2020年高考化学 高考试题+模拟新题分类汇编专题7 化学反应速率和化学平衡

G单元化学反应速率和化学平衡 G1 化学反应速率27F1、G1、G2、G3、G4、G52020浙江卷 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：化学方程式焓变H(kJ/mol)活化能Ea(kJ/mol)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)802.6125.6CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0172.5蒸汽重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2240.1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0243.9回答下列问题：(1)反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_kJ/mol。(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所示：图0若要达到H2物质的量分数65%、CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%、CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数10%，则温度要高于750 低于约725 ，矛盾。起始进料时H2的物质的量分数为0，结合图象可知600 ，0.1 MPa的条件下，平衡时系统中H2的物质的量分数达到70%，故可容易画出H2的物质的量分数随时间变化的示意图。(6)会使甲烷氧化，H2也会与O2反应，使得CH4参加蒸汽重整的物质的量减小。8G22020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)H0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8B解析 本题考查化学反应平衡的移动原理。该反应为气体体积不变的反应，压强的变化对平衡无影响，A项错误；催化剂只能改变反应速率，对化学平衡没有影响，D项错误；增大CO的浓度可使平衡右移，但CO转化率降低，C项错误；该反应为放热反应，故降低温度可使平衡右移，CO转化率增大，B项正确。32B4、G2、G3、G4、J2、H52020广东卷 难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：图0(1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系见图0，由图可得，随着温度升高，_，_。图0(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。32答案 (1)Mg(OH)2CaSO4(二者位置互换也正确)(2)加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀，溶液中Mg2浓度减小，使平衡右移(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸达到平衡的时间缩短平衡时K的浸出浓度增大(其他合理答案也给分)(5)解：CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO)K1.75104解析 本题考查难溶电解质的溶解平衡，考查考生吸收、整合化学信息的能力，以及分析难溶电解质的溶解平衡问题和解决平衡常数计算等问题的能力。(1)饱和Ca(OH)2溶液中存在如下电离：“Ca(OH)2=Ca22OH”，OH与Mg2、Ca2与SO存在如下反应：“2OHMg2=Mg(OH)2，Ca2SO=CaSO4”，生成的Mg(OH)2、CaSO4和未溶杂卤石是滤渣的主要成分；(2)杂卤石难溶于水，加入饱和Ca(OH)2溶液时，其中的OH和Ca2能分别沉淀Mg2和SO，减小杂卤石溶解平衡体系中Mg2和SO的浓度，使杂卤石的溶解平衡向右移动，因此Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K；(3)除去Mg2的Ca(OH)2必须过量，过量的Ca2必须除去，且不能引入新的杂质阳离子，由于Ca2与CO易反应生成CaCO3沉淀，因此除杂环节应先加入过量K2CO3溶液除去过量的Ca2；过量的OH、CO必须除去，且不能引入新的杂质阴离子，由于OHH=H2O、CO2H=H2OCO2，因此应再加稀H2SO4除去过量的CO、OH，调滤液pH至中性；(4)读图可知如下结论：溶浸达到平衡的时间缩短；平衡时K的浸出浓度增大；K的浸出浓度相同时，溶浸时间：373 K323 K288 K，说明K的浸出速率随着温度升高而增大；相同溶浸时间时，K的浸出浓度：288 K323 K”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/mol212023.答案 (1)(2)3NH3H2OAl3=Al(OH)33NH(3)C(4)Cu2O6HNO3(浓)=2Cu(NO3)22NO23H2O(5)平衡常数随温度升高而变小(或其他合理答案)解析 本题考查原子结构、离子方程式书写、盐类水解以及化学平衡常数等知识。(1)NH所含的电子数和质子数分别是10、11，与其电子数和质子数均相等的简单离子只有Na，Na的原子结构示意图为。(2)氢氧化铝不能溶于过量的氨水中，则硫酸铝溶液与过量氨水反应只能生成Al(OH)3沉淀。(3)A项，滴入H2SO4后，溶液显酸性，酚酞溶液的红色肯定褪去，无法证明SO的水解，错；B项，氯水具有漂白性，可使溶液的红色褪色，也无法说明；C项，加入Ba2与SO反应，使得SO的水解逆向移动，c G3 速率、平衡图像 29G3 F42020重庆卷 尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为_。(2)当氨碳比4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图0所示。图0A点的逆反应速率v逆(CO2)_B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。NH3的平衡转化率为_。(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图0所示。图0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13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。29答案 (1)2NH3CO2CO(NH2)2H2O(2)小于30%(3)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl不变7.2解析 本题考查化学平衡状态的建立、图像分析、化学计算、电化学等。(1)利用CO(NH2)2中CN12用观察法写出方程式，同时图像中t60 min时达到平衡状态，即该反应为可逆反应，书写时一定用可逆号表示而不用等号。(2)A点未平衡，B点平衡，从图像得v逆(CO2)65%、CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数10%，则温度要高于750 低于约725 ，矛盾。起始进料时H2的物质的量分数为0，结合图象可知600 ，0.1 MPa的条件下，平衡时系统中H2的物质的量分数达到70%，故可容易画出H2的物质的量分数随时间变化的示意图。(6)会使甲烷氧化，H2也会与O2反应，使得CH4参加蒸汽重整的物质的量减小。32B4、G2、G3、G4、J2、H52020广东卷 难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：图0(1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系见图0，由图可得，随着温度升高，_，_。图0(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。32答案 (1)Mg(OH)2CaSO4(二者位置互换也正确)(2)加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀，溶液中Mg2浓度减小，使平衡右移(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸达到平衡的时间缩短平衡时K的浸出浓度增大(其他合理答案也给分)(5)解：CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO)K1.75104解析 本题考查难溶电解质的溶解平衡，考查考生吸收、整合化学信息的能力，以及分析难溶电解质的溶解平衡问题和解决平衡常数计算等问题的能力。(1)饱和Ca(OH)2溶液中存在如下电离：“Ca(OH)2=Ca22OH”，OH与Mg2、Ca2与SO存在如下反应：“2OHMg2=Mg(OH)2，Ca2SO=CaSO4”，生成的Mg(OH)2、CaSO4和未溶杂卤石是滤渣的主要成分；(2)杂卤石难溶于水，加入饱和Ca(OH)2溶液时，其中的OH和Ca2能分别沉淀Mg2和SO，减小杂卤石溶解平衡体系中Mg2和SO的浓度，使杂卤石的溶解平衡向右移动，因此Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K；(3)除去Mg2的Ca(OH)2必须过量，过量的Ca2必须除去，且不能引入新的杂质阳离子，由于Ca2与CO易反应生成CaCO3沉淀，因此除杂环节应先加入过量K2CO3溶液除去过量的Ca2；过量的OH、CO必须除去，且不能引入新的杂质阴离子，由于OHH=H2O、CO2H=H2OCO2，因此应再加稀H2SO4除去过量的CO、OH，调滤液pH至中性；(4)读图可知如下结论：溶浸达到平衡的时间缩短；平衡时K的浸出浓度增大；K的浸出浓度相同时，溶浸时间：373 K323 K288 K，说明K的浸出速率随着温度升高而增大；相同溶浸时间时，K的浸出浓度：288 K323 K65%、CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数65%，CO物质的量分数10%，则温度要高于750 低于约725 ，矛盾。起始进料时H2的物质的量分数为0，结合图象可知600 ，0.1 MPa的条件下，平衡时系统中H2的物质的量分数达到70%，故可容易画出H2的物质的量分数随时间变化的示意图。(6)会使甲烷氧化，H2也会与O2反应，使得CH4参加蒸汽重整的物质的量减小。9C3、J42020天津卷 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：图0请回答下列问题：(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_。(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_，调溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：甲：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O乙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O丙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利