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(最新最全)2011年高考试题+模拟新题分类汇编G 化学反应速率和化学平衡(高考真题+模拟新题)


G 单元 化学反应速率和化学平衡 G1 化学反应速率 28.D4 J4G1[2011· 安徽卷] 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。 文献报道某课题组模拟地 下水脱氮过程,利用 Fe 粉和 KNO3 溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。 - (1)实验前:①先用 0.1 mol· L 1H2SO4 洗涤 Fe 粉,其目的是________________,然后 用蒸馏水洗涤至中性; ②将 KNO3 溶液的 pH 调至 2.5; ③为防止空气中的 O2 对脱氮的影响, 应向 KNO3 溶液中通入________(写化学式)。

图 1-19 (2)图 1-19 表示足量 Fe 粉还原上述 KNO3 溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、 pH 随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出 t1 时刻前该反应的 + 离子方程式 ________________ 。t1 时刻后,该反应仍在进行,溶液中 NH4 的浓度在增大, 2+ Fe 的浓度却没有增大,可能的原因是________________________________。 (3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三: 假设一:溶液的 pH; 假设二:________________________; 假设二:________________________; ?? (4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。 - (已知:溶液中的 NO3 浓度可用离子色谱仪测定) 实验步骤及结论: 28.D4 J4G1 (1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2 + - + + + - (2)4Fe+10H +NO3 ===Fe2 +NH4 +3H2O 生成的 Fe2 水解(或和溶液中 OH 结合) (3)温度 铁粉颗粒大小 (4) 实验步骤及结论: ①分别取等体积、等浓度的 KNO3 溶液于不同的试管中; ②调节溶液呈酸性且 pH 各不相同,并通入 N2; ③分别向上述溶液种加入足量的同种铁粉; - ④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的 NO3 的浓度; - 若 pH 不同的 KNO3 溶液中,测出 NO3 浓度不同,表明 pH 对脱氮速率有影响,否则无 影响。 【解析】 (1)先用稀硫酸洗涤 Fe 粉的目的是除去铁粉中氧化物杂质;为防止空气中的 氧气对脱氮的影响,应向 KNO3 溶液中通入 N2。 + + + - (2)由图可知从 0 到 t1 时刻 NH4 、Fe2 的物质的量浓度在不断增大,H 、NO3 的物质的 - + + + 量浓度不断减小,因此离子方程式为:4Fe+NO3 +10H ===4Fe2 +NH4 +3H2O;t1 时刻后, - + 2+ Fe 发生水解(或与溶液中的 OH 结合),导致反应虽然继续进行,但 Fe2 的浓度却不增加。 (3)根据影响化学反应速率的条件推断,影响脱氮的因素除了溶液的 pH 外,可能有溶液 的温度、铁粉颗粒大小等; (4)本小题为开放性试题,合理即可,示例见答案。

G2 化学平衡及勒夏特列原理化学反应 - 进行的方向(课标中必须有)9.G2[2011· 安徽卷] 电镀废液中 Cr2O2 7 可通过下列反应转化 成铬黄(PbCrO4): - + 2+ Cr2O2 (aq) + 2Pb (aq) + H O(l) ? ? 2PbCrO ΔH< 0 7 2 4(s)+2H (aq) 该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )

图 1-4 9.G2 【解析】 A 该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小, - + 故 A 正确;随溶液 pH 的升高,溶液中增加的 OH 不断消耗 H ,化学平衡向正反应方向移 2- 动,反应物 Cr2O7 的转化率不断增大,故 B 错误;对于任何反应升高温度,正逆反应速率 都增大,故 C 错误;增大一种反应物浓度可以增大另一种反应物的转化率,因此,随着 Pb2 + - 物质的量浓度的增大,Cr2O2 7 的物质的量应不断减小,故 D 错误。 12.G2G3[2011· 北京卷] 已知反应:2CH3COCH3(l)? ? ? ? CH3COCH2COH(CH3)2(l)。 取等量 CH3COCH3,分别在 0 ℃和 20 ℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t) 如图所示。下列说法正确的是( )
催化剂

图0 A.b 代表 0 ℃下 CH3COCH3 的 Y-t 曲线 v?0 ℃? B.反应进行到 20 min 末,CH3COCH3 的 >1 v?20 ℃? C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 Δn?0 ℃? D.从 Y=0 到 Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2 的 =1 Δn?20 ℃? 12.G2G3 【解析】 D 温度越高反应速率越快,达到平衡越早,b 早达到平衡,表示 b 为 20 ℃ 下的曲线,A 项错误;从图象易知,20 min 时 b 曲线反应速率快,即 20 ℃下反应速率快, B 项错误;由图示可知温度越高反应物的转化分数越小,即平衡转化率越低,C 项错误;由 图示,66 min 时两个温度下转化分数相同,则生成的 CH3COCH2COH(CH3)2 物质的量相同, D 项正确。

图0 + + 12.G2 [2011· 福建卷] 25 ℃时,在含有 Pb2 、Sn2 的某溶液中,加入过量金属锡(Sn), + + + 2+ 发生反应: Sn(s)+Pb2 (aq)? ? Sn (aq)+Pb(s), 体系中 c(Pb2 )和 c(Sn2 )变化关系如图所示。 下列判断正确的是( ) + A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2 )增大 + B.往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2 固体后,c(Pb2 )变小 + C.升高温度,平衡体系中 c(Pb2 )增大,说明该反应 ΔH>0 D.25 ℃时,该反应的平衡常数 K=2.2 12.G2 【解析】 D 由于加入的固体 Pb,对反应物和生成物的浓度都不会产生影响, + + 平衡不会发生移动,故 A 项错误;加入 Sn(NO3)2 后 Sn2 浓度增大,平衡向左移动,c(Pb2 ) 2+ 应增大,故 B 项错误。升高温度,平衡体系中 c(Pb )增大说明平衡逆向移动,即逆向为吸 + c?Sn2 ? 热方向、正向为放热方向,该反应 ΔH<0,故 C 项错误;依据平衡常数计算公式 K= + c?Pb2 ? 可求得,此条件下该反应平衡常数为 2.2,故 D 项正确。 15.D2G2 [2011· 海南化学卷] 氯气在 298 K、100 kPa 时,在 1 L 水中可溶解 0.09 mol,实验测得 溶于水的 Cl2 约有三分之一与水反应。请回答下列问题: (1) 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________; (2) 估 算 该 反 应 的 平 衡 常 数 ________________________________________________________________________( 列式计 算); (3)在上述平衡体系中加入少量 NaOH 固体,平衡将向________移动; (4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将________(填“增大”“减小”或“不 变”),平衡将向________移动。 + - 15.D2G2 (1)Cl2+H2O? ? H +Cl +HClO (2)K= - - - 0.03 mol· L 1×0.03 mol· L 1×0.03 mol· L 1 - - =4.5×10 4mol2· L 2 - 0.06 mol· L 1 (3)正反应方向 (4)增大 正反应方向 【解析】 (1) 氯气与水反应生成的次氯酸为弱酸,不能拆写,离子方程式为: Cl2 + + - H2O? ? H +Cl +HClO;(2)由信息和氯气与水反应的离子方程式可求得剩余的 c(Cl2)= - + - - - - 0.06 mol· L 1,生成的 c(H )=0.03 mol· L 1、c(Cl )=0.03 mol· L 1、c(HClO)=0.03 mol· L 1, + - -1 -1 -1 c?H ?· c?Cl ?· c?HClO? 0.03 mol· L ×0.03 mol· L ×0.03 mol· L - K= ,得 K= = 4.5×10 - c?Cl2? 0.06 mol· L 1 - 4 mol2· L 2 + (3)加入少量 NaOH 固体, 将中和 H 使得氢离子的浓度降低, 平衡将向正反应方向移动。 (4)由气体的溶解度随着压强的增大而增大,可知增大压强平衡将向正反应方向移动, 氯气的溶解度增大。

27.F5G2[2011· 课标全国卷] 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二 氧化碳反应生成甲醇, 并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。 已知 H2(g)、 CO(g)和 CH3OH(l) - - - 的燃烧热 ΔH 分别为-285.8 kJ· mol 1、-283.0 kJ· mol 1 和-726.5 kJ· mol 1。请回答下列问 题: (1)用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量是________kJ; (2) 甲 醇 不 完 全 燃 烧 生 成 一 氧 化 碳 和 液 态 水 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________; (3)在容积为 2 L 的密闭容器中,由 CO2 和 H2 合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考 察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2 均大于 300 ℃);

图 1-12 下列说法正确的是________(填序号) ①温度为 T1 时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为 nA - - v(CH3OH)= mol· L 1· min 1 tA ②该反应在 T1 时的平衡常数比 T2 时的小 ③该反应为放热反应 n?H2? ④处于 A 点的反应体系从 T1 变到 T2,达到平衡时 增大 n?CH3OH? (4)在 T1 温度时,将 1 mol CO2 和 3 mol H2 充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡 后,若 CO2 转化率为 α,则容器内的压强与起始压强之比为________; (5) 在 直 接 以 甲 醇 为 燃 料 的 燃 料 电 池 中 , 电 解 质 溶 液 为 酸 性 , 负 极 的 反 应 式 为 ________________________、正极的反应式为________________________。理想状态下,该 燃料电池消耗 1 mol 甲醇所能产生的最大电能为 702.1 kJ ,则该燃料电池的理论效率为 ________。(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全 部能量之比) 27.F5G2 (1)2858 (2)CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) - ΔH=-443.5 kJ· mol 1 α (3)③④ (4)1- 2 + - (5)CH3OH+H2O===CO2+6H +6e 3 + - O +6H +6e ===3H2O 96.6% 2 2 - 【解析】(1)H2 的燃烧热为-285.8 kJ· mol 1, 则分解 10 mol H2O 消耗能量为 285.8 kJ· mol -1 ×10 mol=2858 kJ。 (2)CO(g)和 CH3OH(l)燃烧的热化学方程式分别为: 1 CO(g)+ O2(g)===CO2(g) 2 - ΔH=-283.0 kJ· mol 1① 3 CH3OH(l)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) 2 - ΔH=-726.5 kJ· mol 1② ②-①得 CH3OH(l)不完全燃烧的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) - ΔH=-443.5 kJ· mol 1。 nA - - (3)温度为 T1 时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为 v(CH3OH)= mol· L 1· min 1, 2tA

①错;由图象看出 T1 时反应达平衡生成甲醇的物质的量大于 T2 时,可知 T1 时反应限度大, 平衡常数也大,②错;温度为 T2 时反应先达到平衡,则 T2>T1,但 T2 时反应达到平衡生成 的甲醇的物质的量比 T1 小,说明升高温度不利于甲醇生成,该反应为放热反应,③正确;A 点的反应体系从 T1 变到 T2,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,④正确。 (4)CO2+3H2===CH3OH+H2O △n 1 2 α 2α 1 mol+3 mol-2α mol α 则容器内平衡压强与起始压强之比为: =1- 。 2 1 mol+3 mol (5)甲醇燃料电池中甲醇失电子发生氧化反应,负极电极方程式为 CH3OH+H2O===CO2 3 702.1 kJ + - + - +6H +6e , 正极电极方程式为 O2+6H +6e ===3H2O。 该燃料电池的理论效率为 2 762.5 kJ ×100%=96.6%。

28.F2、G2[2011· 山东卷] 研究 NO2、SO2 、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)NO2 可用水吸收,相应的化学反应方程式为________________________。利用反应 6NO2+ 8NH3? ? ?? 7N2+12H2O 也可处理 NO2。当转移 1.2 mol 电子时,消耗的 NO2 在 △ 标准状况下是________L。 (2)已知:2SO2(g)+O2(g)? ? 2SO 3(g) - ΔH=-196.6 kJ· mol 1 2NO(g)+O2(g)? ? 2NO 2(g) - ΔH=-113.0 kJ· mol 1 - 则反应 NO2(g)+SO2(g)? ? SO mol 1。 3(g)+NO(g)的 ΔH=________kJ· 一定条件下,将 NO2 与 SO2 以体积比 1∶2 置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明 反应达到平衡状态的是________。 a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变 c.SO3 和 NO 的体积比保持不变 d.每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2 与 SO2 体积比为 1∶6,则平衡常数 K=________。
催化剂

图 1-14 (3)CO 可用于合成甲醇,反应方程式为 CO(g)+2H2(g)? ? CH 3OH(g)。 CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图 1-14 所示。 该反应 ΔH______0(填“>” 或 “ <”) 。 实 际 生 产 条 件 控 制 在 250℃ 、 1.3×104 kPa 左 右 , 选 择 此 压 强 的 理 由 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28.F2、G2 (1)3NO2+H2O===2HNO3+NO 6.72 8 (2)-41.8 b 2.67 或 3 (3)< 在 1.3×104 kPa 下,CO 转化率已较高,再增大压强 CO 转化率提高不大,而生 产成本增加,得不偿失 【解析】 (1)NO2 与水反应的化学方程式为 3NO2+H2O===2HNO3+NO。分析题给化学 方程式可知,1 mol NO2 参加反应转移 4 mol 电子,故转移 1.2 mol 电子时消耗 NO2 的物质 的量为 0.3 mol,在标准状况下的体积为 6.72 L。 (2) 将 第 一 个 热 化 学 方 程 式 减 去 第 二 个 热 化 学 方 程 式 并 除 2 得 , NO2(g) + - SO2(g)? ? SO ΔH=-41.8 kJ· mol 1。该反应为气体物质的量不变的反应,反 3(g)+NO(g) 应过程中体系压强为恒量,a 不能;混合气体颜色保持不变,即 NO2 的浓度保持不变,b 能; SO3 和 NO 的体积比恒为 1∶1, c 不能; SO3 的消耗速率和 NO2 的生成速率均是逆反应速率, 故 d 不能。 NO2(g)+SO2(g)? ? SO 3(g)+NO(g) 起始量(mol) 1 2 0 0 变化量(mol) x x x x 平衡量(mol) 1-x 2-x x x 1-x 1 则有 = ,解得 x=0.8, 2-x 6 c?SO3?· c?NO? 0.8×0.8 8 K= = = 。 c?SO2?· c?NO2? 0.2×1.2 3 (3)分析图象可知,温度越高 CO 的平衡转化率越低,说明升高温度平衡向左移动,反

应为放热反应,ΔH<0。

29.F5、G2、O1[2011· 四川卷] 开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的 SO2 通过下列碘循环 工艺过程既能制 H2SO4,又能制 H2。

请回答下列问题: (1) 已知 1 g FeS2 完全燃烧放出 7.1 kJ 热量, FeS2 燃烧反应的热化学方程式为 ______________________。 (2)该循环工艺过程的总反应方程式为______________________。 (3)用化学平衡移动的原理分析,在 HI 分解反应中使用膜反应器分离出 H2 的目的是 ______________________。 (4)用吸收 H2 后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用 MH 表示),NiO(OH)作为电池正 极材料,KOH 溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的 总反应为: NiO(OH)+MH? ? ?? Ni(OH)2+M 充电 ①电池放电时,负极的电极反应式为________________________。 ②充电完成时,Ni(OH)2 全部转化为 NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生 O2,O2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的 电极反应式为________________________。 29. F5、 G2、 O1 【答案】 (1)4FeS2(s)+11O2(g)=====2Fe2O3(s)+8SO2(g); ΔH=-3408 kJ/mol (2)2H2O+SO2===H2SO4+H2 (3)减小 H2 浓度,使 HI 分解平衡正向移动,提高 HI 的分解率 - - (4)①MH+OH -e ===M+H2O - - ②2H2O+O2+4e ===4OH 【解析】 该工艺过程的原理是:①SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,②2HI? ? H 2+I2。 则总反应式为①+②,即 2H2O+SO2===H2SO4+H2。(4)①蓄电池放电时是原电池、充电时 是电解池。只要记清原电池中“负氧化、正还原”,电解池中“阳氧化、阴还原”的规律, 在写电极反应式时先弄清楚是原电池还是电解池, 然后将给出的总反应拆成氧化反应和还原 反应两个半反应按需选取即可。②中阴极的电极反应有两个,第一阶段是充电时的反应式, - - 由①中的方法不难确定为 M+H2O+e ===MH+OH ,第二阶段为吸收氧气的电解反应式, - 由题意氧气在阴极被还原,结合该蓄电池中电解质溶液显碱性可知氧气被还原为 OH ,所 - - 以其电极方程式为:2H2O+O2+4e ===4OH 。
高温 放电

2 10.F4G2 [2011· 天津卷] 工业废水中常含有一定量的 Cr2O2 它们会对人类及 7 和 CrO4 , 生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。 方法 1:还原沉淀法 该法的工艺流程为
- -

CrO2 ― →Cr2O2 ― →Cr3 ― ― →Cr(OH)3↓ 4 ― 7 ― ①转化 ②还原 ③沉淀
- - +

H



Fe2



OH



其中第①步存在平衡: - + 2- 2CrO2 4 (黄色)+2H ? ? Cr 2O7 (橙色)+H2O (1)若平衡体系的 pH=2,该溶液显________色。 (2)能说明第①步反应达平衡状态的是__________。 - 2- a.Cr2O2 7 和 CrO4 的浓度相同 - 2- b.2v(Cr2O2 7 )=v(CrO4 ) c.溶液的颜色不变 - (3)第②步中,还原 1 mol Cr2O2 7H2O。 7 离子,需要________mol 的 FeSO4· (4)第③步生成的 Cr(OH)3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: - 3+ Cr(OH)3(s)? ? Cr (aq)+3OH (aq) + - + - 常温下, Cr(OH)3 的溶度积 Ksp=c(Cr3 )· c3(OH )=10-32, 要使 c(Cr3 )降至 10 5mol/L, 溶液的 pH 应调至________。 方法 2:电解法 - 该法用 Fe 做电极电解含 Cr2O2 7 的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液 pH 升高, 产生 Cr(OH)3 沉淀。 (5) 用 Fe 做 电 极 的 原 因 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是(用电极反应解释)________________________。 溶液中同时生成的沉淀还有__________。 10.F4G2 (1)橙 (2)c (3)6 (4)5 - + + (5)阳极反应为 Fe-2e ===Fe2 ,提供还原剂 Fe2 + - (6)2H +2e ===H2↑ Fe(OH)3 + 【解析】 (1)溶液 pH=2 时,溶液中 c(H )浓度较大,平衡正向移动,故溶液显橙色。 (2)a 项,由于反应平衡常数未知,故反应进行的程度也未知,当两者浓度相等时,反应 不一定达到平衡;b 项,没有指明这些物质的反应速率代表正反应还是逆反应,也不能说明 一定达到平衡;c 项,当溶液的颜色不变时,说明体系中各微粒浓度都不再改变,故达到平 衡状态。 - - + + - - 3+ 2 (3)结合关系式 Cr2O2 Fe2 ~Fe3 ~e ,根据电子守恒可知 Cr2O2 7 ~2Cr ~6e 、 7 ~6Fe + ,故需要 6 mol FeSO4· 7H2O。 3 10 Ksp -9 - + - - mol· L 1,故 c(H )=10 5mol· L 1,pH=5。 - =10 3+ = c?Cr ? 10 5 - + + - (5)当用铁作电极时, 阳极反应式为 Fe-2e ===Fe2 , 生成的 Fe2 具有还原性, 将 Cr2O2 7 3+ 2+ 还原为 Cr ,从而生成 Cr(OH)3 沉淀,因而铁作电极是为了生成还原剂 Fe 。 + + - (6)在阴极上只能是 H 得电子生成氢气,电极反应式为 2H +2e ===H2↑,随着电极附 + - + + - 近 c(H )减小, 使得溶液中 c(OH )>c(H ), 溶液显碱性; 同时, 阳极上生成的 Fe2 被 Cr2O2 7 3+ 氧化为 Fe ,随着碱性的增强而生成 Fe(OH)3 沉淀下来。 (4)因为 c(OH )=


3

-32

10.G2G3[2011· 重庆卷] 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符 合题图 0 的是( )

图0 A.CO2(g)+2NH3(g)? ? CO (NH2)2(s)+H2O(g); ΔH<0 B.CO2(g)+H2(g)? ? CO (g)+H2O(g);ΔH>0 C.CH3CH2OH(g)? ? CH 2===CH2(g)+H2O(g); ΔH>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)? ? 2C 6H5CH===CH2(g)+2H2O(g);ΔH<0 10.G2G3[2011· 重庆卷] 【解析】 A 左边图象是温度与时间的图象,在拐点之前可以 判断斜率较大的 T2 对应的反应速率快,因此温度较高,即 T2>T1,拐点之后,T2 温度下达到 平衡时, 水蒸气的含量较少, 因此确定升高温度, 平衡逆向移动, 即此反应正向为放热反应, 排除 B、C。右边图象为压强与时间的图象,拐点前可判断 p1>p2,拐点后可判断增大压强 平衡正向移动,确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和, 排除 D。

G3 速率、平衡图像 12.G2G3[2011· 北京卷] 已知反应:2CH3COCH3(l)? ? ? ? CH3COCH2COH(CH3)2(l)。 取等量 CH3COCH3,分别在 0 ℃和 20 ℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t) 如图所示。下列说法正确的是( )
催化剂

图0 A.b 代表 0 ℃下 CH3COCH3 的 Y-t 曲线 v?0 ℃? B.反应进行到 20 min 末,CH3COCH3 的 >1 v?20 ℃? C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 Δn?0 ℃? D.从 Y=0 到 Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2 的 =1 Δn?20 ℃? 12.G2G3 【解析】 D 温度越高反应速率越快,达到平衡越早,b 早达到平衡,表示 b 为 20 ℃ 下的曲线,A 项错误;从图象易知,20 min 时 b 曲线反应速率快,即 20 ℃下反应速率快, B 项错误;由图示可知温度越高反应物的转化分数越小,即平衡转化率越低,C 项错误;由 图示,66 min 时两个温度下转化分数相同,则生成的 CH3COCH2COH(CH3)2 物质的量相同, D 项正确。 31.G3 G4 F2 [2011· 广东卷] 利用光能和光催化剂,可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2。紫外光照 射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4 产量随光照时间的变化如图 0 所示。

图0 (1)在 0~30 小时内, CH4 的平均生成速率 vⅠ、 vⅡ和 vⅢ从大到小的顺序为____________; 反应开始后的 12 小时内,在第________种催化剂作用下,收集的 CH4 最多。 (2)将所得 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)===CO(g) - +3H2(g)。该反应的 ΔH=+206 kJ· mol 1。

①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。 ②将等物质的量的 CH4 和 H2O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器,某温度下反应达到平衡, 平衡常数 K=27,此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol,求 CH4 的平衡转化率(计算结果保 留两位有效数字)。 - (3)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ· mol 1。写出由 CO2 生成 CO 的 热 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 31.G3 G4 F2 (1)vⅢ>vⅡ>vⅠ Ⅱ

(2)① ②设 CH4 的初始物质的量为 x mol, 则 CH4(g) + H2O(g)? ? CO (g) + 3H2(g) 初始浓度 x x - /mol· L 1 1 1 平衡浓度 x-0.10 x-0.10 0.10 0.30 - /mol· L 1 1 1 1 1 3 3 c?CO?· c ?H2? 0.10×0.30 K= = =27 c?CH4?· c?H2O? ?x-0.10?2 解得:x=0.11 0.10 转化率= ×100%=91% 0.11 - (3)CO2(g)+3H2O(g)===CO(g)+3H2(g)+2O2(g) ΔH=+1008 kJ· mol 1 CH4产量 【解析】 (1)0~30 小时内,CH4 的平均速率= ,由图可知,30 小时内 CH4 的 30 h 产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,即速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ;前 12 小时第Ⅱ种催化剂作用下,收集的 CH4 最多。(2)①该反应中,CH4 的用量越多,放出的热量越多,成正比例关系。 ②假设 CH4 和 H2O 的起始量均为 x mol,结合平衡时 n(CO)=0.10 mol,有: CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) 起始浓度 x x 0 0 - ?mol· L 1? 变化量 0.10 0.10 0.10 0.30 - ?mol· L 1? 平衡浓度 x-0.10 x-0.10 0.10 0.30 - ?mol· L 1? c?CO?×c3?H2? 0.10×0.303 0.10 - 结合 K= = =27, 解得 x=0.11 mol· L 1, CH4 的转化率= 0.11 c?CH4?×c?H2O? ?x-0.10?2 ×100%=91%。 - (3)由已知反应:①CH4(g)+H2O(g)? ? CO (g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ· mol 1; ②CH4(g)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) - ΔH=-802 kJ· mol 1; ①-②式得热化学反应方程式: - CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g) ΔH=+1008 kJ· mol 1。

28. G3[2011· 全国卷] 反应 aA(g)+bB(g)? ? ? ? cC(g) (ΔH<0)在等容条件下进行。 改 变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:

催化剂

图 1-10 回答问题: (1)反应的化学方程式中,a∶b∶c 为________; (2)A 的平均反应速率 vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为________; (3)B 的平衡转化率 αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________,其值是________; (4) 由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ______________ ,采取的措施是 ______________; (5) 比 较 第 Ⅱ 阶 段 反 应 温 度 (T2) 和 第 Ⅲ 阶 段 反 应 温 度 (T3) 的 高 低 : T2________T3( 填 “>”“<”“=”),判断的理由是________________________; (6)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定 10 min 后达到新的平衡,请在下 图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出 A、B、 C)

图 1-11 28.G3 (1)1∶3∶2 (2)vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A) (3)αⅢ(B) 0.19(19%) (4)向正反应方向 从反应体系中移出产物 C (5)> 此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动

(6) (注:只要曲线能表示出平衡向逆反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可)

【解析】 (1)第Ⅰ阶段 A、 B、 C 的物质的量浓度变化值分别为(减少)1.0 mol/L、 (减少)3.0 mol/L、(增加)2.0 mol/L,方程式中各物质浓度的变化量之比等于其化学计量数之比,因此 计算得 a∶b∶c=1∶3∶2。 (2)根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值,可计算三个阶段用 A 表示的化学反应 ?2.0-1.0? mol/L ?1.0-0.62? mol/L 速率分别为: = 0.05 mol/(L· min) 、 = 0.025 mol/(L· min) 、 20 min 15 min ?0.62-0.50? mol/L =0.012 mol/(L· min)。 10 min 6.0-3.00 (3)转化率是物质的减少量与初始量的比值,因此三个阶段 B 的转化率分别为 6.0 3.00-1.86 1.86-1.50 ×100%=50%、 ×100%=38%、 ×100%=19%。 3.00 1.86 (4)第Ⅱ阶段 C 是从 0 开始的,因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了 C,即减少 生成物浓度,平衡正向移动。 (5)第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等,根据 A、B 的量减少,C 的量 增加可判断平衡是正向移动的, 根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化 引起的, 另外题目所给条件容器的体积不变, 则改变压强也不可能, 因此一定为温度的影响, 此反应正向为放热反应,可以推测为降低温度,另外结合 A 的速率在三个阶段的情况,确 定改变的条件一定为降低温度。 (6)首先应该考虑到气体的物质的量浓度为气体的物质的量与容器体积的比值,因此容 器扩大一倍,则各物质的浓度减小为原来的一半,另外考虑容器体积增大,平衡向气体的物 质的量增大的方向移动,即向逆反应方向移动。

6.G3G5 [2011· 天津卷] 向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2,一定条件下使反应 SO2(g)+NO2(g)? ? SO 3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。

图0 由图可得出的正确结论是( ) A.反应在 c 点达到平衡状态 B.反应物浓度:a 点小于 b 点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1=Δt2 时,SO2 的转化率:a~b 段小于 b~c 段 6.G3G5 【解析】 D 该反应是从正反应方向开始,由图可以看出反应速率在逐渐 增加,故在绝热容器中反应体系温度升高,可知该反应的正反应是放热反应,但随着时间的 推移,反应物浓度逐渐减小,反应速率会有所下降,只有当反应速率不再改变时,反应才达 到平衡,即平衡点将在 c 点之后,A 错;由于 a 点到 b 点反应一直正向进行,故反应物浓度 b 点小于 a 点,B 错;由于该反应是放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量,C 错; 由于到 c 点反应仍未达到平衡, 但速率一直在增大, 故 SO2 的转化率一直在增大, D 对。 10.G2G3[2011· 重庆卷] 一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符 合题图 0 的是( )

图0 A.CO2(g)+2NH3(g)? ? CO (NH2)2(s)+H2O(g); ΔH<0 B.CO2(g)+H2(g)? ? CO (g)+H2O(g);ΔH>0 C.CH3CH2OH(g)? ? CH 2===CH2(g)+H2O(g); ΔH>0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)? ? 2C 6H5CH===CH2(g)+2H2O(g);ΔH<0 10.G2G3[2011· 重庆卷] 【解析】 A 左边图象是温度与时间的图象,在拐点之前可以 判断斜率较大的 T2 对应的反应速率快,因此温度较高,即 T2>T1,拐点之后,T2 温度下达到 平衡时, 水蒸气的含量较少, 因此确定升高温度, 平衡逆向移动, 即此反应正向为放热反应, 排除 B、C。右边图象为压强与时间的图象,拐点前可判断 p1>p2,拐点后可判断增大压强 平衡正向移动,确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和, 排除 D。

G4 等效平衡与化学平衡计算 31.G3 G4 F2 [2011· 广东卷] 利用光能和光催化剂,可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2。紫外光照 射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4 产量随光照时间的变化如图 0 所示。

图0 (1)在 0~30 小时内, CH4 的平均生成速率 vⅠ、 vⅡ和 vⅢ从大到小的顺序为____________; 反应开始后的 12 小时内,在第________种催化剂作用下,收集的 CH4 最多。 (2)将所得 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)===CO(g) - +3H2(g)。该反应的 ΔH=+206 kJ· mol 1。 ①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。 ②将等物质的量的 CH4 和 H2O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器,某温度下反应达到平衡, 平衡常数 K=27,此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol,求 CH4 的平衡转化率(计算结果保 留两位有效数字)。 - (3)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ· mol 1。写出由 CO2 生成 CO 的 热 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 31.G3 G4 F2 (1)vⅢ>vⅡ>vⅠ Ⅱ

(2)① ②设 CH4 的初始物质的量为 x mol, 则 CH4(g) + H2O(g)? ? CO (g) + 3H2(g) 初始浓度 x x - /mol· L 1 1 1 平衡浓度 x-0.10 x-0.10 0.10 0.30 - /mol· L 1 1 1 1 1 3 c?CO?· c3?H2? 0.10×0.30 K= = =27 c?CH4?· c?H2O? ?x-0.10?2

解得:x=0.11 0.10 转化率= ×100%=91% 0.11 - (3)CO2(g)+3H2O(g)===CO(g)+3H2(g)+2O2(g) ΔH=+1008 kJ· mol 1 CH4产量 【解析】 (1)0~30 小时内,CH4 的平均速率= ,由图可知,30 小时内 CH4 的 30 h 产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,即速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ;前 12 小时第Ⅱ种催化剂作用下,收集的 CH4 最多。(2)①该反应中,CH4 的用量越多,放出的热量越多,成正比例关系。 ②假设 CH4 和 H2O 的起始量均为 x mol,结合平衡时 n(CO)=0.10 mol,有: CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) 起始浓度 x x 0 0 - ?mol· L 1? 变化量 0.10 0.10 0.10 0.30 - ?mol· L 1? 平衡浓度 x-0.10 x-0.10 0.10 0.30 - ?mol· L 1? c?CO?×c3?H2? 0.10×0.303 0.10 - 结合 K= = =27, 解得 x=0.11 mol· L 1, CH4 的转化率= 0.11 c?CH4?×c?H2O? ?x-0.10?2 ×100%=91%。 - (3)由已知反应:①CH4(g)+H2O(g)? ? CO (g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ· mol 1; ②CH4(g)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) - ΔH=-802 kJ· mol 1; ①-②式得热化学反应方程式: - CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g) ΔH=+1008 kJ· mol 1。 8. G4[2011· 全国卷] 在容积可变的密闭容器中, 2 mol N2 和 8 mol H2 在一定条件下发生 反应,达到平衡时,H2 的转化率为 25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( ) A.5% B.10% C.15% D.20% 8.G4 【解析】 C 根据题意可知,发生反应的氢气的物质的量为 8 mol×25%=2 mol,因此 可得下列“三段式”: N2 + 3H2 ? ? 2NH3 初始/mol: 2 8 0 2 4 转化/mol: 2 3 3 4 4 平衡/mol: 6 3 3 在同温同压下, 气体的体积比等于物质的量之比, 因此平衡时氮气的体积分数等于其物 4 3 质的量分数,即为 ×100%≈15%。 4 4 +6+ 3 3

13.G4[2011· 四川卷] 可逆反应①X(g)+2Y(g)? ? 2Z (g) 、②2M(g)? ? N (g)+P(g)分别 在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达 到平衡状态时有关物理量的变化如图 1-3 所示:

图 1-3 下列判断正确的是( ) A.反应①的正反应是吸热反应 B.达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 14∶15 5 C.达平衡(Ⅰ)时,X 的转化率为 11 D.在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中 M 的体积分数相等 13.G4 【解析】 C 由反应②的方程式可知反应②中反应前后气体的物质的量不发 生变化,则反应②平衡体系中混合气体的物质的量始终是 2 mol,则结合图中平衡 (Ⅰ)和平 衡(Ⅱ)的转化条件和反应前后 X、Y、Z 的物质的量变化情况可知降低温度时反应①向正反 应方向移动,所以反应①正反应是放热反应,A 错;等温、等物质的量时气体的压强与体积 成反比,由平衡(Ⅰ)时反应②体系体积的变化可知平衡(Ⅰ)时体系的压强为开始时体系压强 2 10 的 = ,B 错;由同温、同压时气体的体积比等于物质的量之比可知平衡(Ⅰ)时反应①体 2.2 11 28 5 系的总物质的量为 2.8×2÷ 2.2= ,则根据方程式可算出平衡(Ⅰ)时,X 的转化率为 ,C 11 11 对;温度对所有的平衡均有影响,所以当温度降低时反应②的平衡必定移动,所以 M 的体 积分数必定变化,D 错。

G5 化学反应速率和化学平衡综合 8. G5 [2011· 海南化学卷] 对于可逆反应 H2(g)+I2(g)? ? 2HI (g), 在温度一定下由 H2(g) 和 I2(g)开始反应,下列说法正确的是( ) A.H2(g)的消耗速率与 HI(g)的生成速率之比为 2∶1 B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C.正、逆反应速率的比值是恒定的 D.达到平衡时,正、逆反应速率相等 8.G5 【解析】 BD H2(g)的消耗速率与 HI(g)的生成速率比决定于该反应的化学计 量数之比,应为 1∶2,A 错;正、逆反应速率的比值是随反应时间的变化而变化的,不是 恒定的,C 错。对于一个可逆反应的净速率就是正、逆反应速率之差,B 正确;可逆反应达 到平衡的标志就是正、逆反应速率相等,D 正确。 10.G5 [2011· 江苏化学卷] 下列图示与对应的叙述相符的是( )

A.图 A 表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 - - B.图 B 表示 0.1000 mol· L 1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.1000 mol· L 1 CH3COOH 溶液 所得到的滴定曲线 C.图 C 表示 KNO3 的溶解度曲线,图中 a 点所示的溶液是 80 ℃时 KNO3 的不饱和溶 液 D.图 D 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知 t 时反应物转化率 最大 10.G5 【解析】 C 图 A 中,反应物的总能量比生成物能量大,故为放热反应,A 错;图 B 中,起始时,0.1 mol/L 的 CH3COOH 的 pH 应大于 1,B 错;图 C 中,80 ℃时, KNO3 的溶解度比 a 点处大,故 a 点处没有达到饱和,C 对;图 D 中,t 时生成物的量不是 最大,故反应物的转化率不是最大,D 错。

12.G5 [2011· 江苏化学卷] 下列说法正确的是( ) A.一定温度下,反应 MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的 ΔH>0、ΔS>0 + + B.水解反应 NH4 +H2O? ? NH H2O+H 达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 3· 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 12.G5 【解析】 AD 该反应为分解反应,过程是吸热,ΔH>0,反应中有气体生成, 熵增加,ΔS>0,A 对;水解为吸热反应,升高温度促进水解,B 错;放电时负极和充电时 阳极都发生氧化反应,C 错;H2O2 中加入 MnO2 作催化剂,反应速率加快,升高温度,反 应速率也加快,D 对。

15.G5 [2011· 江苏化学卷] 700 ℃时,向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O,发生反应: CO(g)+H2O(g)? ? CO 2(g)+H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2>t1): 反应时间/min 0 t1 t2 下列说法正确的是( ) n(CO)/mol 1.20 0.80 H2O/mol 0.60 0.20

0.40 - - A.反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2)= mol· L 1· min 1 t1 B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60 mol CO 和 1.20 mol H2O,到达平衡 时 n(CO2)=0.40 mol C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平 衡时 CO 转化率增大,H2O 的体积分数增大 D.温度升高至 800 ℃,上述反应平衡常数为 0.64,则正反应为吸热反应 1.2 mol-0.8 mol 2L 15. G5 【解析】BC 反应在 t1 min 内的平均速率 v(H2)=v(CO)= t1 min 0.20 - - = mol· L 1· min 1,A 错。根据提供数据,可知 t1 时 n(H2O)=0.2 mol,则 t1 时反应达平 t1 衡状态,此时 CO、H2O、CO2、H2 的物质的量浓度分别为 0.4 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L、 0.2 mol/L,则 K=1。起始时充入 0.6 mol CO 和 1.20 mol H2O,设平衡时 n(CO2)=x mol,则 x x × 2 2 K= =1,解得 x=0.4,B 对; 增大一种反应物浓度,另一种反应物的转 ?0.6-x? ?1.2-x? × 2 2 化率肯定增大,根据勒夏特列原理知,加入的 H2O,只能削弱不能消除,则 H2O 的体积分 数增大,C 对;由于 700 ℃时,K=1,800 ℃时,K=0.64,则升温,K 减小,说明平衡向 逆反应方向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,D 错。 6.G3G5 [2011· 天津卷] 向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2,一定条件下使反应 SO2(g)+NO2(g)? ? SO 3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。

图0 由图可得出的正确结论是( ) A.反应在 c 点达到平衡状态 B.反应物浓度:a 点小于 b 点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1=Δt2 时,SO2 的转化率:a~b 段小于 b~c 段 6.G3G5 【解析】 D 该反应是从正反应方向开始,由图可以看出反应速率在逐渐 增加,故在绝热容器中反应体系温度升高,可知该反应的正反应是放热反应,但随着时间的 推移,反应物浓度逐渐减小,反应速率会有所下降,只有当反应速率不再改变时,反应才达 到平衡,即平衡点将在 c 点之后,A 错;由于 a 点到 b 点反应一直正向进行,故反应物浓度 b 点小于 a 点,B 错;由于该反应是放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量,C 错; 由于到 c 点反应仍未达到平衡, 但速率一直在增大, 故 SO2 的转化率一直在增大, D 对。

27.G5[2011· 浙江卷] 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵 (NH2COONH4)分解反应平衡 常数和水解反应速率的测定。 (1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固 体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡: NH2COONH4(s)? ? 2NH 3(g)+CO2(g) 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表: 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 温度/℃ 平衡总压 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 强/kPa 平衡气体 2.4× 3.4× 4.8× 6.8× 9.4× 总浓度/ -3 -3 -3 -3 - 10 10 10 10 10 3 - mol· L 1 ①可以判断该分解反应已经达到平衡的是( ) A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②根据表中数据,列式计算 25.0 ℃时的分解平衡常数:__________。 ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在 25.0 ℃下达到分 解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量________(填“增加”“减少” 或“不变”) ④ 氨 基 甲 酸 铵 分 解 反 应 的 焓 变 ΔH________( 填 “ > ”“ = ” 或 “ < ”) , 熵 变 ΔS________0 (填“>”“=”或“<”)。 (2)已知:NH2COONH4+2H2O? ? NH H2O 4HCO3+NH3· 该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率 ,得到 - c(NH2COO )随时间的变化趋势如图所示。

图0 ⑤计算 25.0 ℃时,0~6 min 氨基甲酸铵水解反应的平均速率:__________。 ⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大:__________。 2 ? 2 ?1 ? 4 -3 - 27 . G5 (1)①BC ②K = c2(NH3)· c(CO2) = ? L 1)3 = ?3c? · ?3c? = 27 ×(4.8×10 mol· - - 1.6×10 8(mol· L 1)3 ③增加 ④> > (2)⑤0.05 mol/(L· min) ⑥25.0 ℃时反应物的起始浓度较小,但 0~6 min 的平均反应速 率(曲线的斜率)仍比 15.0 ℃时的大。 【解析】 (1)①A 项没有指明反应速率的方向,不能作为平衡标志,该反应前后气体分 子数不相等,因此密闭容器总压强不变可以作为平衡标志;由于反应中有非气体物质,因此 混合气体的密度不变可以作为平衡标志; 密闭容器中只有氨气和 CO2, 且二者的体积比始终 为 2∶1,因此氨气的体积分数不能作为平衡标志。②25.0 ℃时,NH3、CO2 的浓度分别为 - - - - 3.2×10 3 mol/L、1.6×10 3 mol/L,因此 K=c2(NH3)· c(CO2)≈1.6×10 8(mol· L 1)3。③恒温

下压缩容器体积,则体系压强增大,平衡向逆反应方向移动,氨基甲酸铵固体质量增加。④ 根据升高温度,平衡气体总浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应, ΔH>0,该反应前后气体分子数增大,则 ΔS>0。(2)⑤25.0 ℃时,0~6 min 氨基甲酸铵水解 ?2.2-1.9? mol/L 反应的平均速率为 =0.05 mol/(L· min)。⑥由图示可知,25.0 ℃时反应物的起 6 min 始浓度较小,但 0~6 min 的平均反应速率(曲线的斜率)仍比 15.0 ℃时的大,因此速率越快。

29.G5F4[2011· 重庆卷] 臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。 (1)O3 与 KI 溶液反应生成的两种单质是__________和__________。(填分子式) (2)O3 在水中易分解,一定条件下,O3 的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知 O3 的起始浓度为 0.0216 mol/L。 3.0 4.0 5.0 6.0 pH t/minT/℃ 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 ①pH 增大能加速 O3 分解,表明对 O3 分解起催化作用的是________________。 ②在 30 ℃、pH=4.0 条件下,O3 的分解速率为__________mol/(L· min)。 ③据表中的递变规律,推测 O3 在下列条件下分解速率依次增大的顺序为__________。 (填字母代号) a.40 ℃、pH=3.0 b.10 ℃、pH=4.0 c.30 ℃、pH=7.0 (3)O3 可由臭氧发生器(原理如题 29 图)电解稀硫酸制得。

图0 ① 图 中 阴 极 为 __________( 填 “A” 或 “B”) , 其 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________。 ② 若 C 处 通 入 O 2 , 则 A 极 的 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若 C 处不通入 O2,D、E 处分别收集到 x L 和 y L 气体(标准状况),则 E 处收集的气 体中 O3 所占的体积分数为__________。(忽略 O3 的分解) 29.G5F4[2011· 重庆卷] (1)I2 O2 - - (2)①OH ②1.00×10 4 ③b、a、c + - (3)A 2H +2e ===H2↑ + - ②O2+4H +4e ===2H2O x-2y ③ y - 【解析】 (1)臭氧具有强氧化性,在溶液里能将 I 氧化成 I2,自身一部分氧元素被还原 - 为 OH ,反应的化学方程式为 2KI+O3+H2O===2KOH+I2+O2,因此,生成的单质为 I2 和 O2。 - - (2)①pH 越大,OH 浓度越大,判断起催化作用的离子为 OH 。 ②由表格可知,题目给定条件下所用时间为 108 min,而臭氧浓度减少为原来的一半,

0.0216 mol/L 0.0108 mol/L - 即有 =0.0108 mol/L 臭氧分解,速率为 =1×10 4 mol/(L· min)。③ 2 108 min 分析表中的递变规律可知,a 项反应所需时间的范围是:31 min<t<158 min,b 项反应所需时 间 t>231 min,c 项反应所需时间 t<15 min,因此,分解速率依次增大的顺序为 b、a、c。 - (3)①电解硫酸时,溶液中的 OH 发生氧化反应生成氧气和臭氧,因此产生氧气和臭氧 的一极为阳极,根据装置中电极 B 处产生臭氧,则说明电极 B 为阳极,则 A 为阴极,硫酸 + 溶液中的 H 在阴极放电生成氢气。②若 C 处通入氧气,则 A 极上产生的氢气与氧气反应生 成水。③D 处得到氢气,E 处生成氧气和臭氧,每生成 1 mol H2,可得到 2 mol 电子,生成 x x L 氢气时,得到电子的物质的量为 ×2,每生成 1 mol O2,可失去 4 mol 电子,每生成 22.4 V?O2? V?O3? x 1 mol O3,可失去 6 mol 电子,根据得失电子守恒得 ×4+ ×6= ×2,生成氧 22.4 22.4 22.4 V?O3? x-2y 气和臭氧的体积共 y L,则 V(O2)+V(O3)=y,因此 = 。 y y

1.[2011· 抚顺联考] 下列说法正确的是( ) A.焓变和熵变都大于 0 的反应肯定是自发的 B.焓变小于 0 而熵变大于 0 的反应肯定是自发的 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发 性的判据 D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向 1.B 【解析】 根据化学反应的能量判据和熵判据:ΔG=ΔH-TΔS,综合分析 A 错 误,B 正确。 2.[2011· 青岛测试] 250 ℃和 1.01×105 Pa 时,反应 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH= +56.76 kJ/mol,自发进行的原因是( ) A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应 2.D 【解析】 根据 ΔG=ΔH-TΔS<0 判断,该反应能够自发进行的原因是熵增大效 应大于能量效应。 3.[2011· 临汾模拟] 反应 2AB(g)===C(g)+3D(g)在高温时能自发进行, 其逆反应在低温 下能自发进行,则该反应的 ΔH、ΔS 应为( ) A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS<0 C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH>0,ΔS<0 3.C 【解析】 根据化学反应进行方向的复合判据 ΔG=ΔH-TΔS,当 ΔG<0 时,反 应自发进行;当 ΔG=0 时处于平衡状态;当 ΔG>0 反应不能自发进行。结合题意得出该反 应的 ΔH>0,ΔS>0。 4.[2011· 镇江月考]硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4= Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。下列各组实验中最先出现浑浊的是( )

实验

反应 温度/℃

Na2S2O3 溶液 - V/mL c/(mol· L 1) 稀 H2SO4 - V/mL c/(mol· L 1) H2O V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 4.D 【解析】 分析图表中的数据得出,相同温度下,B、D 中 Na2S2O3 浓度分别大 于 A、C 的,反应速率 B 大于 A,D 大于 C,但在浓度相同时,温度高的反应速率大于温度 低的,反应速率 D 大于 B,综合分析,选 D。 5.[2011· 亳州三模] 乙酸乙酯能在多种条件下发生水解反应: CH3COOC2H5+H2O? ? CH 3COOH+C2H5OH + 已知该反应的速率随 c(H )的增大而加快。图 K36-2 为 CH3COOC2H5 的水解速率随时 间的变化图。下列说法中正确的是( )

图 K36-2 + A.反应初期水解速率增大可能是溶液中 c(H )逐渐增大所致 B.A、B 两点表示的 c(CH3COOC2H5)相等 C.图中 t0 时反应达到平衡状态 D.tB 时 CH3COOC2H5 的转化率高于 tA 时 CH3COOC2H5 的转化率 + 5.AD 【解析】 水解初期 c(CH3COOH)增大,c(H )增大,该反应的速率随之加快, A 对;A、B 两点表示的 v(CH3COOC2H5)相等,但随反应进行 c(CH3COOC2H5)不断消耗, 使乙酸乙酯的转化率逐渐增大,B 错,D 对;B 点表示的 c(CH3COOC2H5)小;t0 后反应速率 逐渐减小,并未保持不变,故未达到平衡状态,C 错。 6. [2011· 莆田统测] 相同温度下, 体积均为 0.25 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应: - X2(g)+3Y2(g)? ? 2XY (g) Δ H =- 92.6 kJ· mol 1 3 实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示: 容器 编号 起始时各物质物质的量/mol X2 Y2 XY3 达平衡时体 系能量的变化 1 3 0 ① 0.6 1.8 0.8 ② 下列叙述不正确的是( ) A.容器①、②中反应的平衡常数不相等 - B.达平衡时,两个容器中 XY3 的物质的量浓度均为 2 mol· L 1 C.容器②中反应达到平衡时放出的热量为 Q

放热 23.15 kJ Q(Q>0)

D.若容器①体积为 0.20 L,则达平衡时放出的热量大于 23.15 kJ 6.AC 【解析】 相同温度下,两次实验中 X2、Y2 都是按照与计量数等比加入,温度 又不变,所以达到平衡时,平衡状态相同,平衡常数相等。容器②中反应达到平衡应该吸收 热量。 7.[2011· 余姚中学模拟] T ℃时在 2 L 密闭容器中使 X(g)与 Y(g)发生反应生成 Z(g)。反 应过程中 X、Y、Z 的浓度变化如图 K37-1(1)所示;若保持其他条件不变,温度分别为 T1 和 T2 时,Y 的体积分数与时间的关系如图 K37-1(2)所示。则下列结论正确的是( )

图 K37-1 - A.反应进行的前 3 min 内,用 X 表示的反应速率 v(X)=0.3 mol· (L· min) 1 B.容器中发生的反应可表示为:3X(g)+Y(g)? ? 2Z (g) C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数 K 减小 D.若改变反应条件,使反应进程如图 K37-1(3)所示,则改变的条件是增大压强 - 7.B 【解析】 A 项错误,v(X)=0.1 mol· (L· min) 1;B 项正确,根据化学计量数之比 等于物质的量变化之比:n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2;C 项错误,由图(2) 可知,根据“先拐先平”的原则,T2>T1,温度升高,Y 的体积分数减小,平衡正向移动, 平衡常数 K 增大;D 项错误,由图(3)可知,平衡没有发生移动,仅仅是加快了反应速率, 而该反应是一个不等体积变化, 增加压强, 平衡会发生移动, 故在这里应该是使用了催化剂。 8.[2011· 黄石三模] 某温度下,在一个 2 L 的密闭容器中,加入 4 mol A 和 2 mol B 进 行如下反应: 3A(g)+2B(g)? ? 4C (?)+2D(?)。 反应一段时间后达到平衡, 测得生成 1.6 mol C,且反应的前后压强之比为 5∶4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( ) c4?C?c2?D? A.该反应的化学平衡常数表达式是 K= 3 c ?A?c2?B? B.此时,B 的平衡转化率是 35% C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大 D.增加 C,B 的平衡转化率不变 8. D 【解析】 3A(g)+2B(g)? ? 4C (?)+2D(?)达到平衡反应的前后压强之比为 5∶4, 同温同体积条件下,物质的量之比为等于压强之比,即 n(前)∶n(平)=5∶4,说明这是个气 体体积减少的反应,结合平衡前 4 mol A 和 2 mol B,平衡时生成 1.6 mol C 分别讨论后只有 c2?D? C 为固体或液体和 D 为气体满足条件。则该反应的化学平衡常数表达式是 K= 3 ; c ?A?c2?B? 平衡时 B 的平衡转化率是 40%;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度没变,化学 平衡常数不变;由于 C 为固体或液体,增加 C 对平衡没影响,B 的平衡转化率不变。 c?CO2?· c?H2? 9.[2011· 邵阳联考] 已知某化学反应的平衡常数表达式为 K= ,在不同的 c?CO?· c?H2O? 温度下该反应的平衡常数值分别为:

700 800 t℃ K 1.67 1.11 下列有关叙述不正确 的是 ( ) ...

830 1.00

1000 0.60

1200 0.38

A.该反应的化学方程式是:CO(g)+H2O(g)? ? CO 2(g)+H2(g) B.上述反应的正反应是放热反应 C.如果在一定体积的密闭容器中加入 CO2 和 H2 各 1 mol,5 min 后温度升高到 830 ℃, 此时测得 CO 为 0.4 mol 时,该反应为平衡状态 c?CO2? c?H2O? D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式: = ,判断此时的温度是 3c?CO? 5c?H2? 1000 ℃ 9.C 【解析】 平衡常数的表达式中,分子中的物质是生成物,分母中的物质是反应 物, A 项正确; 该反应的平衡常数随着温度的升高而降低, 故该反应是放热反应, B 项正确; 利用反应方程式确定各种物质的物质的量,代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡; 将所给关系式进行变化,可知该条件下平衡常数为 0.6,所以 D 项正确。 10 . [2011· 淄博统测 ] 往一体积不变的密闭容器中充入 H2 和 I2 ,发生反应 H2(g) + I2(g)? ? 2HI (g) ΔH<0,当达到平衡后,t0 时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反 应条件,使容器内压强增大(如下图所示),下列说法正确的是( )

A.容器内气体颜色变深,平均相对分子质量不变 B.平衡不移动,混合气体密度增大 C.H2 转化率增大,HI 平衡浓度减小 D.t0 时减小体积或升高体系温度 10.A 【解析】 条件改变后正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率大于正反应速 率,改变的条件为升高温度,反应逆向移动,A 正确,B、C、D 错误。 11.[2011· 抚顺联考] 在密闭容器中,反应 X2(g)+Y2(g)? ? 2XY (g) ΔH<0 达到甲平 衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是( )

图 K40-3 A.图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况 B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况 C.图Ⅲ是增大压强的变化情况 D.图Ⅲ是升高温度的变化情况 11.D 【解析】 根据该反应的特点,结合图象得出,Ⅰ由于 v 正、v 逆均增大,且有一 段距离,说明为增大压强所致;Ⅱ为加入了适当的催化剂的变化情况,A、B 错;Ⅲ为升高 温度,反应速率加快,先达到平衡,并且 XY%变小,符合题意,D 正确,C 错误。 12.[2011· 忻州联考]在容积为 2.0 L 的密闭容器内,物质 D 在 T ℃时发生反应,其反应 物和生成物的物质的量随时间 t 的变化关系如图 K35-3,据图回答下列问题:

图 K35-3 (1)从反应开始到第一次达到平衡时,A 物质的平均反应速率为__________。 (2) 根 据 图 K35 - 3 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 该反应的平衡常数表达式为 K=____________。 (3)第 5 分钟时, 升高温度, A、 B、 D 的物质的量变化如图 K35-3, 则该反应是________(填 “放热”或“吸热”)反应,反应的平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”。 下同),B 的反应速率__________。 若在第 7 分钟时增加 D 的物质的量,A 的物质的量变化正确的是________(用图中 a~c 的编号回答)。 (4)某同学在学习了“化学反应速率和化学平衡”专题后,发表如下观点,你认为错误 的是________。 a.化学反应速率理论研究怎样在一定时间内快出产品 b.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率 c.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品 d.正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可以提高化工生产的综合效益 12.(1)0.067 mol/(L· min) (2)2D(s)? ? 2A (g)+B(g) K=c2(A)· c(B) (3)吸热 增大 增大 b (4)b 0.4 mol 【解析】 (1)分析图象,A 物质的平均反应速率:v(A)= =0.067 mol/(L· min)。 2 L×3 min (2)根据图象得出单位时间内,D、A、B 的物质的量改变比为:2∶2∶1,所以反应的化 学方程式 2D(s)? ? 2A (g )+B(g),平衡常数 K=c2(A)· c(B)。 (3)分析图象,升高温度,D 的物质的量减小,A、B 的物质的量增大,该平衡右移,为 吸热反应。反应的平衡常数增大。升高温度反应速率增大。由于 D 为固体,增加 D 的量, 不会使平衡移动。 (4)化学反应速率是研究单位时间内反应快慢的,也就决定了单位时间内产量的多少,a 对 b 错;化学平衡移动原理研究的是化学反应限度问题。 13.[2011· 江阴三模] 在 20 L 恒容的密闭容器中,加入 3 mol SO3(g)和 1 mol 氧气,在某 温度下使其反应,反应至 4 min 时,氧气的浓度为 0.06 mol/L,当反应到 8 min 时,反应到 达平衡。 (1)0 min~4 min 内生成 O2 的平均速率: v(O2)=____________mol/(L· min)。 (2) 整个过程中,各物质的浓度与时间关系如下图所示,则该温度下的平衡常数 K= ________________。

图 L10-6 (3)若起始时按下表数据投料,相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度大于 0.05 mol/L 的是________, 此时的平衡常数与(2)小题比较________(填“大于”、 “小于”或“等于”)。 A B C D SO3 1 mol 3 mol 3 mol 0 mol SO2 2 mol 1.5 mol 0 mol 6 mol O2 2 mol 1 mol 0 mol 5 mol (4) 物质的浓度不再改变标志该反应已达平衡,下列还可以说明该反应已达平衡的是 ________(填序号)。 ①体系内压强不再改变 ②容器内气体的密度不再改变 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④v 正(SO3)=2v 逆(O2) ⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)=2∶1∶2 - - 13.(1)0.0025 mol· L 1· min 1 - (2)0.4 mol· L 1 (3)BD 等于 (4)①③④ 【解析】 分析图象得出,(1)该反应为:2SO3(g)? ? 2SO 2(g)+O2(g),由此得出 v(O2) 0.06 mol/L-0.05 mol/L [c?SO2?2c?O2?] - - = =0.0025 mol· L 1· min 1。 (2)根据平衡常数公式: K= = 4 min c?SO3?2 - 0.4 mol· L 1。


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