2019版高考化學二輪復習 第二篇 理綜化學填空題突破 第9題 以速率、平衡為中心的原理綜合題課件.ppt

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第9題以速率 平衡為中心的原理綜合題復習建議 4課時 題型突破2課時習題2課時 1 2018 課標全國 28 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)中得到廣泛應用 回答下列問題 1 1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀 得到N2O5 該反應的氧化產(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器中研究了25 時N2O5 g 分解反應 答案 1 O2 2 53 1 30 06 0 10 2 大于溫度升高 體積不變 總壓強增大 NO2二聚為放熱反應 溫度提高 平衡左移 體系物質(zhì)的量增加 總壓強增大 13 4 3 AC 2 2018 課標全國 27 CH4 CO2催化重整不僅可以得到合成氣 CO和H2 還對溫室氣體的減排具有重要意義 回答下列問題 某溫度下 在體積為2L的容器中加入2molCH4 1molCO2以及催化劑進行重整反應 達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50 其平衡常數(shù)為 mol2 L 2 2 反應中催化劑活性會因積碳反應而降低 同時存在的消碳反應則使積碳量減少 相關(guān)數(shù)據(jù)如下表 由上表判斷 催化劑X Y 填 優(yōu)于 或 劣于 理由是 在反應進料氣組成 壓強及反應時間相同的情況下 某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示 升高溫度時 下列關(guān)于積碳反應 消碳反應的平衡常數(shù) K 和速率 v 的敘述正確的是 填標號 A K積 K消均增加B v積減小 v消增加C K積減小 K消增加D v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大 在一定溫度下 測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v k p CH4 p CO2 0 5 k為速率常數(shù) 在p CH4 一定時 不同p CO2 下積碳量隨時間的變化趨勢如圖2所示 則pa CO2 pb CO2 pc CO2 從大到小的順序為 3 2018 課標全國 28 三氯氫硅 SiHCl3 是制備硅烷 多晶硅的重要原料 回答下列問題 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 寫出該反應的化學方程式 2 SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應 2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H 48kJ mol 13SiH2Cl2 g SiH4 g 2SiHCl3 g H 30kJ mol 1則反應4SiHCl3 g SiH4 g 3SiCl4 g 的 H為 kJ mol 1 3 對于反應2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g 采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑 在323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示 化學 答案 1 2SiHCl3 3H2O HSiO 2O 6HCl 2 114 3 220 02 及時移去產(chǎn)物改良催化劑 提高反應物壓強 濃度 大于1 3 4 2017 課標全國 28 近期發(fā)現(xiàn) H2S是繼NO CO之后第三個生命體系氣體信號分子 它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號傳遞 舒張血管減輕高血壓的功能 回答下列問題 1 下列事實中 不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是 填標號 A 氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應 而亞硫酸可以B 氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸C 0 10mol L 1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4 5和2 1D 氫硫酸的還原性強于亞硫酸 2 下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理 通過計算 可知系統(tǒng) 和系統(tǒng) 制氫的熱化學方程式分別為 制得等量H2所需能量較少的是 命題調(diào)研 2014 2018五年大數(shù)據(jù) 化學反應原理綜合題 是高考的固定題型 通常以速率 平衡知識為中心 還常涉及到化學反應與能量變化及電解質(zhì)溶液等內(nèi)容 對于化學反應與能量變化的考查 一方面涉及到氧化還原反應分析及電化學電極書寫 但最為常見的題型還是蓋斯定律的應用 根據(jù)已知熱化學方程式書寫待求熱化學方程式或直接計算其反應熱 難度不大 是高考熱點 對于化學反應速率與化學平衡的考查主要有以下方面 化學反應速率的定量計算 外界條件對速率 平衡的影響 新情境下平衡狀態(tài)的判定 平衡常數(shù)的表達式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算 以及其速率平衡圖像 數(shù)據(jù)表格分析等 預計在2019年的高考中 化學反應原理的綜合仍會以創(chuàng)新考查為主 特別是在情境 取材上創(chuàng)新 在圖像上創(chuàng)新 同時聯(lián)系生產(chǎn)生活實際考查學生選擇溫度 壓強 酸堿性環(huán)境等適宜的反應條件 體現(xiàn)學生知識運用能力 另外化學平衡常數(shù)的多種表達形式 通過圖像信息獲取解題數(shù)據(jù) 完成平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算 也是高考考查的重點內(nèi)容之一 應給予關(guān)注 1 計算反應熱 解題模板 示例1 甲醇既是重要的化工原料 又可作為燃料 利用合成氣 主要成分為CO CO2和H2 在催化劑作用下合成甲醇 發(fā)生的主要反應如下 由此計算 H1 kJ mol 1 已知 H2 58kJ mol 1 則 H3 kJ mol 1 模型應用 答案 99 41 示例2 工業(yè)生產(chǎn)中可用苯乙烷生產(chǎn)苯乙烯 答案 158 8kJ mol 1 將已知的兩個熱化學方程式依次編號為 根據(jù)蓋斯定律 由 可得 2 利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 解題模板 示例3 2017 江蘇化學 26 1 TiO2與Cl2難以直接反應 加碳生成CO和CO2可使反應得以進行 已知 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 g O2 g H1 175 4kJ mol 12C s O2 g 2CO g H2 220 9kJ mol 1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4 g 和CO g 的熱化學方程式 答案TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 g 2CO g H 45 5kJ mol 說明 對于平衡狀態(tài)的判斷 不斷出現(xiàn)新的判斷形式 如絕熱過程中的熱量變化 化學平衡常數(shù) 有關(guān)圖像等 判斷時緊緊抓住反應過程中對應物理量是否變化 如果在反應過程中在變 達到平衡時不變 則能說明 示例4 汽車尾氣凈化的主要原理為2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g H 0 若該反應在絕熱 恒容的密閉體系中進行 下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是 填編號 答案 2 2018 課標全國 7 化學與生活密切相關(guān) 下列說法錯誤的是 判斷 2c1 c32p2 p3 1 3 1 填 答案 1 根據(jù)圖像選擇合適條件 圖像分析 控制變量 作垂直于橫軸的一條直線交三條曲線于三點 轉(zhuǎn)化率越高越好 所以選擇A 選擇最佳氨碳比 可看最上面曲線的走勢 整體增加 曲線先陡后平 略上升 依然選擇拐點 當氨碳比大于4 0時 增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大 但生產(chǎn)成本提高了 氨碳比太小 CO2轉(zhuǎn)化率低 答案A氨碳比等于4 CO2轉(zhuǎn)化率較高當氨碳比大于4 0時 增大NH3的量CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大 但生產(chǎn)成本提高了 氨碳比小于4 0時 CO2的轉(zhuǎn)化率低 2 根據(jù)圖像解釋產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因 示例7 以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑 可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸 在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示 250 300 時 溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 圖像分析 兩根曲線注意看清每個曲線對應的條件 分析兩個量之間內(nèi)在的聯(lián)系 這里涉及影響反應速率的兩個因素 催化劑和溫度 弄清影響因素即可 所以 250 300 時 溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過250 時 催化劑的催化效率降低 答案溫度超過250 時 催化劑的催化效率降低 3 根據(jù)圖像推斷 H變化 示例8 為了減少空氣中的CO2 目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用 捕碳劑常用 NH4 2CO3 反應為 NH4 2CO3 aq H2O l CO2 g 2NH4HCO3 aq H 為研究溫度對 NH4 2CO3捕獲CO2效率的影響 在某溫度T1下 將一定量的 NH4 2CO3溶液置于密閉容器中 并充入一定量的CO2氣體 用氮氣作為稀釋劑 在t時刻 測得容器中CO2氣體的濃度 然后分別在溫度為T2 T3 T4 T5下 保持其他初始實驗條件不變 重復上述實驗 經(jīng)過相同時間測得CO2氣體濃度 其關(guān)系如圖 則 H 填 或 0 圖像分析 根據(jù)可逆反應的特征 準確確定平衡點 溫度越高反應速率越快 達到平衡所需的時間越短 在相等時間內(nèi) CO2濃度最低的點應該是平衡點 T3往后 溫度升高 CO2濃度增大 平衡逆向移動 逆反應吸熱 正反應放熱 答案 1 化學平衡常數(shù)表達式 2 悟透化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計算題解題模式 示例9 順 1 2 二甲基環(huán)丙烷和反 1 2 二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化 該反應的速率方程可表示為 v 正 k 正 c 順 和v 逆 k 逆 c 反 k 正 和k 逆 在一定溫度時為常數(shù) 分別稱作正 逆反應速率常數(shù) 回答下列問題 1 已知 t1溫度下 k 正 0 006s 1 k 逆 0 002s 1 該溫度下反應的平衡常數(shù)值K1 該反應的活化能Ea 正 小于Ea 逆 則 H 0 填 小于 等于 或 大于 答案3小于 1 題型特點 此類試題以元素及化合物 化學平衡知識為主題 借助圖像 圖表的手段考查相關(guān)聯(lián)的知識 主要考查點 1 反應現(xiàn)象的描述 2 氧化還原反應 原電池與電解池 陌生離子方程式的書寫 3 化學鍵與反應的熱效應計算 信息條件下速率計算 平衡常數(shù)的計算 Ksp的計算 4 平衡的影響因素 平衡移動與圖像及相關(guān)原因的分析 2 解題思路 四步突破物質(zhì)性質(zhì)與化學平衡綜合題 典例演示1 2017 課標全國 27 丁烯是一種重要的化工原料 可由丁烷催化脫氫制備 回答下列問題 2 丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器 氫氣的作用是活化催化劑 出口氣中含有丁烯 丁烷 氫氣等 圖 b 為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n 氫氣 n 丁烷 的關(guān)系 圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢 其降低的原因是 3 圖 c 為反應產(chǎn)率和反應溫度的關(guān)系曲線 副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物 丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是 590 之后 丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是 解析 1 根據(jù)蓋斯定律 用 式 式可得 式 因此 H1 H2 H3 119kJ mol 242kJ mol 123kJ mol 由a圖可以看出 溫度相同時 由0 1MPa變化到xMPa 丁烷的轉(zhuǎn)化率增大 即平衡正向移動 所以x的壓強更小 x 0 1 由于反應 為吸熱反應 所以溫度升高時 平衡正向移動 丁烯的平衡產(chǎn)率增大 因此A正確 B錯誤 反應 正向進行時體積增大 加壓時平衡逆向移動 丁烯的平衡產(chǎn)率減小 因此C錯誤 D正確 2 反應初期 H2可以活化催化劑 進料氣中n 氫氣 n 丁烷 較小 丁烷濃度大 反應向正反應方向進行的程度大 丁烯轉(zhuǎn)化率升高 然后進料氣中n 氫氣 n 丁烷 增大 原料中過量的H2會使反應 平衡逆向移動 所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 3 590 之前 溫度升高時反應速率加快 生成的丁烯會更多 同時由于反應 是吸熱反應 升高溫度平衡正向移動 平衡體系中會含有更多的丁烯 而溫度超過590 時 由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類 所以參加反應 的丁烷也就相應減少 答案 1 123小于AD 2 原料中過量H2會使反應 平衡逆向移動 所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 3 590 前升高溫度 反應 平衡正向移動升高溫度時 反應速率加快 單位時間產(chǎn)生丁烯更多高于590 時則有更多的C4H10裂解導致產(chǎn)率降低 題型訓練1 2018 天津理綜 10 CO2是一種廉價的碳資源 其綜合利用具有重要意義 回答下列問題 已知上述反應中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下 則該反應的 H 分別在VL恒溫密閉容器A 恒容 B 恒壓 容積可變 中 加入CH4和CO2各1mol的混合氣體 兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是 填 A 或 B 按一定體積比加入CH4和CO2 在恒壓下發(fā)生反應 溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示 此反應優(yōu)選溫度為900 的原因是 1 硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問題是 2 為了減少SO2的排放 將含SO2的煙氣通過洗滌劑X 充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸 既可以回收SO2 同時又可得到化肥 上述洗滌劑X可以是 填序號 a Ca OH 2b K2CO3c Na2SO3d NH3 H2O 5 在固定體積的密閉容器中 使用某種催化劑 改變原料氣配比進行多組實驗 各次實驗的溫度可能相同 也可能不同 測定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率 部分實驗結(jié)果如圖所示 如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài) 應采取的措施是 若A點對應實驗中 SO2 g 的起始濃度為c0mol L 1 經(jīng)過tmin達到平衡狀態(tài) 該時段化學反應速率v NO2 mol L 1 min 1 圖中C D兩點對應的實驗溫度分別為TC和TD 通過計算判斷TC TD 填 或 典例演示2 氮及其化合物對生產(chǎn) 生活有重要的意義 1 合成氨的原理如圖1所示 該反應的熱化學方程式為 實驗測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表所示 題型訓練3 氫能是理想的清潔能源 資源豐富 以太陽能為熱源分解Fe3O4 經(jīng)由熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如圖1 在壓強p1下 Fe3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖2所示 若將壓強由p1增大到p2 在圖2中畫出p2下的 Fe3O4 T曲線示意圖 2 已知H2的燃燒熱是285 8kJ mol 1 則液態(tài)水通過過程 轉(zhuǎn)化的熱化學方程式為 3 其他條件不變時 過程 在不同溫度下 H2O的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化 H2O t 曲線如圖3所示 溫度T1 T2 T3由大到小的關(guān)系是 判斷依據(jù)是 4 科研人員研制出透氧膜 OTM 它允許電子和O2 同時透過 可實現(xiàn)水連續(xù)分解制H2 工作時CO H2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應 工作原理如圖所示 CO在 填 a 或 b 側(cè)反應 另一側(cè)的電極反應式為 答案 1 提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率 a 如圖所示 2 3FeO s H2O l H2 g Fe3O4 s H 129 2kJ mol 1 3 T1 T2 T3其他條件相同時 因為該反應是吸熱反應 升高溫度平衡右移 所以T1 T2 T3 4 bH2O 2e H2 O2