2021年高考化学真题和模拟题分类汇编06化学反应速率和化学平衡含解析

专题06化学反应速率和化学平衡

2021年化学高考题

1.(2021•浙江)一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液(l()()mL)中发生分解反应:

2N2O5^4NO2+O2o在不同时刻测量放出的0?体积，换算成N2O5浓度如下表：

t/s06001200171022202820X

c(N2O5)/(mol-U')1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是

A.600-1200s,生成NO?的平均速率为5.0x1(F*mol•「7

B.反应2220s时，放出的。2体积为11.8L(标准状况)

C.反应达到平衡时,v正电。5)=2丫逆(叫)

D.推测上表中的x为3930

【答案】D

【详解】

-1-1

A.6(X)~1200s,N2o5的变化量为(0.96-0.66)mol-L==0.3molL.在此时间段内NO2

的变化量为其2倍，即0.6mol-LT，因此，生成NO?的平均速率为

°=i.OxlO^molL-'-s-1,A说法不正确；

600s

-1

B.由表中数据可知，反应2220s时，N2O5的变化量为(1.40-0.35)mol.广==1.05molL，

其物质的量的变化量为1.05mol-I?xO.1L=O.105mol,O?的变化量是其即0.0525mol,

因此，放出的。2在标准状况下的体积为0.0525molx22.4L/mol=1.176L,B说法不正确；

C.反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值

之比等于化学计量数之比，2匕E(N2(D5)=V逆(NO?)，C说法不正确；

D.分析表中数据可知，该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后N2O5的浓度会变为原

来的因此，N2O5的浓度由0.24mol•LT变为0.12mol•LT时，可以推测上表中的x为

(2820+1110)=3930,D说法正确。

综上所述，本题选D。

2.(2021•浙江)相同温度和压强下，关于物质燧的大小比较，合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)B.ImolH2O(g)<2molH2O(g)

C.ImolH2O(s)>lmolH2O(1)D.ImolC(s,金刚石)>ImolC卜，石墨)

【答案】B

【详解】

A.CH^g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CHJg)含有的原子总数多，CH/g)的

摩尔质量大,所以嫡值lmolCH4(g)>lmolH2(g),A错误;

B.相同状态的相同物质，物质的量越大，燧值越大，所以燧值lmolH2O(g)<2molH2(3(g),

B正确；

C.等量的同物质，熠值关系为：S(g)>S(l)>S(s),所以牖值ImolHzCXsklmolH?。。),

C错误；

D.从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，燧值更低，所以端值

ImolC(s,金刚石)<lmolC(s,石墨)，D错误;

答案为：Bo

3.(2021•广东高考真题)反应X=2Z经历两步：①XfY；②丫.2Z。反应体系中X、

Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是

z/s

A.a为c(X)随t的变化曲线

B.1时,c(X)=c(Y)=c(Z)

c.L时，丫的消耗速率大于生成速率

D.t?后，c(Z)=2c0-c(Y)

【答案】D

【分析】

由题中信息可知，反应X=2Z经历两步：①XfY；②丫.2Z。因此，图中呈不断减小

趋势的a线为X的浓度c随时间f的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间，的

变化曲线，先增加后减小的线为丫的浓度，随时间f的变化曲线。

【详解】

A.X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，a为4X)随，

的变化曲线，A正确；

B.由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于《时刻，因此，4时C(X)=C(Y)=C(Z),

B正确；

C.由图中信息可知，弓时刻以后，丫的浓度仍在不断减小，说明弓时刻反应两步仍在向正反

应方向发生，而且反应①生成丫的速率小于反应②消耗丫的速率，即与时丫的消耗速率大于

生成速率，C正确；

D.由图可知，4时刻反应①完成，X完全转化为Y,若无反应②发生，则《丫)=4,由于反

应②Yf2Z的发生，G时刻丫浓度的变化量为。0-。(丫)，变化量之比等于化学计量数之比,

所以Z的浓度的变化量为2[7一c(Y)],这种关系在与后仍成立，因此，D不正确。

综上所述，本题选D。

4.(2021•河北高考真题)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下

两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为Vi=kd(M),反应②的速率可表示

为v产k/(M)(%、k?为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列

说法错误的是

A.0〜30min时间段内，丫的平均反应速率为6.67X

B.反应开始后，体系中丫和Z的浓度之比保持不变

C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z

D.反应①的活化能比反应②的活化能大

【答案】A

【详解】

A.由图中数据可知，3S应〃时，M、Z的浓度分别为0.300mol-匚|和0.125mol.U1）则M

的变化量为0.5mol•1?-0.300mol-LT1=0.200mol-L-1.其中转化为丫的变化量为

0.200mol-L7'-0.125mol-L-,=0.075mol-L/'o因此，0〜3（）min时间段内，丫的平均反

应速率为竺Z迺L1二=o.oo25mol-L-LminT，A说法不正确；

30min

k,

B.由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为7r，丫和Z分别为反应①和反应②的产物，

女2

且两者与M的化学计量数相同（化学计量数均为1）,因此反应开始后，体系中丫和Z的浓度

之比等于由于L、L为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确；

k2

C.结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中丫和Z的浓度之比等于

O075moP"35

7k,t=2,因此，如果反应能进行到底，反应结束时有一的M转化为Z,即

h0.125mol?-58

62.5%的M转化为Z,C说法正确；

D.由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成丫较少，因此，反应①的化学反应速

率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活

化能大，D说法正确。

综上所述，相关说法不正确的只有A,故本题选A。

5.(2021•浙江高考真题)取50mL过氧化氢水溶液，在少量V存在下分解：2HA=2H20+021。

在一定温度下，测得02的放出量，转换成H£z浓度(c)如下表：

t/min020406080

c/(mol,L-1)0.800.400.200.100.050

下列说法不正确的是

A.反应20min时，测得0?体积为224mL(标准状况)

B.20〜40min,消耗HA的平均速率为0.OlOmol•L1•min1

C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率

D.分解酶或FezG代替「也可以催化小伞分解

【答案】C

【详解】

A.反应20min时，过氧化氢的浓度变为0.4mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量

n(H202)=(0.80-0.40)mol/LX0.051=0.02mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量

/j(02)=0.01mol,标况下的体积片〃•K=0.OlmolX22.4L/mol=0.224L=224mL,A正确；

B.20〜40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,则这段时间内的平均速

..Ac0.20mol/L

率%—=----------=0.OlOmol/(L,min),B正确；

t20min

C.随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减

小，故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，C错误；

D.I在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe。代替，D正确；

故答案选C。

二、多选题

6.(2021•湖南高考真题)铁的配合物离子(用［L-Fe-H『表示)催化某反应的一种反应机

理和相对能量的变化情况如图所示：

45.343.5

过渡态1/一\过渡态2

(

一

」0.-0\

。1

弓+M-2-2:

-~

二H1.8-.In

0U+--42.

)z-6/16.

0一T

血+

Uo+

HuIV+

混HOZ

++OO

女1OHOU

OO

要0++

HO

0—Z

UOOH

HHO+

U1

HO

O

0

H

反应进程

下列说法错误的是

催化剂，

A.该过程的总反应为HCOOH=—CO2t+H2t

B.田浓度过大或者过小，均导致反应速率降低

C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化

D.该过程的总反应速率由n-in步骤决定

【答案】CD

【详解】

A.由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结

催化剂

合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOHCO：,t+H21,故A正确；

B.若氢离子浓度过低，则反应m-iv的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高,

则会抑制加酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应I-II速率减慢，所以氢离子浓度过高或过

低，均导致反应速率减慢，故B正确：

C.由反应机理可知，Fe在反应过程中，做催化剂，化合价没有发生变化，故C错误；

D.由反应进程可知，反应N-I能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，

故D错误；

故选CD。

7.（2021•湖南高考真题）已知：A（g）+2B（g）=3C（g）△”＜（）,向一恒温恒容的密闭

容器中充入ImolA和3molB发生反应，A时达到平衡状态I,在与时改变某一条件，A时重

新达到平衡状态H,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡

B.右时改变的条件：向容器中加入C

C.平衡时A的体积分数9：。(11)>。(1)

D.平衡常数K：K(II)<K(I)

【答案】BC

【分析】

根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入ImolA和3molB发生反应，反应时间从开始到ti

阶段，正反应速率不断减小，3-七时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，时间

段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，匕以后反应达到新的平衡状态,

据此结合图像分析解答。

【详解】

A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g)=3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在

恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状

态，A错误；

B.根据图像变化曲线可知，t2〜t3过程中，t2时％,瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明

反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂

等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C,B正确；

C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1：3,当向体系中加入C时，平衡逆向移动,

最终A和B各自物质的量增加的比例为1：2,因此平衡时A的体积分数。(H)>9(1),C正

确；

D.平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。

故选BC。

三、原理综合题

8.（2021•山东高考真题）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加剂。在催化剂作用

下，可通过甲醇与烯危的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：

反应I：1+CH3（）HW^/O△&

ATAME

反应n：I+CHaOH\*、o

BTAME

回答下列问题：

（1）反应I、ii、m以物质的量分数表示的平衡常数总与温度T变化关系如图所示。据图判断,

AH,

A和B中相对稳定的是_（用系统命名法命名）；—1的数值范围是_（填标号）。

△H,

(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.OmolTAME,控制温度为353K,

测得TAME的平衡转化率为a。已知反应ID的平衡常数々=9.0,则平衡体系中B的物质的量

为_moL反应I的平衡常数照=_。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢吠喃稀

释，反应I的化学平衡将_(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CLOH

物质的量浓度之比c(A)：c(CH3OH)=—。

(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CHsOH。

控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为

_(填“X”或"Y")；t=100s时，反应m的正反应速率丫正_逆反应速率v逆(填“>”“V”

或“=)。

T

O

U

V

9

【答案】2-甲基-2-丁烯D0.9a1。°二”1十二)逆向移动1:10X

a'

<

【详解】

(1)由平衡常数小与温度T变化关系曲线可知，反应I、【I、III的平衡常数的自然对数随温度

升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△〃<()、

<0、△“<(),因此，A的总能量高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是

B,其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，1-11=111,则△令

0,因此△〃<△用,由于放热反应的△〃越小，其绝对值越大，则号的数值范围是大于1,

△H)

选Do

(2)向某反应容器中加入1.OmolTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,则平

衡时n(TAME)=(l-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH30H)=amol。己知反应HI的平衡常数83=9.0,

则而(=9.0,将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9amol,n(A)=0.la

\—cc

\+a_W(l-«)(l+«)

mol,反应I的平衡常数扁=-。・7--㈡--v=------3------。同温同压下，再向该容器中注

入惰性溶剂四氢吠喃稀释，反应1的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。

平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH2H物质的量浓度之比不变，c(A)：

C(CH30H)=0.1a:a=l：10o

(3)温度为353K,反应HI的平衡常数公=9.0,-7-(=9.0o由A、B物质的量浓度c随反应时

〃(A)

间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y,则代表B的变化曲线为X；由母线的变化趋

”(B)0.112

势可知，100s以后各组分的浓度仍在变化，t=100s时一票=777777。10.2>9,因此，反

rt(A)0.011

应HI正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆，填<。

9.(2021•浙江)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：

(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO?；

1

Cu(s)+2H2so式1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moP»判断该反应

的自发性并说明理由______。

(2)已知2so2(g)+C)2(g)^^2so3(g)AH=-198kJ-mor'0850K时，在一恒容密闭反

应器中充入一定量的SO?和。2,当反应达到平衡后测得SO?、0?和SO：的浓度分别为

6.0x10-3mol.厂、8.0x10-3mol-匚和4.4x10-2molIT1.

①该温度下反应的平衡常数为O

②平衡时SC>2的转化率为O

(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是o

A.须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO?

B.进入接触室之前的气流无需净化处理

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO?的转化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收S0：以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1〜4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是

A.一>bIB.bja2C.fb2D.b2—>a3E.a?—>b3F.b3—>a4

G.a4—>b4

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在

图3中画出反应2so2(g)+O2(g)=2so3(g)的转化率与最适宜温度(曲线I)、平衡转化率

与温度(曲线H)的关系曲线示意图(标明曲线I、II)o

(4)一定条件下，在Na2S-H2S。4-H2。2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,

同时观察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内

的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。

I.S2+H+=HS-

II.®_______;

m.HS-+H2O2+H+=SJ+2H2O；

IV®«

【答案】不同温度下都能自发，是因为AH<0,AS>06,7xl03mor,.L88%C

100

转

化

率HS-+4H2O2=SO;+4H2O+H-

%

S+3H2O2=SO^+2H2O+2H

【详解】

（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量so?的反应为

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H,O(1)AH=-l1.9kJmor',由于该反应

△“<0、A5>0,因此该反应在任何温度下都能自发进行。

（2）①根据题中所给的数据可以求出该温度下2sO2（g）+O2（g）U2SO3（g）的平衡常数为

2

_C(SO)_________(4.4xl(r2moi17)2_____________

K33

-2-32-31=6.7xl0mor'L

c(S02)c(02)-(6.0x10mol-17')x8.0x10mol-U

②平衡时SO2的转化率为

就鬻西X100%、而后骷端5”0%=88%；

（3）①A.在常压下SO2催化氧化为SO3的反应中，SO?的转化率已经很高，工业上有采用高

压的反应条件，A说法不正确;

B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒,

B说法不正确;

C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡

2so2（g）+C）2（g）U2so3（g）向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO2的转化率;

D.SO3与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SQ,反应放出的热量会

使硫酸形成酸雾从而影响SQ被水吸收导致SQ,的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜采

用水或稀硫酸吸收SQ，D说法不正确。

综上所述，相关说法正确的是C；

②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂

接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，

因此，图2所示进程中表示热交换过程的是2f4、%一小、2-4，因此选BDF；

③对于放热的可逆反应2so式g）+C）2（g）U2so3（g）,该反应的最适宜温度为催化剂的催化

活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，S02的转化率也最大；当温度高

于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升

高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO?的转化率也逐渐减小；由于该

反应为放热反应，随着温度的升高，SO?的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的

接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的

转化率低于其平衡转化率。因此，反应2SC）2（g）+O2（g）U2so;（g）的转化率与最适宜温度

（曲线I）、平衡转化率与温度（曲线H）的关系曲线示意图可表示如下:

(4)由pH-时间振荡曲线可知，在Na?S—H2sO4—H?。?溶液体系中，溶液的pH呈先增大

后减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反

应生成HS-，S2-+H+=HS-，然后发生HS-+4H20=S0f+4H2。+H+,该过程溶液的pH

基本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时HS-被Hz。？氧化为S,即发生

+

HS+H2O2+H=S^+2H2O,该过程溶液的pH增大；溶液又变澄清时S又被H?02氧化

为SO；,发生S+3H2O2=SOf+2H2O+2H+,该过程溶液的pH在减小。因此可以推测该

过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2+H+=HS-、

-

HS+4H2O2=S0；+4H2O+H\HS'+H2O2+H"=S+2H2O、

S+3H2O2=S0f+2H2。+2H+。

10.(2021•广东高考真题)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。(K

与CO2重整是CO?利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a)CH<(g)+C02(g)02co(g)+2H2(g)M

b)CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)M

c)CH4(g)^C(s)+2H2(g)M

d)2C0(g)^C02(g)+C(s)M

e)CO(g)+Hz(g)UH£(g)+C(s)M

(1)根据盖斯定律，反应a的M=(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有o

A.增大CO?与CL的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CH,的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a〜e的正、逆反应速率都减小

(3)一定条件下，CH」分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第

步的正反应活化能最大。

(4)设乂为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替

浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以R(R=100kPa)。反应a、c、e的ln4

随上(温度的倒数)的变化如图所示。

T

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应C的相对压力平衡常数表达式为4=O

③在图中A点对应温度下、原料组成为/?(C02):A(CH4)=1:1、初始总压为lOOkPa的恒容密闭容

器中进行反应，体系达到平衡时员的分压为40kPa。计算OU的平衡转化率，写出计算过程

_________________O

(5)COz用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。

XHj)

v)2

Po

【答案】M+曲-曲或儆「故AD44ac68%做冷冻剂

(P(CHJ)

P。

【分析】

根据盖斯定律计算未知反应的反应热；根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速

率的变化及转化率的变化；根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小；根据平

衡时反应物的分压计算平衡转化率；根据C02的物理性质推测CO2的用途。

【详解】

(1)根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有

(2)A.增大CO?和CH,的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反

应速率增大，A正确；

B.移去部分C(s),没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，

B错误；

C.催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，

平衡转化率不变，C错误；

D.降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；

故答案选AD;

(3)由图可知，反应过程中能量变化出现了4个峰，即吸收了4次活化能，经历了4步反应；

且从左往右看4次活化能吸收中，第4次对应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能量最

多，对应的正反应活化能最大。

⑷①随着温度的升高，反应a和c的In4增大，说明牙的数值增大，反应向正反应方向进

行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的In芯;减小，说明"的减小，反应向逆反应方向

进行，反应e为放热反应，故答案为ac；

(/XH2))2

②用相对分压代替浓度,则反应c的平衡常数表达式4Po

(P(CHJ)；

Po

pCHj)

(一)2

即止命

③由图可知，A处对应反应c的In4=0,=1，解方程的p2(Hj=p(CH,),已

P。

知反应平衡时p(H)=40kPa,则有p(CII)=16kPa,且初始状态时pCCHj=—X100kPa=50kPa,

2l1+1

,,50kPa-16kPa

故CH,的平衡转化率为-------------X100%=68%；

50kPa

(5)固态CO?即为干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质。

【点睛】

本题难点在于「与"关系曲线的判断，在曲线中斜率为正为放热反应，斜率为负为吸热反应。

11.(2021•全国高考真题)一氯化碘(IC1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直

接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICL从而错过

了一种新元素的发现，该元素是。

⑵氯钳酸领(BaPtC))固体加热时部分分解为BaC^、Pt和C^,376.8℃时平衡常数

42

Kp=1.0xl0Pa,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtC%,抽真空后，通过一支管通入碘

蒸气(然后将支管封闭)，在376.8C,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧

瓶中压强为32.5kPa,则p©=kPa,反应21cl(g)=C12(g)+h(g)的平衡常数

K=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136〜180C范围内下列反应的平衡常数Kp。

2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+I2(g)Kpl

2NOCl(g)W2NO(g)+Cl2(g)Kp2

得到IgKp广，和IgK^〜(均为线性关系，如下图所示；

8

R

-

p

H

®

D

H

B

U

^

H

B

q

R

@

W

B

-

4H

①由图可知，N0C1分解为NO和Cl?反应的AH0（填“大于”或“小于”）

②反应21cl（g）=C12（g）+U（g）的K=（用Kpl、Kp?表示）：该反应的AH0（填

“大于”或“小于”）,写出推理过程»

（4）Kistiakowsky曾研究了N0C1光化学分解反应，在一定频率（v）光的照射下机理为：

NOCl+hv——>NOC1*

NOC1+NOC1*——>2NO+Cl2

其中hv表示一个光子能量，NOC1*表示N0C1的激发态。可知，分解Imol的NOC1需要吸收

mol光子。

100X(20X103-12.4X103)

【答案】溟（或Br）24.8大于J?大

于设T'〉T，即"<(，由图可知：

1

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T)-lgKpl(T)|=lgKpl(T)-lgKpl(T)则:

1g[KpO•4(T)]>1g⑴•%(T)],即k(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反应,

即AH大于00.5

【详解】

（1）红棕色液体，推测为漠单质，因此错过发现的元素是溟（或Br）；

（2）由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应：

BaPtCl6(s)BBaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),Cl2(g)+I2(g)U21cl(g)。

42

BaPtCl6(s)UBaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)的平衡常数Kp=l.()xlOPa,则平衡时

242

P(Cl2)=1.0xl0Pa>平衡时p(C12)=100Pa,设到达平衡时E(g)的分压减小pkPa,贝！]

Cl2(g)+I2(g)U2ICl(g)

开始/(kPa)20.00

十/〜“c、c,376.8C平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,则

变化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时p©=2pkPa=2X12.4kPa=24.8kPa；则平衡时，L(g)

333

的分压为(20.0-p)kPa=(20X10-12.4X10)Pa,pra=24.8kPa=24.8X10Pa,

p(Cl2)=0.lkPa=100Pa,因此反应21cl(g)=CL(g)+h(g)的平衡常数

100X(20X103-12.4X103)

K(24.8xl03)2，

(3)①结合图可知，温度越高，上越小，IgKp?越大，即Kp,越大，说明升高温度平衡

T

2NOCl(g)=2NO(g)+C12(g)正向移动，则N0C1分解为N0和C%反应的大于0；

②I.2NO(g)+2ICl(g)=2NOCl(g)+I2(g)Kpl

II.2NOCl(g)B2NO(g)+Cl2(g)Kp2

I+II得2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g),则2ICl(g)=J(g)+%(g)的K=Kp?；该反应的AH

大于0；推理过程如下：设T'>T，即:<(，由图可知：

lgKp2(T')-lgKp2(T)>|lgKpl(T')-lgKpl(T)|=lgKpl(T)-lgKpl(T)则：

lg[Kp2(T).Kp|(T)]>lg[Kp2(T).Ka(T)],即k(T»k(T),因此该反应正反应为吸热反应,

即AH大于0；

(4)I.NOCl+hv——>NOC1*

II.NOC1+NOC1*——>2NO+C12

1+II得总反应为2N0Cl+hv=2N0+Ck,因此2molN0Cl分解需要吸收Imol光子能量,则分解Imol

的N0C1需要吸收0.5mol光子。

12.(2021•全国高考真题)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答

下列问题：

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

l

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2(Xg)AHl=+41kJ.mor

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ.mol-'

总反应的AH=kJmol1;若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变

化的是(填标号)，判断的理由是o

体

体

系

系

能

能

量

量

B.

体

体

系

系

能

能

量

量

AC.

反应进程反应进程

(2)合成总反应在起始物n(Hj/n(CC)2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物

质的量分数为x(CHQH),在t=250C下的x(CHQH)〜p、在p=5xl()5pa下的

x(CH3()H)〜t如图所示。

p/105Pa

(

H

O

C

H

0

X

200210220230240250260270280

t/℃

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=

②图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是；

③当x(CHQH)=0.10时，CO2的平衡转化率a=—,反应条件可能为—或

【答案】-49A△4为正值，△A为和△〃为负值，反应①的活化能大于反应②的

p(H2O)p(CH3OH)

p3(H2).p(CC)2)b总反应△/《()，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的

物质的量分数变小33.3%5X105Pa,210℃9X105Pa,250℃

【详解】

⑴二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),该

反应一般认为通过如下步骤来实现：

l

①CC)2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH1=+41kJ.mol,

②CO(g)+2H2(g)=CH3(DH(g)AH2=-90kJ.mor',根据盖斯定律可知，①+②可得二氧化

碳加氢制甲醇的总反应为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

AH=(+41kJ.mor')+(-90kJ.mor')=-49kJ.mor'；该反应总反应为放热反应，因此生成

物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应

①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意

图中能体现反应能量变化的是A项，故答案为：-49；A；△〃为正值，△笈为和A〃为负值,

反应①的活化能大于反应②的。

(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CC>2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2(D(g),因此利用

p(H2O)p