高三复习化学平衡专题.pdf
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1、高三复习化学平衡专题高三复习化学平衡专题化学平衡化学平衡一、考纲要求一、考纲要求1 1化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡(1 1)了解化学反应速率的概念、了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方反应速率的定量表示方法。能够正确计算化学反应转化率。法。能够正确计算化学反应转化率。(2 2)了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。)了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。(3 3)了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。)了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。(4 4)掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数的含义,)掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数
2、进行相关的计算。能够利用化学平衡常数进行相关的计算。(5 5)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,能用相关理论解释一般规反应速率和化学平衡的影响,能用相关理论解释一般规律。律。(6 6)了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产生产和科学研究领域中的重要作用。和科学研究领域中的重要作用。二、近年考情二、近年考情1 1【20172017 新课标新课标 1 1 卷卷 2828 题】题】近期发现,近期发现,H H2 2S S 是继是继 NONO、COCO 之后的第三个生命体系之后
3、的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:(2 2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。化氢分解制备氢气的反应系统原理。(3 3)H H2 2S S与与COCO2 2在在 高高 温温 下下 发发 生生 反反 应应:H H2 2S(g)+COS(g)+CO2 2(g)(g)COS(g)COS(g)+H+H2 2O(g)O(g)。在在 610610 K K 时,时,将将 0.10 mol
4、 CO0.10 mol CO2 2与与 0.40 mol H0.40 mol H2 2S S 充入充入 2.5 L2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.020.02。H H2 2S S 的平衡转化率的平衡转化率=_%=_%,反应平衡常,反应平衡常1数数K K=_=_。在在 620 K620 K 重复试验,平衡后水的物质的量分重复试验,平衡后水的物质的量分数为数为 0.030.03,H H2 2S S 的转化率的转化率_,该反应的,该反应的21H H_0_0。(填“”“”“B B【解析】【解析】由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以由
5、于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数K c(COS)c(H2O)n(COS)n(H2O)0.010.01 2.8103c(H2S)c(CO2)n(H2S)n(CO2)(0.40 0.01)(0.100.01)3 3;根据题目提供的数据可知温度由根据题目提供的数据可知温度由610K610K 升高到升高到620K620K 时,化学反应达到平衡,水的物质的量分数由时,化学反应达到平衡,水的物质的量分数由0.020.02 变为变为 0.030.03,所以,所以 H H2 2S S 的转化率增大。的转化率增大。2 2 1 1;
6、根据题意可知:升高温度,化学平衡向正反应方向根据题意可知:升高温度,化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反吸热反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反应,故应,故H H00;A A增大增大 H H2 2S S 的浓度,平衡正向移的浓度,平衡正向移动,但加入量远远大于平衡移动转化消耗量,所以动,但加入量远远大于平衡移动转化消耗量,所以H H2 2S S 转化率降低,转化率降低,A A 错误;错误;B B增大增大COCO2 2的浓度,平衡的浓度,平衡正向移动,使更多的正向移动,使更多的
7、 H H2 2S S 反应,所以反应,所以 H H2 2S S 转化率增转化率增大,大,B B 正确;正确;C CCOSCOS 是生成物,是生成物,增大生成物的浓度,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,平衡逆向移动,H H2 2S S 转化率降低,转化率降低,C C 错误;错误;D DN N2 2是是与反应体系无关的气体,充入与反应体系无关的气体,充入 N N2 2,不能使化学平衡,不能使化学平衡发生移动,所以对发生移动,所以对 H H2 2S S 转化率无影响,转化率无影响,D D 错误。答错误。答案选案选 B B。【名师点睛】本题是化学反应原理的综合考查,易错点【名师点睛】本题是化学反应原理的
8、综合考查,易错点是压强对平衡状态的影响,是压强对平衡状态的影响,尤其是惰性气体的影响,尤其是惰性气体的影响,“惰性气体”对化学平衡的影响:恒温、恒容条“惰性气体”对化学平衡的影响:恒温、恒容条体系总压强增大体系中体系总压强增大体系中件:原平衡体系件:原平衡体系充入惰性气体各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条容器容积增大,各反应气容器容积增大,各反应气件:原平衡体系件:原平衡体系充入惰性气体体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)(等效于减压),平衡向气体体积增大的方向移动。,平衡向气体体积增大的方
9、向移动。2 2【20172017 新课标新课标 2 2 卷卷 2727 题】题】丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制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:备。回答下列问题:(1 1)正丁烷()正丁烷(C C4 4H H1010)脱氢制)脱氢制 1-1-丁烯(丁烯(C C4 4H H8 8)的热化)的热化学方程式如下:学方程式如下:烯产率快速降低的主要原因可能是烯产率快速降低的主要原因可能是_。【答案】【答案】(1 1)+123+123小于小于 AD AD(2 2)氢气是产物之一,氢气是产物之一,随着随着n n(氢气氢气)/)/n n(丁烷丁烷)增大,增大,逆反应
10、速率增大逆反应速率增大(3 3)升高温度有利于反应向吸热方向进行)升高温度有利于反应向吸热方向进行温温度升高反应速率加快度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类丁烯高温裂解生成短链烃类【解析】【解析】(1 1)由图由图(a a)可以看出,可以看出,温度相同时,温度相同时,由由 0.1MPa0.1MPa变化到变化到x xMPaMPa,丁烷的转化率增大,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,即平衡正向移动,根据反应前后气体系数之和增大,减小压强,平衡根据反应前后气体系数之和增大,减小压强,平衡向正反应方向移动,即向正反应方向移动,即x x0.10.1。提高丁烯的产率,。提高丁烯的产率,要求平衡向正反
11、应方向移动,要求平衡向正反应方向移动,A A、因为反应是吸热因为反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,即丁烯反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,即丁烯转化率增大,转化率增大,故故 A A 正确;正确;B B、降低温度,降低温度,平衡向逆反平衡向逆反应方向移动,应方向移动,丁烯的转化率降低,丁烯的转化率降低,故故 B B 错误;错误;C C、反反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和,增大应前气体系数之和小于反应后气体系数之和,增大压强,压强,平衡向逆反应方向移动,平衡向逆反应方向移动,丁烯的转化率降低,丁烯的转化率降低,故故 C C 错误;错误;D D、根据、根据 C C 选项分析
12、,降低压强,平衡选项分析,降低压强,平衡向正反应方向移动,丁烯转化率提高,故向正反应方向移动,丁烯转化率提高,故 D D 正确。正确。【名师点睛】本题考查了化学反应原理的综合运用,此【名师点睛】本题考查了化学反应原理的综合运用,此类题目往往涉及化学反应速率的计算、化学平衡的类题目往往涉及化学反应速率的计算、化学平衡的计算、化学反应条件的控制等等,综合性较强,本计算、化学反应条件的控制等等,综合性较强,本题难点是化学反应条件的控制,这部分知识往往以题难点是化学反应条件的控制,这部分知识往往以图像的形式给出,运用影响化学反应速率和化学平图像的形式给出,运用影响化学反应速率和化学平衡移动的因素进行考
13、虑,需要平时复习时,多注意衡移动的因素进行考虑,需要平时复习时,多注意分析,强化训练,就可以解决,本题难度较大。分析,强化训练,就可以解决,本题难度较大。3 3【20172017 新课标新课标 3 3 卷卷 2828 题】题】砷(砷(AsAs)是第四周期)是第四周期A A 族元素,可以形成族元素,可以形成 AsAs2 2S S3 3、AsAs2 2O O5 5、H H3 3AsOAsO3 3、H H3 3AsOAsO4 4等化合物,有着广泛的用途。等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:回答下列问题:(2 2)工业上常将含砷废渣(主要成分为)工业上常将含砷废渣(主要成分为 AsAs2 2S S
14、3 3)制)制成浆状,通入成浆状,通入 O O2 2氧化,生成氧化,生成 H H3 3AsOAsO4 4和单质硫。写出和单质硫。写出发生反应的化学方程式发生反应的化学方程式_。该反应需要在加。该反应需要在加压下进行,原因是压下进行,原因是_。(4 4)298 K298 K 时,将时,将 20 mL 320 mL 3x xmolLmolL Na Na3 3AsOAsO3 3、2020mL 3mL 3x xmolLmolL 1 1 I I2 2和和 20 mL NaOH20 mL NaOH溶液混合,发生反溶液混合,发生反AsO(aq)+I(aq)+I2 2(aq)+2OH(aq)+2OH(aq)(
15、aq)应:应:3334 1 1 AsO34(aq)+2I(aq)+2I(aq)+(aq)+H H2 2O(l)O(l)。溶液中。溶液中c c(AsO)与反应时间(与反应时间(t t)的关系如)的关系如图所示。图所示。下列可判断反应达到平衡的是下列可判断反应达到平衡的是_(填标(填标号)号)。a a溶液的溶液的 pHpH 不再变化不再变化 b bv v(I(I)=2)=2v v(AsO)33 c cc c(AsO)/)/c c(AsO)不再变化不再变化 d dc c(I(I)=)=y ymolLmolL 1 13433t tm m时,时,v v正正_v v逆逆(填“大于”“小于”或“等(填“大于
16、”“小于”或“等于”)于”)。t tm m时时v v逆逆_ t tn n时时v v逆逆(填“大于”“小于”或(填“大于”“小于”或“等于”)“等于”),理由是,理由是_。若平衡时溶液的若平衡时溶液的 pH=14pH=14,则该反应的平衡常数,则该反应的平衡常数K K为为_。【答案】【答案】(2 2)2As2As2 2S S3 3+5O+5O2 2+6H+6H2 2O=4HO=4H3 3AsOAsO4 4+6S+6S增加反应物增加反应物 O O2 2的浓度,提高的浓度,提高 AsAs2 2S S3 3的转化速率的转化速率(4 4)acac大于大于小于小于t tm m时生成物浓度较低时生成物浓度较
17、低4y3(molL1)12(x y)【名师点睛】【名师点睛】考查化学平衡的计算及平衡状态的判断等,考查化学平衡的计算及平衡状态的判断等,当反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡当反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡状态的依据,如本反应中随反应的为判断化学平衡状态的依据,如本反应中随反应的进行进行 AsOAsO4 43 3 和和 I I 的物质的量在变化,的物质的量在变化,但二者浓度比始但二者浓度比
18、始终是终是 1:21:2,不能作用为判断平衡状态的依据。,不能作用为判断平衡状态的依据。4 4【20162016 新课标新课标 1 1 卷卷 2727 题】题】元元 素素 铬铬(Cr)(Cr)在在 溶溶 液液 中中 主主 要要 以以 CrCr3+3+(蓝蓝 紫紫 色色)、Cr(OH)Cr(OH)4 4(绿色绿色)、CrCr2 2O O7 7(橙红色橙红色)、CrOCrO4 4(黄色黄色)等形等形式存在,式存在,Cr(OH)Cr(OH)3 3为难溶于水的灰蓝色固体,为难溶于水的灰蓝色固体,回答下回答下列问题:列问题:(2 2)CrOCrO4 4和和 CrCr2 2O O7 7在溶液中可相互转化。
19、室温下,在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为初始浓度为 1.0 molL1.0 molL 的的 NaNa2 2CrOCrO4 4溶液中溶液中 c(Crc(Cr2 2O O7 7)1 12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 随随 c(Hc(H+)的变化如图所示。的变化如图所示。用离子方程式表示用离子方程式表示NaNa2 2CrOCrO4 4溶液中的转化反应溶液中的转化反应_。由图可知,溶液酸性增大,由图可知,溶液酸性增大,CrOCrO4 42 2 的平衡转化率的平衡转化率_(_(填“增大”填“增大”“减小”或“不变”“减小”或“不变”)。根。根据据 A A 点数据,计算出该转化反应的平衡常数
20、为点数据,计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度,升高温度,溶液中溶液中 CrOCrO4 4的平衡转化率减小,的平衡转化率减小,则该则该反应的反应的 H_H_0(_0(填填“大于”“大于”“小于”“小于”或或“等于”“等于”)。【答案】【答案】(2 2)2CrO2CrO4 4+2H+2H2-2-2 2 CrCr2 2O O7 7+H+H2 2O O;增大;增大;2-2-1.0101.0101414;小于;小于;【名师点睛】本题涉及化学平衡移动的原理、影响因素【名师点睛】本题涉及化学平衡移动的原理、影响因素(pHpH,反应条件等)反应条件等)及应用,及应用,沉淀溶解平衡的应用,沉淀溶解平衡的应
21、用,考查学生对基本概念和基本理论的掌握和应用,也考查学生对基本概念和基本理论的掌握和应用,也考查学生对图像的辨析能力和知识迁移能力。考查学生对图像的辨析能力和知识迁移能力。5 5【20162016 新课标新课标 2 2 卷卷 2727 题】题】丙烯腈(丙烯腈(CHCH2 2=CHCN=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上)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可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CHCH2 2=CHCHO=CHCHO)和乙腈()和乙腈(CHCH3 3CNCN)等,回答下列问题:)等,回答下列问题:(1 1)以丙烯、氨、氧气为原料,在
22、催化剂存在下)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(生成丙烯腈(C C3 3H H3 3N N)和副产物丙烯醛()和副产物丙烯醛(C C3 3H H4 4O O)的热)的热化学方程式如下:化学方程式如下:CC3 3H H6 6(g)+NH(g)+NH3 3(g)+(g)+3/2O3/2O2 2(g)=C(g)=C3 3H H3 3N(g)+3HN(g)+3H2 2O(g)O(g)H=-515kJ/molH=-515kJ/molCC3 3H H6 6(g)+(g)+H=-353kJ/molH=-353kJ/mol有有 利利 于于 提提 高高 丙丙 烯烯 腈腈 平平 衡衡 产产 率率
23、的的 反反 应应 条条 件件 是是_;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2 2)图图(a a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为最高产率对应温度为 460460。低于。低于 460460时,丙烯时,丙烯腈的产率腈的产率_(填“是”或者“不是”)对应(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是温度下的平衡产率,判断理由是_;高于;高于460460时,丙烯腈产率降低的可能原因是时,丙烯腈产率降低的可能原因是 _(双选,填标号)(双选,填标号)A A催化剂活性降低催化剂活性降低 B B平衡常数变大平
24、衡常数变大C C副反副反应增多应增多 D D反应活化能增大反应活化能增大(3 3)丙烯腈和丙烯醛的产率与)丙烯腈和丙烯醛的产率与 n n(氨)(氨)/n/n(丙烯)(丙烯)的关系如图(的关系如图(b b)所示。由图可知,最佳)所示。由图可知,最佳n n(氨)(氨)/n/n(丙烯)约为,理由是(丙烯)约为,理由是_。进料氨、。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为空气、丙烯的理论体积约为_。【答案】【答案】(1 1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂低压强催化剂(2 2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高
25、而降低升高而降低 AC AC(3 3)1 1该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯O O2 2(g)=C(g)=C3 3H H4 4O(g)+HO(g)+H2 2O(g)O(g)醛产率最低醛产率最低 1 1:7.57.5:1 1(3 3)根据图像可知,当)根据图像可知,当 n n(氨)(氨)/n/n(丙烯)约为(丙烯)约为 1 1 时,时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低低;根根据据化化学学反反应应C C3 3H H6 6(g)+NH(g)+NH3 3(g)+(g)+3/2O3/2O2 2(g)=C(g
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