热点6 能源化工与化学反应原理-2020年高考化学【热点·重点·难点】专练

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 Ⅰ 克劳斯法 Ⅱ 铁盐氧化法 Ⅲ 光分解法 ①反应Ⅰ的化学方程式是________。 ②反应Ⅱ：____+ 1 H2S == ____Fe2+ + ____S↓ + ____（将反应补充完整）。 ③反应Ⅲ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Ⅲ硫的产率低，反应Ⅱ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。 ①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： ⅰ．Fe2+ - e- = Fe3+ ⅱ．2H2O -4e-=O2 +4H+，_______（写离子方程式）。经确认，ⅰ是产生Fe3+的原因。过程乙可行。 ②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Ⅱ、Ⅲ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：________。 2.（2019·安徽省六安市第一中学高考模拟）H2是一种重要的清洁能源。 （1）2018年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如图所示（空气中N2与O2的物质的量之比按4：1计）。工作过程中，膜I侧所得 =3，则膜I侧的电极方程式为________________________。 （2）已知: CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol， CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3= -41.1 kJ/mol，H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1，则ΔH1=_____________ kJ/mol，该反应自发进行的条件为_________。 A.高温 B.低温 C.任何温度条件下 （3）恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中加入1mol CO和2.2 mol H2，发生反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。 P1_______P2，判断的理由是____________________________。 （4）若反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L的密闭容器中发生，反应过程中各物质的物质的量随时间变化见下表所示： 时间/min 0 5 10 15 H2 4 2 CO 2 1 CH3OH(g) 0 0.7 ①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_____(填字母)； A.容器内压强保持不变 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH) C.混合气体的相对分子质量保持不变 D.混合气体的密度保持不变 ②若起始压强为P0 kPa，则在该温度下反应的平衡常数Kp=__________(kPa)-2。（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ③反应速率若用单位时间内分压的变化表示，则10min内H2的反应速率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) △H＝＋248kJ·mol－1、△S＝310J •mol-1·K-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 mol·L－1的CH4与