2015版高考化学考点分类汇编(近3年真题+模拟)专题八化学反应速率与化学平衡分析.pdf

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1、 1 专题八 化学反应速率与化学平衡 高考试题 考点一 化学反应速率及其影响因素 1.(2013 年福建理综,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 0.020 molL-1的 NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液 40.0 mL 混合,记录 1055 间溶液变蓝时间,55 时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。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

2、应的 NaHSO3反应速率相等 C.图中 a 点对应的 NaHSO3反应速率为 5.010-5 molL-1s-1 D.温度高于 40 时,淀粉不宜用作该实验的指示剂 解析:由图像可知,温度低于 40 时,随温度升高,溶液变蓝所需的时间缩短,但温度高于40 时情况相反,所以 A 项正确;因为 b、c 两点的温度不同,反应速率不可能相同,B 项错误;当溶液变蓝时发生反应 I3O+5I-+6H+3I2+3H2O,此时反应 6HS3O+2I3O6S24O+2I-+6H+恰好结束,即溶液变蓝时 NaHSO3恰好完全反应,v(NaHSO3)=-10.020mol L10.0mL8050.0mLs=5.0

3、10-5 molL-1s-1,C 项正确;温度高于 40,随着 温度升高,淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低,因此有温度高于 40 时,淀粉不宜作该实验的指示剂,D 项 正确。答案:B 2.(2012 年福建理综,12,6 分)一定条件下,溶液的酸碱性对 TiO2光催化染料 R 降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是()A.在 050 min 之间,pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越强,R 的降解速率越小 1 C.R 的起始浓度越小,降解速率越大 D.在 2025 min 之间,pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 molL-1min-1 解析:由图像可看出

4、,50 min 时,pH=2 和 pH=7 时 R 均完全降解,A 正确;斜率越大,降解速率越大,则 pH=2 时 R 的降解速率明显大于 pH=7 和 pH=10 时的降解速率,B 错误;图像中出现了两个影响速率的条件:反应物起始浓度和 pH,因 pH 不同,不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响,C 错误;2025 min 之间,pH=10 时 R 的平均降解速率为:4-10.60.410 mol L5min=410-6 molL-1min-1,D 错误。答案:A 3.(双选题)(2012 年上海化学,18,4 分)为探究锌与稀硫酸的反应速率以 v(H2)表示,向反应混合液中加入某些物质

5、,下列判断正确的是()A.加入 NH4HSO4固体,v(H2)不变 B.加入少量水,v(H2)减小 C.加入 CH3COONa 固体,v(H2)减小 D.滴加少量 CuSO4溶液,v(H2)减小 解析:反应实质为:Zn+2H+Zn2+H2。A 项导致溶液中 c(H+)增大,v(H2)加快,A 项错误;B 项导致溶液中 c(H+)减小,v(H2)减小,B 项正确;C 项因发生 CH3COO-+H+CH3COOH,导致溶液中c(H+)减小,v(H2)减小,C 项正确;D 项形成铜锌原电池,v(H2)加快,D 项错误。答案:BC 4.(双选题)(2011 年海南化学,8,4 分)对于可逆反应 H2(

6、g)+I2(g)2HI(g),在温度一定下由 H2(g)和 I2(g)开始反应,下列说法正确的是()A.H2(g)的消耗速率与 HI(g)的生成速率之比为 21 B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C.正、逆反应速率的比值是恒定的 D.达到平衡时,正、逆反应速率相等 解析:各物质的反应速率之比等于各物质化学计量数之比,H2的消耗速率与 HI 的生成速率之比为12,A错;该反应进行的净速率是指某一物质的正反应速率与逆反应速率之差,B正确;随反应进行正反应速率在减小,逆反应速率在增大,两者之比逐渐减小,C 错;正、逆反应速率相等是平衡建立的特征,D 正确。答案:BD 5.(2010 年福建理

7、综,12,6 分)化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min时反应物的浓度,结果应是()A.2.5 molL-1min-1和 2.0 molL-1 B.2.5 molL-1min-1和 2.5 molL-1 C.3.0 molL-1min-1和 3.0 molL-1 D.5.0 molL-1min-1和 3.0 molL-1 1 解析:由图可知,4 min 时化合物 Bilirubin 的浓度为 20 molL-1,8 min 时其浓度为 10 molL-1,因此 48 min

8、 间的平均反应速率为-120 10mol L4min=2.5 molL-1min-1。随着反应的进行,反应速率逐渐减慢,大致的变化规律是反应每进行 4 min,反应速率降低一半,所以当反应进行到 16 min 时,反应物的浓度降到大约 2.5 molL-1。答案:B 6.(2012 年广东理综,31,16 分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S228O+2I-2S24O+I2(慢)I2+2S223O2I-+S426

9、O(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S223O与 S228O初始的物质的量需满足的关系为:n(S223O)n(S228O)。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:实验 序号 体积 V/mL K2S2O8溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中 Vx=,理由是 。(3)已知某条件下,浓度 c(S228O)反应时间 t 的变

10、化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S228O)t 的变化曲线示意图(进行相应的标注)。(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H 已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H1 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2 则电池反应的H=;碘电极作为该电池的 极。1 解析:(1)根据提供的 2 个反应可知,当 S223O耗尽后,生成的 I2不再被转化为 I-,溶液变为蓝色,若要保证能看到蓝色需有 I2剩余。所以 n(S223O)n(S228O)21。(2)为确

11、保只有 S228O浓度一个因素变化,故溶液的总体积 V 是定值,三次实验的总体积应该是 20.0 mL,所以 Vx应为 2.0。(3)降温会使反应速率减慢,反应所需时间长,加入催化剂会加快反应,反应所需时间短。(4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H1 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2 由2-得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H=122HH-I2I-发生还原反应,作正极。答案:(1)Na2S2O3 231 min;30、pH=7.0 时所用时间15 min,而浓度变化同为 0.0108 mol/L,则分解速率依次增大顺序为:ba0 该反应在恒容的密闭

12、容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标 x 的值,重新达到平衡后,纵坐标 y 随 x 变化趋势合理的是()选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO 的物质的量 CO2与 CO 的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数 K D MgSO4的质量(忽略体积)CO 的转化率 解析:温度升高,平衡正向移动,气体总质量增加,容器体积不变,故混合气体的密度增大,A项合理;增大 CO 的物质的量,平衡正向移动,但 CO 的转化率降低,所以 CO2与 CO 的物质的量之比减小,B 项不合理;增大 SO2的浓度,平衡逆向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数 K不变,C 项不合理;因 Mg

13、SO4为固体,增大 MgSO4的质量,平衡不移动,CO 的转化率不变,D 项不合理。答案:A 2.(2013 年山东理综,12,4 分)对于反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0,在其他条件不变的情况 下()A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的H 也随之改变 B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变 C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变 D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变 解析:催化剂不能改变反应的H,其只与反应物始态、生成物终态有关,与反应途径无关,A项错误;反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,B 项正确;升高温度,平衡向逆反应方向移

14、动,反应放出的热量减少,C 项错误;原电池中化学能主要转化为电能,反应放出的热量减少,D 项错误。答案:B 3.(2013 年北京理综,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)/(molL-1)0.1 0.01 pH 11.1 10.6 解析:NO2球浸在冷水中颜色变浅,热水中颜色加深,说明 2NO2(g)N2O4(g)H10-2.9110,说明加水稀释,促进 NH3H2O 电离,D 正确。答案:C 4.(2013 年重庆理综,7,6 分)将 E 和 F 加入密闭容器中,在一定条件

15、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 b0 K(1 000)K(810)上述中正确的有()A.4 个 B.3 个 C.2 个 D.1 个 解析:E(g)+F(s)2G(g)为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,ba54.0,因 aab,K(1000)K(810),正确;设开始时 E 为 1 mol,E 的转化量为 x mol 则有 E(g)+F(s)2G(g)反应前

16、(mol)1 0 转化量(mol)x 2x 平衡后(mol)1-x 2x 在 915 时,21xx100%=75%,x=0.6 则 E 的转化率为 60%,正确;E(g)+F(s)2G(g)为熵增反应,S0,正确。答案:A 5.(2013 年四川理综,6,6 分)在一定温度下,将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中,发生反应 X(g)+Y(g)2Z(g)Hv(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 解析:反应前2 min,Y的物质的量变化(0.16-0.12)mol,浓度变化

17、为0.004 mol/L,v(Y)=0.004 molL-12 min=0.002 mol/(Lmin),则 v(Z)=2v(Y)=0.004 mol/(Lmin),A 错误;正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,v(正)v(逆),B 错误;7 min 时反应达到平衡,这时c(Z)=0.012 mol/L,c(X)=c(Y)=0.01 mol/L,1 K=2ZXYccc=1.44,C 正确;反应前后气体体积不变,再充入 0.2 mol Z,平衡状态相同,达到平衡后 X 的体积分数不变,D 错误。答案:C 6.(双选题)(2013 年江苏化学,15,4 分)一定条件下存在反应:CO(g)+H2

18、O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的 2 L 恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、,在中充入 1 mol CO 和 1 mol H2O,在中充入 1 mol CO2 和 1 mol H2,在中充入 2 mol CO 和 2 mol H2O,700 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是()A.容器、中正反应速率相同 B.容器、中反应的平衡常数相同 C.容器中 CO 的物质的量比容器中的多 D.容器中 CO 的转化率与容器中 CO2 的转化率之和小于 1 解析:因反应是在恒容绝热密闭容器中进行的,容器中反应正向进行,放出热量,容器中反应逆向进行,吸收热量,平衡

19、时两个容器中反应温度不同,则、中正反应速率不相同,A错。容器中加入反应物的量比容器中多,由于该反应为放热反应,中放出热量比多,中反应正向进行的程度比小,因此容器中反应的化学平衡常数比小,B 错。中反应正向进行,放出热量,中反应逆向进行,吸收热量,由于容器均为绝热容器,结合化学平衡移动原理,温度对化学平衡的影响可知和中反应进行的程度均较小,则 C、D 均正确。答案:CD 7.(2012 年安徽理综,9,6 分)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)H0 若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是()A.平衡前,随着反应的进行,

20、容器内压强始终不变 B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快 C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高 SO2的转化率 D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变 解析:因该反应是气体体积缩小的反应,故随着反应的进行,容器内压强逐渐变小,A 错误;平衡时分离出硫,因反应物 SO2和 CO 浓度不变,正反应速率不变,B 错误;正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,SO2转化率降低,C 错误;因平衡常数只与温度有关,使用催化剂平衡常数不变,D 正确。答案:D 8.(2012 年四川理综,12,6 分)在体积恒定的密闭容器中,一定量的 SO2与 1.100 mol O2在催化

21、剂作用下加热到 600 发生反应:2SO2+O22SO3 H0。当气体的物质的量减少0.315 mol 时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的 82.5%,下列有关叙述正确的是()A.当 SO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C.将平衡混合气体通入过量 BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为 161.980 g D.达到平衡时,SO2的转化率为 90%解析:SO3的生成速率与 SO2的消耗速率都表示正反应,两者始终相等,与平衡无关,A 错;该反应是放热反应,降低温度,利于正反应进行,正反应速率减小程度比逆反应速率

22、减小程度小,B错;根据题中方程式,反应达到平衡时减少的气体物质的量等于反应的 O2物质的量,则生成SO3:0.63 mol;SO2与 BaCl2不反应,0.63 mol SO3可生成 BaSO4:0.63 mol233 gmol-1=146.79 g,C 错;根据气体压强比等于气体物质的量之比,原有气体物质的量为 0.315 1 mol(1-82.5%)=1.8 mol,有 SO2 0.7 mol,转化 SO2:0.315 mol2=0.63 mol,SO2转化率为:0.63 mol0.7 mol100%=90%,D 正确。答案:D 9.(2012 年重庆理综,13,6 分)在一个不导热的密闭

23、反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g)2c(g)H10 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是()A.等压时,通入惰性气体,c 的物质的量不变 B.等压时,通入 z 气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入 z 气体,y 的物质的量浓度增大 解析:A.等压条件下,通入惰性气体,反应体系的压强减小,第个反应平衡逆向移动,放出热量,温度升高,导致第个反应逆向移动,c 的物质的量减少。B.等压时,通入 z 气体,第个反应逆向移动,使温度升高。C.等容时,通入惰性气体,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不变。D.等容时,通入

24、z 气体,平衡逆向移动,y 的浓度增大。答案:A 10.(2011 年安徽理综,9,6 分)电镀废液中 Cr227O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr227O(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq)H0 该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是()解析:H0,正反应放热温度升高,平衡左移,故 K 减小,A 对;pH 增大,c(H+)减小,平衡右移,Cr227O转化率增大,B 错;温度升高,正、逆反应速率都增大,C 错;Pb2+物质的量浓度增大,平衡右移,Cr227O物质的量减小,D 错。答案:A 11.(2011 年重庆理综

25、,10,6 分)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是()1 A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H0 C.CH3CH2OH(g)CH2CH2(g)+H2O(g)H0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CHCH2(g)+2H2O(g)HT1(T2时的反应速率快),而平衡时 T2水蒸气含量低,表明正反应为放热反应,Hp2(p1时的反应速率快),且平衡时 p1条件下水蒸气含量高,表明正反应是一个气体体积减小的反应,综合以上,选项 A 符合。答案:A 12.(2011 年福建理综,12,6 分)25 时,在含有 Pb2+、

26、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中 c(Pb2+)和 c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的 是()A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大 B.往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小 C.升高温度,平衡体系中 c(Pb2+)增大,说明该反应H0 D.25 时,该反应的平衡常数 K=2.2 解析:金属铅是固体,固体浓度可认为是常数,其量的改变不影响平衡,A 项错误;加入Sn(NO3)2后c(Sn2+)增大,平衡左移,c(Pb2+)增大,B项错误;升高温度,c(Pb2+)

27、增大,说明平衡向左移动,是放热反应,H0。当反应达到平衡时,下列措施:升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体,能提高 COCl2转化率的是()A.B.C.D.解析:能提高反应物转化率的方法是在不改变该反应物起始量的条件下使化学平衡向正方向移动,升温向吸热方向即正方向移动,恒容通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,增加 CO 浓度使平衡逆向移动,减压使平衡正向移动,催化剂不影响平衡,恒压通入惰性气体,参与反应的各组分分压减小,平衡正向移动,故符合题意。答案:B 14.(2010 年北京理综,12,6 分)某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO

28、(g)的平衡常数 K=94。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入 H2(g)和 CO2(g),其起始浓度如下表所示。起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/molL-1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/molL-1 0.010 0.010 0.020 下列判断不正确的是()A.平衡时,乙中 CO2的转化率大于 60%1 B.平衡时,甲中和丙中 H2的转化率均是 60%C.平衡时,丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍,是 0.012 molL-1 D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 解析:三段法:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)mol/L甲始

29、态 0.010 0.010 0 0 mol/L甲反应 x x x x mol/L甲终态 0.010-x 0.010-x x x K=220.010 xx=94,所以 x=0.006,甲中 H2的转化率为 60%,CO2的转化率也为 60%,乙相当于在甲的基础上又充入了 H2,CO2的转化率增大,A 正确;丙相当于在甲的基础上加压,使容器体积缩小一半,平衡不移动,丙中 CO2的浓度是甲中 CO2浓度的 2 倍,甲平衡时 CO2浓度为 0.004 molL-1,丙平衡时 CO2浓度为 0.008 molL-1,B 正确、C 错误;D 项,温度相同,丙中反应物浓度最大,甲中最小,故丙中的反应速率最快

30、,甲中的反应速率 最慢。答案:C 15.(2013 年新课标全国理综,28,15 分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:()CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.1 kJmol-1()CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0 kJmol-1 水煤气变换反应:()CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反应:()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4

31、=-24.5 kJmol-1 回答下列问题:(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反应()对于 CO 转化率的影响 。1(3)由 H2和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。(4)有研究者在催化剂(含 Cu Zn Al O 和 Al2O3)、压强为 5.0 MPa 的条件下,由 H2和 CO 直接制备二甲醚,结果如图所示。其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是 。(5)二甲醚直接燃料电

32、池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW hkg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的电量;该电池的理论输出电压为 1.20 V,能量密度 E=(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kWh=3.6106 J)。解析:(1)工业上从铝土矿提纯氧化铝的方法是:用氢氧化钠溶解铝土矿,然后过滤,往滤液中通入过量 CO2,得到氢氧化铝,然后高温煅烧氢氧化铝,即可得到高纯度的氧化铝。(2)合成二甲醚消耗甲醇,对于 CO 参与的反应()、()相当于减小生成物的浓度,有利于平衡向右移动,使 CO

33、转化率提高。(3)根据盖斯定律,将()+()+()+()即可得到:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1。当增加压强时,平衡右移。(4)合成二甲醚的反应是放热的,因此升温平衡向左移,CO 的转化率降低。(5)因为构成燃料电池,则电池反应式为:CH3OCH3+3O22CO2+3H2O 负极反应式为:O2+4H+2H2O 推出正极反应式:-3 CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+输出电能=1.20 V1 000g46g/mol1296 500 Cmol-1(3.6106 J/kWh)8.39 kWh,则 E=1kg出能输电8.3

34、9 kWhkg-1。答案:(1)Al2O3+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4+CO2Al(OH)3+NaHCO3、2Al(OH)3Al2O3+3H2O(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应()平衡右移,CO 转化率增大;生成的 H2O,通过水煤气变换反应()消耗部分 CO(3)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1 平衡右移,反应速率增大,反应物量减少,生成物量增加 1(4)反应放热,温度升高,平衡左移(5)CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12 111 000g1.20V12 96 500C mol

35、46g mol1kg(3.6 106 JkW-1h-1)8.39 kWhkg-1 16.(2011 年浙江理综,27,14 分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:温度/15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压 强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/molL-1 2.

36、4 10-3 3.4 10-3 4.8 10-3 6.8 10-3 9.4 10-3 可以判断该分解反应已经达到平衡的是 。A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 根据表中数据,列式计算 25.0 时的分解平衡常数:;取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在 25.0 下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量 (填“增加”“减少”或“不变”)。氨基甲酸铵分解反应的焓变H 0(填“”“=”或“”“=”或“0;由固体生成气体,混乱度增加,所以S0。(2)由图中数据知 c0=2

37、.2 molL-1,c6=1.9 molL-1,所以 v=ct=-10.3mol L6min=0.05 molL-1min-1。比较 15.0 和 25.0 两条曲线的斜率即可。起始浓度,c(15.0)c(25.0),但斜率25.0 大于 15.0,故温度越高反应速率越快。答案:(1)BC K=c2(NH3)c(CO2)=(23c)2(13c)=427(4.810-3 molL-1)31.610-8(molL-1)3 增加 (2)0.05 molL-1min-1 25.0 时反应物初始浓度较小,但 06 min 的平均反应速率(曲线斜率)仍比 15.0 时的大 17.(2010 年山东理综,2

38、8,14 分)硫碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI 2HIH2+I2 2H2SO42SO2+O2+2H2O(1)分析上述反应,下列判断正确的是 。a.反应易在常温下进行 b.反应中 SO2氧化性比 HI 强 c.循环过程中需补充 H2O d.循环过程产生 1 mol O2的同时产生 1 mol H2(2)一定温度下,向 1 L 密闭容器中加入 1 mol HI(g),发生反应,H2物质的量随时间的变化如图所示。02 min 内的平均反应速率 v(HI)=。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数 K=。相同温度下,若开始加入 HI(g)的物

39、质的量是原来的 2 倍,则 是原来的 2 倍。a.平衡常数 b.HI 的平衡浓度 c.达到平衡的时间 d.平衡时 H2的体积分数(3)实验室用 Zn 和稀硫酸制取 H2,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的 ,产生 H2的速率将增大。1 a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3(4)以 H2为燃料可制作氢氧燃料电池。已知 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-1 某氢氧燃料电池释放 228.8 kJ 电能时,生成 1 mol 液态水,该电池的能量转化率为 。解析:(1)H2SO4常温下很稳定,不

40、易分解,a 错;反应中 SO2为还原剂,HI 为还原产物,所以还原性 SO2强于 HI,b 错;由(+)2+得:2H2O2H2+O2,反应过程中消耗水,生成 H2与 O2,所以 c 对,d 错。(2)v(H2)=0.1mol1L2min=0.05 molL-1min-1,则 v(HI)=2v(H2)=0.1 molL-1min-1。2HI(g)H2(g)+I2(g)初始浓度(mol/L)1 0 0 浓度变化(mol/L)0.2 0.1 0.1 平衡浓度(mol/L)0.8 0.1 0.1 则 H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数:K=222HIHIccc=20.80.1 0.1=64。

41、温度不变,若加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,相当于加压,但又该反应前后体积不变,所以平衡不移动,则各物质的物质的量、平衡浓度为原来的 2 倍,所以 H2体积分数不变,平衡常数(只与温度有关)不变,因浓度增大了,反应速率也加快,达到平衡时间缩短,选 b。(3)Zn 与稀 H2SO4反应,c(H+)减小,水的电离平衡右移;若加入 NaNO3,Zn 与 H+、N3O反应将不再产生 H2,而是产生 NO;若加入 CuSO4,Zn 置换出 Cu 从而构成 CuZn 原电池,加快反应速率;加 Na2SO4无影响;若加 NaHSO3,电离出的 HS3O会结合 H+生成 H2SO3,降低 H+浓度,减慢

42、反应速率。(4)据氢气燃烧的热化学方程式,生成 1 mol 液态水时放出的热量为572kJ2=286 kJ,所以能量转化率为228.8kJ286kJ100%=80%。答案:(1)c(2)0.1 molL-1min-1 64 b(3)向右 b(4)80%考点三 化学平衡常数与化学平衡图像 1.(2011 年北京理综,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)如图所示。下列说法正确的是()1 A.b 代表 0 下 CH3COCH3的 Y-t 曲线 B.反应进

43、行到 20 min 末,CH3COCH3的oo0 C20 Cvv1 C.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oo0 C20 Cnn=1 解析:对仅有温度发生变化的条件下,b先达到平衡,则b代表20 下CH3COCH3的Y-t 曲线,a代表0 时的曲线,A错;因为温度越高反应速率越快,可知v(0)0 若 1 mol 空气中含 0.8 mol N2和 0.2 mol O2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO 为 810-4 mol。计算该温度下的平衡常数 K=。汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内

44、NO 排放量越大,原因是 。汽车燃油不完全燃烧时产生 CO,有人设想按下列反应除去 CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据:。目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少 CO 和 NO 的污染,其化学反应方程式为 。解析:(1)N4H水解使溶液呈酸性,根据电荷守恒得:c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(N4H)=2c(S24O)+c(N3O)+c(Cl-),代入表中各离子的浓度值得 c(H+)=110-4 molL-1,所以 pH=4。1(2)根据盖斯定律,由第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g

45、)H=+131.3 kJmol-1。SO2是酸性氧化物,能被 Ca(OH)2吸收,a 正确;亚硫酸酸性强于碳酸,SO2能与碳酸钠反应,生成 Na2SO3或 NaHSO3,同时生成 CO2,b 正确;SO2与 CaCl2、NaHSO3不反应,c、d 错误。(3)设容器的体积为 1 L,各组分的平衡浓度分别是:c(N2)=(0.8-410-4)molL-10.8 molL-1,c(O2)=(0.2-410-4)molL-10.2 molL-1,c(NO)=810-4 molL-1,则K=222NONOccc=248.0 100.8 0.2=4.010-6。温度升高,上述反应正向进行,并且反应速率加

46、快,所以单位时间内生成的 NO 的量增加。该反应为熵减小的反应,即S0 可知该反应在任何温度下均不能自发进行。CO 和 NO 反应生成无污染的气体只能为 N2和 CO2,所以反应为 2CO+2NO2CO2+N2。答案:(1)酸性 4(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1 a、b(3)410-6 温度升高,反应速率加快,平衡右移 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行 2CO+2NO2CO2+N2 5.(2013 年浙江理综,27,14 分)捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3和(NH4)2CO3已经

47、被用作工业捕碳剂,它们与 CO2可发生如下可逆反应:反应:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1 反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)H2 反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3 请回答下列问题:(1)H3与H1、H2之间的关系是:H3=。(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获 CO2效率的影响,在某温度 T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为 T2、T3、T4

48、、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得 CO2气体浓度,得到趋势图(见图 1)。则:H3 0(填“”、“=”或“”)。在 T1T2及 T4T5二个温度区间,容器内 CO2气体浓度呈现如图 1 所示的变化趋势,其原因是 。反应在温度为 T1时,溶液 pH 随时间变化的趋势曲线如图 2 所示。当时间到达 t1时,将该反应体系温度迅速上升到 T2,并维持该温度。请在该图中画出 t1时刻后溶液的 pH 变化总趋势曲线。1(3)利用反应捕获 CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高 CO2吸收量的措施有 (写出 2 个)。(4)下列物质中也可能作为 CO2

49、捕获剂的是 。A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2 解析:(1)根据盖斯定律,把反应2-反应,即得反应,所以H3=2H2-H1。(2)由图 1 知,在T3前,反应未达平衡状态,到达T3后才达平衡状态,而T3后随温度升高,CO2的浓度变大,所以温度升高,平衡逆向移动,所以正向反应放热,H30。在 T1T2区间,此时反应未达平衡状态,所以随着反应的进行,CO2浓度降低,而在 T4T5区间,反应已达平衡,由于该反应正向放热,此时随温度升高,平衡逆向移动,则 CO2浓度升高。由图 2 的曲线可知,t1时反应在 T1温度下已达平衡,若此时迅速升温到 T2

50、,则平衡将逆向移动,由于(NH4)2CO3溶液的碱性比 NH4HCO3溶液的碱性强,所以 pH 增大,但无论平衡怎样移动,都不会将最初放入的(NH4)2CO3全部反应掉,所以其 pH 低于最初反应物全部是(NH4)2CO3时的pH。(3)提高CO2的吸收量,即要求反应平衡正向移动,该反应正向放热,所以可以采取降温或增加 CO2浓度的方式。(4)可作为 CO2的捕获剂的即是可以吸收 CO2气体的物质,由于 CO2是酸性气体,故可采用碱性物质吸收,B、D 均可。答案:(1)2H2-H1(2)0()反应()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(