2020届高考化学一轮复习（山东专用）　化学反应速率和化学平衡学案

2020届高考化学一轮复习（山东专用）　化学反应速率和化学平衡学案

专题九　化学反应速率和化学平衡 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 内容解读 ‎5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 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 ‎2018课标Ⅲ,28,15分 难 盖斯定律 平衡转化率 平衡常数计算 ‎★★★‎ 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、压强等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律 ‎2016课标Ⅲ,27,15分 难 盖斯定律 化学平衡常数 ‎★★★‎ 化学平衡常数 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 ‎2018课标Ⅰ,28,15分 难 氧化还原反应 化学反应进行的方向 ‎★★★‎ 分析解读　　本专题考点是历年的命题热点,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。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点一　化学反应速率 ‎1.(2017山东临沂一模,6)在Ag+催化作用下,Cr3+被S2O‎8‎‎2-‎氧化为Cr2O‎7‎‎2-‎的机理为:S2O‎8‎‎2-‎+2Ag+ 2SO‎4‎‎2-‎+2Ag2+(慢);2Cr3++6Ag2++7H2O 6Ag++14H++Cr2O‎7‎‎2-‎(快)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.反应速率与Ag+浓度有关 B.Ag2+也是该反应的催化剂 C.Ag+能降低该反应的活化能和焓变 D.v(Cr3+)=v(S2O‎8‎‎2-‎)‎ 答案　A ‎2.(2019届山东青岛期初调研检测,18节选)对于反应SO2(g)+2CO(g) S(l)+2CO2(g),将1 mol SO2和2 mol CO充入体积为1 L的密闭容器中,在533 K和566 K时SO2的转化率随时间变化如图所示:‎ ‎①566 K时SO2的平衡转化率α=　　　　%;平衡常数K566K=　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②保持温度不变,要提高SO2转化率,可采取的措施是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。 ‎ 答案　①40　0.74　②增大压强或增大CO浓度　③大于 ‎3.(2018山东临沂三模,27)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。‎ ‎(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。‎ 已知:CO(g)+NO2(g) NO(g)+CO2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)‎ ‎2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)‎ 若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36 L CO时,放出的热量为　　　　kJ(用含有a和b的代数式表示)。 ‎ ‎(2)在373 K时,向体积为2 L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-57.0 kJ·mol-1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:‎ t/min ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ φ(NO2)‎ ‎1.0‎ ‎0.75‎ ‎0.52‎ ‎0.40‎ ‎0.40‎ ‎①0~20 min内,v(N2O4)=　　　　mol·L-1·min-1。 ‎ ‎②上述反应中,v(NO2)=k1·c2(NO2),v(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373 K时,k1、k2的数学关系式为　　　　　。改变温度至T1时k1=k2,则T1　　　　373 K(填“>”“<”或“=”)。 ‎ ‎(3)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸。25 ℃时,向100 mL 0.1 mol·L-1H2N2O2溶液中加入V mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液。(已知25 ℃时,连二次硝酸的Ka‎1‎=10-7,Ka‎2‎=10-12)‎ ‎①若V=100,则所得溶液中c(H2N2O2)　　　　c(N2O‎2‎‎2-‎)(填“>”“<”或“=”),通过计算解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若V=200,则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)(6a+3b)/80　(2)①2.0×10-3　②k1=60k2　>　(3)①>　反应恰好生成NaHN2O2,Kh(HN2O‎2‎‎-‎)=KWKa‎1‎=‎1‎‎0‎‎-14‎‎1‎‎0‎‎-7‎=10-7>Ka‎2‎=10-12,水解程度大于电离程度　②c(Na+)>c(N2O‎2‎‎2-‎)>c(OH-)>c(HN2O‎2‎‎-‎)>c(H+)‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎1. (2018山东威海模拟,28)碳是自然界中形成化合物种类最多的元素,CO和CO2是碳的最常见氧化物。‎ ‎(1)研究和解决二氧化碳捕集和转化问题是当前科学研究的前沿领域。在太阳能的作用下,缺铁氧化物(Fe0.9O)能分解CO2,其过程如图1所示。过程①的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　。在过程②中每产生0.1 mol O2,转移电子　　　　mol。 ‎ 图1‎ ‎(2)在催化剂作用下,将二氧化碳和氢气混合反应生成甲烷,是目前科学家们正在探索的处理空气中的二氧化碳的方法之一。‎ ‎①已知:‎ 共价键 H—H C—H O—H 键能(kJ·mol-1)‎ ‎745‎ ‎436‎ ‎413‎ ‎463‎ 则CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎②向1 L固定容积的密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g),控制条件(催化剂:铑镁合金、高温T1)使之反应,若测得容器内气体的压强随着时间的变化如图2所示。则4 min时容器内气体的密度为　　　　;温度为T1时,该反应的化学平衡常数为　　　　。若采用2 L固定容积的密闭容器,投料量、催化剂和反应温度均保持不变,则反应重新达到平衡时对应体系内的压强的点是　　　　(填字母)。 ‎ 图2‎ ‎(3)工业合成原料气CO会与设备、管道及催化剂表面的金属铁、镍反应,生成羰基化合物。四羰基镍是热分解法制备高纯镍的原料,也是有机合成中供给一氧化碳的原料,还可作催化剂。Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)　ΔH<0;Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)。如图3所示,在石英真空管的温度为T1的一端,放入少量粗镍和CO(g),一段时间后,在温度为T2的一端可得到纯净的镍。则温度T1　　　　T2(填“>”“<”或“=”),上述反应体系中循环使用的物质为　　　　(填化学式)。 ‎ 图3‎ 答案　(1)10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C　0.4‎ ‎(2)①-270　②52 g·L-1　6.75　D ‎(3)<　CO ‎2.(2018山东日照五月校际联考,28)纳米级Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁记录材料、生物功能材料等诸多领域有重要应用,探究其制备和用途意义重大。‎ ‎(1)还原沉淀法:①用还原剂Na2SO3将一定量可溶性铁盐溶液中三分之一的Fe3+还原,使Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1∶2。②然后在①所得体系中加入氨水,铁元素完全沉淀形成纳米Fe3O4。写出②过程的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。当还原后溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=2∶1时,由下表数据可知,产品磁性最大,可能的原因是　　　　　　　　　。 ‎ c(Fe2+)∶c(Fe3+)‎ 沉淀性状 磁性大小 ‎1∶3‎ 红棕色 ‎92.7%‎ ‎1∶2‎ 棕色 ‎96.5%‎ ‎2∶1‎ 黑色 ‎100%‎ ‎(2)电化学法也可制备纳米级Fe3O4,用面积为4 cm2的不锈钢小球(不含镍、铬)为工作电极,铂丝作阴极,用Na2SO4溶液作为电解液,电解液的pH维持在10左右,电流50 mA。生成Fe3O4的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)已知:H2O(l) H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)　ΔH=+285.5 kJ·mol-1,以太阳能为热源分解Fe3O4,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下,完善以下过程Ⅰ的热化学方程式。‎ 过程Ⅰ:　 。 ‎ 过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+128.9 kJ·mol-1。‎ ‎(4)磁铁矿(Fe3O4)常作冶铁的原料,主要反应为:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g),该反应的ΔH<0,T ℃时,在1 L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各0.5 mol,10 min后反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol·L-1。‎ ‎①T ℃时,10 min内用Fe3O4表示的平均反应速率为　　　　g·min-1。 ‎ ‎②其他条件不变时,该反应在不同温度下,CO2含量随时间的变化φ(CO2)~t曲线如图所示,温度T1、T2、T3由大到小的关系是　　　　,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)Fe2++2Fe3++8NH3·H2O Fe3O4↓+8NH‎4‎‎+‎+4H2O　Fe2+容易被氧化为Fe3+‎ ‎(2)3Fe-8e-+8OH- Fe3O4+4H2O ‎(3)2Fe3O4(s) 6FeO(s)+O2(g)　ΔH=+313.2 kJ·mol-1[或Fe3O4(s) 3FeO(s)+‎1‎‎2‎O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1]‎ ‎(4)①2.32　②T3>T2>T1　其他条件相同时,图像斜率:T3>T2>T1,而温度越高,反应速率越快,所以T3>T2>T1‎ 考点三　化学平衡常数　化学平衡的相关计算 ‎1.(2018山东潍坊一模,28)利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。‎ ‎(1)工业上用炭还原辉铜矿(主要成分是Cu2S),可制取金属铜。‎ 已知反应的热化学方程式如下:‎ C(s)+S2(g) CS2(g)　ΔH1=+150 kJ·mol-1‎ Cu2S(s)+H2(g) 2Cu(s)+H2S(g)　ΔH2=+59.5 kJ·mol-1‎ ‎2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)　ΔH3 =+170 kJ·mol-1‎ 通过计算,可知用炭还原Cu2S 制取金属铜和CS2(g)的热化学方程式为　 。 ‎ ‎(2)为研究反应2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)对上述工业过程的影响,兴趣小组进行如下探究:‎ ‎①向三个体积均为1 L的恒容密闭容器中分别加入1 mol H2S,进行H2S分解实验。不同温度下测得H2S 的转化率与时间的关系如下图所示:‎ T1温度下,0~5 min S2(g)的平均反应速率v(S2)=　　　mol·L-1·min-1,反应平衡常数K=　　　　mol·L-1。温度T1、T2、T3 由高到低的顺序是　　　　。 ‎ ‎②T4温度时,向1 L的恒容密闭容器中加入1.8 mol H2(g)、1.2 mol S2(g),达到平衡后测得S2(g)和H2S(g)的浓度相等,则T4　　　　T1 (填“<”“=”或“>”)。 ‎ ‎(3)T ℃时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O‎4‎‎-‎、C2O‎4‎‎2-‎的物质的量分数(δ)与pH的关系如下图所示:‎ ‎①草酸的电离常数分别为K1与K2,则K‎1‎K‎2‎=　　　　。 ‎ ‎②按投料比n(Na2C2O4)∶n(NaHC2O4)=2∶1配成溶液,下列有关该溶液的叙述正确的是　　　　(填序号)。 ‎ A.该溶液的pH为4.2‎ B.3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O‎4‎‎-‎)+2c(C2O‎4‎‎2-‎)‎ C.3c(Na+)=5[c(HC2O‎4‎‎-‎)+c(C2O‎4‎‎2-‎) +c(H2C2O4)]‎ D.3c(OH-)+c(C2O‎4‎‎2-‎)=3c(H+)+2c(HC2O‎4‎‎-‎)+5c(H2C2O4)‎ 答案　(1)C(s) +2Cu2S(s) 4Cu(s) +CS2(g)　ΔH =+439 kJ·mol-1‎ ‎(2)①0.02　1/160或6.25×10-3　T3>T2>T1　②>‎ ‎(3)①103　②CD ‎2.(2018山东滨州二模,28)碳的化合物在生产、生活和环境保护中应用广泛。‎ Ⅰ.碳氧化合物的综合利用 ‎(1)利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。‎ 已知反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH1=-746 kJ·mol-1‎ 反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)　ΔH2=-1 200 kJ·mol-1‎ 则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 ‎ 在一定条件下,将NO2与CO以体积比1∶2置于恒容密闭容器中发生反应Ⅱ,下列能说明反应达到平衡状态的是　　　　。 ‎ a.体系压强保持不变 b.容器中气体密度保持不变 c.混合气体颜色保持不变 d.NO2与CO的体积比保持不变 ‎(2)工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光气(COCl2),反应方程式为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0。某研究小组在恒温条件下,向2 L恒容容器中加入0.2 mol CO和0.2 mol Cl2,10 min时达到平衡,测得10 min内v(COCl2)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡时n(Cl2)=　　　　mol,设此时CO的转化率为α1,若其他条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时CO的转化率为α2,则α1　　　　α2 (填“>”“=”或“<”)。 ‎ ‎(3)利用“组合转化技术”可将CO2 转化成乙烯,反应方程式为6H2(g)+2CO2(g) CH2CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO2 平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图所示。‎ 下列说法正确的是　　　　。 ‎ a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率 b.250 ℃时,催化剂的催化效率最大 c.M点平衡常数比N点平衡常数大 d.随着温度升高,乙烯的产率增大 Ⅱ.碳氢化合物的综合利用 利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料,甲烷裂解时发生的反应有:2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图所示(气体分压=总压×气体的物质的量分数)。‎ ‎(4)1 725 ℃时,向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4达到平衡,则反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度),CH4生成C2H2 的平衡转化率为　　　　。 ‎ 答案　(1)-227　ac　(2)0.05　<　(3)bc　(4)1.0×107 Pa　62.5%‎ 炼技法 ‎【方法集训】‎ 方法　化学平衡图像类型与解题策略 ‎1.(2018山东聊城三模,28)煤炭燃烧产生的SO2、CO、NO2等造成了严重的大气污染问题。‎ ‎(1)CaO能起到固硫、降低SO2排放量的作用。‎ 已知:①SO2(g)+CaO(s) CaSO3(s)　ΔH=-402 kJ·mol-1‎ ‎②2CaSO3(s)+O2(g) 2CaSO4(s)　ΔH=-234 kJ·mol-1‎ ‎③CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s)　ΔH=+178 kJ·mol-1‎ 则反应2SO2(g)+O2(g)+2CaO(s) 2CaSO4(s)　ΔH =　　　　kJ·mol-1 ‎ 向燃煤中加入CaCO3也可起到固硫作用,若固定2 mol SO2,相应量的煤在相同条件下,燃烧时向环境释放出的热量会减少　　　　kJ。 ‎ ‎(2)利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇,是减少污染的一种新举措,反应原理为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH,在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图甲。‎ 甲 ‎①上述合成甲醇的反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②图甲中A、B、C三点中反应速率最大的是　　　　(填写“A”“B”或“C”)。 ‎ ‎③在300 ℃时,向C点平衡体系中再充入0.25 mol CO,0.5 mol H2和0.25 mol CH3OH,该平衡　　　　　　　　(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 ‎ ‎(3)一定温度下,CO的转化率与起始投料比n(H‎2‎)‎n(CO)‎的变化关系如图乙所示,测得D点氢气的转化率为40%,则x=　　　　。 ‎ 乙 ‎(4)利用原电池原理可将NO2和NH3转化为无污染物质,其装置原理图如图丙所示,则负极反应式为　　　　　　　　　　　。 ‎ 丙 答案　(1) -1 038　356‎ ‎ (2)①放热　升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,正反应放热 ‎②C　③向正反应方向 ‎(3)3　(4)2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O ‎2.(2018山东淄博部分学校二模,27)(1)在一定条件下:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),在两个均为2 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO,CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。‎ ‎①R点平衡常数K=　　　　　　　　。 ‎ ‎②氢碳比x　　　　2.0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③下列能提高CO平衡转化率的措施有　　　　。 ‎ A.使用高效催化剂 B.通入He气体使体系的压强增大 C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度 ‎(2)反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH<0‎ 反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0‎ 氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应Ⅰ和Ⅱ。为分析该催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入 ‎1 mol NH3和2 mol O2,反应关系如图,该催化剂在高温时选择反应　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。520 ℃时,4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=　　　　(只需列出数字计算式)。 ‎ ‎(3)以S2O‎4‎‎2-‎为介质,使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:‎ ‎①阴极区的电极反应式为　　　　　　　　　。 ‎ ‎②NO吸收转化后的主要产物为NH‎4‎‎+‎,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为　　　　mL。 ‎ 答案　(1)①1/3　②>　在其他条件一定时,提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)]有利于提高CO的转化率　③C　(2)Ⅰ　‎0.‎2‎‎2‎×0.‎‎9‎‎6‎‎0.‎4‎‎4‎×1.4‎‎5‎‎3‎　(3)①2SO‎3‎‎2-‎+4H++2e- S2O‎4‎‎2-‎+2H2O ‎②1 344‎ 过专题 ‎【五年高考】‎ A组　山东省卷、课标卷题组 考点一　化学反应速率 ‎1.(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 ‎2.(2018课标Ⅲ,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:‎ ‎2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　　、　　　　　　　。 ‎ ‎③比较a、b处反应速率大小:va　　　　vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的v正v逆=　　　　(保留1位小数)。 ‎ 答案　(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl ‎(2)114‎ ‎(3)①22　0.02‎ ‎②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)‎ ‎③大于　1.3‎ 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎3.(2017课标Ⅱ,27,14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:‎ ‎(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:‎ 反应①的ΔH1为　　　　kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x　　　　0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是　　　(填标号)。‎ A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强 ‎(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是　 。 ‎ ‎(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　;590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 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 ‎4.(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 SO‎4‎‎2-‎ SO‎3‎‎2-‎ 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“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ClO‎2‎‎-‎+2SO‎3‎‎2-‎ 2SO‎4‎‎2-‎+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) SO‎3‎‎2-‎(aq)+H2O(l)　ΔH1‎ ClO-(aq)+SO‎3‎‎2-‎(aq) SO‎4‎‎2-‎(aq)+Cl-(aq)　ΔH2‎ CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO‎4‎‎2-‎(aq)　ΔH3‎ 则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=　　　　　。 ‎ 答案　(1)亚氯酸钠(2分)‎ ‎(2)①4NO+3ClO‎2‎‎-‎+4OH- 4NO‎3‎‎-‎+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)‎ ‎②c‎2‎‎(SO‎4‎‎2-‎)·c(Cl‎-‎)‎c‎2‎‎(SO‎3‎‎2-‎)·c(ClO‎2‎‎-‎)‎(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)‎ ‎5.(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、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)①‎0.108×0.108‎‎0.78‎‎4‎‎2‎(2分)‎ ‎②k正/K　1.95×10-3(每空2分,共4分)‎ ‎③A、E(4分)‎ ‎6.(2014课标Ⅱ,26,13分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)反应的ΔH　　　　0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60 s 时段,反应速率v(N2O4)为　　　　mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)100 ℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。‎ ‎①T　　　　100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②列式计算温度T时反应的平衡常数K2  ‎ ‎  。 ‎ ‎(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是　  ‎ ‎　 。 ‎ 答案　(1)大于　0.001 0　0.36 mol·L-1(1分,2分,2分,共5分)‎ ‎(2)①大于(1分)‎ 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2分)‎ ‎②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.160 mol·L-1‎ c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1‎ K2=‎(0.16mol·‎L‎-1‎‎)‎‎2‎‎0.020mol·‎L‎-1‎=1.3 mol·L-1(3分)‎ ‎(3)逆反应　对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动(每空1分,共2分)‎ ‎7.(2014山东理综,29,17分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:‎ ‎2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g)　K1　ΔH1<0　(Ⅰ)‎ ‎2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)　K2　ΔH2<0　(Ⅱ)‎ ‎(1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=　　　　(用K1、K2表示)。 ‎ ‎(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=　　　　mol,NO的转化率α1=　　　　。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2　　　α1(填“>”“<”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(NO‎3‎‎-‎)、c(NO‎2‎‎-‎)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)‎K‎1‎‎2‎K‎2‎ ‎(2)2.5×10-2　75%　>　不变　升高温度 ‎(3)c(NO‎3‎‎-‎)>c(NO‎2‎‎-‎)>c(CH3COO-)　b、c 考点三　化学平衡常数　化学平衡的相关计算 ‎8.(2018课标Ⅰ,28,15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:‎ ‎(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为　　　　。 ‎ ‎(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:‎ ‎2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)‎ ‎ ‎ ‎　　　　　2N2O4(g)‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,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 kJ·mol-1‎ ‎2NO2(g) N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJ·mol-1‎ 则反应N2O5(g) 2NO2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)的ΔH=　　kJ·mol-1。 ‎ ‎②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN‎2‎O‎5‎(kPa·min-1)。t=62 min时,测得体系中pO‎2‎=2.9 kPa,则此时的pN‎2‎O‎5‎=　　　kPa,v=　　　kPa·min-1。 ‎ ‎③若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)　　　　63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp=　　　kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。 ‎ ‎(3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:‎ 第一步　N2O5 NO2+NO3　　　　　　　快速平衡 第二步　NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应 第三步　NO+NO3 2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是　　　(填标号)。 ‎ A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)‎ B.反应的中间产物只有NO3‎ C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高 答案　(1)O2　(2)①53.1　②30.0　6.0×10-2　③大于　温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高　④13.4‎ ‎(3)AC ‎9.(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)+‎3‎‎2‎H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)　ΔH1‎ H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(l)　ΔH2‎ ‎2As(s)+‎5‎‎2‎O2(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:AsO‎3‎‎3-‎(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) AsO‎4‎‎3-‎(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO‎4‎‎3-‎)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(AsO‎3‎‎3-‎)‎ c.c(AsO‎4‎‎3-‎)/c(AsO‎3‎‎3-‎)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 ‎④‎4‎y‎3‎‎(x-y‎)‎‎2‎(mol·L-1)-1‎ ‎10.(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)+‎3‎‎2‎O2(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　(14分)(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 ‎11.(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)‎2‎y-x　30　<　(2)>　c　加热　减压 ‎(3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)‎ ΔH=-206 kJ·mol-1‎ B组　其他自主命题省(区、市)卷题组 考点一　化学反应速率 ‎1.(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 ‎2.(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=‎‎4(c‎0‎-‎c‎1‎‎)‎‎2‎c‎1‎‎2‎ 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 ‎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　(　　)‎ T/K c/mol·L-1‎ v/m mol·L-1·min-1‎ ‎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 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎5.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量 B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变 D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间 答案　D ‎6.(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 ‎7.(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 ‎8.(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(SO‎4‎‎2-‎)=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 ‎②L1v(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 ‎3.(2012课标,27,15分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。‎ ‎(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为　　　　　; ‎ ‎(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎(4)COCl2的分解反应为COCl2(g) Cl2(g)+CO(g)　ΔH=+108 kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):‎ ‎①计算反应在第8 min时的平衡常数K=　　　　　　; ‎ ‎②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2)　　　　T(8)(填“<”“>”或“=”); ‎ ‎③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=　　　　　　mol·L-1; ‎ ‎④比较产物CO在2—3 min、5—6 min和12—13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2—3)、v(5—6)、v(12—13)表示]的大小　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎⑤比较反应物COCl2在5—6 min和15—16 min时平均反应速率的大小:v(5—6)　　　　v(15—16)(填“<”“>”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O ‎(2)5.52×103 kJ ‎(3)CHCl3+H2O2 HCl+H2O+COCl2‎ ‎(4)①0.234 mol·L-1　②<　③ 0.031‎ ‎④v(5— 6)>v(2—3)=v(12—13)‎ ‎⑤>　在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大 考点二　化学平衡　化学反应进行的方向 ‎4.(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.‎ B.‎ t/℃‎ ‎25‎ ‎50‎ ‎100‎ KW/10-14‎ ‎1.01‎ ‎5.47‎ ‎55.0‎ C.‎ D.‎ c(氨水)/(mol·L-1)‎ ‎0.1‎ ‎0.01‎ pH ‎11.1‎ ‎10.6‎ 答案　C ‎5.(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 ‎6.(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 考点三　化学平衡常数　化学平衡的相关计算 ‎7.(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 HSO‎3‎‎-‎+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c(H‎2‎SO‎3‎)‎c(HSO‎3‎‎-‎)‎将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ 答案　(1)c(TaI‎4‎)·c(S‎2‎)‎c‎2‎‎(I‎2‎)‎　66.7%‎ ‎(2)<　I2‎ ‎(3)淀粉　I2+H2SO3+H2O 4H++2I-+SO‎4‎‎2-‎ ‎(4)1×10-12　增大 ‎8.(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)(pp‎0‎-1)×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=‎(0.094 1mol·‎L‎-1‎‎)‎‎2‎‎0.005 9mol·‎L‎-1‎=1.5 mol·L-1(3分)‎ ‎(3)①0.10×pp‎0‎　0.10×(2-pp‎0‎)(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)‎ ‎【三年模拟】‎ 一、选择题(每小题6分,共12分)‎ ‎1.(2018山东德州期末联考,7)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是(　　)‎ A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应的ΔH<0‎ B.②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像 C.③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线 D.④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强:p1>p2‎ 答案　C ‎2.(2018山东省实验中学第三次诊断,7)T K时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.10 mol COCl2,发生反应COCl2(g) Cl2(g)+CO(g),经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表,下列说法正确的是(　　)‎ t/s ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ n(Cl2)/mol ‎0‎ ‎0.030‎ ‎0.039‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ A.T K时该反应的化学平衡常数为‎1‎‎75‎ B.反应在前2 s的平均速率v(CO)=0.015 mol·L-1·s-1‎ C.保持其他条件不变,升高温度,若新平衡时c(Cl2)=0.038 mol·L-1,则反应的ΔH<0‎ D.平衡后向上述容器中再充入0.10 mol COCl2,平衡正向移动,COCl2的转化率增大 答案　A 二、非选择题(共58分)‎ ‎3.(15分)(2018山东青岛二模,28)化学反应原理研究物质转化过程中的规律,并在生产生活中有广泛的应用。‎ ‎(1)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。‎ 已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ·mol-1‎ ‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ·mol-1‎ CO2(g) C(s)+O2(g)　ΔH=+393.5 kJ·mol-1‎ 则①反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎②在600 K时,将3.0 mol NO、3.6 mol CO通入固定容积3 L的密闭容器中,20 min后,反应达平衡,测得N2的浓度为0.2 mol·L-1,则NO的转化率α=　　　　,反应平衡常数K=　　　　(保留两位有效数字)。 ‎ ‎③若改变下列条件之一,达新平衡时NO的体积分数一定减小的是　　　　(填序号)。 ‎ a.增加CO的量 b.加入催化剂 c.降低温度 d.扩大容器体积 ‎(2)某实验小组在研究“反应条件对化学平衡的影响”时做了如下两个实验。‎ ‎①探究浓度对平衡的影响 已知四氯合钴(Ⅱ)离子(蓝色)与六水合钴(Ⅱ)离子(粉红色)之间存在如下平衡:[CoCl4]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4Cl-。甲同学向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HCl,发现溶液变为　　　　色;‎ 乙同学向溶液中加水,平衡移动方向为　　　　(填“向右”“向左”或“不移动”),说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②运用数字化实验探究压强对平衡的影响 将一收集满干燥NO2的注射器与色度计、电脑连接,推压活塞可得到如下实验曲线。‎ 由图可知:增大压强,该混合气体的颜色变化为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①-746.5　②40%　0.14　③ac ‎(2)①蓝　向右　向溶液加水稀释时,溶液中离子浓度均成比例减少,Qc”“<”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)①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1　②AB ‎(3)消除NO的反应是放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动　850‎ ‎(4)①C+2NO CO2+N2　②<　③80%‎ ‎5.(14分)(2018山东潍坊三模,28)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢气的制备、应用等环节。回答下列问题:‎ ‎(1)氢气的制备 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。其反应过程如图所示。‎ 反应Ⅱ包含两步反应:‎ ‎①H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)　ΔH=+177 kJ/mol ‎②2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=+196 kJ/mol 写出反应Ⅱ的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)氢气的应用 CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)　ΔH,化学平衡常数K=1。‎ 实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。‎ ‎①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为　　　　(保留整数)。 ‎ ‎②T1时,k逆=　　　　(用k正表示)。当升高温度至T2时,k逆=0.9k正,则ΔH　　　　0(填“>”“<"或“=”)。 ‎ ‎③采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,用Sn为阴极、Pt为阳极,KHCO3溶液为电解液进行电解。CO2应通入　　　　区(填“阳极”或“阴极”),其电极反应式为　　　　　　　　。 ‎ ‎④可用NaHCO3代替CO2作为碳源加氢制备甲酸。向反应器中加入NaHCO3水溶液、Al粉、Cu粉,在300 ℃下反应。NaHCO3用量一定时,Al、Cu的用量对碳转化量影响结果如图所示。由图可知,曲线d相对其他三条曲线碳转化量变化不大的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,当碳转化量为30%时所采用的实验条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)　‎ ΔH=550 kJ/mol ‎(2)①20%　②k正　>　③阴极　2CO2+2e-+H2O HCOO-+HCO‎3‎‎-‎ ‎④Al的用量对碳转化量影响较大,曲线d中Al的用量少　‎ ‎150 min,a或180 min,b ‎6.(14分)(2018山东天成第二次大联考,17)利用天然气及化工废气中的硫化氢,不仅可制取氢气并回收单质硫,还可减少对环境的污染。回答下列问题:‎ ‎(1)在一定的条件下,天然气脱硫工艺中会发生以下反应:‎ ‎2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(g)　ΔH1 ‎ ‎4H2S(g)+2SO2(g) 3S2(g)+4H2O(g)　ΔH2 ‎ ‎2H2S(g)+O2(g) 2S(g)+2H2O(g)　ΔH3 ‎ 则相同条件下反应2S(g) S2(g)的ΔH=　　　　(用含ΔH1、ΔH2和ΔH3的代数式表示)。 ‎ ‎(2)硫化氢分解反应2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),在101 kPa时各气体的体积分数与温度的关系如下图所示:‎ ‎①该反应的ΔH　　　　0(填“>”或“<”)。 ‎ ‎②为提高H2S的平衡分解率,除改变温度外,还可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③图中A点时反应的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替浓度,平衡分压=总压×物质的量分数)。 ‎ ‎(3)我国学者发明的一种分解硫化氢制氢并回收硫的装置如下图所示:‎ ‎①该装置中能量转化的方式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若Y极循环液中的电对(A/B)选用I‎3‎‎-‎/I-,装置工作时Y极上的电极反应式为　　　　　　　　　　,Y极溶液中发生的离子反应为　　　　　　　　　　　　;再列举一种可作为Y极循环液常见的电对:　　　　　　　　。 ‎ ‎③该分解H2S制氢的方法主要优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)‎1‎‎3‎(ΔH1+ΔH2)-ΔH3‎ ‎(2)①>　②及时将体系中的产物分离(或其他合理答案)‎ ‎③20.2 kPa ‎(3)①光能转变为化学能和电能　②3I--2e- I‎3‎‎-‎　I‎3‎‎-‎+H2S S↓+2H++ 3I-　Fe3+/Fe2+(或其他合理答案)　③充分利用太阳能且不产生污染(或可在常温下实现,操作容易等合理答案)‎