天津市2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題八 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教師用書.docx

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專題八　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 挖命題 【考情探究】 考點 內(nèi)容解讀 5年考情 預(yù)測熱度 考題示例 難度 關(guān)聯(lián)考點 化學(xué)反應(yīng)速率 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和表示方法。 2.結(jié)合具體實例,理解外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 3.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 4.通過催化劑實際應(yīng)用的實例,了解催化劑在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 2017天津理綜,10(1)(2) 2015天津理綜,3 2014天津理綜,3 中 ★★☆ 化學(xué)平衡 1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡建立的過程。 2.理解化學(xué)平衡的含義。 3.結(jié)合具體實例,理解外界條件對化學(xué)平衡的影響。 4.認(rèn)識化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 2018天津理綜,10(2) 2014天津理綜,10(2) 中 化學(xué)反應(yīng)與能量 ★★★ 化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用 理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,并進(jìn)行簡單計算。 2017天津理綜,6 2016天津理綜,10(3) 2015天津理綜,6、10(3) 中 ★★★ 分析解讀　　高考對本專題內(nèi)容的考查主要包括:①化學(xué)反應(yīng)速率的計算和化學(xué)平衡概念的分析;②化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;③外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響;④以化學(xué)平衡常數(shù)為中心的計算等。題目多以圖像、圖表等形式呈現(xiàn)。多側(cè)重于各個知識點的綜合考查?？疾閷W(xué)生的變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。 【真題典例】 破考點 【考點集訓(xùn)】 考點一　化學(xué)反應(yīng)速率 1.下列延長食品保質(zhì)期的方法中,其原理與其他幾種不同的是(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.加食鹽腌制 B.抽真空 C.充氮氣 D.使用吸氧劑 答案　A　 2.把鎂條(去除氧化膜)投入盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生H2的速率v與時間t的關(guān)系如下圖所示,其中影響AB段速率的主要因素是(　　) A.H+的濃度 B.體系的壓強 C.溶液的溫度 D.Cl-的濃度 答案　C　鎂條與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),AB段反應(yīng)放熱使溫度升高,反應(yīng)速率加快;BC段隨著反應(yīng)的進(jìn)行鹽酸的濃度逐漸減小,反應(yīng)速率減慢。 3.在100 ℃時,將0.40 mol NO2氣體充入2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0。監(jiān)測反應(yīng)獲得如下數(shù)據(jù): 時間/s 0 20 40 60 80 n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4 n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08 下列說法正確的是(　　) A.0~20 s內(nèi),v(NO2)=0.005 molL-1s-1 B.59 s時,c(NO2)一定大于0.12 molL-1 C.若僅將起始時充入NO2的量增至0.80 mol,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K>25/9 D.若上述反應(yīng)在120 ℃時進(jìn)行,則反應(yīng)至80 s時,n(N2O4)<0.08 mol 答案　D　 考點二　化學(xué)平衡 1.國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),若溫度從300 ℃升至400 ℃,反應(yīng)重新達(dá)到平衡時,H2的體積分?jǐn)?shù)增加。下列關(guān)于該過程的判斷正確的是(　　) A.該反應(yīng)的ΔH<0 B.化學(xué)平衡常數(shù)K增大 C.CO2的轉(zhuǎn)化率增加 D.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 答案　A　 2.活性炭可處理大氣污染物NO。為模擬該過程,T ℃時,在3 L密閉容器中加入NO和活性炭粉,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的量的變化如下表所示。下列說法正確的是　(　　) 活性炭/mol NO/mol X/mol Y/mol 起始時 2.030 0.100 0 0 10 min達(dá)平衡 2.000 0.040 0.030 0.030 A.X一定是N2,Y一定是CO2 B.10 min后增大壓強,NO的吸收率增大 C.10 min后加入活性炭,平衡向正反應(yīng)方向移動 D.0~10 min的平均反應(yīng)速率v(NO)=0.002 mol/(Lmin) 答案　D　 3.在2 L恒容密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g) 3Z(g)　ΔH<0,反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度,測得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是(　　) A.升高溫度,平衡常數(shù)增大 B.W點X的正反應(yīng)速率等于M點X的正反應(yīng)速率 C.Q點時,Y的轉(zhuǎn)化率最大 D.平衡時充入Z,達(dá)到新平衡時Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時大 答案　C　 考點三　化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用 1.已知反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常數(shù)K值與溫度的關(guān)系如下表所示。830 ℃時,向一個2 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s時達(dá)平衡。下列說法不正確的是(　　) 溫度/℃ 700 830 1 200 K值 1.7 1.0 0.4 A.達(dá)到平衡后,B的轉(zhuǎn)化率為50% B.增大壓強,正、逆反應(yīng)速率均加快 C.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動 D.反應(yīng)初始至平衡,A的平均反應(yīng)速率v(A) = 0.005 molL-1s-1 答案　C　 2.某溫度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常數(shù)K=9/4。該溫度下,在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中投入H2(g)和CO2(g),其起始濃度如下表所示: 起始濃度 甲 乙 丙 c(H2)/molL-1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/molL-1 0.010 0.010 0.020 下列判斷不正確的是(　　) A.平衡時,乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% B.平衡時,甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C.平衡時,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 molL-1 D.反應(yīng)開始時,丙中的反應(yīng)速率最快,甲中的反應(yīng)速率最慢 答案　C　 3.HI常用作有機反應(yīng)中的還原劑,受熱會發(fā)生分解反應(yīng)。已知443 ℃時:2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH=+12.5 kJmol-1。向1 L密閉容器中充入1 mol HI,443 ℃時,體系中c(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下圖所示。下列說法中正確的是(　　) A.0~20 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率可表示為v(H2)=0.004 5 molL-1min-1 B.升高溫度,再次平衡時,c(HI)>0.78 molL-1 C.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)計算式為K=0.7820.110.11 D.反應(yīng)進(jìn)行40 min時,體系吸收的熱量約為0.94 kJ 答案　D　 煉技法 【方法集訓(xùn)】 方法1　化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的分析方法 1.一定條件下,反應(yīng):6H2 +2CO2 C2H5OH+3H2O的數(shù)據(jù)如圖所示。 下列說法正確的是(　　) A.該反應(yīng)的ΔH>0 B.達(dá)平衡時,v正(H2)=v逆(CO2) C.b點對應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點 D.a點對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90 % 答案　D　 2.一定溫度下,向10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液中加入適量FeCl3溶液,不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表所示: t/min 0 2 4 6 V(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4 資料顯示,反應(yīng)分兩步進(jìn)行:①2Fe3++H2O2 2Fe2++O2↑+2H+,②H2O2+2Fe2++2H+ 2H2O+2Fe3+,反應(yīng)過程中能量變化如圖所示: 下列說法不正確的是(　　) A.0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)=3.3310-2 molL-1 min-1 B.Fe3+的作用是增大過氧化氫的分解速率 C.反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng) D.反應(yīng)2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2<0 答案　D　 3.CH3OH是重要的化工原料,工業(yè)上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH,其反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)=1∶2向密閉容器中充入反應(yīng)物,測得平衡時混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法中,正確的是(　　) A.p10 C.平衡常數(shù):K(A)=K(B) D.在C點時,CO的轉(zhuǎn)化率為75% 答案　D　 方法2　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法 1.在一個不傳熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時,反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是(　　) ①體系的壓強不再改變; ②體系的溫度不再改變; ③各組分的濃度不再改變; ④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變; ⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q; ⑥單位時間內(nèi)m mol A斷鍵反應(yīng),同時p mol C也斷鍵反應(yīng); ⑦混合氣體的密度不再變化。 A.③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.①③④⑤ D.③④⑥⑦ 答案　B　 2.在1 100 ℃,一定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)　ΔH=a kJ/mol(a>0),該溫度下K=0.263,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　) A.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,若c(CO)=0.100 mol/L,則c(CO2)=0.026 3 mol/L B.若要提高CO的轉(zhuǎn)化率,則應(yīng)該加入適當(dāng)過量的FeO C.若容器內(nèi)壓強不隨時間變化,則可以判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D.若生成56 g Fe,則吸收的熱量小于a kJ 答案　A　 3.已知反應(yīng)2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)在某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在2 L的密閉容器中加入a mol CH3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下: 物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O 濃度/(molL-1) 0.44 0.6 0.6 下列說法正確的是(　　) A.a=1.64 B.此時刻正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 C.若起始時加入2a mol CH3OH,則達(dá)到平衡時CH3OH的轉(zhuǎn)化率增大 D.若混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化,則說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài) 答案　B　 過專題 【五年高考】 考點一　化學(xué)反應(yīng)速率 A組　自主命題天津卷題組 1.(2015天津理綜,3,6分)下列說法不正確的是(　　) A.Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 B.飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀,但原理不同 C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同 D.Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液 答案　C　 B組　統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 2.(2016北京理綜,8,6分)下列食品添加劑中,其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是(　　) A.抗氧化劑 B.調(diào)味劑 C.著色劑 D.增稠劑 答案　A　 3.(2015上海單科,20,4分)對于合成氨反應(yīng),達(dá)到平衡后,以下分析正確的是(　　) A.升高溫度,對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 B.增大壓強,對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 C.減小反應(yīng)物濃度,對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 D.加入催化劑,對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 答案　B　 4.(2014課標(biāo)Ⅰ,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為: H2O2+I- H2O+IO-　慢 H2O2+IO- H2O+O2+I-　快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　) A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān) B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑 C.反應(yīng)活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 答案　A　 5.(2017江蘇單科,10,2分)H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 ℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快 B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.圖丙表明,少量Mn2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快 D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對H2O2分解速率的影響大 答案　D　 6.(2015福建理綜,12,6分)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是　(　　) 　　　　　c/molL-1　v/mmolL-1min-1T/K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 A.a=6.00 B.同時改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度,v可能不變 C.b<318.2 D.不同溫度時,蔗糖濃度減少一半所需的時間相同 答案　D　 7.(2014安徽理綜,10,6分)臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是　(　　) A B 升高溫度,平衡常數(shù)減小 0~3 s內(nèi),反應(yīng)速率為:v(NO2)=0.2 molL-1 C D t1時僅加入催化劑,平衡正向移動 達(dá)平衡時,僅改變x,則x為c(O2)　 答案　A　 8.(2014北京理綜,12,6分)一定溫度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)(　　) A.0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈3.310-2 mol/(Lmin) B.6~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)<3.310-2 mol/(Lmin) C.反應(yīng)至6 min時,c(H2O2)=0.30 mol/L D.反應(yīng)至6 min時,H2O2分解了50% 答案　C　 9.(2014四川理綜,7,6分)在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得實驗數(shù)據(jù)如下表: 實驗編號 溫度/℃ 起始時物質(zhì)的量/mol 平衡時物質(zhì)的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 下列說法正確的是(　　) A.實驗①中,若5 min時測得n(M)=0.050 mol,則0至5 min時間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)=1.010-2 mol/(Lmin) B.實驗②中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.0 C.實驗③中,達(dá)到平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為60% D.實驗④中,達(dá)到平衡時,b>0.060 答案　C　 10.(2018課標(biāo)Ⅲ,28,15分)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}: (1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng): 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJmol-1 3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJmol-1 則反應(yīng)4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH為　　　　kJmol-1。 (3)對于反應(yīng)2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。 ①343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=　　　　%。平衡常數(shù)K343 K=　　　　(保留2位小數(shù))。 ②在343 K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是　　　　　　　　;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,可采取的措施有　　　　　　　、　　　　　　　。 ③比較a、b處反應(yīng)速率大小:va　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計算a處的v正v逆=　　　　(保留1位小數(shù))。 答案　(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl (2)114 (3)①22　0.02 ②及時移去產(chǎn)物　改進(jìn)催化劑　提高反應(yīng)物壓強(濃度) ③大于　1.3 C組　教師專用題組 11.(2015安徽理綜,11,6分)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是(　　) A.溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4(c0-c1)2c12 B.溫度T下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度減小 C.曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D.若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 答案　A 考點二　化學(xué)平衡 A組　自主命題天津卷題組 1.(2014天津理綜,10,節(jié)選)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破,其反應(yīng)原理為: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4kJmol-1 一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下: (2)步驟Ⅱ中制氫氣原理如下: ①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJmol-1 ②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJmol-1 對于反應(yīng)①,一定可以提高平衡體系中H2百分含量,又能加快反應(yīng)速率的措施是　　　　。 a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強 利用反應(yīng)②,將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng),得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　　。 (3)圖1表示500 ℃、60.0 MPa條件下,原料氣投料比與平衡時NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算N2的平衡體積分?jǐn)?shù):　　　　　　　　。 (4)依據(jù)溫度對合成氨反應(yīng)的影響,在圖2坐標(biāo)系中,畫出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開始,隨溫度不斷升高,NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。 (5)上述流程圖中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)　　　　。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(2)a　90% (3)14.5% (4) (5)Ⅳ　對原料氣加壓;分離液氨后,未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)使用 B組　統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 2.(2015四川理綜,7,6分)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示: 已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是(　　) A.550 ℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動 B.650 ℃時,反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0% C.T ℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動 D.925 ℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總 答案　B　 3.(2017海南單科,11,4分)已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH<0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是(　　) A.升高溫度,K減小 B.減小壓強,n(CO2)增大 C.更換高效催化劑,α(CO)增大 D.充入一定量的氮氣,n(H2)不變 答案　AD　 4.(2015北京理綜,26,12分)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱?熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應(yīng)過程如下圖所示: (1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)反應(yīng)Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。 ①根據(jù)上述事實,下列說法正確的是　　　　(選填序號)。 a.兩層溶液的密度存在差異 b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶 c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶 ②辨別兩層溶液的方法是　。 ③經(jīng)檢測,H2SO4層中c(H+)∶c(SO42-)=2.06∶1。其比值大于2的原因是　。 (3)反應(yīng)Ⅱ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550 kJmol-1。 它由兩步反應(yīng)組成:ⅰ.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)　ΔH=+177 kJmol-1;ⅱ.SO3(g)分解。 L(L1、L2)、X可分別代表壓強或溫度。如圖表示L一定時,ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。 ①X代表的物理量是　　　　。 ②判斷L1、L2的大小關(guān)系,并簡述理由:　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI (2)①a、c ②觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層 ③H2SO4層中含有少量HI (3)①壓強 ②L1”“=”或“< ”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)　　　η(T2)(填“>”“=”或“< ”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的　　　　點(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過　　　　或　　　　的方式釋放氫氣。 (3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 已知溫度為T時: CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165 kJmol-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJmol-1 答案　(1)2y-x　30　<　(2)>　c　加熱　減壓 (3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJmol-1 8.(2014課標(biāo)Ⅱ,26,13分)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。 回答下列問題: (1)反應(yīng)的ΔH　　　　0(填“大于”或“小于”);100 ℃時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60 s 時段,反應(yīng)速率v(N2O4)為　　　　molL-1s-1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為　　　　　　　　　。 (2)100 ℃時達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。 ①T　　　　100 ℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　。 ②列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2 　。 (3)溫度T時反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向　　　　(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動,判斷理由是　　 。 答案　(1)大于　0.001 0　0.36 molL-1(1分,2分,2分,共5分) (2)①大于(1分) 反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行,故溫度升高(2分) ②平衡時,c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1 c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1 K2=(0.16molL-1)20.020molL-1=1.3 molL-1(3分) (3)逆反應(yīng)　對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動(每空1分,共2分) C組　教師專用題組 9.(2018江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下: 容器1 容器2 容器3 反應(yīng)溫度T/K 700 700 800 反應(yīng)物投入量 2 mol SO2、1 mol O2 4 molSO3 2 molSO2、1 molO2 平衡v正(SO2)/molL-1s-1 v1 v2 v3 平衡c(SO3)/molL-1 c1 c2 c3 平衡體系總壓強p/Pa p1 p2 p3 物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 平衡常數(shù)K K1 K2 K3 下列說法正確的是(　　) A.v1K3,p2>2p3 C.v1α3(SO2) D.c2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1 答案　CD　 10.(2016江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達(dá)到平衡。下列說法正確的是(　　) 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度 /molL-1 物質(zhì)的平衡濃度 /molL-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱 B.達(dá)到平衡時,容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C.達(dá)到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D.達(dá)到平衡時,容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 答案　AD　 11.(2014江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在三個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng): 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器編號 溫度(℃) 起始物質(zhì)的量(mol) 平衡物質(zhì)的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080 Ⅱ 387 0.40 Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090 下列說法正確的是(　　) A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng) B.達(dá)到平衡時,容器Ⅰ中的CH3OH體積分?jǐn)?shù)比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反應(yīng)到達(dá)平衡所需時間比容器Ⅲ中的長 D.若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行 答案　AD 12.(2015課標(biāo)Ⅰ,28,15分)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為　　　　。 (2)上述濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中c(I-)c(Cl-)為　　　　。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。 (3)已知反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為　　　kJ。 (4)Bodensteins研究了下列反應(yīng): 2HI(g) H2(g)+I2(g) 在716 K時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表: t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 ①根據(jù)上述實驗結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為　　　　　　　。 ②上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為　　　　(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min時,v正=　　　　min-1。 ③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點分別為　　　　(填字母)。 答案　(15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分) (2)4.710-7(2分) (3)299(2分) (4)①0.1080.1080.7842(2分) ②k正/K　1.9510-3(每空2分,共4分) ③A、E(4分) 13.(2016浙江理綜,28,15分)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH1=-53.7 kJmol-1　Ⅰ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2?、? 某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2,在相同壓強下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù): T(K) 催化劑 CO2轉(zhuǎn)化率(%) 甲醇選擇性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比 已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1 ②H2O(l) H2O(g)　ΔH3=+44.0 kJmol-1 請回答(不考慮溫度對ΔH的影響): (1)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式K=　　　　　　　　　;反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=　　　　kJmol-1。 (2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有　　　　。 A.使用催化劑Cat.1 B.使用催化劑Cat.2 C.降低反應(yīng)溫度 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 E.增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實驗數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在右圖中分別畫出反應(yīng)Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程-能量”示意圖。 (5)研究證實,CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在　　　極,該電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)c(CH3OH)c(H2O)c(CO2)c3(H2)　+41.2 (2)CD (3)表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響 (4) (5)陰　CO2+6H++6e- CH3OH+H2O 考點三　化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用 A組　自主命題天津卷題組 1.(2017天津理綜,6,6分)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2 ℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。 第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4; 第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230 ℃制得高純鎳。 下列判斷正確的是(　　) A.增加c(CO),平衡向正向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 B.第一階段,在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50 ℃ C.第二階段,Ni(CO)4分解率較低 D.該反應(yīng)達(dá)到平衡時,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) 答案　B　 2.(2015天津理綜,6,6分)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng): X(g)+mY(g) 3Z(g) 平衡時,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是(　　) A.m=2 B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 molL-1 答案　D　 B組　統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 3.(2015重慶理綜,7,6分)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)　K=0.1 反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是(　　) A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大 C.反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80% 答案　C　 4.(2014福建理綜,12,6分)在一定條件下,N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下: 反應(yīng)時間/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 c(N2O)/molL-1 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是(　　) (注:圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時所需的相應(yīng)時間,c1、c2均表示N2O初始濃度且c1”“<”或“=”),平衡常數(shù)K2　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是　　　　。 (3)實驗室可用NaOH溶液吸收NO2,反應(yīng)為2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液與0.2 mol NO2恰好完全反應(yīng)得1 L溶液A,溶液B為0.1 molL-1的CH3COONa溶液,則兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為　　　　　　　　　。 (已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.110-4 molL-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.710-5 molL-1) 可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是　　　　。 a.向溶液A中加適量水　　b.向溶液A中加適量NaOH c.向溶液B中加適量水　　d.向溶液B中加適量NaOH 答案　(1)K12K2 (2)2.510-2　75%　>　不變　升高溫度 (3)c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)　b、c 6.(2018課標(biāo)Ⅰ,28,15分)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}: (1)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為　　　　。 (2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 ℃時N2O5(g)分解反應(yīng): 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 　　　2N2O4(g) 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示[t=∞時,N2O5(g)完全分解]: t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g)　ΔH1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g) N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJmol-1 則反應(yīng)N2O5(g) 2NO2(g)+12O2(g)的ΔH=　　kJmol-1。 ②研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=210-3pN2O5(kPamin-1)。t=62 min時,測得體系中pO2=2.9 kPa,則此時的pN2O5=　　　kPa,v=　　　kPamin-1。 ③若提高反應(yīng)溫度至35 ℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35 ℃)　　　　63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ④25 ℃時N2O4(g) 2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=　　　kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。 (3)對于反應(yīng)2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程: 第一步　N2O5 NO2+NO3　　　　　　　快速平衡 第二步　NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反應(yīng) 第三步　NO+NO3 2NO2 快反應(yīng) 其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是　　　(填標(biāo)號)。 A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng)) B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D.第三步反應(yīng)活化能較高 答案　(1)O2　(2)①53.1?、?0.0　6.010-2?、鄞笥凇囟忍岣?體積不變,總壓強提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強提高?、?3.4 (3)AC C組　教師專用題組 7.(2017課標(biāo)Ⅲ,28,14分)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉栴}: (1)畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖　　　　　　　　　　　　。 (2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行,原因是　　　　　　　。 (3)已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)　ΔH1 H2(g)+12O2(g) H2O(l)　ΔH2 2As(s)+52O2(g) As2O5(s)　ΔH3 則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的ΔH=　　　　　　　　。 (4)298 K時,將20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng):AsO