（山东专用）2020届高考化学一轮复习专题九化学反应速率和化学平衡课件.pptx

专题九 化学反应速率和化学平衡,高考化学 (山东专用),五年高考,A组 山东省卷、课标卷题组,考点一 化学反应速率,1.(2018课标,28,15分)(15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医 药等工业中得到广泛应用。回答下列问题: (1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体, 其分子式为 。 (2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5(g)分解反应: 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 2N2O4(g) 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示t= 时,N2O5(g)完全分解:,已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g) N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1 则反应N2O5(g) 2NO2(g)+ O2(g)的H= kJmol-1。 研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=210-3 (kPamin-1)。t=62 min时,测得体系中 = 2.9 kPa,则此时的 = kPa,v= kPamin-1。 若提高反应温度至35 ,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35 ) 63.1 kPa(填“大 于”“等于”或“小于”),原因是 。 25 时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计 算结果保留1位小数)。,25 时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计 算结果保留1位小数)。 (3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程: 第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应,第三步 NO+NO3 2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。 A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3 C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高,答案 (1)O2 (2)53.1 30.0 6.010-2 大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应, 温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 (3)AC,解析 (1)氯气具有强氧化性,氮元素化合价不变,Ag应以AgCl形式存在,则被氧化的是氧元素, 对应的氧化产物为O2,反应的化学方程式为4AgNO3+2Cl2 4AgCl+2N2O5+O2。 (2)2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 a 2NO2(g) N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1 b 根据盖斯定律,由 -b可得:N2O5(g) 2NO2(g)+ O2(g) H=53.1 kJmol-1。 由2N2O5(g)O2(g)可知, =2.9 kPa时N2O5分压减小5.8 kPa,此时 =(35.8-5.8)kPa=30.0 kPa。v=210-3 (kPamin-1)=210-330(kPamin-1)=6.010-2 kPamol-1。 t=时,N2O5完全分解。 2N2O5 2N2O4+O2 2 2 1 35.8 kPa =35.8 kPa =17.9 kPa 设达平衡时,N2O4分压减小了x kPa。,N2O4 2NO2 开始分压(kPa) 35.8 0 变化分压(kPa) x 2x 平衡分压(kPa) 35.8-x 2x (35.8-x)kPa+2x kPa+17.9 kPa=63.1 kPa,解得x=9.4,则平衡时 =26.4 kPa, =18.8 kPa,K= kPa13.4 kPa。 (3)第一步反应为快反应,其逆反应的速率也比第二步反应的速率快,A正确;从反应方程式看, 中间产物有NO3、NO,B错误;由于第二步反应是慢反应,说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C 正确;第三步是快反应,故其活化能应较低,D错误。,考点二 化学平衡,2.(2011山东理综,28,14分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为 。 利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在 标准状况下是 L。 (2)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-196.6 kJmol-1 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H=-113.0 kJmol-1 则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的H= kJmol-1。 一定条件下,将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平 衡状态的是 。 a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变 c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为16,则平衡常数K= 。,(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。 CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应H 0(填“”或 “”)。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右,选择此压强的理由是 。,答案 (1)3NO2+H2O 2HNO3+NO 6.72 (2)-41.8 b 2.67或 (3) 在1.3104 kPa下,CO转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,而生产成本增加,得 不偿失,解析 (1)由 O2 可知1 mol NO2参与反应时转移的电子数为4 mol,因此转移1.2 mol电 子时,消耗NO2在标准状况下的体积为 1.2 mol22.4 Lmol-1=6.72 L。 (2)根据盖斯定律可得: H= =-41.8 kJmol-1 反应:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)是气体总体积不变的放热反应,反应过程中体系压强始 终不变,且生成SO3和NO的体积比始终为11;混合气体的颜色不变说明各物质的浓度不再发 生变化,体系达到平衡。 设起始时加入的NO2为1 mol,利用“三段式”可得: NO2(g) + SO2(g) SO3(g) + NO(g) 起始: 1 mol 2 mol 0 0 转化: x mol x mol x mol x mol 平衡: (1-x) mol (2-x) mol x mol x mol 依题意: = 解得:x=0.8,所以:K= = = 。 (3)分析题目中的坐标图像可知:升高温度CO的转化率降低,即升高温度,平衡向逆反应方向进 行,逆反应为吸热反应,所以正反应的H0。,3.(2015山东理综,30,19分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重 要作用。(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横 轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。 在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢 气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g) zMHy(s) H1();在 B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应()中z= (用含x和y的 代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v= mLg-1min- 1。反应()的焓变H1 0(填“”“=”或“ ”)。 (2)表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、,T2时,(T1) (T2)(填“”“=”或“ ”)。当反应()处于图中a点时,保持温度不变,向 恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应()可能处于图中的 点(填“b”“c”或 “d”),该贮氢合金可通过 或 的方式释放氢气。 (3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为 。 已知温度为T时: CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) H=+165 kJmol-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41 kJmol-1,答案 (1) 30 c 加热 减压 (3)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) H=-206 kJmol-1,解析 (1)由氢原子守恒可知,zx+2=zy,解得z= ;根据题意可知,吸氢速率v= =30 mLg-1min-1;观察图像可知,升高温度,平衡时氢气的压强增大,即反应()的平衡逆向移动,故反 应()为放热反应,即H1(T2);在AB段,MHx与H2发生反应(),图中a点时向恒温、恒容体系中通入少量H2, H2被吸收,H/M增大,平衡后反应()可能处于c点;反应()是气体体积减小的放热反应,释放H2 时使反应()逆向移动即可,故可通过加热或减压的方法实现。(3)已知:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) H=+165 kJmol-1、CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41 kJmol-1, 由盖斯定律可知,-即得所求热化学方程式:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) H=-206 kJmol-1。,考点三 化学平衡常数与化学平衡有关的计算,4.(2019课标,28,14分)水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要 用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题: (1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部 分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO 还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。 (2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应, 则平衡时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。 A.0.50 (3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如 图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。,可知水煤气变换的H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活 化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式 。 (4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示), 催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的 和pCO相等、 和 相等。,计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率 (a)= kPamin-1。467 时 和pCO随时 间变化关系的曲线分别是 、 。489 时 和pCO随时间变化关系的曲线分 别是 、 。,答案 (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*) (4)0.004 7 b c a d,解析 本题涉及化学反应速率、化学平衡的相关计算及化学平衡移动的影响因素,主要考查 学生运用图表、图形分析和解决化学问题的能力。借助水煤气变换反应认识化学变化有一 定限度、速率,体现变化观念与平衡思想的学科核心素养。 (1)相同温度下,分别用H2、CO还原CoO(s),平衡时H2的物质的量分数(0.025 0)大于CO的物质 的量分数(0.019 2),说明转化率:H2H2。 (2)利用“三段式”解答。721 时,设气体反应物开始浓度均为1 molL-1,则 H2(g)+CoO(s) Co(s)+H2O(g) 起始(molL-1) 1 0 转化(molL-1) x x 平衡(molL-1) 1-x x 则有 =0.025 0,解得x=0.975,故K1= = =39; CO(g)+CoO(s) Co(s)+CO2(g) 起始(molL-1) 1 0 转化(molL-1) y y 平衡(molL-1) 1-y y,则有 =0.019 2,解得y=0.980 8,故K2= = = 51; CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始(molL-1) 1 1 0 0 转化(molL-1) z z z z 平衡(molL-1) 1-z 1-z z z 则有K3= = = ,解得z=0.532 7。 H2的物质的量分数为 =0.266 4,故选C。 (3)观察计算机模拟结果,据H=生成物总能量-反应物总能量,可知H=-0.72-00;该历程中最 大能垒(活化能)E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,该步骤的化学方程式为COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*或H2O* H*+OH*。 (4) (a)= 0.004 7 kPamin-1;据“先拐先平数值大”原则,结合图像可知,虚线 (a、d)表示489 时气体分压变化曲线,实线(b、c)表示467 时气体分压变化曲线;当温度由,467 升至489 时,平衡逆向移动,则 减小,pCO增大,由图像可知,ba气体分压减小,故曲线b 表示467 时 变化曲线,曲线a表示489 时 变化曲线;cd气体分压增大,则曲线c表示 467 时pCO变化曲线,曲线d表示489 时pCO变化曲线。,疑难突破 本题难点为(2)小题,解题关键是明确三个可逆反应的平衡常数之间的关系,运用 “三段式”仔细计算;(4)小题根据“先拐先平数值大”原则判断不同温度时对应的曲线(实 线、虚线),再根据温度变化对平衡移动的影响确定不同温度时的 、pCO变化曲线。,5.(2013山东理综,29,15分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应: TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) H0 () 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(s),I2(g)的平衡转化率为 。 (2)如图所示,反应()在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少 量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“”“” 或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是 。,(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓 度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为 ,滴定反应的离子方程式为 。 (4)25 时,H2SO3 HS +H+的电离常数Ka=110-2 molL-1,则该温度下NaHSO3水解反应的 平衡常数Kb= molL-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中 将 (填 “增大”“减小”或“不变”)。,答案 (1) 66.7% (2) I2 (3)淀粉 I2+H2SO3+H2O 4H+2I-+S (4)110-12 增大,解析 (1)TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) 初始量 1 mol 0 mol 0 mol 转化量 2x mol x mol x mol 平衡量 (1-2x)mol x mol x mol 设容器容积为V L,K= = =1 解得x= ,则I2(g)的平衡转化率为 100%66.7%。 (2)由反应()可知降温有利于TaS2(s)的生成,故T1T2,I2蒸气在右端参与反应生成TaI4(g)和S2 (g),在左端TaI4(g)与S2(g)在较低温度下反应生成TaS2(s)和I2(g),故I2可循环利用。(3)利用淀粉 遇碘变蓝的性质可选淀粉做指示剂;H2SO3在水中被I2氧化成H2SO4,I2被还原成HI。(4)HS + H2O H2SO3+OH-,Kb= = = = =110-12;向 NaHSO3溶液中加入少量I2,I2在水中可氧化HS 生成H+、I-和S ,溶液中c(H+)增大,则c(OH-)减小, 是定值,则 增大。,6.(2012山东理综,29,16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应: (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l) 2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) () (1)反应()中氧化剂是 。 (2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为: N2O4(g) 2NO2(g) () 当温度升高时,气体颜色变深,则反应()为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)一定温度下,反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正 确且能说明反应达到平衡状态的是 。,若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增 大”“不变”或“减小”),反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol,则03 s内的平均反应速率 v(N2O4)= molL-1s-1。 (4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性, 则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加 氨水的浓度为 molL-1。(NH3H2O的电离平衡常数取Kb=210-5 molL-1),答案 (1)N2O4 (2)吸热 (3)a、d 不变 0.1 (4)N +H2O NH3H2O+H+ 逆向,解析 (1)N2O4转化为N2,氮元素的化合价降低,N2O4作氧化剂。 (2)升高温度,气体颜色变深,说明平衡正向移动,故该反应为吸热反应。 (3)b项,对于一个特定反应,H固定不变,不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;c项,结合 反应()可知,无论反应是否处于平衡状态,正速率v(NO2)=2v(N2O4),不能作为是否达到平衡状 态的依据。化学平衡常数只与温度有关,故温度不变,化学平衡常数不变。 N2O4 2NO2 1 2 n(N2O4) 0.6 mol n(N2O4)=0.3 mol v(N2O4)= = =0.1 molL-1s-1。 (4)N 水解使溶液呈酸性:N +H2O NH3H2O+H+。向溶液中滴加氨水,抑制N 的水解, 而N 的水解对水的电离起到的是促进作用,N 的水解程度减小,其对水的电离的促进作用 也相应降低,故在滴加氨水的过程中水的电离平衡将逆向移动。设滴加氨水后混合溶液体积 为V L,加入氨水的浓度为x molL-1,则混合液中c(N )= molL-1,c(NH3H2O)= molL-1,c(OH-)=10-7 molL-1,由Kb= = =210-5,解得x= 。,B组 课标卷、其他自主命题省(区、市)卷题组,考点一 化学反应速率,1.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油 脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是( ) A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快 B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快 C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解 D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-) 的碱的水解,疑难突破 升高温度(A)、增大反应物的接触面积(B)、使用催化剂(C)均能使化学反应速率加快。,答案 D 体系温度升高,油脂水解反应速率加快,A正确;高温高压液态水中,油脂与水的互溶 能力增强,增大了油脂分子与水分子的接触,水解反应速率加快,B正确;高温高压液态水中,c(H+) 增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C正确;高温高压下的液态水,尽管具 有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),但仍然呈中性,c(H+)=c(OH-),与常温下在油脂水解 时加入相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱不相同,D错误。,2.(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,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。,3.(2017课标,28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4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) H1 H2(g)+ O2(g) H2O(l) H2 2As(s)+ O2(g) As2O5(s) H3 则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的H= 。 (4)298 K时,将20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH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。,答案 (1) (2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率 (3)2H1-3H2-H3 (4)a、c 大于 小于 tm时生成物浓度较低 (molL-1)-1,解析 (1)As位于第四周期第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该反应的化学方程式:2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+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=2H1-3H2-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( )=2y molL-1=2y molL-1,即 c(I-)=y molL-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:tmtn。三种溶液混合后,反应前Na3AsO3浓度 为x molL-1,I2浓度为x molL-1,反应达到平衡时,c(As )为y molL-1,则c(I-)=2y molL-1,消耗As 、 I2浓度均为y molL-1,平衡时c(As )为(x-y) molL-1,c(I2)为(x-y)molL-1,溶液中c(OH-)=1 molL-1,K= (molL-1)-1= (molL-1)-1。,考点二 化学平衡,4.(2019浙江4月选考,17,2分)下列说法正确的是 ( ) A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变 B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1,答案 B 选项A,缩小反应容器体积,H2(g)、I2(g)和HI(g)的浓度均增大,故正逆反应速率都会 加快,A错误;选项B,碳的质量不再改变时,其他各物质的物质的量也均不再变化,说明反应已达 平衡,B正确;选项C,若A、C同时是气体,反应前后气体总物质的量不相等,压强不再随时间变 化能说明反应已达平衡,C错误;选项D,Q1为从反应物(正反应)开始,生成0.2 mol NH3时放出的 热量,Q2为从生成物(逆反应)开始,消耗0.2 mol NH3时吸收的热量,故Q1=Q2,D错误。,疑难突破 设N2+3H2 2NH3 H1=Q kJ/ mol,则2NH3 N2+3H2,H2=-Q kJ/ mol,依题意 有:|Q1|=10%|Q|,|Q2|=10%|-Q|=10%|Q|,故|Q1|=|Q2|。,5.(2019上海选考,19,2分)已知反应式:mX(g)+nY(?) pQ(s)+2mZ(g),已知反应已达平衡,此时 c(X)=0.3 mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的 ,c(X)=0.5 mol/L,下列说法正确的是 ( ) A.反应向逆方向移动 B.Y可能是固体或液体 C.系数nm D.Z的体积分数减小,答案 C A项,依据题意知,平衡时c(X)=0.3 mol/L,其他条件不变,容器体积缩小到原来的 ,若 平衡不移动,c(X)应变为原来的2倍,即c(X)=0.6 mol/L,但现在c(X)=0.5 mol/L,说明c(X)减小,平 衡正向移动,错误;B项,缩小体积,增大压强,平衡正向移动,观察反应方程式知,Y为气体,错误;C 项,增大压强,平衡正向移动,Q为固体,则nm,正确;D项,平衡正向移动,Z的体积分数增大,错误。,6.(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=210-5。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 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5104,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。,7.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)。一定条件下, 等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度 随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙 述正确的是 ( ) A.温度T下,该反应的平衡常数K= B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H0,答案 A N2(g)+O2(g) 2NO(g) 始(molL-1): c0 c0 0 转(molL-1): c0-c1 c0 -c1 2(c0-c1) 平(molL-1): c1 c1 2(c0-c1) 故温度T下,K= ,A项正确;对于反应物、生成物均为气体的反应来说,恒容条件下,混合 气体的密度是定值,B项不正确;催化剂只影响反应速率,不影响平衡状态,C项不正确;若曲线b 对应的条件是改变温度,则a到b应是升温,升高温度c(N2)变小,说明平衡正向移动,该反应的 H0,D项不正确。,答案 B A项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v正、v逆均减小,平衡 应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1 mol,达到平衡时转化了x mol,利用三段式: C(s)+CO2(g) 2CO(g) n起始/mol 1 0 n转化/mol x 2x n平衡/mol 1-x 2x 则有 100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的转化率为 100%=25.0%,正确;C项,因为 是恒压体系,T 时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错 误;D项,Kp= = =23.04p总,错误。,9.(2016课标,27,15分)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,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。,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,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。,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Cl +2S 2S +Cl-的平衡常数K表达式为 。 (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 。 已知下列反应: SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l) H1 ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq) H2 CaSO4(s) Ca2+(aq)+S (aq) H3 则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H= 。,答案 (1)亚氯酸钠(2分) (2)4NO+3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-(2分) 提高(1分) 减小(1分) 大于(1分) NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分) (3)减小(1分) (2分) (4)形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分) H1+H2-H3(2分),解析 (1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。(2)脱硝过程就是烟气中的NO被NaClO2溶液吸 收的过程,由表中数据可知NO与Cl 在溶液中反应后主要生成N 和Cl-,离子方程式为4NO+ 3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-;增加压强,NO在溶液中的溶解度增大,NO的转化率提高。 随着吸收反应的进行,c(OH-)减小,pH逐渐减小。由表中数据可知,反应一段时间后溶液中 S 的浓度大于N 的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。(3)由图像可知,升高温 度,气体的平衡分压增大,说明平衡逆向移动,平衡常数减小。(4)采用Ca(ClO)2替代NaClO脱 硫,反应生成CaSO4沉淀,平衡向产物方向移动,SO2转化率提高。SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l) H1(),ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq) H2(),CaSO4(s) Ca2+(aq) +S (aq) H3(),运用盖斯定律,由()+()-()可得反应:SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH- (aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq),故H=H1+H2-H3。,疑难突破 -lgpc为减函数,温度升高时,-lgpc减小,说明pc增大,SO2和NO的分压增大,平衡逆向移 动,证明正反应为放热反应。,10.(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)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。 (3)已知反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断 裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(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716 K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=0.002 7 min-1,在t=40 min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 (15分)(1)MnSO4(或Mn2+)(1分) (2)4.710-7(2分) (3)299(2分) (4) (2分) k正/K 1.9510-3(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 = = = = 4.710-7。 (3)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x kJ,由反应热与键能的关系可知,2x=436+151+ 11,解得x=299,故1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为299 kJ。 (4)观察表中数据知,120 min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=40 min时,x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-10.852=1.9510-3 min-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。,11.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫 碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示: (1)反应的化学方程式是 。 (2)反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓 度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。 根据上述事实,下列说法正确的是 (选填序号)。 a.两层溶液的密度存在差异 b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶 c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶 辨别两层溶液的方法是 。,经检测,H2SO4层中c(H+)c(S )=2.061。其比值大于2的原因是 。 (3)反应:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) H=+550 kJmol-1。 它由两步反应组成:.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g) H=+177 kJmol-1;.SO3(g)分解。 L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,中SO3(g)的平衡转化率随X的变化 关系。 X代表的物理量是 。 判断L1、L2的大小关系,并简述理由: 。,答案 (12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI (2)a、c 观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层 H2SO4层中含有少量HI (3)压强 L1L2;SO3(g)分解的热化学方程式:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) H=+196 kJmol-1,当压强一 定时,温度升高,平衡转化率增大,解析 (1)仔细观察题图可知,反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI。(2)溶液 分为两层,说明溶液的密度肯定存在差异,a正确;加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,b错误;依题 意,I2在HI层中的浓度比在H2SO4层中的高,说明I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,c正确。I 2在HI溶液中的浓度大于在H2SO4溶液中的浓度,故溶液颜色前者较深,可用观察溶液颜色深浅 的方法辨别两层溶液。H2SO4层含有少量I2,与水反应生成HI,故c(H+)c(S )2。(3)根据 盖斯定律可得,2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的H=+550 kJmol-1-2(+177 kJmol-1)=+196 kJmol-1, 故升高温度,平衡正向移动,SO3的平衡转化率增大;增大压强,平衡逆向移动,SO3的平衡转化率 减小,故X代表的物理量是压强,且L1L2。,考点三 化学平衡常数与化学平衡有关的计算,12.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应: X(g)+mY(g) 3Z(g) 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次 达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为11 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 molL-1,答案 D 在2 L的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量 之比,即平衡时,n(X)n(Y)n(Z)=30%60%10%=361。设第一次平衡时X消耗的物 质的量为x,则 X(g) + mY(g) 3Z(g) 初始 1 mol 2 mol 0 转化 x mx 3x 平衡 1 mol-x 2 mol-mx 3x 则(1 mol-x)(2 mol-mx)3x=361,解得x=0.1 mol、m=2,由此可得,A、C项正确。同理可 得第二次平衡时,Z的浓度为0.2 molL-1,D项错误。平衡常数只与温度有关,两次平衡反应温度 相同,故平衡常数相同,B项正确。,13.(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10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。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7 mol D.CO的平衡转化率为80%,答案 C 由题中信息可列三段式: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 起始: 10 mol x mol 0 0 转化: 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol 平衡: 8 mol (x-2) mol 2 mol 2 mol 设容器体积为V L,则K= = =0.1,解得x=7,C项正确。,14.(2019上海选考,四,节选)Li3Fe2(PO4)3作为锂离子电池的负极材料时有良好的放电平台,通过 提高材料的电导率可以有效的改善材料的性能。,35.CO2的电子式为 ,P原子的核外电子有 种不同能量的电子。 研究CO2与CH4的反应使之转化为H2和CO对减缓燃料危机,减少温室效应具有重大