回答下列问题：方法一：还原制取。该反应体系中，主要发生反应的热化学方程式有：反应Ⅰ：反应Ⅱ：（1）利用上述反应计算的___________，则该反应一般在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。（2）向恒压密闭容器中通入1mol和4mol，发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时体系内、CO、的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图1所示。①结合上述反应，解释图中的物质的量随温度升高先增大后减小的原因：___________。②一定条件下，经tmin后反应达到平衡，，，则甲烷的选择性___________，该条件下反应Ⅱ的平衡常数___________(保留两位有效数字)。③在实际生产中为了提高化学反应速率和甲烷的选择性，应当___________。方法二：电化学法将还原。（3）采用电化学方法将转化为HCOOH，装置如图2所示。电极B上的电极反应式是___________。（4）催化电解法也可将转化为其他有机物。金属Cu/La复合电极材料电催化还原制备甲醛和乙醇的可能机理如图3所示。研究表明，在不同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图4所示。①X为___________。②与单纯的Cu电极相比，利用Cu/La复合电极材料电催化还原的优点是___________。【答案】（1）①.②.高温（2）①.约600℃之前，温度对反应Ⅰ的影响更大，物质的量总量上升；约600℃之后，温度对反应Ⅱ的影响更大，物质的量总量下降②.60%③.0.56④.选择合适的催化剂(或增大压强)（3）（4）①.(或、)②.降低了活化能，加快了生成乙醇与甲醛的速率，提高了乙醇的选择性【解析】【小问1详解】已知：反应Ⅰ：反应Ⅱ：目标反应：根据盖斯定律，目标反应=反应Ⅱ反应Ⅰ，则；该反应（吸热），且反应后气体分子数增多（，熵增）。根据自发反应判据，高温下有利于反应自发进行。【小问2详解】①反应Ⅰ为放热反应，升温平衡逆向移动，的平衡物质的量趋于增加；反应Ⅱ为吸热反应，升温平衡正向移动，的平衡物质的量趋于减少。在约之前，温度对反应Ⅰ平衡的影响占主导，故的物质的量随温度升高而增加；在约之后，温度对反应Ⅱ平衡的影响占主导，故的物质的量随温度升高而减少。②由题，通入，平衡时、，根据碳原子守恒得，则甲烷选择性。初始，，平衡，，。由反应Ⅰ：生成，消耗、，生成；由反应Ⅱ：生成，消耗、，生成；则平衡时，，总物质的量。因此各物质分压：，，，，得。③催化剂能加快反应速率且可调控反应方向，实际生产中应选择合适的催化剂（或适当增大压强，促进放热的反应Ⅰ正向进行，提高甲烷选择性）。【小问3详解】电极B为阴极，得电子并结合生成，电极反应式为。【小问4详解】