2014年高考化学试题分类汇编解析-10-化学反应速率与化学平衡

2014年普通高等学校招生全国统一考试化学试题分类汇编专题十 化学反应速率与化学平衡a N b T1T2W t1 0 t/minc(X)/molL1 题7图 1（2014重庆理综化学卷，T7）在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如题7图所示。下列叙述正确的是( )A该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量BT2下，在0 t1时间内，v(Y)molL1min1CM点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆DM点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小【答案】C【解析】A、根据图像的拐点可知T1T2，达到平衡时，在T2温度下X的浓度要小于T1时的浓度，说明温度降低，平衡向正方向移动，即正反应属于放热反应，所以低温时平衡向正方向移动，会放出更多的热量，A错误；B、0t1时间段内，X的浓度变化量为（a-b）mol/L，所以= molL-1min-1，根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以=，B错误；C、M点对应的温度高于N点对应的温度，二者均处于化学平衡状态，所以温度升高，化学反应速率增大，即M点对应的速率大于N点对应的速率，C正确。 2（2014浙江理综化学卷，T12）氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO强。25时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系：Cl2(g) Cl2(aq) K1=101.2Cl2(aq)+ H2O HClO + H+ +Cl K2=103.4HClO H+ + ClO Ka=?其中Cl2(aq)、HClO和ClO分别在三者中所占分数（）随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是ACl2(g)+ H2O 2H+ + ClO + Cl K=10-10.9B在氯处理水体系中，c(HClO) + c(ClO) =c(H+)c(OH)C用氯处理饮用水时，pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差D氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好【答案】C【解析】将两个方程式相加，得到Cl2(g)+ H2O 2H+ + ClO + Cl, K=K1K2=10-4.6，A错误；在氯处理水体系中，根据电荷守恒可得：c(OH)+c(ClO) =c(H+)，B错误；根据图可以看出，次氯酸的浓度在pH=7.5时比pH=6.5时少，杀菌效果差，C正确；夏季温度高，次氯酸受热易分解，在夏季的杀菌效果比在冬季差，D错误。3（2014天津理综化学卷，T3）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误的是()A某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应BNH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因此可存在于海底D增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率【答案】D【解析】A、当HTS0时，反应能自发进行，吸热反应的H0，吸热反应能自发，说明S0，A项正确；B、NH4F溶液中F水解生成HF，HF能与玻璃中的SiO2发生反应4HFSiO2=SiF42H2O，故NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中，B项正确；C、可燃冰需在低温高压下形成，所以可燃冰可存在于海底，C项正确；D、常温下，浓硫酸使铁发生钝化，D项错误。4（2014四川理综化学卷，T7）在10L 恒容密闭容器中充入X（g）和Y(g)，发生反应X（g）+Y(g)M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：实验来源:学#科#网Z#X#X#K编号x k b 1 . c o mX K B 1.C O Mx k b 1 . c o m温度/起始时物质的量/molx kb 1平衡时物质的量/molx k b 1 . c o mx k b 1 . c o n(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是：A.实验中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v（N）=1.010-2mol/(Lmin)B.实验中，该反应的平衡常数K=2.0C.实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D.实验中，达到平衡时，b0.060【答案】C【解析】根据X（g）+Y(g)M(g)+N(g)5min时测得n(M)=0.050mol，则c(N)=0.0050mol/L则则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v（N）=1.010-3mol/(Lmin),A错误；实验中，该反应的平衡常数K=0.0080.008/0.0020.032=1,B错误；实验中，达到平衡时，根据平衡常数为1，可以求出平衡时反应的X的物质的量为0.12mol，a=0.12mol。X的转化率为60%，C正确；实验中，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，b0.12/2=0.06，D错误。5（2014上海单科化学卷，T14）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是AK值不变，平衡可能移动 BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变 D平衡移动，K值一定变化 【答案】D【解析】A、K值代表化学平衡常数，平衡常数只与温度有关系，K值不变只能说明温度不改变，但是其他条件也可能发生改变，平衡也可能发生移动，A正确；B、K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；C、平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；D、平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。6（2014全国大纲版理综化学卷，T8）下列叙述错误的是ASO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同B制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸C用饱和食盐水替代水跟电石反应，可以减缓乙炔的产生速率 D用AgNO3溶液可以鉴别KC1和KI【答案】B【解析】A、SO2使溴水褪色是因为SO2和Br2发生了氧化还原反应（SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4）, 乙烯使KMnO4溶液褪色也是发生了氧化还原反应，A正确；B、热的NaOH溶液虽然可以中和乙酸，但也会使乙酸乙酯发生水解，B错误；C、实验室制取乙烯实验中，由于电石和水的反应很剧烈，所以常用饱和食盐水代替水，目的是减缓电石与水的反应速率，C正确；D、AgNO3和KC1产生白色沉淀AgCl，AgNO3和KI产生黄色沉淀AgI，D正确。7（2014全国理综I化学卷，T9）已知分解1mol H2O2放出热量98KJ。在含有少量I的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2+ I H2O+IO H2O2+ IO H2O+O2+ I 下列有关该反应的说法正确的是（ ）A反应速率与I浓度有关 BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于98KJmol-1 D【答案】A 【解析】决定化反应速率的主要是慢反应，所以I-浓度越大，则整个反应速率越快，A正确、B错误；98KJmol-1是该反应的H，活化能不能确定，C 错误；把两个方程式处理得到：2H2O22H2OO2，v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D错误。8（2014江苏单科化学卷，T15）一定温度下，在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)容器编号温度（）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是A该反应的正方应为放热反应B达到平衡时，容器I中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器I中反应达到平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行【答案】AD【解析】由图表可以看出，温度高的容器，平衡时二甲醚的物质的量小，说明反应为放热反应，A正确；由于反应为气体总体积保持不变的反应，增大甲醇的量，平衡不移动，B错误；容器I的温度高，到达平衡所用的时间短，C错误；根据容器I中各物质的量的关系，可以求出平衡常数K=0.16，当充入甲醇0.15mol，甲醚0.15mol，水0.10mol时， Qc=0.100.15/0.15=0.100.16,平衡向正方向移动，D正确。9（2014江苏单科化学卷，T11）下列有关说法正确的是A若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀B2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0C加热0.1mol/LNa2CO3溶液，CO32的水解程度和溶液的pH均增大D对于乙酸与乙醇的酯化反应（H0），加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大【答案】C【解析】在海轮外壳上附着铜片，铁做负极，加速腐蚀，A错误；B选项中反应为熵减的反应，H不一定大于0，错误；加热碳酸钠溶液，碳酸根的水解程度变大，水解吸热，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，C正确；浓硫酸做催化剂和吸水剂，平衡常数不变，D错误。10、（2014海南单科化学卷，T12）将BaO2放入密闭真空容器中，反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(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，下列说法正确的是（ ）A、平衡常数减小 B、BaO量不变 C、氧气压强不变 D、BaO2量增加【答案】CD【解析】A、化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不改变，A错误；B、由于该反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g)的正反应是体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器体积（相当于加压），平衡会向体积减小的方向即逆方向移动，所以BaO量减小，B错误；C、由于温度不变，则化学平衡常数（）不变，所以不变，所以氧气压强不变，C正确；D、由于该反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g)的正反应是体积增大的反应，当温度保持不变时，缩小容器体积（相当于加压），平衡会向体积减小的方向即逆方向移动，所以BaO2量增加，D正确。11（2014福建理综化学卷，T12）在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：反应时间/min0102030405060708090100(N2O)/molL-10.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间， 1、2均表示N2O初始浓度且12) A B C D【答案】A【解析】半衰期是一定值，与浓度无关，A正确；浓度越大，反应速率越快，到达平衡所用时间越短，B错误；半衰期是一定值，与浓度无关，C错误；浓度越大，物质的转化率不一定变大，D错误。12（2014安徽理综化学卷，T10）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（ ）ABCD升高温度，平衡常数减小03s内，反应速率为=0.2 molL-1时仅加入催化剂，平衡正向移动达到平衡时，仅改变，则为【答案】A【解析】A、根据化学反应热量的变化可知，2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)为放热反应，升高温度，平衡则向吸热的方向（逆方向）移动，所以化学平衡常数减小，A正确；B、化学反应速率的单位是mol/（Ls）或者mol/（Lmin），B错误；C、平衡时加入催化剂，不能改变化学平衡的移动，C错误；D、加入为O2，通入O2，增大了生成物的浓度，则化学平衡向逆方向移动，故NO2的转化率减小，D错误。13（2014安徽理综化学卷，T11）中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是（ ）选项规律结论A较强酸可以制取较弱酸次氯酸溶液无法制取盐酸B反应物浓度越大，反应速率越快常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完C结构和组成相似的物质，沸点随相对分子质量增大而升高NH3沸点低于PH3D溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀【答案】D【解析】A项，盐酸的制备可以有HClO光照分解产生，反应的方程式为2HClO2HCl+O2，A错误；B、注意一个特殊的现象钝化（铝和浓硝酸发生钝化反应），反应速率减慢，B错误；C、NH3分子之间存在氢键，熔沸点升高，故NH3的沸点高于PH3，C错误；D、ZnS沉淀中加入几滴CuSO4溶液，沉淀由白色转化为黑色，硫化锌和硫化铜阴阳离子比相同，说明溶度积（Ksp）ZnSCuS，故D正确。14（2014北京理综化学卷，T12）在一定温度下，10mL0.40mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）A06 min的平衡反应速率：v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)B610 min的平衡反应速率：v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)C反应到6 min时，c(H2O2)=0.30mol/LD反应到6 min时，H2O2分解了50%【答案】C【解析】10mL0.40mol/L H2O2溶液含H2O2的物质的量是0.004mol，6min时，生成氧气的物质电离是n=0.001mol，则有：2H2O22H2O+ O2开始（mol） 0.004 0 0转化（mol） 0.002 0.0016min时（mol） 0.002 0.001 所以06min，H2O2的物质的量变化了0.002mol，浓度变化量=0.2mol/L，则v（H2O2）=mol/(Lmin)，A正确；B、随着反应的不断进行，H2O2的浓度越来越小，反应速率越来越慢，所以610min的平均反应速率要小于06min的平均反应速率，即v（H2O2）mol/(Lmin)，B正确；C、反应至6min时，剩余的H2O2的物质的量是0.002mol，则此时H2O2的物质的量浓度是=0.2mol/L，C错误；D、反应至6min时，参加反应的H2O2的物质的量是0.002mol，所以H2O2分解了50%，D正确。15（2014安徽理综化学卷，T28）（14分） 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。图1 （1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/g为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0 （2）编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，碳粉表面发生了 （填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式为_。 图2 图3 （3）该小组对图2中的0 时压强变大的原因提出如下假设。请你完成假设二： 假设一：发生析氢腐蚀产生气体； 假设二： ； （4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一种方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论（不要求写具体操作过程） 【答案】（14分） （1）编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/g2.0碳粉含量的影响 （2）吸氧 还原 2H2O+O2+4=4OH（或4H+ O2+4=2H2O） （3）放热反应，温度升高（4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）药品用量和操作同编号实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【解析】（1）探究外界因素对化学反应速率的影响，一般采取控制变量法，即每次只能改变一个变量，所以实验中铁的量不能发生变化，即质量为2.0g；实验和实验相比，只有碳粉的质量发生了变化，所以实验室探究碳粉的质量对化学反应速率的影响；（2）因为压强的大小与气体的物质的量成正比，从所给的图像可看出，气体的量开始增加，后来逐渐减小，故发生了吸氧腐蚀；原电池装置中，活泼金属（Fe）做负极，不活泼的C作正极，正极发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4=4OH或4H+ O2+4=2H2O；（3）从体积的影响因素着手，温度升高，体积增大；（4）基于假设一可知，产生氢气，发生了哪些变化，具体参考答案。16（2014北京理综化学卷，T26）NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。（1）I中，NH3 和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_。（2）II中，2NO（g）+O22NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如右图）。比较P1、P2的大小关系：_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。（3）III中，将NO2（）转化为N2O4（），再制备浓硝酸。已知：2NO2（） N2O4（）H1 2NO2（） N2O4（） H2 下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）_。 A B CN2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_。（4）IV中，电解NO制备 NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。【答案】（14分）（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O（2）p1p2 变小（3）A 2N2O4+O2+2H2O=4HNO3（4）NH3 根据反应8NO+7H2O4NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3多 【解析】（1）NH3 和O2在催化剂作用下发生氧化还原反应，产物是NO和H2O，所以反应的方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；(2)由2NO(g)O2(g) 2NO2(g)可知该反应为气体体积减小的反应，温度相同，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，根据图示和坐标含义，判断p1p2；再看同一压强线，温度升高，NO的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小。(3)降低温度，NO2(g)转变为N2O4(l)，则H20。根据图像可知，060s时间段内，NO2的物质的量浓度变化量是0.120 molL，所以=0.0020 molL1s1，根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以=0.0010 molL1s1；由图像可知，100达到平衡时，(NO2)= 0.120 molL1，(N2O4)= 0.040 molL1，所以化学平衡常数=0.36molL1；（2）改变反应温度为，以以0.0020 molLs的平均速率降低，说明减低，平衡向着正方向移动，又因为该反应N2O4g) 2NO2 (g)的焓变0，说明反应温度意味着温度升高；因为以0.0020 molLs，反应经过的时间是10s，所以(N2O4)= 0.0020 molL1s110s=0.020 molL1，则(NO2)= 0.020 molL12= 0.040 molL1，所以平衡时(N2O4)= 0.040 molL1-0.020 molL1=0.020 molL1，(NO2)=0.120 molL1+0.040 molL1=0.16 molL1，则=1.3 molL1；（3）温度为T时，达到平衡时，将反应容器的体积减小一半，此过程相当于增大用气枪的过程。当其他条件不变时，增大压强，平衡会向着气体物质的量减小的方向移动，对于此反应来说（N2O4 (g) 2NO2 (g)），当其他条件不变时，增大压强，平衡向逆方向移动。22（2014全国理综I化学卷，T28）（15分）乙酸是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题： （1）间接水合法是指现将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C2H5OSO3H），再水解生成乙醇，写出相应反应的化学方程式_。 （2）已知： 甲醇脱水反应 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g) =23.9 KJmol-1 甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) =29.1 KJmol-1乙醇异构化反应 C2H5OH(g) =CH3OCH3(g) =+50.7KJmol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的=_KJmol-1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是_。（3）下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。图中压强（、）的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290，压强6.9MPa，=0.6:1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。【答案】（1）CH2CH2H2SO4 C2H5OSO3H；C2H5OSO3HH2OCH3CH2OHH2SO4（2）45.5；减少污染；减少对设备的腐蚀。（3）0.07 Mpa-1 P4P3P2P1；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。增大n(H2O)n(C2H4)的比值，及时把生成的乙醇液化分离【解析】（1）乙烯与硫酸发生加成反应生成硫酸氢乙酯，硫酸氢乙酯再通过取代反应得到乙醇。CH2CH2H2SO4 C2H5OSO3HC2H5OSO3HH2OCH3CH2OHH2SO4（2）通过盖斯定律，H2H1H345.5KJmol-1比较两种流程，可看出气相直接水合法减少反应步骤，增大产物的产率，同时减少污染物的排放；不用硫酸作反应物，减少对设备的腐蚀。(3)A点乙烯的平衡转化率是20%。根据反应：CH2CH2H2O C2H5OH起始 1mol 1mol 0转化 0.2mol 0.2mol 0.2mol平衡 0.8mol 0.8mol 0.2mol则平衡时乙烯的分压：P(C2H4)7.85Mpa0.8mol/1.8mol3.4889 Mpa水蒸气的分压：P(H2O)7.85Mpa0.8mol/1.8mol3.4889 Mpa乙醇的分压：P(C2H5OH)7.85Mpa0.2mol/1.8mol0.8722 Mpa则平衡常数KpP(C2H5OH)/ P(C2H4) P(H2O)0.8722 Mpa/3.4889 Mpa3.4889 Mpa0.07 Mpa-1通过反应可以看出压强越大，乙烯的转化率越高，通过在300时转化率可得出：P4P3P2P1。可以增大H2O的浓度，及时分离出生成的乙醇。23（2014全国大纲版理综化学卷，T28）(15分) 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：（1）已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成lmol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 。（2）反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5) 。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为 (填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b 、c 。用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为 ；实验a和c的平衡转化率：a为 、c为 。【答案】(1