1、專題9 化學反應速率 化學反應的方向和限度高考化學高考化學 (江蘇省專用)A A組組 自主命題自主命題江蘇卷題組江蘇卷題組五年高考考點一化學反應速率考點一化學反應速率1.(2017江蘇單科,10,2分)H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.圖丙表明,少量Mn2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對H2O2分解速率的影響大答案答案D本題考查依據(jù)影響

2、化學反應速率的因素識圖的能力。A項,從圖甲看出,相同時間內,起始c(H2O2)越大,H2O2的濃度變化量越大,即分解速率越快,錯誤;B項,從圖乙看出,NaOH溶液濃度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,錯誤;C項,從圖丙看出,0.1 molL-1 NaOH與1.0 molL-1 NaOH所示曲線相比,0.1 molL-1 NaOH對應曲線表示的H2O2分解速率快,錯誤;D項正確。審題方法審題方法 三審清一審題干,審清關鍵詞;二審題圖,審清圖中標注的數(shù)據(jù);三審選項,審清選項中所表明的具體結論。2.(2012江蘇單科,10,2分)下列有關說法正確的是()A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2

3、(g)室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應的H0B.鍍銅鐵制品鍍層受損后,鐵制品比受損前更容易生銹C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0,室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應的H0;B項,鍍層受損后,鐵、銅在潮濕的環(huán)境中形成原電池,鐵為負極,更易被腐蝕;C項,正反應的H生成物總能量。吸熱反應:反應物總能量11時CaSO4轉化的離子方程式為 ;24O能提高其轉化速率的措施有 (填序號)。A.攪拌漿料B.加熱漿料至100 C.增大氨水濃度D.減小CO2通入速率(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是 。答案答案(1)CaSO4+2N

4、H3H2O+CO2CaCO3+2N+S+H2O或CaSO4+CCaCO3+SAC(3)浸取液溫度上升,溶液中c(H+)增大,促進固體中Ca2+浸出4H24O23O24O解析解析(1)當清液pH11時,溶液呈較強的堿性,說明通入的CO2量還較少,不會生成HC,因此轉化的離子方程式為CaSO4+2NH3H2O+CO2CaCO3+2N+S+H2O或CaSO4+CCaCO3+S;要提高轉化速率,可通過攪拌漿料,以增大反應物的接觸面積,或增大反應物氨水的濃度來實現(xiàn),故選AC,若加熱漿料至100 ,會造成NH3H2O的大量分解及NH3的逸出,不僅不能提高轉化速率,還會降低產(chǎn)品產(chǎn)率,故B項不正確,而D項顯然

5、是不合理的。(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡N+H2ONH3H2O+H+,升溫,平衡右移,c(H+)增大,CaO+2H+Ca2+H2O,從而使溶液中c(Ca2+)增大。3O4H24O23O24O4H解題關鍵解題關鍵 工藝流程題中方程式的書寫應重點關注參加反應的原料和生成的物質,也要特別注意箭頭的方向。易錯警示易錯警示 通常情況下,升溫能加快反應速率,但此題中加熱至100 會大大減小氨水的濃度,從而使轉化速率減小。考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)5.(2011江蘇單科,12,4分)下列說法正確的是()A.一定溫度下,反應MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的

6、H0、S0B.水解反應N+H2ONH3H2O+H+達到平衡后,升高溫度平衡逆向移動C.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應D.對于反應2H2O22H2O+O2,加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率4H答案答案ADB項,水解反應為吸熱反應,升溫平衡正向移動;C項,發(fā)生的均是氧化反應。6.(2010江蘇單科,8,4分)下列說法不正確的是()A.鉛蓄電池在放電過程中,負極質量減小,正極質量增加B.常溫下,反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應的H0C.一定條件下,使用催化劑能加快反應速率并提高反應物的平衡轉化率D.相同條件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2

7、+的氧化性依次減弱答案答案ACA項,鉛蓄電池放電過程中,負極和正極的質量均增加,故不正確;C項,催化劑可以改變化學反應速率,但不能使平衡移動,即不能提高反應物的平衡轉化率,故不正確。7.(2013江蘇單科,15,4分)一定條件下存在反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反應放熱。現(xiàn)有三個相同的2 L恒容絕熱 (與外界沒有熱量交換)密閉容器、,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,在中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 條件下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是()A.容器、中正反應速率相同B.容器、中反

8、應的平衡常數(shù)相同C.容器中CO的物質的量比容器中的多 D.容器中CO的轉化率與容器中CO2的轉化率之和小于1答案答案CD由題意可知容器中反應從正向開始,反應放熱,容器內溫度升高,容器中反應從逆向開始,反應吸熱,容器內溫度降低,兩容器中溫度不同,正反應速率不相同,A項錯誤;容器、中反應達平衡狀態(tài)時放出熱量不同,而容器為絕熱容器,故兩容器中溫度不同,平衡常數(shù)不同,B項錯誤;容器中反應放熱,容器內溫度升高,CO轉化率降低,容器中反應吸熱,容器內溫度降低,CO產(chǎn)率降低,平衡時容器中CO的物質的量比容器中多,C項正確;若容器、中的反應在相同溫度下進行,反應達平衡時,中CO轉化率和中CO2轉化率之和等于1

9、,由題意可知,達平衡時中溫度升高,中溫度降低,中CO轉化率降低,中CO2轉化率也降低,兩者轉化率之和必小于1,D項正確。易錯警示易錯警示 反應體系壓強增大,反應速率不一定增大,如只有固體或純液體參加的反應體系;外界條件改變,化學平衡不一定移動,如改變固體或純液體的量,平衡不移動;化學平衡向右移動,反應物的轉化率不一定都增大,如兩種反應物參與的反應,增大某種反應物的濃度,該反應物轉化率減小。易錯警示易錯警示 平衡常數(shù)K只與溫度有關,因此無論其他條件如何改變,只要溫度不變,K就不變。8.2018江蘇單科,16(2),4分以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金屬硫

10、酸鹽)為原料,生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下:(2)添加1% CaO和不添加CaO的礦粉焙燒,其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。已知:多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 硫去除率=(1-)100%不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時,去除的硫元素主要來源于 。700 焙燒時,添加1% CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低,其主要原因是 。焙燒后礦粉中硫元素總質量焙燒前礦粉中硫元素總質量答案答案(2)FeS2硫元素轉化為CaSO4而留在礦粉中解析解析(2)FeS2在低于500 焙燒時能與空氣中的O2反應生成Fe2O3和SO2,發(fā)生的反應為4FeS2+11O22Fe

11、2O3+8SO2,故不添加CaO的礦粉在焙燒時去除的硫元素主要來源于FeS2;700 焙燒時,添加CaO后,硫元素轉化為CaSO4而留在礦粉中,使礦粉硫去除率降低。B B組組 統(tǒng)一命題、省統(tǒng)一命題、省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組考點一化學反應速率考點一化學反應速率1.(2019課標,28,14分)水煤氣變換CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工過程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領域中。回答下列問題:(1)Shibata曾做過下列實驗:使純H2緩慢地通過處于721 下的過量氧化鈷CoO(s),氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s),平衡后氣體中H2的物質的

12、量分數(shù)為0.025 0。在同一溫度下用CO還原CoO(s),平衡后氣體中CO的物質的量分數(shù)為0.019 2。根據(jù)上述實驗結果判斷,還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 時,在密閉容器中將等物質的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用適當?shù)拇呋瘎┻M行反應,則平衡時體系中H2的物質的量分數(shù)為 (填標號)。A.0.50(3)我國學者結合實驗與計算機模擬結果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標注。可知水煤氣變換的H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正= eV,寫出該步

13、驟的化學方程式 。(4)Shoichi研究了467 、489 時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關系(如下圖所示),催化劑為氧化鐵,實驗初始時體系中的和pCO相等、和相等。2H Op2COp2Hp計算曲線a的反應在3090 min內的平均速率(a)= kPamin-1。467 時和pCO隨時間變化關系的曲線分別是 、 。489 時和pCO隨時間變化關系的曲線分別是 、 。v2Hp2Hp答案答案(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*)(4)0.004 7bcad解析解析本題涉及化學反應速率、化學平衡的相關計算及化學

14、平衡移動的影響因素,主要考查學生運用圖表、圖形分析和解決化學問題的能力。借助水煤氣變換反應認識化學變化有一定限度、速率,體現(xiàn)變化觀念與平衡思想的學科核心素養(yǎng)。(1)相同溫度下,分別用H2、CO還原CoO(s),平衡時H2的物質的量分數(shù)(0.025 0)大于CO的物質的量分數(shù)(0.019 2),說明轉化率:H2H2。(2)利用“三段式”解答。721 時,設氣體反應物開始濃度均為1 molL-1,則H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g)起始(molL-1)10轉化(molL-1) x x平衡(molL-1)1-x x則有=0.025 0,解得x=0.975,故K1=39;CO(g)+Co

15、O(s)Co(s)+CO2(g)起始(molL-1)10轉化(molL-1) y y平衡(molL-1) 1-y y11x22(H)(H )cOc1xx則有=0.019 2,解得y=0.980 8,故K2=51;CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始(molL-1) 1 1 0 0轉化(molL-1) z z z z平衡(molL-1) 1-z 1-z z z則有K3=,解得z=0.532 7。H2的物質的量分數(shù)為=0.266 4,故選C。(3)觀察計算機模擬結果,據(jù)H=生成物總能量-反應物總能量,可知H=-0.72-00;該歷程中最大能壘(活化能)E正=1.86 eV-(-0.

16、16 eV)=2.02 eV,該步驟的化學方程式為COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*或H2O*H*+OH*。(4)(a)=0.004 7 kPamin-1;據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則,結合圖像可知,虛線(a、d)表示489 時氣體分壓變化曲線,實線(b、c)表示467 時氣體分壓變化曲線;當溫度由11y2(CO )(CO)cc1yy0.980 80.019 222(1)zz21KK51392zv(4.083.80)kPa60min467 升至489 時,平衡逆向移動,則減小,pCO增大,由圖像可知,ba氣體分壓減小,故曲線b表示467 時變化曲線,曲線a表示489 時變化曲線;

17、cd氣體分壓增大,則曲線c表示467 時pCO變化曲線,曲線d表示489 時pCO變化曲線。2Hp2Hp2Hp疑難突破疑難突破 本題難點為(2)小題,解題關鍵是明確三個可逆反應的平衡常數(shù)之間的關系,運用“三段式”仔細計算;(4)小題根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則判斷不同溫度時對應的曲線(實線、虛線),再根據(jù)溫度變化對平衡移動的影響確定不同溫度時的、pCO變化曲線。2Hp2.2015課標,27(1)(4),10分硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所

18、示:回答下列問題:(1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式 。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度外,還可采取的措施有 (寫出兩條)。(2)利用 的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質是 。(寫化學式)(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再調節(jié)溶液的pH約為5,目的是 。(4)“粗硼酸”中的主要雜質是 (填名稱)。答案答案(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4(2分)提高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2分)(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分)(3)將Fe2+氧化成Fe3+使Fe3+與Al3+形成氫氧化物沉

19、淀而除去(每空1分,共2分)(4)(七水)硫酸鎂(1分)解析解析(1)硫酸可與硼酸鹽反應制取酸性較弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式為:Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度外,還可采取提高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑等措施。(2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性將其從“浸渣”中分離;“浸渣”中還剩余的物質是SiO2和Ca-SO4。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化為Fe3+,然后調節(jié)溶液的pH約為5,使Al3+和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。(4)“粗硼酸”中所含雜

20、質主要是沒有除去的易溶性鎂鹽,故為(七水)硫酸鎂。3.(2017課標,13,6分)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據(jù)溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖,下列說法錯誤的是()A.Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10-7B.除Cl-反應為Cu+Cu2+2Cl- 2CuClC.加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+ Cu2+Cu平衡常數(shù)很大,反應趨于完全考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)答案答案C依據(jù)圖中數(shù)據(jù),選擇一個坐標點(1.75,-5),lg

21、 =-5,c(Cu+)=10-5 molL-1,-lg=1.75,c(Cl-)=10-1.75 molL-1,Ksp(CuCl)=c(Cu+)c(Cl-)=110-6.75,則Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10-7,A正確;Cu和Cu2+發(fā)生氧化還原反應生成Cu+,Cu+與Cl-形成CuCl沉淀,B正確;Cu是固體,其量的多少不會引起平衡移動,對除Cl-無影響,C錯誤;2Cu+ Cu2+Cu的平衡常數(shù)很大,說明反應正向進行的程度很大,反應趨于完全,D正確。1(Cu )mol Lc1(Cl )mol Lc知識拓展知識拓展 化學平衡常數(shù)的應用1.化學平衡常數(shù)越大,反應物的轉化率越大,反應進行的程度越

22、大。2.Qc=K時,化學反應達平衡;QcK時,化學反應逆向進行。4.2019課標,28(1)(3),11分近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。回答下列問題:(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中,進料濃度比c(HCl) c(O2)分別等于1 1、4 1、7 1時HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系:可知反應平衡常數(shù)K(300 ) K(400 )(填“大于”或“小于”)。設HCl初始濃度為c0,根據(jù)進料濃度比c(HCl) c(O2)=1

23、 1的數(shù)據(jù)計算K(400 )= (列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率,同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c (HCl)c(O2)過低、過高的不利影響分別是 。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1則4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJmol-1。(3)在一定溫度的條件下,進一步提高HCl的轉化率的

24、方法是 。(寫出2種)121212答案答案(1)大于 O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉化率較低(2)-116(3)增加反應體系壓強、及時除去產(chǎn)物2240(0.42)(0.42)(1 0.84)(1 0.21)c解析解析本題涉及的考點有化學平衡常數(shù)的計算及影響因素、外界條件對轉化率的影響、利用蓋斯定律計算H。考查學生對圖像的理解,獲取有關知識并進行加工、吸收的能力和運用相關知識分析、解決簡單化學問題的能力。體現(xiàn)了化學變化有一定限度,是可以調控的,體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想的學科核心素養(yǎng)。(1)由題圖可知,溫度升高,HCl平衡轉化率降低,即平衡逆向移動,則該可逆反應的正反應是放熱反應,故K(300

25、 )K(400 );隨著進料濃度比c(HCl) c(O2)逐漸增大,HCl平衡轉化率逐漸降低,所以圖中三條曲線由上到下分別對應的進料濃度比c(HCl) c(O2)為1 1、4 1、7 1,400 、c(HCl) c(O2)=1 1時,HCl的平衡轉化率為84%。設HCl初始濃度為c0(O2初始濃度也為c0),則平衡時HCl、O2、Cl2、H2O(g)的濃度分別為(1-0.84)c0、(1-0.21)c0、0.42c0、0.42c0,則K(400 )=。進料濃度比c(HCl) c(O2)過低,導致平衡時氣體中混有大量O2,增大分離能耗;進料濃度比c(HCl) c(O2)過高,會導致平衡時HCl轉

26、化率較低。(2)將題給反應過程依次記為、,則根據(jù)蓋斯定律,由2+2+2可得到4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H=2H3+2H2+2H1=-116 kJmol-1。(3)溫度一定的條件下,提22004400(0.42)(0.42)(10.84)(10.21)cccc2240(0.42)(0.42)(1 0.84)(1 0.21)c高某種反應物的轉化率的方法有適當提高另一種反應物的濃度、及時分離產(chǎn)物、改變體系壓強等,而該反應是一個氣體分子數(shù)減小的反應,故應增大壓強使平衡正向移動。規(guī)律總結規(guī)律總結 對于放熱反應,溫度越高平衡常數(shù)K值越小;反之,對于吸熱反應,溫度越高平衡常

27、數(shù)K值越大。方法技巧方法技巧 提高某種反應物轉化率的方法改變溫度(吸熱反應升溫,放熱反應降溫);改變壓強;增大另一種反應物的濃度;及時分離氣態(tài)產(chǎn)物。5.2019天津理綜,7(5),2分氮、磷、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鏌(Mc)為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的同族元素。回答下列問題:(5)在1 L真空密閉容器中加入a mol PH4I固體,t 時發(fā)生如下反應:PH4I(s) PH3(g)+HI(g)4PH3(g) P4(g)+6H2(g)2HI(g) H2(g)+I2(g)達平衡時,體系中n(HI)=b mol,n(I2)=c mol,n(H2)=d mol,則t 時反應的平衡常數(shù)K

28、值為 (用字母表示)。答案答案(5)(b+)b823cd解析解析 (5)由反應可知,生成c mol I2應消耗2c mol HI,同時生成c mol H2,故反應中生成HI的總物質的量為(b+2c) mol,同時生成(b+2c) mol PH3。反應中生成H2的物質的量為(d-c) mol,消耗PH3的物質的量為(d-c) mol,則平衡體系中PH3的物質的量為(b+) mol。t 時反應的平衡常數(shù)K=c(HI)c(PH3),容器體積為1 L,故K=(b+)b。23823cd823cd解題關鍵解題關鍵 (5)題中三個反應為連鎖反應,求反應的平衡常數(shù)(K)的關鍵是求出平衡體系中PH3的物質的量。

29、6.(2015課標,27,14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3回答下列問題:(1)已知反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵HHCOC OHOCHE/(kJmol-1)4363431 076465413由此計算H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,則H3= kJmol-1。(2)反應的化學平衡常數(shù)K表達式為 ;圖1

30、中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線為 (填曲線標記字母),其判斷理由是 。 圖1 圖2 (3)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉化率()與溫度和壓強的關系如圖2所示。(CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減小”),其原因是 ;圖2中的壓強由大到小為 ,其判斷理由是 。答案答案(1)-99+41(每空2分,共4分)(2)K=或Kp=(1分)a反應為放熱反應,平衡常數(shù)數(shù)值應隨溫度升高變小(每空1分,共2分)(3)減小升高溫度時,反應為放熱反應,平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應為吸熱反應,平衡向右移動,又使產(chǎn)生CO的量增大;總結果,隨溫度升高

31、,使CO的轉化率降低(1分,2分,共3分)p3p2p1相同溫度下,由于反應為氣體分子數(shù)減小的反應,加壓有利于提升CO的轉化率;而反應為氣體分子數(shù)不變的反應,產(chǎn)生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時,有利于CO的轉化率升高(每空2分,共4分)322(CH)(CO)(H )cOHcc 322(CH)(CO)(H )pOHpp解析解析(1)由反應熱與鍵能的關系可得,H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依據(jù)蓋斯定律知,反應=-,則H3=H2-H1=-58 kJmol-1-(-99 k

32、Jmol-1)=+41 kJmol-1。(2)由化學平衡常數(shù)的定義知,K=;H10,即反應是放熱反應,升高溫度,K值減小,故a曲線能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化的關系。322(CH)(CO)(H )cOHcc 思路分析思路分析 (1)根據(jù)蓋斯定律計算反應的反應熱;(2)化學平衡常數(shù)只受溫度影響,根據(jù)溫度對平衡移動的影響,判斷溫度對平衡常數(shù)的影響;(3)根據(jù)壓強、溫度對反應、的影響,分析CO的轉化率變化的原因。知識拓展知識拓展 對于此題化學圖像問題,可按以下的方法進行分析:認清坐標系,理清縱、橫坐標所代表的意義,并與化學反應原理掛鉤。緊扣反應特征,理清反應是吸熱還是放熱,體積是增大還是減小,有無

33、固體、純液體物質參加反應。看清起點、拐點、終點,看清曲線的變化趨勢等。C C組組 教師專用題組教師專用題組1.(2017天津理綜,6,6分)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 時,該反應的平衡常數(shù)K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2 ,固體雜質不參與反應。第一階段:將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,加熱至230 制得高純鎳。下列判斷正確的是()A.增加c(CO),平衡向正向移動,反應的平衡常數(shù)增大B.第一階段,在30 和50 兩者之間選擇反應溫度,選50 C.第二階段,Ni(CO

34、)4分解率較低D.該反應達到平衡時,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)答案答案B本題考查化學平衡的相關知識。增加c(CO),平衡正向移動,但由于反應溫度不變,故平衡常數(shù)不變,A錯;第一階段的目的是得到氣態(tài)Ni(CO)4,因為Ni(CO)4的沸點為42.2 ,故反應溫度選擇50 ,B正確;根據(jù)題給平衡常數(shù)知230 時反應Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為5104,故第二階段Ni(CO)4分解率較高,C錯;反應達到平衡時,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),D錯。易混易錯易混易錯 平衡發(fā)生移動時,平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化,只有溫度改變才能引起平衡常數(shù)的變化。2.(20

35、15天津理綜,6,6分)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉化率之比為1 1D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 molL-1 答案答案D在2 L的密閉容器中,反應達平衡時,各物質的體積分數(shù)之比等于各物質的物質的量之比,即平衡時,n(X) n(Y) n(Z)=30% 60% 10%=3 6 1。設第一次

36、平衡時X消耗的物質的量為x,則X(g)+ mY(g)3Z(g) 初始 1 mol 2 mol 0 轉化 x mx 3x平衡 1 mol-x 2 mol-mx 3x則(1 mol-x) (2 mol-mx) 3x=3 6 1,解得x=0.1 mol、m=2,由此可得A項、C項正確。同理可得第二次平衡時,Z的濃度為0.2 molL-1,D項錯誤。平衡常數(shù)只與溫度有關,兩次平衡反應溫度相同,故平衡常數(shù)相同,B項正確。3.(2015重慶理綜,7,6分)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡:CO(g)+H2S(g)

37、 COS(g)+H2(g) K=0.1反應前CO物質的量為10 mol,平衡后CO物質的量為8 mol。下列說法正確的是()A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應是吸熱反應B.通入CO后,正反應速率逐漸增大C.反應前H2S物質的量為7 molD.CO的平衡轉化率為80%答案答案C由題中信息可列三段式:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)起始: 10 mol x mol 00轉化: 2 mol 2 mol 2 mol2 mol平衡: 8 mol(x-2) mol 2 mol2 mol設容器體積為V L,由K=0.1可得K=0.1,解得x=7,C項正確。22(COS)(H )(CO

38、)(H)ccccS2282V VxVV4.(2015浙江理綜,28,15分)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應:(1)已知:化學鍵CHCCCCHH鍵能/kJmol-1412348612436計算上述反應的H= kJmol-1。(2)維持體系總壓p恒定,在溫度T時,物質的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應。已知乙苯的平衡轉化率為,則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K= (用等符號表示)。(3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質的量之比為1 9),控制反應溫度600 ,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下,乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H

39、2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質的量分數(shù))示意圖如下:摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率,解釋說明該事實 。控制反應溫度為600 的理由是 。(4)某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝乙苯二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應:CO2+H2CO+H2O,CO2+C2CO。新工藝的特點有 (填編號)。CO2與H2反應,使乙苯脫氫反應的化學平衡右移不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗有利于減少積炭有利于CO2資源利用答案答案(1)124(2)p或(3)正反應方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當于起減

40、壓的效果600 ,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大(4)22(1)22(1)n V解析解析(1)H=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量,H=(348+4122)kJmol-1-(612+436) kJmol-1=+124 kJmol-1。(2)+H2(g)始 n0 0轉 n n n平 n-n n n因反應處于恒壓體系,由阿伏加德羅定律的推論可知=,所以V=V=V=(1+)V,則Kc=;或Kp=p。(3)正反應方向的氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣相當于減壓,減壓有利于平衡正向移動。控制溫度為600 既要

41、考慮轉化率,又要考慮催化劑的活性和苯乙烯的選擇性,同時還要考慮反應速率和能耗問題。(4)CO2與H2反應使得平衡體系中H2濃度減小,平衡右移,正確;新工藝中不用高溫水蒸氣,降低VVnnnn(1)nn2()nVnnV22(1)n V2(1)n(1)n(1)npnp22(1)了能量消耗,正確;CO2+C2CO,CO2可消耗積炭,正確;該工藝中需消耗CO2,正確。A A組組 2017201920172019年高考模擬年高考模擬考點基礎題組考點基礎題組考點一化學反應速率考點一化學反應速率三年模擬1.(2019宿遷期末,10)下列圖示與對應的敘述相符的是()A.圖1表示恒溫恒容條件下,反應N2+3H2

42、2NH3中c(NH3)與反應時間的關系,NH3的生成速率a點大于b點B.圖2表示1 L pH=12 CH3COONa溶液加水稀釋至V L,溶液pH隨lgV的變化關系圖C.圖3表示AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲線,a、b、c三點中a點表示不飽和溶液D.圖4表示用0.01 molL-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.01 molL-1 H2SO4溶液時pH的變化答案答案CA項,隨著反應的進行,c(N2)、c(H2)降低,NH3的生成速率應b點大于a點,故錯誤;B項,CH3COONa溶液呈堿性,稀釋到極限pH也只能是接近于7,但不能小于7,故錯誤;C項,a點Qc=c(Ag+)c(Cl-)Ksp,所

43、以c點表示過飽和溶液,故正確;D項,恰好中和時,2n(NaOH)n(H2SO4),V(NaOH)=0.01 molL-120 mL10-3 LmL-120.01 molL-1=0.04 L=40 mL,故錯誤。2.(2019鹽城期中,10)下列說法正確的是()A.鉛蓄電池放電時,正極每增加96 g,轉移電子數(shù)目為26.021023B.反應2Cu+CO2+O2+H2O Cu2(OH)2CO3在常溫下可自發(fā)進行,則該反應H0C.反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)達平衡時,將容積縮小一半,混合氣體顏色不變D.25 時,pH=3的醋酸與pH=11的NaOH溶液等體積混合,所得溶液pH7答案答案D

44、A項,鉛蓄電池放電時,正極的電極反應式為:PbO2+S+4H+2e- PbSO4+2H2O,增加的質量相當于“SO2”的質量,質量每增加64 g,轉移電子2 mol,故錯誤;B項,能自發(fā)進行的反應滿足G=H-TS0,由反應中物質狀態(tài)變化可知S0,可推出H0,故錯誤;C項,反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)達平衡時,將容積縮小一半,平衡不移動,各物質濃度增大為原來的二倍,混合氣體顏色應加深,故錯誤;D項,25 時,pH=3的醋酸與pH=11的NaOH溶液等體積混合,可以理解為:混合前已電離出的n(H+)與n(OH-)完全反應,反應后未電離的醋酸部分開始電離,使所得溶液呈酸性,pH7,故正確

45、。24O3.(2019江蘇七市三模,12)根據(jù)下列圖示所得出的結論正確的是 ()A.圖甲是Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液之后,溶液的導電能力隨滴入NaHSO4溶液體積變化的曲線,說明a點對應的溶液呈堿性B.圖乙是鎂條與鹽酸反應的化學反應速率隨反應時間變化的曲線,說明t1時刻溶液的溫度最高C.圖丙是I2+I- 中的平衡濃度隨溫度變化的曲線,說明平衡常數(shù)K(T1)K(T2)3I3ID.圖丁是室溫下用0.1 molL-1 NaOH溶液滴定0.1 molL-1某酸HX的滴定曲線,說明可用甲基橙判斷該反應的終點答案答案A A項,向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液,發(fā)生反應:Ba(OH)

46、2+NaHSO4 BaSO4 +NaOH+H2O,NaOH+NaHSO4 H2O+Na2SO4,可知a點溶液呈堿性,故正確;B項,t1時刻前c(HCl)大且反應放熱,所以反應速率加快,t1時刻后,反應仍然放熱,但由于c(HCl)變小,反應速率減慢,故錯誤;C項,由圖像可知,隨著溫度升高,c()下降,所以I2+I- 的逆反應是吸熱反應,T1K(T2),故錯誤;D項,由圖像起點可知,HX為弱酸,恰好中和時生成強堿弱酸鹽,溶液呈堿性,所以應使用酚酞判斷該反應的終點,故錯誤。3I3I考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)考點二化學平衡狀態(tài)和化學平衡常數(shù)4.(2019泰州中學、宜興中學聯(lián)考,10)化學中常用圖

47、像直觀地描述化學反應的進程或結果。下列圖像描述正確的是()A.圖甲表示向0.1 molL-1 NH4Cl溶液中滴加0.1 molL-1 HCl溶液時,溶液中隨HCl溶液的體積變化關系B.圖乙表示等量NO2在容積相同的恒容密閉容器中,不同溫度下分別發(fā)生反應:2NO2(g)4(H )(NH )ccN2 O4(g),相同時間后測得NO2含量的曲線,則該反應的H0C.圖丙表示0.100 molL-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 molL-1醋酸溶液的滴定曲線D.根據(jù)圖丁,若要除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入適量CuO至pH在7左右答案答案AA項,N+H2O NH3H2O

48、+H+,水解平衡常數(shù)Kh=,滴加鹽酸后水解平衡逆向移動,c(NH3H2O)減小,Kh不變(Kh只隨著溫度的改變而改變),則增大,故正確;B項,拐點之前由于溫度較低,反應速率均較慢,經(jīng)過相同的時間各容器未達到平衡狀態(tài)(溫度越高者反應速率越快,剩余NO2越少),拐點之后由于溫度較高,經(jīng)過相同的時間各容器達到了平衡狀態(tài),由圖可知升高溫度后NO2百分含量增大,平衡逆向移動,所以該反應為放熱反應,H0C.工業(yè)反應2SO2+O2 2SO3中采用高溫既可以加快反應速率,也可以提高原料轉化率D.常溫下,向CH3COONa溶液中滴加鹽酸,水的電離程度增大答案答案AA項,鍋爐中沉積的CaSO4難以除去,可用Na2

49、CO3溶液浸泡轉化為CaCO3后用酸溶解去除,故正確;B項,CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)在一定條件下能自發(fā)進行,表明該反應G=H-TS0,反應中氣體總物質的量減少,S0,則可推出該反應的H0,故錯誤;C項,工業(yè)反應2SO2+O2 2SO3中采用高溫可以加快反應速率,該反應為放熱反應,高溫有利于平衡向逆反應方向移動,不利于提高原料轉化率,故錯誤;D項,常溫下,向CH3COONa溶液中滴加鹽酸,溶液中H+濃度增大,抑制水的電離,使水的電離程度減小,故錯誤。1.(2019蘇錫常鎮(zhèn)一模,15)甲胺(CH3NH2)是合成太陽能敏化劑的原料。一定溫度下,在三個體積均為2.0 L的恒

50、容密閉容器中按不同方式投入反應物,發(fā)生反應CH3OH(g)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g),測得有關實驗數(shù)據(jù)如下:B B組組 2017201920172019年高考模擬年高考模擬專題綜合題組專題綜合題組時間:45分鐘分值:90分一、選擇題(每題4分,共40分)容器編號溫度/K起始物質的量(mol)平衡時物質的量(mol)CH3OH(g)NH3(g)CH3NH2(g)H2O(g)CH3NH2(g)H2O(g)5300.400.4000 0.305300.800.8000 500000.200.200.16 下列說法正確的是()A.正反應的平衡常數(shù)K()=K()c(CH3OH,)C

51、.達到平衡時,轉化率:(NH3,)+(H2O,)1D.530 K時,若起始向容器中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、H2O 0.10 mol,則反應將向逆反應方向進行答案答案ACA項,容器與容器溫度相同,故K()=K()。容器中投料量相當于容器中的一半,若容器為530 ,則容器中反應達到平衡時CH3NH2應為0.15 mol,而在500 時容器中達到平衡時CH3NH2為0.16 mol,即降低溫度,平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,則K()K (),故正確。B項,容器可看作兩個容器疊加后再加壓,因反應方程式前后氣體系數(shù)不變,則達到平衡時,體系

52、中c(CH3OH)關系:2c(CH3OH,)=c(CH3OH,),故錯誤。C項,若容器為530 ,則達到平衡時,轉化率:(NH3,)+(H2O,)=1,而容器溫度降低為500 ,平衡正向移動,則(H2O,)減小,故容器和容器達平衡時的轉化率:(NH3,)+(H2O,)1,故正確。D項,根據(jù)表格可求得容器中反應達到平衡時,n(CH3OH)=n(NH3)=0.1 mol,n(CH3NH2)=n(H2O)=0.3 mol,可求出K=9。若起始向容器中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、H2O 0.10 mol,則此時Qc=K,則反應將向逆反應方

53、向進行;若QcK,則反應將向正反應方向進行。2.(2019揚州一模,15)在恒容密閉容器中發(fā)生反應2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)。在323 K和343 K時SiHCl3的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。下列說法正確的是()A.323 K時,縮小容器體積可提高SiHCl3的轉化率B.a、b點對應的反應速率大小關系:v(a)v(b),故錯誤。C項,343 K時,SiHCl3的平衡轉化率為22%,設SiHCl3的起始濃度為1 molL-1,則轉化的SiHCl3的物質的量濃度為1 molL-122%=0.22 molL-1,列出三段式:2SiHCl3(g) SiH2Cl2

54、(g)+SiCl4(g)起始(molL-1) 1 0 0轉化(molL-1) 0.22 0.11 0.11平衡(molL-1) 0.78 0.11 0.11因此343 K時,上述反應的化學平衡常數(shù)=0.02。故正確。D項,從圖中可以看出,升高溫度,有利于SiHCl3的轉化,則平衡向正反應方向移動,說明正反應為吸熱反應,故正確。20.11 0.110.78解題方法解題方法 “三段式”法是解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時,要注意清楚條理地列出起始量、變化量、平衡量,按題目要求進行計算,同時還要注意單位的統(tǒng)一。思路點撥思路點撥 化學平衡圖像題的解題思路第一步:分析圖像1.看面:看清楚縱坐標和

55、橫坐標對應的物理量2.看線:看清楚線的走向和變化趨勢(漸變和突變)3.看點:看清楚一些特殊點(起點、拐點、交點、最高點、最低點的意義)4.看是否要加輔助線(等溫線、等壓線)第二步:聯(lián)想規(guī)律依據(jù)勒夏特列原理聯(lián)想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。第三步:給出判斷根據(jù)分析圖像的結果與規(guī)律進行對比,給出判斷。3.(2019無錫期中,13)下列圖示與對應的敘述相符的是()A.圖1表示0.1 mol MgCl26H2O在空氣中充分加熱時殘留固體質量隨時間的變化B.圖2表示一定條件下的合成氨反應中,NH3的平衡體積分數(shù)隨H2起始體積分數(shù)(N2的起始量恒定)的變化,圖中a點N2的轉化率大于b點

56、C.圖3表示恒溫恒容條件下,2NO2(g) N2O4(g)中,各物質的濃度與其消耗速率之間的關系,其中交點A對應的狀態(tài)為化學平衡狀態(tài)D.圖4表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則NaA溶液的pH大于同濃度的NaB溶液的pH答案答案AA項,0.1 mol MgCl26H2O在空氣中充分加熱發(fā)生水解反應,最終生成0.1 mol MgO,質量為4.0 g,故正確。B項,增大氫氣的起始體積分數(shù),平衡正向移動,使氨氣的物質的量增大。當充入大量氫氣時,受氮氣用量的限制,達到平衡時體系中還剩余大量的氫氣,即氨氣的體積分數(shù)(NH3)=100%的表達式中分母n(H2)增大,則氨氣

57、的體積分數(shù)又減小,圖中曲線變化趨勢是正確的。增大氫氣的起始體積分數(shù),平衡正向移動,使氮氣的轉化率增大,則a點氮氣的轉化率小于b點,故錯誤。C項,反應達到平衡狀態(tài)時,每當消耗2 mol NO2的同時,消耗1 mol N2O4,即NO2的消耗速率應是N2O4消耗速率的兩倍,而非兩者消耗速率相等,故錯誤。D項,由圖可知,HB酸性更弱,則同濃度的NaB的水解能力強于NaA,即NaB溶液的pH大于同濃度的NaA溶液的pH,故錯誤。3223(NH )(N )(H )(NH )nnnn易錯警示易錯警示 根據(jù)圖示,HA、HB兩種酸稀釋相同倍數(shù)時,HB的pH更小,即HB在稀釋時能進一步電離出H+,可判斷出HB的

58、酸性更弱。解題關鍵解題關鍵 MgCl26H2O在空氣中加熱時發(fā)生水解反應生成Mg(OH)2,進一步灼燒可生成MgO。若要由MgCl26H2O制備MgCl2固體,則需在氯化氫氣流中加熱,以抑制其水解反應。4.(2019南京、鹽城二模,15)一定溫度下,在3個體積均為1 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) H=a kJmol-1,并達到平衡。下列說法正確的是()A.若T10B.T1K時,該反應的平衡常數(shù)K=0.1C.容器1中CO的平衡轉化率比容器2小D.容器3中反應達到平衡后,再充入1.1 mol H2S(g)和0.3 mol H2(g),平衡不移動容器編

59、號溫度/K物質的起始濃度/molL-1物質的平衡濃度/molL-1CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)COS(g)1T110.07.0002.02T15.03.500 3T23.007.07.01.5答案答案BDA項,由表中數(shù)據(jù)可知,1和3若溫度相同,等效轉化后起始量相同,若T1T2,升高溫度后,c(COS)減小,說明化學平衡逆向移動,正反應是放熱反應,則a0)。相關反應數(shù)據(jù)如下:容器容器類型起始溫度/起始物質的量/mol平衡時H2物質的量/molCOH2OCO2H2恒溫恒容8001.20.6000.4恒溫恒容9000.70.10.50.5 絕熱恒容800001.20.8 下列說法正確

60、的是()A.容器中反應經(jīng)10 min建立平衡,010 min內,平均反應速率v(CO)=0.04 molL-1min-1B.若向容器平衡體系中再加入CO、H2O、CO2、H2各0.1 mol,平衡將正向移動C.達到平衡時,容器中反應吸收的熱量小于0.1a kJD.達平衡時,容器中n(CO)0.48 mol答案答案BDA項,容器中反應經(jīng)10 min建立平衡,010 min內,n(H2)=0.4 mol,根據(jù)反應方程式可知,n(CO)=0.4 mol,平均反應速率v(CO)=0.02 molL-1min-1,故錯誤;B項,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,平衡時CO、H2O、CO2、H2各濃度為0.4 mol/L