2017高考化学二轮复习 第1-3部分_12

1 专题二 基本理论 第 8 讲 化学反应速率和化学平衡 1(2016北京卷)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是( )(导学号 58870037) A抗氧化剂 B调味剂 C着色剂 D增稠剂 解析：食品中添加抗氧化剂，目的是减慢食品的变质速率，与反应速率有关；调味剂的主 要作用是补充、增强或增加食品的味道，与反应速率无关；着色剂又称食品色素，是以食品着 色为主要目的，丰富和改善食品色泽的物质，与反应速率无关；增稠剂在食品中主要是赋予食 品所要求的流变特性，改变食品的质构和外观，将液体、浆状食品形成特定形态，并使其稳定、 均匀，提高食品质量，以使食品具有黏滑适口的感觉，与反应速率无关。 答案：A 2(2016舟山模拟)将 BaO2放入密闭的真空容器中，反应 2BaO2(s) 2BaO(s)O 2(g)达 到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法不正确的是( ) A平衡常数不变 BBaO 量不变 C氧气压强不变 DBaO 2量增加 解析：平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A 正确；保持温度不变，缩小 容器容积，也就增大了压强，根据平衡移动原理，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即向 逆反应方向移动，所以 BaO的量减小，B 不正确；温度不变，平衡常数不变，其数值等于氧气 的浓度，浓度不变，因此压强不变，正确；缩小容器容积，平衡逆向移动，故体系重新达到平 衡时 BaO2增加，D 正确。 答案：B 3已知某化学实验的结果如下表： 反应物 实验序号 大小相同的金 属片 酸溶液 在相同温度下测得的反应 速率 v/mol/(Lmin). 1 镁条 1 mol/L 盐酸 v1 2 铁片 1 mol/L 盐酸 v2 3 铁片 0.1 mol/L 盐酸 v3 下列结论正确的是( ) A v1v2v3 B v3v2v1 2 C v1v3v2 D v2v3v1 解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以 与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大，反应物浓度也影响反应速率，在一定范围 内，速率与浓度成正比，故 v2v3。 答案：A 4向某密闭容器中充入 1 mol X与 2 mol Y发生反应：X(g)2Y(g) aZ(g) H0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X 的平衡转化率的变化如图所示。下 列说法中正确的是( ) A a2 B T2 T1 C A点的反应速率： v 正 (X) v 逆 (Z) 13 D用 Y表示 A、 B两点的反应速率： v(A) v(B) 解析：改变压强，X 的平衡转化率不变，说明反应前后气体的化学计量数之和相等，所以 a3；此反应为放热反应，升高温度，X 的平衡转化率减小，故 T1T2，所以 v(B)v(A)。 答案：C 5(2016皖南模拟)在不同温度下，向 V L密闭容器中加入 0.5 mol NO和 0.5 mol活性 炭，发生反应：(导学号 58870038) 2NO(g)C(s) N2 (g)CO 2 (g) HQ kJ/mol (Q0)，达到平衡时的数据如下： 温度/ n(C)/mol n(CO2)/mol T1 0. 15 T2 0. 375 下列有关说法正确的是( ) A由上述信息可推知： T1T2 B T2时，若反应达平衡后再缩小容器的体积， c(N2) c(NO)增大 C T1时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后 NO的转化率增大 D T1时，该反应的平衡常数 K 916 解析：A.根据题给反应和数据知，温度为 T2时反应达平衡时 n(CO2)0.125 mol，则温度 由 T1到 T2，平衡逆向移动，该反应为放热反应，则改变的条件为升高温度，则： T1 T2，故 A 错误；B.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应， T2 时，若反应达平衡后再缩小容器 3 的体积(即增大压强)，平衡不移动， c(N2) c(NO)不变，故 B错误；C.该反应为反应前后气体 物质的量不变的反应， T1 时，若开始时反应物的用量均减小一半相当于减小压强，平衡不 移动，再次平衡后 NO的转化率不变，故 C错误；D. T1 时，该反应的平衡常数 K c(CO2)c(N2)/c2(NO)0.150.15/0.2 29/16(容积均为 V L，计算过程中消去)，故 D 正确。 答案：D 【考纲再现】 【错题记录】 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作 用。 3了解化学反应的可逆性。 4了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义， 能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 5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，认识其一般规律。 6了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和 科学研究领域中的重要作用。 1已知反应：2NO(g)Br 2(g)=2NOBr(g)的活化能为 a kJ/mol，其反应机理如下： NO(g)Br 2(g)=NOBr2(g) 慢 NO(g)NOBr 2(g)=2NOBr(g) 快 下列有关该反应的说法正确的是( ) A反应的速率主要取决于的快慢 B反应速率 v(NO) v(NOBr)2 v(Br2) CNOBr 2是该反应的催化剂 D该反应的焓变等于 a kJ/mol 解析：A 项，反应速率的快慢主要取决于慢反应的速率；B 项，反应速率之比等于化学 计量数之比，根据总反应式知反应速率： v(NO) v(NOBr)2 v(Br2)；C 项，NOBr 2是反应的中 间产物，不是催化剂；D 项， a kJ/mol 是总反应的活化能，不是焓变。 答案：B 4 2一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应：2X(g) Y(g)Z(s)，以下 叙述不能说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A混合气体的密度不再变化 B反应容器中 Y的质量分数不变 CX 的分解速率与 Y的消耗速率相等 D单位时间内生成 1 mol Y的同时生成 2 mol X 解析：X 的分解速率与 Y的消耗速率之比为 21 时，才能说明反应达到平衡状态，故 C 项说明反应未达到平衡状态。 答案：C 3(2016杭州模拟)处于平衡状态的反应：2H 2S(g) 2H2(g)S 2(g) H0，不改 变其他条件的情况下合理的说法是( ) (导学号 58870136) A加入催化剂，反应途径将发生改变， H也将随之改变 B升高温度，正、逆反应速率都增大，H 2S分解率也增大 C增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低 D若体系恒容，注入一些 H2后达新平衡，H 2浓度将减小 解析：焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A 项错误；温度升高，正逆反应速 率均增大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，H 2S分解率增大，B 项正确；该反应是气 体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆反应是放热反应，会使体系温度升高，C 项错 误；体系中注入 H2，体系将向 H2浓度降低方向移动，但最终 H2的浓度仍比原来增大，D 项错 误。 答案：B 4(2016四川卷)一定条件下，CH 4与 H2O(g)发生反应：CH 4(g)H 2O(g) CO(g) 3H 2(g)。设起始 Z，在恒压下，平衡时 (CH 4)的体积分数与 Z和 T(温度)的关系 n（ H2O）n（ CH4） 如图所示。下列说法正确的是( ) A该反应的焓变 H0 B图中 Z的大小为 a3b C图中 X点对应的平衡混合物中 3 n（ H2O）n（ CH4） D温度不变时，图中 X点对应的平衡在加压后 (CH 4)减小 5 解析：A.根据图示知温度越高，CH 4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的 焓变 0，正确；B.相同条件下 Z越大，平衡时 CH4的体积分数越小，所以图中 Z的大小 为 b3 a，错误；C.起始时 3，反应过程中 H2O和 CH4等物质的量减小，所以平衡 n（ H2O）n（ CH4） 时 3，错误；D.温度不变时，加压平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，错误。 n（ H2O）n（ CH4） 答案：A 5向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的 A和 B，发生反应： xA(g)B(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中 C的浓度随时间变化关系分别 用下图和下表表示： 容器 甲 乙 丙 容积 0.5 L 0.5 L 1.0 L 温度 T1 T2 T2 反应物起始量 0.5 mol A 15 mol B 0.5 mol A 15 mol B 2.0 mol A 60 mol B 下列说法正确的是( )(导学号 58870137) A T2时该反应的平衡常数 K0.8 B由图可知： T1 T2，且该反应为吸热反应 C前 10 min乙、丙两容器中 v(A)乙 v(A)丙 DC 的质量 m： m 甲 m 乙 2 m 丙 解析：A.对于乙、丙两个容器来说，反应物的浓度后者是前者的 2倍，达到平衡时产生的 生成物的浓度后者也是前者的 2倍，说明增大压强平衡不移动，故该反应是反应前后气体物质 的量不变的反应， x1。以乙为研究对象，达到平衡时 c(C)1.0 mol/L， c(A)0.5 mol/L， c(B)2.5 mol/L，所以该温度下该反应的化学平衡常数是 K c2（ C）c（ A） c（ B） 0.8，A 项正确；B.对于甲、乙两容器来说，只有温度不同，其他条件相同，由 1.00.52.5 于乙先达到平衡，说明温度 T1T2，而升高温度，生成物 C的浓度减小，说明升高温度，平衡 逆向移动，则逆反应为吸热反应，所以该反应为放热反应，B 项错误；C.前 10 min由于乙、 丙两容器中反应温度相同，而反应物的浓度：乙丙，浓度越大，反应速率越快，所以 v(A)乙 v(A)丙 ，C 项错误；D.该反应是气体物质的量不变的反应，改变压强平衡不发生移动，由图象 可知甲、乙、丙中 C的质量比为 1.51.02.0，D 项错误。 答案：A 6 6(2015四川卷)一定量的 CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s) CO 2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压( p 分 )气体总压( p 总 )体积分数。下列说法正确的是( )(导学号 58870138) A550 时，若充入惰性气体， v 正 、 v 逆 均减小，平衡不移动 B650 时，反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0% C T 时，若充入等体积的 CO2和 CO，平衡向逆反应方向移动 D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp24.0 p 总 解析：A.550 时，若充入惰性气体， v 正 、 v 逆 均减小，由于保持了压强不变，相当于扩 大了体积，平衡正向移动，A 项错误。B.根据图示可知，在 650 时，CO 的体积分数为 40%， 根据反应方程式：C(s)CO 2(g) 2CO(g)，设开始加入 1 mol CO2，反应掉了 x mol CO2，则有： C(s) CO 2(g) 2CO(g) 始态： 1 mol 0 变化： x mol 2 x mol 平衡： (1 x)mol 2 x mol 因此有： 100%40%，解得 x0.25，即 CO2的平衡转化率为 2x1 x 2x 100%25%，故 B项正确。C 项，由图可知，T 时，CO 与 CO2的体积分数相等， 0.25 mol1 mol 在等压下充入等体积的 CO和 CO2，对原平衡无影响，平衡不移动，C 项错误。D.925 时，CO 的体积分数为 96%，故 Kp 23.04 p 总 ，D 项错误。 c2（ CO）c（ CO2） （ 96%p总 ） 24%p总 答案：B 7某恒定温度下，在一个 2 L的密闭容器中，加入 4 mol A和 2 mol B进行如下反应： 3A(g)2B(g) 4C(？) 2D(？)， “？”代表状态不确定。反应一段时间后达到平衡，测 得生成 1.6 mol C，且反应前后压强之比为 54，则下列说法正确的是( ) (导学号 58870139) A该反应的化学平衡常数表达式是 K c4（ C） c2（ D）c3（ A） c2（ B） B此时 B的平衡转化率是 35% C增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大 7 D增加 C，B 的平衡转化率不变 解析： 3A(g)2B(g) 4C(？)2D(？) 起始/mol 4 2 0 0 变化/mol 1.2 0.8 1.6 0.8 平衡/mol 2.8 1.2 1.6 0.8 n(平)(42)mol 4.8 mol 45 由此推知：C 为固体或纯液体，D 为气体，该反应的平衡常数表达式为 K ；平衡时 B的转化率 100%40%；增大该体系的压强，平衡向右 c2（ D）c3（ A） c2（ B） 0.8 mol2 mol 移动，由于温度没变，化学平衡常数不变；由于 C为固体或纯液体，增加 C对平衡没有影响， B的平衡转化率不变。 答案：D 8(2016全国卷)煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题： (1)NaClO2的化学名称为_。 (2)在鼓泡反应器中通入含有 SO2和 NO的烟气，反应温度 323 K，NaClO 2溶液浓度为 5103 mol/L。 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。 离子 SO24 SO23 NO3 NO2 Cl c/(mol/L) 8.35104 6.87106 1.5104 1.2105 3.4103 写出 NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 _。 增加压强，NO 的转化率_(填“提高” “不变”或“降低”)。 随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的 pH逐渐_(填“增大” “不变”或“减小”)。 由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因 是除了 SO2和 NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是 _。 (3)在不同温度下，NaClO 2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO的平衡分压 pc如图所示。 8 由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大” “不 变”或“减小”)。 反应 ClO 2SO 2SO Cl 的平衡常数 K表达式为2 23 24 _。 (4)如果采用 NaClO、Ca(ClO) 2替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 从化学平衡原理分析，Ca(ClO) 2相比 NaClO具有的优点是 _。 解析：(1)NaClO 2中 Cl元素的化合价为3，其化学名称为亚氯酸钠。(2)分析表中数据 可知，NaClO 2溶液脱硝过程中主要生成 Cl 和 NO ，结合电子守恒和元素守恒写出离子方程3 式：4NO3ClO 4OH =4NO 3Cl 2H 2O。该反应中只有 NO是气体，增加压强，有利于2 3 NO的吸收，NO 的转化率提高。由于吸收 SO2和 NO过程中生成 H ，溶液中 c(H )不断增大， 溶液的 pH逐渐减小。由表中数据可知，相同时间内， c(SO )比 c(NO )增加得多，说明24 3 脱硫反应速率大于脱硝反应速率，其原因除了 SO2和 NO在烟气中的初始浓度不同外，还可能 是 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)由图可知，温度升高，SO 2和 NO的平衡分压 pc对应的lg pc逐渐减小，说明 SO2和 NO的平衡分压 pc逐渐增大，则脱硫、脱硝反应逆向进 行，平衡常数均减小。反应 ClO 2SO 2SO Cl 的平衡常数 K的表达式为 K2 23 24 。(4)利用 Ca(ClO)2替代 NaClO2，形成 CaSO4沉淀，平衡向产物方向移动，SO 2转化率提 高。 答案：(1)亚氯酸钠 (2)4NO3ClO 4OH =4NO 3Cl 2H 2O 提高 减小 大于2 3 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 (3)减小 K (4)形成 CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO 2转化率提高 9(2016枣庄模拟)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟 该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将 CN 氧化的反应)。(导 学号 58870140) 【相关资料】 氰化物主要是以 CN 和 Fe(CN)63 两种形式存在。 Cu 2 可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂；Cu 2 在偏碱性条件下对双氧水分解 影响较弱，可以忽略不计。 Fe(CN) 63 较 CN 难被双氧水氧化，且 pH越大，Fe(CN) 63 越稳定，越难被氧化。 【实验过程】 在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂 Cu2 的浓度相同，调节含氰废 水样品不同的初始 pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验： (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 9 实验 序号 实验 目的 初始 pH 废水样 品体积 /mL CuSO4 溶液的 体积/ mL 双氧水 溶液的 体积/ mL 蒸馏水 的体积 /mL 为以下实验 操作参考 7 60 10 10 20 废水的初始 pH对破氰反应 速率的影响 12 60 10 10 20 _ 7 60 _ _ 10 实验测得含氰废水中的总氰浓度(以 CN 表示)随时间变化关系如图所示。 (2)实验中 2060 min 时间段反应速率：(CN )_mol/(Lmin)。 (3)实验和实验结果表明，含氰废水的初始 pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能 是_ _ (填一点即可)。 在偏碱性条件下，含氰废水中的 CN 最终被双氧水氧化为 HCO ，同时放出 NH3，试写出3 该反应的离子方程式 _。 (4)该兴趣小组同学要探究 Cu2 是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设 计实验并验证上述结论，完成下表中内容(己知：废水中的 CN 浓度可用离子色谱仪测定)。 实验步骤(不要写出具体操作过程) 预期实验现象和结论 解析：(1)影响该反应的因素有 pH以及双氧水的浓度，实验目的为废水的初始 pH对破氰 反应速率的影响和双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，其它量应不变，而且总体积不变，蒸 馏水的体积为 10 mL，所以双氧水的体积为 20 mL； (2)根据 v c t （ 1.4 0.7） mol/L（ 60 20） min 0.0175 mol/Lmin； 10 (3)pH越大，Fe(CN) 63 越稳定，越难被氧化，所以破氰反应速率减小；因为氰废水中的 CN 一 最终被双氧水氧化为 HCO ，其中的碳由2 价变成4 价，1 mol CN 转移 2 mol的电子，3 而过氧化氢 1 mol也转移 2 mol的电子，所以 CN 一 和 H2O2的物质的量之比为 11，所以反应 的离子方程式为：CN H 2O2H 2O=NH3HCO ；3 (4)分别取温度相同、体积、浓度相同的含氰废水的试样两等份，滴加过氧化氢，一份中 加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN 一 浓度，如果在相 同时间内，若甲试管中的 CN 浓度小于乙试管中的 CN 浓度，则 Cu2 对双氧水破氰反应起催 化作用，反之则不起催化作用。 答案：(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响 10 20 (2)0.0175 (3)初始 pH增大，催化剂 Cu2 会形成 Cu(OH)2沉淀，影响了 Cu2 的催化作用(或初始 pH 增大，Fe(CN) 63 较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化) CN H 2O2H 2O=NH3HCO 3 (4) 实验方案(不要求写出具体操作过程) 预期实验现象和结论 分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支 试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶 液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末， 用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的 CN 浓度 相同时间内，若甲试管中的 CN 浓度小 于乙试管中的 CN 浓度，则 Cu2 对双氧 水破氰反应起催化作用；若两试管中的 CN 浓度相同，则 Cu2 对双氧水破氰反 应不起催化作用 10.(2015全国卷，改编)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要 成分为 CO、CO 2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下： CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H199 kJ/mol CO 2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g) H258 kJ/mol CO 2(g)H 2(g) CO(g)H 2O(g) H341 kJ/mol 回答下列问题：(导学号 58870141) (1)反应的化学平衡常数 K表式为_；图 1中能正确反映平衡常数 K随温 度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是 _ _。 (2)合成气组成 n(H2)/n(COCO 2)2.60 时，体系中的 CO平衡转化率( )与温度和压强 的关系如图 2所示。 (CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是 _； 图 2中的压强由大到小为_，其判断理由是_ 11 _。 解析：(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数为 K c(CH3OH) /c(CO)c2(H2)。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数 K减小，故曲线 a符合要求。(2)由图 2可知，压强一定时，CO 的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是 反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动， 又使产生 CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO 的转化率减小。反应的正反应为气体分 子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO 的平衡转化率增大，而反应 为气体分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO 的转化率提高， 故压强 p1、 p2、 p3的关系为 p1 p2 p3。 答案：(1) K 或 Kp c（ CH3OH）c（ CO） c2（ H2） p（ CH3OH）p（ CO） p2（ H2） a 反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小 (2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO的量增大；反 应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生 CO的量增大；总结果，随温度升高，使 CO的转化 率降低 p3 p2 p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO的转 化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利 于 CO的转化率升高 11雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽 车尾气排放时容易发生以下反应： N 2(g)O 2(g) 2NO(g) H1 a kJ/mol CO(g)1/2 O 2(g) CO2(g) H2 b kJ/mol 2CO(g)2NO(g) N2(g)2CO 2(g) H3 请回答下列问题：(导学号 58870142) (1) H3_kJ/mol(用含 a、 b的代数式表示)。 (2)对于有气体参与的反应，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 体物质的量浓度 c(B)，则反应的平衡常数表达式 Kp_。 (3)能说明反应已达平衡状态的标志是_(填字母)。 A单位时间内生成 1 mol CO2的同时消耗了 1 mol CO B在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变 C在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化 D在恒温恒压的容器中，NO 的体积分数保持不变 (4)在一定温度下，向体积为 V L的恒容密闭容器中充入一定量的 NO和 CO，发生反应 。在 t1时刻达到平衡，此时 n(CO) x mol， n(NO)2 x mol， n(N2) y mol，则 NO的平衡 转化率为_(用含 x、 y的代数式表示)；再向容器中充入 y mol CO2和 x