高考化学二轮复习 专题十二 化学反应速率和化学平衡考点清单课件 .ppt

专题十二化学反应速率和化学平衡 化学平衡移动和化学平衡常数 典例1 2012 安徽高考 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 h 0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 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 催化剂 审题视角 解答本题 三步曲 先看容器 恒容 再看反应 气体体积缩小的放热反应 最后运用规律分析 精讲精析 选d 因为反应在恒容容器中进行 平衡前 随着反应的进行 容器内气体的物质的量不断减小 压强不断减小 故a项错误 平衡时 其他条件不变 分离出硫 由于硫是液态 浓度不改变 对反应无影响 正反应速率不变 b项错误 正反应是放热反应 升高温度平衡向逆反应方向移动 so2的转化率降低 c项错误 催化剂只改变反应历程 不影响平衡 不能改变平衡常数 故d项正确 阅卷人点拨 化学反应速率的计算和平衡移动 典例2 2011 大纲版全国卷 反应aa g bb g cc g h 0 在等容条件下进行 改变其他反应条件 在 阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示 催化剂 回答问题 1 反应的化学方程式中 a b c为 2 a的平均反应速率v a v a v a 从大到小排列次序为 3 b的平衡转化率 b b b 中最小的是 其值是 4 由第一次平衡到第二次平衡 平衡移动的方向是 采取的措施是 5 比较第 阶段反应温度 t2 和第 阶段反应温度 t3 的高低 t2 t3 填 判断的理由是 审题视角 解答本题要注意以下两点 1 从图中获取信息 如起点 平衡点 平衡如何移动等 2 第 阶段c的起点为0 精讲精析 1 第 阶段 aa g bb g cc g 起始浓度 mol l 1 转化浓度 mol l 1 平衡浓度 mol l 1 所以 反应的化学方程式中 a b c为1 3 2 催化剂 2 006 0001 003 002 001 003 002 00 2 a的平均反应速率v a 0 05mol l 1 min 1v a 0 025mol l 1 min 1v a 0 012mol l 1 min 1所以 v a v a v a 从大到小排列次序为v a v a v a 3 第 阶段 b 100 50 第 阶段 b 100 38 第 阶段 b 100 19 所以 b的平衡转化率 b b b 中最小的是 b 其值是19 4 由第一次平衡到第二次平衡 a b的物质的量浓度减小 c的物质的量浓度增大 平衡向正反应方向移动 第 阶段c的起始物质的量浓度为0 故采取的措施是从反应体系中移出产物c 5 第 阶段a b的物质的量浓度减小 c的物质的量浓度增大 平衡向正反应方向移动 此反应 h 0 为放热反应 降低温度平衡向正反应方向移动 所以第 阶段反应温度 t2 高于第 阶段反应温度 t3 答案 1 1 3 2 2 v a v a v a 3 b 19 0 19 4 正反应方向从反应体系中移出产物c 5 正反应为放热反应 降低温度平衡向正反应方向移动 命题人揭秘 命题规律 借助图像来考查化学反应速率与化学平衡的内容是近几年高考中的重点 并且分值较大 图像题的综合性很强 可以涵盖化学平衡与速率的很多重点内容 如 化学反应速率的计算 化学反应速率数值与化学反应方程式中各物质化学计量数的关系 化学平衡的特征 化学平衡的影响因素等 备考策略 图像题的一般解题思路为 与其他重要知识点的综合 典例3 2011 新课标全国卷 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇 并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池 已知h2 g co g 和ch3oh l 的燃烧热 h分别为 285 8kj mol 1 283 0kj mol 1和 726 5kj mol 1 请回答下列问题 1 用太阳能分解10mol水消耗的能量是 kj 2 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 3 在容积为2l的密闭容器中 由co2和h2合成甲醇 在其他条件不变的情况下 考查温度对反应的影响 实验结果如图所示 注 t1 t2均大于300 下列说法正确的是 填序号 温度为t1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的平均速率为v ch3oh mol l 1 min 1 该反应在t1时的平衡常数比t2时的小 该反应为放热反应 处于a点的反应体系从t1变到t2 达到平衡时增大 4 在t1温度时 将1molco2和3molh2充入一密闭恒容容器中 充分反应达到平衡后 若co2转化率为a 则容器内的压强与起始压强之比为 5 在直接以甲醇为燃料的电池中 电解质溶液为酸性 负极的反应式为 正极的反应式为 理想状态下 该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702 1kj 则该燃料电池的理论效率为 燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比 审题视角 解答本题时应注意 1 热化学方程式的书写要标明反应物 生成物的状态 2 计算反应速率时用浓度而不用物质的量 3 对放热反应 温度越高 k越小 精讲精析 1 h2的燃烧热为 285 8kj mol 1 则分解1molh2o所需能量为285 8kj 分解10molh2o所需能量为2858kj 2 co g 1 2o2 g co2 g h1 283 0kj mol 1 ch3oh l 3 2o2 g co2 g 2h2o l h2 726 5kj mol 1由以上两式可求 ch3oh l o2 g co g 2h2o l h h2 h1 726 5kj mol 1 283 0 kj mol 1 443 5kj mol 1 3 v ch3oh na 2l ta 所以 错 t2温度时先达平衡 所以t2 t1 又因为平衡时na nb 即温度越低 达平衡时甲醇的物质的量越多 说明正向为放热反应 则该反应在t1时的平衡常数比t2时的大 错 对 处于a点的反应体系从t1变到t2 温度升高 平衡逆向移动 所以达到平衡时增大 对 4 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g 起始n1mol3mol00转化namol3amolamolamol平衡n 1 a mol 3 3a molamolamolp 平衡 p 起始 1 a 3 3a a a 4 2 a 2 5 该燃料电池的理论效率 702 1kj 726 5kj 100 96 6 答案 1 2858 2 ch3oh l o2 g co g 2h2o l h 443 5kj mol 1 3 4 2 a 2 5 ch3oh h2o 6e co2 6h o2 4h 4e 2h2o96 6 命题人揭秘 命题规律 纵观近几年的各省市高考题 化学反应速率与平衡已不再是单一的对某一个知识点进行考查 而是与反应热 电化学等知识点共同考查 该类试题侧重基础概念的理解与应用 以考查学生的知识综合应用和变通的能力 备考策略 第 3 4 题主要考查化学反应速率的计算 化学平衡的移动与化学平衡常数的计算 第 5 题为常见的化学电源 燃料电池的基本知识 总体而言 虽然本题考查的内容与范围很大 但都是基本的知识点 只要平时的基本功扎实 解决起来并不困难 化学反应速率高考指数 1 2012 山东高考 下列与化学概念有关的说法正确的是 a 化合反应均为氧化还原反应b 金属氧化物均为碱性氧化物c 催化剂能改变可逆反应达到平衡的时间d 石油是混合物 其分馏产品汽油为纯净物 解析 选c a项 有些化合反应不属于氧化还原反应 如h2o co2 h2co3 只有单质参加的化合反应才属于氧化还原反应 a错误 有些金属氧化物不是碱性氧化物 mn2o7为酸性氧化物 al2o3为两性氧化物 b错误 催化剂能影响反应速率 改变可逆反应达到平衡的时间 c项正确 石油的分馏产物汽油为c5 c11的烃 仍为混合物 d项错误 2 双选 2011 海南高考 对于可逆反应h2 g i2 g 2hi g 在一定温度下由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 的生成速率比为2 1b 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 选b d v h2 v hi 1 2 a选项错误 随着反应的进行 正逆反应速率在不断发生变化 其比值也不断发生变化 当达到平衡时 正 逆反应速率相等 不再发生变化 其比值也不再发生变化 3 2010 福建高考 下列有关化学研究的说法正确的是 a 同时改变两个变量来研究反应速率的变化 能更快得出有关规律b 对于同一个化学反应 无论是一步完成还是分几步完成 其反应的焓变相同c 依据丁达尔现象可将分散系分为溶液 胶体与浊液d 从hf hcl hbr hi酸性递增的事实 推出f cl br i的非金属性递增的规律 解析 选b 本题侧重考查反应速率 盖斯定律 分散系 元素周期律等重要的基本概念 规律 a项 同时改变两个变量来研究反应速率的变化 不容易判断影响反应速率的主导因素 因此更难得出有关规律 a项错 b项 这是盖斯定律的表述 正确 c项 分散系的划分是以分散质颗粒直径大小来区分的 c项错误 d项 在以酸性强弱作为判断元素非金属性强弱依据时 是以最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为判断依据的 d项错误 4 2010 福建高考 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4min 8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度 结果应是 a 2 5 mol l 1 min 1和2 0 mol l 1b 2 5 mol l 1 min 1和2 5 mol l 1c 3 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1d 5 0 mol l 1 min 1和3 0 mol l 1 解析 选b 本题考查化学反应速率的计算 第8min与第4min时反应物浓度差 c为10 mol l 1 t为4min 所以在4min 8min间的平均反应速率为2 5 mol l 1 min 1 可以排除c d两个答案 第8min时反应物的浓度为起始时的 从而可推测第16min时反应物的浓度为第8min时的 即为2 5 mol l 1 所以排除a 而选b 5 2009 山东高考 2so2 g o2 g 2so3 g 是制备硫酸的重要反应 下列叙述正确的是 a 催化剂v2o5不改变该反应的逆反应速率b 增大反应体系的压强 反应速率一定增大c 该反应是放热反应 降低温度将缩短反应达到平衡的时间d 在t1 t2时刻 so3 g 的浓度分别是c1 c2 则时间间隔t1 t2内 so3 g 生成的平均速率为 v2o5 解析 选d 加入催化剂同时改变正 逆反应速率 a项错误 若是恒容条件 增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大 由于浓度不变 反应速率不变 b项错误 降低温度使反应速率降低 将增加反应达到平衡的时间 c项错误 根据计算平均反应速率的定义可得d项正确 6 2012 广东高考 碘在科研与生活中有重要应用 某兴趣小组用0 50mol l 1ki 0 2 淀粉溶液 0 20mol l 1k2s2o8 0 10mol l 1na2s2o3等试剂 探究反应条件对化学反应速率的影响 已知 s2o82 2i 2so42 i2 慢 i2 2s2o32 2i s4o62 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 s2o32 与s2o82 初始的物质的量需满足的关系为 n s2o32 n s2o82 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 表中vx ml 理由是 3 已知某条件下 浓度c s2o82 反应时间t的变化曲线如图所示 若保持其他条件不变 请在答题卡坐标图中 分别画出降低反应温度和加入催化剂时c s2o82 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 h14lii 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 解析 1 中要想得到蓝色溶液 根据已知两个反应分析可得出结论 2 中由表格数据观察分析得知其他条件不变 只要改变k2s2o8的浓度就可以达到探究反应物浓度对化学反应速率的影响 3 中催化剂可以加快反应的反应速率 而降低温度会减慢反应的反应速率 所以可以根据图中标准线画出另外两条曲线 但要注意的有两点 第一是曲线的拐点 第二是曲线的终点 4 中根据盖斯定律的原理可以求出 h的表达式 判断原电池的正负极时 可以根据原电池的反应原理判断 此处根据碘在反应中的化合价降低 发生还原反应 得出碘作正极 答案 1 na2s2o3 2 2 2 0保证反应物k2s2o8浓度改变 而其他的不变 才能达到实验目的 3 4 h1 h2 2正 化学平衡移动高考指数 7 2012 大纲版全国卷 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 增大压强b 降低温度c 增大co的浓度d 更换催化剂 催化剂 解析 选b 因为该反应为反应前后气体体积不变的反应 增大压强只能增大反应速率 平衡不移动 由此判断a项与题意不符 因为该正反应为放热反应 降温使平衡向正反应方向移动 从而增大co的转化率 b项正确 增大co的浓度 平衡虽然向正反应方向移动但co的转化率会降低 因此c项与题意不符 d项催化剂对化学平衡无影响 因此d项也不符合要求 8 2012 重庆高考 在一个不导热的密闭反应器中 只发生两个反应 a g b g 2c g h1 0 x g 3y g 2z g h2 0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 选a 等压时通入惰性气体 相当于给体系减压 扩大体积 各物质浓度减小 所以a错误 等压时 加入z气体 相当于扩大体积 第二个反应平衡向左移动 反应放热 温度升高 b项正确 等容时充入惰性气体 对反应体系无影响 各物质浓度不变 反应速率不变 c项正确 等容时加入z 第二个反应平衡左移 y的物质的量浓度变大 d项正确 9 双选 2011 江苏高考 下列说法正确的是 a 一定温度下 反应mgcl2 l mg l cl2 g 的 h 0 s 0b 水解反应nh4 h2onh3 h2o h 达到平衡后 升高温度平衡逆向移动c 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应d 对于反应2h2o2 2h2o o2 加入mno2或升高温度都能加快o2的生成速率 解析 选a d 该反应吸热 h 0 反应物为液体 有气态物质生成 所以 s 0 a项正确 温度升高 将导致一水合氨分解 氨气挥发 平衡正向移动 b项错误 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应 c项错误 mno2能加快h2o2的分解速率 升高温度 反应速率加快 d项正确 10 2011 安徽高考 电镀废液中cr2o72 可通过下列反应转化成铬黄 pbcro4 cr2o72 aq 2pb2 aq h2o l 2pbcro4 s 2h aq h 0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 选a 平衡常数只受温度影响 对于放热反应 升高温度 化学平衡常数减小 对于吸热反应 升高温度 化学平衡常数增大 故a正确 ph增大 c h 减小 平衡向右移动 故cr2o72 转化率增大 故b错误 升高温度 正 逆反应速率都加快 故c错误 增大c pb2 平衡向右移动 n cr2o72 将减小 故d错误 11 2011 福建高考 25 时 在含有pb2 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 h 0d 25 时 该反应的平衡常数k 2 2 解题指南 解答本题要明确如下两点 1 改变固体的用量 平衡不移动 2 固体不列入平衡常数的表达式 解析 选d 12 2011 北京高考 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 催化剂 a b代表0 下ch3coch3的y t曲线b 反应进行到20min末 ch3coch3的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 解析 选d 由图像可知 a曲线达到平衡所用的时间比b曲线长 故b曲线所对应的反应速率快 说明b代表温度较高的曲线 故a错误 不论反应进行到什么程度 20 对应的反应速率大于0 故 故b错误 升高温度 加快化学反应速率 可缩短达到平衡所用的时间 由图像可知达到平衡时从a曲线到b曲线 ch3coch3转化分数降低 即升高温度 平衡左移 降低平衡转化率 故c错误 从y 0到y 0 113 ch3coch3转化率相同 由于起始加入量相同 故变化量相同 即 故d正确 13 2011 山东高考 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 8nh37n2 12h2o也可处理no2 当转移1 2mol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 6kj mol 12no g o2 g 2no2 g h 113 0kj mol 1则反应no2 g so2 g so3 g no g 的 h kj mol 1 一定条件下 将no2与so2以体积比1 2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1molso3的同时生成1molno2测得上述反应平衡时no2与so2体积比为1 6 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 3 104kpa左右 选择此压强的理由是 解析 1 no2与水反应的化学方程式为 3no2 h2o 2hno3 no no2与nh3的反应为一个氧化还原反应 no2为氧化剂 nh3为还原剂 n2既是氧化产物 又是还原产物 当1mol的no2发生反应时 电子转移数为4mol 故当转移1 2mol电子时 则有0 3mol的no2反应 即在标准状况下的气体体积为6 72l 2 若 2 中3个反应的 h分别为 h1 h2 h3 将 1 2 1 2 变形 可得所求反应no2 g so2 g so3 g no g h3 h1 1 2 h2 1 2 41 8kj mol 1 a项 因该反应为一个反应前后气体体积不变的反应 故压强不变不能作为判断反应达到平衡状态的标志 b项 因颜色与浓度大小有关 颜色不变意味着no2浓度不变 其他物质的浓度也不变 故正确 c项 so3和no的体积比在任意时间都是1 1 体积比都不变 故它不能作为判断反应达到平衡状态的标志 d项 因消耗so3与生成no2是同一个方向 因此它不能作为反应达到平衡状态的标志 答案为b no2与so2以体积比1 2参与反应 达到平衡时它们的体积比为1 6 现可设容器的体积为1l 反应前no2与so2的物质的量分别为1mol 2mol 参加反应的no2与so2的物质的量分别为x x 达到平衡时no2与so2的物质的量分别为1 x 2 x 由题意可得 1 x 2 x 1 6 解得x 0 8 故平衡状态时 c so3 c no 0 8mol l 1 c no2 1 0 8 mol 1l 0 2mol l 1 c so2 2 0 8 mol 1l 1 2mol l 1 则k c so3 c no c so2 c no2 2 67 3 由图可得出 温度相对较低时 co的平衡转化率高 说明了该反应的正反应是一个放热反应 故该反应 h小于0 因在1 3 104kpa下 反应物co的转化率已经很大 再加压 对设备的要求较高 得不偿失 答案 1 3no2 h2o 2hno3 no6 72 2 41 8b2 67 3 在1 3 104kpa下 反应物co的转化率已较高 再增大压强 co的转化率提高不大 而生产成本增加 得不偿失 14 2010 安徽高考 低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物 发生的化学反应为 2nh3 g no g no2 g 2n2 g 3h2o g h 0在恒容的密闭容器中 下列有关说法正确的是 a 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大b 平衡时 其他条件不变 增加nh3的浓度 废气中氮氧化物的转化率减小 180 催化剂 c 单位时间内消耗no和n2的物质的量之比为1 2时 反应达到平衡d 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大 解析 选c a选项 放热反应升温平衡常数减小 a错误 增大一个反应物浓度 另一反应物转化率增大 b错误 使用催化剂平衡不移动 d错误 15 2010 上海高考 据报道 在300 70mpa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实 2co2 g 6h2 g ch3ch2oh g 3h2o g 下列叙述错误的是 a 使用cu zn fe催化剂可大大提高生产效率b 反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应c 充入大量co2气体可提高h2的转化率d 从平衡混合气体中分离出ch3ch2oh和h2o可提高co2和h2的利用率 解析 选b 此题考查化学反应速率和化学平衡知识 催化剂能提高化学反应速率 加快反应进行 也就是提高了生产效率 a对 反应需在300 进行是为了获得较快的反应速率 不能说明反应是吸热还是放热 b错 充入大量co2气体 能使平衡正向移动 提高h2的转化率 c对 从平衡混合气体中及时分离出产物 使平衡正向移动 可提高co2和h2的转化率 d对 化学平衡常数与转化率的计算高考指数 16 2012 四川高考 在体积恒定的密闭容器中 一定量的so2与1 100molo2在催化剂作用下加热到600 发生反应 2so2 o22so3 h 0 当气体的物质的量减少0 315mol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 980gd 达到平衡时 so2的转化率为90 解析 选d 三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗均是正向反应 因此两者相等不能说明反应达到平衡状态 由于反应为放热反应 降低温度 正 逆反应速率都降低 但是由于逆反应速率减小的程度比正反应速率减小的程度大 因此平衡正向移动 由于反应过程中气体物质减小的物质的量等于生成的三氧化硫的一半 因此反应中生成的三氧化硫为0 63mol 反应体系中只有三氧化硫与氯化钡溶液反应 得到硫酸钡沉淀 其质量为 0 63mol 233g mol 1 146 79g 2so2 o22so3初始加入量 mol 转化的物质的量 mol 平衡时的物质的量 mol x 0 7mol此时二氧化硫的转化率为90 x1 10000 630 3150 63x 0 630 7850 63 17 2012 江苏高考 温度为t时 向2 0l恒容密闭容器中充入1 0molpcl5 反应pcl5 g pcl3 g cl2 g 经过一段时间后达到平衡 反应过程中测定的部分数据见下表 下列说法正确的是 a 反应在前50s的平均速率v pcl3 0 0032mol l 1 s 1b 保持其他条件不变 升高温度 平衡时c pcl3 0 11mol l 1 则反应的 h 0c 相同温度下 起始时向容器中充入1 0molpcl5 0 20molpcl3和0 20molcl2 反应达到平衡前v 正 v 逆 d 相同温度下 起始时向容器中充入2 0molpcl3和2 0molcl2 达到平衡时 pcl3的转化率小于80 解析 选c a项 前50s v pcl3 0 0016mol l 1 s 1 注意体积 a项错误 b项 250s后 化学平衡时pcl3的物质的量浓度为0 10mol l 1 升高温度 化学平衡时pcl3的物质的量浓度为0 11mol l 1 说明温度升高 平衡正向移动 正反应吸热 h 0 b项错误 原条件下平衡时 c pcl5 0 4mol l 1 c pcl3 c cl2 0 1mol l 1 所以k 0 025 当加入1 0molpcl5 0 2molpcl3 0 20molcl2后 qc 0 020 k qc 平衡正移 c项正确 d项相当于在题干所给条件下 用2 0molpcl5进行实验 相对于1 0molpcl5平衡将向生成pcl5的方向移动 所以pcl3转化率将大于80 d项错误 18 2011 大纲版全国卷 在容积可变的密闭容器中 2moln2和8molh2在一定条件下反应 达到平衡时 h2的转化率为25 则平衡时氨气的体积分数接近于 a 5 b 10 c 15 d 20 解析 选c 根据n2 3h22nh3起始物质的量 mol 280转化物质的量 mol 2 38 25 4 3平衡物质的量 mol 4 364 3所以平衡时氨气的体积分数为 19 2012 天津高考 金属钨用途广泛 主要用于制造硬质或耐高温的合金 以及灯泡的灯丝 高温下 在密闭容器中用h2还原wo3可得到金属钨 其总反应为 wo3 s 3h2 g w s 3h2o g 请回答下列问题 1 上述反应的化学平衡常数表达式为 2 某温度下反应达平衡时 h2与水蒸气的体积比为2 3 则h2的平衡转化率为 随温度的升高 h2与水蒸气的体积比减小 则该反应为 反应 填 吸热 或 放热 高温 3 上述总反应过程大致分为三个阶段 各阶段主要成分与温度的关系如下表所示 第一阶段反应的化学方程式为 580 时 固体物质的主要成分为 假设wo3完全转化为w 则三个阶段消耗h2物质的量之比为 4 已知 温度过高时 wo2 s 转变为wo2 g wo2 s 2h2 g w s 2h2o g h 66 0kj mol 1wo2 g 2h2 g w s 2h2o g h 137 9kj mol 1则wo2 s wo2 g 的 h 5 钨丝灯管中的w在使用过程中缓慢挥发 使灯丝变细 加入i2可延长灯管的使用寿命 其工作原理为 w s 2i2 g wi4 g 下列说法正确的有 1400 约3000 a 灯管内的i2可循环使用b wi4在灯丝上分解 产生的w又沉积在灯丝上c wi4在灯管壁上分解 使灯管的寿命延长d 温度升高时 wi4的分解速率加快 w和i2的化合速率减慢 解题指南 解答本题时注意以下几点 1 固体和纯液体不出现在平衡常数表达式中 2 利用三阶段法求平衡转化率问题 3 根据盖斯定律可以根据已知的热化学方程式求某一反应方程式的焓变 解析 1 平衡常数表达式中不出现固体和纯液体 2 根据氢气和水蒸气的体积比可以求出反应的氢气的体积和反应前的氢气的体积 从而可以计算氢气的转化率 氢气与水蒸气的体积比减小说明平衡正向移动 3 根据表格中每一个温度段的主要物质可以判断反应方程式 固体产物以及消耗氢气的量 4 反应1减去反应2即可得目标反应 5 工业生产中向灯泡内充入碘单质之后 它与灯泡内壁上的钨在一定温度下反应生成碘化钨 碘化钨在灯丝上分解生成钨单质 反应体系为密闭体系 反应又是可逆反应 因此碘单质可以循环利用 答案 1 k 2 60 吸热 3 2wo3 h2w2o5 h2ow2o5 wo21 1 4 4 203 9kj mol 1 5 a b 高温 20 2012 浙江高考 甲烷自热重整是先进的制氢方法 包含甲烷氧化和蒸汽重整 向反应系统同时通入甲烷 氧气和水蒸气 发生的主要化学反应有 回答下列问题 1 反应co g h2o g co2 g h2 g 的 h kj mol 1 2 在初始阶段 甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率 填 大于 小于 或 等于 3 对于气相反应 用某组分 b 的平衡压强 pb 代替物质的量浓度 cb 也可表示平衡常数 记作kp 则反应ch4 g h2o g co g 3h2 g 的kp 随着温度的升高 该平衡常数 填 增大 减小 或 不变 4 从能量角度分析 甲烷自热重整方法的先进之处在于 5 在某一给定进料比的情况下 温度 压强对h2和co物质的量分数的影响如图 若要达到h2物质的量分数 65 co物质的量分数 10 以下条件中最合适的是 a 600 0 9mpab 700 0 9mpac 800 1 5mpad 1000 1 5mpa 画出600 0 1mpa条件下 系统中h2物质的量分数随反应时间 从常温进料开始计时 的变化趋势示意图 6 如果进料中氧气量过大 最终导致h2物质的量分数降低 原因是 解析 1 由蒸汽重整的两个反应可知 利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为 h 165 0 206 2 kj mol 1 41 2kj mol 1 2 由于甲烷氧化的活化能比甲烷蒸汽重整的活化能要小 所以一开始甲烷氧化的反应速率要比甲烷蒸汽重整的反应速率快 3 由平衡常数的定义可知则kp 随着温度的升高 由于该反应是吸热反应 所以平衡会正向移动 平衡常数增大 4 由于甲烷自热重整的过程就是吸收能量的过程 而甲烷氧化的过程是放出能量的过程 所以该方法的先进之处在于系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整过程提供了所需的能量 5 由上述两图分析 600 0 9mpa时h2物质的量分数小于65 采用700 0 9mpa时二者均能满足 800 1 5mpa和1000 1 5mpaco的物质的量分数均大于10 根据以上分析可知 图示如下 6 如果进料中氧气量过大 会导致甲烷的氧化程度过高 氢气和氧气反应了 最终导致h2物质的量分数降低 答案 1 41 2 2 小于 3 增大 4 系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量 其他合理答案均可 5 b 6 甲烷氧化程度过高 氢气和氧气反应 其他合理答案均可 21 2011 广东高考 利用光能和光催化剂 可将co2和h2o g 转化为ch4和o2 紫外光照射时 在不同催化剂 作用下 ch4产量随光照时间的变化如图所示 1 在0 30小时内 ch4的平均生成速率v v 和v 从大到小的顺序为 反应开始后的12小时内 在第 种催化剂的作用下 收集的ch4最多 2 将所得ch4与h2o g 通入聚焦太阳能反应器 发生反应 ch4 g h2o g co g 3h2 g 该反应的 h 206kj mol 1 在坐标图中 画出反应过程中体系的能量变化图 进行必要的标注 将等物质的量的ch4和h2o g 充入1l恒容密闭容器 某温度下反应达到平衡 平衡常数k 27 此时测得co的物质的量为0 10mol 求ch4的平衡转化率 计算结果保留两位有效数字 3 已知 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 802kj mol 1写出由co2生成co的热化学方程式 解析 1 平均反应速率v c t 所以固定时间内 ch4产量越高 说明反应速率越快 即0 30小时内 平均反应速率v v v 12小时内 在第 种催化剂作用下 收集的ch4最多 2 本反应为吸热反应 反应物总能量低于生成物总能量 ch4 h2oco 3h2起始浓度 amol l 1amol l 100转化浓度 xmol l 1xmol l 1xmol l 13xmol l 1平衡浓度 a x mol l 1 a x mol l 1xmol l 13xmol l 1 c co xmol l 1 0 10mol l 1 x 0 10k 0 10mol l 1 0 30mol l 1 3 a 0 10 mol l 1 a 0 10 mol l 1 27 求得a 0 11mol l 1ch4的平衡转化率 0 10mol l 1 0 11mol l 1 100 91 3 ch4 g h2o g co g 3h2 g h 206kj mol 1ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 802kj mol 1由以上两式 根据盖斯定律可得 co2 g 3h2o g co g 3h2 g 2o2 g h 206kj mol 1 802kj mol 1 1008kj mol 1 答案 1 v v v 2 91 3 co2 g 3h2o g co g 3h2 g 2o2 g h 1008kj mol 1 有关化学反应速率和化学平衡的图像问题高考指数 22 2011 天津高考 向绝热恒容密闭容器中通入so2和no2 一定条件下使反应so2 g no2 g so3 g no g 达到平衡 正反应速率随时间变化的示意图如图所示 由图可得出的正确结论是 a 反应在c点达到平衡状态b 反应物浓度 a点小于b点c 反应物的总能量低于生成物的总能量d t1 t2时 so2的转化率 a b段小于b c段 解析 选d 当反应速率保持不变的时候 反应达到平衡状态 显然c点没有达到平衡 故a错误 随着反应的进行 反应物的浓度会越来越小 故反应物浓度a点大于b点 b错 如果只考虑浓度对反应速率的影响 正反应速率应该越来越小 但是由图可知 a b c三点速率越来越大 这说明反应是放热的 故反应物的总能量高于生成物的总能量 c错 图中曲线a b正下方的面积代表 t1时间段内so2的转化浓度 曲线b c正下方的面积代表 t2时间段内so2的转化浓度 显然曲线b c正下方的面积大 故b c段内so2的转化率大 d正确 方法技巧 根据速率 时间图像判断反应条件的方法 1 看图像中正 逆反应速率的变化趋势 两者是同等程度的变化 还是不同程度的变化 同等程度的变化一般从压强 反应前后气体体积不变的反应 和催化剂考虑 若是不同等程度的变化从温度 浓度 压强 反应前后气体体积改变的反应 角度考虑 2 对于反应速率变化不相等的反应要注意观察改变某个条件瞬间 正 逆反应速率的大小关系及变化趋势 同时要联系外界条件对反应速率的影响规律 加以筛选 验证 排除 23 2011 重庆高考 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 a co2 g 2nh3 g co nh2 2 s h2o g h 0b co2 g h2 g co g h2o g h 0c ch3ch2oh g ch2 ch2 g h2o g h 0d 2c6h5ch2ch3 g o2 g 2c6h5ch ch2 g 2h2o g h 0 解析 选a 由温度图像可知 t2 t1 升高温度 反应向逆反应方向移动 正反应为放热反应 h 0 由压强图像可知 p1 p2 增大压强 平衡向正反应方向移动 结合四个反应 a项正确 注意co nh2 2为固体 24 2010 四川高考 反应am g bn g cp g dq g 达到平衡时m的体积分数y m 与反应条件的关系如图所示 其中 z表示反应开始时n的物质的量与m的物质的量之比 下列说法正确的是 a 同温同z时 加入催化剂 平衡时q的体积分数增加b 同压同z时 升高温度 平衡时q的体积分数增加c 同温同z时 增加压强 平衡时q的体积分数增加d 同温同压时 增加z 平衡时q的体积分数增加 解析 选b 本题考查了平衡移动原理的应用 a项 加入催化剂只能改变反应速率 不会使平衡移动 b项 由图像 1 知随着温度的升高 m的体积分数降低 说明正反应吸热 所以温度升高 平衡正向移动 q的体积分数增加 c项对比 1 2 可以看出相同温度条件 相同z时 压强增大 m的体积分数增大 所以正反应是体积增大的反应 增大压强 q的体积分数减小 d项同温同压时增加z平衡不一定右移 故q的体积分数不一定增加 25 双选 2009 江苏高考 i2在ki溶液中存在下列平衡 i2 aq i aq i3 aq 某i2 ki混合溶液中 i3 的物质的量浓度c i3 与温度t的关系如图所示 曲线上任何一点都表示平衡状态 下列说法正确的是 a 反应i2 aq i aq i3 aq 的 h 0b 若温度为t1 t2 反应的平衡常数分别为k1 k2 则k1 k2c 若反应进行到状态d时 一定有v 正 v 逆 d 状态a与状态b相比 状态a的c i2 大 解析 选b c a项 随着温度的不断升高 i3 的浓度逐渐减小 说明平衡向逆反应方向移动 也就意味着该反应是放热反应 所以 h 0 a项错 b项 因为k t2 t1 所以当温度升高时 平衡向逆反应方向移动 即k1 k2 b项正确 c项 从图中可以看出d点并没有达到平衡状态 所以它要向a点移动 这时i3 的浓度在增加 所以v 正 v 逆 c项正确 d项 从状态a到状态b i3 的浓度在减小 那么i2的浓度就在增加 d项错 26 2012 新课标全国卷 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2min 3min 5min 6min和12min 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5min 6min和15min 16min时平均反应速率的大小 v 5 6 v 15 16 填 或 原因是 解析 1 实验室一般用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气 2 ch4 co2 2co 2h2 h 反应物的燃烧热 2 产物的燃烧热 247 3kj mol 1 也就是生成2molco 需要吸热247 3kj 那么要得到1立方米的co 放热为 1000 22 4 247 3 2 5 52 103kj 3 分析碳元素化合价的变化 chcl3碳为 2价 cocl2中碳为 4价 即可写出方程式 4 根据平衡常数k计算公式代入即可求出 由表可看出 由t 2 平衡到t 8 平衡 反应物cocl2的浓度减小 产物浓度增大 且4min时该物质的浓度连续增大或减小 说明是升高温度使平衡正向移动 t 2 t 8 8min和12min时的平衡温度相同 平衡常数相同 所以可计算c cocl2 0 031mol l 1 用单位时间co的浓度的变化表示反应速率 由表格中看出 2min 3min 12min 13min处于平衡状态 用co的浓度变化表示的平均反应速率为0 5min 6min反应未达平衡状态 所以平均反应速率大于处于平衡状态时 从表中曲线变化的斜率可以看出单位时间内5min 6min时浓度改变大于15min 16min 答案 1 mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o 2 5 52 103kj 3 chcl3 h2o2 hcl h2o cocl2 4 0 234 0 031 v 5 6 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 27 2012 北京高考 用cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物hcl 利用反应a 可实现氯的循环利用 反应a 4hcl o22cl2 2h2o 1 已知 反应a中 4molhcl被氧化 放出115 6kj的热量 cuo cucl2400 h2o的电子式是 反应a的热化学方程式是 断开1molh o键与断开1molh cl键所需能量相差约为 kj h2o中h o键比hcl中h cl键 填 强 或 弱 2 对于反应a 下图是在4种投料比 n hcl n o2 分别为1 1 2 1 4 1 6 1 下 反应温度对hcl平衡转化率影响的曲线 曲线b对应的投料比是 当曲线b c d对应的投料比达到相同的hcl平衡转化率时 对应的反应温度与投料比的关系是 投料比为2 1 温度为400 时 平衡混合气中cl2的物质的量分数是 解析 1 设1molh cl键断开时需要的能量为x 1molh o键断开时需要的能量为y 由热化学方程式得出等式 4x 498 4y 2 243 115 6 解得y x 31 9 2 反应温度和投料比对hcl的平衡转化率都有影响 固定温度 a b c d的hcl转化率越来越高 应是o2的含量越来越多 hcl和o2的配比应是越来越小 分别为6 1 4 1 2 1 1 1 对曲线b c d来说 当hcl平衡转化率相同时 对应的反应温度越高 投料比越小 投料比为2 1 温度为400 时 hcl的转化率是80 设hcl和o2的物质的量分别为2x和x4hcl o22cl2 2h2on 始 2xx00 n1 6x0 4x0 8x0 8xn 平衡 0 4x0 6x0 8x0 8xcl2的物质的量分数是 cuo cucl2400 答案 1 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g h 115 6kj mol 1 31 9强 2 4 1 投料比越高 对应的反应温度越低 30 8 28 2010 全国卷 在溶液中 反应a 2bc分别在三种不同实验条件下进行 它们的起始浓度分别为c a 0 100mol l 1 c b 0 200mol l 1及c c 0mol l 1 反应物a的浓度随时间的变化如图所示 请回答下列问题 1 与 比较 和 分别仅改变一种反应条件 所改