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历年高考化学分类汇编-化学反应速率与化学平衡


新课标三年高考化学试题分类解析——化学反应速率与化学平衡
1 错误!未指定书签。(07 年宁夏理综· . 13)一定条件下,合成氨气反应达到平衡时,测得混 合气体中氨气的体积分数为 20.0% ,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是 ... A.16.7% 答案:A 解析:设达到平衡后混合气体的体积为 1L,则其中生成的氨气的体积为 1L× 20.0%=0.2L。 则根据反应的方程式有: N2+3H2 错误!未找到引用源。2NH3 △V 1 3 2 0.2L 2 0.2L B.20.0% C.80.0% D.83.3%

所以平衡前混合气体的体积为 1L+0.2L=1.2L,因此反应后气体体积缩小率为

0.2 L ? 100 % ? 16.7%。 1.2 L
2 错误!未指定书签。(07 年广东化学· . 16)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异 形体。已知: ①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) ②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) ③Sn(s、灰) 下列说法正确的是 A.△ H1>△ H2 B.锡在常温下以灰锡状态存在 C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D.锡制器皿长期处于低于 13.2℃的环境中,会自行毁坏 答案:D 解析:②-①可得③,△ H2-△ H1>0,故△ H2>△ H1 ,A 错,根据③,在常温下,灰锡会向白 锡转化故常温下以白锡状态存在,正反应为吸热反应,故 B、C 错,当锡制器皿长期处于低于 13.2℃的环境中会转化为灰锡,灰锡以粉末状存在,故会自行毁坏。
-1-

△ H1 △ H2

Sn(s、白)

△ H3=+2.1kJ· -1 mol

3 错误!未指定书签。(07 年广东理基· . 26)把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢 ... 气产生速率的因素是 A.盐酸的浓度 C.溶液的温度 答案:D 解析:铝与盐酸反应的实质是 2Al+6H =2Al3 +3H2↑,因此盐酸的溶度、铝条的表面积和溶 液的温度均会影响反应的速率, 而加少量 Na2SO4 对溶液中的各物质的浓度没有影响,不会 影响反应速率。 错误!未指定书签。4. (07 年广东化学· 18)下述实验能达到预期目的的是 编号 A B C 实验内容 将 SO2 通入酸性 KMnO4 溶液中 将 Cl2 通入 NaBr 溶液中 将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水 混合物冷却降温 分别向 2 支试管中加入相同体积不同浓度的 H2O2 溶液,再向其中 1 支加入少量 MnO2 实验目的 证明 SO2 具有氧化性 比较氯与溴的氧化性强弱 研究温度对化学平衡的影响 研究催化剂对 H2O2 分解速率 的影响
+ +

B.铝条的表面积 D.加少量 Na2SO4

D 答案:BC

解析:本题是一道实验题。A 选项中 SO2 通入酸性 KMnO4 溶液中,KMnO4 做氧化剂,说明 SO2 具有还原性。B 选项中将 Cl2 通入 NaBr 溶液中发生 Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 反应,根 据氧化还原反应规律可知 Cl2 的氧化性大于 Br2。 中发生的反应为 Cu+4HNO3=Cu(NO3)2 C +2NO2+2H2O、2NO2(g) N2O4;△ H<0,升温气体颜色变深,降温气体颜色变浅,D

选项中 H2O2 溶液的浓度不同,故不能单纯判断催化剂对分解速率的影响。 5 错误!未指定书签。(08 年宁夏理综· . 12)将固体 NH4I 置于密闭容器中,在一定温度下发生 下列反应: ①NH4I(s) NH3(g)+HI(g);②2HI(g) H2(g)+I2(g)

达到平衡时,c(H2)=0.5mol· -1,c(HI)=4mol· -1,则此温度下反应①的平衡常数为 L L A.9 答案:C 解析: 求①的平衡常数的关键是求氨气的平衡浓度, 若碘化氢不分解时, 3(g)和 HI(g) 的 NH B.16 C.20 D.25

-2-

平衡浓度是相等的,因此 2c(H2) 与容器中平衡浓度 c(HI)之和即为氨气的平衡浓 度 5 mol· -1,故此温度下反应①的平衡常数为 20。 L 6 错误!未指定书签。(08 年广东化学· . 8)将 H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生 反应 H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)△ H<0,平衡时 Br2(g)的转化率为 a;若初始条件相

同,绝热下进行上述反应,平衡时 Br2(g)的转化率为 b。a 与 b 的关系是 A A.a>b 答案:A 解析:正反应为放热反应,前者恒温,后者相对前者,温度升高。使平衡向左移动,从而使 Br2 的转化率降低。所以 b<a. 7 错误!未指定书签。(08 年广东化学· 15)碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量 . 碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g) (温度 T1<T2) 。下列说法正确的是 AD A.灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的 WI2(g)会分解出 W1W 重新沉积到灯丝上 B.灯丝附近温度越高,WI2(g)的转化率越低 C.该反应的平衡常数表达式是 K ?
T1 T2

B.a=b

C.a<b

D.无法确定

WI2(g) ΔH<0

c( W ) ? c(I 2 ) c( WI2 )

D.利用该反应原理可以提纯钨 答案:AD 解析:该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡向左移动。所以灯丝附近温度越高, WI2 的转化率越高,B 错。平衡常数,应为生成物除以反应物: K=c(WI2)/c(W) ·c(I2)利用该反应,可往钨矿石中,加如 I2 单质,使其反应生成 WI2 富 集,再通过高温加热 WI2 生成钨,从而提纯 W,D 正确。 8 错误!未指定书签。(08 年广东理基· 36)对于反应 2SO2(g)+O2(g)错误!未找到引用源。 . 2SO3(g)能增大正反应速率的措施是 A.通入大量 O2 C.移去部分 SO3 答案:A 解析:A. 通入大量 O2,反应物浓度增大,正反应速率增大; B. 增大容积,反应物、生成物浓度均减小,正、逆反应速率均下降;
-3-

B.增大容器容积 D.降低体系温度

C. 移去部分 SO3 会减小生成物浓度,刚开始正反应速率不变,而后下降; D. 该反应为放热反应,但是降低体系温度正、逆反应速率均减小;同理若增大体 系问题,正、逆反应速率增大; 9 错误!未指定书签。(08 年海南化学· . 10)X、Y、Z 三种气体,取 X 和 Y 按 1︰1 的物质的 量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y 2Z ,达到平衡后,测得混合气

体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为 3︰2,则 Y 的转化率最接近于 D A.33% 答案:D 解析:由可知: 起始: 转化: X+2Y 错误!未找到引用源。2Z 1 a 1 2a 1-2a 0 2a 2a B.40% C.50% D.66%

平衡: 1-a

2-3a 3 1 根据题意有: = ,a= ,Y 的转化率最接近 65%。 2a 2 3 10 错误!未指定书签。(08 年山东理综· . 14)高温下,某反应达到平衡,平衡常数

K?

c(CO ) ? c(H 2 O) 。恒容时,温度升高,H2 浓度减小。下列说法正确的是 A c(CO 2 ) ? c(H 2 )

A.该反应的焓变为正值 B.恒温恒容下,增大压强,H2 浓度一定减小 C.升高温度,逆反应速率减小 D.该反应的化学方程式为 CO+H2O 答案:A 解析:由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为 CO2+H2 CO+H2O,故 D
催化剂 高温

CO2+H2

错;由题意知,温度升高,平衡向正反应移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的焓变为 正值,A 正确;恒温恒容下,增大压强,H2 浓度一定增大而不会减小,故 B 错;C 项,升高 温度,正逆反应速率都会 增大,故 C 错。 11 错误!未指定书签。.(09 年安徽理综· 11)汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+ CO(g) 1 N (g)+CO2(g) △ H=-373.4kJ· -1。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后, mol 2 2

改变某一条件,下列示意图正确的是:

-4-

答案:C 解析:该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减 小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A 选项错误;同理,升高温度,平衡逆向移动,CO 的 转化率减小,B 选项错误;平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C 选项正确;增加氮 气的物质的量,平衡逆向移动,NO 的转化率减小,D 选项错误。 12 错误!未指定书签。(09 年福建理综· 12)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+ . Br2 HCl CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率 v(Br2)通 过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据: 实验 序号 ① ② ③ ④ L 初始浓度 c/mol· CH3COCH3 0.80 1.60 0.80 0.80 HCl 0.20 0.20 0.40 0.20
-1

溴颜色消失 Br2 所需时间 t/s 290 145 145 580

0.0010 0.0010 0.0010 0.0020

分析实验数据所得出的结论不正确的是 ... A.增大 c(CH3COCH3), v(Br2)增大 C.增大 c(HCl), v(Br2)增大 答案:D 解析:从表中数据看,①④中 CH3COCH3,HCl 的浓度是相同的,而④中 Br2 比①中的大,所 以结果,时间变长,即速率变慢了,D 项错。其他选项依次找出表中两组相同的数据,看一变 量对另一变量的影响即可。 13 错误!未指定书签。(09 年广东化学· . 7)难挥发性二硫化钽(TaS2 )可采用如下装置提纯。 将不纯的 TaS2 粉末装入石英管一端,抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。反应 如下: B.实验②和③的 v(Br2)相等 D.增大 c(Br2),v(Br2)增大

-5-

1123K

TaS2 (s)+2I2 (g) 下列说法正确的是

1023K TaI4 (g)+S2 (g)

A.在不同温度区域,TaI4 的量保持不变 B.在提纯过程中,I2 的量不断减少 C.在提纯过程中,I2 的作用是将 TaS2 从高温区转移到低温区 D.该反应的平衡常数与 TaI4 和 S2 的浓度乘积成反比 答案:C 解析:高温区 TaS2 反应生成 TaI4 气体至低温区,从而在低温区重新生成 TaS2,一段时间 后,杂质留在高温区,TaS2 在低温区,从而达到分离效果。不同温度下反应的方向 不同,TaI4 的量与温度高低有关并非保持不变,A 错误;因为是在同一密闭系统中有 质量守恒定律可知 I2 的量不可能不断减少,而是充当一个“搬运工”的角色,将 TaS2 从高温区转移到低温区,B 错误,C 正确。平衡常数与 TaI4 和 S2 的浓度乘积成正比, D 错误。 14 错误!未指定书签。(09 年广东化学· . 15)取 5 等份 NO2 ,分别加入温度不同、容积相同 的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g),△ H<0。反应相同时间后,分别测

定体系中 NO2 的百分量(NO2%) ,并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图 中,可能与实验结果相符的是

答案:BD 解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的 NO2,反应相同时间。那么 则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应 移动。若 5 个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温 度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2 的百分含量随温度升高而升高,所以 B 正确。 若 5 个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高 的 NO2 转化得快,导致 NO2 的百分含量少的情况,在 D 图中转折点为平衡状态,转 折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D 正确。
-6-

15 错误!未指定书签。(09 年广东理基· . 29)已知汽车尾气无害化处理反应为 2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是

A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C.反应达到平衡后,NO 的反应速率保持恒定 D.单位时间内消耗 CO 和 CO2 的物质的量相等时,反应达到平衡 答案:A 解析:升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率升高,既包括正反应速率也包括逆反 应速率,故 A 选项错误,B 选项正确。反应达到平衡后,正反应速率和逆反应速率 相等,因此 C、D 选项都是正确的。 16 错误! 未指定书签。(09 年江苏化学· I2 在 KI 溶液中存在下列平衡:2(aq)+I (aq) . 14) I
- -

I3

(aq)
- -

某 I2、 、KI 混合溶液中,I3 的物质的量浓度 c(I3 )与温度 T 的关系如图所示(曲线上任何一点 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△ H>0



B.若温度为 T1、T2,反应的平衡常数分别为 K1、K2 则 K1>K2 C.若反应进行到状态 D 时,一定有 v 正>v 逆 D.状态 A 与状态 B 相比,状态 A 的 c(I2)大 答案:BC 解析:随着温度的不断升高,I3 的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味 着该反应是放热反应,所以△ H<0,所以 A 项错;因为 K=
[I 3 ] ,T2>T1,所以当温度 [I 2 ] ? [I ? ]


升高时,反应向逆方向移动,即 K1>K2;C 项,从图中可以看出 D 点并没有达到平衡状态, 所以它要向 A 点移动,这时 I3 的浓度在增加,所以 v 正>v 逆,C 项正确;D 项,从状态 A 到
-7-

状态 B,I3 的浓度在减小,那么 I2 的浓度就在增加。 【考点分析】 (1)化学平衡的移动; (2)平衡常数的运用。 17 错误!未指定书签。(09 年宁夏理综· . 10)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 A B C D 答案:D 解析:影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和和温度两个因素考查,非常忠实于 新教材必修 2,只要抓住浓度越大,温度越高反应速率越大,便可以选出正确答案 D。 【点评】本题主要考查影响化学反应速率的因素,题目来源于课本,考生很有亲切感。 1 1 18 错误!未指定书签。(09 年宁夏理综· . 13)在一定温度下,反应 H2(g)+ X2(g) 2 2 HX(g) 反应温度 /℃ 25 25 35 35 Na2S2O3 溶液 V/mL 5 5 5 5 c/mol· —1 L 0.1 0.2 0.1 0.2 稀 H2SO4 V/mL 10 5 10 5 c/mol· —1 L 0.1 0.2 0.1 0.2 H2O V/mL 5 10 5 10



的平衡常数为 10。 若将 1.0mol 的 HX(g)通入体积为 1.0L 的密闭容器中, 在该温度时 HX(g) 的最大分解率接近于 A.5% 答案:B 解析:1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数 K1 为 10,那么 HX(g) 1/2H2(g)+ B.17% C.25% D.33%

1/2X2(g) 的平衡常数 K2 为 1/10, 2HX(g) HX(g)分解 xmol/L,有, 2HX(g) 1 x 1—x 0 x x 0 x x

H2(g)+ X2(g) 的平衡常数 K3 为(1/10)2=0.01.设

H2(g)+ X2(g)

K3= x· x/(1—x) 2= 0.01 ,得到 x=0.17,所以, 该温度时 HX(g)的最大分解率接近于 B. 17% 【点评】本题考查化学平衡常数的相关计算,题目难度不大,但要求考生平时要掌握方 程式的变化对于化学平衡常数表达式的影响和数值的改变。 18 错误!未指定书签。(09 年山东理综· 14)2SO2(g)+O2(g) .
V 2 O5 △

2SO3(g)是制备硫酸

-8-

的重要反应。下列叙述正确的是 A.催化剂 V2O5 不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强、反应速度一定增大 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D.在 t1、t2 时刻,SO3(g)的浓度分别是 c1,c2,则时间间隔 t1~t2 内,SO3(g)生成 的平均速率为 u ? 答案:D 解析:催化剂可以同等程度的改变正逆反应的反应速率;如果是通入惰性气体增大了体系压 强,反应物浓度未变,反应速率不变;降温,反应速率减慢,达到平衡的时间增大;D 是 反应速率的定义,正确。 20 错误!未指定书签。.(09 年天津理综· 5)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与 O2 结合生成 HbO2,因此具有输氧能力,CO 吸入肺中发生反应:CO+HbO2 O2+HbCO,37 ℃时,

c2 ? c1 t2 ? t1

该反应的平衡常数 K=220。HbCO 的浓度达到 HbO2 浓度的 0.02 倍,会使人智力受损。据 此,下列结论错误的是 .. A.CO 与 HbO2 反应的平衡常数 K=

c(O 2 ) ? c(HbCO ) c(CO ) ? c(HbO 2 )

B.人体吸入的 CO 越多,与血红蛋白结合的 O2 越少 C.当吸入的 CO 与 O2 浓度之比大于或等于 0.02 时,人的智力才会受损 D.把 CO 中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动 答案:C 解析:由反应方程式知,K 的表达式正确,A 对;CO 与 HbO2 反应的平衡常数达 220,可见 其正向进行的程度很大,正确。K=

c(O 2 ) ? c(HbCO ) c(HbCO) ,由题意知,K=220, =0.02 c(CO ) ? c(HbO 2 ) c(HbO 2 )

时,人受损,则 c(CO)/c(O2)=9× -5,C 项错。D 项,当 O2 浓度很大时,题中平衡将逆向移动, 10 从而解救人,正确。 21 错误!未指定书签。(09 年广东文基· . 68)下列说法正确的是 A.废旧电池应集中回收,并填埋处理 B.充电电池放电时,电能转变为化学能 C.放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对反应速率的影响有关 D.所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
-9-

答案:C 解析: 项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地, A 人吃了 这些土地里的蔬菜后, ,就会引发疾病;B 项充电电池放电时,化学能转变为电能;D 项有的 燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。 【考点分析】垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。 22 错误!未指定书签。(09 年海南化学· . 4)在 25℃时,密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初 始浓度和平衡浓度如下表: 物质 初始浓度/mol· -1 L 平衡浓度/mol· -1 L 下列说法错误的是: .. A.反应达到平衡时,X 的转化率为 50% B.反应可表示为 X+3Y 2Z,其平衡常数为 1600 X 0.1 0.05 Y 0.2 0.05 Z 0 0.1

C.增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 答案:C 解析:题中有一明显的错误,就是 C 选项中平衡常数增大,增大压强不可能使平衡常数增大。 其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识,关键是根据表中数据( 0.1-0.05)∶(0.2- 0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2 可推导出:X+3Y 2Z。

23 错误!未指定书签。(07 年广东化学· (8 分) . 22) “碘钟”实验中,3I +S2O42 的反应速率可以用 I3 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间 t 来度 量,t 越小,反应速率越大。某探究性学习小组在 20℃进行实验,得到的数据如下表: 实验编号 c(I )/mol· L
- - - - - -

① 0.040


② 0.080 0.040 44.0

③ 0.080 0.080 22.0

④ 0.160 0.020 44.0

⑤ 0.120 0.040 t2

c(SO42 )/mol· L t /s

0.040 88.0

回答下列问题: (1)该实验的目的是 。

- 10 -

(2)显色时间 t2=



(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在 40℃下进行编号③对应浓度的 实验,显色时间 t2 的范围为 A.<22.0s 答案: 分) (8 (1)研究反应物 I-与 S2O82-的浓度对反应速率的影响(2)29.3s (3)A (4) 反应速率与反应物起始浓度乘积成正比 (或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比) 解析:难度,易。本题考查学生对影响化学反应速率的外界因素如浓度、温度及其规律的认 识和理解,考查学生对图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力。由题 目中表格数据可分析出 c(I )、 c(S2O32-)浓度越大,反应速率越快,显蓝色所需时间越少,故 实验目的应是研究反应物 I 与 S2O82 的浓度对反应速率的影响,因反应速率与反应物起始浓 度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比) ,由①⑤中数据可列关系:显色时 间 t2=0.040· 0.040· 88.0/0.120· 0.040=29.3 s,升高温度,反应速率加快,故显色时间 t2<22.0s。 07 年广东高考在选择题方面减弱了考查,只有第 18 题的选项 C、D 中提到。在第二卷中也一 改前二年的化学平衡图象题,改为化学反应速率的表格分析题,实际要求仍是考查学生运用 所学化学反应速率与化学平衡思想解决指定问题的能力。 24 错误!未指定书签。(07 年广东化学· (10 分) . 25) 黄铁矿(主要成分为 FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为 SO2 和 Fe3O4。 (1)将 0.050molSO2(g)和 0.030molO2(g)放入容积为 1L 的密闭容器中,反应:2SO2 (g)+O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得 c(SO3)=0.040mol· -3。计算 L
- - -

(填字母) C.>44.0s D.数据不足,无法判断

B.22.0~44.0s

该条件下反应的平衡常数 K 和 SO2 的平衡转化率(写出计算过程) 。 (2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列 措施中有利于提高 SO2 平衡转化率的有 A.升高温度 E.加入催化剂 B.降低温度 G.移出氧气 (填字母) C.增大压强 D.减小压强

- 11 -

(3)SO2 尾气用饱和 Na2SO3 溶液吸收可得到更要的化工原料,反应的化学方程式为 。 (4)将黄铁矿的煅烧产物 Fe3O4 溶于 H2SO4 后,加入铁粉,可制备 FeSO4。酸溶过程中 需保持溶液足够酸性,其原因是 答案: (10 分) (1)1.6× 3L/mol 80%(计算过程略) 10 (2)B、C (3)SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3 (4)抑制 Fe2 、Fe3 的水解,防止 Fe2 被氧化成 Fe3
+ + + +



解析:难度,易。此题是比较中规中矩考查化学平衡知识的题目,题目条件比较直接,学生 完成得应比较愉快。 25 错误!未指定书签。(6 分) . (2007 海南· 16)PCl5 的热分解反应如下: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

(1) 写出反应的平衡常数表达式; (2) 已知某温度下,在容积为 10.0L 的密闭容器中充入 2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容 器内 PCl3 的浓度为 0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。 c(PCl3)· 2) c(Cl 答案: (1)K== c(PCl5) (2) c(起始)(mol/L) PCl5(g) 2.00 =0.200 10.0 PCl3(g) + Cl2(g) 0 0.150 0.150 0 0.150 0.150

c(变化)(mol/L) 0.150 c(平衡)(mol/L) 0.050

c(PCl3)· 2) 0.150× c(Cl 0.150 所以平衡常数 K== = =0.45 c(PCl5) 0.050 考点:本题考查了化学平衡常数的求算。 解析:对于反应: mA + nB pC + qD

1、定义: 在一定温度时,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积 与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。 2.数学表达式: 平衡常数的数学表达式

c p (C ) ? c q ( D) K? m c ( A) ? c n ( B)

26 错误!未指定书签。(9 分) . (2007 海南· 17)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:

- 12 -

实验 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

金属 金属状态 质量/g 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 丝 粉末 丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝

C(H2SO4) V(H2SO4) /mol· -1 L 0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1 /mL 50 50 50 50 50 50 50 50 50

溶液温度/℃ 反应前 20 20 20 20 20 20 35 20 20 反应后 34 35 36 35 36 35 50 34 44

金属消失的 时间/s 500 50 250 200 25 125 50 100 40

分析上述数据,回答下列问题: (1)实验 4 和 5 表明, 一规律的实验还有 对反应速率有影响, (填实验序号) ; (填实验序号) ; 。 反应速率越快,能表明同

(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有

,其实验序号是

( 4 ) 实 验 中 的 所 有 反 应 , 反 应 前 后 溶 液 的 温 度 变 化 值 ( 约 15℃ ) 相 近 , 推 测 其 原 因: 答案: (1)固体反应物的表面积 。 表面积越大 6和7 1和2

(2)3 和 4(3)开始反应温度

(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同 考点:本题考查了通过处理实验数据研究化学反应速率的影响因素。 解析:比较表中实验 1 和 2、实验 4 和 5,其他条件都一样,只是金属状态由丝变成了粉末, 金属消失的时间就少了很多,反应速率变快很多,也就是说明金属固体的表面积越大,速率 就越快。同理,比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案。 27 错误!未指定书签。(07 年山东理综· (11 分)二氧化硫和氮 . 28) 的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治 理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。 (1)硫酸生产中,SO2 催化氧化生成 SO3:
α 0.85 0.80 B A

- 13 0.10 0.50 P/MPa

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

某温度下,SO2 的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列 问题: ①将 2.0mol SO2 和 1.0mol O2 置于 10L 密闭容器中, 反应达平衡后, 体系总压强为 0.10MPa。 该反应的平衡常数等于_____。 ②平衡状态由 A 变到 B 时.平衡常数 K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”) 。 (2)用 CH4 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △ H=-574 kJ· mol
-1

△ H=-1160 kJ· mol

-1

若用标准状况下 4.48L CH4 还原 NO2 至 N2 整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加 德罗常数的值用 NA 表示) ,放出的热量为______kJ。 (3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox 3<x <4,M=Mn、Co、Zn 或 Ni=由铁酸盐(MFe2O4) MFe2O4
H2 300℃-500℃

MFe2Ox

常温分解 CO2、SO2、NO2 等

经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示: 请写出 MFe2Ox 分解 SO2 的化学方程式 答案: ①800L· (1) mol +S 解析: (1)据题意当容器中总压强为 0.10MPa 时,SO2 的平衡转化率为 0.80,据此可计算 得出平衡时 c(SO2)=0.040mol· 1;c(O2)=0.020mol· 1;c(SO3)=0.16mol· 1。根据平衡常数的 L L L
- - - -1

(不必配平) 。

②= (2) 1.60NA (或 1.6NA) 173.4 (3) MFe2Ox+SO2→MFe2O4

(0.16 mol ? L?1 ) 2 - 计算式:K= =800L· mol 1;只要温度不变,平衡常数就不 ?1 2 ?1 (0.040 mol ? L ) ? 0.020 mol ? L
改变,在此变化过程中,只有压强的改变,温度未发生变化,故 K(A)=K(B)。 (2)用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2 至 N2,4.48LCH4 的物质的量为 0.20mol,在此过 程中 CH4 中碳元素的化合价有-4 价升高到+4 价,转化为 CO2,失去电子的总物质的量为 0.20mol× 1.60mol,故转移电子数为 1.60NA。由题目给知的热化学方程式,根据盖斯定律可 8= 以得出 CH4 还原 NO2 至 N2 的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △ H=-867 kJ· mol 1,则 0.2molCH4 反应放出的热量为 867 kJ· mol 1× 0.2mol=173.4kJ。 (3) 此题中反应物已知为 MFe2OX 和 SO2, 反应后生成 MFe2O4, MFe2OX 转化为 MFe2O4, 由 氧原子数增加,故 SO2 失去氧原子转化为 S,反应式为:MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。
- -

- 14 -

28 错误!未指定书签。(07 年宁夏理综· (14 分) . 27) 氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下 反应制得: SiO2 + 高温 C+ N2 Si3N4 + CO

(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内) ; (2)该反应的氧化剂是 ,其还原产物是 ; 零(填“大于”、“小于”或“等于”) ; ;

(3)该反应的平衡常数表达式为 K= (4)若知上述反应为放热反应,则其反应热△ H 升高温度,其平衡常数值

(填“增大”、“减小”或“不变”) ; 反应方向移动(填“正”或“逆”) ;

(5)若使压强增大,则上述平衡向

(6)若已知 CO 生成速率为 v(CO)=18mol· -1· -1, L min 则 N2 消耗速速率为 v(N2)= 答案: (1)3 6 2 1 6 (4)小于 减小 (5)逆 (2)N2 (6)6 mol· -1· -1。 L min Si3N4 (3) K ?

?CO? ) c 6 (CO) (或 K ? 2 c (N 2 ) ?N 2 ?2
6

解析: (1)利用观察法配平或利用氧化还原反应中的电子守恒来配平。配平后的化学方 程式为 3SiO2 +6C+2N2 高温 Si3N4 + 6CO。

(2)分析各物质的化合价变化情况:C 元素由 0 价升高为+2 价,在反应中作还原剂被氧 化;N 元素的化合价由 0 价降低为-3 价,在反应中作氧化剂被还原。因此,此反应的氧化剂 为 N2,还原产物为 Si3N4。 (3)因 SiO2、C、Si3N4 均为固体,只有 N2 和 CO 为气体,存在平衡浓度(或平衡分压) , 因此根据化学平衡常数的表达式可以得出此反应的平衡常数表达式为 K ?

c 6 (CO) 或 c 2 (N 2 )

?CO?6 K? ?N 2 ?2



(4)放热反应的焓变△ H<0,升高温度,此平衡向左移动,使[CO]减小、[N2]增大,因 此平衡常数 K 值减小。 (5)由于此反应的正反应为气体体积增大的反应,因此增大压强,此平衡将向逆反应方 向移动。

- 15 -

(6)根据同一反应在同一时间段内,各物质的反应速率之比等于各物质在化学方程式中 对应的计量数之比。 则有

v( N 2 ) 2 1 1 所以 v(N2)= v(CO)= × 18mol· -1· -1=6mol· -1· -1。 L min L min ? , v(CO) 6 3 3

29 错误!未指定书签。(07 年宁夏理综· . 31A)化学选考题(15 分) A.[化学—选修化学与技术] 工业上生产硫酸时, 利用催化氧化反应将 SO2 转化为 SO3 是一个关键步骤。压强及温度对 SO2 转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2
转 化 率 温 度 / ℃ 压 强 /MPa /%

7%

O2 11%

N2

82%) ;

0.1

0.5

1

10

400 500 600

99.2 93.5 73.7

99.6 96.9 85.8

99.7 97.8 89.5

99.9 99.3 96.4

(1) 已各 SO2 的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论? ; (2)在大 400~500℃时,SO2 的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是: ; (3)选择适宜的催化剂,是否可以提高 SO2 的转化率? 增大该反应所放出的热量? (填“是”或“否”) ; 吸收 SO3;


(填“是”或“否”) ,是否可以

(4)为提高 SO3 吸收率,实际生产中用

(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△ H=-196.9kJ· mol 1,计算每生产 1 万吨 98%硫 酸所需要的 SO3 质量和由 SO2 生产这些 SO3 所放出的热量。 答案: (1)压强一定时,温度升高时,SO2 转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以 正反应为放热反应。 增大压强对提高 SO2 转化率无显著影响, (2) 反而会增加成本。 否 否 (3) (4)浓硫酸 (5)8.0× 3t 9.83× 9kJ 10 10 解析: (1)根据表格中的数据可以看出,在相同压强下(如在 0.1MPa 下)升高温度(如 由 400℃升高到 500℃)时 SO2 的转化率降低(由 99.2%降低为 93.5%) ,即升高温度时此化学 平衡向逆反应方向移动,而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的正反 应为放热反应。 (2)根据表格中的数据可以得知:在 0.1MPa(即常压 1atm 下)SO2 的转化率已经很高,
- 16 -

如在 400℃时已达 99.2%,若增大压强到 10MPa(即 100atm) ,压强增大了 100 倍但是 SO2 的 转化率值增大为 99.9%,只增大了 0.7%变化不大。而压强增大 100 倍,需要对设备的材料、 动力、能源等都作相应的提高,既要增大成本投入。 (3)使用催化剂只能改变化学反应的速率,改变反应到达平衡的时间,不能使化学平衡 发生移动,即对 SO2 的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出的热量与参加反 应的反应物的量成正比,因 SO2 的转化率不变,所以反应放出的热量也不会增大。 (4)在生产实际中是采用 98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收 SO3 的。因为若用水进行吸收 会形成酸雾,将影响 SO3 的吸收速率和效率。 (5)1 万吨 98%的硫酸含 H2SO4 的质量:9.8× 9g。 10 应产生的热量为 y。 H2SO4 98g 9.8× 9g 10 则 ~ SO3 80g x ~ 放出的热量 196.9kJ y 设需要 SO3 的质量为 x,该反

98 g 80 g 196 .9kJ ? ? ,解得 x=8.0× 3t y=9.83× 9kJ。 10 10 9 x y 9.8 ? 10 g

30 错误!未指定书签。(14 分) . (08 年宁夏理综· 25) 已知可逆反应:M(g)+N(g) 请回答下列问题: (1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol· -1,c(N)=2.4 mol· -1,达到 L L 平衡后,M 的转化率为 60%,此时 N 的转化率为 (2)若反应温度升高,M 的转化率 ; (填“增大”“减小”或“不变”; ) P(g)+Q(g),△ H>0

(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol· -1, L c(N)=2.4 mol· -1;达到平衡后,c(P)=2 mol· -1,a= L L ;

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)= 1 mol· -1,达到平衡后,M 的转 L 化率为 答案: (14 分) (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 。

解析: (1)M 转化的物质的量为 0.6mol· -1,则 N 反应的量也是 0.6mol· -1,所以 N 的转化率 L L 0.6mol· -1 L 为: × 100%=25%。 2.4 mol· -1 L

- 17 -

(2)由于该反应的正反应为吸热反应,所以升高温度,化学平衡正向移动,M 的转 化率增大。 (3) 起始:1 平衡:0.4 起始:4 平衡:2 M(g)+N(g)错误!未找到引用源。P(g)+Q(g) 2.4 1.8 a a-2 0 0.6 0 2 0 0.6 0 2

2× 2 0.6× 0.6 = ,a=6mol· -1。 L 1.8 2× (a-2) 0.4× (4) x× x 0.6× 0.6 = ,x=0.41b,M 的转化率为 41%。 0.4× 1.8 (b-x)× (b-x)

31 错误!未指定书签。(11 分) . (08 年广东化学· 20) 某探究小组用 HNO3 与大理石反应过程中质量减小的方法, 研究影响反应速率的因素。 所 用 HNO3 浓度为 1.00 mol· -1、2.00 mol· -1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为 L L 298 K、308 K,每次实验 HNO3 的用量为 25.0 mL、大理石用量为 10.00 g。 (1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号: 实验编号 ① ② T/K 298 大理石规格 粗颗粒 HNO3 浓度/mol· -1 L 2.00 实验目的 (Ⅰ)实验①和②探究 HNO3 浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 ③ 探究温度

对该反应速率的影响; (Ⅲ) 实验①和 探究大理



石规格(粗、细)对该反应速率 的影响; )

(2)实验①中 CO2 质量随时间变化的关系见下图:

- 18 -

依据反应方程式

1 1 1 1 CaCO3+HNO3= Ca(NO3)2+ CO2↑+ H2O,计算实验①在 70-90 s 范 2 2 2 2

围内 HNO3 的平均反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程) 。 (3)请在答题卡的框图中,画出实验②、③和④中 CO2 质量随时间变化关系的预期结果 示意图。 答案: (1) 实验编号 ① ② ③ ④ (2) 70 至 90s 内,CO2 生成的质量为:m(CO2 )=0.95 g-0.84 g=0.11g,其物质的量为 n(CO2)=0.11g÷ 44g· mol 1=0.0025mol, 根据方程式比例,可知消耗 HNO3 的物质的量为:n(HNO3)=0.0025mol× 2==0.005mol, 溶液体积为 25mL=0.025L,所以 HNO3 减少的浓度△ c(HNO3)=


T/K 298 298 308 298

大理石规格 粗颗粒 粗颗粒 粗颗粒 细颗粒

HNO3 浓度/mol 1· L 2.00 1.00 2.00 2.00



-1

实验目的

(Ⅱ)③ (Ⅲ)④

0.005 mol - =0.2mol· 1, L 0.025 L
△ c(HNO3) t

所 以 HNO3 在 70-90S 范 围 内 的 平 均 反 应 速 率 为 v ( HNO3 ) =

=

0.2mol ? L?1 =0.01mol· -1·-1。 L s 90 s ? 70 s
(3)

- 19 -

解析: (1) 实验编号 T/K ① ② ③ 298 298 308 大理石规格 HNO3 浓度 mol· 实验目的 L-1 粗颗粒 粗颗粒 粗颗粒 2.00 1.00 2.00 ⑴实验①和②探究 HNO3 浓度对该反 应速率的影响; ⑵实验①和③探究温度对该反应速率 的影响。 ④ 298 细颗粒 2.00 ⑶实验①和④探究大理石规格 (粗、 细) 对该反应的影响。 (2) 1.70 至 90S,CO2 生成的质量为:m(CO2)0.95-0.85=0.1g 2.根据方程式比例,可知消耗 HNO3 的物质的量为:n(HNO3)0.1/22=1/220mol 3.溶液体积为 25ml=0.025L,所以 HNO3 减少的浓度△c(HNO3)=2/11 mol·L 4.反应的时间 t=90-70=20s 5.所以 HNO3 在 70-90S 范围内的平均反应速率为 v(HNO3)=△c(HNO3)/t 错误!未找到引用源。 1/110 mol· -1· -1 L S (3)作图略 作图要点:因为实验①HNO3 与大理石恰好完全反应; 实验②中,HNO3 不足量,纵坐标对应的每一个值均为原来的 1/2;实验③④的图象类似,恰 好完全反应,但反应条件改变,升高温度与大理石细颗粒增大表面积可加快反应速率。所以 图象曲线斜率变大,平衡位置纵坐标与实验①相同。 32 错误!未指定书签。(12 分) . (08 年广东化学· 24)
-1

- 20 -

科学家一直致力研究常温、常压下“人工围氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、 光照条件下,N2 在催化剂(掺有少量 Fe2O3 的 TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为 NH3。进一步研究 NH3 生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2 压力 1.0× 5Pa、 10 反应时间 3 h) : T/K NH3 生成量/(10-6 mol) 相应的热化学方程式如下: N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+ 回答下列问题: (1)请在答题卡的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中 体系能量变化示意图,并进行必要标注。 (2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高 其反应速率且增大 NH3 生成量的建议: (3)工业合成氨的反应为 N2(g)+3H2(g) 。 2NH3(g)。设在容积为 2.0 L 的密闭容器中 303 4.8 313 5.9 323 6.0 353 2.0

3 O2(g) 2

ΔH=+765.2 kJ· -1 mol

充入 0.60 mol N2(g)和 1.60 mol H2(g), 反应在一定条件下达到平衡时, 3 的物质的量分数 NH (NH3 的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 ①该条件下 N2 的平衡转化率; ②该条件下反应 2NH3(g) 答案: (1) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。

4 。计算 7

(2)研制新型高效催化剂(升高温度,增大反应物 N2 的浓度,不断移出生成物脱离反应 体系) (3)①66.7% ②0.005

- 21 -

解析:(1)画图略, 要点: 1.催化剂可降低反应的活化能,但对这各反应前后能量变化并不产生任何影响。 2.该反应为吸热反应,所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。 (2)请提出可提高其反应速率且增大 NH3 生成量的建议:升高温度,增大反应物 N2 的浓度,不 断移出生成物脱离反应体系。 解释:该反应正反应是吸热反应,升高温度,使化学平衡向正反应方向移动,从而增大 NH3 生成量,升高温度也能提高反应速率;增大反应 N2 浓度,加快反应速率,并使化学平衡向右 移动;不断移出生成物脱离反应体系,使平衡向右移动,增大 NH3 生成量。 (3) ①该条件下 N2 的平衡转化率:66.7% ②该条件下反应 2NH3(g) N2(g) +3H2(g)的平衡常数为 0.005

解释:由三行式法计算可知,起始时,c(N2)=0.3mol/l.平衡时,c(N2)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l; c(NH3)=0.4mol/l 。 ①所以 N2 的平衡转化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7% ②反应 2NH3(g) N2(g) +3H2(g)的平衡常数 K= c(N2)* c(H2)3/ c(NH3)2=0.005 C(g) +D(g)过程中的

33 错误!未指定书签。(8 分) . (08 年海南化学· 15)反应 A(g)+B(g) 能量变化如图所示,回答下列问题。

(1)该反应是____________________反应(填“吸热”、“放热”) 。 (2)当反应达到平衡时,升高温度,A 的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”) , 原因是____________________________________________。 (3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_______________,原因是_________.

- 22 -

(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1 和 E2 的变化是:E1_________, E2________(填“增大”、“减小”或“不变”) 。 答案: 分) (8 (1)放热 逆反应方向移动 (2)减小 该反应正反应为放热反应,升高温度使平衡向 (4)减小 减小

(3)不影响

催化剂不改变平衡的移动

解析:由图可以知道,由于该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应属于 放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应进行,所以 A 的转化率减小;当在反应体系 中加入催化剂,能同倍数改变化学反应速率,因此对化学平衡的移动无影响,即对反 应热也无影响。因为化学反应速率增大,所以 E1 和 E2 同时降低。 34 错误!未指定书签。(10 分) . (08 年江苏化学· 18)“温室效应”是全球关注的环境问题之一。 CO2 是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理 CO2 是解决温室效应的有 效途径。 (1)下列措施中,有利于降低大气中 CO2 浓度的有: a.减少化石燃料的使用 c.采用节能技术 。 (填字母)

b.植树造林,增大植被面积 d.利用太阳能、风能

(2)将 CO2 转化成有机物可有效实现碳循环。CO2 转化成有机物的例子很多,如: a.6CO2 + 6H2O c.CO2 + CH4
光合作用

C6H12O6+6O2

b.CO2 + 3H2

催化剂 △ 催化剂 △

CH3OH +H2O CH2==CH2 + 4H2O 。

催化剂 △

CH3COOH

d.2CO2 + 6H2

以上反应中,最节能的是

,原子利用率最高的是

(3)文献报道某课题组利用 CO2 催化氢化制甲烷的研究过程如下:
气体 CO2 H2O 300℃ 铁粉 6h 镍粉 冷却 过滤 收集 固体 滤液 检测 检测 检测

反应结束后, 气体中检测到 CH4 和 H2, 滤液中检测到 HCOOH, 固体中检测到镍粉和 Fe3O4。 CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不 变) :

- 23 -

研究人员根据实验结果得出结论: HCOOH 是 CO2 转化为 CH4 的中间体,即:CO2 ①写出产生 H2 的反应方程式 ②由图可知,镍粉是 a.反应Ⅰ的催化剂 c.反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂 。 (填字母) b.反应Ⅱ的催化剂 d.不是催化剂 。 (填字母)


HCOOH



CH4 。

③当镍粉用量从 1 mmol 增加到 10 mmol,反应速率的变化情况是 a.反应Ⅰ的速率增加,反应Ⅱ的速率不变 b.反应Ⅰ的速率不变,反应Ⅱ的速率增加 c.反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变 d.反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加,且反应Ⅰ的速率增加得快 e.反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加,且反应Ⅱ的速率增加得快 f.反应Ⅰ的速率减小,反应Ⅱ的速率增加 答案: (10 分) (1)abcd (3)①3Fe+4H2O
300℃

(2)a Fe3O4+2H2

c ②c ③e

解析: 控制和治理 CO2 是解决温室效应的有效途径可以控制源头, 也可以吸收大气中 CO2, 光合作用利用了太阳能为最节能,反应物中的原子全部转化为有机物,为原子利用率最高。 由反应原料为铁和水, 3Fe+4H2O 故
300℃

Fe3O4+2H2, 使用催化剂可加快反应速率, 根据 CH4、

HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系图可知,反应Ⅱ的速率均增加得快。 35 错误!未指定书签。(10 分) . (08 年江苏化学· 20)将一定量的 SO 和含 0.7 mol 氧气的空气

- 24 -

(忽略 CO2)放入一定体积的密闭容器中,550 ℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O2
催化剂 加热

2SO3(正反应放热) 。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量 NaOH 溶

液,气体体积减少了 21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 O2,气体 的体积又减少了 5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)(计算结果保留一位小数) 。 请回答下列问题: (1)判断该反应达到平衡状态的标志是 a.SO2 和 SO3 浓度相等 c.容器中气体的压强不变 e.容器中混合气体的密度保持不变 (2)欲提高 SO2 的转化率,下列措施可行的是 a.向装置中再充入 N2 c.改变反应的催化剂 。 (填字母) 。 (填字母) b.SO2 百分含量保持不变 d.SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等

b.向装置中再充入 O2 d.生高温度

(3)求该反应达到平衡时 SO3 的转化率(用百分数表示) 。 (4)若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2 溶液,生成沉淀多少克? 答案: (10 分) (1)bc (2)b

(3)消耗的 O2 物质的量: 0.7mol ?

5.6 L ? 0.45mol 22.4 L / mol

生成的 SO3 物质的量: 0.45mol ? 2 ? 0.9mol SO2 和 SO3 的物质的量和:

21.28 L ? 0.95mol 22.4 L / mol

21.28 L 22.4 L / mol 0.9mol SO2 的转化率: ? 100 % ? 94.7% 0.95mol
反应前的 SO2 物质的量: 0.95mol ? ( 4 ) 在 给 定 的 条 件 下 , 溶 液 呈 强 酸 性 , BaSO3 不 会 沉 淀 。 因 此 BaSO4 的 质 量

0.9m o l 0.05 ? 233 g / m o l? 10.5g ?
解析:化学平衡是动态平衡,处于平衡状态的化学反应,并没有停止反应,化学平衡状 态的“定”, 指的是平衡状态时反应物中各组分的质量分数、 物质的量、 物质的量分数、 总压强、 浓度等保持不变,而平衡时的上述各种量的比较关系取决于多种条件,不一定是相等的。且 平衡状态的正逆反应速率一定相同。向装置中再充入 N2 和改变反应的催化剂,不能使化学平 衡移动,升高温度使化学平衡移动逆向移动,
- 25 -

消耗的 O2 物质的量: 0.7mol ?

5.6 L ? 0.45mol 。 22.4 L / mol

生成的 SO3 物质的量: 0.45mol ? 2 ? 0.9mol SO2 和 SO3 的物质的量和:

21.28 L ? 0.95mol 22.4 L / mol

21.28 L 22.4 L / mol 0.9mol SO2 的转化率: ? 100 % ? 94.7% 0.95mol
反应前的 SO2 物质的量: 0.95mol ? 在 给 定 的 条 件 下 , 溶 液 呈 强 酸 性 , BaSO3 不 会 沉 淀 。 因 此 BaSO4 的 质 量

0.9mol ? 0.05 ? 233 g / mol ? 10.5g 。
36 错误!未指定书签。(09 年安徽理综· (17 分) . 28) Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好 PH 和 Fe
2?

浓度的废

水中加入 H2O2, 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。 现运用该方法降解有机污染物 p-CP, 探究有关因素对该降解反应速率的影响。 [实验设计]控制 p-CP 的初始浓度相同,恒定实验温度在 298K 或 313K(其余实验条件见 下表) ,设计如下对比试验。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格) 。 实验 实验目的 编号 为以下实验 ① 作参考 探究温度对 ② 降解反应速 率的影响 ③ 298 10 6.0 0.30 298 3 6.0 0.30 T/K pH H2O2 c/10-3mol· -1 L Fe2+

[数据处理]实验测得 p—CP 的浓度随时间变化的关系如右上图。 (2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在 50~150s 内的反应速率: v(p—CP)= [解释与结论] (3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速 mol· -1·-1。 L s

- 26 -

率减小,请从 Fenton 法所用试剂 H2O2 的角度分析原因: (4)实验③得出的结论是:PH 等于 10 时, [思考与交流]

。 。

(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据 上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法: 答案: (1)

(2)8.0× -6 10 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。 (4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止) (5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中,使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷 等其他合理答案均可) 解析: (1)实验①是参照实验,所以与实验①相比,实验②和③只能改变一个条件,这 样才能起到对比实验的目的,则实验②是探究温度对反应速率的影响,则 T=313K,pH=3, c(H2O2)=6.0 mol· -1,c(Fe2 )=0.30 mol· -1,实验③显然是探究 pH 的大小对反应速率的影响; L L (2)在 50~150s 内,△ c(p-CP)=0.8mol· -1,则 v (p-CP)=0.08mol· -1·-1; L L s (3)温度过高时, H2O2 分解,c(H2O2)浓度减小,导致反应速率减小; (4)从图中看出,pH=10 时,c(p-CP)不变, 即反应速率为零,说明碱性条件下,有机物 p-CP 不能降解; (5)从第(4)可以得出,在发 言液中加入 NaOH 溶液,使溶液的 pH 迅速增大,反应停止。 37 错误!未指定书签。(09 年广东化学· (10 分) . 20) 甲酸甲酯水解反应方程式为: HCOOCH3(l)+H2O(l) HCOOH(l)+CH3OH(l);△ H>0


某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计) 。反应体系中各组分的起始量如 下表: 组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH

- 27 -

物质的量/mol

1.00

1.99

0.01

0.52

甲酸甲酯转化率在温度 T1 下随反应时间(t)的变化如下图:

(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表: 反应时间范围/min 平均反应速率/(10 3mol· min 1)
- -

0~5 1.9

10~15 7.4

20~25 7.8

30~35 4.4

40~45 1.6

50~55 0.8

75~80 0.0

请计算 15-20min 范围内甲酸甲酯的减少量为 为 mol· -1(不要求写出计算过程) min 。

mol,甲酸甲酯的平均反应速率

(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原 因: 。

(3)上述反应的平衡常数表达式为: K ? T1 下的 K 值为 。

c( HCOOH ) ? c(CH 3 OH ) ,则该反应在温度 c( HCOOCH 3 ) ? c( H 2 O)

(4)其他条件不变,仅改变温度为 T2(T2 大于 T1) ,在答题卡框图中画出温度 T2 下甲酸 甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。 答案: (1)15—20min 范围内甲酸甲酯的减少量为 0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为 0.009mol· -1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因:随着 min 反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲 酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应 达到平衡后,转化率不变。 (3)1/7 (4)图略。作图要点:因为 T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转 化率下降,T2 达到平衡时的平台要低于 T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以 T2 达到平衡

- 28 -

的时间要小于 T1。 解析: (1)15min 时,甲酸甲酯的转化率为 6.7%,所以 15min 时,甲酸甲酯的物质的量 为 1—1.00mol× 6.7%==0.933mol;20min 时,甲酸甲酯的转化率为 11.2%所以 20min 时,甲酸 甲酯的物质的量为 1—1.00mol× 11.2%==0.888mol,所以 15 至 20min 甲酸甲酯的减少量为 0.933mol—0.888mol=0.045mol,则甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0.009mol· -1。 min (2)从题给数据不难看出,平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小,后保持不变。 因为反应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小, 反应速率减小,当达到平衡时,反应速率几乎不变。 (3)由图象与表格可知,在 75min 时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为 24%,所以甲酸甲 酯转化的物质的量为 1.00× 24%==0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量 ==0.76mol,水的物质的量 1.75mol,甲酸的物质的量==0.25mol 甲醇的物质的量==0.76mol 。所以 K=(0.76× 0.25)/(1.75× 0.76)=1/7。 (4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意 T2 达到平衡 的时间要小于 T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转 化率减小,所以绘图时要注意 T2 达到平衡时的平台要低于 T1。 38 错误!未指定书签。(09 年江苏化学· (10 分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的 . 20) 火箭燃料。N2H4 与 N2O4 反应能放出大量的热。 (1)已知:2NO2(g)===N2O4(g) 2NO2(g) 字母) 。 A.减小 NO2 的浓度 C.增加 NO2 的浓度 B.降低温度 D.升高温度 △ H=-57.20kJ· -1。一定温度下,在密闭容器中反应 mol (填

N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时,下列措施能提高 NO2 转化率的是

(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量 N2O4(l)完全反应生成 N2(g)和 H2O(l),放出 19.14kJ 的 热量。则反应 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△ H= kJ· -1。 mol

(3)17℃、1.01× 5Pa,密闭容器中 N2O4 和 NO2 的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300 10 mol· -1、c(N2O4)=0.0120 mol· -1。计算反应 2NO2(g) L L N2O4(g)的平衡常数 K。

(4)现用一定量的 Cu 与足量的浓 HNO3 反应,制得 1.00L 已达到平衡的 N2H4 和 NO2 的 混合气体(17℃、1.01× 5Pa) 10 ,理论上至少需消耗 Cu 多少克? 答案: (1)BC (2)-1224.96
- 29 -

(3)根据题意知平衡时:c(N2O4)=0.0120 mol· -1、c(NO2)=0.0300 mol· -1 L L K=

[N 2O 4 ] 0.0120 mol ? L?1 ? =13.3L· 1 mol 2 [NO 2 ] 2 (0.0300 mol ? L?1)

答:平衡常数为 13.3。 (4)由(3)可知,在 17℃、1.01× 5Pa 达到平衡时,1.00L 混合气体中: 10 n(N2O4)= c(N2O4)× V=0.0120 mol· -1× L 1.00L=0.0120mol n(NO2)= c(NO2)× V=0.0300 mol· -1× L 1.00L=0.0300mol 则 n (NO2)
错误!未指定书签。

总错误!未找到引用源。= n(NO2)+2n(N2O4)=0.0540mol

由 Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O 可得

m(Cu ) ?

0.0540mol ? 64 g ? mol ?1 ? 1.73g 2

答:理论上至少需消耗 Cu 1.73 g. 解析: (1)考查影响化学平衡移动的因素(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物 质的量,还要注意比例关系。 (4)见答案 (3) 【考点分析】本题考察了平衡移动原理、反应热计算、平衡常数。高考中的热点和难点。 39 错误!未指定书签。(09 年宁夏理综· (14 分) . 28) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所

示。 已知 1mol SO2(g)氧化为 1mol SO3 的 ΔH=—99kJ· —1. mol 请回答下列问题: (1)图中 A、C 分别表示 反应的反应热有无影响? 、 ,E 的大小对该

。该反应通常用 V2O5 作催化剂, ,理由是 ;

加 V2O5 会使图中 B 点升高还是降低?

(2)图中△ H=

kJ· —1; mol

(3)V2O5 的催化循环机理可能为:V2O5 氧化 SO2 时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物
再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式

; mol· —1· —1、 L min

(4)如果反应速率 v(SO2)为 0.05 mol· —1· —1,则 v(O2)= L min v(SO3)= mol· —1· —1; L min

(5)已知单质硫的燃烧热为 296 KJ· —1,计算由 S(s)生成 3 molSO3(g)的△ H mol (要求计算过程) 。 答案: (1)反应物能量 生成物能量 (2)无 降低 因为催化剂改变了反应的历程使

- 30 -

活化能 E 降低 (3) —198 (4) 2 +V2O5=SO3+2VO2 SO

4VO2+ O2=2V2O5

(4) 0.025 0.05 SO3(g)

( 5 ) S(s)+O2(g) =2SO2(g)△ H1=—296 KJ· —1 , mol △ H2=—99 KJ· —1 mol

SO2(g)+1/2O2(g)

3S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) △ H=3(△ H1+△ H2)=—1185 KJ· —1 mol 解析:(1)本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应,可得到 A 和 C 所表示 的意义, 为活化能与反应热无关, E 但是用催化剂可以降低活化能; 图中表示的是 2molSO2 (2) 的反应,因此△ H=—99× 2KJ· —1; mol (3)依题意即可写出:SO2 +V2O5=SO3+2VO2 O2=2V2O5; (4)依据速率之比等于化学计量数之比 40 错误!未指定书签。(09 年山东理综· (14 分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及 . 28) 其化合物的反应有重要意义。 (1)合成氨反应 N2(g)+3H2(g) 氩气,平衡 2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入 反应的△ H(填“增 4VO2+

移动(填“向左”、“向右”或“不”) ;使用催化剂

大”、“减小”或“不改变”) 。 (2)已知:O2(g) = O2+(g)+e PtF6(g)+e =PtF6 (g) O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6 (g)
- - - - -

mol ? H1=1175.7 kJ· -1 mol ? H2=-771.1 kJ· -1 mol ? H3=482.2 kJ· -1

则反应 O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6 (s)的 ? H=_____________ kJ· -1。 mol (3)在 25℃下,向浓度均为 0.1 mol· -1 的 MgCl2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水,先 L 生成 沉淀(填化学式) ,生成该沉淀的离子方程式为 。已知 25℃时

Ksp[Mg(OH)2]=1.8× -11,KsP[Cu(OH)2]=2.2× -20。 10 10 (4)在 25℃下,将 a mol· -1 的氨水与 0.01 mol· -1 的盐酸等体积混合,反应时溶液中 L L c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显 的电离常数 Kb= 答案: (1)向左 不改变 (2)-77.6 (3)Cu(OH)2 (4)中 Cu2++2NH3· 2O = Cu(OH)2↓ +2NH4+ H 。 性(填“酸”、“碱”或“中”) ;用含 a 的代数式表示 NH3· 2O H

10 ?9 mol· -1 L a ? 0.01

解析: (1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,平衡左移;使 用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,△ H 不变; (2)利用盖
- 31 -

斯 定 律 , △ H1+△ H2+ ( -△ H3 ) = —77.6 kJ· -1 ; 3 ) 由 于 ,KsP [Cu(OH)2]=2.2× -20 < mol ( 10 Ksp[Mg(OH)2]=1.8× -11,所以先生成沉淀;2NH3· 2O+Cu2 =Cu(OH)2↓+2 NH4*;根据溶液 10 H 的电中性原则, c(NH4*)=c(Cl-), 则[H ]=[OH-]; 溶液显中性; b= K
+ +

[OH-][ NH4*] , c(NH4*)=c(Cl-) [NH3· 2O] H

a + =0.005 mol· -1; ]=[OH-]=1× -7 mol· -1 L [H 10 L (因为是 25℃下且为中性) [NH3· 2O]= mol· -1 ; H L 2

-0.005 mol· -1,则:Kb= L

10-9 mol· -1。 L a-0.01 2010 高考化学试题分类汇编 化学反应速率和化学平衡

1.(2010 天津卷)6.下列各表述与示意图一致的是

A.图①表示 25℃时,用 0.1 mol· L 随加入酸体积的变化

-1

盐酸滴定 20 mL 0.1 mol· L

-1

NaOH 溶液,溶液的 pH

B.图②中曲线表示反应 2S O 2 (g) + O 2 (g) 数 K 随温度的变化 C.图③表示 10 mL 0.01 mol· L 合时,n(Mn2+) 随时间的变化
-1

2S O 3 (g);ΔH < 0 正、逆反应的平衡常

K M n O 4 酸性溶液与过量的 0.1 mol· L

-1

H 2 C 2 O 4 溶液混

? D.图④中 a、b 曲线分别表示反应 CH2=CH2 (g) + H 2 (g) ?? C H 3 C H 3 (g);ΔH< 0 使用
和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化 解析:酸碱中和在接近终点时,pH 会发生突变,曲线的斜率会很大,故 A 错;正逆反应 的平衡常数互为倒数关系,故 B 正确;反应是放热反应,且反应生成的 Mn2+对该反应有催化 作用,故反应速率越来越快,C 错;反应是放热反应,但图像描述是吸热反应,故 D 错。 答案:B 命题立意:综合考查了有关图像问题,有酸碱中和滴定图像、正逆反应的平衡常数图像,反 应速率图像和能量变化图像。

?? ? 2.(2010 重庆卷)10. COCl 2 ? g ? ?? CO ? g ? +Cl 2 ? g ? ; ?H>0. 当反应达到平衡时,下列 ?
措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加 CO 的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性

- 32 -

气体,能提高 COCl2 转化率的是 A.①②④ 10. 答案 B 【解析】本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以 促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平 衡无影响。增加 CO 的浓度,将导致平衡逆向移动。 【方法提炼】对于恒容容器,通入稀有气体,由于容器的体积不变,各组分的浓度保持不变, 故反应速率保持不变,平衡也即不移动。若为恒压容器,通入稀有气体,容器的体积膨胀, 对于反应则相当于减压。 3.(2010 安徽卷)10.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为: B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

? 2NH2(g)+NO(g)+NH2(g) ??? 2H3(g)+3H2O(g) 催化剂
150℃

? H<0

在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是 A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大 B.平衡时,其他条件不变,增加 NH3 的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小 C.单位时间内消耗 NO 和 N2 的物质的量比为 1∶2 时,反应达到平衡 D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大 答案:C 解析:A 选项,放热反应升温平衡常数减小,错误;增大一个反应物浓度另一反应物转化率增 大,B 错;使用催化剂平衡不移动,D 错。 4.(2010 福建卷)8.下列有关化学研究的正确说法是 A.同时改变两个变量来研究反映速率的变化,能更快得出有关规律 B.对于同一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应的焓变相同 C.依据丁达尔现象可将分散系分为溶液、胶体与浊液 D.从 HF、HCl、 HB r 、HI 酸性递增的事实,推出 F、Cl、Br、I 的非金属递增的规律 【解析】答案:B 本题侧重考查反应速率、盖斯定律、分散系、元素周期律重要的基本概念,规律 A. 同时改变两个变量来研究反应速率的变化,不容易判断影响反应速率的主导因素,因此更 难得出有关规律 B. 这是盖斯定律的表述

- 33 -

C. 分散系的划分是以分散质颗粒大小来区分的 D. 在以酸性强弱作为判断元素非金属性非金属性强弱依据时, 是以最高价氧化物对应水化物 的酸性强弱为判断依据的。 5.(2010 福建卷)12.化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物尝试 随反应时间变化如右图所示,计算反应 4~8 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 反应物 的浓度,结果应是

min 和 2.0 ? mol ?L A 2.5 ? mol ?L ?
?1 ?1

?1

min 和 2.5 ? mol ?L B 2.5 ? mol ?L ?
?1 ?1 ?1 ?1

?1

min 和 3.0 ? mol ?L C 3.0 ? mol ?L ?
?1 ?1

?1

min 和 3.0 ? mol ?L D 3.0 ? mol ?L ?

?1

解析:本题考察化学反应速率的计算

min , ?t 为 4 秒,所以在 4~8 min 间 第 8 秒与第 4 秒时反应物浓度差△C 为 10 ? mol ?L ?
?1 ?1

min ,可以排除 CD 两个答案;图中从 0 min 开始到 8 min 的平均反应速率为 2.5 ? mol ?L ?
?1 ?1

反应物浓度减低了 4 倍,根据这一幅度,可以推测从第 8 min 到第 16 分也降低 4 倍,即由

min 10 ? mol ?L ?
?1 ?1

?1

min 降 低 到 2.5 ? mol ?L ?
?1

?1

, 因 此 推 测 第 16 min 反 应 物 的 浓 度 为

min ,所以可以排除 A 而选 B 2.5 ? mol ?L ?
?1

答案:B 6.(2010 江苏卷)8.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 ? ? CO 2 ? g ? ? 2CO ? g ? 不能自发进行,则该反应的 ?H>0 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 Fe 、 Cu 、 Zn 【答案】AC 【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A 项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为
- 34 3+ 2+

2+

的氧化性依次减弱

其质量在增加;B 项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进 行;C 项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率; D 项, 可知 Fe 的氧化性大于 Cu ,综上分析可知,本题选 AC 项。 7.(2010 上海卷)17.据报道,在 300℃、70MPa 下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。 2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列叙述错误的是
3? 2?

A.使用 Cu-Zn-Fe 催化剂可大大提高生产效率 B.反应需在 300℃进行可推测该反应是吸热反应 C.充入大量 CO2 气体可提高 H2 的转化率 D.从平衡混合气体中分离出 CH3CH2OH 和 H2O 可提高 CO2 和 H2 的利用率 答案:B 解析:此题考查化学反应速率和化学平衡知识。催化剂能提高化学反应速率,加快反应进 行,也就是提高了生产效率,A 对;反应需在 300℃进行是为了获得较快的反应速率,不能说 明反应是吸热还是放热,B 错;充入大量 CO2 气体,能使平衡正向移动,提高 H2 的转化率,C 对;从平衡混合物中及时分离出产物,使平衡正向移动,可提高 CO2 和 H2 的转化率,D 对。 易错警示:利用化学平衡知识判断反应吸热还是放热时,一定要注意温度的变化使反应正 向移动还是逆向移动,倘若给出的知识温度条件则无法判断。 8.(2010 江苏卷)14.在温度、容积相同的 3 个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持 恒 温 、 恒 容 , 测 得 反 应 达 到 平 衡 时 的 有 关 数 据 如 下 ( 已 知 N2 (g) ? 3H2 (g) ? 2NH3 (g) mol ?H ? ?92.4 kJ· ?1 ) 容器 反应物投入量 NH3 的浓度(mol· L 反应的能量变化 体系压强(Pa) 反应物转化率 下列说法正确的是 A. 2c1 ? c3 B. a ? b ? 92.4 C. 2 p2 ? p3 D. α1 ? α3 ? 1
?1

甲 1mol N2、3mol H2 ) c1 放出 akJ p1

乙 2mol NH3 c2 吸收 bkJ p2

丙 4mol NH3 c3 吸收 ckJ p3

α1

α2

α3

- 35 -

【答案】BD 【解析】本题主要考查的是化学平衡知识。A 项,起始浓度不同,转化率也不同,不成倍数关 系,B 项,实际上为等同平衡,不同的是反应的起始方向不同,在此过程中乙吸收的热热量相 当于甲完全转化需再放出的热量,故 a+b=92.4;C 项,通过模拟中间状态分析,丙的转化率小 于乙,故 2p2> p3;D 项,a1+b1=1.,而 a2> a3,所以 a1+ a3<1.综上分析可知,本题选 BD 项。 9. ( 2010 四 川 理 综 卷 ) 13. 反 应 aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M 的体积分数 y(M)与反 应条件的关系如图所示。其中:Z 表示反应开始时 N 的物 质的量与 M 的物质的量之比。下列说法正确的是 A.同温同压 Z 时,加入催化剂,平衡时 Q 的体积分数增加 B.同压同 Z 时,升高温度,平衡时 Q 的体积分数增加 C.同温同 Z 时,增加压强,平衡时 Q 的体积分数增加 D.同温同压时,增加 Z,平衡时 Q 的体积分数增加。 答案:B 解析: 本题考查了平衡移动原理的应用。 项加入催化剂只能改变反应速率, A 不会使平衡移动。 B 项由图像(1)知随着温度的升高 M 的体积分数降低,说明正反应吸热,所以温度升高平衡 正向移动,Q 的体积分数增加。C 项对比(1) (2)可以看出相同温度条件,压强增大 M 的体 积分数增大,所以正反应是体积缩小的反应,增大压强 Q 的体积分数减小。D 项由 C 项可以 判断 D 也不对。 10.(2010 天津卷)10. (14 分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等, 对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。 请回答下列问题: ⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。 ⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体 H2S 用 Na2CO3 溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的 化学方程式为:________________________________________。 ⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ① 2H 2 (g) + CO(g) ② 2CH3OH(g) ③ CO(g) + H 2 O (g) C H 3 O H (g);ΔH = -90.8 kJ· mol
-1

CH3OCH3(g) + H 2 O (g);ΔH= -23.5 kJ· mol C O 2 (g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ· mol
-1

-1

- 36 -

总反应:3H 2 (g) + 3CO(g)

CH3OCH3(g) + C O 2 (g)的 ΔH= ___________;

一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高 CO 的转化率,可以采取的措施是 __________(填字母代号) 。 a.高温高压 d.增加 CO 的浓度 ⑷ 已知反应②2CH3OH(g) b.加入催化剂 e.分离出二甲醚 CH3OCH3(g) + H 2 O (g)某温度下的平衡常数为 400 。此 c.减少 C O 2 的浓度

温度下,在密闭容器中加入 C H 3 O H ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下: 物质 浓度/(mol· 1) L


CH3OH 0.44

CH3OCH3 0.6

H2O 0.6

① 比较此时正、逆反应速率的大小:v 正 ______ v 逆 (填“>”、“<”或“=”)。 ② 若加入 CH3OH 后,经 10 min 反应达到平衡,此时 c(C H 3 O H ) = _________;该 时间内反应速率 v(CH3OH) = __________。 解析:(1)煤生成水煤气的反应为 C+H2O
高温

CO+H2。

(2)既然生成两种酸式盐,应是 NaHCO3 和 NaHS,故方程式为: Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。 (3)观察目标方程式,应是①× 2+②+③,故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· -1。 mol 正反应是放热反应,升高温度平衡左移,CO 转化率减小;加入催化剂,平衡不移动,转化率 不变;减少 CO2 的浓度、分离出二甲醚,平衡右移,CO 转化率增大;增大 CO 浓度,平衡右 移,但 CO 转化率降低;故选 c、e。 (4)此时的浓度商 Q=

0.6 ? 0.6 =1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故 ? 0.44 ? 0.44
(0.6 ? x) 2 , (0.44 ? 2 x) 2



> ? 逆;设平衡时生成物的浓度为 0.6+x,则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=

解得 x=0.2 mol· -1,故 0.44 mol· -1-2x=0.04 mol· -1。 L L L 由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol· -1=1.64 mol· -1,其平衡浓度为 0.04 mol· -1, L L L 10min 变化的浓度为 1.6 mol· -1,故 ? (CH3OH)=0.16 mol· -1· -1。 L L min 答案:(1) C+H2O
高温

CO+H2。

(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS (3) -246.4kJ· -1 mol c、e

- 37 -

(4) ①> ②0.04 mol· -1 L

0.16 mol· -1· -1 L min

命题立意:本题是化学反应原理的综合性试题,考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、 化学平衡移动原理,和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率 的计算等。 11.(2010 全国卷 1)27.(15 分)在溶液中,反应 A+2B C 分别在三种不同实验条件下

进行,它们的起始浓度均为 c( A) ? 0.100mol / L 、c( B) ? 0.200mol / L 及 c(C ) ? 0mol / L 。 反应物 A 的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题: (1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是: ②_______________; ③_______________; (2)实验②平衡时 B 的转化率为_________;实验③平衡时 C 的浓度为____________; (3)该反应的 ?H _________0,判断其理由是__________________________________; (4)该反应进行到 4.0min 时的平均反应速度率: 实验②: vB =__________________________________; 实验③: vC =__________________________________。 【解析】 (1)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度 相同,即最终的平衡状态相同,而②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响 反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由:因为该反应是在 溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同, 故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,

- 38 -

故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的 (2)不妨令溶液为 1L,则②中达平衡时 A 转化了 0.04mol,由反应计量数可知 B 转化了 0.08mol,所以 B 转化率为

0.08 ? 100 % ? 40.0% ;同样在③中 A 转化了 0.06mol,则生成 C 0.200

为 0.06mol,体积不变,即平衡时 C(c)=0.06mol/L (3) ?H ﹥0;理由:由③和①进行对比可知升高温度后 A 的平衡浓度减小,即 A 的转化 率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应, ?H ﹥0 ( 4 ) 从 图 上 读 数 , 进 行 到 4.0min 时 , 实 验 ② 的 A 的 浓 度 为 : 0.072mol/L, 则 △ C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L ,

? ( A) ? ?C ( A) / ?t ?

0.028 mol / L min)-1; 进行 ? 0.007 mol( L ? min) ?1 ,∴ vB =2 ?A =0.014mol(L· 4.0 min

到 4.0mi 实 验 ③ 的 A 的 浓 度 为 : 0.064mol/L : △ C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L ,

? ( A)' ? ?C ( A)' / ?t ?

0.036 mol / L min)-1 ? 0.009 mol( L ? min) ?1 ,∴ vC = ?A =0.0089mol(L· 4.0 min

【答案】 (1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度未变 ③温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度减小 (2)40%(或 0.4) ;0.06mol/L; (3)﹥;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应 (4)0.014mol(L· -1;0.008mol(L· -1 min) min) 【命题意图】考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分,一些具体考点是:易通过 图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如:浓度,压强,温度,催化 剂等) 、反应速率的计算、平衡转化率的计算,平衡浓度的计算, ?H 的判断;以及计算能力, 分析能力,观察能力和文字表述能力等的全方位考查。 【点评】本题所涉及的化学知识非常基础,但是能力要求非常高,观察和分析不到位, 就不能准确的表述和计算,要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与 2009 年全国卷 II 理综 第 27 题,及安微卷理综第 28 题都极为相似,有异曲同工之妙,所以对考生不陌生! 12.(2010 广东理综卷)31. (16 分)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 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O 中, 3BO 3 的转化率 ? ) H (

在不同温度下随反应时间(t)的变化见图 12,由此图可得出:

- 39 -

①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是____ ②该反应的 ?H _____0(填“<”、“=”或“>”). (3)H3BO 3 溶液中存在如下反应: H3BO 3(aq)+H2O(l)

___

[B(OH)4]-( aq)+H+(aq)已知 0.70 mol· -1 H3BO 3 溶液中,上述 L

反应于 298K 达到平衡时,c 平衡(H+)=2. 0 × 10-5mol· -1,c 平衡(H3BO 3)≈c 起始(H3BO 3) L ,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,△H>O。

[ B (OH ) 4 ] 2 ? 10 ?5 10 (3) K= = = ? ?5 [ H ][ H 3 BO3 ] 2 ? 10 ? 0.7 7
答案: (1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2 (2) ①升高温度,反应速率加快,平衡正向移动 (3) ②△H>O

?

10 或 1.43 7
Ⅰ Ⅱ Ⅲ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI 2HI ? H2+I2 2H2SO42===2SO2+O2+2H2O 。 b.反应Ⅰ中 SO2 氧化性比 HI 强

13.(2010 山东卷)28. (14 分)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:

(1)分析上述反应,下列判断正确的是 a.反应Ⅲ易在常温下进行

- 40 -

c.循环过程中需补充 H2O

d.循环过程中产生 1mol O2 的同时产生 1mol H2

(2)一定温度下,向 1L 密闭容器中加入 1mol HI(g) ,发生反应Ⅱ,H2 物质的量随时间的 变化如图所示。

0~2 min 内的平均放映速率 v(HI)= 平衡常数 K= 。

。该温度下,H2(g)+I2(g) ? 2HI(g)的

相同温度下,若开始加入 HI(g)的物质的量是原来的 2 倍,则 a.平衡常数 b.HI 的平衡浓度 c.达到平衡的时间

是原来的 2 倍。

d.平衡时 H2 的体积分数 移动(填“向左” “向

(3)实验室用 Zn 和稀硫酸制取 H2,反应时溶液中水的电离平衡 右”或者“不”;若加入少量下列试剂中的 ) a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4

,产生 H2 的速率将增大。 d.NaHSO3

(4)以 H2 为燃料可制成氢氧燃料电池。 已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(I) △H=-572KJ.mol
-1

某氢氧燃料电池释放 228.8KJ 电能时,生成 1mol 液态水,该电池的能量转化率 为 。

解析:(1)H2SO4 在常温下,很稳定不易分解,这是常识,故 a 错;反应Ⅰ中 SO2 是还原剂, HI 是还原产物, 故还原性 SO2>HI, b 错; 则 将Ⅰ和Ⅱ分别乘以 2 和Ⅲ相加得: 2O==2H2+O2, 2H 故 c 正确 d 错误。 (2) υ (H2)=0. 1mol/1L/2min=0.05 mol· -1· -1,则 υ (HI)=2 υ (H2)=0.1 mol· -1· -1; L min L min 2HI(g)==H2(g)+I2(g) 2 起始浓度/mol· L
-1

1 0 0.1 0.1

1 0 0.1 0.1

1

变化浓度/mol· 1: 0.2 L 平衡浓度/mol· 1: 0.8 L




- 41 -

则 H2(g)+I2(g)== 2HI(g)的平衡常数 K=

(0.8mol / L) 2 =64mol/L。 0.1mol / L ? 0.1mol / L

若开始时加入 HI 的量是原来的 2 倍,则建立的平衡状态和原平衡是等比平衡,HI、H2、I2 的 物质的量、平衡浓度都是原来的两倍;各组分的百分含量、体积分数相等,平衡常数相等(因 为温度不变) ;因开始时的浓度增大了,反应速率加快,达平衡时间不可能是原来的两倍,故 选 b. (3)水的电离平衡为

H 2O ? H ? ? OH ?

,硫酸电离出的 c( H ) 对水的电离是抑制作用,当

?

? Zn 消耗了 H ? , c( H ) 减小,水的电离平衡向右移动;若加入 NaNO3 ,溶液变成 HNO3 的溶

液了,不再生成 H2;加入的

NaHSO3

? Na2 SO4 会和 H 反应,降低 c( H ) ,反应速率减慢;

?

的加入对反应速率无影响; 加入 CuSO4 后,Zn 与置换出的 Cu 构成原电池, 加快了反应速率, 选 b.

1 (4)根据反应方程式,生成 1mol 水时放出热量为:572kJ 2 =286 kJ,故该电池的能量转化率 ?
228.8kj ?100% ? 80% 286kj 为
答案: (1)c (2)0.1 mol· min-1 ;64mol/L;b L-1· (3)向右;b (4)80% 14.(2010 福建卷)23. (15 分) J、L、M、R、T 是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R 在周期表中的相对位置如右 表;J 元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等;M 是地壳中含量最多的金属元 素。

(1)M 的离子结构示意图为_____;元素 T 在周期表中位于第_____族。 (2)J 和氢组成的化合物分子有 6 个原子,其结构简式为______。 (3)M 和 T 形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾,反应的化学方程式为_____。 (4)L 的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。

- 42 -

①在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂 H2O2 的清除剂,所发生反应的产物不污染环境, 其化学方程式为______。 ②一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(△H>0)并达平衡后,仅改变下表 中反应条件 x,该平衡体系中随 x 递增 y 递减的是_______(选填序号) 。 选项 x y a 温度 甲的物质的量 b 温度 平衡常数 K c 加入 H2 的物质的量 甲的转化率 d 加入甲的物质的量 生成物物质的量总和

(5)由 J、R 形成的液态化合物 JR2 0.2mol 在 O2 中完全燃烧,生成两种气态氧化物,298K 时放出热量 215kJ。 该反应的热化学方程式为________。 解析: (1) J 元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等,可以判断 J 元素为碳元素;M 是地壳中含量最多的金属元素为铝元素;根据 J、R 在周期表中的相对位置可以判断 R 为硫元 素,则 T 为氯元素,处于第三周期第七主族 (2)J 和氢组成含有 6 个原子的分子为乙烯,其结构简式为 CH 2 ? CH 2 (3)M 和 T 形成的化合物为 AlCl3 ,与水反应 AlCl3 ? 3H 2O ? 氯化氢气体呈雾状 (4)①氨水与双氧水发生氧化还原反应: 2 NH 3 ?H 2O ? 2 H 2O2 ? N 2 ? ?6 H 2O 生成无污染的氮气; ②甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应 ?H ? 0 , ?H ? 0 表明正反应为吸热反应,升高 温度,平衡朝着正方向移动,甲物质的量减少;加入 H 2 的物质的量即增加生成物的浓度,平 衡朝逆方向移动,甲的转化率减小 (5)JR2 为 CS2,燃烧生成二氧化碳和二氧化硫,依题意可以很快的写出反应的热化学方程式

Al (OH )3 ? 3HCl ? ,其中

1 3 1 2 CS2 ? O2 ( g ) ? CO2 ( g ) ? SO2 ( g ) 5 5 5 5

?H ? ?275KJ ?mol ?1

答案:(1) (2) CH 2 ? CH 2

; ⅦA

- 43 -

(3) AlCl3 ? 3H 2O ?

Al (OH )3 ? 3HCl ? ,

(4)① 2 NH 3 ?H 2O ? 2 H 2O2 ? N 2 ? ?6 H 2O ②a 和 c;a 或 c (5) CS2 ? O2 ( g ) ?

1 5

3 5

1 2 CO2 ( g ) ? SO2 ( g ) 5 5

?H ? ?275KJ ?mol ?1

15.(2010 上海卷)25.接触法制硫酸工艺中,其主反应在 450℃并有催化剂存在下进行:

?? ? 2 SO2 ( g ) ? O2 ( g ) ?? 2 SO3 ( g ) ? 190 KJ ?
1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称),该反应 450℃时的平衡常数

500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。 2)该热化学反应方程式的意义是 a. . b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化

v(o2 )正 ? 2(SO3) v 逆

c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化 4)在一个固定容积为 5L 的密闭容器中充入 0.20 mol SO2 和 0.10molSO2,半分钟后达到平 衡,测得容器中含 SO30.18mol,则 和 0.10mol O2,则平衡 再次达到平衡后,

v(o2 )

=

mol.L .min :若继续通入 0.20mol SO2 或“不”),

-1

-1

移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” mol<n(SO3)< mol。

答案:1)五氧化二钒(V2O5) ;大于;2)在 450℃时,2molSO2 气体和 1molO2 气体完全反 应生成 2molSO3 气体时放出的热量为 190kJ;3)bd;4)0.036;向正反应方向;0.36;0.40。 解析:此题考查了工业制硫酸、化学平衡常数、热化学方程式、化学平衡状态、有关化学 平衡的计算等知识。1)工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒;该反应 正向放热,故温度越高化学平衡常数越小;2)热化学方程式表示的是 450℃时,2molSO2 气体 和 1molO2 气体完全反应生成 2molSO3 气体时放出的热量为 190kJ;3)根据化学平衡状态的特 征,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时,说明反应达 到平衡状态;4)当达到平衡时,容器中 SO3 的物质的量为 0.18mol,则 v(SO3) =0.072mol.L .min ,则 v(O2)=0.036mol.L .min ;再继续通入 0.20molSO2 和 0.10molO2 时, 平衡向正反应方向移动,在此达到平衡时,SO3 的物质的量介于 0.36 和 0.40 之间。 知识归纳:化学平衡常数只是和温度相关的函数,其随温度变化而变化。若正反应为吸热 反应,温度升高 K 值增大;若正反应为放热反应,温度升高 K 值减小。 16.(2010 江苏卷)17.(8 分)下表列出了 3 种燃煤烟气脱硫方法的原理。
- 44 -1 -1 -1 -1

(1) 方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中 SO2 的化学反应为:

2 NH 3 ? SO2 ? H 2O ? ( NH 4 )2 SO3 ( NH 4 )2 SO3 ? SO2 ? H 2O ? 2 NH 4 HSO3
能提高燃煤烟气中 SO2 去除率的措施有 ▲ (填字 母) 。 A.增大氨水浓度 B.升高反应温度 C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D. 通入空气使 HSO3 转化为 SO 4
?

2?

采用方法Ⅰ脱硫, 并不需要预先除去燃煤烟气中大量的 CO2 , 原因是▲ (用离子方程式表示) 。 (2) 方法Ⅱ重要发生了下列反应:

2CO ( g ) ? SO2 ( g ) ? S ( g ) ? 2CO2 ( g ) 2 H 2 ( g ) S O ( g? ? ) 2 S( g) ? 2 H O( g ) 2

?H ? 8.0kJ?mol ?1 ?H ? 90.4kJ? ?1 mol ?H ? ?566.0kJ? ?1 mol ?H ? ? 8 3 . k ? J o1l 4 6 m?


2CO( g ) ? O2 ( g ) ? 2CO2 ( g ) 2 H 2 ( g ) O ( g? ? 2 ) 2H O ( g ) 2

S ( g ) 与 O2 ( g ) 反应生成 SO2 ( g ) 的热化学方程式为
(3) 方法Ⅲ中用惰性电极电解 NaHSO3 溶液的装置 如右图所示。阳极区放出气体的成分为 (填化学式) 【答案】 (1)AC 。

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(2)S(g)+O2(g)= S O2(g) H=-574.0kJmol-1 (3) O2 SO2 【解析】本题考察的知识比较散,涉及到环境保护,一道题考察了几个知识点。覆盖面比较 多。但盖斯定律、热化学方程式、离子方程式、点击方程式都是重点内容(1)提高 SO2 的转 化 率 , 可 以 增 大 氨 水 的 浓 度 、 与 氨 水 充 分 接 触 ; 不 需 要 通 入 CO2 的 原 因 是 因 为 HCO3+SO2=CO2+HSO3 而产生 CO2 (2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热 的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。 (3)阴极的电极产生的气体为 O2 和 SO2. 17.(2010 重庆卷)29. (14 分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等 领域. (1)V2O5 是接触法制硫酸的催化剂. ①一定条件下, SO 2 与空气反映 t min 后, SO 2 和 SO 3 物质的量浓度分别为 a mol/L 和 b mol/L, 则 SO 2 起 始 物 质 的 量 浓 度 为 mol/(L· min) . ②工业制硫酸,尾气 SO 2 用_______吸收. (2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化 的装置,其原理如题 29 图所示. mol/L ; 生 成 SO 3 的 化 学 反 应 速 率 为

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为 ②充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由 ③放电过程中氢离子的作用是 槽溶液中 n(H+)的变化量为 29.答案(14 分) 和 . 色变为

. 色.

;充电时若转移的电子数为 3.01 ? 1023 个,左

- 46 -

(1)① a ? b ; b / t ②氨水 (2)① VO2 ? 2 H ? e ? VO ②绿 紫 ③参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液;0.5mol 【解析】本题考查以钒为材料的化学原理题,涉及化学反应速率和电化学知识。 (1) 由 S 守恒可得,SO 2 的起始浓度为(a+b)mol/L。SO 2 的速率为单位时间内 SO 2 浓度 的变化,即 b/tmol/(L﹒min)。 SO 2 可以用碱性的氨水吸收。 (2) ①左槽中,黄变蓝即为 VO 2 生成 VO ,V 的化合价从+5 降低为+4,得一个电子, 0 原子减少,从图中知,其中 H 发生了移动,参与反应,由此写成电极反应式。②作 为原电池,左槽得电子,而右槽失电子。充电作为电解池处理,有槽中则为得电子, 对应化合价降低,即为 V 生成 V ,颜色由绿生成紫。③由电极反应式知, H 参 与 了 反 应 。 溶 液 中 离 子 的 定 向 移 动 可 形 成 电 流 。 n=N/NA=3.01 × 10
23 3? 2?
2? ? ? ? 2?

? H 2O

2?

?

?

/6.02 ×

1023 =0.5mol。
【规律总结】电化学试题的分析一般是从化合价着手,对于原电池,化合价升高的作为负极, 化合价降低的作为正极,两极方程式相加即可得总反应。对于电解池,化合价升高作为阳极, 降低的作为阴极。两者之间的关系是:正极反应式颠倒即为阳极反应式,负极反应式颠倒即 为阴极反应式。 2011 年高考题 1.(2011 江苏高考 12)下列说法正确的是 A.一定温度下,反应 MgCl2(1)=Mg(1)+ Cl2(g)的 △H>0 B.水解反应 NH4 +H2O
+ +

△S>0

NH3· 2O+H 达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 H

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 解析:本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对熵变、焓变, 水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。 A.分解反应是吸热反应,熵变、焓变都大于零,内容来源于选修四化学方向的判断。
- 47 -

B.水解反应是吸热反应,温度越高越水解,有利于向水解方向移动。 C.铅蓄电池放电时的负极失电子,发生氧化反应。 D.升高温度和加入正催化剂一般都能加快反应速率。 答案:AD 2.(2011 江苏高考 15)700℃时,向容积为 2L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O, 发生反应: CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g)

反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t1>t2): 反应时间/min 0 t1 t2 下列说法正确的是 A.反应在 t1min 内的平均速率为 v(H2)=0.40/t1 mol·L ·min
-1 -1

n(CO)/mol 1.20 0.80

H2O/ mol 0.60

0.20

B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60molCO 和 1.20 molH2O,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 0.20molH2O,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.温度升至 800℃,上述反应平衡常数为 0.64,则正反应为吸热反应 【分析】本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念与计算,平衡常 数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本 概念的内涵和外延。 A.反应在 t1min 内的平均速率应该是 t1min 内 H2 浓度变化与 t1 的比值,而不是 H2 物质的 量的变化与 t1 的比值。 B.因为反应前后物质的量保持不变,保持其他条件不变,平衡常数不会改变,起始时向 容器中充入 0.60molCO 和 1.20 molH2O,似乎与起始时向容器中充入 0.60molH2O 和 1.20 molCO 效果是一致的,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 0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动, 达到新平衡时 CO 转化率增大,H2O 转化率减小,H2O 的体积分数会增大。

- 48 -

D.原平衡常数可通过三段式列式计算(注意浓度代入)结果为 1,温度升至 800℃,上述 反应平衡常数为 0.64,说明温度升高,平衡是向左移动的,那么正反应应为放热反应。 答案:BC 3.(2011 安徽高考 9)电镀废液中 Cr2O72 可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4): Cr2O72 (aq)+2Pb2 (aq)+H2O(l)
- + -

2 PbCrO4(s)+2H (aq) ΔH< 0



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

解析:由题意知该反应是一个放热的可逆反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动, 依据平衡常数的表达式 K ?

c 2 (H ? ) c(Cr2 O7 ) ? c 2 ( Pb 2? )
2?

可知 K 应该减小,A 正确;pH 增大溶液


碱性增强,会中和溶液中 H ,降低生成物浓度平衡向正方应方向移动,Cr2O72 的转化率会增 大,B 不正确;温度升高,正、逆反应速率都增大,C 错误;增大反应物 Pb2 的浓度,平衡 向正方应方向移动,Cr2O72 的物质的量会减小,D 不正确。 答案:A 4.(2011 北京高考 12)已知反应:2CH3COCH3(l)
催化剂
- +



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)如下图所 示。下列说法正确的是

- 49 -

A.b 代表 0℃下 CH3COCH3 的 Y-t 曲线 B.反应进行到 20min 末,H3COCH3 的

v(0?C ) ?1 v(20?C )

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 D.从 Y=0 到 Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2 的

?n(0?C ) ?1 ?n(20?C )

解析:温度高反应速率就快,到达平衡的时间就短,由图像可与看出曲线 b 首先到达平 衡,所以曲线 b 表示的是 20℃时的 Y-t 曲线,A 不正确;根据图像温度越高 CH3COCH3 转化 的越少,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,即正方应是放热反应,C 不正确;当反应进行 到反应进行到 20min 时,从图像中可以看出 b 曲线对应的转化分数高于 a 曲线对应的转化分

数,这说明 b 曲线即 20℃时对应的反应速率快,所以

,B 不正确;根据图像可

以看出当反应进行到 66min 时 a、b 曲线对应的转化分数均相同,都是 0.113,这说明此时生成 的 CH3COCH2COH(CH3)2 一样多,所以从 Y=0 到 Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2 的

?n(0?C ) ?1 ?n(20?C ) ,即选项 D 正确。
答案:D 5.(2011 福建高考 12)25℃时,在含有 Pb2 、Sn2 的某溶液中,加入过量金属锡(Sn), 发生反应: Sn(s)+Pb2 (aq)
+ + +

Sn2 (aq)+Pb(s),体系中 c(Pb2 )和 c(Sn2 )变化关系如下图所示。







- 50 -

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△H>0 D.25℃时,该反应的平衡常数 K=2.2 解析:由于铅是固体状态,往平衡体系中加入金属铅后,平衡不移动,c(Pb2 )不变;往 平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2 固体后,平衡向左移动,c(Pb2 )变大;升高温度,平衡体系中 c(Pb2 )增大,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,即△H﹤0;25℃时,该反应的平衡常
+ + + + + +

c(Sn 2 ? ) 数 K= =0.22/0.10=2.2,故 D 项正确。 c(Pb 2 ? )
此题也是新情景,考查平衡移动原理以及平衡常数计算,题目不偏不怪,只要基础扎实 的同学都能顺利作答。 答案:D 6.(2011 天津)向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2,在一定条件下使反应 SO2(g)+ NO2(g) SO3(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。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.△t1=△t2 时,SO2 的转化率:a~b 段小于 b~c 段 解析:这是一个反应前后体积不变的可逆反应,由于容器恒容,因此压强不影响反应速

- 51 -

率,所以在本题中只考虑温度和浓度的影响。由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐 增大,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升 高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导 致容器内温度升高反应速率加快,所以选项 C 不正确;但当到达 c 点后正反应反而降低,这 么说此时反应物浓度的影响是主要的,因为反应物浓度越来越小了。但反应不一定达到平衡 状态,所以选项 A、B 均不正确;正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此选项 D 是 正确的。 答案:D 7.(2011 重庆) 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 10 的是

A.CO2(g)+2NH3(g) B.CO2(g)+H2(g) C.CH3CH2OH (g)

CO(NH2)2(s)+H2O(g); CO(g)+H2O(g); △H>0

△H<0

CH2=CH2(g)+H2O(g);

△H>0 △H<0

D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)

2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g);

解析:本题考察外界条件对化学平衡的影响及有关图像的分析和识别。温度越高,反应 越快,到达平衡的时间就越少,因此 T2>T1;同理压强越大,反应越快,到达平衡的时间就 越少,因此 P1>P2;反应 A 是一个体积减小的、放热的可逆反应,因此升高温度平衡向逆反 应方向移动,降低水蒸气的含量;而增大压强平衡向正反应方向移动,增大水蒸气的含量, 所以 A 正确;反应 B 是一个体积不变的、吸热的可逆反应,压强对水蒸气的含量不影响;升 高温度平衡向正反应方向移动,增大水蒸气的含量,因此均不符合;反应 C 是一个体积增大 的、吸热的可逆反应,同样分析也均不符合;反应 D 是一个体积增大的、放热的可逆反应, 压强不符合。 答案:A

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8. (2011 海南)对于可逆反应 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 [答案]BD 命题立意:可逆反应中的速率问题考查

,在温度一定下由 H2(g)

解析:A 选项中,速率之比等于计量数之比,应为 1:2;B 选项出现的净速率在中学没出 现过,但根据平均速率的求算,为反应物的净减少量,该项正确;C 项明显错误,反应过程中, 正反应速率是减小的过程,而逆反应速率是增大的过程;D 选项是平衡定义中来,正确。 【技巧点拨】这类题就只有几个考点:①平均速率的比等于计量数的比;平均速率的计 算;③反应过程中即时速率变化;④平衡中的速率问题。 9.(2011 全国 II 卷 8)在容积可变的密闭容器中,2mo1N2 和 8mo1H2 在一定条件下发生反 应,达到平衡 时,H2 的转化率为 25%,则平衡时的氮气的体积分数接近于 A.5% 解析: 起始量(mol) 转化量(mol) 平衡量(mol) B.10% N2 2 2/3 4/3 + C.15% 3H2 8 2 6 2NH3 0 4/3 4/3 D.20%

所以平衡时的氮气的体积分数= 答案:C

4/3 ? 15.4% 。 6 ? 8/ 3

10.(2011 四川)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 所 示 :

- 53 -

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 C. 达平衡(I)时,X 的转化率为

5 11

D. 在平衡(I)和平衡(II)中 M 的体积分数相等 解析:温度降低时,反应②中气体的物质的量减少,说明平衡向正方应方向移动,因此 正方应是放热反应;由图可以看出达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为

2 10 2 ? 2.8 28 ? ;同理可以计算出达平衡(I)时反应①中气体的物质的量是 ? mol ,即 2.2 11 2.2 11 5 28 5 物质的量减少了 3 ? ? mol ,所以达平衡(I)时,X 的转化率为 ;由于温度变化反 11 11 11
应②的平衡已经被破坏,因此在平衡(I)和平衡(II)中 M 的体积分数不相等。 答案:C 11. (201 浙江高考 27,14 分)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) 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表: 温度(℃) 平衡总压强(kPa) 平衡气体总浓度 (× 3mol/L) 10


2NH3(g)+CO2(g)。

15.0 5.7 2.4

20.0 8.3 3.4

25.0 12.0 4.8

30.0 17.1 6.8

35.0 24.0 9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。 A. 2? (NH3 ) ? ? (CO2 ) C.密闭容器中混合气体的密度不变 B.密闭容器中总压强不变 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:__________________________。

- 54 -

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℃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”、“减小”或“不变”) 。 ④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=) 。 (2)已知:NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3· 2O。该研究小组分别用三份不同 H


初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到 c(NH2COO )随时间变化趋势如图所示。

c(NH2COO-)(mol/L)
??? ● ??? ???▲ ??? ??? ??? ??? ???

● ● ●

15℃



■ ■ ■ ■



25℃


??? ??? ?

5℃


?

?

?

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??

t(min)

⑤计算 25℃时, 0~6min 氨基甲酸铵水解反应的平均速率___________________________。 ⑥根据图中信息, 如何说明水解反应速率随温度升高而增大: _______________________。 解析: (1)①A.不能表示正逆反应速率相等;B.反应进行则压强增大;C.恒容,反 应进行则密度增大;D.反应物是固体,NH3 的体积分数始终为 2/3 ②需将 25℃的总浓度转化为 NH3 和 CO2 的浓度;K 可不带单位。 ③加压,平衡逆移;④据表中数据,升温,反应正移, △H>0,固体分解为气体,△S >0。 (2)⑤ ? =
?c 2.2 ? 1.9 ? ? 0.05mol?L?1 ?min ?1 ; t 6

⑥图中标▲与标●的曲线相比能确认。 答案: (1)①BC; ②K=c2(NH3)· c(CO2)=(2c/3)2(1c/3)=1.6×10 8(mol·L 1)3 ③增加; ④>,>。 (2)⑤0.05mol·L 1·min 1; ⑥25℃反应物的起始浓度较小,但 0~6min 的平均反应速率(曲线的斜率)仍比 15℃大。 12.(2011 安徽高考 28,13 分) 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 0.1mol ·L-1H2SO4 洗涤 Fe 粉,其目的是 ,然后用蒸
- - - -

- 55 -

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) 。

(2)下图表示足量 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,Fe2+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: 假设三: …….. (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:


; ;

解析: (1)因为铁易生锈,即铁表面会有铁的氧化物等杂质,所以要用硫酸除去铁表面 的氧化物等杂质;氧气具有强氧化性,会氧化生成的 Fe2+,为防止该反应的发生必需通入一种 保护原性气体且不能引入杂质,因此可以选用氮气; (2)由图像可知反应的产物有 Fe2+、NH4 和 NO 气体,所以该反应的离子方程式是:4Fe +10H +NO3 =4Fe2 +NH4 +3H2O;t1 时刻后,随着反应的进行,溶液中 pH 逐渐增大,当
- 56 + - + + +

pH 达到一定程度时就会和反应产生的 Fe2+结合,因此其浓度没有增大; (3)影响反应速率的外界因素比较多,例如温度、浓度、溶液多酸碱性、固体多表面积 等等; (4)要验证假设一,需要固定其它条件不变,例如硝酸的浓度、反应的温度、铁的表面 积都必需保持一致,然后在相同时间内测量溶液中 NO3 的浓度(依据提示:溶液中的 NO3 浓度可用离子色谱仪测定)来判断 pH 不同时对脱氮对反应速率有没有影响。 答案: (1)除去铁粉表面的氧化物等杂质
+ - + + - -

N2
+ -

(2)4Fe+10H +NO3 =4Fe2 +NH4 +3H2O;生成的 Fe2 水解(或和溶液中 OH 的结 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,并通入氮气; ③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉; ④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中 NO3 的浓度。若 pH 不同 KNO3 溶液中, 测出的 NO3 浓度不同,表明 pH 对脱氮速率有影响,否则无影响。 (本题属于开放性试题,合理答案均可) 13.(2011 北京高考 25,12 分) 在温度 t1 和 t2 下,X2(g)和 H2 反应生成 HX 的平衡常数如下表: 化学方程式 K (t1 ) 1.8 ?10
36
- -

K (t2)

F2 ? H 2 Cl2 ? H 2 Br2 ? H 2 I2 ? H 2

2 HF

1.9 ?1032
4.2 ?1011 9.3 ?106
34

2HCl

9.7 ?1012 5.6 ?107
43

2HBr
2HI

(1)已知 t2 >t1,HX 的生成反应是 (2)HX 的电子式是 。

反应(填“吸热”或“放热”。 )

(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强,HX 共价键的极性由强到弱的顺序 是 。

- 57 -

(4)X2 都能与 H2 反应生成 HX,用原子结构解释原因:



(5)K 的变化体现出 X2 化学性质的递变性,用原子结构解释原因:__________,原子半径逐 渐增大,得电子能力逐渐减弱。 (6)仅依据 K 的变化,可以推断出:随着卤素原子核电荷数的增加,_______(选填字母) a. 在相同条件下,平衡时 X2 的转化率逐渐降低 b. X2 与 H2 反应的剧烈程度逐渐减弱 c. HX 的还原性逐渐 d. HX 的稳定性逐渐减弱 解析: (1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,这说明升高温度平衡向逆反应方 向移动,所以 HX 的生成反应是发热反应; (2)HX 属于共价化合物,H-X 之间形成的化学键是极性共价键,因此 HX 的电子式是


(3)F、Cl、Br、I 属于 ⅦA,同主族元素自上而下随着核电荷数的增大,原子核外电子层数 逐渐增多,导致原子半径逐渐增大,因此原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,从而导致 非金属性逐渐减弱,即这四种元素得到电子的能力逐渐减弱,所以 H-F 键的极性最强,H-I 的极性最弱,因此 HX 共价键的极性由强到弱的顺序是 HF、HCl、HBr、HI; (4)卤素原子的最外层电子数均为 7 个,在反应中均易得到一个电子而达到 8 电子的稳定结 构。而 H 原子最外层只有一个电子,在反应中也想得到一个电子而得到 2 电子的稳定结构, 因此卤素单质与氢气化合时易通过一对共用电子对形成化合物 HX; (5)同(3) (6)K 值越大,说明反应的正向程度越大,即转化率越高,a 正确;反应的正向程度越小, 说明生成物越不稳定,越易分解,因此选项 d 正确;而选项 c、d 与 K 的大小无直接联系。 答案: (1)发热 (2) (3)HF、HCl、HBr、HI; (4)卤素原子的最外层电子数均为 7 个 (5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多 (6)a、d 14、 (2011 广东高考 31,15 分)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 13 所示。

- 58 -

(1) 0-30 小时内, 4 的平均生成速率 VI、 II 和 VIII 从大到小的顺序为 在 CH V 反应开始后的 12 小时内,在第 种催化剂的作用下,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)错误!未 找到引用源。CO(g)+3H2(g)。该反应的△H=+206 kJ?mol-1。 ①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注) ②将等物质的量的 CH4 和 H2O(g)充入 1L 恒容密闭容器, 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 0.10mol,求 CH4 的平衡转化率(计算结果保留两位有 效数字) 。 (3) 已知: 4(g)+2O2(g) 错误!未找到引用源。CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ?mol-1 CH 写出由 CO2 生成 CO 的热化学方程式 。

解析:本题考察化学反应速率的概念、计算及外界条件对反应速率对影响;反应热的概 念和盖斯定律的计算;热化学方程式的书写;与化学平衡有关的计算;图像的识别和绘制。 (1)由图像可以看出,反应进行到 30 小时时,催化剂Ⅲ生成的甲烷最多,其次是催化 剂Ⅱ,催化剂Ⅰ生成的甲烷最少。因此 VI、VII 和 VIII 从大到小的顺序为 VIII>VII>VI>;同 理由图像也可以看出,反应进行到 12 小时时,催化剂Ⅱ生成的甲烷最多,因此在第Ⅱ种催化 剂的作用下,收集的 CH4 最多。 (2)①由热化学方程式可知,该反应是吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能

量,因此反应过程中体系的能量变化图为



- 59 -

(3) 由热化学方程式①CH4(g)+H2O(g)错误! 未找到引用源。 CO(g)+3H2(g) kJ?mol-1

△H=+206

②CH4(g)+2O2(g) 错误!未找到引用源。CO2(g)+2H2O(g) △H=- 802kJ?mol-1 ①-②得 CO2(g)+3H2O(g) 错误!未找到引用源。 CO(g)+3H2(g)+2O2(g) mol-1 答案: (1)VIII>VII>VI>;Ⅱ △H=+1008 kJ?

(2)① ②91% (3) 2(g)+3H2O(g) 错误! CO 未找到引用源。 CO(g)+3H2(g)+2O2(g) kJ?mol-1 15.(2011 山东高考 28,14 分)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 8NH3
催化剂 加热

△H=+1008

。利用反应 6NO2+

7N5+12 H2O 也可处理 NO2。当转移 1.2mol 电子时,消耗的 NO2 在标准状 L。 2SO3(g) 2NO2(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 ΔH=-113.0 kJ·mol-1

况下是

(2)已知:2SO2(g)+O2(g) 2NO(g)+O2(g)

- 60 -

则反应 NO2(g)+SO2(g)

SO3(g)+NO(g)的 ΔH=

kJ·mol-1。

一定条件下, NO2 与 SO2 以体积比 1:2 置于密闭容器中发生上述反应, 将 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 molNO2 测得上述反应平衡时 NO2 与 SO2 体积比为 1:6,则平衡常数 K= (3)CO 可用于合成甲醇,反应方程式为 CO(g)+2H2(g) 不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应 ΔH 实际生产条件控制在 250℃、1.3× 4kPa 左右,选择此压强的理由是 10 。 CH3OH(g) 。CO 在 0(填“>”或“ <”。 ) 。

解析: (1)NO2 溶于水生成 NO 和硝酸,反应的方程式是 3NO2+H2O=NO+2HNO3; 在反应 6NO + 8NH3
催化剂 加热

7N5+12 H2O 中 NO2 作氧化剂,化合价由反应前的+4 价降低到反应后 0 价,

因此当反应中转移 1.2mol 电子时,消耗 NO2 的物质的量为 下的体积是 0.3mol ? 22.4L / mol ? 6.72 L 。

1.2mol ? 0.3mol ,所以标准状况 4

(2)本题考察盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及平衡常数的计算。① 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-196.6 kJ·mol-1 ② 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)

ΔH2=-113.0 kJ·mol-1 。②-①即得出 2NO2(g)+2SO2(g)

2SO3(g)+2NO(g)

ΔH=ΔH2-ΔH1=-113.0 kJ·mol-1 +196.6 kJ·mol-1=+83.6 kJ·mol-1。所以本题的正确答案 是 41.8;反应 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的特点体积不变的、吸热的可

逆反应,因此 a 不能说明。颜色的深浅与气体的浓度大小有关,而在反应体系中只有二氧化

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氮是红棕色气体,所以混合气体颜色保持不变时即说明 NO2 的浓度不再发生变化,因此 b 可 以说明;SO3 和 NO 是生成物,因此在任何情况下二者的体积比总是满足 1:1,c 不能说明; SO3 和 NO2 一个作为生成物,一个作为反应物,因此在任何情况下每消耗 1 mol SO3 的同时 必然会生成 1 molNO2,因此 d 也不能说明;设 NO2 的物质的量为 1mol,则 SO2 的物质的量 为 2mol,参加反应的 NO2 的物质的量为 xmol。

(3)由图像可知在相同的压强下,温度越高 CO 平衡转化率越低,这说明升高温度平衡 向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应;实际生产条件的选择既要考虑反应的特点、反 应的速率和转化率,还要考虑生产设备和生产成本。由图像可知在 1.3× 4kPa 左右时,CO 的 10 转化率已经很高, 如果继续增加压强 CO 的转化率增加不大,但对生产设备和生产成本的要求 却增加,所以选择该生产条件。 答案: (1)3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72 (2)-41.8;b;8/3; (3) 在 1.3× 4kPa 下, 的转化率已经很高, < 10 CO 如果增加压强 CO 的转化率提高不大, 而生产成本增加,得不偿失。 16.(2011 重庆,14 分)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) 3 在水中易分解,一定条件下, 3 的浓度减少一半所需的时间 O O (t)如题 29 表所示。 已知:O3 的起始浓度为 0.0216 mol/L。

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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°C、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°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、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。 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 O 2 ,D、E 处分别收集到 xL 和有 yL 气体(标准情况),则 E 处收集的气体 中 O 3 所占的体积分数为_____。(忽略 O 3 的分解)。

解析:本题考察化学反应速率的概念、计算、外界条件对反应速率对影响以及有关电化 学知识。 (1)臭氧是一种强氧化剂,能氧化 I 生成单质碘,方程式为 O3+2KI+H2O=I2+2KOH +O2↑; (2)①pH 增大,说明碱性增强,因此其催化剂作用的是 OH ; ②由表中数据可知, 30°C、 在 pH=4.0 条件下, 3 的浓度减少一半所需的时间是 108min, O
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所以其反应速率是

0.0108 mol ? L?1 ? 1.00 ? 10 ?4 mol ? L?1 ? min ?1 ; 108 min

③由表中数据知温度越高,pH 越大,反应速率越快,所以分解速率依次增大的顺序为 b、 a、c; (3)①溶液中-2 价的 O 失去电子被氧化得到臭氧,在电解池中阳极失去电子,发生氧 化反应,溶液中的阳离子在阴极得到电子,发生还原反应,因此 A 是阴极,B 是阳极;溶液中 只有阳离子氢离子,所以阴极电极反应式为 2H +2e =H2↑; ②若阴极通氧气,则氧气得到电子被还原成 OH ,然后结合溶液中氢离子生成水,方程式 为 O2+4H +4e =2H2O; ③由以上分析知 D、E 分别产生的气体是氢气和氧气、臭氧的混合气体。设臭氧的体积是 nL,根据得失电子守恒知
+ - - + -

x n y?n ?2 ? ?6? ? 4 ,解得 n=x-2y,所以臭氧的体积 22.4 22.4 22.4

分数是

x ? 2y 。 y
I2


答案:(1)O2

(2)①OH ; ②1.00×10 ③b、a、c (3)①2H +2e =H2↑ ②O2+4H +4e =2H2O; ③
+ - + - -4

x ? 2y y

17.(2011 新课标全国)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△H 分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1 和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题: (1)用太阳能分解 10mol 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)在溶积为 2L 的密闭容器中,由 CO2 和 H2 合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温 度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2 均大于 300℃) ;

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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:v(CH3OH)= 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 ④处于 A 点的反应体系从 T1 变到 T2,达到平衡时

nA mol· -1· -1 L min lA

n( H 2 ) 增大 n(CH 3OH )

(4)在 T1 温度时,将 1molCO2 和 3molH2 充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若 CO2 转化率为 a,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 1mol 甲醇所能产生的最大电能为 702.1kJ, 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) 解析:(1)氢气的燃烧热是-285.8kJ·mol-1,即每生成 1mol 的水就放出 285.8kJ 的能量, 反之分解 1mol 的水就要消耗 285.8kJ 的能量,所以用太阳能分解 10mol 水消耗的能量是 2858kJ; (2)由 CO(g)和 CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式 ①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1; ②CH3OH(l) +3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H=-726.5kJ·mol-1; 可知②-①得到 CH3OH(l) +O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1; (3)CO2 和 H2 合成甲醇的化学方程式为 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)。由图像可

知 B 曲线先得到平衡,因此温度 T2>T1,温度高平衡时甲醇的物质的量反而低,说明正反应 是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,不利于甲醇的生成,平衡常数减小,即②错
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③正确;温度为 T1 时,从反应开始到平衡,生成甲醇的物质的量为 n A mol,此时甲醇的浓度 为

n nA 所以生成甲醇的平均速率为: v(CH3OH)= A mol· -1· -1, L min 因此①不正确; mol ? L?1 , 2I A 2

因为温度 T2>T1,所以 A 点的反应体系从 T1 变到 T2 时,平衡会向逆反应方向移动,即降低 生成物浓度而增大反应物浓度,所以④正确。


(5)在甲醇燃料电池中,甲醇失去电子,氧气得到电子,所以负极的电极反应式是 CH3OH- 6e +H2O=CO2+6H ,正极的电极反应式是 3/2O2+6e +6H =3H2O;甲醇的燃烧热是 -726.5kJ·mol-1,所以该燃料电池的理论效率为
- + - +

702 .1 ? 100 % ? 96.6% 。 726 .5

答案:(1)2858; (2)CH3OH(l) +O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1; (3)③④; (4)1-a/2; (5)CH3OH-6e +H2O=CO2+6H 、3/2O2+6e +6H =3H2O、96.6% 18.(2011 海南,9 分)氯气在 298K、100kPa 时,在 1L 水中可溶解 0.09mol,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。 ) [答案](1) (2) C起 C变 C平 0.09 0.09× 0.06 0 0 0 0.03 0.03 ; (水视为纯液体)
- + - +

1 3

0.03 0.03 0.03 0.03

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; (3)正反应方向; (4)增大,正反应方向 命题立意:平衡相关内容的综合考查 解 析 : 题 干 中 用 “ 溶 于 水 的 Cl2 约 有 三 分 之 一 与 水 反 应 ” 给 出 可 逆 反 应 (该反应在教材中通常没提及可逆) ;平衡常数的计算根据题 中要求列三行式求算;平衡移动是因为 H 的减少向正反应方向移动;增大压强将增大氯气的 浓度,平衡向正反应方向移动。 【技巧点拨】平衡题在近年的高考题中比较平和,但新课标高考题今年引入了对过程呈 现的考查,这是以后高考中应注意的。 19.(2011 全国 II 卷 28)(15 分) (注意:在试题卷上作答无效) 反应 aA(g)+bB(g) 错误!未找到引用源。 cC(g)(Δ H<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:
L 浓度/(mol· 1) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 3.00 2.00 A C 1.00 0.76 0.62 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 0.0 5.0 10.0 15.0 0.0 10.0 15.0 时间/min I Ⅱ Ⅲ B
+



1.86 1.50 1.00 0.50

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

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“>”“<”“=”) ,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 10min 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) 。

-1

L 浓度/mol·

2.0

B C A

1.0

0.0

5.0 Ⅲ

10.0

0.0

5.0 Ⅳ

10.0 时间/min

解析:由图像知在第Ⅰ阶段达到平衡时 A、B、C 的浓度变化量分别是 1.0、3.0 和 2.0, 所以反应的化学方程式中,a:b:c=)1:3:2;由图像可以计算出 A 的平均反应速率 vI(A)、vⅡ(A)、 vⅢ(A)分别为 2/20、0.36/15 和 0.12/15,vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为 vI(A)、vⅡ(A)、 vⅢ(A);同理可以计算出 B 的平衡转化率 αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)分别为 0.5、0.38 和 0.19; 由第一次平衡到第二次平衡是 C 的浓度瞬间降低到 0,即移走量产物 C,平衡向正方应方 向移动;第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段相比,反应物浓度降低,生成物浓度增大,平衡向正方应方向 移动,因为反应放热,所以是降低了温度;由于反应是一个体积增大的可逆反应,所以扩大 容器的体积平衡向逆反应方向移动。 答案: (1)1:3:2 移出产物 C (2)VI(A)VⅡ(A)VⅢ(A) (3)αⅢ(B) 19% (4)向正反应方向 从反应体系中

(5) > 此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动

-1

L 浓度/mol·

2.0 B 1.0 C A 0.0 5.0 Ⅲ 10.0 0.0 5.0 Ⅳ B C A 10.0 时间/min

(注:只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可) 20.(2011 上海 25)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加 深 1km,压强增大约 25000~30000 kPa。在地壳内 SiO2 和 HF 存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g) SiF4(g)+ 2H2O(g)+148.9 kJ

根据题意完成下列填空:
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(1)在地壳深处容易有 沉积。 (2)如果上述反应的平衡常数 K 值变大,该反应 a.一定向正反应方向移动 c.一定向逆反应方向移动

气体逸出,在地壳浅处容易有

(选填编号) 。

b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大 (选填

(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时, 编号) 。 a.2v 正(HF)=v 逆(H2O) c.SiO2 的质量保持不变 b.v(H2O)=2v(SiF4) d.反应物不再转化为生成物

(4)若反应的容器容积为 2.0L,反应时间 8.0 min,容器内气体的密度增大了 0.12 g/L, 在这段时间内 HF 的平均反应速率为 。

解析:本题考察外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数和化学平衡状态的的理解以 及反应速率的有关计算。由于反应吸热,平衡常数 K 值变大,说明温度降低。 答案: (1)SiF4 (2)ad (3)bc (4)0.0010mol(L·min) H2O SiO2

2012 年高考化学试题分类解析汇编:化学反应速率和化学平衡

1. [2012·江苏化学卷 10]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△H<0 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) 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 B 解析:本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对熵变、焓变, 水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。 A.分解反应一般是常识吸热反应,熵变、焓变都大于零,仅在高温下自发。内容来源于《选 修四》P34-P36 中化学方向的判断。 2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率V(H2)和氢气的平

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B.铁比铜活泼,组成的原电池中铁为负极,更易被氧化。 C.据平衡移动原理,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡转化率减小。 D.水的离子积常数 Kw 随着温度的升高而增大,说明水的电离是吸热反应,越热越电离,水的 离子积常数 Kw 随着温度的升高而增大。 2. [2012·江苏化学卷 14]温度为 T 时,向 2.0L 恒容密闭容器中充入 1.0 molPCl5,反应 PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表: t/s n(PCl3)/ mol 下列说法正确的是 A.反应在前 50 s 的平均速率为 v(PCl3)=0.0032 mol·L ·s
-1 -1

0 0

50 0.16

150 0.19

250 0.20

350 0.20

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol·L ,则反应的△H<0 C.相同温度下, 起始时向容器中充入 1.0molPCl5、 0.20molPCl3 和 0.20molCl2, 达到平衡前 v(正) >v(逆) D.相同温度下,起始时向容器中充入 2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3 的转化率小 于 80% C 解析:本题素材似乎来源于《选修四》课本第 32 页习题的第 8 题,属于基本理论中化学 平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内 容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。 A.反应在前 50 s 内的平均速率应该是前 50 s 内 PCl3 浓度变化与时间的比值, 而不是 PCl3 物质 的量的变化与时间的比值。 B.相同温度下,起始时向容器中充入 1.0molPCl5、0.20molPCl3 和 0.20molCl2 应先求平衡常数 K 为 0.025,再求浓度商(Qc)为 0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。 C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达 到新平衡时 CO 转化率增大,H2O 转化率减小,H2O 的体积分数会增大。 D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍 关系压缩成原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3 的转化率应大于 80% 3. [2012·安徽理综化学卷 9]一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
催化剂 ? ? ? ?? SO2 ( g ) ? 2CO( g ) ? ? ? ?? 2CO2 ( g ) ? s(1)

-1

?h ? 0

若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是 A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变 B.平衡时,其它条件不变,分享出硫,正反应速率加快

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C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高 SO2 的转化率 D.其它条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变 D 【解析】本题主要考查外界条件对化学平衡的影响,同时考查考生应用基础知识解决简单 化学问题的能力。因反应前后气体分子数不等,平衡前容器内压强逐渐变小,A 项错误;硫为 固体,减少其量不影响化学反应速率,B 项错误;升温,平衡左移,SO2 的转化率降低,C 项 错误;只有温度的改变,才能影响反应的平衡常数,故 D 项正确。 4. [2012·福建理综化学卷 12]一定条件下,溶液的酸碱性对 TiO2 光催化燃料 R 降解反应的 影响如右图所示。下列判断判断正确的是 A.在 0-50min 之间,pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相 等 B.溶液酸性越强,R 的降解速率越小 C.R 的起始浓度越小,降解速率越大 D.在 20-25min 之间,pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol· —1· —1 L min A 解析:从图像中可以读出 pH=2 时,曲线下降是最快 的, 说明溶液的酸性越强, 降解速率越大, 所以 B 项错误。 一般来说,反应物的浓度越大,反应速率越大,R 的起始 浓度越小, 其降解的速率越小, 项错误。 项中可计算出其速率为 0.04× —4mol· —1· —1, C D 10 L min D 项错误。A 项中 R 都是完全降解,降解百分率都是 100%。这题是选择题的创新点,题给信 息量大,考查学生能力全面,尤其是读图能力要求较高。其中 D 项要注意横坐标的数量级, 不太细心的同学要吃亏。 5. [2012·重庆理综化学卷 13]在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g) x(g)+3y(g) 2c(g) △H1<0; 2z (g) △H2>0 B.等压时,通入 z 气体,反应器中温

进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功) ,下列叙述错误的是 A.等压时,通入惰性气体,c 的物质的量不变 度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 度增大 D.等容时,通入 z 气体,y 的物质的量浓

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C 6. [2012·四川理综化学卷 12]在体积恒定的密闭容器中,一定量的 SO2 与 1.100mol O2 在催化剂作用下加热到 600℃发生反应: 2SO2+O2 错误!未找到引用源。2SO3;△H<0。当气体的物质的量减少 0.315mol 时反应 达到平衡,在相同的温度下测得气体压强为反应前的 82.5%。下列有关叙述正确的是 A.当 SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等时反应达到平衡 B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C.将平衡混合气体通入过量 BaCl2 溶液中,得到沉淀的质量为 161.980g D.达到平衡时,SO2 的转化率是 90% D【解析】本题考查化学反应速率、平衡及计算。SO3 的生成速率和 SO2 的消耗速率都是 正反应速率,两者始终相等,不能说明已达平衡,A 错;由于正反应是放热的,所以降温时平 衡右移,正反应速率大于逆反应速率,即正反应速率较小程度小于逆反应速率,B 错;根据化 学方程式知:生成的 SO3 的物质的量是气体总物质的量减小量的 2 倍,即 0.63 mol,SO2 不与 BaCl2 反应,则生成硫酸钡为 0.63 mol,得到 146.79 g,C 错;根据平衡前后的压强比知反应 前气体的总物质的量减小 0.315 g,即减小 1-82.5%=17.5%,所以反应前气体总物质的量为 1.8 mol,O2 为 1.1 mol,则 SO2 为 0.7 mol.消耗的 SO2 的物质的量等于生成的 SO3 的物质的量,即 0.63 mol,转化率为 0.63 mol/0.7 mol=90%,D 正确。 7. [2012·天津理综化学卷 6]已知 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH = -197 kJ· o l m -1 。 向同温、 同体积的三个密闭容器中分别充入气体: (甲) 2 m o l SO2 和 1 m o l O2; (乙) 1 m o l SO2 和 0.5 m o l O2 ;(丙) 2 m o l SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是 ( ) A. 容器内压强 P: 甲=P 丙 > 2P 乙 P B. 3 的质量 m: 甲=m 丙 > 2m 乙 C. SO m c(SO2) 与 c(O2)之比 k:k 甲=k 丙 > k 乙 D.反应放出或吸收热量的数值 Q:Q 甲=G 丙 > 2Q 乙 答案:B 考查化学平衡中等效平衡知识。考查的知识点有些单一。等温等容时反应前后气体体积变化 的反应规律:将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质,其物质的量与对应 组分的起始投料量相等, 则建立的化学平衡是等效的, 简称“ 等量等效” 。 这种情况下的 等效平衡中的“ 等效” 指平衡体系中的各种性质( 各对应物的浓度 、 体积分数 、 转化率、 物质的量) 是完全相同的。 类似于数学中的全等三角形, 也可叫“ 全等平衡” 。 甲和乙容

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器内的平衡是完全相同的平衡(等同平衡) ,各物理参数除热量都相同。甲和乙的比较可用下

图处理帮助理解 P甲<2P乙,m甲>2m乙,K甲<K乙, Q乙=197-Q甲,Q甲不等于Q乙所以选B 8.[2012·全国大纲理综化学卷 8]合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其 中的一步反应为 CO(g)+ H2O(g)
催化剂 ??? ???? CO2(g) + H2(g) ?

△H <0

反应达到平衡后,为提高 CO 的转化率,下列措施中正确的是 A 增加压强 B 降低温度 C 增大 CO 的浓度 D 更换催化剂 是一个气体总体积不发生改变的

B 【解析】CO(g)+ H2O(g)

催化剂 ??? ???? CO2(g) + H2(g) ?

反应,增大压强平衡不移动,CO 的转化率不变,A 错误;反应式放热反应,降低温度平衡向 放热方向移动,B 正确;增大 CO 的浓度,平衡向正反应方向移动,CO 的转化率降低,C 错 误;催化剂对化学平衡没有影响,D 错误。 【考点】反应条件对化学平衡的影响 ① 改变温度:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度,化学平衡向放热反 应方向移动。 ②改变浓度:若 Qc<Kc,化学平衡正向(向右)移动。若 Qc>Kc,化学平衡逆向(向左) 移动。 ③改变压强:若 Qp<Kp,化学平衡正向(向右)移动。若 Qp>Kp,化学平衡逆向(向左) 移动。 【点评】 :本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对平衡移动等有关内容理解和掌 握程度;题目推陈出新,难度适中,貌似简单,实则有一定的陷阱,对概念的内涵和外延理 解不深刻的考生容易出现失误,非常符合高考选拔人才的要求。 9. [2012·海南化学卷 15](9 分)已知 A(g)+B(g) 关系如下: |温度/ ℃ 平衡常数 700 1.7 900 1.1 830 1.0 1000 0.6 1200 0.4 C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的

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回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式 K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”); mol· -1, C 的物质的量 L ,如果这时向该密闭

(2)830℃时,向一个 5 L 的密闭容器中充入 0.20mol 的 A 和 0.80mol 的 B,如反应初始 6s 内 A 的平均反应速率 v(A)=0.003 mol· -1·-1。 L s ,则 6s 时 c(A)= 为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时 A 的转化率为 ; (填正确选项前的字母):

容器中再充入 1 mol 氩气,平衡时 A 的转化率为 (3)判断该反应是否达到平衡的依据为 a.压强不随时间改变 c. c(A)不随时问改变 (4)1200℃时反应 C(g)+D(g) c?(C?)c(D) 【答案】(1) c(?A?)c(?B?) < 80% 80%

b.气体的密度不随时间改变 d.单位时间里生成 c 和 D 的物质的量相等 A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。

(2)0.022 mol· -1 0.09mol L (3)c (4)2.5

c?(C?)c(D) 【解析】 (1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其 K= ;由表中数据可 c(?A)c(?B?) ? 知,温度升高,K 值减小,说明升高温度向吸热的逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即 ΔH<0。 (2)υ(A)=0.003 mol·L-1·-1 ,则 6s 后 A 减少的浓度 c(A)= υ(A)t=0.018 mol·L-1,故剩余的 A 的浓 s 0.2mol 度为 -0.018 mol· -1=0.022 mol· -1;A 减少的物质的量为 0.018 mol· -1× L L L 5L=0.09mol,根据 5L 方程式的系数关系,生成的 C 的物质的量也为 0.09mol。 设 830℃达平衡时,转化的 A 的浓度为 x,则: A(g)+B(g) 起始浓度(mol· ) 0.04 L 转化浓度(mol· 1) x L
- - -1

C(g)+D(g) 0 x x 0 x x


0.16 x

平衡浓度(mol· 1) 0.04-x 0.16-x L

0.032 mol· 1 L x× x 有: =1, 解得 x =0.032, A 的转化率 α(A)= 故 100%=80%; - × ?( 0.04-x)?×(0.16-x) ? 0.04 mol· 1 L 由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。 (3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故 a、b 错; c(A)随反应的进行要减小,故 c 可以;不论是否达平衡,单位时间里生成 C 和 D 的物质的量 永远相等,故 d 错。 (4)反应“ C(g)+D(g) A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g) C(g)+D(g)”互为逆反应, 平衡常数互为 1 =2.5。 0.4

倒数关系,故 1200℃时,C(g)+D(g)

A(g)+B(g)的 K=

- 74 -

10. [2012·海南化学卷 20-II]

【答案】 (1)液化、 分馏 (2)合成塔 (3)冷却塔 N2+3H2 n

与 C 反应后除去 CO2 C+H2O 2NH3

高温

CO+H2、 4+H2O CH

高温

CO+3H2

催化剂 高温高压

高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水应从下端进入,逆向冷却效果好

(4)将液氨和未反应的原料分离 (5)13.8 【解析】 (1)利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低,先将空气加压降温变成液态,然后再 加热,使氮气首先从液态空气中蒸发出来,留下的就是液态氧气。故分离方法是液化和分 馏。另一种方法是将空气与 C 反应后除去 CO2 。采用煤和天然气制备 H2 的方程式为: C+H2O
高温

CO+H2、CH4+H2O

高温

CO+3H 2。
催化剂 高温高压

(2)合成氨的设备为合成塔;发生的反应是 N2+3H2

2NH3。

(3)冷凝分离氨气的设备为冷却塔;为了增强冷却效果,冷却水应从下端进入,逆向冷却效果好。 (4)设备 c 是分离器,能将液氨和未反应的原料分离。 (5)设 CO、H2O 的起始浓度分别为 x、y,且 CO 的转化率为 90%,则: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

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起始浓度(mol· ) L 转化浓度(mol· ) L 平衡浓度(mol· ) L
-1 -1

-1

x
0.9x 0.1x

y
0.9x

0 0.9x 0.9x

0 0.9x 0.9x

y-0.9x

K=

c(CO)c( H 2O) 0.9x· 0.9x y = =0.627,得: =13.8,只要增加 H2O 量,就可提高 CO 的转 x c(CO2 )c( H 2 ) ?0.1x(??y-0.9x)?

化率。 11. [2012·福建理综化学卷 23] (1)元素 M 的离子与 NH4+所含电子数和质子数均相同, 则 M 的原子结构示意图为 (2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 (3)能证明 Na2SO3 溶液中存在 SO32—+H2O 是 (填序号) 。 。

HSO3—+OH—水解平衡的事实 ..

A. 滴入酚酞溶液变红,再加入 H2SO4 溶液红色退去 B. 滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色退去 C. 滴入酚酞溶液变红,再加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红色退去 (4)元素 X、Y 在周期表中位于同一主族,化合物 Cu2X 和 Cu2Y 可发生如下转化(其中 D 是纤维素水解的最终产物) :
过量浓硝酸 一定量NaOH D的溶液 Cu2 X ???? 澄清溶液 ????? 悬浊液 ???? Cu 2Y ? ? ?

①非金属 X

Y(填“>”或“<”) 。 2C(g)+D(s)反应,

②Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为 (5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行 2A(g)+B(g)

按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高,简述该反应的平衡常数与温度的 变化关系: 物 质 A 2 。 B 1 C 2 D 0

起始投料 /mol

解析: (1)铵根离子中含有 10 个电子,11 个质子,与之相同的单核离子为钠离子,则 M 的

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原子结构示意图为 (2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为: Al3++3NH3· 2O=Al(OH)3↓+3NH4+ H (3)选 C,ABC 三个选项描述都是正确的,但要说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成 的,存在水解平衡这一事实。比如说向氢氧化钠这样的碱溶液中加入酚酞后变红,用 AB 两项 中的试剂都可褪色,但用 C 中的试剂就不行。选择试剂最好是中性,并与亚硫酸根离子反应, 使水解平衡移动,这样一比较 C 可以充分说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的。 (4)先推断元素,悬浊液与 D 的溶液(葡萄糖溶液)生成砖红色沉淀是氧化亚铜,则 Y 为 O 元素,X,Y 同主族,则 X 为 S 元素。问题就很好回答,非金属性 X<Y,Cu2O 与浓硝酸反 应生成红棕色的气体 NO2,利用氧化还原反应原理并配平可写出方程式:Cu2O+6HNO3(浓) =2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O (5)在恒容绝热的情况下,反应达到平衡后,体系压强升高,可推知气体体积变大,说明反 应是向左移(注意 D 为固态) 。另外压强与温度成正比,压强升高,温度升高,如果正反应是 放热的情况下,则是升高温度,平衡向左移,符合题目情况。因此推出正反应是放热反应, 那平衡常数与温度成反比。 23 题考查得都是主干知识,只是觉得拼盘得太明显,5 个小问各不相干,独立成题,是否可 用 10 电子,18 电子微粒把它们串起来,比如 Na+,Al3+,O2—,S2—。其中第 4 问涉及有机化学 知识,把知识很好的揉合在一起,第 3 问,第 5 问要求思维推理能力较高。 12.[2012·福建理综化学卷 24] (1)电镀是,镀件与电源的 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属 单质沉淀在镀件表面形成的镀层。 ①若用铜盐进行化学镀铜,应选 用 应。 ②某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如右 图所示。该镀铜过程中,镀液 pH 控制在 12.5 (填“氧化剂”或“还原剂”)与之反 极连接。

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左右。据图中信息,给出使反应停止的方法:

(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:

①步骤(i)中 Cu2(OH)2CO3 发生反应的化学方程式为 ②步骤(ii)所加试剂起调节 pH 作用的离子是

。 (填离子符号)。 。

③在步骤(iii)发生的反应中,1molMnO2 转移 2 个 mol 电子,该反应的离子方程式为 ④步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为

3Fe3+ ? NH 4 ? ? 2SO4 2? ? 6 H 2O ? NH 4 Fe(SO4 )2 (OH )6 ? ?6H ?
过滤后母液的 pH=2.0, ( Fe ) mol· —1, ( NH 4 ) mol· —1, ( SO4 ) mol· —1, c =a L c =b L c =d L
3+
? 2?

该反应的平衡常数 K=

(用含 a、b、d 的代数式表示) 。

解析: (1)电镀池中,镀件就是待镀金属,作阴极,与电源的负极相连;镀层金属为阳极, 与电源正极相连。 (2)①要把铜从铜盐中置换铜出来,比如用铁就可以,铁是作还原剂的,所以加入还原剂, ②根据图示信息,pH=8—9 之间,反应速率为 0,所以要使反应停止,调节溶液的 pH 至 8—9 之间,可见读图信息的重要性。 (3) ①碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写,用观察法配平。 Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O ②题目要求调高 PH,铵根离子显酸性,碳酸氢根离子显碱性,则起作用的离子是碳酸氢根离 子。 ③依题意亚铁离子变成了铁离子,1mol MnO2 转移电子 2 mol,则锰元素从+4 变成+2 价,溶 液是显酸性的,方程式经过观察可要补上氢离子,综合上述分析可写出离子方程式为: MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

④氢离子浓度为 10-2,依据 K 的表达式马上就可写出来 K=



- 78 -

24 题没有了复杂的工艺的流程,这个信号在质检题中已经给出,没有在流程上设置障碍, 问题设计平实,难度不大。平衡常数计算简单,只要代入即可,没有复杂的数学变换,降低 了难度。对图中信息的获取要求较高。 13.[2012· 浙江理综化学卷 27] 分)物质(t-BuNO)2 在正庚烷溶剂中发生如下反应: (15 (t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。 (1)当(t-BuNO)2 的起始浓度(c0)为 0.50 mol· -1 时,实验测得 20℃时的平衡转化率(α) L 是 65 %。列式计算 20℃时上述反应的平衡常数 K = 。 (填“增大”、“不

(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2 的起始浓度增大,其平衡转化率 变”或“减小”) 。

已知 20℃时该反应在 CCl4 溶剂中的平衡常数为 1.9, 若将反应溶剂正庚烷改成 CCl4, 并保持(t-BuNO)2 起始浓度相同,则它在 CCl4 溶剂中的平衡转化率 “等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。 (3)实验测得该反应的 ΔH = 50.5 kJ· -1,活化能 Ea = 90.4 kJ· -1。下列能量关系图合 mol mol 理的是 。 (填“大于”、

(4)该反应的 ΔS

0(填“>”、“<”或“=”) 。在

(填“较高”或“较低”)温度下有

利于该反应自发进行。 (5)随着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓 度的关系(即比色分析) ,可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器

- 79 -



。 B.元素分析仪 C.分光光度计 D.原子吸收光谱仪

A.pH 计

(6)通过比色分析得到 30℃时(t-BuNO)2 浓度随时间的变化关系如下图所示,请在同一图 中绘出 t-BuNO 浓度随时间的变化曲线。

解析: (1)物质t-BuNO)2是2-甲基2-亚硝基丙烷二聚体。在正庚烷溶剂中会部分分解为 t-BuNO(2-甲基2-亚硝基丙烷) ,反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。对于这种物质没有学

过,用这样的形式来表示的反应也没有见到过,很陌生,这就给解题增加了理解上的难度。 其实这就是一个普通的分解反应,一个可逆反应,只要按常规的化学平衡三段式方法解题就 可求得20℃时平衡常数。 (t-BuNO)2 c0 c转 c平 0.5 -x 0.5-x 2(t-BuNO) 0 -2x 2x =

已知20℃时(t-BuNO)2的平衡转化率α 解得 X = 0.325 mol· -1 L

由于分解反应的反应物和生成物各只有一种, 因此也可以用下列方法来求平衡常数: 已知20℃ 时(t-BuNO)2的平衡转化率α =65 % , 则 (t-BuNO)2 平衡时: C0(1-α ) 2(t-BuNO) 2c0α

- 80 -

平衡常数 K ? ?2c0? ? ? 4 ? 0.5 ? 0.65 ? 0.65 mol ? L?1 ? 2.4 mol ? L-1 c0 ?1 ? ? ? 1 ? 0.65
2

(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,即增加反应物(t-BuNO)2的浓度,虽然平 衡向正反应方向移动,但由于 (t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率是减小的。 保持温度20℃不变,保持(t-BuNO)2起始浓度相同,平衡转化率越小,K值越小。已知该反 应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,则(t-BuNO)2它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于其在正 庚烷溶剂中的平衡转化率。 (3)由实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ· -1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量 mol 低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C,又依据活化能Ea = 90.4 kJ· -1,Ea- mol ΔH<50.5kJ· -1, 能量关系图A中, Ea-ΔH.>50.5 kJ· -1,Ea与ΔH的比例不对。而能量关 mol mol 系图D是合理的。 (4)由于该反应是一个分解反应,所以是一个混乱度增加(熵增)的反应,ΔS >0;而该反 应又是一个吸热反应,ΔH>0,所以该反应应在较高温度下有利于自发进行。 (5)现代化学分析中,常借助一些仪器来分析化学物质的组成,用元素分析仪确定物质中是 否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素;用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原 子团;用原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素;用用于比色分析的分光光度计 测定溶液颜色深浅,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析) ,从 而可以确定该化学反应的速率;pH计是测定溶液pH的仪器。 (6)在图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线:先从图中30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变 化关系曲线上,分别查得1min、3 min、4.5 min、8 min等时刻时(t-BuNO)2的浓度,然后按 (t-BuNO)2 c0 c转 c某时刻 0.05 -x 0.5-x 2(t-BuNO) 0 -2x 2x

求出1min、3 min、4.5 min、8 min等时(t-BuNO)的浓度,最在图上找出相应的点,连成平滑 曲线即可(见答案) 。 答案:(15 分) (1) K ? ?2c0? ? ? 4 ? 0.5 ? 0.65 ? 0.65 mol ? L?1 ? 2.4 mol ? L-1 c0 ?1 ? ? ? 1 ? 0.65
2

(2)减小

小于
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(3)D (4)> (5)C (6) 较高

14. [2012·重庆理综化学卷 29] (14 分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。 (1)工业上尿素 CO2 和 NH3,在一定条件下合成,其反应方程式为 (2)当氨碳比 。

n( NH 3 ) α ? 4, CO2 的转化率随时间的变化关系如题 29 图 1 所示。 (CO 2) n(CO2 ) 60

B A

①A 点的逆反应速率 v 逆(CO2) (填“大于”“小于”或“等于” 、 ) ②NH3 的平衡转化率为 ①电源的负极为

B 点的正反应速率为 V 正(CO2)


30 0 20 40

(3)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图 29 图 2。 (填“A”或“B”。 ) 、 。
A

60→ t/min

②阳极室中发生的反应依次为 (标准状况) ,则除去的尿素为

29题 图1
2 2

③电解结束后,阴极室溶液的 pH 与电解前相比将

;若两极共收集到气体 13.44L
直流电源 B H ↑
2

g(忽略气体的溶解) CO +N 。



NaCl 溶液 质子交换膜 Cl2 NaCl 溶液

29. 【答案】 (1)2NH3+CO2
-

CO(NH3)2+H2O
-

NaCl、尿素 混合溶液


惰性电极



(2)①小于②30%(3)①B②2Cl —2e =Cl2↑, CO(NH3)2 +3 Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl ③不变;7.2
29题 图2

- 82 -

【考点】化学反应速率、化学平衡、电化学等知识

15. [2012·广东理综化学卷 31] (16 分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3 等试剂,探究反 应条件对化学反应速率的影响。 已知:

(1) 向 KI、 2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液, Na 当溶液中的__________ 耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2O32 与 S2O82 初始 的物质的量需满足的关系为:n(S2O32 ) :n(S2O82 ) <2 (2) 为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
— — — —

_______。Na2S2O3,

表中 Vx=__2__mL,理由是___________________。保证反应物 K2S2O8 浓度改变,而其他的不 变,才到达实验目的。

- 83 -

(3) 已知某条件下,浓度 c(S2O82 )~反应时间 t 的变化曲线如图 13,若保持其他条件不 变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O82 )~t 的 变化曲线示意图(进行相应的标注)




(4) 碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为: 2Li(s)+I2(s)=2LiI (s) 已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) 4 LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s) △H △H1 △H2

则电池反应的△H=_______________;碘电极作为该电池的___________极。 (△H1-△H2)/2; 负极

16. [2012·广东理综化学卷 32] (17 分)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O) 属于“呆矿” ,在水中存在如下平衡

为能充分利用钾资源,用饱和 Ca(OH)2 溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:

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(1)滤渣主要成分有



以及未溶杂卤石。Ca(OH)2 Mg(OH)2 。氢氧

(2)用化学平衡移动原理解释 Ca(OH)2 溶液能溶解杂卤石浸出 K+的原因: 根与镁离子结合,使平衡向右移动,K+变多。 (3) “除杂”环节中,先加入 滤液 PH 至中性。K2CO3 H2SO4 溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入

溶液调

(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14,由图可得, 随着温度升高, ① ②

①在同一时间 K+的浸出浓度大。 ②反应的速率加快, 平衡时溶浸时间短。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:

已知 298K 时, Ksp(CaCO3)=2.80×10 9, Ksp(CaSO4)=4.90×10 衡常数 K(计算结果保留三位有效数字) 。K=1.75×104



—5

,求此温度下该反应的平

17. [2012·山东理综化学卷 29] (16 分)偏二甲肼与 N2O4 是常用的火箭推进剂,二者发生 如下化学反应: (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (I) (1)反应(I)中氧化剂是 。 2NO2(g) (Ⅱ) (填“吸热”或“放热”)

(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g) 当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为 反应。

(3)一定温度下,反应(II)的焓变为△H。现将 1molN2O4 充入一恒压密闭容器中,下列示意 图正确且能说明反应达到平衡状态的是
△H/KJ·mol?1 v(正)


N2O4 转化率

气体密度

NO2 N2O4

0 a

t

0 b

t

0 c

t

0 d

t

若 在 相 同 沮 度 下 , 上 述 反 应 改 在 体 积 为 IL 的 恒 容 密 闭 容 器 中 进 行 , 平 衡 常 数
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(填“增大”

“不变”或“减小”),反应 3s 后 NO2 的物质的量为 0.6mol,则 0~3s 的平

均反应速率 v(N2O4)= mol· 1· 1。 L s 【解析】 (1)反应(Ⅰ)中 N2O4 中 N 由+4 价变为 0 价,作为氧化剂。 (2)温度升高时, 气体颜色加深, 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。 (3)该反应由正方向开始进行,气体分子数逐渐增大,而压强保持不变,则容器体积 增大,气体密度减小,达平衡时保持不变,a 对;该反应的△H 始终保持不变,不能说明 达到平衡状态,b 错;该反应由正方向开始进行,N2O4 逐渐减小,恒压过程中容器体积 增大,N2O4 浓度减小,v 正逐渐减小,达平衡时保持不变,c 错;该反应由正方向开始进 行,N2O4 转化率逐渐增大,达平衡时保持不变,d 对。平衡常数只与温度有关,温度保 持不变, 平衡常数不变。 2O4)= v(N
+ - -

1 1 0.6mol /1L v(NO2)= × =0.1mol/ s) 4) 4NO3 (L· 。 NH ( 2 2 3s


溶液由于 NH4 水解溶液显酸性,滴加氨水后溶液由酸性变为中性,水的电离平衡向逆 c(NH4 )·c(OH ) - - + 反 应 方 向 移 动 。 Kb = , 而 c(OH ) = 10 7mol/L , 则 c(NH4 ) = c(NH3· 2O) H 200c(NH3· 2O),故 n(NH4 )=200n(NH3· 2O),根据电荷守恒,n(NH4 )=n(NO3 ),则 H H 溶液中 n(NH4 )+n(NH3· 2O)=a+ H a)mol÷ bL= 答案:(1)N2O4
+ + + + - +

a a ,根据物料守恒,滴加氨水的浓度为(a+ - 200 200

a mol/L。 200b (2)吸热 (3) a,d;不变;0.1 a 200b (4) NH4 +H2O 错误!未找到引用源。


NH3·H2O+H ;逆向

17.[2012·天津理综化学卷 10] (14 分)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合 金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用 H2 还原 WO3 可得到金属钨,其总反应为: WO3 (s) + 3H2 (g) 请回答下列问题: ⑴ 上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。 ⑵ 某温度下反应达平衡时,H2 与水蒸气的体积比为 2:3,则 H2 的平衡转化率为 _____________________;随温度的升高,H2 与水蒸气的体积比减小,则该反应为反应(填“吸 热”或“放热”) 。 W (s) + 3H2O (g)

- 86 -

⑶ 上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示: 温度 主要成份 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ WO3 W2O5 WO2 700℃ W

第一阶段反应的化学方程式为___________________________;580℃时,固体物质的主 要成分为________;假设 WO3 完全转化为 W,则三个阶段消耗 H2 物质的量之比为 ____________________________________。 ⑷ 已知:温度过高时,WO2 (s)转变为 WO2 (g); WO2 (s) + 2H2 (g) WO2 (g) + 2H2 则 WO2 (s) W (s) + 2H2O (g);ΔH = +66.0 kJ·m o l W (s) + 2H2O (g);ΔH = -137.9 kJ·m o l
-1

-1

WO2 (g) 的 ΔH = ______________________。

⑸ 钨丝灯管中的 W 在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入 I2 可延长灯管的使用寿 命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g) ________________。 a.灯管内的 I2 可循环使用 b.WI4 在灯丝上分解,产生的 W 又沉积在灯丝上 c.WI4 在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长 d.温度升高时,WI4 的分解速率加快,W 和 I2 的化合速率减慢 WI4 (g)。下列说法正确的有

该题考查化学平衡常数表达式、化学平衡的移动原理、反应热的计算、转化率计算。

4

根据反应方程

,注意的是WO3和W都是固

体,不写入平衡常数表达式。所以 9 达平衡时H2与水蒸气的体积比2:3,消耗的H2体积为3,所以H2的平衡转化率为 3/(2+3)=60%。温度升高,H2与水蒸气的体积比减小说明平衡向右移动,正反应吸热。 10 第一阶段的方程:2WO3+H2=W2O5+H2O,第二阶段方程:W2O5+H2=2WO2+H2O

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第三阶段方程:WO2+2H2=W+2H2O所以三个阶段消耗H2的物质量之比为1:1:4 12 利用盖斯定律可计算△H=+203.9KJ.mol-1. 16 根据可逆反应原理I2可以循环使用,WI4是在灯丝上分解,生成的W沉积在灯丝上,选a、 b。 18. [2012·北京理综化学卷 26](12 分)用 利用反应 A,可实现氯的循环利用。反应 A: (1) 已知:Ⅰ反应 A 中, 4mol HCI 被氧化,放出 115.6kJ 的热量。 Ⅱ 生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1。

的电子式是_______________. ②反应 A 的热化学方程式是_______________。 ③断开 1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________KJ, H—O 键比 HCl 中 H—Cl 键(填“强”或“若” )_______________。



(2)对于反应 A,下图是 4 种投料比[n(HCl) : 下,反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。

,分别为 1:1、2:1、4:1、6:1、]

①曲线 b 对应的投料比是______________. ②当曲线 b, c, d 对应的投料比达到相同的 HCI 平衡转化率时,对应的反应温度与投 料比的关系是_________________. ⑧投料比为 2:1、温度为 400℃时,平衡混合气中 的物质的量分数是_______________.

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【答案】⑴① 分)

(1 分)②4HCl(g)+O2(g)

2Cl2(g)+2H2O(g) △H=—115.6kJ/mol(2

③32 (2 分) 强(2 分) ⑵①4:1(1 分)②投料比越高,对应的反应温度越低(2 分)③30.8%(2 分) 【解析】解析: (1)由题给条件可知,4molHCl 被氧化,放出热量为 115.6KJ,可知? H=— 115.6KJ/mol;由? H=—(生成物键能之和—反应物键能之和)可得,E(H—O)—E(H—Cl) =〔115.6+(498—(2×243) )/4=31.9,键能越大化学键越稳定越强,所以水中的 H—O 键比氯化氢中 H—Cl 强。 (2)在其他条件不变时,O2 的量越大,HCl 的转化率越大,由此可确 定 a 为 6:1,b 为 4:1,c 为 2:1,d 为 1:1;由图可知,当 HCl 的转化率相同时,温度由低到 高的顺序是 bcd,由此可确定温度与投料比的关系是:投料比越高温度越高;由图可读出投料 比 2:1,温度 400℃时,HCl 的转化率为 80%,由此可建立三段式:

n(起) △n n(平)

2 1.6 0.4

1 0.4 0.6

0 0.8 0.8

0 0.8 0.8

所以平衡混合气中 Cl2 的物质的量分数=0.8/(0.4+0.6+0.8+0.8)=0.308。

19. [2012·新课程理综化学卷 27] (14 分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许 多用途,工业上采用高温下 CO 与 Cl2 在活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 。

(2)工业上利用天然气(主要成分为 CH4)与 CO2 进行高温重整制备 CO,已知 CH4、H2 和 CO 的燃烧 热(△H)分别为 —890.3 KJ·mol 、—285.8 KJ·mol 、—283.0 KJ·mol ,则生成 1 m (标 准状况)CO 所需热量为 ; 。
-1 -1 -1 3

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 (4)COCl2 的分解反应为 COCl2(g) = Cl2(g) + CO(g)
-1

△H = + 108 KJ·mol 。反应体系达到

平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2 浓 度变化曲线未示出):

- 89 -

①计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K =

; T(8)(填 “<” 、 “>”

②比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低: T(2) 或“=”); ③若 12 min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡,则此时 c(COCl2) =

mol·l ;

-1

④比较产物 CO 在 2~3 min、5~6 min 和 12~13 min 时平均反应速率[平均反应速率分别以 v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小 ⑤比较反应物 COCl2 在 5~6 min 和 15~16 min 时平均反应速率的大小 v(5~6) 13) (填“<”“>”或“=”),原因是 、 【答案】 :(1) MnO2 + 4HCl(浓) (2)5.52×10 KJ; (3)CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O + COCl2 (4)①K = 0.234 mol·L ;
-1 3

; v(12~ 。

MnCl2 + 2H2O + Cl2↑;

②< ③0.031

④v(2~3) > v(5~6) = v(12~13) ⑤>, 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大。

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