北京市2019版高考化学 专题八 化学反应速率和化学平衡课件.ppt

专题八化学反应速率和化学平衡 高考化学 北京市专用 考点一化学反应速率A组自主命题 北京卷题组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 五年高考 答案A抗氧化剂是防止食品氧化变质的添加剂 使用目的是延缓食品的变质 解题关键明确使用各种食品添加剂的目的 评析本题考查化学与生活方面的知识 属于了解层次的试题 难度较小 2 2014北京理综 12 6分 一定温度下 10mL0 40mol LH2O2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 下列叙述不正确的是 溶液体积变化忽略不计 A 0 6min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min B 6 10min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min C 反应至6min时 c H2O2 0 30mol LD 反应至6min时 H2O2分解了50 答案CA项 0 6min内 产生n O2 1 10 3mol 消耗n H2O2 2 10 3mol 则v H2O2 3 3 10 2mol L min 故A项正确 B项 依照A项解题步骤 可知B项正确 C项 反应至6min时 消耗n H2O2 为2 10 3mol 剩余c H2O2 0 20mol L 故C项不正确 D项 反应至6min时 消耗n H2O2 为2 10 3mol 占起始物质的量的50 故D项正确 解题关键本题以过氧化氢的催化分解实验为情境 考查了化学反应速率的相关计算 易错警示计算化学反应速率时 注意不能忽略体积而用物质的量的变化量除以时间 不能用固体或纯液体表示化学反应速率 3 2018北京理综 27节选 近年来 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储 过程如下 3 I 可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂 可能的催化过程如下 将 补充完整 SO2 4I 4H S 2I2 2H2O I2 2H2O 2I 4 探究 反应速率与SO2歧化反应速率的关系 实验如下 分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中 密闭放置观察现象 已知 I2易溶解在KI溶液中 B是A的对比实验 则a 比较A B C 可得出的结论是 实验表明 SO2的歧化反应速率D A 结合 反应速率解释原因 B是A的对比实验 则a 比较A B C 可得出的结论是 实验表明 SO2的歧化反应速率D A 结合 反应速率解释原因 答案 3 SO2S4H 4 0 4 I 是SO2歧化反应的催化剂 H 单独存在时不具有催化作用 但H 可以加快歧化反应速率 反应 比 快 D中由反应 产生的H 使反应 加快 解析 3 催化剂在反应前后质量和化学性质保持不变 在 中I 被氧化为I2 则在 中I2应该被SO2还原为I 结合原子守恒 得失电子守恒 电荷守恒可配平反应 的离子方程式 4 B是A的对比实验 B中加入0 2mol L 1的H2SO4 A中不加H2SO4 所以KI的浓度应该与A相同 即a 0 4 比较A B C可知 有H2SO4和KI时 SO2歧化反应速率较只有KI时快 只有H2SO4 无KI时不发生歧化反应 所以可得出的结论为酸性增强 I 催化SO2歧化反应速率提高 规律总结Fe3 催化H2O2分解与I 催化SO2歧化反应相似 Fe3 催化H2O2分解的过程为 2Fe3 H2O2O2 2Fe2 2H 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 4 2018江苏单科 10 2分 下列说法正确的是 A 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B 反应4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s 常温下可自发进行 该反应为吸热反应C 3molH2与1molN2混合反应生成NH3 转移电子的数目小于6 6 02 1023D 在酶催化淀粉水解反应中 温度越高淀粉水解速率越快 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案C氢氧燃料电池放电过程中 化学能除转化为电能外 还有热能的产生 A错误 4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s 是一个熵减反应 而该反应常温下能自发进行 则该反应必为放热反应 B错误 N2与H2合成NH3的反应为可逆反应 故3molH2与1molN2不能完全转化为NH3 转移电子的数目小于6 6 02 1023 C正确 酶的活性与温度有关 温度过高 使酶失去生理活性 D错误 5 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本题考查学生依据影响化学反应速率的因素识图的能力 A项 从图甲看出 相同时间内 起始c H2O2 越大 H2O2的浓度变化量越大 即分解速率越快 错误 B项 从图乙看出 NaOH溶液浓度越大 即pH越大 H2O2分解速率越快 错误 C项 从图丙看出 0 1mol L 1NaOH与1 0mol L 1NaOH所示曲线相比 0 1mol L 1NaOH对应曲线表示的H2O2分解速率快 错误 D项正确 6 2014课标 9 6分 已知分解1molH2O2放出热量98kJ 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98kJ mol 1D v H2O2 v H2O v O2 答案A由于反应速率由慢反应决定 故I 浓度越大 反应速率越快 A正确 IO 为中间产物 不是催化剂 B错误 活化能不是反应热 反应热是正 逆反应活化能的差值 C错误 D错误 7 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 1C 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依据题中图示 可看出T1 T2 由于T1时X的平衡浓度大 可推出该反应为放热反应 A项 M点与W点比较 X的转化量前者小于后者 故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量 A项错误 B项 2v Y v X mol L 1 min 1 B项错误 C项 T1 T2 温度越高 反应速率越大 M点的正反应速率 W点的正反应速率 而W点的正反应速率 W点的逆反应速率 N点的逆反应速率 C项正确 D项 恒容时充入X 压强增大 平衡正向移动 X的转化率增大 D项错误 8 2018课标 28节选 三氯氢硅 SiHCl3 是制备硅烷 多晶硅的重要原料 回答下列问题 3 对于反应2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H1 48kJ mol 1 采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂 在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示 343K时反应的平衡转化率 平衡常数K343K 保留2位小数 在343K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 比较a b处反应速率大小 vavb 填 大于 小于 或 等于 反应速率v v正 v逆 k正 k逆 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 保留1位小数 答案 3 220 02 及时移去产物改进催化剂提高反应物压强 浓度 大于1 3 解析 3 反应2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H1 48kJ mol 1 由于 H1 0 升高温度 化学平衡正向移动 SiHCl3的转化率增大 故曲线a表示343K 观察图像知 343K时反应的平衡转化率为22 设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c 列出 三段式 2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g 起始c00变化0 22c0 11c0 11c平衡0 78c0 11c0 11c故K343K 0 02 已知2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H1 48kJ mol 1 该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应 故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物 要缩短反应达到平衡的时间 可采取的措施有提高反应物压强 浓度 和改进催化剂等 a b处SiHCl3的转化率相等 但a处温度比b处高 故va大于vb 依据题意知v正 k正 v逆 k逆 由平衡时v正 v逆知 0 02 对于a处 列出 三段式 计算知 0 8 0 1 0 1 故a处 1 3 疑难点拨 3 根据已知表达式表示出v正和v逆 利用达到化学平衡时v正 v逆计算出 然后结合 三段式 即可求出 9 2015课标 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 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ 151kJ的能量 则1molHI 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716K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 根据上述实验结果 该反应的平衡常数K的计算式为 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 0027min 1 在t 40min时 v正 min 1 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 1 MnSO4 或Mn2 1分 2 4 7 10 7 2分 3 299 2分 4 2分 k正 K1 95 10 3 每空2分 共4分 A E 4分 解析 1 MnO2在酸性条件下可把I 氧化为I2 自身被还原为Mn2 即还原产物为MnSO4 2 当AgCl开始沉淀时 AgI已经沉淀完全 此时溶液中 4 7 10 7 3 设1molHI g 分子中化学键断裂吸收的能量为xkJ 由反应热与键能的关系可知 2x 436 151 11 解得x 299 故1molHI g 分子中化学键断裂时需吸收的能量为299kJ 4 观察表中数据知 120min时反应达到平衡 此时x HI 0 784 x H2 x I2 1 0 784 0 108 故反应的平衡常数K的计算式为 由于v正 k正x2 HI v逆 k逆x H2 x I2 K 当达到平衡状态时 v正 v逆 即k逆 在t 40min时 x HI 0 85 v正 k正 x2 HI 0 0027min 1 0 852 1 95 10 3min 1 反应2HI g H2 g I2 g 是吸热反应 升高温度 反应速率加快 平衡正向移动 x HI 减小 x H2 增大 观察图像知 对应的点分别为A和E 评析本题主要考查氧化还原反应 反应热的计算 沉淀溶解平衡的相关知识 以信息给予的形式综合考查化学平衡理论 10 2015海南单科 8 4分 10mL浓度为1mol 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 A K2SO4B CH3COONaC CuSO4D Na2CO3 C组教师专用题组 答案AB若加入物质使反应速率降低 则溶液中的氢离子浓度减小 要不影响氢气的生成量 则氢离子的总物质的量不变 A项 加入硫酸钾溶液 对盐酸产生稀释作用 氢离子浓度减小 但H 的物质的量不变 B项 醋酸钠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最终完全电离 故H 物质的量不变 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 D项 加入碳酸钠溶液 Na2CO3会与盐酸反应 使溶液中的氢离子的物质的量减少 生成氢气的量减少 11 2014天津理综 3 6分 运用相关化学知识进行判断 下列结论的是 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DA项 H T S0 所以只有 S 0才有可能使 H T S 0 D项 常温下 Fe遇浓硫酸会发生钝化 加热条件下二者反应的还原产物为SO2 没有H2生成 D项错误 12 2014江苏单科 11 4分 下列有关说法正确的是 A 若在海轮外壳上附着一些铜块 则可以减缓海轮外壳的腐蚀B 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 在常温下能自发进行 则该反应的 H 0C 加热0 1mol L 1Na2CO3溶液 C的水解程度和溶液的pH均增大D 对于乙酸与乙醇的酯化反应 H 0 加入少量浓硫酸并加热 该反应的反应速率和平衡常数均增大 答案CA项 若在海轮外壳上附着一些铜块 则Fe Cu和海水构成原电池 海轮外壳腐蚀更快 A项错误 B项 该反应是熵减的反应 S 0 要在常温下自发进行 则 H 0 B项错误 加热会促进C水解 c OH 增大 pH增大 C项正确 D项 酯化反应是放热反应 加热会加快反应速率 但化学平衡向逆向移动 平衡常数减小 D项错误 13 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 020mol L 1的NaHSO3溶液 含少量淀粉 10 0mL KIO3 过量 酸性溶液40 0mL混合 记录10 55 间溶液变蓝时间 55 时未观察到溶液变蓝 实验结果如下图 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 5mol 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由图可知 A项正确 图中b c两点对应的温度不同 故NaHSO3的反应速率也不同 B项错误 a点NaHSO3的反应速率为v mol L 1 s 1 5 0 10 5mol L 1 s 1 C项正确 由题干信息可知 温度高于40 时不宜用淀粉作指示剂 D项正确 考点二化学平衡A组自主命题 北京卷题组1 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 C D 答案C2NO2 g N2O4 g H0 升高温度 平衡正向移动 KW c H c OH 增大 B项能用平衡移动原理解释 分解反应2H2O2O2 2H2O不是可逆反应 不存在化学平衡 C项不能用平衡移动原理解释 在氨水中存在电离平衡NH3 H2ON OH 稀释时平衡正向移动 所以 浓度变化10倍 pH变化小于1 D项能用平衡移动原理解释 审题技巧凡是涉及平衡移动的问题都可以用平衡移动原理解释 思路分析MnO2作催化剂加快过氧化氢分解 与平衡移动无关 2 2018天津理综 5 6分 室温下 向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸 溶液中发生反应 C2H5OH HBrC2H5Br 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C2H5BrC 若反应物均增大至2mol 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 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案D本题考查化学平衡的影响因素 加入NaOH会中和HBr 平衡逆向移动 乙醇的物质的量增大 A正确 增大HBr浓度 平衡正向移动 有利于生成C2H5Br B正确 只要投料比符合化学计量数之比 两种反应物平衡转化率之比始终是1 1 C正确 若起始温度提高至60 则反应生成的C2H5Br会被及时蒸出 反应很难建立平衡 D错误 解题关键注意C2H5Br的沸点为38 4 60 时C2H5Br为气体 3 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本题考查化学平衡的相关知识 增加c CO 平衡正向移动 但由于反应温度不变 故平衡常数不变 A错 第一阶段的目的是得到气态Ni CO 4 因为Ni CO 4的沸点为42 2 故反应温度选择50 B正确 根据题给平衡常数知230 时反应Ni CO 4 g Ni s 4CO g 的平衡常数为5 104 故第二阶段Ni CO 4分解率较高 C错 反应达到平衡时 4v生成 Ni CO 4 v生成 CO D错 易混易错平衡发生移动时 平衡常数不一定发生变化 只有温度改变才能引起平衡常数的变化 4 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 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 H 0B 图中Z的大小为a 3 bC 图中X点对应的平衡混合物中 3D 温度不变时 图中X点对应的平衡在加压后 CH4 减小 答案AA项 根据图像可知 温度升高 CH4 减小 说明平衡右移 则正反应是吸热反应 该反应的焓变 H 0 故正确 B项 温度一定时 Z增大 平衡右移 CH4 减小 则a3 故错误 D项 加压后X点对应的平衡左移 CH4 增大 故错误 5 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 00B 同时改变反应温度和蔗糖的浓度 v可能不变C b 318 2D 不同温度时 蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案D根据题表信息可知 相同温度时 随着浓度以等差数列递减 其瞬时速率也以等差数列递减 故a 6 00 同时改变反应温度和反应物浓度 瞬时速率有可能不变 相同浓度时 温度越高 反应速率越快 故b 318 2 温度升高 瞬时速率加快 故蔗糖浓度减少一半时 所用时间并不相等 D项错误 评析题目信息以表格形式呈现 围绕变量控制来设问 综合考查了控制变量思想在研究反应速率的影响因素中的应用 6 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 答案AA项 由图像可知 该可逆反应的正反应为放热反应 升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡常数减小 正确 v NO2 0 2mol L 1 s 1 B项错误 使用催化剂可加快反应速率 但不能使平衡发生移动 C项错误 D项 若x为c O2 则O2浓度增大 NO2的转化率减小 与图像不符 D项错误 7 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 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c1 c2 答案AA项 v N2O 从表中数据分析可知 反应速率不变 A项正确 N2O的分解反应不是可逆反应 反应终点速率为0 B项错误 C项 由半衰期的定义并结合表中数据可知 随着浓度减小 半衰期缩短 C项错误 D项 由转化率定义并结合表中数据可知 相同时间内 初始浓度越大 转化率越小 D项错误 8 2018课标 27 14分 CH4 CO2催化重整不仅可以得到合成气 CO和H2 还对温室气体的减排具有重要意义 回答下列问题 1 CH4 CO2催化重整反应为 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g 已知 C s 2H2 g CH4 g H 75kJ mol 1C s O2 g CO2 g H 394kJ mol 1C s O2 g CO g H 111kJ mol 1该催化重整反应的 H kJ mol 1 有利于提高CH4平衡转化率的条件是 填标号 A 高温低压B 低温高压C 高温高压D 低温低压某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 1molCO2以及催化剂进行重整反应 达到平衡时CO2的转化率是50 其平衡常数为mol2 L 2 2 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 同时存在的消碳反应则使积碳量减少 相关数据如下表 由上表判断 催化剂XY 填 优于 或 劣于 理由是 在反应进料气组成 压强及反应时间相同的情况下 某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示 升高温度时 下列关于积碳反应 消碳反应的平衡常数 K 和速率 v 的叙述正确的是 填标号 A K积 K消均增加B v积减小 v消增加C K积减小 K消增加 D v消增加的倍数比v积增加的倍数大 在一定温度下 测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v k p CH4 p CO2 0 5 k为速率常数 在p CH4 一定时 不同p CO2 下积碳量随时间的变化趋势如下图所示 则pa CO2 pb CO2 pc CO2 从大到小的顺序为 答案 1 247A 2 劣于相对于催化剂X 催化剂Y积碳反应的活化能大 积碳反应的速率小 而消碳反应活化能相对小 消碳反应速率大AD pc CO2 pb CO2 pa CO2 解析 1 C s 2H2 g CH4 g H 75kJ mol 1 C s O2 g CO2 g H 394kJ mol 1 C s O2 g CO g H 111kJ mol 1 运用盖斯定律 2 可得CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 111 2 75 394 kJ mol 1 247kJ mol 1 正反应为气体体积增大的吸热反应 故升温 减压有利于平衡正向移动 提高CH4的平衡转化率 A正确 列三段式 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g 始2mol1mol0mol0mol转0 5mol0 5mol1mol1mol平1 5mol0 5mol1mol1molK mol2 L 2 2 积碳反应与消碳反应均为吸热反应 升高温度时 K积 K消均增加 由图像可知600 以后积碳量减小 说明升高温度 v消增加的倍数比v积增加的倍数大 故A D正确 由图像可知 时间相同时积碳量a b c 说明积碳速率a b c 由v k p CH4 p CO2 0 5可知 p CH4 一定时 积碳速率与p CO2 成反比 故pa CO2 pb CO2 pc CO2 易错警示 2 解答时一定要注意速率方程中 p CO2 0 5 9 2017课标 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 C4H10 g C4H8 g H2 g H1已知 C4H10 g O2 g C4H8 g H2O g H2 119kJ mol 1 H2 g O2 g H2O g H3 242kJ mol 1反应 的 H1为kJ mol 1 图 a 是反应 平衡转化率与反应温度及压强的关系图 x0 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 解析本题考查反应热的计算及影响化学平衡的因素 1 运用盖斯定律 由 可得 故 H1 H2 H3 123kJ mol 1 由图 a 可知 温度一定时 压强由0 1MPa变成xMPa 反应物平衡转化率增大 对反应 而言 减小压强 平衡正向移动 反应物平衡转化率增大 故x小于0 1 反应 的正反应为气体体积增大的吸热反应 升高温度或减小压强 可使反应 的平衡正向移动 丁烯的平衡产率提高 故选择A D 2 H2是反应 的产物之一 若混合气体中H2比例过大 会抑制反应正向进行 从而使产率降低 3 590 之前 升高温度 有利于反应正向进行 同时反应速率加快 反应速率加快 气流通过反应器时反应物的利用率就会提高 丁烯的产率就会增大 590 之后 反应物高温裂解生成短链烃类化合物 丁烯产率降低 10 2017课标 28 14分 砷 As 是第四周期 A族元素 可以形成As2S3 As2O5 H3AsO3 H3A sO4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 H1H2 g O2 g H2O l H22As s O2 g As2O5 s H3则反应As2O5 s 3H2O l 2H3AsO4 s 的 H 4 298K时 将20mL3xmol L 1Na3AsO3 20mL3xmol L 1I2和20mLNaOH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 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 ymol L 1 tm时 v正v逆 填 大于 小于 或 等于 tm时v逆tn时v逆 填 大于 小于 或 等于 理由是 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 6H2O4H3AsO4 6S增加反应物O2的浓度 提高As2S3的转化速率 3 2 H1 3 H2 H3 4 a c 大于 小于tm时生成物浓度较低 mol L 1 1 解析 1 As位于第四周期 A族 其原子序数为33 则其原子结构示意图为 2 根据得失电子守恒及原子守恒可以配平反应的化学方程式 2As2S3 5O2 6H2O4H3AsO4 6S 该反应是有气体物质参与的反应 加压可以加快反应速率 3 由盖斯定律可知 H 2 H1 3 H2 H3 4 溶液pH不变时 c OH 保持不变 反应处于平衡状态 未标明v I 和v 的方向 反应不一定处于平衡状态 由于提供的Na3AsO3的量一定 所以c As c As 不再变化时 c As 与c As 也保持不变 反应处于平衡状态 平衡时c I 2c 2 ymol L 1 2ymol L 1 即c I ymol L 1时反应未达到平衡状态 反应从正反应开始进行 tm时反应继续正向进行 v正 v逆 tm时As浓度比tn时小 所以逆反应速率 tm tn 三种溶液混合后 反应前Na3AsO3浓度为xmol L 1 I2浓度为xmol L 1 反应达到平衡时 c As 为ymol L 1 c I 为2ymol L 1 消耗As I2浓度均为ymol L 1 平衡时c As 为 x y mol L 1 c I2 为 x y mol L 1 溶液中c OH 1mol L 1 K mol L 1 1 mol L 1 1 11 2016课标 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 C3H6 g NH3 g O2 g C3H3N g 3H2O g H 515kJ mol 1 C3H6 g O2 g C3H4O g H2O g H 353kJ 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 解析 1 判断反应自发进行的趋势可从熵变和焓变两方面考虑 反应 和 的熵变不大 但放热量均较大 这是导致两个反应在热力学上趋势均很大的主要原因 根据影响平衡移动的因素可知 提高丙烯腈平衡产率 即使反应 的平衡右移 的条件可以是降低温度 降低压强 在影响反应速率的外界因素中 催化剂的影响最大 且不同的反应一般使用的催化剂也不同 因此催化剂是提高丙烯腈反应选择性的关键因素 2 温度升高 反应 的平衡常数变小 反应的活化能不变 高于460 时 丙烯腈产率降低的原因可能是催化剂的活性降低 副反应增多 A C正确 3 由反应 可知n NH3 n O2 n C3H6 1 1 5 1 由于O2在空气中所占体积分数约为 所以理论上进料气氨 空气 丙烯的体积比V NH3 V 空气 V C3H6 1 1 5 5 1 1 7 5 1 12 2016江苏单科 15 4分 一定温度下 在3个体积均为1 0L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 中反应物转化率比容器 中的大C 达到平衡时 容器 中c H2 大于容器 中c H2 的两倍D 达到平衡时 容器 中的正反应速率比容器 中的大 C组教师专用题组 答案AD将容器 中c CH3OH 0 10mol L 1换算为左边的反应物 相当于c H2 0 20mol L 1 c CO 0 10mol L 1 A项 容器 中相对于容器 中 温度升高 平衡左移 则逆反应为吸热反应 正反应放热 正确 B项 容器 中相对于容器 中 压强增大 平衡右移 则容器 中反应物转化率大 错误 C项 容器 相对于容器 温度升高 压强减小 平衡左移 达平衡时 容器 中c H2 小于容器 中c H2 的两倍 错误 D项 容器 中比容器 中温度高 反应速率快 正确 13 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 b0 K 1000 K 810 上述 中正确的有 A 4个B 3个C 2个D 1个 答案A1 0MPa 810 时G的平衡体积分数为54 0 2 0MPa 915 时G的平衡体积分数为75 0 由题意可知加压平衡向左移动 G的体积分数减小 只有正反应为吸热反应 升温平衡向右移动才能得到上面的结果 故该反应的正反应为吸热反应 压强大 温度低 均有利于平衡左移 正确 915 2 0MPa时G的平衡体积分数为75 0 设E的初始量为amol 转化量为xmol E g F s 2G g 起始amol0mol转化xmol2xmol平衡 a x mol2xmol则 100 75 0 x 0 6a E的转化率为 100 60 正确 由方程式可知1mol气体E与固体F反应可生成2mol气体G 正确 降温 平衡向左移动 平衡常数减小 正确 故选项A正确 评析本题考查化学平衡的相关知识 同时考查学生对表格信息的处理 运用能力 整合表中数据得出正反应为吸热反应是解答本题的关键 14 2013大纲全国 7 6分 反应X g Y g 2Z g H 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对于反应前后气体总体积不变的可逆反应 压强改变 平衡不移动 A项错误 催化剂只能改变反应速率 不能使平衡发生移动 B项错误 两种气态物质发生的可逆反应 增大一种物质的浓度 另一种物质的转化率增大 自身的转化率减小 C项错误 降低温度 平衡向放热反应方向移动 D项正确 评析该题考查化学平衡移动原理的应用 解题的关键是要全面掌握外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学反应速率和化学平衡的影响 并能灵活应用 15 2012全国 8 6分 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得 其中的一步反应为 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0反应达到平衡后 为提高CO的转化率 下列措施中正确的是 A 增加压强B 降低温度C 增大CO的浓度D 更换催化剂 答案B该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应 增加压强 平衡不移动 CO的转化率不变 A项错误 该可逆反应的正反应是放热反应 降温可使平衡正向移动 CO的转化率提高 B项正确 增大CO的浓度 H2O g 的转化率提高 CO的转化率降低 C项错误 催化剂不影响化学平衡 对反应物的转化率不产生影响 D项错误 评析本题考查学生分析和解决化学问题的能力 掌握影响化学平衡的因素及其与反应物转化率的关系是解题的关键 16 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 H 92 4kJ 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 中制氢气原理如下 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 4kJ mol 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 2kJ mol 1 对于反应 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 将CO进一步转化 可提高H2产量 若1molCO和H2的混合气体 CO的体积分数为20 与H2O反应 得到1 18molCO CO2和H2的混合气体 则CO转化率为 3 图1表示500 60 0MPa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 O22NH3 H2O 2S 2 a90 3 14 5 4 5 对原料气加压 分离液氨后 未反应的N2 H2循环使用 解析 1 由题给反应信息不难写出再生反应的化学方程式为2NH4HS O22S 2NH3 H2O 2 增大水蒸气浓度 平衡右移 但H2百分含量不一定提高 加入催化剂 对平衡无影响 不能提高H2百分含量 降低压强 反应速率减慢 设达到平衡时CO转化了xmol CO g H2O g CO2 g H2 g n起始0 2mol0mol0 8moln平衡 0 2 x molxmol 0 8 x mol 0 2 x x 0 8 x 1 18 x 0 18 CO 100 90 3 方法1 设达到平衡时N2转化了xmol N2 g 3H2 g 2NH3 g n起始nmol3nmol0n平衡 n x mol 3n 3x mol2xmol 100 42 x 0 592n故N2体积分数为 100 100 14 5 方法2 由N2 H2按1 3投料 N2与H2又按照1 3发生反应 故从反应开始到反应平衡 N2和H2之比始终为1 3 N2体积分数为 1 42 14 5 4 反应初期 NH3从无到有 在未达到平衡前 NH3物质的量是增大的 达到平衡后 温度升高 平衡向逆向移动 NH3物质的量逐渐减小 曲线见答案 5 通过热交换器 步骤 加热进入合成塔的原料气 同时冷却从合成塔出来的平衡混合气 提高原料总转化率的方法有 对N2 H2加压 将产物NH3液化分离 减小生成物浓度 将未反应的N2 H2循环使用 17 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 H1 218 4kJ mol 1 反应 CaSO4 s 4CO g CaS s 4CO2 g H2 175 6kJ mol 1 反应 请回答下列问题 1 反应 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 的Kp 用表达式表示 3 假设某温度下 反应 的速率 v1 大于反应 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 和 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 和 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 解析 1 反应 的 H 0 S 0 高温时反应能自发进行 2 依题给信息 可得反应 的Kp 3 反应 速率较快 说明该反应活化能较低 结合反应 吸热 反应 放热 可判断C图正确 4 反应 生成SO2 CO2两种气态产物 反应 只生成CO2一种气态产物 若c SO2 c CO2 不变 只发生反应 若c SO2 0 c CO2 或c CO 发生变化 只发生反应 若c SO2 c CO2 发生变化 则反应 同时发生 5 向反应体系中投入石灰石 CaCO3 s CaO s CO2 g c CO2 增大 反应 的平衡逆向移动 SO2的量减少 A正确 在合适温度区间内降低反应温度 反应 的平衡逆向移动 SO2的量减少 B正确 D错误 CO体积分数增大 由图1知CaS质量分数增大 c CO2 增大 反应 的平衡逆向移动 SO2的量减少 故C正确 6 因反应 速率快 c SO2 先增大快 随着反应 的进行 使c CO2 增大 反应 逆向进行 c SO2 减小 当反应 均达到平衡时 c SO2 不再变化 由此可画出c SO2 随时间变化的曲线图 18 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 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 常温下 不能与M单质发生反应的是 填序号 a CuSO4溶液b Fe2O3c 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 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cmol 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 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 1 b e 2 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 增大反应物接触面积 使反应更充分H2S 2FeCl32FeCl2 S 2HCl2Fe2 2H 2Fe3 H2 解析 1 由M2O3和RO2可推出M和R的化合价分别为 3价和 4价 再结合两者位于周期表中第3周期 两种元素原子的质子数之和为27 可推出M为Al R为Si a项 3CuSO4 2Al3Cu Al2 SO4 3 c项 浓硫酸可使铝钝化 d项 2Al 2NaOH 2H2O2NaAlO2 3H2 b项 应在高温下反应 e项不反应 2 H2S g H2 g S2 g 起始 mol L 1c00变化 mol L 10 4c0 4c0 2c平衡 mol L 10 6c0 4c0 2cK 阴极反应式 2H 2e H2 阳极反应式 2Cl 2e Cl2 阳极生成的Cl2与溶液中的Fe2 反应 2Fe2 Cl22Fe3 2Cl 三个方程式相加 即得出电解总反应的离子方程式 评析本题融合了元素推断 元素化合物的性质 化学方程式和离子方程式的书写 化学平衡等知识 难度中等 解此类题时要特别注意化工流程图中箭头的指示作用 箭头前为反应物 箭头后为生成物 19 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 H 分别为 890 3kJ mol 1 285 8kJ mol 1和 283 0kJ mol 1 则生成1m3 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 H 108kJ 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10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出 计算反应在第8min时的平衡常数K 比较第2min反应温度T 2 与第8min反应温度T 8 的高低 T 2 T 8 填 或 若12min时反应于温度T 8 下重新达到平衡 则此时c COCl2 mol L 1 比较产物CO在2 3min 5 6min和12 13min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 比较反应物COCl2在5 6min和15 16min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 103kJ 3 CHCl3 H2O2HCl H2O COCl2 4 0 234mol L 1 v 2 3 v 12 13 在相同温度时 该反应的反应物浓度越高 反应速率越大 解析 1 实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2 2 依题意有 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 CO g O2 g CO2 g H 283 0kJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 2 2得 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 247 3kJ mol 1 故生成1m3 标准状况 CO所需的热量为 kJ 5 52 103kJ 3 依据题给信息不难写出反应的化学方程式为CHCl3 H2O2COCl2 H2O HCl 4 K 0 234mol L 1 观察图像知第4min时改变的条件是升高温度 平衡正向移动 第8min时达到新的平衡 故T 2 v 2 3 v 12 13 观察图中5 6min时与15 16min时曲线可知15 16min时COCl2浓度低 反应速率小 即v 5 6 v 15 16 考点三化学平衡常数及其应用A组自主命题 北京卷题组1 2011北京理综 12 6分 已知反应 2CH3COCH3 l CH3COCH2COH CH3 2 l 取等量CH3COCH3 分别在0 和20 下 测得其转化分数随时间变化的关系曲线 Y t 如下图所示 下列说法正确的是 A b代表0 下CH3COCH3的Y t曲线 B 反应进行到20min末 CH3COCH3的 1C 升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D 从Y 0到Y 0 113 CH3COCH2COH CH3 2的 1 答案DA项 b曲线所示化学反应速率快 达到平衡所需的时间短 所以b代表20 下CH3COCH3的Y t曲线 B项 由题图可知 20min时a曲线对应点的斜率小于b曲线 所以CH3COCH3的 1 C项 由题图可知 20 时CH3COCH3的平衡转化率一定小于0 时的平衡转化率 D项 当Y 0 113时 a曲线与b曲线相交 故产物量相同 2 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10mol 平衡后CO物质的量为8mol 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7molD CO的平衡转化率为80 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案C由题中信息可列三段式 CO g H2S g COS g H2 g 起始 10molxmol00转化 2mol2mo