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文檔簡介
1、新課標三年高考化學試題分類解析-化學反應速率與化學平衡1(07年寧夏理綜?13)一定條件下,合成氨氣反應達到平衡時,測得混合氣體中氨氣的體積分數為20.0% ,與反應前的體積相比,反應后體積縮小的百分率是A16.7%B20.0%C80.0%D83.3%答案:A解析:設達到平衡后混合氣體的體積為1L,則其中生成的氨氣的體積為1L×20.0%=0.2L。則根據反應的方程式有:N23H2 2NH3 V1 3 2 2 0.2L 0.2L所以平衡前混合氣體的體積為1L+0.2L=1.2L,因此反應后氣體體積縮小率為 16.7%。2(07年廣東化學?16)灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素
2、異形體。已知:Sn(s、白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g) H1Sn(s、灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g) H2Sn(s、灰) Sn(s、白) H32.1kJ?mol-1下列說法正確的是AH1H2B錫在常溫下以灰錫狀態存在C灰錫轉化為白錫的反應是放熱反應D錫制器皿長期處于低于13.2的環境中,會自行毀壞答案:D解析:-可得,H2-H10,故H2H1 ,A錯,根據,在常溫下,灰錫會向白錫轉化故常溫下以白錫狀態存在,正反應為吸熱反應,故B、C錯,當錫制器皿長期處于低于13.2的環境中會轉化為灰錫,灰錫以粉末狀存在,故會自行毀壞。3(07年廣東理基?26)把鋁條放入盛有
3、過量稀鹽酸的試管中,不影響氫氣產生速率的因素是A鹽酸的濃度B鋁條的表面積C溶液的溫度D加少量Na2SO4答案:D解析:鋁與鹽酸反應的實質是2Al6H=2Al33H2,因此鹽酸的溶度、鋁條的表面積和溶液的溫度均會影響反應的速率,而加少量Na2SO4對溶液中的各物質的濃度沒有影響,不會影響反應速率。4(07年廣東化學?18)下述實驗能達到預期目的的是編號實驗內容實驗目的A將SO2通入酸性KMnO4溶液中證明SO2具有氧化性B將Cl2通入NaBr溶液中比較氯與溴的氧化性強弱C將銅與濃硝酸反應生成的氣體收集后用冰水混合物冷卻降溫研究溫度對化學平衡的影響D分別向2支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶
4、液,再向其中1支加入少量MnO2研究催化劑對H2O2分解速率的影響答案:BC解析:本題是一道實驗題。A選項中SO2通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4做氧化劑,說明SO2具有還原性。B選項中將Cl2通入NaBr溶液中發生Cl22NaBr=2NaClBr2反應,根據氧化還原反應規律可知Cl2的氧化性大于Br2。C中發生的反應為Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O、2NO2(g) N2O4;H0,升溫氣體顏色變深,降溫氣體顏色變淺,D選項中H2O2溶液的濃度不同,故不能單純判斷催化劑對分解速率的影響。5(08年寧夏理綜?12)將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發生下列反應:NH
5、4I(s) NH3(g)HI(g);2HI(g) H2(g)I2(g)達到平衡時,c(H2)=0.5mol?L-1,c(HI)=4mol?L-1,則此溫度下反應的平衡常數為A9B16C20D25答案:C解析:求的平衡常數的關鍵是求氨氣的平衡濃度,若碘化氫不分解時,NH3(g)和HI(g) 的平衡濃度是相等的,因此2c(H2) 與容器中平衡濃度c(HI)之和即為氨氣的平衡濃度5 mol?L-1,故此溫度下反應的平衡常數為20。6(08年廣東化學?8)將H2(g)和Br2(g)充入恒容密閉容器,恒溫下發生反應H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)H0,平衡時Br2(g)的轉化率為a;若初始條件相
6、同,絕熱下進行上述反應,平衡時Br2(g)的轉化率為b。a與b的關系是AAabBa=bCabD無法確定答案:A解析:正反應為放熱反應,前者恒溫,后者相對前者,溫度升高。使平衡向左移動,從而使Br2的轉化率降低。所以b<a.7(08年廣東化學?15)碘鎢燈比白熾燈使用壽命長。燈管內封存的少量碘與使用過程中沉積在管壁上的鎢可以發生反應:W(s)+I2(g) WI2(g) H0(溫度T1T2)。下列說法正確的是ADA燈管工作時,擴散到燈絲附近高溫區的WI2(g)會分解出W1W重新沉積到燈絲上B燈絲附近溫度越高,WI2(g)的轉化率越低C該反應的平衡常數表達式是 D利用該反應原理可以提純鎢答案:
7、AD解析:該反應的正反應為放熱反應,溫度升高,化學平衡向左移動。所以燈絲附近溫度越高,WI2的轉化率越高,B錯。平衡常數,應為生成物除以反應物:K=c(WI2)/c(W)?c(I2)利用該反應,可往鎢礦石中,加如I2單質,使其反應生成WI2富集,再通過高溫加熱WI2生成鎢,從而提純W,D正確。8(08年廣東理基?36)對于反應2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)能增大正反應速率的措施是A通入大量O2B增大容器容積C移去部分SO3D降低體系溫度答案:A解析:A. 通入大量O2,反應物濃度增大,正反應速率增大;B 增大容積,反應物、生成物濃度均減小,正、逆反應速率均下降;C 移去部分SO3會減
8、小生成物濃度,剛開始正反應速率不變,而后下降;D 該反應為放熱反應,但是降低體系溫度正、逆反應速率均減小;同理若增大體系問題,正、逆反應速率增大;9(08年海南化學?10)X、Y、Z三種氣體,取X和Y按11的物質的量之比混合,放入密閉容器中發生如下反應:X+2Y 2Z ,達到平衡后,測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為32,則Y的轉化率最接近于DA33%B40%C50%D66%答案:D解析:由可知: X+2Y 2Z 起始: 1 1 0 轉化: a 2a 2a 平衡: 1a 12a 2a 根據題意有:23a2a = 32,a13,Y的轉化率最接近65%。10(08年山東理綜
9、?14)高溫下,某反應達到平衡,平衡常數 。恒容時,溫度升高,H2濃度減小。下列說法正確的是A A該反應的焓變為正值 B恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定減小 C升高溫度,逆反應速率減小 D該反應的化學方程式為COH2O CO2H2答案:A解析:由平衡常數的表達式可得,該反應化學方程式應為CO2+H2 CO+H2O,故D錯;由題意知,溫度升高,平衡向正反應移動,說明正反應為吸熱反應,故該反應的焓變為正值,A正確;恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定增大而不會減小,故B錯;C項,升高溫度,正逆反應速率都會 增大,故C錯。11(09年安徽理綜?11)汽車尾氣凈化中的一個反應如下:NO(g)CO(g)
10、 12N2(g)CO2(g) H=-373.4kJ?mol-1。在恒容的密閉容器中,反應達到平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是 : 答案:C解析:該反應為氣體計量數減小的放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,生成物濃度減小,反應物濃度增大,平衡常數減小,A選項錯誤;同理,升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉化率減小,B選項錯誤;平衡常數只與熱效應有關,與物質的量無關,C選項正確;增加氮氣的物質的量,平衡逆向移動,NO的轉化率減小,D選項錯誤。12(09年福建理綜?12)某探究小組利用丙酮的溴代反應(CH3COCH3Br2 CH3COCH2BrHBr)來研究反應物濃度與反應速率的關系。反應速率v(
11、Br2)通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下,獲得如下實驗數據:實驗序號初始濃度c/mol?L-1溴顏色消失所需時間t/sCH3COCH3HClBr20.800.200.00102901.600.200.00101450.800.400.00101450.800.200.0020580 分析實驗數據所得出的結論不正確的是A增大c(CH3COCH3), v(Br2)增大B實驗和的v(Br2)相等C增大c(HCl), v(Br2)增大D增大c(Br2),v(Br2)增大答案:D解析:從表中數據看,中CH3COCH3,HCl的濃度是相同的,而中Br2比中的大,所以結果,時間變長,即速率
12、變慢了,D項錯。其他選項依次找出表中兩組相同的數據,看一變量對另一變量的影響即可。13(09年廣東化學?7)難揮發性二硫化鉭(TaS2 )可采用如下裝置提純。將不純的TaS2 粉末裝入石英管一端,抽真空后引入適量碘并封管,置于加熱爐中。反應如下:TaS2 (s)+2I2 (g) TaI4 (g)+S2 (g) 下列說法正確的是A在不同溫度區域,TaI4 的量保持不變B在提純過程中,I2 的量不斷減少C在提純過程中,I2 的作用是將TaS2 從高溫區轉移到低溫區D該反應的平衡常數與TaI4 和S2 的濃度乘積成反比答案:C解析:高溫區TaS2反應生成TaI4氣體至低溫區,從而在低溫區重新生成Ta
13、S2,一段時間后,雜質留在高溫區,TaS2在低溫區,從而達到分離效果。不同溫度下反應的方向不同,TaI4的量與溫度高低有關并非保持不變,A錯誤;因為是在同一密閉系統中有質量守恒定律可知I2的量不可能不斷減少,而是充當一個"搬運工"的角色,將TaS2從高溫區轉移到低溫區,B錯誤,C正確。平衡常數與TaI4和S2的濃度乘積成正比,D錯誤。14(09年廣東化學?15)取5等份NO2 ,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發生反應:2NO2(g) N2O4(g),H0。反應相同時間后,分別測定體系中NO2的百分量(NO2%),并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖。下列示意圖
14、中,可能與實驗結果相符的是 答案:BD解析:在恒容狀態下,在五個相同的容器中同時通入等量的NO2,反應相同時間。那么則有兩種可能,一是已達到平衡狀態,二是還沒有達到平衡狀態,仍然在向正反應移動。若5個容器在反應相同時間下,均已達到平衡,因為該反應是放熱反應,溫度越高,平衡向逆反應方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以B正確。若5個容器中有未達到平衡狀態的,那么溫度越高,反應速率越大,會出現溫度高的NO2轉化得快,導致NO2的百分含量少的情況,在D圖中轉折點為平衡狀態,轉折點左則為未平衡狀態,右則為平衡狀態,D正確。15(09年廣東理基?29)已知汽車尾氣無害化處理反應為2NO(g)2
15、CO(g) N2(g)2CO2(g)。下列說法不正確的是A升高溫度可使該反應的逆反應速率降低B使用高效催化劑可有效提高正反應速率C反應達到平衡后,NO的反應速率保持恒定D單位時間內消耗CO和CO2的物質的量相等時,反應達到平衡答案:A解析:升高溫度、使用催化劑都會使化學反應速率升高,既包括正反應速率也包括逆反應速率,故A選項錯誤,B選項正確。反應達到平衡后,正反應速率和逆反應速率相等,因此C、D選項都是正確的。16(09年江蘇化學?14)I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq) I3(aq)某I2、KI混合溶液中,I3的物質的量濃度c(I3)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都
16、表示平衡狀態)。下列說法正確的是 A反應 I2(aq)I(aq) I3(aq)的H>0B若溫度為T1、T2,反應的平衡常數分別為K1、K2則K1K2C若反應進行到狀態D時,一定有v正v逆D狀態A與狀態B相比,狀態A的c(I2)大答案:BC解析:隨著溫度的不斷升高,I3的濃度逐漸的減小,說明反應向逆方向移動,也就意味著該反應是放熱反應,所以H0,所以A項錯;因為K= ,T2T1,所以當溫度升高時,反應向逆方向移動,即K1K2;C項,從圖中可以看出D點并沒有達到平衡狀態,所以它要向A點移動,這時I3的濃度在增加,所以v正v逆,C項正確;D項,從狀態A到狀態B,I3的濃度在減小,那么I2的濃度
17、就在增加。【考點分析】(1)化學平衡的移動;(2)平衡常數的運用。17(09年寧夏理綜?10)硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各組實驗中最先出現渾濁的是實驗反應溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/mol?L-1V/mLc/mol?L-1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案:D解析:影響化學反應速率的因素眾多,本題從濃度和和溫度兩個因素考查,非常忠實于新教材必修2,只要抓住濃度越大,溫度越高反應速率越大,便可以選出正確答案D
18、。【點評】本題主要考查影響化學反應速率的因素,題目來源于課本,考生很有親切感。18(09年寧夏理綜?13)在一定溫度下,反應12H2(g)+12X2(g) HX(g)的平衡常數為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于A5%B17%C25%D33%答案:B 1 0 0 x x x 1-x x xK3= x?x/(1-x) 2= 0.01 ,得到x=0.17,所以, 該溫度時HX(g)的最大分解率接近于B. 17%【點評】本題考查化學平衡常數的相關計算,題目難度不大,但要求考生平時要掌握方程式的變化對于化學平衡常數表達式的影響和數值
19、的改變。19(09年山東理綜?14)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是 A催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率 B增大反應體系的壓強、反應速度一定增大 C該反應是放熱反應,降低溫度將縮短反應達到平衡的時間 D在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1,c2,則時間間隔t1t2內,SO3(g)生成的平均速率為 答案:D解析:催化劑可以同等程度的改變正逆反應的反應速率;如果是通入惰性氣體增大了體系壓強,反應物濃度未變,反應速率不變;降溫,反應速率減慢,達到平衡的時間增大;D是反應速率的定義,正確。20(09年天津理綜?5)人體血液內的血紅蛋白(H
20、b)易與O2結合生成HbO2,因此具有輸氧能力,CO吸入肺中發生反應:CO+HbO2 O2+HbCO,37 時,該反應的平衡常數K=220。HbCO的濃度達到HbO2濃度的0.02倍,會使人智力受損。據此,下列結論錯誤的是ACO與HbO2反應的平衡常數K= B人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結合的O2越少C當吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時,人的智力才會受損D把CO中毒的病人放入高壓氧倉中解毒,其原理是使上述平衡向左移動答案:C解析:由反應方程式知,K的表達式正確,A對;CO與HbO2反應的平衡常數達220,可見其正向進行的程度很大,正確。K= ,由題意知,K=220, =0.02時
21、,人受損,則c(CO)/c(O2)=9×10-5,C項錯。D項,當O2濃度很大時,題中平衡將逆向移動,從而解救人,正確。21(09年廣東文基?68)下列說法正確的是A廢舊電池應集中回收,并填埋處理B充電電池放電時,電能轉變為化學能C放在冰箱中的食品保質期較長,這與溫度對反應速率的影響有關D所有燃燒反應都是放熱反應,所以不需吸收能量就可以進行答案:C解析:A項廢舊電池應集中回收但不能填埋處理因為電池里的重金屬會污染土地,人吃了這些土地里的蔬菜后,就會引發疾病;B項充電電池放電時,化學能轉變為電能;D項有的燃燒反應是需要吸收一定熱量才可以反應的比如碳的燃燒。【考點分析】垃圾的處理、電化學
22、、影響化學反應速率因素、化學反應與能量。22(09年海南化學?4)在25時,密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表:物質XYZ初始濃度/mol?L-10.10.20平衡濃度/mol?L-10.050.050.1下列說法錯誤的是:A反應達到平衡時,X的轉化率為50B反應可表示為X+3Y 2Z,其平衡常數為1600C增大壓強使平衡向生成Z的方向移動,平衡常數增大D改變溫度可以改變此反應的平衡常數答案:C 解析:題中有一明顯的錯誤,就是C選項中平衡常數增大,增大壓強不可能使平衡常數增大。其他選項均為平衡中的基礎計算和基礎知識,關鍵是根據表中數據(0.10.05)(0.20.05)(0
23、.10)=132可推導出:X+3Y 2Z。23(07年廣東化學?22)(8分)"碘鐘"實驗中,3IS2O42的反應速率可以用I3與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。某探究性學習小組在20進行實驗,得到的數據如下表:實驗編號c(I)/mol?L0.0400.0800.0800.1600.120c(SO42)/mol?L0.0400.0400.0800.0200.040t /s88.044.022.044.0t2回答下列問題:(1)該實驗的目的是 。(2)顯色時間t2 。(3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規律,若在40下進行編號對應濃度的實驗,顯
24、色時間t2的范圍為 (填字母)A<22.0s B22.044.0s C44.0s D數據不足,無法判斷答案:(8分)(1)研究反應物I與S2O82的濃度對反應速率的影響(2)29.3s(3)A(4)反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比)解析:難度,易。本題考查學生對影響化學反應速率的外界因素如濃度、溫度及其規律的認識和理解,考查學生對圖表的觀察、分析以及處理實驗數據歸納得出合理結論的能力。由題目中表格數據可分析出c(I)、 c(S2O32-)濃度越大,反應速率越快,顯藍色所需時間越少,故實驗目的應是研究反應物I與S2O82的濃度對反應速率的影響,因反應
25、速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比),由中數據可列關系:顯色時間t20.040?0.040?88.0/0.120?0.040=29.3 s,升高溫度,反應速率加快,故顯色時間t2<22.0s。07年廣東高考在選擇題方面減弱了考查,只有第18題的選項C、D中提到。在第二卷中也一改前二年的化學平衡圖象題,改為化學反應速率的表格分析題,實際要求仍是考查學生運用所學化學反應速率與化學平衡思想解決指定問題的能力。24(07年廣東化學?25)(10分)黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業制取硫酸的重要原料,其煅燒產物為SO2和Fe3O4。(1)將0.050molSO2
26、(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中,反應:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)在一定條件下達到平衡,測得c(SO3)0.040mol?L-3。計算該條件下反應的平衡常數K和SO2的平衡轉化率(寫出計算過程)。(2)已知上述反應是放熱反應,當該反應處于平衡狀態時,在體積不變的條件下,下列措施中有利于提高SO2平衡轉化率的有 (填字母)A升高溫度 B降低溫度 C增大壓強D減小壓強 E加入催化劑 G移出氧氣(3)SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料,反應的化學方程式為 。(4)將黃鐵礦的煅燒產物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。
27、酸溶過程中需保持溶液足夠酸性,其原因是 。答案:(10分)(1)1.6×103L/mol 80%(計算過程略)(2)B、C(3)SO2H2ONa2SO32NaHSO3(4)抑制Fe2、Fe3的水解,防止Fe2被氧化成Fe3解析:難度,易。此題是比較中規中矩考查化學平衡知識的題目,題目條件比較直接,學生完成得應比較愉快。25(6分)(2007海南?16)PCl5的熱分解反應如下:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)(1) 寫出反應的平衡常數表達式;答案:(1)K=c(PCl3)?c(Cl2)c(PCl5)(2) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)c(變化)(m
28、ol/L) 0.150 0.150 0.150c(平衡)(mol/L) 0.050 0.150 0.150所以平衡常數K=c(PCl3)?c(Cl2)c(PCl5)0.150×考點:本題考查了化學平衡常數的求算。解析:對于反應: mA + nB pC + qD 1、定義: 在一定溫度時,當一個可逆反應達到平衡狀態時,生成物平衡濃度的冪之積與反應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數,這個常數稱為化學平衡常數簡稱平衡常數。 2.數學表達式: 平衡常數的數學表達式26(9分)(2007海南?17)下表是稀硫酸與某金屬反應的實驗數據:實驗序號金屬質量/g金屬狀態C(H2SO4)/mol?L-1
29、V(H2SO4)/mL溶液溫度/金屬消失的時間/s反應前反應后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150204440分析上述數據,回答下列問題:(1)實驗4和5表明, 對反應速率有影響, 反應速率越快,能表明同一規律的實驗還有 (填實驗序號);(2)僅表明反應物濃度對反應速率產生影響的實驗有 (填實驗序號);(3)本實驗中影響反應速
30、率的其他因素還有 ,其實驗序號是 。(4)實驗中的所有反應,反應前后溶液的溫度變化值(約15)相近,推測其原因: 。答案:(1)固體反應物的表面積 表面積越大 1和2(2)3和4(3)開始反應溫度 6和7(4)一定量的金屬跟足量的硫酸反應放出的熱量相同考點:本題考查了通過處理實驗數據研究化學反應速率的影響因素。解析:比較表中實驗1和2、實驗4和5,其他條件都一樣,只是金屬狀態由絲變成了粉末,金屬消失的時間就少了很多,反應速率變快很多,也就是說明金屬固體的表面積越大,速率就越快。同理,比較表中各項數據進行分析不難得出正確答案。27(07年山東理綜?28)(11分)二氧化硫和氮的氧化物是常用的工業
31、原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環境化學當前的重要研究內容之一。(1)硫酸生產中,2催化氧化成3:22()2()23()某溫度下,2的平衡轉化率()與體系總壓強()的關系如右圖所示。根據圖示回答下列問題:將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數等于。平衡狀態由變到時,平衡常數()()(填“”、“”或“”)。(2)用4催化還原可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)CO2(g)+2H2O(g)574 kJ?mol-1 CH4(g)+4NO(g)2N2(g)CO2(g)+2
32、H2O(g)1160 kJ?mol-1 若用標準狀況下4.484還原2至2,整個過程中轉移的電子總數為(阿伏伽德羅常數用表示),放出的熱量為kJ。(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox 34,、或)由鐵酸鹽(MFe2O4)經高溫還原而得,常溫下,它能使工業廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉化流程如圖所示:請寫出MFe2Ox分解2的化學方程式(不必配平)。 答案:(1)800L?mol1 (2)1.60NA(或1.6NA) 173.4 (3)MFe2OxSO2MFe2O4S 解析:(1)據題意當容器中總壓強為0.10MPa時,SO2的平衡轉化率為0.80,據此可計算得出平衡時c(SO2)=0.
33、040mol?L1;c(O2)=0.020mol?L1;c(SO3)=0.16mol?L1。根據平衡常數的計算式:K= =800L?mol1;只要溫度不變,平衡常數就不改變,在此變化過程中,只有壓強的改變,溫度未發生變化,故K(A)=K(B)。×8= 1.60mol,故轉移電子數為1.60NA。由題目給知的熱化學方程式,根據蓋斯定律可以得出CH4還原NO2至N2的熱化學方程式為:CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g) H867 kJ?mol1,則0.2molCH4反應放出的熱量為867 kJ?mol1×0.2mol=173.4kJ。 (3)此題中反應
34、物已知為MFe2OX和SO2,反應后生成MFe2O4,由MFe2OX轉化為MFe2O4,氧原子數增加,故SO2失去氧原子轉化為S,反應式為:MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。28(07年寧夏理綜?27)(14分)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中,通過以下反應制得: SiO2 C N2 Si3N4 CO (1)配平上述反應的化學方程式(將化學計量數填在方框內);(2)該反應的氧化劑是 ,其還原產物是 ;(3)該反應的平衡常數表達式為K ;(4)若知上述反應為放熱反應,則其反應熱H 零(填"大于"、"小于"或&q
35、uot;等于");升高溫度,其平衡常數值 (填"增大"、"減小"或"不變");(5)若使壓強增大,則上述平衡向 反應方向移動(填"正"或"逆");(6)若已知CO生成速率為v(CO)18mol?L-1?min-1, 則N2消耗速速率為v(N2) mol?L-1?min-1。 答案:(1)3 6 2 1 6 (2)N2 Si3N4 (3) (或 )(4)小于 減小 (5)逆 (6)6解析:(1)利用觀察法配平或利用氧化還原反應中的電子守恒來配平。配平后的化學方程式為3SiO2 6C2N2
36、 Si3N4 6CO。(2)分析各物質的化合價變化情況:C元素由0價升高為+2價,在反應中作還原劑被氧化;N元素的化合價由0價降低為-3價,在反應中作氧化劑被還原。因此,此反應的氧化劑為N2,還原產物為Si3N4。(3)因SiO2、C、Si3N4均為固體,只有N2和CO為氣體,存在平衡濃度(或平衡分壓),因此根據化學平衡常數的表達式可以得出此反應的平衡常數表達式為 或 。(4)放熱反應的焓變H0,升高溫度,此平衡向左移動,使CO減小、N2增大,因此平衡常數K值減小。(5)由于此反應的正反應為氣體體積增大的反應,因此增大壓強,此平衡將向逆反應方向移動。(6)根據同一反應在同一時間段內,各物質的反
37、應速率之比等于各物質在化學方程式中對應的計量數之比。則有 ,所以v(N2)= v(CO)= ×18mol?L-1?min-1=6mol?L-1?min-1。29(07年寧夏理綜?31A)化學選考題(15分)A化學-選修化學與技術 工業上生產硫酸時,利用催化氧化反應將SO2 轉化為SO3是一個關鍵步驟。壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分數為:SO2 7% O2 11% N2 82%);0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4(1) 已各SO2的氧化是放熱反應,如何利用表中
38、數據推斷此結論? ;(2)在大400500時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是: ;(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的轉化率? (填"是"或"否"),是否可以增大該反應所放出的熱量? (填"是"或"否");(4)為提高SO3吸收率,實際生產中用 吸收SO3;(5)已知:2SO2(g)O2(g)2SO3(g);H196.9kJ?mol1,計算每生產1萬噸98%硫酸所需要的SO3質量和由SO2生產這些SO3所放出的熱量。 答案:(1)壓強一定時,溫度升高時,SO2轉化率下降,說明升溫有利逆反應的
39、進行,所以正反應為放熱反應。(2)增大壓強對提高SO2轉化率無顯著影響,反而會增加成本。(3)否 否 (4)濃硫酸 (5)8.0×103t 9.83×109kJ解析:(1)根據表格中的數據可以看出,在相同壓強下(如在0.1MPa下)升高溫度(如由400升高到500)時SO2的轉化率降低(由99.2%降低為93.5%),即升高溫度時此化學平衡向逆反應方向移動,而升高溫度化學平衡應該向吸熱反應方向移動,所以此反應的正反應為放熱反應。(2)根據表格中的數據可以得知:在0.1MPa(即常壓1atm下)SO2的轉化率已經很高,如在400時已達99.2%,若增大壓強到10MPa(即10
40、0atm),壓強增大了100倍但是SO2的轉化率值增大為99.9%,只增大了0.7%變化不大。而壓強增大100倍,需要對設備的材料、動力、能源等都作相應的提高,既要增大成本投入。(3)使用催化劑只能改變化學反應的速率,改變反應到達平衡的時間,不能使化學平衡發生移動,即對SO2的轉化率不產生影響;而在一定條件下,化學反應放出的熱量與參加反應的反應物的量成正比,因SO2的轉化率不變,所以反應放出的熱量也不會增大。(4)在生產實際中是采用98.3%的濃硫酸作吸收劑來吸收SO3的。因為若用水進行吸收會形成酸霧,將影響SO3的吸收速率和效率。 (5)1萬噸98%的硫酸含H2SO4的質量:9.8×
41、;109g。 設需要SO3的質量為x,該反應產生的熱量為y。 H2SO4 SO3 放出的熱量 98g 80g 196.9kJ 9.8×109g x y則 ,解得x=8.0×103t y=9.83×109kJ。30(14分)(08年寧夏理綜?25) 已知可逆反應:M(g)N(g) P(g)Q(g),H0請回答下列問題: (1)在某溫度下,反應物的起始濃度分別為:c(M)= 1 mol?L-1,c(N)=2.4 mol?L-1,達到平衡后,M的轉化率為60,此時N的轉化率為 ; (2)若反應溫度升高,M的轉化率 (填"增大""減小&quo
42、t;或"不變";) (3)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為:c(M)= 1 mol?L-1,c(N)=2.4 mol?L-1;達到平衡后,c(P)=2 mol?L-1,a= ; (4)若反應溫度不變,反應物的起始濃度為:c(M)= 1 mol?L-1,達到平衡后,M的轉化率為 。答案:(14分)(1)25 (2)增大 (3)6 (4)41解析:(1)M轉化的物質的量為0.6mol?L-1,則N反應的量也是0.6mol?L-1,所以N的轉化率為:0.6mol?L-12.4 mol?L-1×10025。 (2)由于該反應的正反應為吸熱反應,所以升高溫度,化學平衡
43、正向移動,M的轉化率增大。 (3) M(g)N(g) P(g)Q(g) 起始:1 2.4 0 0 平衡:0.4 1.8 0.6 0.6起始:4 a 0 0 平衡:2 a2 2 22×22×(a2)0.6××1.8 ,a6mol?L-1。 (4) x×x(bx)×(bx)0.6××1.8 ,x0.41b,M的轉化率為41。31(11分)(08年廣東化學?20)某探究小組用HNO3與大理石反應過程中質量減小的方法,研究影響反應速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol?L-1、2.00 mol?L-1,大理石有細顆
44、粒與粗顆粒兩種規格,實驗溫度為298 K、308 K,每次實驗HNO3的用量為25.0mL、大理石用量為10.00g。 (1)請完成以下實驗設計表,并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號:實驗編號T/K大理石規格HNO3濃度mol?L-1實驗目的298粗顆粒2.00()實驗和探究HNO3濃度對該反應速率的影響;()實驗和 探究溫度對該反應速率的影響;()實驗和 探究大理石規格(粗、細)對該反應速率的影響。 (2)實驗中CO2質量隨時間變化的關系見下圖: 依據反應方程式 CaCO3+HNO3= Ca(NO3)2+ CO2+ H2O,計算實驗在7090s范圍內HNO3的平均反應速率(忽略溶液體積變化
45、,寫出計算過程)。 (3)請在答題卡的框圖中,畫出實驗、和中CO2質量隨時間變化關系的預期結果示意圖。(1)實驗編號T/K大理石規格HNO3濃度mol?L-1實驗目的 () () (共2分)298粗顆粒1.00 (全對1分)308粗顆粒2.00 (全對1分)298細顆粒2.00 (全對1分)(2)由圖讀得:70s 90s時,m(CO2)=0.95g-0.85g=0.10g,. (1分) 根據方程式可知 (2分)(3) (3分)32(12分)(08年廣東化學?24)科學家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的Ti
46、O2)表面與水發生反應,生成的主要產物為NH3。進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數據見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應時間3 h):TK303313323353NH3生成量(10-6 mol)4.85.96.02.0相應的熱化學方程式如下: N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+ O2(g) H1=+765.2 kJ?mol-1回答下列問題:(1)請在答題卡的坐標圖中,畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖,并進行必要標注。(2)與目前廣泛使用的工業合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢。請提出可提高其反應速率且增大NH
47、3生成量的建議: 。該條件下N2的平衡轉化率;該條件下反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數。1)(3分) (2)適當增大壓強,研究新催化劑。(2分) (3)設平衡時有x molN2轉化。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 起始物質的量: 0.6mol 1.6mol 0 平衡物質的量:(0.6-x)mol (1.6-3x)mol 2x mol x=0.4(mol) (2分) 故N2的平衡轉化率 (2分)由可知,N2、H2、NH3平衡時的物質的量分別為:0.2mol、0.4mol、0.8mol,在2.0L容器中濃度分別為:0.1mol/L、0.2mol/L、0.4mol
48、/L (1分) (2分)25. (9分)(1) (2分)33(8分)(08年海南化學?15)反應A(g)+B(g) C(g) +D(g)過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。 (1)該反應是_反應(填"吸熱"、"放熱")。(2)當反應達到平衡時,升高溫度,A的轉化率_(填"增大"、"減小"或"不變"),原因是_。(3)反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?_,原因是_.(4)在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1和E2的變化是:E1_,E2_(填"增大"、"
49、減小"或"不變")。答案:(8分)(1)放熱 (2)減小 該反應正反應為放熱反應,升高溫度使平衡向逆反應方向移動 (3)不影響 催化劑不改變平衡的移動 (4)減小 減小解析:由圖可以知道,由于該反應的反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應屬于放熱反應,所以升高溫度,平衡向逆反應進行,所以A的轉化率減小;當在反應體系中加入催化劑,能同倍數改變化學反應速率,因此對化學平衡的移動無影響,即對反應熱也無影響。因為化學反應速率增大,所以E1和E2同時降低。34(10分)(08年江蘇化學?18)"溫室效應"是全球關注的環境問題之一。CO2是目前大氣中
50、含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。(1)下列措施中,有利于降低大氣中CO2濃度的有: 。(填字母) a減少化石燃料的使用 b植樹造林,增大植被面積c采用節能技術 d利用太陽能、風能(2)將CO2轉化成有機物可有效實現碳循環。CO2轉化成有機物的例子很多,如: a6CO2 + 6H2O C6H12O6+6O2 bCO2 + 3H2 CH3OH +H2OcCO2 + CH4 CH3COOH d2CO2 + 6H2 CH2=CH2 + 4H2O以上反應中,最節能的是 ,原子利用率最高的是 。(3)文獻報道某課題組利用CO2催化氫化制甲烷的研究過程如下: 反應結束后,氣體中檢測到CH4和H2,濾液中檢測到HCOOH,固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2的產量和鎳粉用量的關系如下圖所示(僅改變鎳粉用量,其他條件不變): 研究人員根據實驗結果得出結論:HCOOH是CO2轉化為CH4的中間體,即:CO2 HCOOH CH4寫出產生
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