广东版高考化学总复习专题七化学反应速率与化学平衡（试题练）教学讲练

1、高中化学专项复习PAGE PAGE 32机会只留给有准备的人，加油哦！专题七化学反应速率与化学平衡【考情探究】课标解读考点化学反应速率化学平衡的建立与移动化学平衡常数解读1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律1.了解可逆反应的概念与化学平衡的建立2.掌握化学平衡的特征3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用了解化学平衡常数(K)的含义,能用化学平衡常数进行相关计算考情分析本专题内容

2、主要结合生产实际,以定性分析、定量计算相结合的方式综合考查化学反应速率与化学平衡。历年来命题热点包括化学反应速率的计算、化学反应速率的影响因素、化学平衡移动的影响因素、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算备考指导化学反应速率和化学平衡主要以图像、表格数据为载体,考查外界条件的改变对反应速率及平衡移动的影响,并依据生产实际选择理想的反应条件,且能用相关理论解释其一般规律。备考时建议区别各类图像曲线的含义及理论解释,建立平衡前、平衡时、平衡移动的认知模型,并用其解释宏观化学现象【真题探秘】基础篇 固本夯基【基础集训】考点一化学反应速率1.一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液

3、发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0236810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.反应至6 min时,H2O2分解了50%B.反应至6 min时,c(H2O2)=0.20 mol/LC.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)D.610 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)答案D2.下列有关化学反应速率的说法正确的是()A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,滴加少量CuSO4溶液可以加快反应的速率B.100

4、 mL 2 molL-1的盐酸与锌片反应时,加入氯化钠溶液,反应速率不变C.SO2的催化氧化反应是一个正向放热的反应,所以升高温度,正反应速率减慢D.NO和CO反应可转化为无害的N2和CO2,当减小压强,反应速率加快答案A3.在含Fe3+的S2O82-和I-的混合溶液中,反应S2O82-(aq)+2I-(aq) 2SO步骤:2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)步骤:2Fe2+(aq)+S2O82-(aq) 2Fe3+(aq)+2SO下列有关该反应的说法正确的是() A.化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关B.该反应为吸热反应C.Fe2+是该反应的催化剂D.若不加

5、Fe3+,则正反应的活化能比逆反应的大答案A4.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055 间溶液变蓝的时间,55 时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是()A.40 之前,温度升高反应速率加快,变蓝时间变短B.40 之后溶液变蓝的时间随温度的升高变长C.图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等D.图中a点对应的NaHSO3的反应速

6、率为5.010-5 molL-1s-1答案C5.已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)H=-752 kJmol-1的反应机理如下:2NO(g) N2O2(g)(快)N2O2(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢)N2O(g)+H2(g) N2(g)+H2O(g)(快)下列有关说法错误的是()A.的逆反应速率大于的正反应速率B.中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C.N2O2和N2O是该反应的催化剂D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大答案C6.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。图甲图

7、乙下列说法不正确的是()A.盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快B.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小C.碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大,说明反应速率不与c(H+)成正比D.对比图甲中的两条曲线,可知Cl-也会影响碳素钢的腐蚀速率答案C考点二化学平衡的建立与移动7.温度恒定的条件下,在2 L容积不变的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2,10 s后达到平衡状态,此时c(SO3)=0.5 molL-1,下列说法不正确的是()A.v(SO2)v(O2)=21B.10 s内,v(SO3)=0.05 molL-1s

8、-1C.SO2的平衡转化率为25%D.平衡时容器内的压强是反应前的5/6倍答案D8.在373 K时,把0.1 mol N2O4气体通入体积为1 L的恒容密闭容器中,立即出现红棕色。在60 s时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法错误的是()A.压缩容器,颜色加深B.在平衡时体系内含N2O4 0.04 molC.以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.001 mol/(Ls)D.平衡时,如果再充入一定量N2O4,则可提高N2O4的转化率答案D9.下列事实能用勒夏特列原理解释的是()A.加催化剂有利于氨的催化氧化反应B.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气C.500 左右比

9、室温更有利于合成氨的反应D.压缩H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡体系,体系颜色加深答案B10.I2在水中溶解度很小,在KI溶液中溶解度显著增大,其原因是I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I3-(aq)。某I2、KI混合溶液中,I3-的浓度与温度的关系如图所示(曲线上的任一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是A.反应I2(aq)+I-(aq) I3-(aq)的B.在上述平衡体系中加入CCl4,平衡不移动C.保持T1 不变,若反应进行到d点时,一定有v正v逆D.T2 时,在上述平衡体系中加入少量KI固体后,平衡常数K增加答案C11.已知反应2CO(g) 2C(s)+O

10、2(g)的H为正值,S为负值。设H和S不随温度而变,下列说法正确的是()A.低温下能自发进行B.高温下能自发进行C.任何温度下均能自发进行D.任何温度下都不能自发进行答案D12.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示t0t1阶段c(B)未画出。乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3t4阶段使用催化剂。下列说法中不正确的是()A.若t1=15 min,则用C的浓度变化表示在t0t1时间段的平均反应速率为0.004 molL-1min-1B.t4

11、t5阶段改变的条件一定是减小压强C.B的起始物质的量为0.02 molD.t5t6阶段,若容器内A的物质的量减少了0.03 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,则该反应的热化学方程式为3A(g) B(g)+2C(g)H=+100a kJ mol-1答案C考点三化学平衡常数13.在3种不同条件下,分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 2D(g)H=Q kJmol-1。相关条件和数据见下表:实验编号实验实验实验反应温度/700700750达平衡时间/min40530n(D)平衡/mol1.51.51化学平衡常数K1K2

12、K3下列说法正确的是()A.实验达平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D,平衡不移动B.升高温度能加快反应速率的原理是降低了活化能,使活化分子百分数提高C.实验达平衡后容器内的压强是实验的0.9倍D.K3K2K1答案A14.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ/mol,N2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJB.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)”“”“”“(2)4.31013.(3)S(l)+O2(g)S

13、O2(g)H=-529 kJmol-1(4)(5)”“=”或“”“”或“=”)。Kp、Kx分别是以分压、物质的量分数表示的平衡常数,Kp只受温度影响。400 时,CO甲烷化反应的平衡常数Kp= kPa-2(计算结果保留1位小数);Kx=(以Kp和p总表示)。其他条件不变,增大p总至150 kPa,Kx(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。积碳反应如下:反应CH4(g) C(s)+2H2(g)H=+75 kJmol-1,反应2CO(g) C(s)+CO2(g)H=-172 kJmol-1。平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如下图所示,下列

14、说法正确的是(双选)。A.曲线1在550700 积碳量增大的原因可能是反应、的速率增大B.曲线1在700800 积碳量减小的原因可能是反应逆向移动C.曲线2、3在550800 积碳量较低的原因是水蒸气的稀释作用使积碳反应速率减小D.水蒸气能吸收反应放出的热量,降低体系温度至550 以下,有利于减少积碳答案(1)-165B(2)98.9%”“增大压强或及时分离出产物等1/121/3c13.(2018汕头一模,28)研究氮、硫、碳及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义,可减少如雾霾天气、酸雨、酸雾等环境污染问题。(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:CH4(

15、g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1N2(g)+2O2(g) 2NO2(g)H=+67.0 kJmol-1H2O(g) H2O(l)H=-41.0 kJmol-1则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)H= kJmol-1。(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。在一定温度和压强下,往一密闭容器通入SO2和O2其中n(SO2)n(O2)=21,测得容器内总压强在不同温度下与反应时间的关系如图1所示。图1图1中C点时,SO2的转化率为

16、。图1中B点的压强平衡常数Kp=。(压强平衡常数用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)(3)已知4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g)H1=-1 800 kJmol-1,将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图2所示。图2与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是,判断的依据是。一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是。A.H2O(g)与NO(g)的生成速率相等B.混合气体的密度保持不变C.H保持不变D.容器的总压强保持不变(4)

17、利用人工光合作用,借助太阳能使CO2和H2O转化为HCOOH,如图3所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:。图3答案(1)-875.3(2)66%24 300(3)升高温度容器b中反应达到平衡所需时间比容器a短,且平衡时c(N2)也比容器a小,平衡逆向移动AD(4)CO2+2H+2e- HCOOH应用篇 知行合一【应用集训】1.(2019江西南昌十中月考二,11)将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:NH4I(s) NH3(g)+HI(g);2HI(g) H2(g)+I2(g)。反应达到平衡时,c(H2)=0.5 molL-1,c(HI)=4 molL-1,则此温度下反应的平

18、衡常数为()A.9B.16C.20D.25答案C2.(2019天津新华中学模拟八,6)在恒温条件下,向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,发生如下两个反应:.2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g)H10平衡常数K1.2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)H20,将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。下列判断不正确的是()A.由图甲可知,x小于0.1B.由图乙可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因是氢气是产物之一,随着

19、n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小C.由图丙可知产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高平衡正向移动D.由图丙可知,丁烯产率在590 之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物答案B4.(2019北京朝阳二模,10)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L。下列分析不正确的是()A.乙烯气相直接水合反应的Hp2p3C.图中a点对应的平衡常数K=5D.达到平衡状态a、b所需要的时间:ab答案B5.(2019四川成都诊断性检测

20、二,28)消除尾气中的NO是环境科学研究的热点课题。.NO氧化机理已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)H=-110 kJ/mol;25 时,将NO和O2按物质的量之比为21充入刚性反应容器中,用测压法研究其反应的进行情况。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(忽略NO2与N2O4的转化):t/min080160p/kPa75635555(1)080 min,v(O2)= kPa/min;随着反应进行,反应速率逐渐减小的原因是。用压强代替浓度所得到的平衡常数用Kp表示,25 时,Kp的值为(保留3位有效数字)。(2)查阅资料,对于总反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)有如下两

21、步历程:第一步2NO(g) N2O2(g)快速反应第二步N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)慢反应总反应速率主要由第步决定;若利用分子捕获器适当减少反应容器中的N2O2,总反应的平衡常数Kp将(填“增大”“减小”或“不变”);若提高反应温度至35 ,则体系压强p(35 )p(25 )(填“大于”“等于”或“小于”)。.NO的工业处理(3)H2还原法:2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)H=a kJ/mol;已知在标准状况下,由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的焓变叫标准摩尔生成焓。NO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90 kJ/mol、-280 kJ

22、/mol,则a=。(4)O3-CaSO3联合处理法:NO可以先经O3氧化,再用CaSO3水悬浮液吸收生成的NO2,转化为HNO2,则CaSO3水悬浮液吸收NO2的化学方程式为;CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高SO32-对NO2的吸收速率。请用平衡移动原理解释其主要原因:(结合化学用语和文字答案(1)0.15反应物浓度减小,反应速率降低3.20(2)二不变大于(3)-740(4)CaSO3+2NO2+H2O CaSO4+2HNO2对于反应CaSO3(s) Ca2+(aq)+SO32-(aq),加入Na2SO4溶液时,SO42-会结合部分Ca2+,形成CaSO4(s),使平衡正向移动

23、,c(SO32-6.(2019北京门头沟一模,26)CO2的排放会带来全球“温室”效应,引起国际关注和研究,而21世纪CO2将有望作为新碳源被广泛使用。(1)以CO2和H2为原料可得到CH4燃料。已知:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H2=+205 kJmol-1写出由CO2获得CH4的热化学方程式:。(2)CO2与CH4经催化重整可制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率影响如图1所示。此反应

24、优选温度为900 的原因是。图1(3)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的变化关系如图2所示。250300 时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。图2为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是(写出两种)。将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式是。(4)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图3所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。图3电池的负极反应式:。电池的正极反应式:2CO2+2e- C2O4该过程中,O2起催化作用,催化过程可表示为:6

25、O2+6e- 6O2:写出的离子方程式:。答案(1)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)H=-163 kJmol-1(2)900 时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低(3)温度超过250 时,催化剂的催化效率降低增大体系压强、增大CO2的浓度3Cu2Al2O4+32H+2NO3- 6Cu2+6Al3+2NO+16H2(4)Al-3e- Al3+(或2Al-6e- 2Al3+)6CO2+6O2- 3C2O4【五年高考】考点一化学反应速率1.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),

26、油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是()A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解答案D2.(2018课标,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)(H1=48 kJ mol-1),采用大

27、孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K=(保留2位小数)。在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。比较a、b处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数答案(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3考点二化学平衡的建立与移动3.(2019上海

28、选考,19,2分)已知反应式:mX(g)+nY(?) pQ(s)+2mZ(g),已知反应已达平衡,此时c(X)=0.3 mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的12,c(X)=0.5 mol/L,下列说法正确的是()A.反应向逆方向移动B.Y可能是固体或液体C.系数nmD.Z的体积分数减小答案C4.(2019浙江4月选考,17,2分)下列说法正确的是()A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)

29、已达平衡,则A、C不能同时是气体D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1答案B5.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br

30、C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ,可缩短反应达到平衡的时间答案D6.(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

31、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B7.(2016江苏单科,15,4分)一定温度下,在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是(双选)()容器温度/K物质的起始浓度/molL-1物质的平衡浓度/molL-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应放热B.达到平衡时,容器中反应物转化率比容器中的大C.达到平衡时,容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D.

32、达到平衡时,容器中的正反应速率比容器中的大答案AD8.(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COH2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时,在密

33、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H0(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pH2O和pCO相等、p计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率v(a)

34、= kPamin-1。467 时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是、。489 时pH2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2.02COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*)(4)0.004 7bcad9.(2018课标,28,15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5(g)分

35、解反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示t=时,N2O5(g)完全分解:t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4 kJmol-12NO2(g) N2O4(g)H2=-55.3 kJmol-1则反应N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g)的H=kJmol-1。研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=210-3pN2O5(kP

36、amin-1)。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的pN2O5=若提高反应温度至35 ,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35 )63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。25 时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5 NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO3 2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述

37、正确的是(填标号)。A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)53.130.06.010-2大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高13.4(3)AC10.(2017课标,27,14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下: C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)H1已知:C4H10(g)+12O2(g)C4H8(g)+

38、H2O(g)H2=-119 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H3=-242 kJmol-1反应的H1为kJmol-1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副

39、产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是、;590 之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是。答案(1)123小于AD(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类11.(2016课标,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4

40、O)的热化学方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g)H=-353 kJmol-1两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 。低于460 时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D

41、.反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为。答案(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低17.5112.(2016课标,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(1)NaClO2的化学名称为。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应

42、温度323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SOSONONOCl-c/(molL-1)8.3510-46.8710-61.510-41.210-53.410-3写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式。增加压强,NO的转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐(填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知,脱硫反应速率脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是。(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO

43、的平衡分压pc如图所示。由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2-+2SO32- 2SO42-+Cl(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是。已知下列反应:SO2(g)+2OH-(aq) SO32-(aq)+H2O(l)ClO-(aq)+SO32-(aq) SO42-(aq)+ClCaSO4(s) Ca2+(aq)+SO42-(aq)则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H

44、2O(l)+Cl-(aq)的H=。答案(1)亚氯酸钠(2分)(2)4NO+3ClO2-+4OH- 4NO3-+2H2O+3Cl-(2分)提高(1分)减小大于(1分)NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)(3)减小(1分)c2(S(4)形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)H1+H2-H3(2分)考点三化学平衡常数13.(2019课标,28,15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(

45、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)+12Cl2(g)H1=83 kJmol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)

46、+12Cl2H2=-20 kJmol-1CuO(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)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气L(标准状况)。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

47、强、及时除去产物(4)Fe3+e- Fe2+,4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O5.614.(2017课标,28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出砷的原子结构示意图。(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式。该反应需要在加压下进行,原因是。(3)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)H1H2(g)+12O2(g) H2O(l)H22As(s)+52O2(g) As2

48、O5(s)H3则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的H=。(4)298 K时,将20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As下列可判断反应达到平衡的是(填标号)。a.溶液的pH不再变化b.v(I-)=2v(AsO3c.c(AsO43-)/c(Asd.c(I-)=y molL-1tm时,v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。tm时v逆tn时v逆(填“大于”“小于”或“等

49、于”),理由是。若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为。答案(1)(2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率(3)2H1-3H2-H3(4)a、c大于小于tm时生成物浓度较低4y3(x-y教师专用题组考点一化学反应速率1.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.

50、温度T下,该反应的平衡常数K=4B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H0答案A2.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()c/molL-1v/mmolL-1min-1T/K0.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b0.060答案C4.(20

51、14天津理综,3,6分)运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是()A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率答案D5.(2014课标,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I- H2O+IO-慢H2O2+IO- H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该

52、反应的催化剂C.反应活化能等于98 kJmol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A考点二化学平衡的建立与移动6.(2015四川理综,7,6分)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()A.550 时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650 时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T 时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡

53、常数Kp=24.0p总答案B7.(2014江苏单科,15,4分)一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)容器编号温度()起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是()A.该反应的正反应为放热反应B.达到平衡时,容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C.容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D.若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol

54、和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行答案AD8.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.B.t/2550100KW/10-141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(molL-1)0.10.01pH11.110.6答案C9.(2013大纲全国,7,6分)反应X(g)+Y(g) 2Z(g)H0,达到平衡时,下列说法正确的是()A.减小容器体积,平衡向右移动B.加入催化剂,Z的产率增大C.增大c(X),X的转化率增大D.降低温度,Y的转化率增大答案D10.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,

55、热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:(1)反应的化学方程式是。(2)反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是 。经检测,H2SO4层中c(H+)c(SO42-)=2.061。其比值大于2的原因是(3)反应:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550 kJmol-1。它由两步

56、反应组成:.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)H=+177 kJmol-1;.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是。判断L1、L2的大小关系,并简述理由 。答案(12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI(2)a、c观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层H2SO4层中含有少量HI(3)压强L18时,有效氯浓度随pH的增大而减小C.pH8时,NH4+转变为NH3H2O,且有利于NHD.pH”“”或“该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CH4的产量增大弱于(

57、2)低于T0时,反应速率较慢,相同时间段内未达到反应平衡状态,温度越高反应速率越快,CO的体积分数越大;高于T0时,反应达到平衡,该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO的体积分数减小6.(2020届广东七校联合体联考一,28)(15分)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。.氮氧化物间的相互转化(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:第一步2NO(g) N2O2(g)(快平衡)第二步N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢反应)用O2表示的速率方程为v(O2)=k1c2(NO)c(O2);NO2表示的速率方程为

58、v(NO2)=k2c2(NO)c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则k1k2=下列关于反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的说法正确的是(填序号)。A.增大压强,反应速率常数一定增大B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和(2)容积均为1 L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相同温度下,分别充入0.2 mol的NO2,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)H”“”或“=”)。(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6

59、H2O(g)H1副反应:.4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)H2=-1 267.1 kJmol-1. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)H3=-907.3 kJmol-1H1=。将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图1,试分析脱硝的适宜温度是 (填序号)。a.1 050 图1(4)以连二亚硫酸盐(S2O42-)为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图2。阴极的电极反应式为,电解槽中的隔膜为(填“阳”或“阴”图2答案(1)0.5B(2)反应放热,体系的温度升高,反应速率加快225(3)-1 626.9 kJmol-1b(4)2SO32-+4H+2e- S2O42-7.(2020届惠州一调,28)(10分)丙