高考化学考点解读命题热点突破专题10化学反应速率和化学平衡

高考化学考点解读命题热点突破专题10化学反应速率和化学平衡

专题 10 化学反应速率和化学平衡 【考向解读】 1．了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。 2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 3．了解化学反应的可逆性。 4．了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 5．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。 6．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 平衡理论作为一个相对独立的知识体系是高考中的必考考点，而化学平衡又是三大平衡体系(化学平 衡、电离平衡、沉淀溶解平衡)之首，在高考中占有相当重要的地位。这类题目难度较大，具有良好的区分 度，选拔功能强。 【命题热点突破一】化学反应速率及其影响因素 1．外界条件对化学反应速率的影响 (1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触 面的大小发生变化，故影响反应速率。 (2)固体、液体物质，由于压强改变时对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变， 压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。 (3)升高温度，不论吸热还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。 (4)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况： ①恒温时，压缩体积――→引起 压强增大――→引起 反应物浓度增大――→引起 反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器： a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)――→引起 反应速率加快。 b．充入“惰性”气体――→引起 总压强增大――→引起 反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体――→引起 体积增大――→引起 气体反应物浓度减小――→引起 反应速率减小。 例 1、对于反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，一次只改变一个条件，能增大逆反应速率的措施是( ) A．通入大量 O2 B．增大容器体积 C．移去部分 SO2 D．降低体系温度 【答案】A 【点评】 本题易将反应速率与化学平衡的移动混淆而错选。此处常见的误区有：反应向正反应方向移 动，则正反应速率一定增大，反应向逆反应方向移动，则逆反应速率一定增大。 【变式探究】【2016 年高考北京卷】下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（ ） A．抗氧化剂 B．调味剂 C．着色剂 D．增稠剂 【答案】A 【解析】抗氧化剂减少食品与氧气的接触，延缓氧化的反应速率，A 正确；调味剂是为了增加食品的味 道，与速率无关，B 错误；着色剂是为了给食品添加某种颜色，与速率无关，C 错误；增稠剂是改变物质的 浓度，与速率无关，D 错误。 【命题热点突破二】化学平衡状态的判断及化学平衡移动 1．化学平衡的移动 (1)分析化学平衡是否移动的一般思路——比较同一物质的正逆化学反应速率的相对大小。 (2)化学平衡移动原理——勒夏特列原理解读 原理内容：外界条件对化学平衡的影响可概括为一句话：若改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能 够减弱这种改变的方向移动。 原理解读： ①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的 方向移动；增压平衡向气体物质的物质的量减小的方向移动。 ②化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的变化，更不能超过外 界条件的变化。 ③惰性气体对化学平衡的影响 2．等效平衡 (1)定义：相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任 何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。 (2)类型 ①恒温、恒容条件下的等效平衡 对反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”后(即通过可逆反应的化学计 量数比换算成平衡式同一半边的物质的量)，与原起始加入量相同，则为等效平衡。平衡时的各物质的浓度、 百分含量均相同。 对反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”后，投料时的物质的量比与原 起始加入量的比值相同，则为等效平衡。平衡时的各物质百分含量均相同。 ②恒温恒压下的等效平衡 如果反应在恒压下进行，改变起始加入量时，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成 物)，物质的量比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡。平衡时的各物质百分含量均相同。 例 2 、【 2016 年 高 考 江 苏 卷 】 一 定 温 度 下 ， 在 3 个 体 积 均 为 1.0 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 反应 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是（ ） A．该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中 c(H2)大于容器Ⅲ中 c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【答案】AD 【变式探究】对于任何一个化学平衡体系，以下变化或采取的措施，平衡一定发生移动的是( ) ①加入一种反应物，②增大体系的压强，③升高温度，④使用催化剂，⑤化学平衡常数减小 A．①②③⑤ B．①②③④⑤ C．③⑤ D．①②③ 【答案】C 【解析】 对于有固体参加的反应来说，增加固体反应物的质量，因为不能改变其浓度，对平衡无影响， ①错；压强的改变对溶液中进行的反应的反应速率和平衡没有影响，②错；任何反应都伴随着能量的变化， 即任何反应不是吸热反应，就是放热反应，改变反应温度，化学平衡一定会发生移动，③对；催化剂只能 改变反应速率，不能改变反应的限度，④错；化学平衡常数减小，一定是温度发生了改变，化学平衡一定 发生了移动，⑤对。 【命题热点突破三】化学平衡的有关计算 1.(1)可逆反应“不为零”原则 可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时，反应物和生成物共存，每种物质的物质的量不为零。 一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样 的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。 (2)“一边倒”原则 可逆反应，在条件相同时(如等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看， 就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等 温等容) 可逆反应 aA(g) + bB(g) cC(g) ①起始量 a b 0 平衡态Ⅰ ②起始量 0 0 c 平衡态Ⅱ ③起始量 x y z 平衡态Ⅲ 为了使平衡Ⅰ=平衡Ⅱ=平衡Ⅲ，根据“一边倒”原则，即可得：x+a/cz=a 得 x/a+z/c=1； y+b/cz=b 得 y/b+z/c=1 。 2．平衡转化率 含义：平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限 度。 达平衡时，某一反应物的转换率(%) ＝反应物的消耗浓度 mol/L 反应物的起始浓度 mol/L ×100% ＝反应物的消耗量 mol 反应物的起始量 mol ×100% ＝气体消耗的体积 L 或 mL 气体起始的体积 L 或 mL ×100% 如，对于反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，反应物 A 的转化率可表示为： α(A)＝A 的初始浓度－A 的平衡浓度 A 的初始浓度 ×100% 例 3、【2016 年高考浙江卷】（15 分）催化还原 CO2 是解决温室效应及 能源问题的重要手段之一。研究 表明，在 Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2 和 H2 可发生两个平衡反应，分别生成 CH3OH 和 CO。反应的热化学方程 式如下： CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II 某实验室控制 CO2 和 H2 初始投料比为 1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据： 【备注】Cat.1:Cu/ZnO 纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的 CO2 中生成甲醛的百分比 已知：①CO 和 H2 的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1 和-285.8kJ·mol-1 ②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1 请回答（不考虑温度对ΔH 的影响）： （1）反应 I 的平衡常数表达式 K= ；反应 II 的ΔH2= kJ·mol-1。 （2）有利于提高 CO2 转化为 CH3OH 平衡转化率的措施有 。 A．使用催化剂 Cat.1 B．使用催化剂 Cat.2 C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度 E．增大 CO2 和 H2 的初始投料比 （3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对 CO2 转化成 CH3OH 的选择性有显著的影响，其原 因是 。 【答案】（1） 3 2 3 2 2 (CH OH) (H O) (CO ) (H ) c c c c   +41.2 （2）CD （3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对 甲醇选择性有影响。 始投料比，能提高氢气的转化率，二氧化碳的会降低，故错误。故选 CD。（3）从表格数据分析，在相同的 温度下，不同的催化剂，相同的反应时间内，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力 不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应， 说明表中数据是未到平衡数据。所以答案为：表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ 的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。 【变式探究】在密闭容器中进行 N2＋3H2 2NH3 反应，起始时 N2 和 H2 分别为 10 mol 和 30 mol，当达 到平衡时，N2 的转化率为 30%。若以 NH3 作为起始反应物，反应条件与上述反应相同时，要使其反应达到平 衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同，则 NH3 的起始物质的量和它的转化率正确的是 ( ) A．40 mol 35% B．20 mol 30% C．20 mol 70% D．10 mol 50% 【答案】：C 【命题热点突破四】反应速率、化学平衡移动与图像 总结：①只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v′正=v′逆>v 正=v 逆； 只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v″正＝v″逆0 B．图中 Z 的大小为 a>3>b C．图中 X 点对应的平衡混合物中 2 4 ) ( ) ( n H O n CH =3 D．温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小 【答案】A 3 ．【 2016 年 高 考 江 苏 卷 】 一 定 温 度 下 ， 在 3 个 体 积 均 为 1.0 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 反 应 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是（ ） A．该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中 c(H2)大于容器Ⅲ中 c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 【答案】AD 4．【2016 年高考海南卷】(9 分) 顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和 v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和 k(逆)在一定温度时为 常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题： （1）已知：t1 温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值 K1=_____；该反 应的活化能 Ea(正)小于 Ea(逆)，则 H ________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 （2）t2 温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号)，平衡常 数值 K2=_____；温度 t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。 【答案】 （1）3 小于 （2）B 7/3 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 5．【2016 年高考上海卷】（本题共 12 分） 随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2 的捕集利用技术成为研究的重点。 完成下列填空： （1）目前国际空间站处理 CO2 的一个重要方法是将 CO 2 还原，所涉及的反应方程式为： CO2（g）+4H2（g） CH4（g）+2H2O（g） 已知 H2 的体积分数随温度的升高而增加。 若温度从 300℃升至 400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减 小”或“不变”） v 正 v 逆 平衡常数 K 转化率α （2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表： [CO2]/mol·L-1 [H2]/mol·L-1 [CH4]/mol·L-1 [H2O]/mol·L-1 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d 与 m、n、x、y 之间的关系式为_________。 （3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11 草酸：H2C2O4，Ki1=5.9×10-2，Ki2=6.4×10-5 0.1 mol/L Na2CO3 溶液的 pH____________0.1 mol/L Na2C2O4 溶液的 pH。（选填“大于”“小于”或“等 于”） 等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是___________。 若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。（选 填编号） A．[H+]>[HC2O4 -]>[HCO3 -]>[CO3 2-] b．[HCO3 -]>[HC2O4 -]>[C2O4 2-]>[CO3 2-] c．[H+]>[HC2O4 -]>[C2O4 2-]>[CO 3 2-] d．[H2CO3] >[HCO3 -]>[HC2O4 -]>[CO3 2-] （4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H++ HCO3 - H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血 液中时，血液的 pH 变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。 ________________________________ 【答案】（1） v 正 v 逆 平衡常数 K 转 化 率 α 增大 增大 减小 减小 （2） 2 2 4 4 cd xy ab mn  （3）大于；草酸；ac （4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使 H+浓度变化较小，血液中的 pH 基本不变；当少 量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使 H+浓度变化较小，血液的 pH 基本不变。（合理即给分） 溶液的 pH 大于 0.1 mol/L Na2C2O4 溶液的 pH。草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离 子浓度较大的是草酸。a．草酸的两级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的两级的电离程度均大于碳酸的， 因此溶液中[H+]＞[HC2O4 -]＞[C2O4 2-]＞[HCO3 -]＞[CO3 2-]，a 正确；b．根据 a 中分析可知 b 错误；c．根据 a 中 分析可知 c 正确；d．根据 a 中分析可知 d 错误，答案选 ac。 （4）根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使 H+浓度变化较小，血液中的 pH 基 本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使 H+浓度变化较小，血液的 pH 基本不变。 6．【2016 年高考天津卷】(14 分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环 节。回答下列问题： （3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0 达到化学平衡。下列 有关叙述正确的是________。 a．容器内气体压强保持不变 b．吸收 y mol H2 只需 1 mol MHx c．若降温，该反应的平衡常数增大 d．若向容器内通入少量氢气，则 v(放氢)>v(吸氢) （4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。 【答案】 （3）ac （4）光能转化为化学能 7．【2016 年高考新课标Ⅰ卷】 (15 分) 元素铬(Cr)在溶液中主要以 Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O7 2−(橙红色)、CrO4 2−(黄色)等形式存在， Cr(OH)3 为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题： （2）CrO4 2−和 Cr2O7 2−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol·L−1 的 Na2CrO4 溶液中 c(Cr2O7 2−) 随 c(H+)的变化如图所示。 ①离子方程式表示 Na2CrO4 溶液中的转化反应____________。 ②由图可知，溶液酸性增大，CrO4 2−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据 A 点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。 ③升高温 度，溶液中 CrO4 2−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。 【答案】 (2)①2CrO4 2-+2H＋ Cr2O7 2-+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于； 8．【2016 年高考新课标Ⅱ卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化 法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈 CH3CN 等，回答下列问题： （1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化 学方程式如下： ① C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol ② C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol 两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件 是 ；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。 （2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为 460OC．低于 460OC 时，丙烯 腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于 460OC 时， 丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号） A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大 （3）丙烯腈和丙烯醛的产率与 n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳 n（氨）/n （丙烯）约为 ，理由是。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂； （2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 ；AC （3）1 ； 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低； 1:7.5:1 9． 【2016 年高考新课标Ⅲ卷】（15 分） 煤燃烧排放的烟气含有 SO2 和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进 行脱硫、脱硝，回答下列问题： （1） NaClO2 的化学名称为_______。 （2）在鼓泡反应器中通入含有含有 SO2 和 NOx 的烟气，反应温度为 323 K，NaClO2 溶液浓度为 5×10−3mol·L−1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表》 离子 SO4 2− SO3 2− NO3− NO2− Cl− c/（mol·L−1） 8.35×10−4 6.87×10−6 1.5×10 −4 1.2×10 −5 3.4×10 −3 ①写出 NaClO2 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO 的转化率______（填 “提高”“不变”或“降低”）。 ②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的 pH 逐渐______ （填“提高”“不变”或“降低”）。 ③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了 SO2 和 NO 在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。 （3）在不同温度下，NaClO2 溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2 和 NO 的平衡分压 px 如图所示。 ①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”“不变” 或“减小”）。 ②反应 ClO2−+2SO3 2−===2SO4 2−+Cl−的平衡常数 K 表达式为___________。 【答案】（1）亚氯酸钠；（2）①2OH-＋3ClO2 －＋4NO＝4NO3 －＋3Cl－＋2H2O；提高 ②减小； ③大于；NO 溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）①减小；② 2 2 4 2 2 2 3 ( ) ( ) ( ) ( ) c Cl c SOK c ClO c SO       ②根据反应的方程式 ClO2−+2SO3 2−===2SO4 2−+Cl−可知平衡常数 K 表达式为 2 2 4 2 2 2 3 ( ) ( ) ( ) ( ) c Cl c SOK c ClO c SO       。 10．【2016 年高考浙江卷】（15 分）催化还原 CO2 是解决温室效应及 能源问题的重要手段之一。研究表 明，在 Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2 和 H2 可发生两个平衡反应，分别生成 CH3OH 和 CO。反应的热化学方程式 如下： CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II 某实验室控制 CO2 和 H2 初 始投料比为 1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据： 【备注】Cat.1:Cu/ZnO 纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的 CO2 中生成甲醛的百分比 已知：①CO 和 H2 的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1 和-285.8kJ·mol-1 ②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1 请回答（不考虑温度对ΔH 的影响）： （1）反应 I 的平衡常数表达式 K= ；反应 II 的ΔH2= kJ·mol-1。 （2）有利于提高 CO2 转化为 CH3OH 平衡转化率的措施有 。 A．使用催化剂 Cat.1 B．使用催化剂 Cat.2 C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度 E．增大 CO2 和 H2 的初始投料比 （3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对 CO2 转化成 CH3OH 的选择性有显著的影响，其原 因是 。 【答案】（1） 3 2 3 2 2 (CH OH) (H O) (CO ) (H ) c c c c   +41.2 （2）CD （3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对 甲醇选择性有影响。 1．(2015·海南化学，8，4 分)10 mL 浓度为 1 mol·L－1 的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列 溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是(双选)( ) A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3 【解析】 锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率降低，则溶液中的氢离子浓度减小，但由 于不影响氢气的生成量，故氢离子的总物质的量不变。A 项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其 溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但 H＋物质的量不变，正确；B 项，加入醋酸钠，则与盐 酸反应生成醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH 最终又完全电离，故 H＋物质的量不 变，正确；C 项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，错误；D 项， 加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量 减少，错误。 【答案】 AB 2．(2014·课标全国卷Ⅰ，9，6 分)已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ 在含少量 I －的溶液中，H2O2 分解的机理为： H2O2＋I－―→H2O＋IO－ 慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－ 快 下列有关该反应的说法正确的是( ) A．反应速率与 I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于 98 kJ·mol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 【答案】 A 3．(2014·北京理综，12，6 分)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2 溶液发生催化分解。不同时刻 测得生成 O2 的体积(已折算为标准状况)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 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A．0～6 min 的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·(L·min)－1 B．6～10 min 的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·(L·min)－1 C．反应至 6 min 时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反应至 6 min 时，H2O2 分解了 50% 【解析】 A 项，0～6 min 内，产生 n(O2)＝1×10－3mol，消耗 n(H2O2)＝2×10－3mol，则 v(H2O2)＝Δc Δt ＝ 2×10－3mol 10×10－3L 6 min ≈3.3×10－2mol·(L·min)－1，故 A 正确；B 项，依照 A 项解题步骤，可知 B 项正确；C 项，反应 至 6 min 时，消耗 n(H2O2)为 2×10－3mol，剩余 c(H2O2)＝10×10－3L×0.40 mol·L－1－2×10－3mol 10×10－3L ＝0.2 mol·L －1，故 C 项不正确；D 项，反应至 6 min 时，消耗 n(H2O2)为 2×10－3mol，占起始物质的量的 50%，故 D 项正 确。 【答案】 C 4．(2014·重庆理综，7，6 分)在恒容密闭容器中通入 X 并发生反应：2X(g) Y(g)，温度 T1、T2 下 X 的物质的量浓度 c(X)随时间 t 变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是( ) A．该反应进行到 M 点放出的热量大于进行到 W 点放出的热量 B．T2 下，在 0～t1 时间内，v(Y)＝a－b t1 mol·L－1·min－1 C．M 点的正反应速率 v 正大于 N 点的逆反应速率 v 逆 D．M 点时再加入一定量 X，平衡后 X 的转化率减小 【答案】 C 5．(2015·天津理综，6，6 分)某温度下，在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生 反应：X(g)＋m Y(g) 3 Z(g)平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加 入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是( ) A．m＝2 B．两次平衡的平衡常数相同 C．X 与 Y 的平衡转化率之比为 1∶1 D．第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 mol·L－1 【解析】 A 项，由题意可知两种条件下 X、Y、Z 的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种 条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则 1＋m＝3， m＝2，正确；B 项，温度不变，平衡常数不变，正确；C 项，X、Y 的初始物质的量之比为 1∶2，根据方程 式可知参加反应的 X、Y 的物质的量之比也为 1∶2，故 X 与 Y 的平衡转化率之比为 1∶1，正确；D 项，由方 程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为 4 mol，则 Z 的物质 的量为 4 mol×10%＝0.4 mol，Z 的浓度为 0.4 mol÷2 L＝0.2 mol·L－1，错误。 【答案】 D 6．(2015·重庆理综，7，6 分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的 危害。在恒容密闭容器中，将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g) K＝0.1 反应前 CO 物质的量为 10 mol，平衡后 CO 物质的量为 8 mol。下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S 浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入 CO 后，正反应速率逐渐增大 C．反应前 H2S 物质的量为 7 mol D．CO 的平衡转化率为 80% 【答案】 C 7．(2015·安徽理综，11，6 分)汽车尾气中 NO 产生的反应为：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，一定条件下， 等物质的量的 N2(g)和 O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线 a 表示该反应在温度 T 下 N2 的浓度随时间的 变化，曲线 b 表示该反应在某一起始反应条件改变时 N2 的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( ) A．温度 T 下，该反应的平衡常数 K＝4（c0－c1）2 c2 1 B．温度 T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C．曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂 D．若曲线 b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0 【答案】 A 8．(2015·四川理综，7，6 分)一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550 ℃时，若充入惰性气体，v 正、v 逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0 % C．T ℃时，若充入等体积的 CO2 和 CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp＝24.0p 总 【解析】 A 项，C(s)＋CO2(g) 2CO(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体 【答案】 B 9．(2015·江苏化学，15，4 分)在体积均为 1.0 L 的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分 别加入 0.1 mol CO2 和 0.2 mol CO2，在不同温度下反应 CO2(g)＋C(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时 CO2 的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(双 选)( ) A．反应 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0 B．体系的总压强 p 总：p 总(状态Ⅱ)＞2p 总(状态Ⅰ) C．体系中 c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ) D．逆反应速率：v 逆(状态Ⅰ)＞v 逆(状态Ⅲ) 【解析】 A 项，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)气体的物质的量增加的反应，故ΔS>0，观察图像知，随着温 度的升高，c(CO2)减小，平衡为正移，则ΔH＞0，错误；B 项，Ⅰ所在 d 曲线表示的是通入 0.1 mol CO2 的 变化过程，此时 【答案】 BC 10．(2015·课标全国卷Ⅰ，28，15 分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答 下 列问题： (1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 MnO2 和 H2SO4，即可得到 I2，该反应的还 原产物为________。 (2)上述浓缩液中主要含有 I－、Cl－等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 AgNO3 溶液，当 AgCl 开始 沉淀时，溶液中 c（I－） c（Cl－） 为________________，已知 Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。 (3)已知反应 2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键 断裂时分 别需要吸收 436 kJ、1 51 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 ________________kJ。 (4)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的 物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表： 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根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为 __________________________________________________________________。 ②上述反应中，正反应速率为 v 正＝k 正 x2(HI)，逆反应速率为 v 逆＝k 逆 x(H2)x(I2)，其中 k 正、k 逆为速率 常数，则 k 逆为________(以 K 和 k 正表示)。若 k 正＝0.002 7 min－1，在 t＝40 min 时，v 正＝________min－1。 ③由上述实验数据计算得到 v 正～x(HI)和 v 逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应 重新达到平衡，相应的点分别为________________(填字母)。 升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在 1.6 上面， 升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减 小(A 点符合)，x(H2)增大(E 点符合)。 【答案】 (1)MnSO4(或 Mn2＋) (2)4.7×10－7 (3)299 (4)①0.108×0.108 0.7842 ②k 正/K 1.95×10－3 ③A 点、E 点 11．(2015·课标全国卷Ⅱ，27，14 分)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成 分为 CO、CO2 和 H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH3 回答下列问题： (1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O H—O C—H E/(kJ·mol－ 1) 436 343 1 076 465 413 由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。 (2)反应①的化学平衡常数 K 表达式为________；图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线 为________(填曲线标记字母)，其判断理由是________。 图 1 图 2 (3)合成气组成 n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图 2 所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是 ________________________________；图 2 中的压强由大到小为________，其判断理由是____________。 【答案】 (1)－99 ＋41 (2)K＝ c（CH3OH） c（CO）·c2（H2） a 反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数 K 应减小 (3)减小 由图 2 可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小 p3＞p2＞p1 温度恒定时，反应① 为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反 应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大