2011年高考化学真题解析 分项版3反应速率、化学平衡VIP

20112011 年高考真题解析化学分项版年高考真题解析化学分项版 3 3 反应速率 化学平衡反应速率 化学平衡 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 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 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 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 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 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 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 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 11 100 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 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 答案 1 2858 2 CH3OH l O2 g CO g 2 H2O l H 443 5kJ mol 1 3 4 1 a 2 5 CH3OH 6e H2O CO2 6H 3 2O2 6e 6H 3H2O 96 6 12 大纲版 15 分 注意 在试题卷上作答无效 反应 aA g bB g 催化剂 cC g H 0 在等容条件下进行 改变其他反应条件 在 I II III 阶段体系 中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示 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 A A A 从大到小排列次序为 I v II v III v 3 B 的平衡转化率中最小的是 其值是 a IIIIII a BaBB 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 II 阶段反应温度 和第 III 阶段反应速度 的高低 2 T 3 T 2 T 3 T 填 判断的理由是 6 达到第三次平衡后 将容器的体积扩大一倍 假定 10min 后达到新的平衡 请在 下图中用曲线表示 IV 阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势 曲线上必须标出 A B C 解析解析 1 任意的选 I 或 II 或 III 进行计算求比例可得 1 3 2 2 1 min 05 0 min20 12 Lmol Lmol tACA I 1 min 0253 0 min15 62 0 1 Lmol Lmol tACA II 所以易知反应速率的 1 min 012 0 min10 50 0 62 0 Lmol Lmol tACA III 大小 3 由图上数据可知 最小 经计算得 B III 4 由图易知平衡向正反应方向移动 因为反应 35 19 100 86 1 50 1 86 1 B III 物的浓度在降低 生成物的浓度在增加 采取的措施是将生成物移走 降低了生成物的浓度 5 题干已给出正反应是放热的气体反应且为恒容容器 不可能缩小容积来增大 2 T 3 T 压强 又由于生成物的浓度在增大 所以使平衡向正方向移动的措施只能是降低温度 6 容积加倍平衡向逆反应方向移动 具体作图见答案 答案 1 1 3 2 2 A A A 3 I v II v III v B III 19 35 4 向正反应方向移动 从反应体系中移出产物 C 5 此反应为放热反应 降低温度 平衡向正反应方向移动 6 13 山东 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 催化剂 加热 7N5 12 H2O 也可处理 NO2 当转移 1 2mol 电子时 消耗的 NO2在标准状况 3 8NH 下是 L 2 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 KJ mol 1 2NO g O2 g 2NO2 g H 113 0K 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 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2与 SO2体之比为 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 答案 1 3NO2 H2O 2HNO3 NO 6 72 2 41 8 b 2 67 或 8 3 3 在 1 3 104KPa 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 本题综合考查氮的氧化物化学性质及其简单氧化还原反应计算 热化学方程式 的计算化学平衡状态判断 化学平衡常数计算 平衡移动方向与反应热的关系 实际工业条 件的选择等内容 1 i 易知反应为 3NO2 H2O 2HNO3 NO ii 氧化还原反应的简单计算 1mol NO2 N2 得到 4mol 电子 则转移 1 2mol 电子时 NO2为 0 4mol 在标准状况下其体积 为 6 72L 2 i 对两个已知反应编号 2SO2 g O2 g 2SO3 g H1 196 6 kJ mol 1 2NO g O2 g 2NO2 g H2 113 0 kJ mol 1 再由 2 得目标反应 NO2 g SO2 g SO3 g NO g 由盖斯定律得 H3 H1 H2 2 196 6 113 0 2 41 8KJ mol 1 ii 该反应 NO2 g SO2 g SO3 g NO g 两边气力计量数相等 故压强不变 A 错误 该体系中只 有 NO2有颜色 颜色深浅与 NO2浓度有关 当它浓度不变 即可说明达到平衡 此时浓度不 变 故 B 正确 由于开始没加入 SO3和 NO 且反应中两者计量数值比为 1 故无论是否达到 平衡 只要反应发生发生 SO3和 NO 体积之比等于其物质的量只比 为 1 1 不能说明是否达 到平衡 故 C 错误 D 选项 每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 说明逆反应方向在进 行 故 D 错误 改为 每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO 才能说明达到平衡 iii 不妨令 NO2与 SO2分别为 1mol 和 2mol 容积为 1L 假设 NO2转化了 a mol 则 SO2也转化了 a mol 同时生成 SO3和 NO 各 a mol 又由题意可得方程 解得 a 0 8 再由 K 6 1 2 1 a a 2 67 3 i 由图像可知反应 CO g 3 8 8 02 8 01 8 08 0 22 3 SOcNOc SOcNOc 2H2 g CH3OH g 的正反应为放热反应 因为相同压强下 温度越高 CO 的转化率越 低 说明升温平衡逆移 故 H 0 ii 工业上选择压强和温度时 要考虑化学动力学和化 学热力学两个方面的兼顾 同时要考虑经济效益和成本 这里的选择要结合图像 其理由与 SO2的催化氧化在常压下相似 即 在 1 3 104KPa 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 14 浙江 14 分 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵 NH2COONH4 分解反应平衡 常数和水解反应速率的测定 1 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中 假设容器体积不变 固体 试样体积忽略不计 在恒定温度下使其达到分解平衡 NH2COONH4 s 2NH3 g CO2 g 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表 温度 15 020 025 030 0 3 5 0 平衡总压强 kPa 5 78 312 017 1 2 4 0 平衡气体总浓度 10 3mol L 2 43 44 86 8 9 4 可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 A B 密闭容器中总压强不变 32 2 NH CO C 密闭容器中混合气体的密度不变D 密闭容器中氨气的体积分数不变 根据表中数据 列式计算 25 0 时的分解平衡常数 取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中 在 25 下达到分解平 衡 若在恒温下压缩容器体积 氨基甲酸铵固体的质量 填 增加 减小 或 不 变 氨基甲酸铵分解反应的焓变 H 0 熵变 S 0 填 或 2 已知 NH2COONH4 2H2ONH4HCO3 NH3 H2O 该研究小组分别用三份不同初始 浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率 得到c NH2COO 随时间变化趋势如图所示 t min c NH2COO mol L 25 15 5 计算 25 时 0 6min 氨基甲酸铵水解反应的平均速率 根据图中信息 如何说明水解反应速率随温度升高而增大 答案 1 BC 增加 2298 23 K CO NH 1 63 2101 64 10cc A 2 标 与标 的曲线相比 c 初始 小 但同一时间 11 0 05 mol Lmin AA 段 c大 即大 说明升温加快反应 解析 考查化学平衡理论 1 A 不能表示正逆反应速率相等 B 反应进行则压 强增