2019版高考化学二轮复习第二篇理综化学填空题突破第9题以速率、平衡为中心的原理综合题学案.doc

第9题以速率、平衡为中心的原理综合题复习建议：4课时(题型突破2课时习题2课时)1(2018课标全国，28)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的变化如表所示(t时，n2o5(g)完全分解)：t/min040801602601 3001 700p/kpa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2n2o5(g)=2n2o4(g)o2(g)h14.4 kjmol12no2(g)=n2o4(g)h255.3 kjmol1则反应n2o5(g)=2no2(g)o2(g)的h_kjmol1。研究表明，n2o5(g)分解的反应速率v2103pn2o5(kpamin1)。t62 min时，测得体系中po22.9 kpa，则此时的pn2o5_kpa，v_kpamin1。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)。(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n2o5no2no3快速平衡第二步no2no3nono2o2 慢反应第三步nono32no2 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)。av(第一步的逆反应)v(第二步反应)b反应的中间产物只有no3c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解析(1)氯气与硝酸银反应生成n2o5，氯气作氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为o2。(2)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由ab得n2o5(g)=2no2(g)o2(g)hkjmol153.1 kjmol1。t62 min时，体系中po22.9 kpa，根据三段式法得则62 min时pn2o530.0 kpa，v210330.0 kpamin16.0102kpamin1。刚性反应容器的体积不变，25 n2o5(g)完全分解时体系的总压强为63.1 kpa，升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2no2n2o4的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成no2的方向移动，气体物质的量增大，故体系总压强增大。n2o5完全分解生成n2o4和o2，起始pn2o535.8 kpa，其完全分解时pn2o435.8 kpa，po217.9 kpa，设25 平衡时n2o4转化了x，则358 kpax2x17.9 kpa63.1 kpa，解得x9.4 kpa。平衡时，pn2o426.4 kpa，pno218.8 kpa，k kpa13.4 kpa。(3)快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率，a项正确；反应的中间产物除no3外还有no，b项错误；有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，c项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，d项错误。答案(1)o2(2)53.130.06.0102大于温度升高，体积不变，总压强增大；no2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强增大13.4(3)ac2(2018课标全国，27)ch4co2催化重整不仅可以得到合成气(co和h2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)ch4co2催化重整反应为：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)。已知：c(s)2h2(g)=ch4(g)h75 kjmol1c(s)o2(g)=co2(g)h394 kjmol1c(s)o2(g)=co(g)h111 kjmol1该催化重整反应的h_kjmol1。有利于提高ch4平衡转化率的条件是_(填标号)。a高温低压 b低温高压c高温高压 d低温低压某温度下，在体积为2 l的容器中加入2 mol ch4、1 mol co2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时co2的转化率是50%，其平衡常数为_ mol2l2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应ch4(g)= c(s)2h2(g)消碳反应co2(g)c(s) =2co(g)h/(kjmol1)75172活化能(kjmol1)催化剂x3391催化剂y4372由上表判断，催化剂x_y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(k)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。ak积、k消均增加bv积减小、v消增加ck积减小、k消增加dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(ch4)p(co2)0.5(k为速率常数)。在p(ch4)一定时，不同p(co2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(co2)、pb(co2)、pc(co2)从大到小的顺序为_。解析(1)将已知中3个反应依次记为、，根据盖斯定律2得该催化重整反应的h(111)275394kjmol1247 kjmol1。由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高ch4的平衡转化率，需在高温低压下进行。根据平衡时消耗的co2为1 mol50%0.5 mol，则消耗的ch4为0.5 mol，生成的co和h2均为1 mol，根据三段式法可知平衡时ch4、co2、co和h2的平衡浓度分别为0.75 moll1、0.25 moll1、0.5 moll1、0.5 moll1，则平衡常数k mol2l2。(2)从表格中数据可看出相对于催化剂x，用催化剂y催化时积碳反应的活化能大，则积碳反应的反应速率小，而消碳反应活化能相对小，则消碳反应的反应速率大，再根据题干信息“反应中催化剂活性会因积碳反应而降低”可知催化剂x劣于催化剂y。两个反应均吸热，故随温度升高，k积和k消均增加，且消碳反应速率增加的倍数比积碳反应的大，故a、d正确。由该图像可知在反应时间和p(ch4)相同时，图象中速率关系vavbvc，结合沉积碳的生成速率方程vkp(ch4)p(co2)0.5，在p(ch4)相同时，随着p(co2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(co2)pb(co2)pa(co2)。答案(1)247a(2)劣于相对于催化剂x，催化剂y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大adpc(co2)pb(co2)pa(co2)3(2018课标全国，28)三氯氢硅(sihcl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：(1)sihcl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(hsio)2o等，写出该反应的化学方程式_。(2)sihcl3在催化剂作用下发生反应：2sihcl3(g)=sih2cl2(g)sicl4(g)h48 kjmol13sih2cl2(g)=sih4(g)2sihcl3(g)h30 kjmol1则反应4sihcl3(g)=sih4(g)3sicl4(g)的h为_kjmol1。(3)对于反应2sihcl3(g)=sih2cl2(g)sicl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 k和343 k时sihcl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 k时反应的平衡转化率_%。平衡常数k343 k_(保留2位小数)。在343 k下：要提高sihcl3转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_。比较a、b处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正x2sihcl3k逆xsih2cl2xsicl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的_(保留1位小数)。解析(1)sihcl3遇潮气发生反应生成(hsio)2o和hcl，即2sihcl33h2o=(hsio)2o6hcl。(2)将已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由3，可得：4sihcl3(g)=sih4(g)3sicl4(g)h348 kjmol130 kjmol1114 kjmol1。(3)温度越高，反应越先达到平衡，根据图示，左侧曲线对应的温度为343 k，343 k时反应的平衡转化率为22%。设开始时加入sihcl3的浓度为a moll1，根据化学方程式和sihcl3的平衡转化率知，达平衡时，sihcl3、sih2cl2、sicl4的浓度分别为0.78a moll1、0.11a moll1、0.11a moll1，化学平衡常数k0.02。根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提高反应物的转化率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂。温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正v逆，即k正x2sihcl3k逆xsih2cl2xsicl4，从题图上可知a点所在曲线平衡时sihcl3的转化率为22%，设投入sihcl3 y mol，则根据三段式法得代入k正x2sihcl3k逆xsih2cl2xsicl4得，k正0.782k逆0.112，则在a处sihcl3的转化率为20%，根据三段式法得则，将代入计算得出v正/v逆1.3。答案(1)2sihcl33h2o=(hsio)2o6hcl(2)114(3)220.02及时移去产物改良催化剂；提高反应物压强(浓度)大于1.34(2017课标全国，28)近期发现，h2s是继no、co之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_(填标号)。a氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以b氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸c0.10 moll1的氢硫酸和亚硫酸的ph分别为4.5和2.1d氢硫酸的还原性强于亚硫酸(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量h2所需能量较少的是_。(3)h2s与co2在高温下发生反应：h2s(g)co2(g)cos(g) h2o(g)。在610 k时，将0.10 mol co2与0.40 mol h2s充入2.5 l的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。h2s的平衡转化率1_%，反应平衡常数k_。在620 k重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，h2s的转化率2_1，该反应的h_0。(填“”“h2co3，而h2s不能和nahco3反应，说明酸性：h2sb5(2016课标全国，27)元素铬(cr)在溶液中主要以cr3(蓝紫色)、cr(oh)4(绿色)、cr2o(橙红色)、cro(黄色)等形式存在，cr(oh)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：(1)cr3与al3的化学性质相似，在cr2(so4)3溶液中逐滴加入naoh溶液直至过量，可观察到的现象是_。(2)cro和cr2o在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 moll1的na2cro4溶液中c(cr2o)随c(h)的变化如图所示。用离子方程式表示na2cro4溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，cro的平衡转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。根据a点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中cro的平衡转化率减小，则该反应的h_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化学分析中采用k2cro4为指示剂，以agno3标准溶液滴定溶液中的cl，利用ag与cro生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105 moll1)时，溶液中c(ag)为_moll1，此时溶液中c(cro)等于_moll1(已知ag2cro4、agcl的ksp分别为2.01012和2.01010)。(4)6价铬的化合物毒性较大，常用nahso3将废液中的cr2o还原成cr3，该反应的离子方程式为_。解析(1)由于cr3与al3的化学性质相似，所以cr(oh)3也具有两性，根据题目信息，则可知在cr2(so4)3溶液中逐滴加入naoh溶液，先生成灰蓝色沉淀cr(oh)3，并逐渐增多，随着滴加naoh溶液的过量，灰蓝色沉淀cr(oh)3逐渐溶解并生成绿色cr(oh)4溶液。(2)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(cr2o)逐渐增大，说明cro逐渐转化为cr2o，则cro的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为：2cro2hcr2oh2o；由图中a点数据，可知：c(cr2o)0.25 moll1、c(h)1.0107 moll1，则进一步可知c(cro)1.0 moll120.25 moll10.5 moll1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.01014；升高温度，溶液中cro的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的h小于0。(3)根据ksp(agcl)c(ag)c(cl)2.01010，可计算出当溶液中cl恰好完全沉淀(即浓度等于1.0105 moll1)时，溶液中c(ag)2.0105 moll1，然后再根据ksp(ag2 cro4)c2(ag)c(cro)2.01012，又可计算出此时溶液中c(cro)5103 moll1。(4)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出nahso3将废液中的cr2o还原成cr3反应的离子方程式：cr2o3hso5h=2cr33so4h2o。答案(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，最后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液(2)2cro2hcr2oh2o增大1.01014小于(3)2.01055103(4)cr2o3hso5h=2cr33so4h2o命题调研(20142018五年大数据)命题角度设空方向频数难度1.化学反应与能量变化反应热与热化学方程式的书写120.42化学反应与键能30.40电化学(以书写电极反应式为主)10.382.化学反应速率化学反应速率的计算40.44化学反应速率的影响因素80.46化学反应速率变化图像分析100.423.化学平衡平衡状态判断及化学平衡图像分析120.41化学平衡影响因素分析80.48反应物转化率的计算70.46化学平衡常数表达式及其计算130.404.电解质溶液电离平衡、水解平衡、溶解平衡的理解10.45ka (kb)及ksp的理解与计算20.39 化学反应原理综合题，是高考的固定题型，通常以速率、平衡知识为中心，还常涉及到化学反应与能量变化及电解质溶液等内容。对于化学反应与能量变化的考查，一方面涉及到氧化还原反应分析及电化学电极书写，但最为常见的题型还是盖斯定律的应用，根据已知热化学方程式书写待求热化学方程式或直接计算其反应热，难度不大，是高考热点；对于化学反应速率与化学平衡的考查主要有以下方面：化学反应速率的定量计算、外界条件对速率、平衡的影响、新情境下平衡状态的判定、平衡常数的表达式及平衡常数与转化率的计算、以及其速率平衡图像、数据表格分析等。预计在2019年的高考中，化学反应原理的综合仍会以创新考查为主，特别是在情境、取材上创新，在图像上创新，同时联系生产生活实际考查学生选择温度、压强、酸碱性环境等适宜的反应条件，体现学生知识运用能力，另外化学平衡常数的多种表达形式，通过图像信息获取解题数据，完成平衡常数与转化率的计算，也是高考考查的重点内容之一，应给予关注！1计算反应热解题模板示例1 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为co、co2和h2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：co(g)2h2(g)ch3oh(g)h1co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h2co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)h3回答下列问题：已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键hhcocohoche/(kjmol1)4363431 076465413由此计算h1_ kjmol1；已知h258 kjmol1，则h3_ kjmol1。模型应用答案9941示例2工业生产中可用苯乙烷生产苯乙烯已知： h1117.6 kjmol1h2(g)co2(g)co(g)h2o(g)h241.2 kjmol1则 (g)co2(g) (g)co(g)h2o(g)的h为_。答案158.8 kjmol1(将已知的两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由可得)2利用盖斯定律书写热化学方程式解题模板应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。已知：ch3oh(g)h2o(l)=co2(g)3h2(g)h93.0 kjmol1ch3oh(g)o2(g)=co2(g)2h2(g)h192.9 kjmol1ch3oh(g)=ch3oh(l)h38.19 kjmol1则表示ch3oh燃烧热的热化学方程式为_。示例32017江苏化学，26(1)tio2与cl2难以直接反应，加碳生成co和co2可使反应得以进行。已知：tio2(s)2cl2(g)= ticl4(g)o2(g)h1175.4 kjmol12c(s)o2(g)=2co(g)h2220.9 kjmol1沸腾炉中加碳氯化生成ticl4(g)和co(g)的热化学方程式：_。答案tio2(s)2cl2(g)2c(s)=ticl4(g)2co(g)h45.5 kj/mol说明：对于平衡状态的判断，不断出现新的判断形式，如绝热过程中的热量变化，化学平衡常数，有关图像等，判断时紧紧抓住反应过程中对应物理量是否变化，如果在反应过程中在变，达到平衡时不变，则能说明。示例4 汽车尾气净化的主要原理为2no(g)2co(g)2co2(g)n2(g)h0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填编号)。答案分析：在研究平衡移动时，常用构造模型的方法，比如在一定温度下，2 mol so2和1 mol o2在容器甲中建立的平衡体系中，再加入2 mol so2和1 mol o2的混合气体，你可以在另一个相同体积的容器乙中先建立平衡如图，此时这两个平衡体系完全一致，此时如果把甲、乙之间的隔板抽去，各物质的量增倍，百分含量不变，然后再把它压成此时体积的，压强增大，平衡右移，所以通过这样的虚拟过程，可以看出，在体积不变时，成比例加入反应物相当于增大压强。示例5在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下已知n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.4 kjmol1容器甲乙丙反应物投入量1 mol n2、3 mol h22 mol nh34 mol nh3c1c2c3体系压强(pa)p1p2p3反应物转化率123判断：2c1_c32p2_p313_1(填“” “” “”)答案 1根据图像选择合适条件示例6氨气制取尿素co(nh2)2的合成塔中发生反应：2nh3(g)co2(g)co(nh2)2(l)h2o(g)。下图为合成塔中不同氨碳比a和水碳比b时二氧化碳转化率()。b宜控制在_(填字母)范围内。a0.60.7 b11.1c1.51.6a宜控制在4.0左右，理由是_。图像分析控制变量，作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点，转化率越高越好，所以选择a。选择最佳氨碳比，可看最上面曲线的走势，整体增加，曲线先陡后平(略上升)，依然选择拐点，当氨碳比大于4.0时，增大氨气的量co2转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比太小，co2转化率低。答案a氨碳比等于4，co2转化率较高当氨碳比大于4.0时，增大nh3的量co2的转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比小于4.0时，co2的转化率低。2.根据图像解释产生某种现象的原因示例7以二氧化钛表面覆盖cu2al2o4为催化剂，可以将co2和ch4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250300 时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是：_。图像分析两根曲线注意看清每个曲线对应的条件，分析两个量之间内在的联系。这里涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度，弄清影响因素即可。所以，250300 时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 时，催化剂的催化效率降低。答案温度超过250 时，催化剂的催化效率降低3根据图像推断h变化示例8为了减少空气中的co2，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(nh4)2co3，反应为(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g)=2nh4hco3(aq)h。为研究温度对(nh4)2co3捕获co2效率的影响，在某温度t1下，将一定量的(nh4)2co3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的co2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中co2气体的浓度。然后分别在温度为t2、t3、t4、t5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得co2气体浓度，其关系如图，则h_(填“”、“”或“”)0。图像分析根据可逆反应的特征，准确确定平衡点。温度越高反应速率越快，达到平衡所需的时间越短，在相等时间内，co2浓度最低的点应该是平衡点。t3往后，温度升高，co2浓度增大，平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热。答案1化学平衡常数表达式(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如：caco3(s)cao(s)co2(g)kc(co2)cr2o(aq)h2o(l)2cro(aq)2h(aq)k但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如：c2h5ohch3coohch3cooc2h5h2okc(s)h2o(g)co(g)h2(g)k(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：n2o4(g)2no2(g)kn2o4(g)no2(g)k(3)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。如：2a(g)b(s)c(g)。若达到平衡时，n(a)n1、n(c)n2密闭体系的压强为p，则k。2悟透化学平衡常数及转化率计算题解题模式根据反应进行(或移动)的方向，设定某反应物消耗的量，然后列式求解。例：manbpcqd起始量： a b 0 0变化量： mx nx px qx平衡量： amx bnx px qx注意：变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等；弄清起始浓度、平衡浓度、平衡转化率三者之间的互换关系；在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。示例9顺1，2二甲基环丙烷和反1，2二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)k(正)c(顺)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：(1)已知：t1温度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，该温度下反应的平衡常数值k1_；该反应的活化能ea(正)小于ea(逆)，则h_0(填“小于”“等于”或“大于”)。答案3小于1题型特点此类试题以元素及化合物、化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段考查相关联的知识。主要考查点：(1)反应现象的描述。(2)氧化还原反应、原电池与电解池、陌生离子方程式的书写。(3)化学键与反应的热效应计算、信息条件下速率计算、平衡常数的计算、ksp的计算。(4)平衡的影响因素、平衡移动与图像及相关原因的分析。2解题思路：四步突破物质性质与化学平衡综合题 分析： 2016课标全国卷27题(题目见“考情解码”第5题)就是借助元素铬(cr)在溶液中主要以cr3(蓝紫色)、cr(oh)