2019届一轮复习人教版专题八　化学反应速率和化学平衡学案

2019届一轮复习人教版专题八　化学反应速率和化学平衡学案

专题八　化学反应速率和化学平衡 考纲解读 考点 考纲内容 高考示例 预测热度 化学反应速率 ‎1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法 ‎2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎2015福建理综,12,6分 ‎2014课标Ⅰ,9,6分 ‎★★★‎ 化学平衡 化学反应进行的方向 ‎1.了解化学平衡的建立 ‎2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎2017课标Ⅱ,27,14分 ‎2016课标Ⅱ,27,14分 ‎★★★‎ 化学平衡的 相关计算 了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算 ‎2017课标Ⅲ,28,14分 ‎2016四川理综,6,6分 ‎★★‎ 分析解读 本专题考点是历年课标卷的命题热点,主要结合实际生产,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。试题类型分三种:一、定量计算与定性推断的文字叙述型;二、表格数据型;三、反应速率和化学平衡图像型。考查题型有填空题和选择题。‎ 命题探究 答案　(1)123　小于　AD　(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大 ‎(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行　温度升高反应速率加快　丁烯高温裂解生成短链烃类 核心考点 ‎1.盖斯定律的应用 ‎2.影响化学反应速率及化学平衡的因素 审题关键 正确识图并结合题中表述的信息,将信息整合后正确组织语言解答(2)、(3)两小题。‎ 解题思路 ‎(1)结合已知信息运用盖斯定律,由②-③可得①,故 ΔH1=[-119-(-242)] kJ·mol-1=123 kJ·mol-1;由图(a)可知温度一定时压强由0.1 MPa变成x MPa,平衡转化率增大,对反应①而言,减小压强平衡正向移动,‎ ‎2.增大生成物浓度(或减小反应物浓度),平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度(或减小生成物浓度),平衡向正反应方向移动 ‎3.副反应的发生会使产品产率降低 关联知识 气体反应物以气流的形式通过反应器时,反应器中化学反应速率越快,参加反应的气体越多,反应物的转化率或产品的产率就会越高。‎ 设题技巧 本题考查的考点并不多,但ΔH的计算是否正确直接影响平衡移动方向的判断。同时该题将重要信息隐含在图像中,考查考生提取、整合信息的能力,‎ 平衡转化率增大,故x小于0.1;升高温度或减小压强可使反应①的平衡正向移动,丁烯的平衡产率提高,故选择A、D。‎ 知识储备 ‎1.升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动 对语言表达能力也有较高要求。‎ 能力要求 ‎1.理解外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,并能运用相关理论解释实际问题 ‎2.运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 五年高考 考点一　化学反应速率 ‎1.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大 答案　D ‎2.(2016北京理综,8,6分)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 ‎3.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)‎ A.a=6.00‎ B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b<318.2‎ D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案　D ‎4.(2014课标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 ‎5.(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)= 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 ‎6.(2014福建理综,12,6分)在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:‎ 反应时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ ‎90‎ ‎100‎ c(N2O)/mol·L-1‎ ‎0.100‎ ‎0.090‎ ‎0.080‎ ‎0.070‎ ‎0.060‎ ‎0.050‎ ‎0.040‎ ‎0.030‎ ‎0.020‎ ‎0.010‎ ‎0.000‎ 下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(　　)‎ ‎(注:图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1v(正)‎ C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44‎ D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大 答案　C 教师用书专用(8—10)‎ ‎8.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10 mL 0.40 mol/L 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)≈3.3×10-2 mol/(L·min)‎ B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol/(L·min)‎ C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol/L D.反应至6 min时,H2O2分解了50%‎ 答案　C ‎9.(2013福建理综,12,6分)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10~55 ℃间溶液变蓝时间,55 ℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是(　　)‎ A.40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等 C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5 mol·L-1·s-1‎ D.温度高于40 ℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂 答案　B ‎10.(2013广东理综,31,16分)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。‎ ‎(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:‎ ‎①I-(aq)+O3(g) IO-(aq)+O2(g)　ΔH1‎ ‎②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq)　ΔH2‎ ‎③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l)　ΔH3‎ 总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　,其反应热ΔH=　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq) (aq),其平衡常数表达式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图甲),某研究小组测定两组实验中浓度和体系pH,结果见图乙和下表。‎ 甲 乙 编号 反应物 反应前pH 反应后pH 第1组 O3+I-‎ ‎5.2‎ ‎11.0‎ 第2组 O3+I-+Fe2+‎ ‎5.2‎ ‎4.1‎ ‎①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是                 　。 ‎ ‎②图甲中的A为　　　　。由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是　       　。 ‎ ‎③第2组实验进行18 s后,浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)　　　　。 ‎ A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 ‎(4)据图乙,计算3~18 s内第2组实验中生成的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)2I-+O3+2H+ I2+H2O+O2　ΔH1+ΔH2+ΔH3‎ ‎(2)K=‎ ‎(3)①O3氧化I-生成I2的反应消耗H+,使H+浓度减小 ‎②Fe(OH)3　由于Fe3+的水解,体系中H+浓度增加,使O3氧化I-的两个分步反应②和③的平衡向右移动,I-的转化率提高 ‎③BC ‎(4)()===‎ ‎5.5×10-4 mol·L-1·s-1‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎1.(2016江苏单科,15,4分)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(双选)(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/‎ mol·L-1‎ 物质的平衡浓 度/mol·L-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.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 ‎2.(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 答案　B ‎3.(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,如图曲线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=‎ 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 ‎4.(2014四川理综,7,6分)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得实验数据如下表:‎ 实验编号 温度/℃‎ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/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 下列说法正确的是(　　)‎ A.实验①中,若5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2 mol/(L·min)‎ B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0‎ C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%‎ D.实验④中,达到平衡时,b>0.060‎ 答案　C ‎5.(2014安徽理综,10,6分)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是　(　　)‎ A B 升高温度,平衡常数减小 ‎0~3 s内,反应速率为:v(NO2)=0.2 mol·L-1‎ C D t1时仅加入催化剂,平衡正向移动 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)　‎ 答案　A ‎6.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是(　　)‎ A.‎ t/℃‎ ‎25‎ ‎50‎ ‎100‎ KW/10-14‎ ‎1.01‎ ‎5.47‎ ‎55.0‎ B.‎ C.‎ c(氨水)/(mol·L-1)‎ ‎0.1‎ ‎0.01‎ pH ‎11.1‎ ‎10.6‎ D.‎ 答案　C ‎7.(2016课标Ⅱ,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)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(CH2CHCHO)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:‎ ‎①C3H6(g)+NH3(g)+O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g)　ΔH=-515 kJ·mol-1‎ ‎②C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g)‎ ΔH=-353 kJ·mol-1‎ 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,最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时,丙烯腈的产率　　(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;高于460 ℃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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为　 。 ‎ 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 ‎8.(2016课标Ⅲ,27,15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SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 mol·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 S S N N 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“增大”“不变”或“减小”)。 ‎ ‎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pc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Cl+2S 2S+Cl-的平衡常数K表达式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。‎ ‎①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是　。 ‎ ‎②已知下列反应:‎ SO2(g)+2OH-(aq) S(aq)+H2O(l)　ΔH1‎ ClO-(aq)+S(aq) S(aq)+Cl-(aq)　ΔH2‎ CaSO4(s) Ca2+(aq)+S(aq)　ΔH3‎ 则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的Δ H=　　　　　。 ‎ 答案　(1)亚氯酸钠(2分)‎ ‎(2)①4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-(2分)　提高(1分)　②减小(1分)‎ ‎③大于(1分)　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)‎ ‎(3)①减小(1分)‎ ‎②(2分)‎ ‎(4)①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)‎ ‎②ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分)‎ ‎9.(2015课标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、151 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)。 ‎ 答案　(15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分)‎ ‎(2)4.7×10-7(2分)‎ ‎(3)299(2分)‎ ‎(4)①(2分)　②k正/K　1.95×10-3(每空2分,共4分)　③A、E(4分)‎ 教师用书专用(10—19)‎ ‎10.(2014天津理综,3,6分)运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是(　　)‎ A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应 B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底 D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率 答案　D ‎11.(2013重庆理综,7,6分)将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s) ‎ ‎2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ 压强/MPa　体积分数/%温度/℃‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎810‎ ‎54.0‎ a b ‎915‎ c ‎75.0‎ d ‎1 000‎ e f ‎83.0‎ ‎①b0‎ ‎④K(1 000 ℃)>K(810 ℃)‎ 上述①~④中正确的有(　　)‎ A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 答案　A ‎12.(2013安徽理综,11,6分)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:‎ MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)　ΔH>0‎ 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是(　　)‎ 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K D MgSO4的质量(忽略体积)‎ CO的转化率 答案　A ‎13.(2013江苏单科,15,4分)一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热 (与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 ℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是(双选)(　　)‎ A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多 ‎ D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1‎ 答案　CD ‎14.(2013大纲全国,7,6分)反应X(g)+Y(g) 2Z(g)　‎ ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是(　　)‎ A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大 答案　D ‎15.(2015浙江理综,28,15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:‎ ‎(1)已知:‎ 化学键 C—H C—C C C H—H 键能/kJ·mol-1‎ ‎412‎ ‎348‎ ‎612‎ ‎436‎ 计算上述反应的ΔH=　　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)维持体系总压p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=　　　　　(用α等符号表示)。 ‎ ‎(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9),控制反应温度600 ℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:‎ ‎①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②控制反应温度为600 ℃的理由是    　。 ‎ ‎(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2 CO+H2O,CO2+C 2CO。新工艺的特点有　　　(填编号)。 ‎ ‎①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 ‎②不用高温水蒸气,可降低能量消耗 ‎③有利于减少积炭 ‎④有利于CO2资源利用 答案　(1)124　(2)p或 ‎ ‎(3)①正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果 ‎②600 ℃,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大 ‎(4)①②③④‎ ‎16.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:‎ ‎(1)反应Ⅰ的化学方程式是　 。 ‎ ‎(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。‎ ‎①根据上述事实,下列说法正确的是　　　　(选填序号)。 ‎ a.两层溶液的密度存在差异 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辨别两层溶液的方法是　 。 ‎ ‎③经检测,H2SO4层中c(H+)∶c(S)=2.06∶1。其比值大于2的原因是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)反应Ⅱ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)‎ ΔH=+550 kJ·mol-1。‎ 它由两步反应组成:ⅰ.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)　ΔH=+177 kJ·mol-1;ⅱ.SO3(g)分解。‎ L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。‎ ‎①X代表的物理量是　　　　。 ‎ ‎②判断L1、L2的大小关系,并简述理由:   　 　　　　　　　　。 ‎ 答案　(12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI ‎(2)①a、c ‎②观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层 ‎③H2SO4层中含有少量HI ‎(3)①压强 ‎②L1”“<”或“=”),平衡常数K2　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是　　　　。 ‎ ‎(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A,溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(N)、c(N)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为　　　　　　　　　。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1) ‎ 可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是　　　　。 ‎ a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH 答案　(1)‎ ‎(2)2.5×10-2　75%　>　不变　升高温度 ‎(3)c(N)>c(N)>c(CH3COO-)　b、c ‎19.(2014浙江理综,27,14分)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:‎ CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)‎ ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)‎ CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g)‎ ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是　　　　。 ‎ ‎(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=　　　　(用表达式表示)。 ‎ ‎(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是　 。 ‎ ‎(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是      　。 ‎ ‎(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有　　　　。 ‎ A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 ‎(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。‎ 答案　(1)高温　(2)　(3)C ‎(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则表明两个反应同时发生 ‎(5)A、B、C ‎(6)‎ 考点三　化学平衡的相关计算 ‎1.(2017天津理综,6,6分)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃,固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;‎ 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 ℃制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B.第一阶段,在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度,选50 ℃‎ C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低 D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)‎ 答案　B ‎2.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.该反应的焓变ΔH>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=3‎ D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 答案　A ‎3.(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)+mY(g) 3Z(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 答案　D ‎4.(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 ‎5.(2017课标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,有着广泛的用途。回答下列问题:‎ ‎(1)画出砷的原子结构示意图　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。该反应需要在加压下进行,原因是　 。 ‎ ‎(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)　ΔH1‎ H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH2‎ ‎2As(s)+O2(g) As2O5(s)　ΔH3‎ 则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的ΔH=　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎①下列可判断反应达到平衡的是　　　　(填标号)。 ‎ a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(As)‎ c.c(As)/c(As)不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1‎ ‎②tm时,v正　　　　v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ‎ ‎③tm时v逆　　　　tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为　　　　。 ‎ 答案　(1)‎ ‎(2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率 ‎(3)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3‎ ‎(4)①a、c　②大于　③小于　tm时生成物浓度较低 ‎④(mol·L-1)-1‎ ‎6.(2013山东理综,29,15分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。‎ ‎(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:‎ TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)　ΔH>0　(Ⅰ)‎ 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=　　　　　　　　,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为　　　　。 ‎ ‎(2)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1　　T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是　　　　。 ‎ ‎(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为　　　　 　,滴定反应的离子方程式为　 。 ‎ ‎(4)25 ℃时,H2SO3 HS+H+的电离常数Ka=1×10-2mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb=　　　　mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ 答案　(1)　66.7%‎ ‎(2)<　I2‎ ‎(3)淀粉　I2+H2SO3+H2O 4H++2I-+S ‎(4)1×10-12　增大 ‎7.(2013课标Ⅱ,28,14分)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:‎ A(g) B(g)+C(g)　ΔH=+85.1 kJ·mol-1‎ 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:‎ 时间t/h ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ 总压强p/100 kPa ‎4.91‎ ‎5.58‎ ‎6.32‎ ‎7.31‎ ‎8.54‎ ‎9.50‎ ‎9.52‎ ‎9.53‎ ‎9.53‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为　　　　　　　　　　,‎ 平衡时A的转化率为　　　　,列式并计算反应的平衡常数K　   　。 ‎ ‎(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=　　　　mol,n(A)=　　　　mol。 ‎ ‎②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=　　　　。 ‎ 反应时间t/h ‎0‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ c(A)/(mol·L-1)‎ ‎0.10‎ a ‎0.026‎ ‎0.006 5‎ 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为　　　　mol·L-1。 ‎ 答案　(1)升高温度、降低压强(2分)‎ ‎(2)(-1)×100%　94.1%(每空1分,共2分)‎ ‎　　‎ A(g)　　　B(g)　　+　　C(g)‎ ‎ 0.10　　　　 0　　　　 0‎ ‎0.10×(1-94.1%)　 0.10×94.1%　 0.10×94.1%‎ K==1.5 mol·L-1(3分)‎ ‎(3)①0.10×　0.10×(2-)(每空1分,共2分)‎ ‎②0.051(2分)　达到平衡前每间隔4 h,c(A)减少约一半(2分)　0.013(1分)‎ 教师用书专用(8—11)‎ ‎8.(2014江苏单科,15,4分)一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:‎ ‎2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)‎ 容器编号 温度(℃)‎ 起始物质的量(mol)‎ 平衡物质的量(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 下列说法正确的是(双选)(　　)‎ A.该反应的正反应为放热反应 ‎ B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 ‎ D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行 答案　AD ‎9.(2015山东理综,30,19分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。‎ ‎(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。‎ 在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g) zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=　　　　(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,‎ 吸氢速率v=　　　mL·g-1·min-1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1　　　　0(填“>”“=”或“< ”)。 ‎ ‎(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)　　　　η(T2)(填“>”“=”或“< ”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的　　　　点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过　　　　或　　　　的方式释放氢气。 ‎ ‎(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 已知温度为T时:‎ CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165 kJ·mol-1‎ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1‎ 答案　(1)　30　<‎ ‎(2)>　c　加热　减压 ‎(3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)‎ ΔH=-206 kJ·mol-1‎ ‎10.(2014天津理综,10,14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:‎ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1‎ 一种工业合成氨的简易流程图如下:‎ ‎(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:‎ ‎①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)‎ ΔH=+206.4 kJ·mol-1‎ ‎②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)‎ ΔH=-41.2 kJ·mol-1‎ 对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是　　　　。 ‎ a.升高温度 　　　　　b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 　　　　　d.降低压强 利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为　　　　。 ‎ ‎(3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:　　　　。 ‎ ‎(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。‎ ‎(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)　　　　。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)2NH4HS+O2 2NH3·H2O+2S↓‎ ‎(2)a　90%‎ ‎(3)14.5%‎ ‎(4)‎ ‎(5)Ⅳ　对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用 ‎11.(2013福建理综,23,16分)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保。‎ ‎(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。‎ ‎①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为　　　　　　　　。 ‎ ‎②常温下,不能与M单质发生反应的是　　　(填序号)。 ‎ a.CuSO4溶液 b.Fe2O3‎ c.浓硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固体 ‎(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。‎ ‎①高温热分解法 已知:H2S(g) H2(g)+S2(g)‎ 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见下图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985 ℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=　　　　　　;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②电化学法 该法制氢过程的示意图如下。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;反应池中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(16分)(1)①　②b、e ‎(2)①　温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)‎ ‎②增大反应物接触面积,使反应更充分　H2S+2FeCl3 2FeCl2+S↓+2HCl　2Fe2++2H+ 2Fe3++H2↑‎ 三年模拟 A组　2016—2018年模拟·基础题组 考点一　化学反应速率 ‎1.(人教选4,二-2-1,变式)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH<0,下列说法正确的是(　　)‎ A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,反应速率加快,容器内压强为2p(Pa)‎ B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol He(氦气),容器内压强增大为1.5p(Pa),反应速率加快 C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol He(氦气),反应速率减小 D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol He(氦气),反应速率不变 答案　C ‎2.(2018吉林长春普通高中一模,13)已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g)　ΔH<0,下列说法正确的是(　　)‎ A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小 B.升高温度有利于反应速率增大,从而缩短达到平衡的时间 C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动 D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动 答案　B ‎3.(2017四川成都五校联考,7)下列图示与对应的叙述不相符合的是(　　)‎ A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化 B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程 D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线 答案　A ‎4.(2017湖北八所重点中学联考,13)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8~10 min 内CO2的平均反应速率是　(　　)‎ A.0.5 mol·L-1·min-1‎ B.0.1 mol·L-1·min-1‎ C.0 mol·L-1·min-1‎ D.0.125 mol·L-1·min-1‎ 答案　C ‎5.(2016江西九江七校一联,12)一定条件下,将3 mol A和1 mol B 两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) C(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡,生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　)‎ A.当混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态 B.2 min后加压,会使正反应速率加快,逆反应速率减慢,平衡正向移动 C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1‎ D.从开始到平衡,用A表示该反应的化学反应速率为 0.3 mol/(L·min)‎ 答案　D 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎6.(2018浙江“七彩阳光”联盟期初联考,12)一定条件下发生反应:2X(g) Y(g)+3Z(g)　ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是(　　)‎ A.增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小 B.达到化学平衡状态时,正、逆反应速率都为0‎ C.将0.2 mol X充入反应器中,充分反应后,生成的Z的物质的量可能为0.09 mol D.达到化学平衡状态时,共吸收a kJ热量 答案　C ‎7.(2017辽宁铁岭协作体一联,8)下列现象或反应的原理解释正确的是(　　)‎ 选项 现象或反应 原理解释 A 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 B 合成氨反应需在高温条件下进行 该反应为吸热反应 C 镀层破损后,镀锡铁比镀锌铁易腐蚀 锡比锌活泼 D ‎2CO(g) 2C(s)+O2(g)在任何条件下均不能自发进行 该反应ΔH>0,ΔS<0‎ 答案　D ‎8.(2017江西红色七校一联,10)CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)=1∶2向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中,正确的是(　　)‎ A.p10‎ C.平衡常数:K(A)=K(B)‎ D.在C点时,CO的转化率为75%‎ 答案　D ‎9.(2017福建宁德质检,13)在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎80‎ ‎230‎ 平衡常数 ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10-5‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5‎ C.在某条件下达到平衡,测得Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L-1,则此时温度高于80 ℃‎ D.80 ℃达到平衡时,保持容器体积不变,往体系中充入少量的Ni(CO)4,再次达到平衡后CO的体积分数减小 答案　D ‎10.(2016湖北荆州沙市联考,13)常温常压下向一2 L的恒温密闭容器中投入2 mol A和1 mol B,发生可逆反应3A(g)+2B(s) 2C(g)+D(g)　ΔH=-a kJ/mol(a>0)。5 min后达平衡,测得容器中n(C)=0.8 mol。则下列说法正确的是(　　)‎ A.使用催化剂或缩小容器体积,该平衡均不会移动 B.3v(A)=2v(C)=0.16 mol/(L·min)‎ C.升高温度,该平衡正向速率减小,故平衡逆向移动 D.该可逆反应达平衡后,放出a kJ的热能(假设化学能全转化为热能)‎ 答案　A ‎11.(2018吉林长春普通高中一模,17)研究CO2‎ 的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。‎ ‎(1)在一定条件下,将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的相关反应有:‎ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ/mol CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-90 kJ/mol 则由CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在一定温度下,向2 L固定容积的密闭容器中通入2 mol CO2、3 mol H2,发生反应生成甲醇蒸气和水蒸气,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。‎ ‎①能说明该反应已达平衡状态的是　　　。 ‎ A.在混合气体中CO2的体积分数保持不变 B.体系中n(CO2)∶n(H2)=1∶1,且保持不变 C.混合气体的密度不随时间变化 D.单位时间内有n mol H—H键断裂,同时有n mol O—H键生成 ‎②下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)的值增大的是　　　。 ‎ A.升高温度 B.恒温恒容充入He(g)‎ C.使用高效催化剂 D.恒温恒容下,再充入2 mol CO2、3 mol H2‎ ‎③该温度下此反应的平衡常数K=　　　(保留小数点后3位);若使K的值变为1,则应采取的措施是　　　。 ‎ A.增大压强 B.恒压加入一定量H2‎ C.降低温度 D.升高温度 ‎(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液完全捕捉224 mL(已换算为标准状况,溶液体积变化忽略不计)CO2气体,所得溶液中:‎ ‎①c(HC)+c(C)+c(H2CO3)=　mol/L(填数字)。 ‎ ‎②c(HC)+2c(C)=     (用相关离子浓度表示)。‎ 答案　(1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ/mol ‎(2)①AB　②D　③0.198　C ‎(3)①0.2　②c(Na+)+c(H+)-c(OH-)‎ ‎12.(2016广东珠海摸底,18)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。‎ ‎(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示,根据下图回答下列问题:‎ ‎①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的ΔH　　　0(填“>”或“<”)。 ‎ ‎②一定条件下,将SO2与O2以体积比2∶1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是　　　(填字母序号)。 ‎ a.体系的密度不发生变化 b.SO2与SO3的体积比保持不变 c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化 d.单位时间内转移4 mol电子,同时消耗2 mol SO3‎ e.容器内的气体分子总数不再变化 ‎(2)一定条件下,合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量变化。图2表示在 2 L 的密闭容器中反应时,N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对此平衡的影响。‎ ‎①该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　;升高温度,平衡常数　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎②由图2信息,计算0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=　　　　　　　;从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为　　　　(填“a”“b”“c”或“d”)。 ‎ ‎③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是　　　　点,温度T1　　　T2(填“>”“=”或“<”)。 ‎ 答案　(1)①<　②be ‎(2)①K=　减小 ‎②0.045 mol·(L·min)-1　b　③c　<‎ 考点三　化学平衡的相关计算 ‎13.(2018广东珠海摸底,13)某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示:‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L-1‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ ‎0.020‎ c(CO2)/mol·L-1‎ ‎0.010‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%‎ B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%‎ C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol·L-1‎ D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 答案　C ‎14.(2017四川成都五校联考,21)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(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度 ‎/mol·L-1‎ 物质的平衡 浓度/mol·L-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.该反应的逆反应放热 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　D ‎15.(2016浙江温州十校联合体期中,14)一定条件下合成乙烯的反应为:6H2(g)+2CO2(g) CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法不正确的是(　　)‎ A.该反应的逆反应为吸热反应 B.平衡常数:KM>KN C.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)‎ D.当温度高于250 ℃时,升高温度,催化剂的催化效率降低 答案　C ‎16.(2016北京海淀期中,14)羰基硫(COS)可用作粮食熏蒸剂,可由CO 与H2S 在一定条件下反应制得。在恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g),数据如下表所示:‎ 实验 温度/‎ ‎℃‎ 起始时 平衡时 n(CO)/mol n(H2S)/mol n(COS)/mol n(H2)/mol n(CO)/mol ‎1‎ ‎150‎ ‎10.0‎ ‎10.0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎7.0‎ ‎2‎ ‎150‎ ‎7.0‎ ‎8.0‎ ‎2.0‎ ‎4.5‎ a ‎3‎ ‎400‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎16.0‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.上述反应是吸热反应 B.实验1达平衡时,CO的转化率为70%‎ C.实验2达平衡时,a<7.0‎ D.实验3达平衡后,再充入1.0 mol H2,K值增大,平衡逆向移动 答案　C ‎17.(2018湖南益阳、湘潭调研,18)二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:‎ ‎①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-90.0 kJ·mol-1‎ ‎②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-20.0 kJ·mol-1‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)已知:H2O(l) H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,若由合成气(CO、H2)制备1 mol CH3OCH3(g),且生成H2O(l),其热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)有人模拟该制备原理,500 K时,在2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,5 min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8 mol·L-1,c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,此时CO的转化率为　　　　,用CH3OH表示反应①的速率是　　　mol·L-1·min-1,可逆反应②的平衡常数K2=　　　。 ‎ ‎(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数K2值变小,下列说法正确的是　　　。 ‎ A.平衡向正反应方向移动 B.平衡移动的原因是升高了温度 C.达到新平衡后体系的压强不变 D.容器中CH3OCH3的体积分数减小 ‎(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应①,平衡时CO(g)和H2(g)的转化率如图所示,则a=　　　(填数值)。 ‎ ‎(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为熔融态的碳酸盐(如熔融K2CO3),其中CO2会参与电极反应。工作时正极的电极反应为　 。 ‎ 答案　(1)2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(l)　ΔH=-244.0 kJ·mol-1‎ ‎(2)60%　0.12　1‎ ‎(3)BD ‎(4)2‎ ‎(5)2CO2+O2+4e- 2C ‎18.(2017广东揭阳质检,27)汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一,严重时导致雾霾。‎ ‎(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在固定容积为2 L的密闭容器中通入0.8 mol的NO和0.8 mol的CO,发生上述反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。‎ 据此判断:‎ ‎①该反应的ΔH　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=　　　　　　　。 ‎ ‎③在T1温度下,该反应的平衡常数K=　　　　　　　(填计算结果和单位)。 ‎ ‎(2)直接排放煤燃烧产生的烟气也会引起严重的环境问题。‎ ‎①煤燃烧产生的SO2也是空气污染源,假设用酸性高锰酸钾溶液吸收煤燃烧产生的SO2,该过程中高锰酸根被还原为Mn2+,请写出该过程的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②将燃煤产生的二氧化碳加以回收,可降低碳的排放。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图,据此完成下列问题:‎ a电极名称:　　　　　　(填“正极”或“负极”),b电极的反应式:　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①<　②0.05 mol·L-1·s-1‎ ‎③2.5 L/mol ‎(2)①2Mn+5SO2+2H2O 2Mn2++5S+4H+‎ ‎②负极　CO2+2e-+2H+ HCOOH ‎19.(2016山东滕州十一中期末,28)氨气是一种重要的化工产品,工业上可以按照下图所示流程生产氨气:‎ ‎(1)原料气之一氮气的工业制取方法是　　　　　　　,写出氨气的工业用途(任答一点):　 。 ‎ ‎(2)写出合成塔中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。在冷却塔中对混合气体进行冷却,冷水的入口是　　　　(填“m”或“n”)。 ‎ ‎(3)设备C的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。分离塔中的过程对整个工业合成氨的意义是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),已知1 000 K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过80%,则起始时c(H2O)∶c(CO)不低于　　(精确到小数点后一位)。 ‎ 答案　(1)分离液态空气　作制冷剂或制硝酸或制氮肥 ‎(2)N2+3H2 2NH3　n ‎(3)将生成的液态氨与未反应的原料气分离　提高原料的利用率 ‎(4)5.9‎ B组　2016—2018年模拟·提升题组 ‎(满分70分　时间:30分钟)‎ 一、选择题(每小题6分,共30分)‎ ‎1.(人教选4,二-3-8,变式)将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中,在一定条件下发生反应PCl3(g)+Cl2 (g) PCl5(g),并于10 min时达到平衡。有关数据如下:‎ PCl3(g)‎ Cl2(g)‎ PCl5(g)‎ 初始浓度(mol/L)‎ ‎2.0‎ ‎1.0‎ ‎0‎ 平衡浓度(mol/L)‎ c1‎ c2‎ ‎0.4‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A.10 min内,v(Cl2)=0.04 mol/(L·min)‎ B.升高温度(T10‎ B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1pB D.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正>v逆 答案　D ‎4.(2016广东珠海摸底,15)在密闭容器中进行反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH>0,测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断不正确的是(　　)‎ A.10 min时,改变的外界条件可能是升高温度 B.0~10 min内,v(H2)=0.15 mol·L-1·min-1‎ C.恒温下,缩小容器体积,一段时间内v(逆)>v(正)‎ D.12 min时,反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化 答案　D ‎5.(2016江西红色七校一联,8)可逆反应aA(g)+bB(s) cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)、压强(p)关系如下图,其中正确的是(　　)‎ A.升高温度,平衡向逆反应方向移动 B.使用催化剂,C的物质的量分数增加 C.a>c+d D.根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向 答案　A 二、非选择题(共40分)‎ ‎6.(2018河北武邑中学三调,24)(14分)Ⅰ.硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。‎ ‎(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下;‎ ‎①BaSO4(s)+4C(s) BaS(s)+4CO(g)　ΔH=+571.2 kJ·mol-1‎ ‎②BaS(s) Ba(s)+S(s)　ΔH=+460 kJ·mol-1‎ 已知:③2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-221 kJ·mol-1,则Ba(s)+S(s)+2O2(g) BaSO4(s)　ΔH=　。 ‎ ‎(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2。‎ ‎①阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有S生成,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.乙炔(C2H2)在气焊、气割及有机合成中用途非常广泛,可由电石(CaC2)直接水化法或甲烷在1 500 ℃左右气相裂解法生产。哈斯特研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。‎ ‎(3)T2 ℃,向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4只发生反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)　ΔH,达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应的ΔH　　　0(填“>”或“<”),CH4的平衡转化率为　　　(保留3位有效数字)。上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T ℃,CH4以0.01 mol·L-1·s-1的平均速率增多,经t s后再次达到平衡,平衡时2c(C2H4)=c(CH4),则t=　　　。 ‎ ‎(4)计算反应2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)在图中A点温度时的平衡常数K=　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算:lg≈-1.3)。 ‎ 答案　(1)-1 473.2 kJ·mol-1‎ ‎(2)①SO2+2H2O-2e- S+4H+　②1∶2‎ ‎(3)>　66.7%　5‎ ‎(4)5×104‎ ‎7.(2017山西五校一联,20)(14分)NO2气体对环境有危害,应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。在一定温度时,将0.80 mol的NO2气体充入4 L真空的密闭容器中,每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析,得到的数据如下表所示:‎ 时间(s)‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ n(NO2)/mol ‎0.80‎ n1‎ ‎0.52‎ n3‎ n4‎ n(N2O4)/mol ‎0.00‎ ‎0.10‎ n2‎ ‎0.16‎ ‎0.16‎ ‎(1)在上述条件下,反应从20 s至40 s这一时间段内,NO2的平均反应速率为　　　　mol·L-1·s-1。 ‎ ‎(2)n3　　　　n4(填“<”“>”或“=”),该反应的平衡常数为　　　　(保留小数点后一位)。 ‎ ‎(3)达到平衡后,如向该密闭容器中再充入0.64 mol氦气,并把容器体积扩大为8 L,则平衡将　　　　　　　　(选填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”),其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)若在相同情况下,最初向该容器中充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,起始充入N2O4的物质的量是　　　　mol,假设在80 s时达到平衡,请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。 ‎ ‎(5)取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(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　(1)0.001　(2)=　2.8　(3)向逆反应方向移动　氦气是稀有气体,不参与反应,扩大容器体积的瞬间,c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半,使c(N2O4)/c2(NO2)增大,并大于该温度下的平衡常数K,平衡会向逆反应方向移动(或氦气是惰性气体,不参与反应,扩大容器体积相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动)‎ ‎(4)0.40‎ ‎(5)BD ‎8.(2017广东广州四校联考,27)(12分)一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10.0 mol水蒸气,发生反应:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ/mol,T1温度下不同时段产生O2的量,见下表:‎ 时间/min ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ n(O2)/mol ‎1.0‎ ‎1.6‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎(1)前20 min的反应速率v(H2O)= 　 　 　 　 　 　 　 　。 ‎ ‎(2)该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在T2温度时,K=0.4,T1　　　　T2(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎(4)T1温度下,t1时刻达到平衡时的图像为:‎ 请在图中画出降温至T0后,t0 min达到平衡时的大致图像,并作必要的简单标注。‎ ‎(5)H2可作氢氧燃料电池的反应物质,请写出在酸性介质中,‎ 氢氧燃料电池的负极反应式:　 　 　 　 　 　。 ‎ 答案　(1)0.05 mol/(L·min)‎ ‎(2)K=‎ ‎(3)>‎ ‎(4)‎ ‎(5)H2-2e- 2H+‎ C组　2016—2018年模拟·方法题组 方法1　化学反应速率和化学平衡图像问题的处理方法 ‎1.(2018湖北重点高中联考协作体期中,11)氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应:Cl+3HS 3S+Cl-+3H+。已知该反应的反应速率随c(H+)的增大而加快。如图为用Cl在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图。下列说法中不正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.反应开始时速率增大可能是c(H+)增大所致 B.纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与图中曲线完全重合 C.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内Cl的物质的量的减少量 D.后期反应速率减慢的主要原因是反应物浓度减小 答案　C ‎2.(2017四川成都五校联考,25)在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的 CH4与CO2,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.上述反应的ΔH>0‎ B.压强p1>p2>p3>p4‎ C.1 100 ℃时该反应的平衡常数为64‎ D.压强为p4时,在Y点:v正”“<”或“=”)。 ‎ ‎(4)已知:ΔH1<0。向恒容绝热的容器中加入一定量的S2(l)和Cl2(g),发生反应Ⅰ,5 min 时达到平衡。则3 min时容器内气体压强　　　(填“>”“<”或“=”)5 min时的气体压强。 ‎ ‎(5)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率　　　(填“增大”“减不”或“不变”),理由为　 　 　 　 　 　 　 　。 ‎ 答案　(1)Cl—S—Cl ‎(2)(2b+d-a-c)‎ ‎(3)①BD　B、D两点对应的状态下,用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案也可)　②<‎ ‎(4)<‎ ‎(5)不变　反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响 ‎5.(2016浙江温州十校联合体期中,19)雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:‎ ‎①N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1‎ ‎②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1‎ ‎③CO(g)+1/2O2(g) CO2(g)　ΔH3=c kJ·mol-1‎ ‎④2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH4‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)根据反应①②③,确定反应④中ΔH4=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)对于有气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B),则反应①的Kp=　　　　　　　　　　(用表达式表示)。 ‎ ‎(3)下列情况能说明反应②已达平衡状态的是　　　　　(填编号)。 ‎ A.单位时间内生成1 mol NO2同时消耗了1 mol NO B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变 C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化 D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变 ‎(4)探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到下图所示的曲线。试分析实际化工生产中不采用高压的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中n(NO)/n(CO)的值、温度的关系,得到下图所示的曲线。‎ ‎①在X、Y、Z三点中CO的转化率从大到小的顺序是　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若保持其他条件不变,请在上图中,画出温度为T2(T2Y>X ‎②(变化趋势正确即可)‎ 方法2　判断可逆反应达到化学平衡状态的标志 ‎6.(2018河北衡水中学大联考,16)一定温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密闭容器中,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。5 min时达到平衡,测得反应放热166.6 kJ。下列说法错误的是(　　)‎ A.0~5 min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 mol·L-1·min-1‎ B.的值不变时,该反应达到平衡状态 C.若增大O2的浓度,SO2的转化率增大 D.条件不变,起始向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,平衡时放热小于333.2 kJ 答案　D ‎7.(2017河南八市重点高中二检,11)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)　ΔH<0,利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列对该反应的说法正确的是(　　)‎ A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 B.缩小容器容积,平衡右移,ΔH减小 C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 D.当4v正[Ni(CO)4]=v正(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达平衡 答案　C ‎8.(2017河北保定一模,26)雾霾天气严重影响人们的生活和健康,‎ 其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)将一定量的某PM2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该试样的组成及其浓度如下表:‎ 离子 K+‎ Na+‎ N S N Cl-‎ 浓度(mol/L)‎ ‎4×10-6‎ ‎6×10-6‎ ‎2×10-5‎ ‎4×10-5‎ ‎3×10-5‎ ‎2×10-5‎ 根据表中数据判断该试样的pH=　　　　　　。 ‎ ‎(2)汽车尾气中NOx和CO的生成:已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH>0。恒温、恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是　　　。 ‎ A.混合气体的密度不再变化 B.混合气体的压强不再变化 C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2‎ D.氧气的转化率不再变化 ‎(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:‎ ‎①将煤转化为清洁气体燃料。‎ 已知:H2(g)+1/2O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1 ‎ C(s)+1/2O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 ‎ 写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:　 。 ‎ ‎②洗涤含SO2的烟气。‎ 下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是　　　　　。 ‎ A.浓氨水 B.碳酸氢钠饱和溶液 C.FeCl2饱和溶液 D.酸性CaCl2饱和溶液 ‎(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx,应控制的最佳温度在　　　　K左右。 ‎ ‎(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L 密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1 ℃ 和T2 ℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:‎ ‎　　　物质 温度(℃)　　　‎ 活性灰 NO E F 初始 ‎3.000‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0‎ T1‎ ‎2.960‎ ‎0.020‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ T2‎ ‎2.975‎ ‎0.050‎ ‎0.025‎ ‎0.025‎ ‎①写出NO与活性炭反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎ ②若T1”“<”或“=”)。 ‎ ‎③上述反应T1 ℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为　　　　　　。 ‎ 答案　(1)4　　(2)D ‎(3)①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ· mol-1　②AB ‎(4)NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也可,其他合理说法也可)　870(数值接近即可)‎ ‎(5)①C+2NO CO2+N2　②<　③80%‎ 方法3　化学平衡的相关计算——“三段式”‎ ‎9.(2017江苏四市模拟,15)80 ℃时,NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个容积相同的恒容密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2 min达平衡时,NO2的转化率为50%。下列判断不正确的是(　　)‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(NO2)/mol·L-1‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ c(SO2)/mol·L-1‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ A.平衡时,乙中SO2的转化率大于50%‎ B.当反应达平衡时,丙中c(SO2)是甲中的2倍 C.温度升到90 ℃,上述反应平衡常数为,则正反应为吸热反应 D.其他条件不变,若起始时向容器乙中充入0.10 mol·L-1 NO2和0.20 mol·L-1 SO2,达到平衡时c(NO)与原平衡不同 答案　D ‎10.(2017辽宁铁岭协作体四联,17)已知:3CH4(g)+2N2(g) 3C(s)+4NH3(g)　ΔH>0,在700 ℃,CH4与N2在不同物质的量之比[n(CH4)/n(N2)]时CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.n(CH4)/n(N2)越大,CH4的转化率越高 B.n(CH4)/n(N2)不变时,若升温,NH3的体积分数会增大 C.b点对应的平衡常数比a点的大 D.b点对应的NH3的体积分数约为26%‎ 答案　B ‎11.(2018江西西路片七校一联,21)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,研究甲醇具有重要意义。‎ ‎(1)工业上可用CO2和H2制取甲醇,已知下列反应的能量变化图:‎ 则由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)①某化学研究性学习小组模拟用CO和H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0。在容积为1 L的密闭容器内充入2 mol CO和4 mol H2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计)、保持250 ℃不变发生上述反应,用压力计监测容器内压强的变化如下:‎ 反应时间/min ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ 压强/MPa ‎12.4‎ ‎10.2‎ ‎8.4‎ ‎7.0‎ ‎6.2‎ ‎6.2‎ 则反应从开始到20 min时,以CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=　　　　　　　,该温度下的平衡常数K=　　　;若平衡后增大压强,则K　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎②在恒温恒容的密闭容器中,能判定反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0达到平衡状态的是　　　。 ‎ A.气体的密度保持不变 B.压强保持不变 C.平均摩尔质量保持不变 D.速率v(H2)∶v(CH3OH)=2∶1‎ ‎(3)①如图是用于笔记本电脑的甲醇燃料电池结构示意图,电极c是　　　(填“正”或“负”)极,写出此电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,电解一段时间后,两极收集到相同体积(相同条件)的气体,则整个电解过程转移的电子的数目是　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ‎ 答案　(1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=-50 kJ/mol ‎(2)①0.075 mol/(L·min)　3　不变　②BC ‎(3)①负　CH3OH+H2O-6e- CO2↑+6H+　②0.4NA