（江苏专用）2020版高考化学一轮复习专题9化学反应速率化学反应的方向和限度课件.pptx

专题9 化学反应速率 化学反应的方向和限度,高考化学 (江苏省专用),A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,考点一 化学反应速率,1.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓 度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 ( ),A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,答案 D 本题考查依据影响化学反应速率的因素识图的能力。A项,从图甲看出,相同时间 内,起始c(H2O2)越大,H2O2的浓度变化量越大,即分解速率越快,错误;B项,从图乙看出,NaOH溶 液浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,错误;C项,从图丙看出,0.1 molL-1 NaOH与1.0 molL- 1 NaOH所示曲线相比,0.1 molL-1 NaOH对应曲线表示的H2O2分解速率快,错误;D项正确。,审题方法 三审清 一审题干,审清关键词; 二审题图,审清图中标注的数据; 三审选项,审清选项中所表明的具体结论。,2.(2012江苏单科,10,2分)下列有关说法正确的是 ( ) A.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的H0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和H2的平衡转化 率均增大 D.水的离子积常数KW随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应,答案 B A项,该反应的S0,室温下不能自发进行,说明该反应的H0;B项,镀层受损后, 铁、铜在潮湿的环境中形成原电池,铁为负极,更易被腐蚀;C项,正反应的H0,升高温度,平衡 逆向移动,H2的平衡转化率减小;D项,温度升高,KW增大,平衡正向移动,说明水的电离是吸热反 应。,3.(2016江苏单科,10,2分)下列图示与对应的叙述不相符合的是 ( ),A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化 B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程 D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线,答案 A 燃料的燃烧反应均为放热反应,反应物的能量应高于生成物的能量,故A项叙述与 图甲不相符。,知识拓展 放热反应:反应物总能量生成物总能量。 吸热反应:反应物总能量生成物总能量。,4.2015江苏单科,16(1)(3),6分以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻 质CaCO3。 (1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(S )随时间变化见下图。清液pH11时CaSO4 转化的离子方程式为 ;,能提高其转化速率的措施有 (填序号)。 A.搅拌浆料 B.加热浆料至100 C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率 (3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大 的原因是 。,答案 (1)CaSO4+2NH3H2O+CO2 CaCO3+2N +S +H2O或CaSO4+C CaCO3+S AC (3)浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出,解析 (1)当清液pH11时,溶液呈较强的碱性,说明通入的CO2量还较少,不会生成HC ,因此 转化的离子方程式为CaSO4+2NH3H2O+CO2 CaCO3+2N +S +H2O或CaSO4+C CaCO3+S ;要提高转化速率,可通过搅拌浆料,以增大反应物的接触面积,或增大反应物氨水 的浓度来实现,故选AC,若加热浆料至100 ,会造成NH3H2O的大量分解及NH3的逸出,不仅不 能提高转化速率,还会降低产品产率,故B项不正确,而D项显然是不合理的。 (3)NH4Cl溶液中存在水解平衡N +H2O NH3H2O+H+,升温,平衡右移,c(H+)增大,CaO+2H+ Ca2+H2O,从而使溶液中c(Ca2+)增大。,解题关键 工艺流程题中方程式的书写应重点关注参加反应的原料和生成的物质,也要特别 注意箭头的方向。,易错警示 通常情况下,升温能加快反应速率,但此题中加热至100 会大大减小氨水的浓度, 从而使转化速率减小。,考点二 化学平衡状态和化学平衡常数,5.(2011江苏单科,12,4分)下列说法正确的是 ( ) A.一定温度下,反应MgCl2(l) Mg(l)+Cl2(g)的H0、S0 B.水解反应N +H2O NH3H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 D.对于反应2H2O2 2H2O+O2,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率,答案 AD B项,水解反应为吸热反应,升温平衡正向移动;C项,发生的均是氧化反应。,6.(2010江苏单科,8,4分)下列说法不正确的是 ( ) A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加 B.常温下,反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)不能自发进行,则该反应的H0 C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率 D.相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱,答案 AC A项,铅蓄电池放电过程中,负极和正极的质量均增加,故不正确;C项,催化剂可以 改变化学反应速率,但不能使平衡移动,即不能提高反应物的平衡转化率,故不正确。,7.(2013江苏单科,15,4分)一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其正反应放 热。现有三个相同的2 L恒容绝热 (与外界没有热量交换)密闭容器、,在中充入 1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,在中充入2 mol CO和2 mol H2O, 700 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是 ( ) A.容器、中正反应速率相同 B.容器、中反应的平衡常数相同 C.容器中CO的物质的量比容器中的多 D.容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1,答案 CD 由题意可知容器中反应从正向开始,反应放热,容器内温度升高,容器中反应 从逆向开始,反应吸热,容器内温度降低,两容器中温度不同,正反应速率不相同,A项错误;容器 、中反应达平衡状态时放出热量不同,而容器为绝热容器,故两容器中温度不同,平衡常数 不同,B项错误;容器中反应放热,容器内温度升高,CO转化率降低,容器中反应吸热,容器内 温度降低,CO产率降低,平衡时容器中CO的物质的量比容器中多,C项正确;若容器、 中的反应在相同温度下进行,反应达平衡时,中CO转化率和中CO2转化率之和等于1,由题 意可知,达平衡时中温度升高,中温度降低,中CO转化率降低,中CO2转化率也降低,两 者转化率之和必小于1,D项正确。,易错警示 反应体系压强增大,反应速率不一定增大,如只有固体或纯液体参加的反应体系; 外界条件改变,化学平衡不一定移动,如改变固体或纯液体的量,平衡不移动;化学平衡向 右移动,反应物的转化率不一定都增大,如两种反应物参与的反应,增大某种反应物的浓度,该 反应物转化率减小。,易错警示 平衡常数K只与温度有关,因此无论其他条件如何改变,只要温度不变,K就不变。,8.2018江苏单科,16(2),4分以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫 酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下: (2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。,已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率=(1- )100% 不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时,去除的硫元素主要来源于 。 700 焙烧时,添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是 。,答案 (2)FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中,解析 (2)FeS2在低于500 焙烧时能与空气中的O2反应生成Fe2O3和SO2,发生的反应为 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,故不添加CaO的矿粉在焙烧时去除的硫元素主要来源于FeS2; 700 焙烧时,添加CaO后,硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中,使矿粉硫去除率降低。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 化学反应速率,1.(2019课标,28,14分)水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要 用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题: (1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部 分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO 还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小 于”)。 (2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应, 则平衡时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。 A.0.50 (3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如 图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。,可知水煤气变换的H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活 化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式 。 (4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示), 催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的 和pCO相等、 和 相等。,计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率 (a)= kPamin-1。467 时 和pCO随时 间变化关系的曲线分别是 、 。489 时 和pCO随时间变化关系的曲线分 别是 、 。,答案 (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*) (4)0.004 7 b c a d,解析 本题涉及化学反应速率、化学平衡的相关计算及化学平衡移动的影响因素,主要考查 学生运用图表、图形分析和解决化学问题的能力。借助水煤气变换反应认识化学变化有一 定限度、速率,体现变化观念与平衡思想的学科核心素养。 (1)相同温度下,分别用H2、CO还原CoO(s),平衡时H2的物质的量分数(0.025 0)大于CO的物质 的量分数(0.019 2),说明转化率:H2H2。 (2)利用“三段式”解答。721 时,设气体反应物开始浓度均为1 molL-1,则 H2(g)+CoO(s) Co(s)+H2O(g) 起始(molL-1) 1 0 转化(molL-1) x x 平衡(molL-1) 1-x x 则有 =0.025 0,解得x=0.975,故K1= = =39; CO(g)+CoO(s) Co(s)+CO2(g) 起始(molL-1) 1 0 转化(molL-1) y y 平衡(molL-1) 1-y y,则有 =0.019 2,解得y=0.980 8,故K2= = = 51; CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始(molL-1) 1 1 0 0 转化(molL-1) z z z z 平衡(molL-1) 1-z 1-z z z 则有K3= = = ,解得z=0.532 7。 H2的物质的量分数为 =0.266 4,故选C。 (3)观察计算机模拟结果,据H=生成物总能量-反应物总能量,可知H=-0.72-00;该历程中最 大能垒(活化能)E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,该步骤的化学方程式为COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*或H2O* H*+OH*。 (4) (a)= 0.004 7 kPamin-1;据“先拐先平数值大”原则,结合图像可知,虚线 (a、d)表示489 时气体分压变化曲线,实线(b、c)表示467 时气体分压变化曲线;当温度由,467 升至489 时,平衡逆向移动,则 减小,pCO增大,由图像可知,ba气体分压减小,故曲线b 表示467 时 变化曲线,曲线a表示489 时 变化曲线;cd气体分压增大,则曲线c表示 467 时pCO变化曲线,曲线d表示489 时pCO变化曲线。,疑难突破 本题难点为(2)小题,解题关键是明确三个可逆反应的平衡常数之间的关系,运用 “三段式”仔细计算;(4)小题根据“先拐先平数值大”原则判断不同温度时对应的曲线(实 线、虚线),再根据温度变化对平衡移动的影响确定不同温度时的 、pCO变化曲线。,2.2015课标,27(1)(4),10分硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为 Mg2B2O5H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺 流程如图所示: 回答下列问题: (1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式 。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有 (写出两条)。 (2)利用 的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 。(写化学式) (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再调节溶液的pH约为5,目的,是 。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。,答案 (1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒 径(2分) (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分) (3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分) (4)(七水)硫酸镁(1分),解析 (1)硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方 程式为:Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度 外,还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。 (2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性将其从“浸渣”中分离;“浸渣”中还剩余的物质是SiO2和Ca- SO4。 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH约为5,使Al3+ 和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。 (4)“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐,故为(七水)硫酸镁。,3.(2017课标,13,6分)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解 能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关 离子浓度的关系图,下列说法错误的是 ( ) A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7 B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl- 2CuCl C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好 D.2Cu+ Cu2+Cu平衡常数很大,反应趋于完全,考点二 化学平衡状态和化学平衡常数,答案 C 依据图中数据,选择一个坐标点(1.75,-5),lg =-5,c(Cu+)=10-5 molL-1, -lg =1.75,c(Cl-)=10-1.75 molL-1,Ksp(CuCl)=c(Cu+)c(Cl-)=110-6.75,则Ksp(CuCl)的数量级为10-7,A 正确;Cu和Cu2+发生氧化还原反应生成Cu+,Cu+与Cl-形成CuCl沉淀,B正确;Cu是固体,其量的多 少不会引起平衡移动,对除Cl-无影响,C错误;2Cu+ Cu2+Cu的平衡常数很大,说明反应正向进行的程度很大,反应趋于完全,D正确。,知识拓展 化学平衡常数的应用,1.化学平衡常数越大,反应物的转化率越大,反应进行的程度越大。,2.Qc=K时,化学反应达平衡; QcK时,化学反应逆向进行。,4.2019课标,28(1)(3),11分近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产 出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问 题: (1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料 浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系:,可知反应平衡常数K(300 ) K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为 c0,根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K(400 )= (列出计算 式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c (HCl) c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行: CuCl2(s) CuCl(s)+ Cl2(g) H1=83 kJmol-1 CuCl(s)+ O2(g) CuO(s)+ Cl2(g) H2=-20 kJmol-1 CuO(s)+2HCl(g) CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1 则4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJmol-1。 (3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是 。(写出2种),答案 (1)大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 (2)-116 (3)增加反应体系压强、及时除去产物,解析 本题涉及的考点有化学平衡常数的计算及影响因素、外界条件对转化率的影响、利 用盖斯定律计算H。考查学生对图像的理解,获取有关知识并进行加工、吸收的能力和运用 相关知识分析、解决简单化学问题的能力。体现了化学变化有一定限度,是可以调控的,体现 了变化观念与平衡思想的学科核心素养。 (1)由题图可知,温度升高,HCl平衡转化率降低,即平衡逆向移动,则该可逆反应的正反应是放 热反应,故K(300 )K(400 );随着进料浓度比c(HCl)c(O2)逐渐增大,HCl平衡转化率逐渐 降低,所以图中三条曲线由上到下分别对应的进料浓度比c(HCl)c(O2)为11、41、71, 400 、c(HCl)c(O2)=11时,HCl的平衡转化率为84%。设HCl初始浓度为c0(O2初始浓度也 为c0),则平衡时HCl、O2、Cl2、H2O(g)的浓度分别为(1-0.84)c0、(1-0.21)c0、0.42c0、0.42c0,则 K(400 )= = 。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低,导致 平衡时气体中混有大量O2,增大分离能耗;进料浓度比c(HCl)c(O2)过高,会导致平衡时HCl转 化率较低。 (2)将题给反应过程依次记为、,则根据盖斯定律,由2+2+2可得到4HCl(g) +O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H=2H3+2H2+2H1=-116 kJmol-1。(3)温度一定的条件下,提,高某种反应物的转化率的方法有适当提高另一种反应物的浓度、及时分离产物、改变体系 压强等,而该反应是一个气体分子数减小的反应,故应增大压强使平衡正向移动。,规律总结 对于放热反应,温度越高平衡常数K值越小;反之,对于吸热反应,温度越高平衡常数 K值越大。,方法技巧 提高某种反应物转化率的方法 改变温度(吸热反应升温,放热反应降温); 改变压强; 增大另一种反应物的浓度; 及时分离气态产物。,5.2019天津理综,7(5),2分氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序 数依次增大的同族元素。回答下列问题: (5)在1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体,t 时发生如下反应: PH4I(s) PH3(g)+HI(g) 4PH3(g) P4(g)+6H2(g) 2HI(g) H2(g)+I2(g) 达平衡时,体系中n(HI)=b mol,n(I2)=c mol,n(H2)=d mol,则t 时反应的平衡常数K值为 (用字母表示)。,答案 (5)(b+ )b,解析 (5)由反应可知,生成c mol I2应消耗2c mol HI,同时生成c mol H2,故反应中生成HI的 总物质的量为(b+2c) mol,同时生成(b+2c) mol PH3。反应中生成H2的物质的量为(d-c) mol, 消耗PH3的物质的量为 (d-c) mol,则平衡体系中PH3的物质的量为(b+ ) mol。t 时反 应的平衡常数K=c(HI)c(PH3),容器体积为1 L,故K=(b+ )b。,解题关键 (5)题中三个反应为连锁反应,求反应的平衡常数(K)的关键是求出平衡体系中 PH3的物质的量。,6.(2015课标,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3 回答下列问题: (1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:,由此计算H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJmol-1。 (2)反应的化学平衡常数K表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度 变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。 图1 图2 (3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2所示。(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是,;图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。,答案 (1)-99 +41(每空2分,共4分) (2)K= 或Kp= (1分) a 反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分) (3)减小 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸 热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2 分,共3分) p3p2p1 相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而 反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转 化率升高(每空2分,共4分),解析 (1)由反应热与键能的关系可得,H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依据盖斯定律知,反应=-,则H3=H2-H1=-58 kJmol-1- (-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。 (2)由化学平衡常数的定义知,K= ;H10,即反应是放热反应,升高温度,K值减 小,故a曲线能正确反映平衡常数K随温度变化的关系。,思路分析 (1)根据盖斯定律计算反应的反应热; (2)化学平衡常数只受温度影响,根据温度对平衡移动的影响,判断温度对平衡常数的影响; (3)根据压强、温度对反应、的影响,分析CO的转化率变化的原因。,知识拓展 对于此题化学图像问题,可按以下的方法进行分析:认清坐标系,理清纵、横坐标 所代表的意义,并与化学反应原理挂钩。紧扣反应特征,理清反应是吸热还是放热,体积是增 大还是减小,有无固体、纯液体物质参加反应。看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋 势等。,C组 教师专用题组,1.(2017天津理综,6,6分)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。 230 时,该反应的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反应。 第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4; 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 制得高纯镍。 下列判断正确的是 ( ) A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B.第一阶段,在30 和50 两者之间选择反应温度,选50 C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低 D.该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO),答案 B 本题考查化学平衡的相关知识。增加c(CO),平衡正向移动,但由于反应温度不变, 故平衡常数不变,A错;第一阶段的目的是得到气态Ni(CO)4,因为Ni(CO)4的沸点为42.2 ,故反 应温度选择50 ,B正确;根据题给平衡常数知230 时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平 衡常数为5104,故第二阶段Ni(CO)4分解率较高,C错;反应达到平衡时,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO), D错。,易混易错 平衡发生移动时,平衡常数不一定发生变化,只有温度改变才能引起平衡常数的变 化。,2.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应: X(g)+mY(g) 3Z(g) 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次 达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为11 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 molL-1,答案 D 在2 L的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量 之比,即平衡时,n(X)n(Y)n(Z)=30%60%10%=361。设第一次平衡时X消耗的物 质的量为x,则X(g) + mY(g) 3Z(g) 初始 1 mol 2 mol 0 转化 x mx 3x 平衡 1 mol-x 2 mol-mx 3x 则(1 mol-x)(2 mol-mx)3x=361,解得x=0.1 mol、m=2,由此可得A项、C项正确。同理 可得第二次平衡时,Z的浓度为0.2 molL-1,D项错误。平衡常数只与温度有关,两次平衡反应温 度相同,故平衡常数相同,B项正确。,3.(2015重庆理综,7,6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的 危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) K=0.1 反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是 ( ) A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应 B.通入CO后,正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80%,答案 C 由题中信息可列三段式: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 起始: 10 mol x mol 0 0 转化: 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol 平衡: 8 mol (x-2) mol 2 mol 2 mol 设容器体积为V L,由K=0.1可得K= = =0.1,解得x=7,C项正确。,4.(2015浙江理综,28,15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: (1)已知:,计算上述反应的H= kJmol-1。 (2)维持体系总压p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。 已知乙苯的平衡转化率为,则在该温度下反应的平衡常数K= (用等符号表示)。 (3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19),控 制反应温度600 ,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平 衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数) 示意图如下:,掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实 。 控制反应温度为600 的理由是 。,(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯二氧化碳耦合催化脱氢 制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操 作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2 CO+H2O,CO2+C 2CO。新工艺的特点有 (填编号)。 CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 不用高温水蒸气,可降低能量消耗 有利于减少积炭 有利于CO2资源利用,答案 (1)124 (2) p或 (3)正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果 600 ,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过 高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大 (4),解析 (1)H=旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量,H=(348+4122)kJmol-1-(612+ 436) kJmol-1=+124 kJmol-1。 (2) +H2(g) 始 n 0 0 转 n n n 平 n-n n n 因反应处于恒压体系,由阿伏加德罗定律的推论可知 = ,所以V= V= V=(1+)V,则 Kc= = ;或Kp= = p。 (3)正反应方向的气体分子数增加,加入水蒸气相当于减压,减压有利于平衡正向移动。 控制温度为600 既要考虑转化率,又要考虑催化剂的活性和苯乙烯的选择性,同时还要考 虑反应速率和能耗问题。 (4)CO2与H2反应使得平衡体系中H2浓度减小,平衡右移,正确;新工艺中不用高温水蒸气,降低,了能量消耗,正确;CO2+C 2CO,CO2可消耗积炭,正确;该工艺中需消耗CO2,正确。,A组 20172019年高考模拟考点基础题组 考点一 化学反应速率,三年模拟,1.(2019宿迁期末,10)下列图示与对应的叙述相符的是 ( ),A.图1表示恒温恒容条件下,反应N2+3H2 2NH3中c(NH3)与反应时间的关系,NH3的 生成速率a点大于b点 B.图2表示1 L pH=12 CH3COONa溶液加水稀释至V L,溶液pH随lgV的变化关系图 C.图3表示AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线,a、b、c三点中a点表示不饱和溶液,D.图4表示用0.01 molL-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.01 molL-1 H2SO4溶液时pH的变化,答案 C A项,随着反应的进行,c(N2)、c(H2)降低,NH3的生成速率应b点大于a点,故错误;B项, CH3COONa溶液呈碱性,稀释到极限pH也只能是接近于7,但不能小于7,故错误;C项,a点Qc= c(Ag+)c(Cl-)Ksp,所以c点表示过饱和溶液,故正确;D项,恰好中和时,2n(NaOH)n(H2SO4),V(NaOH)= 0.01 molL-120 mL10-3 LmL-120.01 molL-1=0.04 L=40 mL,故错误。,2.(2019盐城期中,10)下列说法正确的是 ( ) A.铅蓄电池放电时,正极每增加96 g,转移电子数目为26.021023 B.反应2Cu+CO2+O2+H2O Cu2(OH)2CO3在常温下可自发进行,则该反应H0 C.反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达平衡时,将容积缩小一半,混合气体颜色不变 D.25 时,pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH7,答案 D A项,铅蓄电池放电时,正极的电极反应式为:PbO2+S +4H+2e- PbSO4+2H2O, 增加的质量相当于“SO2”的质量,质量每增加64 g,转移电子2 mol,故错误;B项,能自发进行的 反应满足G=H-TS0,由反应中物质状态变化可知S0,可推出H0,故错误;C项,反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)达平衡时,将容积缩小一半,平衡不移动,各物质浓度增大为原来的二倍,混 合气体颜色应加深,故错误;D项,25 时,pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,可以 理解为:混合前已电离出的n(H+)与n(OH-)完全反应,反应后未电离的醋酸部分开始电离,使所得 溶液呈酸性,pH7,故正确。,3.(2019江苏七市三模,12)根据下列图示所得出的结论正确的是 ( ) A.图甲是Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液之后,溶液的导电能力随滴入NaHSO4溶液体积变化 的曲线,说明a点对应的溶液呈碱性 B.图乙是镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线,说明t1时刻溶液的温度最高 C.图丙是I2+I- 中 的平衡浓度随温度变化的曲线,说明平衡常数K(T1)K(T2),D.图丁是室温下用0.1 molL-1 NaOH溶液滴定0.1 molL-1某酸HX的滴定曲线,说明可用甲基橙 判断该反应的终点,答案 A A项,向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4 + NaOH+H2O,NaOH+NaHSO4 H2O+Na2SO4,可知a点溶液呈碱性,故正确;B项,t1时刻前 c(HCl)大且反应放热,所以反应速率加快,t1时刻后,反应仍然放热,但由于c(HCl)变小,反应速率 减慢,故错误;C项,由图像可知,随着温度升高,c( )下降,所以I2+I- 的逆反应是吸热反应, T1K(T2),故错误;D项,由图像起点可知,HX为弱酸,恰好中和时生成强碱弱酸 盐,溶液呈碱性,所以应使用酚酞判断该反应的终点,故错误。,考点二 化学平衡状态和化学平衡常数,4.(2019泰州中学、宜兴中学联考,10)化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下 列图像描述正确的是 ( ) A.图甲表示向0.1 molL-1 NH4Cl溶液中滴加0.1 molL-1 HCl溶液时,溶液中 随HCl溶液的 体积变化关系 B.图乙表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g),N2 O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的H0 C.图丙表示0.100 molL-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 molL-1醋酸溶液的滴定曲线 D.根据图丁,若要除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO至pH在7左右,答案 A A项,N +H2O NH3H2O+H+,水解平衡常数Kh= ,滴加盐酸后 水解平衡逆向移动,c(NH3H2O)减小,Kh不变(Kh只随着温度的改变而改变),则 增大,故正 确;B项,拐点之前由于温度较低,反应速率均较慢,经过相同的时间各容器未达到平衡状态(温 度越高者反应速率越快,剩余NO2越少),拐点之后由于温度较高,经过相同的时间各容器达到了 平衡状态,由图可知升高温度后NO2百分含量增大,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应,H 0,故错误;C项,图像的起始点为0.100 molL-1的醋酸溶液,其pH应大于1,故错误;D项,由图像可 知,当pH在7左右时,Fe3+与Cu2+均形成沉淀,根据图示,应调节pH在4左右能达到效果,故错误。,5.(2019泰州中学、宜兴中学联考,12)下列有关说法正确的是( ) A.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 B.等物质的量浓度的CH3COOH溶液和HCl溶液中,水的电离程度前者小 C.氢氧燃料电池正极消耗5.6 L气体时,电路中通过的电子数为6.021023个 D.对于2SO2+O2 2SO3,使用催化剂能加快反应速率并提高SO2的平衡转化率,答案 A A项,镀层破损后形成原电池,铁作负极失去电子,比受损前更容易生锈,故正确。B 项,水中加入酸后,水的电离受到了抑制。等物质的量浓度的CH3COOH溶液和HCl溶液相比 较,HCl溶液中c(H+)更大,对水的电离的抑制作用更强,则HCl溶液中水的电离程度更小,故错 误。C项,没有说明气体是否处于标准状况,故错误。D项,使用催化剂能加快反应速率,但不能 使平衡发生移动,不能提高反应物的平衡转化率,故错误。,6.(2019宿迁期末,11)下列叙述中正确的是 ( ) A.锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡,转化为CaCO3后用酸溶解去除 B.CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)在一定条件下能自发进行,则该反应的H0 C.工业反应2SO2+O2 2SO3中采用高温既可以加快反应速率,也可以提高原料转化率 D.常温下,向CH3COONa溶液中滴加盐酸,水的电离程度增大,答案 A A项,锅炉中沉积的CaSO4难以除去,可用Na2CO3溶液浸泡转化为CaCO3后用酸溶解 去除,故正确;B项,CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)在一定条件下能自发进行,表明该反应G= H-TS0,反应中气体总物质的量减少,S0,则可推出该反应的H0,故错误;C项,工业反应 2SO2+O2 2SO3中采用高温可以加快反应速率,该反应为放热反应,高温有利于平衡向逆 反应方向移动,不利于提高原料转化率,故错误;D项,常温下,向CH3COONa溶液中滴加盐酸,溶 液中H+浓度增大,抑制水的电离,使水的电离程度减小,故错误。,1.(2019苏锡常镇一模,15)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体 积均为2.0 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应CH3OH(g)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g),测得有关实验数据如下:,B组 20172019年高考模拟专题综合题组 时间:45分钟 分值:90分 一、选择题(每题4分,共40分),下列说法正确的是 ( ) A.正反应的平衡常数K()=K()c(CH3OH,) C.达到平衡时,转化率:(NH3,)+(H2O,)1 D.530 K时,若起始向容器中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、H2O 0.10 mol,则反应将向逆反应方向进行,答案 AC A项,容器与容器温度相同,故K()=K()。容器中投料量相当于容器中 的一半,若容器为530 ,则容器中反应达到平衡时CH3NH2应为0.15 mol,而在500 时容 器中达到平衡时CH3NH2为0.16 mol,即降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,则K()K (), 故正确。B项,容器可看作两个容器叠加后再加压,因反应方程式前后气体系数不变, 则达到平衡时,体系中c(CH3OH)关系:2c(CH3OH,)=c(CH3OH,),故错误。C项,若容器为 530 ,则达到平衡时,转化率:(NH3,)+(H2O,)=1,而容器温度降低为500 ,平衡正向移 动,则(H2O,)减小,故容器和容器达平衡时的转化率:(NH3,)+(H2O,)1,故正确。D 项,根据表格可求得容器中反应达到平衡时,n(CH3OH)=n(NH3)=0.1 mol,n(CH3NH2)=n(H2O)= 0.3 mol,可求出K=9。若起始向容器中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、 H2O 0.10 mol,则此时Qc= K,反应将向正反应方向进行,故错误。,规律总结 恒温恒容条件下的可逆反应达到平衡时,正、逆反应转化率的关系(以合成氨反应 为例): 投料:投入1 mol N2、3 mol H2;投料:投入2 mol NH3,则(N2)+(NH3)=1。,方法归纳 根据浓度商(Qc)与平衡常数(K)的关系判断某投料瞬间反应进行的方向:若QcK,则 反应将向逆反应方向进行;若QcK,则反应将向正反应方向进行。,2.(2019扬州一模,15)在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)。在323 K 和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.323 K时,缩小容器体积可提高SiHCl3的转化率 B.a、b点对应的反应速率大小关系:v(a)v(b) C.343 K时,上述反应的化学平衡常数约为0.02 D.2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的正反应为吸热反应,答案 CD A项,该反应是气体体积不变的体系,缩小容器体积即增大压强平衡不移动,SiHCl3 的转化率不变,故错误。B项,温度越高,反应速率越快。a、b点对应的转化率相等,根据“先拐 先平数值大”的原则可知,a点对应的温度高,则其反应速率v(a)v(b),故错误。C项,343 K时, SiHCl3的平衡转化率为22%,设SiHCl3的起始浓度为1 molL-1,则转化的SiHCl3的物质的量浓度 为1 molL-122%=0.22 molL-1,列出三段式: 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 起始(molL-1) 1 0 0 转化(molL-1) 0.22 0.11 0.11 平衡(molL-1) 0.78 0.11 0.11 因此343 K时,上述反应的化学平衡常数= 0.