课时跟踪检测（三十五）化学反应原理综合题
1．(2024·福州质检)甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如下：
反应HCOOH(g)
CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________kJ·mol。
HCOOH(g)的影响。t ℃下，在一个容积
－1
(2)某科学小组研究压强对反应CO2(g)＋H2(g)
可变的密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，测得不同压强下平衡时容器内气体的浓度如下表：
实验编号 1 2 3
①平衡时，实验1的正反应速率________(填“＞”“＜”或“＝”)实验3的逆反应速率。
②由实验1的数据可计算t ℃时，该反应的平衡常数K＝________。 ③a＝________。
(3)经研究发现采用电还原法可将CO2转化为甲酸根离子，时还能提高CO2的转化效率。其电解原理如图所示，下列叙述确的是________。
A．Sn极的电极反应式为CO2＋2e＋HCO3===HCOO＋CO3 B．电解过程中K向Pt极移动 C．Pt极发生还原反应并有气体逸出 D．电解过程中HCO3浓度逐渐减小
(4)甲酸的用途之一是配制“缓冲溶液”，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化不大，能保持溶液pH相对稳定。(已知甲酸的电离平衡常数Ka＝1.8×10)
①现将等浓度甲酸与甲酸钠溶液混合，配成0.1 mol·L的HCOOH—HCOONa缓冲溶液。用离子方程式表示将少量强碱加入HCOOH—HCOONa缓冲溶液中，pH变化不大的原因
－1
－4
－＋
－
－
－
2－
反应压强 CO2 物质浓度/(mol·L) H2 0.3 HCOOH 0.9 0.4 －1p1 p2 p3 0.3 a 0.4 a 0.4 b 同正
________________________________________________________________________。
②若用100 mL 0.2 mol·LHCOOH溶液配制pH为4的缓冲溶液，需加入________(答案保留一位小数)mL 0.2 mol·L NaOH溶液。
解析：(1)根据图示，可知：①HCOOH(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋72.6 kJ·mol、②CO(g)11－1
＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol、③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝ 22－241.8 kJ·mol，根据盖斯定律，由①＋②－③，可得HCOOH(g)
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
CO2(g)＋H2(g) ΔH－1
＝＋72.6 kJ·mol－283.0 kJ·mol－(－241.8 kJ·mol)＝＋31.4 kJ·mol。(2)①实验1、2、3均在恒温恒压下进行，根据题表中数据可知，实验3达到的平衡相当于增大实验1的压强达到的平衡，增大压强，反应速率增大，因此平衡时实验1的正反应速率小于实验3的逆反应速率。②由实验1的数据可知，t ℃时该反应的平衡常数K＝＝10。③由于平衡常数只与温度有关，因此实验2的平衡常数K＝
c?HCOOH?0.9
＝c?CO2?·c?H2?0.3×0.3
0.4
＝10，解得a＝0.2。a×a(3)Sn极与电源负极相连，为阴极，CO2发生还原反应转化为甲酸根离子，电极反应为CO2＋2e
－
＋HCO3===HCOO＋CO3，A项正确；电解过程中阳离子向阴极移动，故K向Sn极移动，B项
－
＋
－－2－＋
错误；Pt极为阳极，发生氧化反应：2H2O－4e===O2↑＋4H，有O2逸出，C项错误；根据阴极的电极反应CO2＋2e＋HCO3===HCOO＋CO3可知，电解过程中HCO3浓度逐渐减小，D项正确。(4)①将少量强碱加入HCOOH—HCOONa缓冲溶液中，发生反应HCOOH＋OH===HCOO＋H2O，因此
－
－
－
－
－
2－
－
c?HCOO－?·c?H＋?－4溶液pH变化不大。②根据甲酸的电离平衡常数Ka＝＝1.8×10，该缓冲溶液
c?HCOOH?c?HCOO－?n?HCOO－?
pH为4，即c(H)＝10 mol·L，可知＝1.8，＝1.8；根据物料守恒，n(HCOO
c?HCOOH?n?HCOOH?
＋
－4
－1
－
1.8－1－
)＋n(HCOOH)＝0.1 L×0.2 mol·L＝0.02 mol，则n(HCOO)＝0.02 mol×；根据HCOOH
2.8
1.8－
＋NaOH===HCOONa＋H2O，n(NaOH)＝n(HCOO)＝0.02 mol×，故需加入NaOH溶液的体积为
2.81.81 000 mL－1
0.02 mol×÷0.2 mol·L×＝64.3 mL。
2.81 L
答案：(1)＋31.4 (2)①＜ ②10 ③0.2 (3)AD (4)①HCOOH＋OH===HCOO＋H2O ②64.3
2．(2024·河北九校联考)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
(1)以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
－
－
写出该制氢方法的总反应的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)工业上常用燃料与水蒸气反应制备H2和CO，再用H2和CO合成甲醇。其过程为： ①C(s)＋H2O(g)②CO(g)＋2H2(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·mol CH3OH(g) ΔH2
－1
－1
③CH3OH(l)===CH3OH(g) ΔH3＝＋37.4 kJ·mol
已知氢气、一氧化碳和甲醇的燃烧热分别为285.8 kJ·mol、283.0 kJ·mol和725.8 kJ·mol，则ΔH2＝________。
放氢
(3)MgH2可作为储氢材料，其热化学方程式为MgH2(s)储氢Mg(s)＋H2(g) ΔH＞0，根据平衡移动原理，欲使MgH2释放出氢气，可以采取的措施是________。
A．增加储氢材料的质量 B．减小压强 C．及时移走金属Mg D．使用催化剂
(4)用MgH2作储氢材料，单位储氢材料释放出氢气时，氢气的压强随时间的变化如图1所示，其中温度最高的为____。
－1
－1
－1
T2时，该反应的平衡常数Kp＝________Pa。(用含a的代数式表示)
(5)全固态锂离子电池的结构如图2所示，放电时电池反应为2Li＋MgH2===Mg＋2LiH。放电时，被氧化的元素是________，X极作________极。充电时，Y极的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析：(1)由图示可得反应Ⅰ：SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；反应Ⅱ：2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O；反应Ⅲ：2HI
热循环
H2＋I2，由反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ×2可得：2H2O=====2H2↑＋
O2↑。(2)分别写出表示氢气、一氧化碳、甲醇燃烧热的热化学方程式为a.H2(g)＋
11－1
O2(g)===H2O(l) ΔH4＝－285.8 kJ·mol；b.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH5＝－283.0 22
2024版高考化学一轮复习课时跟踪检测(三十五)化学反应原理综合题(含解析)新人教版
