2017届高三化学第01期好题速递分项解析汇编专题17化学基本理论二化学反应速率化学平衡含解析

专题17 化学基本理论二（化学反应速率、化学平衡）1.【2016届天津市河西区一模】（14分）氮及其化合物在科技、社会生活中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题。（1）已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H=- 67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g) =N2(g)+2H2O(g) H= - 534.0 kJ/mol 2NO2(g) N2O4(g) H=- 52.7 kJ/mol火箭常用N2O4作氧化剂，肼(N2H4)作燃料，请写出气态肼在气态N2O4中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：_。（2）氮的氧化物间的平衡转化如下图所示：A是恒温恒容的容器，B是耐腐蚀、易导热、容积可变的密闭透明气囊。关闭K2，将各l mol NO2通过Kl、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL。可用于判断B中可逆反应2NO2(g) N2O4(g)已经达到平衡的标志是（写出一项）_。容器A中到达平衡所需时间3s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率V(N2O4)=_；平衡常数的值K=_。若此时打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.3a L，则打开K2之前，气球B体积为_L。若原平衡后在A容器中再充入0.6mol N2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数（填写“变大”、“变小”或“不变”）_。（3）以N2、H2为电极反应物、HCl-NH4Cl为电解质溶液，使用新型电极材料，可制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，原理如下图所示：该燃料电池的负极为（填“a或“b）_。电池正极反应式为_。【答案】（14分）（1）2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) H= - 947.6kJ/mol(3分)（2）B的体积不再减小或气体颜色不再变浅（或不再变化）（1分） 1/(15a)mol/(Ls)(2分)；5a/9 (2分)；0.65a (2分)；变小（1分）（3）b(1分) N2+8H+6e-=2NH4+(2分)【解析】考点：考查盖斯定律的的应用、化学反应速率和化学平衡原理的应用及原电池反应原理的应用的知识。2.【2016届湖南六校联考】 (l5分）自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的固定的相关研究获得了不断的发展。(1）下表列举了不同温度下大气固氮的部分平衡常数K值。分析数据可知：大气固氮反应属于_（填“吸热”或“放热”）反应。2260时，向2L密闭容器中充入0.3molN2和0.3molO2，模拟大气固氮反应，达到平衡时，N2的转化率是 （结果保留三位有效数字）。（2）工业固氮的主要形式是：N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g) HbaN点时c（NH3）=0.2mol/L,N点的化学平衡常数K= （结果保留两位小数）。（3）合成氨原料气中的氢气可用天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2 mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是 ，该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是 。（4）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为 。【答案】(共15分，其中第一空1分。其余的每空2分)（1）吸热；33.3% ；（2）200；A； 0.93；（3） CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）H=158KJ/mol ； CO32一CO2+H2O=2HCO3- ；（4）2NH3-6e一6OH=N2+6H2O。【解析】起始 a 3a 0转化 ab 3ab 2ab平衡 a-ab 3a-3ab 2ab根据题意可得2ab (aab+3a3ab+2ab)20%；2ab0.2，所以a=0.3，b=1/3，所以平衡常数K= (2ab)2(aab)(3a3ab)3=25/27=0.93； （3）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得氢气，同时产生CO2，反应中每生成2 mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）H=158KJ/mol；该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，K2CO3、CO2、H2O发生反应产生KHCO3，该反应的离子方程式是CO32一CO2+H2O=2HCO3- ；（4）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为2NH3-6e一6OH=N2+6H2O。考点：考查反应热的判断、热化学方程式的书写、外界条件对化学反应速率、化学平衡移动的影响、原电池反应原理的应用的知识。3【2016届北京朝阳一模】（12 分）氢能是理想的清洁能源，资源丰富。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：（1） 过程：将O2分离出去，目的是提高Fe3O4的。平衡常数K 随温度变化的关系是。在压强p1下， Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ，在图1 中画出 p2 的(Fe3O4) T 曲线示意图。（2） 过程的化学方程式是。（3） 其他条件不变时，过程在不同温度下， H2O的转化率随时间的变化(H2 O) t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是，判断依据是。（4） 科研人员研制出透氧膜(OTM) ，它允许电子、O2同时透过，可实现水连续分解制H2。工作时，CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下：H2O在侧反应（填“ a ”或“ b ”)，在该侧H2O 释放出H2的反应式是。【答案】（1）转化率。随着温度升高，平衡常数K变大。（2）3FeO+H2OFe3O4+H2；（3）T 1T2T3；初始压强相同，浓度相同，图像斜率T 1T2T3，温度越高，反应速率越大，则说明T 1T2T3。 （4）a；H2O + 2e-=H2+O2-。【解析】（2） 过程的化学方程式是反应物为FeO 和H2O，生成物为Fe3O4和H2。根据原子守恒，完成配平方程式可得3FeO+H2OFe3O4+H2；。（3）可以从图像斜率看出速率大小。温度与速率呈现正相关。由于斜率T 1T2T3，斜率越大，反应速率越快，物质的转化率就越大，所以温度高低关系是T 1T2T3 。（4）本实验利用水制取氢气，H2O得电子生成H2和O2-，O2-通过OTM 进入b 侧，所以H2O在a 侧，反应方程为H2O + 2e-=H2+O2-。考点：考查化学反应速率、化学平衡及原电池反应原理的应用的知识。4.【2016届河南省八市重点4月模拟】 (14分）氨分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池，这是极具吸引力的燃料电池供氢方法。 (l）已知：1molH一H键、lmo1N一H键、1molNN 键断裂时分别需要吸收436kJ、39IkJ、946kJ的能量，则氨分解反应2NH3(g) N2 (g) + 3H2(g)的焓变H 。(2）向体积均为2L的容器A和B中同时分别充入2molNH3（两容器装有催化剂）发生上述反应。在反应过程中，A 保持温度和容积不变；B 保持温度和压强不变。反应2分钟后，A容器内压强变为原来的1.2倍，则2分钟内用氨气表示的平均反应速率为 mol/（L.min）。右图为A容器中NH3的转化率随时间变化的(NH3）一t曲线，请在图中画出B容器中相应（NH3）一t 曲线的示意图，并简要说明理由 。 （3）利用右图实验装置可以合成氨，钯电极B 的电极反应式为 。 (4）室温时，将c mol/L HF溶液与0.01 mol/L NaOH 溶液等体积混合，反应后溶液呈中性，则HF的电离常数K= （请用含c的代数式表示）.（5）肼（N2H4）的性质类似于NH3 ，可与水反应生成一种二元弱碱N2H42H2O，其水溶液显示碱性的原因是 （用电离方程式表示）。【答案】（14分）（1）+92kJ/mol（2分）（2）0.1（2分） （2分） B容器体积增大，反应过程中压强较A小，反应速率慢， 平衡正向移动，NH3转化率大（2分）（3）N2+6H+6e-=2NH3 （2分） ；（4）（2分）（5）N2H42H2O N2H5H2O+OH-（2分）。【解析】容器中相应（NH3）一t 曲线的示意图；（3）根据图示可知在钯电极B上N2获得电子，与H+结合形成NH3，反应的电极式是N2+6H+6e-=2NH3；(4）室温时，将c mol/L HF溶液与0.01 mol/L NaOH 溶液等体积混合，反应后溶液呈中性，根据电荷守恒可得：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-)，由于溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，所以c(F-)=c(Na+)=0.005mol/L，c(HF)=(c-0.01)/2mol/L，则HF的电离常数K=；（5）肼（N2H4）的性质类似于NH3 ，可与水反应生成一种二元弱碱N2H42H2O，其水溶液显示碱性的原因是N2H42H2O N2H5H2O+OH-。考点：考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、外界条件对化学平衡移动的影响及弱电解质的电离平衡常数的计算和电离方程式的书写的知识。5.【2016届唐山二模】（14分）目前人们对环境保护、新能源开发很重视。（1）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体转化为无毒气体。4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g) H-1200 kJmol-1对于该反应，温度不同（T2T1）、其他条件相同时，下列图像正确的是 （填代号）。（2）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) H在T1时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：时间/min浓度/(mol/L) 01020304050NO1.00.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36根据图表数据分析T1时，该反应在0-20min的平均反应速率v（CO2）= ；计算该反应的平衡常数K= 。30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是 （填字母代号）。A加入一定量的活性炭 B通入一定量的NO C适当缩小容器的体积 D加入合适的催化剂若30min后升高温度至T2，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则达到新平衡时NO的转化率 （填“升高”或“降低”），H 0（填“”或“”）.（3）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素化学式为CO(NH2)2。已知：2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s） H= -l59.5kJ/molNH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O（g） H= +116.5kJ/molH2O（l）=H2O（g） H=+44.0kJ/mol写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。（4）一种氨燃料电池，使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O；请写出通入a气体一极的电极反应式为 ；每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。【答案】（14分）（除标明外每空2分）（1）乙（1分）；（2）0.015 molL1 min1 （1分）； 056 （或9/16）bc ；降低（1分）； O。常温下，在2 L的密闭容器中通入4 mol CH4气体和6 mol CO2气体发生反应，5min后达到平衡，测得CO气体的浓度为0.1 molL-1。平衡时，该反应的平均反应速率v(CO2)= molL-1min-1。在不改变反应混合物用量的前提下，为了提高CH4气体的转化率，可采取的措施是 。（3）电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3)，装置如下图1所示，写出复合膜电极的电极反应式 。 （4）在K3Fe(C2O4)3溶液中存在：Fe(C2O4)33-Fe3+3C2O42-，常温下，该溶液中Fe(C2O4)33-的浓度与温度的关系如上图2所示，则A点的c(Fe3+) B点的c(Fe3+) (填“”或“=”)；草酸是一种温和的还原剂，其他条件不变，向K3Fe(C2O4)3溶液中加入少量KMnO4固体，Fe3+的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】（14分）（1）K=c(H2O)c(CO)c(CO2)（ 1分）； AB（2分） （2）0.01（2分） 升高温度或增大容器的体积（减小压强）（2分） （3）H2C2O4+2H+2e=H2C2O3+H2O(3分 ) （4）（2分） ；增大（2分）【解析】（2） CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）HO起始（mol）4 6 0 0变化（mol）0.110.110.120.12 平衡（mol）3.95.9 0.120.12 平衡时，该反应的平均反应速率v（CO2）=0.1/2/5=0.01molL-1min-1。反应CH4（g）+CO2（g）考点：化学平衡状态的判断，原电池和电解池的工作原理，反应速率的定量表示方法，化学平衡的影响因素23