2019年高考化學二輪復習 核心考點總動員 專題14 化學反應速率及化學平衡移動（含解析）.doc

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化學反應速率及化學平衡移動 題型介紹： 化學反應速率和化學平衡是高考的必考內(nèi)容，其主要命題內(nèi)容有：①化學反應速率影響因素及計算；②化學平衡狀態(tài)的判斷及影響因素；③應用平衡原理判斷反應進行的方向；④化學反應速率和化學平衡的圖像分析；⑤轉化率、平衡常數(shù)的含義及簡單計算。由于化學反應速率和化學平衡是高中化學課程的重點和難點內(nèi)容, 每年均有該內(nèi)容試題出現(xiàn)，且難度和分值有上升趨勢，近幾年的考查中均出現(xiàn)新的情境，結合等效平衡思想進行分析，這類題目難度較大，具有良好的區(qū)分度，選拔功能強。 高考選題： 【2018天津卷】室溫下，向圓底燒瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反應后達到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有關敘述錯誤的是 （ ） A．加入NaOH，可增大乙醇的物質(zhì)的量 B．增大HBr濃度，有利于生成C2H5Br C．若反應物增大至2 mol，則兩種反應物平衡轉化率之比不變 D．若起始溫度提高至60℃，可縮短反應達到平衡的時間 【答案】D 【解析】分析：本題考查反應速率和平衡的基本知識。根據(jù)題目的反應，主要判斷外界條件的變化對平衡和速率的應該結果即可。 詳解：A．加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移動，可增大乙醇的物質(zhì)的量。選項A正確。 B．增大HBr濃度，平衡正向移動，有利于生成C2H5Br。選B正確。 C．若反應物增大至2 mol，實際上就是將反應的濃度都增大至原來的2倍，比例不變（兩次實驗反應物的比例都是1:1，等于方程式中的系數(shù)比），這里有一個可以直接使用的結論：只要反應物的投料比等于系數(shù)比，達平衡時反應物的轉化率一定是相等的。所以兩種反應物的轉化率一定是1:1。選項C正確。 D．若起始溫度提高至60℃，考慮到HBr是揮發(fā)性酸，在此溫度下會揮發(fā)出去，降低HBr的濃度減慢速率，增加了反應時間。選項D錯誤。 點睛：本題中的反應是反應前后物質(zhì)的量不變的反應，但是考慮到反應是在水溶液中進行的，而生成的溴乙烷是不溶于水的，即本題中的溴乙烷應該是沒有濃度的，所以選項D中是不需要考慮溫度升高將溴乙烷蒸出的影響的。 解題技巧： 1．對于化學反應速率，其考查點通常有三個方面： ①依據(jù)化學反應速率的定義進行有關計算，其模式是靈活運用“υ＝△c／△t”； ②是同一化學反應的速率以不同物質(zhì)的濃度變化表示時，各速率值之間的關系及化學方程式的確定； ③是考查外界條件對反應速率的影響，其模式是依據(jù)濃度、溫度、壓強、催化劑、接觸面積以及形成原電池等因素對化學反應速率的影響進行分析判斷。 2. 正確理解速率影響因素 （1）“惰性氣體”對反應速率的影響 ①恒容：充入“惰性氣體”總壓增大―→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應速率不變。 ②恒壓：充入“惰性氣體”體積增大物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)反應速率減小。 （2）純液體、固體對化學反應速率的影響 在化學反應中，純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為常數(shù)，故不能用固態(tài)物質(zhì)的濃度變化來表示反應速率，但是固態(tài)反應物顆粒的大小是影響反應速率的條件之一，如煤粉由于表面積大，燃燒就比煤塊快得多。 （3）外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。 ①當增大反應物濃度時，v正增大，v逆瞬間不變，隨后也增大； ②增大壓強，氣體分子數(shù)減小方向的反應速率變化程度大； ③對于反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，改變壓強可以同等程度地改變正、逆反應速率； ④升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度大； ⑤使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應速率。 3．化學平衡狀態(tài)的判斷方法 (1)直接判定：v正＝v逆(實質(zhì)) ①同一物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物質(zhì)：速率之比等于方程式中的系數(shù)比，但必須是不同方向的速率。 (2)間接判定： ①各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度保持不變。 ②各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)保持不變。 ③若反應前后的物質(zhì)都是氣體，且系數(shù)不等，總物質(zhì)的量、總壓強(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)保持不變。 ④反應物的轉化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。 總之，能變的量保持不變說明已達平衡。(如下表所示) 例舉反應 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡狀態(tài) 混合物體 系中各成 分的量 ①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定 是 ②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定 是 ③各氣體的體積或體積分數(shù)一定 是 ④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量、總濃度一定 不一定 正反應速 率與逆反 應速率的 關系 ①在單位時間內(nèi)消耗了m mol A，同時生成m mol A，即v正＝v逆 是 ②在單位時間內(nèi)消耗了n mol B，同時消耗了p mol C，則v正＝v逆 是 ③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定 ④在單位時間內(nèi)生成n mol B，同時消耗q mol D，均指v逆，v正 不一定等于v逆 不一定 壓強 ①若m＋n≠p＋q，總壓強一定(其他條件不變) 是 ②若m＋n＝p＋q，總壓強一定(其他條件不變) 不一定 平均相對 分子質(zhì)量 ①r一定，只有當m＋n≠p＋q時 是 ②r一定，但m＋n＝p＋q時 不一定 溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，在其他條件不變的情況下， 體系溫度一定時 是 體系的密度 密度一定 不一定 【特別提醒】①化學平衡的實質(zhì)是v(正)＝v(逆)≠0時，表現(xiàn)為平衡體系中各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分數(shù)不再變化，因此v(正)＝v(逆)＞0是化學平衡判斷的充要條件。 ②運用v(正)＝v(逆)≠0時，注意方向和數(shù)量關系。 ③學會“變”與“不變”判斷?！白儭本褪堑竭_平衡過程中量“變”，而到達平衡后“不變”。否則，不一定平衡。 4.化學平衡移動分析時的注意事項 （1）判斷轉化率的變化時，不要把平衡正向移動與反應物轉化率提高等同起來，要視具體情況而定。 （2）壓強的影響實質(zhì)是濃度的影響，所以只有當這些“改變”造成濃度改變時，平衡才有可能移動。 （3）化學平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉的。新平衡時此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應物A的濃度，平衡右移，A的濃度在增大的基礎上減小，但達到新平衡時，A的濃度一定比原平衡大；②若將體系溫度從50 ℃升高到80 ℃，則化學平衡向吸熱反應方向移動，達到新的平衡狀態(tài)時50 ℃q,在恒容密閉容器中反應達到平衡時，下列說法正確的是 （ ） A．通入稀有氣體使壓強增大，平衡將正向移動 B．X的正反應速率是Y的逆反應速率的n/m倍 C．增加X的物質(zhì)的量，Y的轉化率降低 D．降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大 【答案】D 【解析】A、恒容條件下，通入稀有氣體使壓強增大，反應混合物的濃度不變，正、逆反應速率不變，平衡不移動，故A錯誤；B、可逆反應達平衡時不同物質(zhì)表示的正、逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，X的正反應速率是Y的逆反應速率的倍，說明反應到達平衡，故B錯誤；C、反應物的起始物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比轉化率相同，平衡時X、Y的轉化率相等，說明反應開始時X、Y的物質(zhì)的量之比為m:n，故C錯誤；D、降低溫度平衡向正反應移動，因為m+n>q，反應混合氣體總的物質(zhì)的量減小，混合氣體總質(zhì)量不變，結合M=可以知道混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，故降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，所以D選項是正確的。答案選D。 【 名師揭秘】構建平衡建立的途徑是解題關鍵，注意等效平衡規(guī)律：①恒溫恒壓下，按化學計量數(shù)轉化到一邊，滿足對應物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相同，為等效平衡；②恒溫恒容下，若反應前后氣體氣體發(fā)生變化，按化學計量數(shù)轉化到一邊，滿足對應物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，為等效平衡；若反應前后氣體的體積不變，按化學計量數(shù)轉化到一邊，滿足對應物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相同，為等效平衡。 1．【2018江蘇卷】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物，發(fā)生反應2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應放熱)，測得反應的相關數(shù)據(jù)如下： 下列說法正確的是 （ ） A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3 C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 【答案】CD 【解析】分析：對比容器的特點，將容器1和容器2對比，將容器1和容器3對比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應物投入量為4molSO2和2molO2，容器2中起始反應物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當于在容器1達平衡后增大壓強，將容器的體積縮小為原來的一半，增大壓強化學反應速率加快，υ2υ1，增大壓強平衡向正反應方向移動，平衡時c22c1，p22p1，α1（SO2）+α2（SO3）1，容器1和容器2溫度相同，K1=K2；容器3相當于在容器1達到平衡后升高溫度，升高溫度化學反應速率加快，υ3υ1，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡時c3c1，p3p1，α3（SO2）α1（SO2），K3K1。 詳解：對比容器的特點，將容器1和容器2對比，將容器1和容器3對比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應物投入量為4molSO2和2molO2，容器2中起始反應物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當于在容器1達平衡后增大壓強，將容器的體積縮小為原來的一半，增大壓強化學反應速率加快，υ2υ1，增大壓強平衡向正反應方向移動，平衡時c22c1，p22p1，α1（SO2）+α2（SO3）1，容器1和容器2溫度相同，K1=K2；容器3相當于在容器1達到平衡后升高溫度，升高溫度化學反應速率加快，υ3υ1，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡時c3c1，p3p1，α3（SO2）α1（SO2），K3K1。根據(jù)上述分析，A項，υ2υ1，c22c1，A項錯誤；B項，K3K1，p22p1，p3p1，則p22p3，B項錯誤；C項，υ3υ1，α3（SO2）α1（SO2），C項正確；D項，c22c1，c3c1，則c22c3，α1（SO2）+α2（SO3）1，α3（SO2）α1（SO2），則α2（SO3）+α3（SO2）1，D項正確；答案選CD。 點睛：本題考查化學平衡時各物理量之間的關系，解題時巧妙設計中間狀態(tài)，利用外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響判斷。如容器2先設計其完全等效平衡的起始態(tài)為4molSO2和2molO2，4molSO2和2molO2為兩倍容器1中物質(zhì)的量，起始物質(zhì)的量成倍變化時相當于增大壓強。 2．【2017天津卷】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。 第一階段：將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)4； 第二階段：將第一階段反應后的氣體分離出來，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℃兩者之間選擇反應溫度，選50℃ C．第二階段，Ni(CO)4分解率較低 D．該反應達到平衡時，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) 【答案】B 【解析】A、平衡常數(shù)只與溫度有關，與濃度無關，所以增加c(CO)，平衡雖然向正向移動，但反應的平衡常數(shù)不變，A錯誤；B、50時，Ni(CO)4以氣態(tài)存在，有利于分離，從而促使平衡正向移動，B正確；C、230時，Ni(CO)4分解的平衡常數(shù)為5106，可知分解率較高，C錯誤；D、v生成[Ni(CO)4]表示正向速率，v生成(CO) 表示逆向速率，當4v生成[Ni(CO)4]= v生成(CO)時，反應達到化學平衡狀態(tài)，D錯誤。故選B。 【名師點睛】本題考查平衡狀態(tài)的判定、平衡常數(shù)等。落實考試大綱修訂思路，考查學科的必備知識和方法?；瘜W平衡狀態(tài)判斷有兩個依據(jù)，一是正逆反應速率相等，二是“變量”不變。注意D項化學平衡狀態(tài)的判斷容易粗心導致出錯。 3．【2017江蘇卷】溫度為T1時，在三個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應吸熱)。實驗測得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是 （ ） A．達平衡時，容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為4∶5 B．達平衡時，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大 C．達平衡時，容器Ⅲ中NO的體積分數(shù)小于50% D．當溫度改變?yōu)門2時，若k正=k逆，則 T2> T1 【答案】CD 【解析】由容器I中反應2NO2 2NO+O2 起始量(mol/L) 0.6 0 0 變化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2 平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2 可以求出平衡常數(shù)K=，平衡時氣體的總物質(zhì)的量為0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的體積分數(shù)為50%，。在平衡狀態(tài)下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)?c(O2)，進一步求出。A．顯然容器II的起始投料與容器I的平衡量相比，增大了反應物濃度，平衡將向逆反應方向移動，所以容器II在平衡時氣體的總物質(zhì)的量一定小于1 mol，故兩容器的壓強之比一定大于4：5，A錯誤；B．若容器II在某時刻，， 由反應 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2 變化量(mol/L) 2x 2x x 平衡量(mol/L) 0.3?2x 0.5+2x 0.2+x 因為，，解之得x=，求出此時濃度商Qc=>K，所以容器II達平衡時，一定小于1，B錯誤；C．若容器III在某時刻，NO的體積分數(shù)為50%， 由反應 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35 變化量(mol/L) 2x 2x x 平衡量(mol/L) 2x 0.5?2x 0.35?x 由0.5?2x=2x+0.35?x，解之得，x=0.05，求出此時濃度商Qc=>，說明此時反應未達平衡，反應繼續(xù)向逆反應方向進行，NO進一步減少，所以C正確；D．溫度為T2時，>0.8，因為正反應是吸熱反應，升高溫度后化學平衡常數(shù)變大，所以T2>T1，D正確。 【名師點睛】試題主要從濃度、溫度對化學反應速率、化學平衡的影響以及平衡常數(shù)的計算等方面，考查學生對化學反應速率、化學平衡等化學基本原理的理解和應用，關注信息獲取、加工和處理能力的提高。解題時首先要分析反應的特征，如是恒溫恒容還是恒溫恒壓反應，是氣體分子數(shù)目增加的還是氣體分子數(shù)目減小的反應，其次分析所建立的平衡狀態(tài)的條件和平衡狀態(tài)的特征，最后逐一分析試題中所設計的選項，判斷是否正確。本題只給了一個平衡量，通過化學平衡計算的三步分析法，分析容器I中平衡態(tài)的各種與4個選項相關的數(shù)據(jù)，其他容器與I進行對比，通過濃度商分析反應的方向，即可判斷。本題難度較大，如能用特殊值驗證的反證法，則可降低難度。 4．【2016年高考江蘇卷】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2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達到平衡。下列說法正確的是 （ ） A．該反應的正反應放熱 B．達到平衡時，容器Ⅰ中反應物轉化率比容器Ⅱ中的大 C．達到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D．達到平衡時，容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大 【答案】AD 【解析】 試題分析：A、分析Ⅰ、Ⅲ中數(shù)據(jù)知反應開始時Ⅰ中加入的H2、CO與Ⅲ中加入甲醇的物質(zhì)的量相當，平衡時甲醇的濃度：Ⅰ＞Ⅲ，溫度：Ⅰ＜Ⅲ，即升高溫度平衡逆向移動，該反應正向為放熱反應，A正確；B、Ⅱ相當于將容器Ⅰ的體積縮小二分之一，該反應正向為氣體物質(zhì)的量減小的反應，增大壓強平衡正向移動，達到平衡時，容器Ⅰ中反應物轉化率比容器Ⅱ中的小，b錯誤；C、Ⅰ和Ⅱ對比，Ⅱ相當于將容器Ⅰ的體積縮小二分之一，該反應正向為氣體物質(zhì)的量減小的反應，增大壓強平衡正向移動，則Ⅱ中氫氣的濃度小于Ⅰ中氫氣濃度的2倍，Ⅲ和Ⅰ對比，平衡逆向移動，氫氣濃度增大，故達到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍，c錯誤；D、溫度：Ⅲ＞Ⅰ，當其他條件不變時，升高溫度反應速率加快，故達到平衡時，容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大，d正確。答案選AD。 【考點定位】本題主要是考查化學反應速率和化學平衡的有關判斷與計算以及外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響 【名師點晴】《高考考綱》明確要求：理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率和化學平衡的影響。理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。化學反應速率這一部分主要考查化學反應速率的概念及表示方法、影響化學反應速率的影響因素、化學反應速率的大小比較和化學反應速率的有關圖像?；瘜W平衡是重要的化學基本理論，是中學化學的重點和難點，也是考查學生能力的重要載體，是高考歷久不衰的熱點?；瘜W平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個平衡理論體系，而化學平衡則是這一體系的核心，是分析其他平衡移動的基礎?；瘜W平衡常數(shù)則是新課標地區(qū)的高考命題熱點，并且試題的綜合性強、能力要求高。解答時注意利用好放大縮小思想：該方法適用于起始投入物質(zhì)的物質(zhì)的量之間存在一定的倍數(shù)關系。它指的是將反應容器的體積擴大一定的倍數(shù)，使起始物質(zhì)的濃度相同，則在一定條件下，可建立相同的平衡態(tài)。然后在此基礎上進行壓縮，使其還原為原來的濃度。分析在壓縮過程中，平衡如何移動，再依據(jù)勒夏特列原理，分析相關量的變化情況。 5．【2016年高考北京卷】下列食品添加劑中，其使用目的與反應速率有關的是 （ ） A．抗氧化劑 B．調(diào)味劑 C．著色劑 D．增稠劑 【答案】A 【解析】 試題分析：A、抗氧化劑減少食品與氧氣的接觸，延緩氧化的反應速率，A正確；B、調(diào)味劑是為了增加食品的味道，與速率無關，B錯誤；C、著色劑是為了給食品添加某種顏色，與速率無關，C錯誤；D、增稠劑是改變物質(zhì)的濃度，與速率無關，D錯誤，答案選A。 【考點定位】本題主要是考查食品添加劑的有關判斷 【名師點晴】化學是一門實用性很強的學科，在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學技術中應用十分廣泛。食品添加劑關互我們每個人的健康，了解食品添加劑是每個人應該掌握的基本常識，只有掌握一定的化學知識，才會使我們的生活質(zhì)量得以提升，也才會更安全、更健康。了解抗氧化劑、調(diào)味劑、著色劑、增稠劑的含義是解答的關鍵，注意相關知識的積累。 6．【2016年高考上海卷】（本題共12分） 隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術成為研究的重點。 完成下列填空： （1）目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為： CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g） 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300℃升至400℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。（選填“增大”、“減小”或“不變”） v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α （2）相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表： [CO2]/molL-1 [H2]/molL-1 [CH4]/molL-1 [H2O]/molL-1 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為_________。 （3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.310-7，Ki2=5.610-11 草酸：H2C2O4，Ki1=5.910-2，Ki2=6.410-5 0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（選填“大于”“小于”或“等于”） 等濃度廣東草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是___________。 若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是_____。（選填編號） A．[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-] b．[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] c．[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d．[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-] （4）人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡：H++ HCO3- H2CO3，當有少量酸性或堿性物質(zhì)進入血液中時，血液的pH變化不大，用平衡移動原理解釋上述現(xiàn)象。 ________________________________ 【答案】（1） v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 增大 增大 減小 減小 （2） （3）大于；草酸；ac （4）當少量酸性物質(zhì)進入血液中，平衡向右移動，使H+濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當少量堿性物質(zhì)進入血液中，平衡向左移動，使H+濃度變化較小，血液的pH基本不變。（合理即給分） 【解析】 試題分析：（1）H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加，這說明升高溫度平衡逆反應方向進行，即正反應是放熱反應。升高溫度正逆反應速率均增大，平衡逆反應方向進行，平衡常數(shù)減小，反應物的轉化率減小。 （2）相同溫度時平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為。 （3）根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強于碳酸，則碳酸鈉的水解程度大于草酸鈉，所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性強于碳酸，則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是草酸。A．草酸的二級電離常數(shù)均大于碳酸的，所以草酸的電離程度大于，因此溶液中[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[HCO3-]>[CO32-]，a正確；B．根據(jù)a中分析可知b錯誤；c．根據(jù)a中分析可知c正確；d．根據(jù)a中分析可知d錯誤，答案選ac。 （4）根據(jù)平衡可知當少量酸性物質(zhì)進入血液中，平衡向右移動，使H+濃度變化較小，血液中的pH基本不變；當少量堿性物質(zhì)進入血液中，平衡向左移動，使H+濃度變化較小，血液的pH基本不變。 【考點定位】考查外界條件對平衡狀態(tài)的影響、電離常數(shù)應用等。 【名師點睛】高中化學中，我們除了學習了化學反應平衡以外，還學習了水溶液中的電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。溶液中的這三大平衡，和普通的化學反應平衡一樣，都適用勒夏特列原理，所有關于平衡的原理、規(guī)律、計算都是相通的，在學習過程中，不可將他們割裂開來。 勒夏特列原理（又稱平衡移動原理）的內(nèi)容是：改變影響平衡的一個因素，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。關鍵詞“減弱”有兩層含義，（1）平衡移動方向：與改變條件相反的方向；（2）平衡移動程度：不能抵消這種改變。它定性揭示了化學平衡與外界條件的關系，在幫助中學生判斷平衡移動方向，分析平衡移動后濃度、體積百分含量、轉化率變化等方面非常方便實用。而且“勒夏特列原理有廣泛適用性，可用于研究所有的化學動態(tài)平衡，如沉淀溶解平衡、電離平衡、鹽類水解平衡等，所以它是一個很重要的基本規(guī)律。另外注意平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，溫度不變，K值不變。 7．【2016年高考天津卷】(14分)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}： （3）在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是________。 a．容器內(nèi)氣體壓強保持不變 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降溫，該反應的平衡常數(shù)增大 d．若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) （4）利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉化形式為_______。 【答案】 （3）ac （4）光能轉化為化學能 【解析】 試題分析： （3）MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0，該反應屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應。a.平衡時氣體的物質(zhì)的量不變，壓強不變，正確；b.該反應為可逆反應，吸收y mol H2需要大于1 mol 的MHx，錯誤；c.降低溫度，平衡向正反應分析移動，平衡常數(shù)增大，正確；d.向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當于增大壓強，平衡正向移動，v(放氫)＜v(吸氫)，錯誤；故選ac； （4）利用太陽能直接分解水制氫，是將光能轉化為化學能，故答案為：光能轉化為化學能 【考點定位】考查化學反應中的能量變化、電解原理及其應用 【名師點晴】本題考查的知識點較多，以氫氣利用為線索考查了化學反應中的能量變化、電解原理及其應用、化學平衡的移動及其影響因素等相關知識。在書寫燃料電池電極反應時，要注意掌握一般的書寫方法：①電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則；②將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；③負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(如+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在)；④溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H+結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH-。本題的易錯點和難點是c(Na2FeO4)低于最高值的原因分析。分析時，要注意從題目中尋找線索并結合反應的特征分析。 8．【2016年高考新課標Ⅱ卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列問題： （1）以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副產(chǎn)物丙烯醛（C3H4O）的熱化學方程式如下： ① C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol ② C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol 兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應條件是 ；提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是 。 （2）圖（a）為丙烯腈產(chǎn)率與反應溫度的關系曲線，最高產(chǎn)率對應溫度為460OC．低于460OC時，丙烯腈的產(chǎn)率 （填“是”或者“不是”）對應溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是 ；高于460OC時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是 （雙選，填標號） A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大 C．副反應增多 D．反應活化能增大 （3）丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n（氨）/n（丙烯）的關系如圖（b）所示。由圖可知，最佳n（氨）/n（丙烯）約為 ，理由是。進料氨、空氣、丙烯的理論體積約為 【答案】27.（1）兩個反應均為放熱量大的反應；降低溫度、降低壓強；催化劑； （2）不是；該反應為放熱反應，平衡產(chǎn)率應隨溫度升高而降低 ；AC （3）1 ； 該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低； 1:7.5:1 【解析】 試題分析：（1）因為兩個反應均為放熱量大的反應，所以熱力學趨勢大；該反應為氣體體積增大的放熱反應，所以降低溫度、降低壓強有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；由圖a可知，提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑。 （2）因為該反應為放熱反應，平衡產(chǎn)率應隨溫度升高而降低，反應剛開始進行，尚未達到平衡狀態(tài)，460OC以前是建立平衡的過程，所以低于460OC時，丙烯腈的產(chǎn)率不是對應溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460OC時，丙烯腈產(chǎn)率降低，A．催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性較高，若溫度過高，催化劑活性降低，正確；B．平衡常數(shù)的大小不影響產(chǎn)率，錯誤；C．根據(jù)題意，副產(chǎn)物有丙烯醛，副反應增多導致產(chǎn)率下降，正確；D．反應活化能的大小不影響平衡，錯誤；答案選AC。 （3）根據(jù)圖像可知，當n（氨）/n（丙烯）約為1時，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學反應C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1的體積比加入反應達到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%，所以進料氨、空氣、丙烯的理論體積約為1:7.5:1。 【考點定位】考查影響化學平衡的因素，化學圖像的分析與判斷，化學計算等知識。 【名師點睛】本題考查影響化學平衡的因素，化學圖像的分析與判斷，化學計算等知識。該題是對化學平衡的集中考查，涉及的知識點不多，解題的關鍵點是看懂圖像的含義，看圖像時：①一看面：縱坐標與橫坐標的意義；②二看線：線的走向和變化趨勢；③三看點：起點，拐點，終點，然后根據(jù)圖象中呈現(xiàn)的關系、題給信息和所學知識相結合，做出符合題目要求的解答。 9．【2017新課標1卷】（3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。 ①H2S的平衡轉化率=_______%，反應平衡常數(shù)K=________。 ②在620 K重復試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉化率_____，該反應的H_____0。（填“>”“<”或“=”） ③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是________（填標號） A．H2S B．CO2 C．COS D．N2 【答案】（3）①2.5 2.810–3 ②> > ③B 【解析】（3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g) 開始 0.40mol 0.10mol 0 0 反應 x x x x 平衡 (0.40–x)mol (0.10–x)mol x x 解得x=0.01mol，所以H2S的轉化率是 由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，所以在該條件下反應達到平衡時化學平衡常數(shù)； ②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時，化學反應達到平衡，水的物質(zhì)的量分數(shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H2S的轉化率增大。α2>α1；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，故△H>0；③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動，但加入量遠遠大于平衡移動轉化消耗量，所以H2S轉化率降低，A錯誤；B．增大CO2的濃度，平衡正向移動，使更多的H2S反應，所以H2S轉化率增大，B正確；C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動，H2S轉化率降低，C錯誤；D．N2是與反應體系無關的氣體，充入N2，不能使化學平衡發(fā)生移動，所以對H2S轉化率無影響，D錯誤。答案選B。 10．【2018新課標1卷】采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用?；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： 其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。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 1300 1700 ∞ 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) ΔH 2=?55.3 kJmol?1 則反應N2O5(g)＝2NO2(g)+ O2(g)的ΔH=_______ kJmol?1。 ②研究表明，N2O5(g)分解的反應速率。t=62 min時，測得體系中pO2=2.9 kPa，則此時的=________kPa，v=_______kPamin?1。 ③若提高反應溫度至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)反應的平衡常數(shù)Kp=_______kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結果保留1位小數(shù)）。 （3）對于反應2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A．Ogg提出如下反應歷程： 第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應 第三步 NO+NO3→2NO2 快反應 其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______（填標號)。 A．v(第一步的逆反應)＞v(第二步反應) B．反應的中間產(chǎn)物只有NO3 C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D．第三步反應活化能較高 【答案】 O2 53.1 30.0 6.010－2 大于 溫度提高，體積不變，總壓強提高；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，總壓強提高 13.4 AC 【解析】分析：（1）根據(jù)還原劑失去電子轉化為氧化產(chǎn)物判斷； （2）①根據(jù)蓋斯定律計算； ②根據(jù)壓強之比是物質(zhì)的量之比計算； ③根據(jù)溫度對壓強和平衡狀態(tài)的影響分析； ④根據(jù)五氧化二氮完全分解時的壓強計算出二氧化氮、氧氣的壓強，然后再根據(jù)二氧化氮轉化的方程式計算平衡時二氧化氮、四氧化二氮的壓強。 （3）根據(jù)三步反應的特點分析判斷。 詳解：（1）氯氣在反應中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價會升高，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2； （2）①已知： ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律可知ⅰ2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ/mol； ②根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2，又因為壓強之比是物質(zhì)的量之比，所以消耗五氧化二氮減少的壓強是2.9kPa2＝5.8kPa，則此時五氧化二氮的壓強是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此時反應速率v＝2.010－330＝6.010－2（kPamin－1）； ③由于溫度升高，容器容積不變，總壓強提高，且二氧化氮二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高，所以若提高反應溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)大于63.1 kPa。 ④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時的壓強是63.1kPa，根據(jù)方程式可知完全分解時最初生成的二氧化氮的壓強是35.8kPa2＝71.6 kPa，氧氣是35.8kPa2＝17.9 kPa，總壓強應該是71.6 kPa+17.9 kPa＝89.5 kPa，平衡后壓強減少了89.5 kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時四氧化二氮對應的壓強是26.4kPa，二氧化氮對應的壓強是71.6 kPa－26.4kPa2＝18.8kPa，則反應的平衡常數(shù)。 （3）A、第一步反應快，所以第一步的逆反應速率大于第二步的逆反應速率，A正確； B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO，B錯誤； C、根據(jù)第二步反應生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效，C正確； D、第三步反應快，所以第三步反應的活化能較低，D錯誤。答案選AC。 點睛：本題主要是考查化學反應原理，側重于化學反應速率與化學平衡的有關分析與計算，題目難度較大。試題設計新穎，陌生感強，計算量較大，對學生的要求較高。壓強和平衡常數(shù)的計算是解答的難點，注意從阿伏加德羅定律的角度去理解壓強與氣體物質(zhì)的量之間的關系，注意結合反應的方程式和表中數(shù)據(jù)的靈活應用。也可以直接把壓強看作是物質(zhì)的量利用三段式計算。 11．【2018新課標2卷】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?；卮鹣铝袉栴}： （1）CH4-CO2催化重整反應為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。 已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJmol?1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJmol?1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJmol?1 該催化重整反應的ΔH==______ kJmol?1。有利于提高CH4平衡轉化率的條件是____（填標號）。 A．高溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫高壓 D．低溫低壓 某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應，達到平衡時CO2的轉化率是50%，其平衡常數(shù)為_______mol2L?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。 相關數(shù)據(jù)如下表： 積碳反應 CH4(g)=C(s)+2H2(g) 消碳反應 CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH/(kJmol?1) 75 172 活化能/ (kJmol?1) 催化劑X 33 91 催化劑Y 43 72 ①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系如圖所示。升高溫度時，下列關于積碳反應、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 ②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=kp(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所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為________________。 【答案】 247 A 劣于 相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應的活化能大，積碳反應的速率??；而消碳反應活化能相對小，消碳反應速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 【解析】分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算；根據(jù)反應特點結合溫度和壓強對平衡狀態(tài)的影響解答；根據(jù)轉化率利用三段式計算平衡常數(shù)； （2）①根據(jù)活化能對反應的影響分析；根據(jù)反應熱結合溫度對平衡狀態(tài)的影響以及圖像曲線變化趨勢解答； ②根據(jù)反應速率方程式分析影響其因素結合圖像解答。 詳解：（1）已知： ①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJmol?1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJmol?1 ③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJmol?1 根據(jù)蓋斯定律可知③2－②－①即得到該催化重整反應CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247 kJmol?1。正反應是體積增大的吸熱反應，所以有利于提高CH4平衡轉化率的條件是高溫低壓，答案選A；某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應，達到平衡時CO2的轉化率是50%，根據(jù)方程式可知 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) 起始濃度（mol/L） 1 0.5 0 0 轉化濃度（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡濃度（mol/L） 0.75 0.25 0.5 0.5 所以其平衡常數(shù)為mol2L?2。 （2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應的活化能大，積碳反應的速率??；而消碳反應活化能相對小，消碳反應速率大，所以催化劑X劣于Y。A．正反應均是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向進行，因此K積、K消均增加，A正確；B．升高溫度反應速率均增大，B錯誤；C．根據(jù)A中分析可知選項C錯誤；D．積碳量達到最大值以后再升高溫度積碳量降低，這說明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。答案選AD。 ②根據(jù)反應速率方程式可知在p(CH4)一定時，生成速率隨p(CO2)的升高而降低，所以根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。 點睛：本題主要是考查影響化學平衡的因素，化學圖像的分析與判斷，化學計算等知識。圖像分析是解答的易錯點和難點，注意化學平衡圖像分析的答題技巧，看圖像時：①一看面：縱坐標與橫坐標的意義；②二看線：線的走向和變化趨勢；③三看點：起點，拐點，終點，然后根據(jù)圖象中呈現(xiàn)的關系、題給信息和所學知識相結合，做出符合題目要求的解答。 夯實基礎： 1．【上海嘉定區(qū)2019屆高三化學一?！緾O和NO都是汽車尾氣中的有害氣體，它們在催化轉換器中能反應生成氮氣和CO2，對此反應，下列說法中錯誤的是 （ ） A．改變壓強不可以改變反應速率 B．使用催化劑能同時增加正、逆反應的速率 C．增加壓強能增加反應速率 D．升高溫度能增加吸熱方向的反應速率 【答案】A 【解析】A. 改變壓強如果能改變物質(zhì)的濃度，則可以改變反應速率，A錯誤；B. 使用催化劑能降低活化能，因此可同時增加正、逆反應的速率，B正確；C. 根據(jù)A中的分析可知增加壓強能增加反應速率，C正確；D. 升高溫度能增大活化分子的百分數(shù)，因此可以加快反應速率，D正確；答案選A。 2．【河北安平中學2019屆高三第五次月考】0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液各5mL，與10mL水混合，反應速率為v1mol/(Ls)；0.2mol/LNa2S2O3溶液和0.2mol/LH2SO4溶液各5mL，與20mL水混合，反應速率為v2mol/(Ls)。則v1和v2的關系是 （