浙江版2021高考化学一轮复习专题八化学反应速率和化学平衡精练含解析
专题八 化学反应速率和化学平衡
【考情探究】
考点
考纲内容
考试
要求
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)化学反应速率的概念、定量表示方法及其简单计算
b
2018浙江4月选考,22,2分
中
化学平衡状
态的判断
★★★☆☆
(2)影响化学反应速率的因素,控制反应条件在生产和科学研究中的作用
b
2019浙江4月选考,22,2分
中
油脂的水解
★★★☆☆
(3)活化分子、活化能、有效碰撞的概念
a
★☆☆☆☆
(4)碰撞理论
b
2016浙江10月选考,30,10分
难
电解原理
及其应用
★☆☆☆☆
化学反应的方向与化学平衡
(1)化学反应的限度
b
☆☆☆☆☆
(2)化学平衡的概念、化学平衡状态的特征
b
2019浙江4月选考,17,2分
中
★★★★★
(3)化学平衡常数、反应物的转化率
b
2017浙江4月选考,30,10分
难
反应条件
的控制
★★★☆☆
(4)化学平衡常数与反应限度、转化率的关系
c
★☆☆☆☆
(5)化学平衡移动的概念
a
★☆☆☆☆
(6)影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断
b
2017浙江11月选考,30,10分
难
化学反应中
能量的变化
★★★★★
(7)用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件
c
2018浙江4月选考,30,10分
难
电解原理
及其应用
★☆☆☆☆
(8)自发反应的概念
a
☆☆☆☆☆
(9)熵变的概念
a
☆☆☆☆☆
(10)用熵变、焓变判断化学反应的方向
c
2016浙江10月选考,30,10分
难
碰撞理论,电
解原理及
其应用
★★★☆☆
分析解读 本专题通常以选择题的形式考查两个知识点:①化学反应速率的简单计算及影响化学反应速率的因素;②化学平衡状态的特征,难度不大。加试题通常以填空题的形式与反应热、电化学、弱电解质的电离平衡等结合在一起进行考查,涉及的知识点有:①化学反应方向的判断;②根据表格中的数据计算反应速率或外界条件对反应速率的影响;③结合图像考查平衡常数的相关计算及平衡移动原理的应用,试题综合性强,难度通常较大。预计今后本专题高考仍会结合图像、表格等综合考查反应速率和化学平衡。
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【真题探秘】
破考点 练考向
【考点集训】
考点一 化学反应速率
1.(2020届舟山中学复习检测,5)一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0,若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是( )
A.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1
B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s
C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
答案 D
2.(2020届金华一中单元检测,12)在50 mL过氧化氢溶液中加入1 g MnO2粉末,标准状况下放出气体的体积和反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,实验放出一半气体所需的时间为1 min
B.A、B、C、D各点反应速率中A点最慢,D点最快
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C.0~2 min内产生O2的平均反应速率为22.5 mL·min-1
D.本实验中影响反应速率的因素只有催化剂和H2O2的浓度
答案 D
3.(2019金华永康一中单元检测,8)实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来加快反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的锌片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。
反应瓶
试剂
甲
乙
丙
丁
4 mol·L-1稀硫酸/mL
20
V1
V2
V3
饱和CuSO4溶液/mL
0
2.5
V4
10
H2O/mL
V5
V6
8
0
收集气体所需时间/s
t1
t2
t3
t4
下列说法正确的是( )
A.t1
0),某温度下,向2 L的密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:
时间/s
0
500
1 000
1 500
n(N2O5)/mol
10.0
7.0
5.0
5.0
下列说法正确的是( )
A.在500 s内,N2O5分解速率为6×10-3 mol·L-1·s-1
B.在1 000 s时,反应恰好达到平衡
C.在1 000 s内,反应吸收的热量为2.5Q kJ
D.在1 500 s时,N2O5的正反应速率等于NO2的逆反应速率
答案 C
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6.(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
7.(2019课标Ⅲ,28节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300 ℃) K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400 ℃)= (列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是 。(写出2种)
答案 (1)大于 (0.42)2×(0.42)2(1-0.84)4×(1-0.21)c0 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低
(2)-116
(3)增加反应体系压强、及时除去产物
【方法集训】
方法1 化学平衡状态的判断方法
1.(2020届宁波余姚中学检测,6)在恒容密闭容器中,可以作为反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)达到平衡状态标志的是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
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②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③混合气体的颜色不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑥混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定
⑦混合气体的总压强保持恒定
A.①③⑤⑦
B.②④⑤
C.①③④
D.①②③④⑤
答案 A
2.(2020届衢州二中单元测试,8)一定条件下,0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后,X与Y的物质的量之比仍为1∶1
B.达到平衡时,反应放出0.1a kJ的热量
C.达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,Z的正反应速率将不发生变化
D.X的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡
答案 C
3.(2019宁波镇海中学选考模拟,12)一定温度下,在2 L的密闭容器中发生反应:xA(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,A、C的物质的量随时间变化的关系如表所示。下列有关说法正确的是( )
时间/min
n(A)/mol
n(C)/mol
0
0.3
0
1
0.15
0.15
2
0.1
0.2
3
0.1
0.2
A.x=1
B.反应开始2 min内,用B表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
C.反应进行到1 min时,反应体系达到化学平衡状态
D.A的正反应速率等于C的逆反应速率时,反应体系达到化学平衡状态
答案 D
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方法2 化学反应速率和化学平衡图像的分析方法
4.(2020届宁波效实中学测试,14)已知反应:CH2 CHCH3(g)+Cl2(g) CH2 CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按ω=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、ω的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。
则下列说法中错误的是( )
A.图甲中,ω2>1
B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数
C.温度为T1、ω=2时,Cl2的转化率为50%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将增大
答案 C
5.(2020届绍兴一中测试,15)一定条件下,向恒容密闭容器中充入一定量的NH3,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)达到平衡时,N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点时,NH3的转化率为25% B.达到平衡时,2v正(NH3)=3v逆(H2)
C.b、c两点对应的平衡常数:Kb>Kc D.压强:p1>p2
答案 A
6.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:v(a)>v(c) v(b)>v(d)
C.平衡常数:K(a)>K(c) K(b)=K(d)
D.平均摩尔质量:M(a)M(d)
答案 C
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【五年高考】
A组 自主命题·浙江卷题组
考点一 化学反应速率
1.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是( )
A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快
B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快
C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解
D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解
答案 D
2.(2018浙江11月选考,22,2分)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197.8 kJ·mol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表:
温度/K
压强/(105Pa)
1.01
5.07
10.1
25.3
50.7
673
99.2
99.6
99.7
99.8
99.9
723
97.5
98.9
99.2
99.5
99.6
773
93.5
96.9
97.8
98.6
99.0
下列说法不正确的是( )
A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大
B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等
C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高
答案 B
3.(2017浙江4月选考,21,2分)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,Ⅰ 中M的分解速率为0.015 mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
答案 D
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4.(2016浙江10月选考,21,2分)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是( )
A.25 ℃时,在10~30 min内,R的平均分解速率为 0.030 mol·L-1·min-1
B.对比30 ℃和10 ℃曲线,在50 min时,R的分解百分率相等
C.对比30 ℃和25 ℃曲线,在0~50 min内,能说明R的平均分解速率随温度升高而增大
D.对比30 ℃和10 ℃曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大
答案 D
5.(2016浙江4月选考,18,2分)X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中,反应 10 min,测得Y的物质的量为 2.4 mol。下列说法正确的是( )
A.10 min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
B.第10 min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
C.10 min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z
D.10 min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
答案 C
6.(2015浙江10月选考,20,2分)某温度时,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反应2 s后,NO的浓度减少了
0.06 mol·L-1,则以O2表示该时段的化学反应速率是( )
A.0.03 mol·L-1·s-1 B.0.015 mol·L-1·s-1
C.0.12 mol·L-1·s-1 D.0.06 mol·L-1·s-1
答案 B
考点二 化学反应的方向与化学平衡
7.(2019浙江4月选考,20,2分)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是 ( )
A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积
B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少
C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq)
D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中CO32-浓度增大
答案 D
8.(2018浙江11月选考,14,2分)已知X(g)+3Y(g) 2W(g)+M(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1 mol X(g)与1 mol Y(g),下列说法正确的是( )
A.充分反应后,放出热量为a kJ
B.当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为1∶2
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C.当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡
D.若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
答案 C
9.(2018浙江4月选考,22,2分)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×105 Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2 830
90
25
510
5 760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
根据表中数据,下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105 Pa、90 ℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡
D.若进入反应塔的混合气体为a mol,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mol·s-1
答案 D
10.(2017浙江11月选考,16,2分)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。起始反应物为N2和H2,物质的量之比为1∶3,且总物质的量不变,在不同压强和温度下,反应达到平衡时,体系中NH3 的物质的量分数如下表:
温度
物质的量分数
压强
400 ℃
450 ℃
500 ℃
600 ℃
20 MPa
0.387
0.274
0.189
0.088
30 MPa
0.478
0.359
0.260
0.129
下列说法正确的是( )
A.体系中NH3的物质的量分数越大,则正反应速率越大
B.反应达到平衡时,N2和H2的转化率之比均为1
C.反应达到平衡时,放出的热量均为92.4 kJ
D.600 ℃、30 MPa下反应达到平衡时,生成NH3的物质的量最多
答案 B
11.(2017浙江4月选考,12,2分)已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol
B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化
C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJ
D.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
答案 D
12.(2016浙江10月选考,12,2分)在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是( )
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A.反应放出a kJ热量
B.X和Y的物质的量之比为1∶2
C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
答案 C
13.(2016浙江4月选考,12,2分)可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )
A.正反应速率等于逆反应速率
B.反应物和生成物浓度不再发生变化
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.正、逆反应速率都为零
答案 D
14.2018年是合成氨工业先驱哈伯(F·Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:
12N2(g)+ 32H2(g) NH3(g) ΔH(298 K)=-46.2 kJ·mol-1
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:N2(g) 2N*;H2(g) 2H*
表面反应:N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2*+H* NH3*
脱附:NH3* NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。请回答:
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)标准平衡常数KӨ=pNH3/pӨ(pN2/pӨ)0.5(pH2/pӨ)1.5,其中pӨ为标准压强(1×105Pa),pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压,如pNH3=xNH3p,p为平衡总压,xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1∶3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为ω,则KӨ= (用含ω的最简式表示)。
②下图中可以示意标准平衡常数KӨ随温度T变化趋势的是 。
(3)实际生产中,常用工艺条件:Fe作催化剂,控制温度773 K,压强3.0×107 Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。
- 15 -
①分析说明原料气中N2过量的理由 。
②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是 。
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制温度(773 K)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
E.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究K2FeO4的合成,其原理如图2所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4。
图2
(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式: 。
(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-): 。
答案 (10分)(一)(1)AD (2)①4ω(2-ω)33(1-ω)2 ②A
(3)①原料气中N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率,N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率 ②ADE
(二)(1)2Fe3++3ClO-+10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O
[或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O]
(2)Fe3++8OH--3e- FeO42-+4H2O
[或Fe(OH)3+5OH--3e- FeO42-+4H2O]
15.(2018浙江4月选考,30,10分)【加试题】(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图1所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是 (填“a”“b”“c”或“d”)。
图1
(2)写出电池总反应 。
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-2.7 kJ·mol-1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:
- 15 -
纯物质
沸点/℃
恒沸混合物(质量分数)
沸点/℃
乙醇
78.3
乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)
70.4
乙酸
117.9
乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)
71.8
乙酸乙酯
77.1
乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)
70.2
请完成:
(1)关于该反应,下列说法不合理的是 。
A.反应体系中硫酸有催化作用
B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应的ΔS等于零
C.因为反应的ΔH接近于零,所以温度变化对平衡转化率的影响大
D.因为反应前后都是液态物质,所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y= ;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。
图2
(3)工业上多采用乙酸过量的方法,将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110 ℃左右发生酯化反应并回流,直到塔顶温度达到70~71 ℃,开始从塔顶出料,控制乙酸过量的作用有 。
(4)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法,下列推测合理的是 。
图3
A.反应温度不宜超过300 ℃
B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率
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C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
答案 (10分)(一)(1)d(1分)
(2)2(CH3)4NCl+2H2O 2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑(1分)
(二)(1)BC(2分)
(2)0.67或67%(1分)
(2分)
(3)提高乙醇转化率;有利于后续产物分离(1分)
(4)ACD(2分)
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
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
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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
考点二 化学反应的方向与化学平衡
4.(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
5.(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n(H2O)n(CH4)=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n(H2O)n(CH4)=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
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6.(2019课标Ⅰ,28,14分)水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。
A.<0.25 B.0.25 C.0.25~0.50 D.0.50 E.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式 。
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率
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