近几年高考化学平衡试题考查特点.doc

.近几年高考化学平衡试题考查特点一、图表题增多并突出计算创新，如用压强代替浓度，联系阿伏伽德罗定律考查平衡常数、转化率等相关计算。1、一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）体积分数。下列说法正确的是（ ）A550时，若充入惰性气体，v正，v逆均减小，平衡不移动B650时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总【答案】B【解析】选项A中，因容器的体积可变，故充入惰性气体后容器体积变大，混合气体整体被稀释，反应应正向移动，故A错误。选项B中，设转化的CO2为x，则CO为2X，剩下的CO2为（1-X），由题可知，(1-X)/2X=60%/40%，解得x=0.25，故选项B正确。选项C中，当同时充入CO2和CO时若要保证平衡不移动，则需要按照反应系数进行添加，即在加入1体积CO2时加入2体积CO，而此时是等体积加入，相当于CO加少了，平衡应正向移动，故C错误。选项D中，通过题目所给条件计算KP应等于23.0P总，故D错误。2、研究了下列反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120X(HI)10.910.850.8150.7950.784X(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：_。上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40,min时，v正=_min-1由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_（填字母）根据题意可知2HI（g）H2（g）+I2（g）初始 1molL-1 0 0平衡0.784molL-10.108molL-10.108molL-1所以K=0.1082/0.7842；平衡时v正=v逆，所以k正x2(HI) =k逆x(H2)x(I2)，结合平衡常数表达式可知k逆=Kk正，v正=k正x2(HI)=0.0027min-1（0.85）2=1.9510-3。3、甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3 回答下列问题：（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOC OHOCHE/（kJ.mol-1）4363431076465413由此计算H1 kJmol-1，已知H2-58kJmol-1，则H3 kJmol-1。（2）反应的化学平衡常数K的表达式为 ；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。（3）合成气的组成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（2）；a；反应为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（3）减小；升高温度时，反应为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；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4化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：(1)已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_。(2)反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b_，c_。用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为_；实验a和c的平衡转化率：a为_，c为_。(1)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ/mol(2)1.7104 molL1min1解：开始时n00.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则n为，n0.40 mol0.30 mol，AX3(g)X2(g) AX5(g)起始时n0/mol：0.200.200平衡时n/mol：0.20x0.20xx(0.20x)(0.20x)x0.30x0.10v(AX5)1.7104 molL1min1bca加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)2(1)50%40%解析 (1)书写热化学方程式时要注意常温下AX3呈液态，AX5呈固态。(2)由图像知，达到平衡所需时间：acb，所以反应速率v(AX5)由大到小的顺序为bca；与实验a相比，实验b先达到平衡，化学反应速率快，但平衡点没有变化，说明实验b加入了催化剂；反应为放热反应，与实验a相比，实验c平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实验c改变的条件是升高温度。 AX3(g)X2(g)AX5(g) 起始量(mol) 0.2 0.2 0变化量(mol) x x x平衡量(mol) 0.2x 0.2x x则有，解得x，则AX3的转化率为2(1)；分别将实验a、c的p、p0的数据代入上式，得aa、ac分别为50%、40%。5、用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HClO2400CuO/CuCl22Cl22H2O(1)已知:反应A中， 4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的热量。O OCl ClOOClCl243KJ/mol键断裂498KJ/mol键断裂H2O的电子式是_.反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为_KJ，H2O中HO 键比HCl中HCl键（填“强”或“若”）_。 (2)对于反应A，下图是4种投料比n(HCl)：n(O2)，分别为1：1、2：1、4：1、6：1、下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。60708090100360380400420440460反应温度/HCl的平衡转化率/%abcd曲线b对应的投料比是_.当曲线b, c, d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_ .投料比为2:1、温度为400时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_.答案：(1) 4HClO2400CuO/CuCl22Cl22H2O H=115.6kJmol1；32；强(2) 4:1；投料比越小时对应的温度越低；30.8%6、硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。(1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +_。(2)在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是_ 该反应的_0(填“”).(3)H3BO3溶液中存在如下反应：H3BO3（aq）+H2O（l） B(OH)4-( aq)+H+（aq）已知0.70 molL-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2.010-5molL-1，c平衡（H3BO 3）c起始（H3BO3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）【解析】(1)根据元素守恒，产物只能是H2， 故方程式为B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2。(2)由图像可知，温度升高，H3BO 3的转化率增大，故升高温度是平衡正向移动，正反应是吸热反应，HO。(3) K=【答案】(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2(2) 升高温度，反应速率加快，平衡正向移动 HO(3) 或1.43二、绘图题增多，根据化学平衡原理要求补充残图或绘图7合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。一种工业合成氨的简式流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_。(2)步骤中制氢气的原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H41.2 kJmol1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是_。a升高温度b增大水蒸气浓度c加入催化剂d降低压强利用反应，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为_。(3)图(a)表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(a)(b)(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_ (1)2NH4HSO22NH3H2O2S(2)a90%(3)14.5%(4)(5)对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用解析 (1)由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质，根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变H2的百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移，但产物H2的百分含量却减小，b错；升高温度反应速率增大，且平衡正向移动，H2的百分含量增大，a对。CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中，反应体系中的气体的物质的量不变，而1 molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol混合气，说明有0.18 mol 水蒸气参加反应，则根据方程式可知参加反应的CO也为0.18 mol，则其转化率为100%90%。(3)由图中看出当N2与H2物质的量比为13时，NH3的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol，由三段式：N23H22NH3 起始(mol): 1 3 0转化(mol): x 3x 2x平衡(mol): 1x 3 3x 2x100%42%，则x0.59则平衡时N2的体积分数为100%14.5%。(4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多，是因为反应正向进行(反应未达平衡)，达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高，平衡逆向移动，NH3的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热，还可以使需要冷却的物质得到冷却，能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应，加压利于反应正向进行；此外，循环利用可反复利用原料，提高原料利用率。8煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)CO(g)CaO(s) SO2(g) CO2(g)H1218.4 kJmol1(反应) CaSO4(s)4CO(g)CaS(s) 4CO2(g)H2175.6 kJmol1(反应)请回答下列问题：(1)反应能够自发进行的反应条件是_。(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B)，则反应的Kp_(用表达式表示)。(3)假设某温度下，反应的速率(v1 )大于反应的速率(v2 )，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应和是否同时发生，理由是_。A B CD(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有_。A向该反应体系中投入石灰石 B在合适的温度区间控制较低的反应温度C提高CO的初始体积百分数 D提高反应体系的温度(6)恒温恒容条件下，假设反应和同时发生，且v1v2，请在图(b)画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。(a)(b)(1)高温(2(3)C(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生(5)A、B、C(6)解析 (1)反应是一个熵增焓增的反应，由GH TS知，只有在高温下反应的G才有可能小于0，反应才具有自发性。(3)由于反应是吸热反应，故反应生成物所具有的能量高于反应物，A、D项排除；反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)，说明反应的活化分子百分数比较大、活化能低于反应，反应的中间产物所具有的能量低，B排除。(4)因反应中没有SO2生成，故若监测过程中，SO2、CO2浓度比保持不变，说明只发生反应，若发生变化，则说明反应、同时进行。(5)加入的石灰石分解可生成CO2，这有利于两个反应的平衡向左进行，从而可减少SO2的生成，A项可行；由图像知，初始的CO浓度越大、温度低些时，CaS的含量越高，依硫守恒知，此条件下生成的SO2较少，B、C项可行，D项不可行。(6)因反应的速率大于反