2012版高考化学 3-2-1精品系列 专题3 反应速率、化学平衡

1 专题专题 3 3 反应速率 化学平衡 教师版 反应速率 化学平衡 教师版 纵观 2012 各省市高考试题 化学反应速率和化学平衡属于必考内容 任何化学反应 都涉及到快慢的问题 特别是化工生产中和实验室制备物质时 都要认真考虑反应进行的 快慢及改变的方法如何 所以每年的高考都会出现本部分的题目 在命题中出现的题型主 要是选择题 同一个问题可能从不同角度来考查 另外 除直接考查基本知识外 还增加 了考查学生分析问题能力和应用知识能力的题目 考查的主要知识点有 利用化学反应 速率的数学表达式进行的有关计算 反应中各物质反应速率之间的关系 根据浓度 温度 压强 催化剂 颗粒大小 光等外界条件的改变 定性判断化学反应速率的变化 预测 2013 年高考 通过化学反应速率测定的方法考查数学处理能力 重点考查考生对化学 反应速率的理解 对化学反应速率表示方法的认识 以及运用化学方程式中各物质的化学 计量比的关系进行有关的简单计算 考点一 反应速率考点一 反应速率 1 化学反应速率并不是均匀进行的 采用这样的方法计算出来的反应速率 是在给 定时间范围内的平均反应速率 而不是瞬时反应速率 2 反应速率均取正值 3 对于同一化学反应 选用不同的物质作标准计算 有不同的速率数值 但却表示 1 不同的化学反应具有不同的反应速率 影响反应速率的主要因素是内因 即参加反应物 质的性质 化学反应过程的实质 反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件 能发生反应的碰撞叫有效碰撞 能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子 只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞 2 2 在同一反应中 影响反应速率的因素是外因 即外界条件 主要有温度 浓度 压 强 催化剂等 还有像反应颗粒 固体 的大小 光 波等对化学反应速率也有影响 浓度 压强 温度 催化剂的变化与活化分子的分数 有效碰撞次数及反应速率的关 系 条件 变化 反应体系内 变化 注意点 浓度 增大 单位体积内分子 总数增加 反应 速率增大 活化分子百分数不变 由于单位体积内分子总数增多 引起单位体积内活化分子总数增多 压强 增大 单位体积内 气体分子总数增 加 反应速率增 大 无气体物质参加或生成的反应 压强变化不影响反应 速率 可逆反应中 增大压强正 逆反应速率都加快 且 气体体积减小的反应方向反应速率加快的幅度更大 减小 压强正 逆反应速率都减慢 且气体体积减小的反应方向 反应速率减慢的幅度更大 温度 升高 分子的平均能量 升高 使反应速 率增大 温度每升高 10 反应速率通常增大到原来的 2 4 倍 可逆反应中 升高温度正 逆反应速率都增大 且吸 热反应方向的反应速率加快的幅度更大 降低温度正 逆 反应速率都减小 且吸热反应方向的反应速率减小的幅度 更大 使用 正催 化剂 改变了反应历程 反应易于发生 使反应速率增大 催化剂降低了活化能 使一部分原先的非活化分子变 为活化分子 提高了活化分子的百分数 催化剂对反应速 率的影响很大 是工业生产中改变反应速率的主要手段 正逆反应速率都增大 且正逆反应速率以相同的幅度增大 考点三 化学平衡的标志考点三 化学平衡的标志 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应速率相等 反应混合 物中各组分的浓度保持不变的状态 可逆反应达到平衡的依据 1 根据化学平衡状态的本质特征 正反应速率与逆反应速率相等 3 2 根据化学平衡状态的宏观表现 各组分的浓度保持不变 考点四 化学平衡状态的判断方法考点四 化学平衡状态的判断方法 1 1 达到化学平衡状态的本质标志 达到化学平衡状态的本质标志 化学平衡状态的本质标志是 正反应速率等于逆反应速率 但不等于零 是 逆正 vv 对同一反应物或同一生成物而言 对某一反应物来说 正反应消耗掉反应物的速度等于逆 反应生成该反应物的速度 2 2 达到化学平衡状态的等价标志 达到化学平衡状态的等价标志 所谓 等价标志 是指可以间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志 1 1 与 与等价的标志等价的标志 逆正 vv 同一物质 该物质的生成速率等于它的消耗速率 如 逆消耗正生成 vv 不同的物质 速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比 但必须是不同方向的 速率 如 n mv v 逆消耗正生成 可逆反应的正 逆反应速率不再随时间发生变化 化学键断裂情况 化学键生成情况 对同一物质而言 断裂化学键的物质的量与形 成化学键的物质的量相等 对不同物质而言 与各物质的化学计量数和分子内的化学键多 少有关 如 对反应 当有 3mol H H 键断裂 同时有 22 H3N 3 NH2 键断裂 则该反应达到了化学平衡 H Nmol6 2 2 反应混合物中各组成成分的含量保持不变 反应混合物中各组成成分的含量保持不变 质量不再改变 各组成成分的质量不再改变 各反应物或生成物的总质量不再改变 不是指反应物的生成物的总质量不变 各组分的质量分数不再改变 物质的量不再改变 各组分的物质的量不再改变 各组分的物质的量分数不再改变 各反应物或生成物的总物质的量不再改变 反应前后气体的分子数不变的反应 如 除外 g I g H 22 g HI2 对气体物质 若反应前后的物质都是气体 且化学计量数不等 总物质的量 总压 强 恒温 恒容 平均摩尔质量 混合气体的密度 恒温 恒压 保持不变 但不适用 于这一类反应前后化学计量数相等的反应 g I g H 22 g HI2 反应物的转化率 产物的产率保持不变 4 有颜色变化的体系颜色不再发生变化 物质的量浓度不再改变 当各组分 不包括固体或纯液体 的物质的量浓度不再改 变时 则达到了化学平衡状态 3 3 化学平衡状态的特殊标志 化学平衡状态的特殊标志 志 2011 2011 高考试题解析高考试题解析 2012 广东 31 碘在科研与生活中有重要作用 某兴趣小组用 0 50 mol L 1KI 0 2 淀粉溶液 0 20 mol L 1K2S2O8 0 10 mol 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 2 SO42 I2 慢 I2 2 S2O32 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 体积 V ml实验 序号K2S2O8溶液水KI 溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液 10 00 04 04 02 0 9 01 04 04 02 0 8 0 Vx 4 04 02 0 表中 Vx ml 理由是 5 3 已知某条件下 浓度 c S2O82 反应时间 t 的变化曲线如图 13 若保持其它条件不变 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 反应时间 t 的变化曲线示意图 进行相 应的标注 4 碘也可用作心脏起捕器电源 锂碘电池的 材料 该电池反应为 2 Li s I2 s 2 LiI s H 已知 4 Li s O2 g 2 Li2O s H1 4 LiI s O2 g 2 I2 s 2 Li2O s H2 则电池反应的 H 碘电极作为该电池的 极 答案答案 1 Na2S2O3 2 2 2 保证其他条件不变 只改变反应物 K2S2O8浓度 从而才到达对照实验目的 3 4 H1 H2 2 正极 解析解析 S2O82 将 I 氧化成 I2 而 S2O32将 I2还原成 I 因此为了能使淀粉变蓝 即需 要耗尽 S2O32 根据题目给出的化学方程式 由系数比可知 n S2O32 n S2O82 小 于 2 2 2 因为题目目的是要探究反应物浓度对反应速度的影响 因此要采取单一变量 原则 只改变反应物浓度 其他不变 几组实验进行对照 3 降温和加催化剂分别能减缓 加快反应速度 4 根据盖斯定律 H H1 H2 2 在总反应中 碘化合价由零 价变成负一价 发生了化合价降低的还原反应 因此做正极 C S2O82 0 t 6 考点定位考点定位 化学反应速度的影响因素 2012 福建 12 一定条件下 溶液的酸碱性对 TiO2 光催化染料 R 降解反应的影响如右图所示 下列判断正确的 是 A 在 0 50min 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 C R 的起始浓度越小 降解速率越大 D 在 20 25min 之间 pH 10 时 R 的平均降解速率为 0 04mol L 1 min 1 答案 A 考点定位 本题考查了化学反应速率的图象分析 2012 四川 12 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 O2 催化剂 加热 2SO3 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 980g D 达到平衡时 SO2的转化率为 90 答案 D 解析 2SO2 O2 催化剂 加热 2SO3 7 始量 amol 1 100mol 0 mol 变量 2xmol xmol 2xmol 平衡 a 2x mol 1 100 x mol 2xmol 由题意可得 a 1 100 a 2x 1 100 x 2x 0 315 a 1 100 2x a 1 100 0 825 解得 a 0 7 x 0 315 2011 2011 大纲版 大纲版 8 8 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反映制得 其中的一步反 应为 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 催化剂 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 增加压强 B 降低温度 C 增大 CO 的浓度 D 更换催化剂 答案 B 解析 A 项 该反应为等体积变化 加压后平衡不移动 错 B 项 该反应为放热反 应 降温平衡正向移动 正确 C 项 增加 CO 平衡正向移动 但根据勒夏特列原理知 只能削弱 CO 的增加量 不能消除其加入量 故 CO 的转化率减小 错 D 项 催化剂只影 响平衡的时间 不影响平衡的移动 即不影响转化率 错 考点定位 化学平衡移动 2011 2011 重庆 重庆 13 13 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 0 A AA A AA 1 HA 进行相关操作且达到平衡后 忽略体积改变所做的功 下列叙述错误的是 等压时 通入惰性气体 c 的物质的量不变 8 等压时 通入 z 气体 反应器中温度升高 等容时 通入惰性气体 各反应速率不变 等容时 通入 x 气体 y 的物质的量浓度增大 答案 A 解析 等压时充入惰性气体 体积增大 但对于第二个反应而言平衡正向移动 反应吸 热 温度降低 第一个反应向正向移动 c 的物质的量增加 A 项错误 考点定位 本题考查化学反应速率 化学平衡的移动等知识 2011 安徽 9 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 催化剂 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 该反应平衡常数不变 9 答案 D 2012 2012 天津 天津 6 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197 kJ mol 1 向同温 同体积的三个密闭容器中分别充入气体 甲 2 mol SO2和 1 mol O2 乙 1 mol SO2和 0 5 mol O2 丙 2 mol SO3 恒温 恒容下反应达平衡时 下列关系一定正 确的是 A 容器内压强 P P甲 P丙 2P乙 B SO3的质量 m m甲 m丙 2m乙 C c SO2 与 c O2 之比 k k甲 k丙 k乙 D 反应放出或吸收热量的数值 Q Q甲 G丙 2Q乙 9 答案 B 2012 2012 上海 上海 18 为探究锌与稀硫酸的反应速率 以v H2 表示 向反应混合汶中加入 某些物质 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 答案 BC 解析 NH4HSO4能电离生成 H 故 v H2 应增大 滴加少量 CuSO4溶液后 Zn 能与 其置换出的 Cu 形成原电池 能加快反应速率 考点定位 本题考查化学反应速率的影响因素 2012 2012 江苏 江苏 10 下列有关说法正确的是 A CaCO3 s CaO s CO2 g 室温下不能自发进行 说明该反应的 H 0 B 镀铜铁制品镀层受损后 铁制品比受损前更容易生锈 C N2 g 3H2 g 2NH3 g H0 错 B 项 铁铜构成原电池 铁作负极 加快了铁的腐蚀 正确 C 项 该反应为放热反应 升高温度 平衡逆向移动 H2的转化率减小 错 D 项 Kw c H c OH 升高温度 Kw增大 即c H c OH 增大 说明升温促进了水的电离 故可说 明水的电离为吸热反应 错 考点定位 化学反应原理的分析 2012 2012 江苏 江苏 14 温度为 T 时 向 2 0 L 恒容密闭容器中充入 1 0 mol PCl5 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 10 t s 0 50 150250 350 n PCl3 mol 00 16 0 190 20 0 20 下列说法正确的是 A 反应在前 50 s 的平均速率 v PCl3 0 0032 mol L 1 s 1 B 保持其他条件不变 升高温度 平衡时 c PCl3 0 11 mol L 1 则反应的驻 Hv 逆 D 相同温度下 起始时向容器中充入 2 0 mol PCl3 和 2 0 mol Cl2 达到平衡 时 PCl3 的转化率小于 80 答案 C 11 2012 2012 上海 上海 用氮化硅 Si3N4 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件 能大幅度提高 发动机的热效率 工业上用化学气相沉积法制备氮化硅 其反应如下 3SiCl4 g 2N2 g 6H2 g Si3N4 s 12HCl g Q Q 0 完成下列填空 31 在一定温度下进行上述反应 若反应容器的容积为 2 L 3 min 后达到平衡 测得 固体的质量增加了 2 80 g 则 H2的平均反应速率 mol L min 该反应的平衡常数 表达式 K 32 上述反应达到平衡后 下列说法正确的是 a 其他条件不变 压强增大 平衡常数 K 减小 b 其他条件不变 温度升高 平衡常数 K 减小 c 其他条件不变 增大 Si3N4物质的量平衡向左移动 d 其他条件不变 增大 HCl 物质的量平衡向左移动 33 一定条件下 在密闭恒容的容器中 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 a 3v逆 N2 v正 H2 b v正 HCl 4v正 SiCl4 c 混合气体密度保持不变 d c N2 c H2 c HCl 1 3 6 34 若平衡时 H2和 HCl 的物质的量之比为 m n 保持其它条件不变 降 低温度后达到新的平衡时 H2和 HCl 的物质的量之比 m n 填 或 答案 31 0 02 3 4 2 2 6 2 12 SiCl N H HCl 32 bd 33 ac 34 解析 31 反应生成n Si3N4 0 02 mol 则反应消耗n H2 1 molg140 g8 2 0 12 mol v H2 0 02 mol L min 该反应的平衡常数的表达式为 min3L2 mol12 0 3 4 2 2 6 2 12 SiCl N H HCl 32 平衡常数只受温度的影响 改变压强平衡常数不变 A 错误 上述反应是一个放 热反应 升高温度 化学平衡向逆反应方向移动 平衡常数 K 减小 b 正确 Si3O4为固体 12 改变 Si3O4的物质的量不影响平衡的移动 c 错误 增大 HCl 的物质的量 导致生成物 HCl 的浓度增大 反应向逆反应方向移动 d 正确 33 判断反应达到平衡状态的标志是v正 v逆 反应中 N2与 H2的计量系数之比为 1 3 3v逆 N2 v逆 H2 即v逆 H2 v正 H2 a 正确 b 向反应方向一致 无法判断反 应是否达到平衡 该反应是正反应方向是一个气体密度减小的反应 因此 当混合气体密 度保持不变时 可以判断反应达到平衡状态 c N2 c H2 c HCl 1 3 6 与化学反 应是否达到平衡无关 34 降低温度 平衡向正反应方向移动 HCl 的物质的量增大 H2的物质的量减小 故 H2和 HCl 的物质的量之比大于 n m 考点定位 本题主要考查化学反应速率与化学平衡得有关计算和判断 2012 2012 全国新课标卷 全国新课标卷 27 15 分 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下图所示 第 10min 到 14min 的 COCl2浓度变化曲线未示出 13 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 2 3min 5 6min 和 12 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 的大小 比较反应物 COCl2在 5 6min 和 15 16min 时平均反应速率的大小 v 5 6 v 15 16 填 或 原因是 答案 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 5 52 103 KJ 3 CHCl3 H2O2 COCl2 H2O HCl 4 0 234 mol L 1 0 031mol L 1 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 解析 1 实验室中用二氧 化锰与浓盐酸共热制取氯气 2 根据题目信息 写出 CH4 H2 CO 燃烧的热化学方程式分别为 CH4 g 2O2 g 2H2O l CO2 g H1 890 3kJ moL 1 H2 g 1 2O2 g H2O l H2 285 8kJ moL 1 14 CO g 1 2O2 g CO2 g H3 283 0kJ moL 1 工业用甲烷和二氧化碳反应制取 CO 的热化学方程式为 CH4 g CO2 g 2H2 g 2CO g H 由盖斯定律和方程式 可知 H H1 2 H2 2 H3 890 3 kJ moL 1 2 285 8 kJ moL 1 2 283 0 kJ moL 1 247 3 kJ moL 1 即生成 2mol CO 需要吸热 247 3 KJ 那么要得到 1 立方米 的 CO 吸热为 1000 22 4 247 3 2 5 52 103 KJ 4 由图示可知 8min 时 COCl2 Cl2 CO 三种物质的浓度分别为 0 04mol L 1 0 11 mol L 1 0 085 mol L 1 所以此时其平衡常数为 0 11 mol L 1 0 085 mol L 1 0 04 mol L 1 0 23 4mol L 1 第 8min 时反应物的浓度比第 2min 时减小 生成物浓 度增大 平衡向正反应方向移动 又因为正反应为吸热反应 所以 T 2 T 8 根 据图像变化可知 在 2min 时升温 在 10min 时 增加 COCl2的浓度 在 12min 时 反应达 到平衡 在相同温度时 该反应的反应物浓度越高 反应速率越大 v 5 6 v 15 16 考点定位 热化学方程式的书写 反应热的计算 化学反应速率 影响化学反应速 率的因素 化学平衡 化学图像 2012 2012 北京 北京 26 12 分 用 Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1 利用反 应 A 可实现氯的循环利用 反应 A 4HCl O2 2Cl2 2H2O 1 已知 i 反应 A 中 4mol HCI 被氧化 放出 115 6kJ 的热量 ii H2O 的电子式是 反应 A 的热化学方程式是 断开 1 mol H O 键与断开 1 mol H Cl 键所需能量相差约为 kJ H2O 15 中 H O 键比 HCl 中 H Cl 键 填 强 或 弱 2 对于反应 A 下图是 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 答案 1 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g H 115 6 kJ mol 32 强 2 4 1 投料比越小时对应的温度越低 30 8 解析 1 根据水分子的结构 其电子式为 反应 A 的热化学方程 式为 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g H 115 6 kJ mol 由于反应中 需要断裂 4mol H Cl 键 断开 1mol O O 键 形成 2mol Cl Cl 键 形成 4mol H O 键 根据图纸数据 断开 1mol O O 键 形成 2mol Cl Cl 键的能量差为 12kJ mol 反应的热效应为 115 6 kJ mol 故此断裂 4mol H Cl 键和形成 4mol H O 键的能量差为 127 6 kJ mol 故断开 1 mol H O 键与断开 1 mol H Cl 键所需能量相差约为 32kJ H2O 中 H O 键比 HCl 中 H Cl 键强 2 根据反应方程式 4HCl O22Cl2 2H2O 氧气的投料比越高 则 HCl 的转化率越高 故此曲线 b 对 16 应的投料比为 4 1 由于该反应正向放热 故温度越高 HCl 的转化率越低 故投料比越小 时温度越高 当投料比为 2 1 温度为 400 时 HCl 的转化率约为 80 此时为 4HCl O22Cl2 2H2O 开始 2 1 0 0 变化 1 6 0 4 0 8 0 8 平衡 0 4 0 6 0 8 0 8 故平衡混合气中氯气的物质的量分数为 0 8 2 6 30 8 考点定位 此题以反应 A 为载体 综合考查了化学键与化学反应中的能量变化 热 化学方程式的书写 化学反应速率和化学平衡知识 2012 2012 天津 天津 10 14 分 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 高温 W s 3H2O g 请回答下列问题 上述反应的化学平衡常数表达式为 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 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 温度 25 550 600 700 主要成 份 WO3 W2O5 WO2 W 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 已知 温度过高时 WO2 s 转变为 WO2 g WO2 s 2H2 g W s 2H2O g H 66 0 kJ mol 1 WO2 g 2H2 g W s 2H2O g H 137 9 kJ mol 1 则 WO2 s WO2 g 的 H 17 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 1400 约3000 WI4 g 下列说法正确的有 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 答案 1 k 2 60 吸热 3 2WO3 H2W2O5 H2O W2O5 WO2 1 1 4 4 203 9kJ mol 1 5 ab 解析 1 根据题给的化学方程式 其中的 WO3和 W 均为固体 平衡常数中不写 入 故 k 2 由方程式 WO3 3H2W 3H2O 两物质的化学计量数相 同 又知平衡时两者的体积比为 2 3 故氢气的平衡转化率为 3 5 100 60 温度 升高时 氢气和水蒸气的体积比减小 说明平衡向正向移动 说明该反应正向吸热 3 根据表格中给出的反应的三个阶段 第一阶段 WO3转化为 W2O5 方程式可表示为 2WO3 H2W2O5 H2O 在 580 时 反应进入第二阶段 固体物质的主要成分是 W2O5 WO2 第二阶段的方程式可表示为 W2O5 H22WO2 H2O 第三阶段的方程式为 WO2 2H2W 2H2O 故三阶段消耗的氢气的物质的量为 1 1 4 4 根据题给的 两个热化学方程式 WO2 s 2H2 g W s 2H2O g H 66 0 kJ mol 1 WO2 g 2H2 g W s 2H2O g H 137 9kJ mol 1 将反应 得到 WO2 s WO2 g H 203 9kJ mol 1 5 根据钨丝灯管的反应原理 可 知灯管内的碘单质可循环使用 a 对 加入碘单质的作用是减缓灯丝变细 故 b 对 由于 四碘化钨是在 1400 生成 高于 3000 时分解 故应在灯丝上形成 c 错 温度升高时 不管是分解速率和化合速率都加快 d 错 考点定位 此题为以金属钨的制取为基础 综合考查了化学平衡常数 平衡转化率 化学平衡的移动 盖斯定律 化学方程式的书写等知识 2011 2011 重庆 重庆 29 14 分 尿素是首个由无机物人工合成的有机物 22 CO NH C3 H2O C3 H2 C3 H2O C3 H2 18 1 工业上尿素和 在一定条件下合成 其反应方程式为 2 C O 3 NH 2 当氨碳比的转化率随时间的变化关系如题 29 图 1 所示 3 2 2 4 n NH CO n CO A 点的逆反应速率 点的正反应速率为 填 大于 2 vCO 速 B 2 vCO 正 小于 或 等于 的平衡转化率为 3 NH 3 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素 原理如图 29 图 2 电源的负极为 填 A 或 B 阳极室中发生的反应依次为 电解结束后 阴极室溶液的 pH 与电解前相比将 若两极共收集到气体 13 44L 标准状况 则除去的尿素为 g 忽略气体的溶解 19 答案 1 2NH3 CO2CO NH3 2 H2O 2 小于 30 3 B 2Cl 2e Cl2 CO NH3 2 3 Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 不变 7 2 解析 1 合成尿素根据原子个数守恒 还生成 H2O 及 2NH3 CO2CO NH3 2 H2O 2 A 点未达到平衡 此过程中正反应速率减小 逆反应速率增大 B 点达到平 衡正逆反应速率相等 对 CO2来说逆反应速率达到最大 故为小于 根据 2NH3 CO2 CO NH3 2 H2O 可设起始 CO2为 xmol 4x x 0 0 x 60 则转化的 NH3为 2x 60 所以转化率 30 4x 60 2x 3 由图像电解产生产物知 生成氢气的极为阴极 则 B 为负极 阳极室中 Cl 失电子产生 Cl2 阴极减少的 H 可通过质子交换膜补充 而使 PH 不变 气体物质的量 为 13 44L 22 4L mol 0 6mol 由电子守恒及其原子个数守恒 CO NH2 2 3 Cl2 N2 CO2 3H2 则 CO NH2 2的物质的量为 0 6mol 5 0 12mol 质量为 0 12mol 60g mol 7 2g 考点定位 本题综合考查化学反应原理中化学反应速率 化学平衡 电化学等知识 2011 山东 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 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 20 若在相同温度下 上述反应改在体积为 1L 的恒容密闭容器中进行 平衡常数 填 增大 不变 或 减小 反应 3s 后 NO2的物质的量为 0 6mol 则 0 3s 内 的平均反应速率v N2O4 mol L 1 S 1 4 NO2可用氨水吸收生成 NH4NO3 25 时 将 amol 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 bL 氨水后溶液呈中性 则滴加氨水 的过程中的水的电离平衡将 填 正向 不 或 逆向 移动 所滴加氨水的浓 度为 mol L 1 NH3 H2O 的电离平衡常数取 Kb 2X10 5 mol L 1 答案 1 N2O4 2 放热 3 ad 不变 0 1 4 NH4 H2ONH3 H2O H 逆向 a 200b 解溶液显酸性 滴加氨水后溶液由酸性变为中性 水的电离平衡向逆反应方向移动 Kb 而 c OH 10 7mol L 则 c NH4 200c NH3 H2O 故 n NH4 4 32 c NHc OH c NH H O A 200n NH3 H2O 根据电荷守恒 n NH4 n NO3 则溶液中 n NH4 n NH3 H2O a 根据物料守恒 滴加氨水的浓度为 a a mol bL mol L a 200 a 200 a 200b 考点定位 氧化还原反应 化学反应中的能量变化 化学平衡的移动等 2012 福建 23 14 分 21 1 元素 M 的离子与 NH4 所含电子数和质子数均相同 则 M 的原子结构示意图为 2 硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 3 能证明 Na2SO3溶液中存在 SO32 H2OHSO3 OH 水解平衡的事实是 填序 号 A 滴人酚酞溶液变红 再加人 H2SO4溶液后红色退去 B 滴人酚酞溶液变红 再加人氯水后红色退去 C 滴人酚酞溶液变红 再加人 BaCl2溶液后产生沉淀且红色退去 4 元素 X Y 在周期表中位于向一主族 化合物 Cu2X 和 Cu2Y 可发生如下转化 其中 D 是纤维素水解的最终产物 非金属性 X Y 填 或 Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成 化学方程式为 5 在恒容绝热 不与外界交换能量 条件下进行 2A g B g 2C g D s 反应 按下表数据投料 反应达到平衡状态 测得体系压强升高 简述该反应的 平衡常数与温度的变化关系 物质 ABCD 起始投料 mol 2120 22 5 该反应的正反应方向是一个气体分子数减小的反应 反应达到平衡状态 体系压强升 高 说明平衡向逆反应方向移动 则正反应方向是一个放热反应 即化学平衡常数随温度 升高而减小 答案 1 1 1 2 8 1 2 3NH3 H2O Al3 Al OH 3 3NH4 3 C 4 Cu2O 6HNO3 浓 2Cu NO3 2 2NO2 3H2O 5 化学平衡常数随温度升高而减小 考点定位 本题考查了原子结构示意图 离子方程式的书写 化学平衡的判断和实 验检验 2011 2011 高考试题解析高考试题解析 1 天津 向绝热恒容密闭容器中通入 SO2和 NO2 在一定条件下使反应 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下所示 由图可 得出的正确结论是 23 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 这是一个反应前后体积不变的可逆反应 由于容器恒容 因此压强不影响反应 速率 所以在本题中只考虑温度和浓度的影响 由图可以看出随着反应的进行正反应速率 逐渐增大 因为只要开始反应 反应物浓度就要降低 反应速率应该降低 但此时正反应 却是升高的 这说明此时温度的影响是主要的 由于容器是绝热的 因此只能是放热反应 从而导致容器内温度升高反应速率加快 所以选项 C 不正确 但当到达 c 点后正反应反而 降低 这么说此时反应物浓度的影响是主要的 因为反应物浓度越来越小了 但反应不一 定达到平衡状态 所以选项 A B 均不正确 正反应速率越快 消耗的二氧化硫就越多 因 此选项 D 是正确的 答案 D 2 四川 可逆反应 X g 2Y g 2Z g M g N g p g 分别在密闭 容器的两个反应室中进行 反应室之间有无摩擦 可滑动的密封隔板 反应开始和达到平 衡状态时有关物理量的变化如图所示 下列判断正确的是 A 反应 的正反应是吸热反应 B 达平衡 I 时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为 14 15 C 达平衡 I 时 X 的转化率为 11 5 D 在平衡 I 和平衡 II 中 M 的体积分数相等 答案答案 B B 24 解析解析 降温由平衡 I 向平衡 II 移动 同时 X Y Z 的物质的量减少 说明平衡向 右移动 正反应放热 A 项错误 达平衡 I 时的压强于开始时的体系的压强之比为 2 8 3 14 15 B 项正确 达平衡 I 时 反应 的总物质的量由 3 0 mol 减小为 2 8 mol 设反应的 X 的物质的量为 n X 利用差量可得 1 1 n X 3 0 2 8 解之得 n X 0 2 mol 则 X 的转化率为 100 20 C 项错误 由平衡 I 到平衡 II 0 2mol 1 0mol 化学反应 发生移动 M 的体积分数不会相等的 D 项错误 3 江苏 下列图示与对应的叙述相符的是 A 图 5 表示某吸热反应分别在有 无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 B 图 6 表示 0 1000 mol L 1NaOH 溶液滴定 20 00mL0 1000 mol L 1CH3COOH 溶液所 得到的滴定曲线 C 图 7 表示 KNO3的溶解度曲线 图中 a 点所示的溶液是 80 时 KNO3的不饱和溶液 D 图 8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线 由图知 t 时反应物转化率 最大 答案答案 C C 4 江苏 下列说法正确的是 A 一定温度下 反应 MgCl2 1 Mg 1 Cl2 g 的 H 0 S 0 25 B 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 答案答案 AD AD 解析解析 本题是化学反应与热效应 电化学等的简单综合题 着力考查学生对熵变 焓变 水解反应 原电池电解池 化学反应速率的影响因素等方面的能力 A 分解反应是吸热反应 熵变 焓变都大于零 内容来源于选修四化学方向的判断 B 水解反应是吸热反应 温度越高越水解 有利于向水解方向移动 C 铅蓄电池放电时的负极失电子 发生氧化反应 D 升高温度和加入正催化剂一般都能加快反应速率 5 江苏 700 时 向容积为 2L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O 发生反应 CO g H2O g CO2 H2 g 反应过程中测定的部分数据见下表 表中 t1 t2 反应时间 min n CO molH2O mol 01 200 60 t10 80 t20 20 下列说法正确的是 A 反应在 t1min 内的平均速率为v H2 0 40 t1 mol L 1 min 1 B 保持其他条件不变 起始时向容器中充入 0 60molCO 和 1 20 molH2O 到达平衡时 n CO2 0 40 mol C 保持其他条件不变 向平衡体系中再通入 0 20molH2O 与原平衡相比 达到新平衡 时 CO 转化率增大 H2O 的体积分数增大 D 温度升至 800 上述反应平衡常数为 0 64 则正反应为吸热反应 答案答案 BC BC 解析解析 本题属于基本理论中化学平衡问题 主要考查学生对速率概念与计算 平衡 常数概念与计算 平衡移动等有关内容理解和掌握程度 高三复习要让学生深刻理解一些 基本概念的内涵和外延 A 反应在 t1min 内的平均速率应该是 t1min 内 H2浓度变化与 t1的比值 而不是 H2物质 的量的变化与 t1的比值 B 因为反应前后物质的量保持不变 保持其他条件不变 平衡常数不会改变 起始时 向容器中充入议 0 60molCO 和 1 20 molH2O 似乎与起始时向容器中充入 0 60molH2O 和 1 20 molCO 效果是一致的 到达平衡时 n CO2 0 40 mol C 保持其他条件不变 向平衡体系中再通入 0 20molH2O 与原平衡相比 平衡向右移 动 达到新平衡时 CO 转化率增大 H2O 转化率减小 H2O 的体积分数会增大 26 D 原平衡常数可通过三段式列式计算 注意浓度代入 结果为 1 温度升至 800 上 述反应平衡常数为 0 64 说明温度升高 平衡是向左移动的 那么正反应应为放热反应 6 安徽 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 2 PbCrO4 s 2H aq HvII vI 在反应开始后的 12 小时内 在第 II 种 催化剂作用下 收集的 CH4最多 2 见答案 根据反应方程式 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 假设起始时 CH4和 H2O 的物质的量均为 x CH4 g H2O g CO g 3H2 g 开始值 x x 0 0 变化值 0 1 0 1 0 1 0 3 平衡值 x 0 1 x 0 1 0 1 0 3 根据平衡常数 K 27 可列式得 0 1 0 3 3 x 0 1 2 27 解之得 x 0 11mol 可知 CH4的平衡转化率 0 1 0 11 29 100 91 3 根据反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802kJ mol 1 将反应 反应 得 CO2 g 3H2O g CO g 3H2 g 2O2 g H 1008kJ mol 1 答案 1 vIII vII vI II 2 91 3 CO2 g 3H2O g CO g 3H2 g 2O2 g H 1008kJ mol 1 11 全国新课标 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 在溶积为 2L 的密闭容器中 由 CO2和 H2合成甲醇 在其他条件不变得情况下 考察温度对反应的影响 实验结果如下图所示 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 A A n 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 2 3 n H n CH OH 30 4 在 T1温度时 将 1molCO2和 3molH2充入一密闭恒容器中 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 解析 1 氢气的燃烧热是 285 8kJ mol 1 即每生成 1mol 的水就放出 285 8kJ 的 能量 反之分解 1mol 的水就要消耗 285 8kJ 的能量 所以用太阳能分解 10mol 水消耗的能 量是 2858kJ 2 由 CO g 和 CH3OH l 燃烧热的热化学方程式 CO g 1 2O2 g CO2 g H 283 0kJ mol 1 CH3OH l 3 2O2 g CO2 g 2 H2O l H 726 5kJ mol 1 可知 得到 CH3OH l O2 g CO g 2 H2O l H 443 5kJ mol 1 3 CO2和 H2合成甲醇的化学方程式为 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 由 图像可知 B 曲线先得到平衡 因此温度 T2 T1 温度高平衡时甲醇的物质的量反而低 说 明正反应是放热反应 升高温度平衡向逆反应方向移动 不利于甲醇的生成 平衡常数减 小 即 错 正确 温度为 T1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的物质的量为mol 此 A n 时甲醇的浓度为 所以生成甲醇的平均速率为 v CH3OH mol L 1 2 Lmol nA A A I n 2 1 min 1 因此 不正确 因为温度 T2 T1 所以 A 点的反应体系从 T1变到 T2时 平衡会 向逆反应方向移动 即降低生成物浓度而增大反应物浓度 所以 正确 5 在甲醇燃料电池中 甲醇失去电子 氧气得到电子 所以负极的电极反应式是 CH3OH 6e H2O CO2 6H 正极的电极反应式是 3 2O2 6e 6H 3H2O 甲醇