專題06化學反應速率和化學平衡

2021年化學高考題

1.(2021?浙江)一定溫度下：在N2O5的四氯化碳溶液(l()()mL)中發生分解反應:

2N2O5^4NO2+O2o在不同時刻測量放出的0?體積，換算成N2O5濃度如下表：

t/s06001200171022202820X

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

下列說法正確的是

A.600-1200s,生成NO?的平均速率為5.0x1(F*mol?「7

B.反應2220s時，放出的。2體積為11.8L(標準狀況)

C.反應達到平衡時,v正電。5)=2丫逆(叫)

D.推測上表中的x為3930

【答案】D

【詳解】

-1-1

A.6(X)~1200s,N2o5的變化量為(0.96-0.66)mol-L==0.3molL.在此時間段內NO2

的變化量為其2倍，即0.6mol-LT，因此，生成NO?的平均速率為

°=i.OxlO^molL-'-s-1,A說法不正確；

600s

-1

B.由表中數據可知，反應2220s時，N2O5的變化量為(1.40-0.35)mol.廣==1.05molL，

其物質的量的變化量為1.05mol-I?xO.1L=O.105mol,O?的變化量是其即0.0525mol,

因此，放出的。2在標準狀況下的體積為0.0525molx22.4L/mol=1.176L,B說法不正確；

C.反應達到平衡時，正反應速率等于逆反應速率，用不同物質表示該反應的速率時，其數值

之比等于化學計量數之比，2匕E(N2(D5)=V逆(NO?)，C說法不正確；

D.分析表中數據可知，該反應經過1110s(600-1710,1710-2820)后N2O5的濃度會變為原

來的因此，N2O5的濃度由0.24mol?LT變為0.12mol?LT時，可以推測上表中的x為

(2820+1110)=3930,D說法正確。

綜上所述，本題選D。

2.(2021?浙江)相同溫度和壓強下，關于物質燧的大小比較，合理的是

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

C.ImolH2O(s)>lmolH2O(1)D.ImolC(s,金剛石)>ImolC卜，石墨)

【答案】B

【詳解】

A.CH^g)和H2(g)物質的量相同，且均為氣態，CHJg)含有的原子總數多，CH/g)的

摩爾質量大,所以嫡值lmolCH4(g)>lmolH2(g),A錯誤;

B.相同狀態的相同物質，物質的量越大，燧值越大，所以燧值lmolH2O(g)<2molH2(3(g),

B正確；

C.等量的同物質，熠值關系為：S(g)>S(l)>S(s),所以牖值ImolHzCXsklmolH?。。),

C錯誤；

D.從金剛石和石墨的結構組成上來看，金剛石的微觀結構更有序，燧值更低，所以端值

ImolC(s,金剛石)<lmolC(s,石墨)，D錯誤;

答案為：Bo

3.(2021?廣東高考真題)反應X=2Z經歷兩步：①XfY；②丫.2Z。反應體系中X、

Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是

z/s

A.a為c(X)隨t的變化曲線

B.1時,c(X)=c(Y)=c(Z)

c.L時，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】

由題中信息可知，反應X=2Z經歷兩步：①XfY；②丫.2Z。因此，圖中呈不斷減小

趨勢的a線為X的濃度c隨時間f的變化曲線，呈不斷增加趨勢的線為Z的濃度c隨時間，的

變化曲線，先增加后減小的線為丫的濃度，隨時間f的變化曲線。

【詳解】

A.X是唯一的反應物，隨著反應的發生，其濃度不斷減小，因此，由圖可知，a為4X)隨，

的變化曲線，A正確；

B.由圖可知，分別代表3種不同物質的曲線相交于《時刻，因此，4時C(X)=C(Y)=C(Z),

B正確；

C.由圖中信息可知，弓時刻以后，丫的濃度仍在不斷減小，說明弓時刻反應兩步仍在向正反

應方向發生，而且反應①生成丫的速率小于反應②消耗丫的速率，即與時丫的消耗速率大于

生成速率，C正確；

D.由圖可知，4時刻反應①完成，X完全轉化為Y,若無反應②發生，則《丫)=4,由于反

應②Yf2Z的發生，G時刻丫濃度的變化量為。0-。(丫)，變化量之比等于化學計量數之比,

所以Z的濃度的變化量為2[7一c(Y)],這種關系在與后仍成立，因此，D不正確。

綜上所述，本題選D。

4.(2021?河北高考真題)室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發生以下

兩個反應：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z,反應①的速率可表示為Vi=kd(M),反應②的速率可表示

為v產k/(M)(%、k?為速率常數)。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖，下列

說法錯誤的是

A.0?30min時間段內，丫的平均反應速率為6.67X

B.反應開始后，體系中丫和Z的濃度之比保持不變

C.如果反應能進行到底，反應結束時62.5%的M轉化為Z

D.反應①的活化能比反應②的活化能大

【答案】A

【詳解】

A.由圖中數據可知，3S應〃時，M、Z的濃度分別為0.300mol-匚|和0.125mol.U1）則M

的變化量為0.5mol?1?-0.300mol-LT1=0.200mol-L-1.其中轉化為丫的變化量為

0.200mol-L7'-0.125mol-L-,=0.075mol-L/'o因此，0?3（）min時間段內，丫的平均反

應速率為竺Z迺L1二=o.oo25mol-L-LminT，A說法不正確；

30min

k,

B.由題中信息可知，反應①和反應②的速率之比為7r，丫和Z分別為反應①和反應②的產物，

女2

且兩者與M的化學計量數相同（化學計量數均為1）,因此反應開始后，體系中丫和Z的濃度

之比等于由于L、L為速率常數，故該比值保持不變，B說法正確；

k2

C.結合A、B的分析可知因此反應開始后，在相同的時間內體系中丫和Z的濃度之比等于

O075moP"35

7k,t=2,因此，如果反應能進行到底，反應結束時有一的M轉化為Z,即

h0.125mol?-58

62.5%的M轉化為Z,C說法正確；

D.由以上分析可知，在相同的時間內生成Z較多、生成丫較少，因此，反應①的化學反應速

率較小，在同一體系中，活化能較小的化學反應速率較快，故反應①的活化能比反應②的活

化能大，D說法正確。

綜上所述，相關說法不正確的只有A,故本題選A。

5.(2021?浙江高考真題)取50mL過氧化氫水溶液，在少量V存在下分解：2HA=2H20+021。

在一定溫度下，測得02的放出量，轉換成H￡z濃度(c)如下表：

t/min020406080

c/(mol,L-1)0.800.400.200.100.050

下列說法不正確的是

A.反應20min時，測得0?體積為224mL(標準狀況)

B.20?40min,消耗HA的平均速率為0.OlOmol?L1?min1

C.第30min時的瞬時速率小于第50min時的瞬時速率

D.分解酶或FezG代替「也可以催化小傘分解

【答案】C

【詳解】

A.反應20min時，過氧化氫的濃度變為0.4mol/L,說明分解的過氧化氫的物質的量

n(H202)=(0.80-0.40)mol/LX0.051=0.02mol,過氧化氫分解生成的氧氣的物質的量

/j(02)=0.01mol,標況下的體積片〃?K=0.OlmolX22.4L/mol=0.224L=224mL,A正確；

B.20?40min,消耗過氧化氫的濃度為(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,則這段時間內的平均速

..Ac0.20mol/L

率%—=----------=0.OlOmol/(L,min),B正確；

t20min

C.隨著反應的不斷進行，過氧化氫的濃度不斷減小，某一時刻分解的過氧化氫的量也不斷減

小，故第30min時的瞬時速率大于第50min時的瞬時速率，C錯誤；

D.I在反應中起到催化的作用，故也可以利用過氧化氫分解酶或Fe。代替，D正確；

故答案選C。

二、多選題

6.(2021?湖南高考真題)鐵的配合物離子(用［L-Fe-H『表示)催化某反應的一種反應機

理和相對能量的變化情況如圖所示：

45.343.5

過渡態1/一\過渡態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

反應進程

下列說法錯誤的是

催化劑，

A.該過程的總反應為HCOOH=—CO2t+H2t

B.田濃度過大或者過小，均導致反應速率降低

C.該催化循環中Fe元素的化合價發生了變化

D.該過程的總反應速率由n-in步驟決定

【答案】CD

【詳解】

A.由反應機理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO與催化劑結合，放出二氧化碳，然后又結

催化劑

合氫離子轉化為氫氣，所以化學方程式為HCOOHCO：,t+H21,故A正確；

B.若氫離子濃度過低，則反應m-iv的反應物濃度降低，反應速率減慢，若氫離子濃度過高,

則會抑制加酸的電離，使甲酸根濃度降低，反應I-II速率減慢，所以氫離子濃度過高或過

低，均導致反應速率減慢，故B正確：

C.由反應機理可知，Fe在反應過程中，做催化劑，化合價沒有發生變化，故C錯誤；

D.由反應進程可知，反應N-I能壘最大，反應速率最慢，對該過程的總反應起決定作用，

故D錯誤；

故選CD。

7.（2021?湖南高考真題）已知：A（g）+2B（g）=3C（g）△”＜（）,向一恒溫恒容的密閉

容器中充入ImolA和3molB發生反應，A時達到平衡狀態I,在與時改變某一條件，A時重

新達到平衡狀態H,正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.容器內壓強不變，表明反應達到平衡

B.右時改變的條件：向容器中加入C

C.平衡時A的體積分數9：。(11)>。(1)

D.平衡常數K：K(II)<K(I)

【答案】BC

【分析】

根據圖像可知，向恒溫恒容密閉容器中充入ImolA和3molB發生反應，反應時間從開始到ti

階段，正反應速率不斷減小，3-七時間段，正反應速率不變，反應達到平衡狀態，時間

段，改變條件使正反應速率逐漸增大，平衡向逆反應方向移動，匕以后反應達到新的平衡狀態,

據此結合圖像分析解答。

【詳解】

A.容器內發生的反應為A(g)+2B(g)=3C(g),該反應是氣體分子數不變的可逆反應，所以在

恒溫恒容條件下，氣體的壓強始終保持不變，則容器內壓強不變，不能說明反應達到平衡狀

態，A錯誤；

B.根據圖像變化曲線可知，t2?t3過程中，t2時％,瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明

反應向逆反應方向移動，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以排除溫度與催化劑

等影響因素，改變的條件為：向容器中加入C,B正確；

C.最初加入體系中的A和B的物質的量的比值為1：3,當向體系中加入C時，平衡逆向移動,

最終A和B各自物質的量增加的比例為1：2,因此平衡時A的體積分數。(H)>9(1),C正

確；

D.平衡常數K與溫度有關，因該反應在恒溫條件下進行，所以K保持不變，D錯誤。

故選BC。

三、原理綜合題

8.（2021?山東高考真題）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加劑。在催化劑作用

下，可通過甲醇與烯危的液相反應制得，體系中同時存在如圖反應：

反應I：1+CH3（）HW^/O△&

ATAME

反應n：I+CHaOH\*、o

BTAME

回答下列問題：

（1）反應I、ii、m以物質的量分數表示的平衡常數總與溫度T變化關系如圖所示。據圖判斷,

AH,

A和B中相對穩定的是_（用系統命名法命名）；—1的數值范圍是_（填標號）。

△H,

(2)為研究上述反應體系的平衡關系，向某反應容器中加入1.OmolTAME,控制溫度為353K,

測得TAME的平衡轉化率為a。已知反應ID的平衡常數々=9.0,則平衡體系中B的物質的量

為_moL反應I的平衡常數照=_。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫吠喃稀

釋，反應I的化學平衡將_(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)平衡時，A與CLOH

物質的量濃度之比c(A)：c(CH3OH)=—。

(3)為研究反應體系的動力學行為，向盛有四氫吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CHsOH。

控制溫度為353K,A、B物質的量濃度c隨反應時間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為

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

或“=)。

T

O

U

V

9

【答案】2-甲基-2-丁烯D0.9a1。°二”1十二)逆向移動1:10X

a'

<

【詳解】

(1)由平衡常數小與溫度T變化關系曲線可知，反應I、【I、III的平衡常數的自然對數隨溫度

升高(要注意橫坐標為溫度的倒數)而減小，說明3個反應均為放熱反應，即△〃<()、

<0、△“<(),因此，A的總能量高于B的總能量，能量越低越穩定，A和B中相對穩定的是

B,其用系統命名法命名為2-甲基-2-丁烯；由蓋斯定律可知，1-11=111,則△令

0,因此△〃<△用,由于放熱反應的△〃越小，其絕對值越大，則號的數值范圍是大于1,

△H)

選Do

(2)向某反應容器中加入1.OmolTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉化率為a,則平

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

則而(=9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質的量為0.9amol,n(A)=0.la

\—cc

\+a_W(l-?)(l+?)

mol,反應I的平衡常數扁=-。?7--㈡--v=------3------。同溫同壓下，再向該容器中注

入惰性溶劑四氫吠喃稀釋，反應1的化學平衡將向著分子數增大的方向移動，即逆向移動。

平衡時，TAME的轉化率變大，但是平衡常數不變，A與CH2H物質的量濃度之比不變，c(A)：

C(CH30H)=0.1a:a=l：10o

(3)溫度為353K,反應HI的平衡常數公=9.0,-7-(=9.0o由A、B物質的量濃度c隨反應時

〃(A)

間t的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y,則代表B的變化曲線為X；由母線的變化趨

”(B)0.112

勢可知，100s以后各組分的濃度仍在變化，t=100s時一票=777777。10.2>9,因此，反

rt(A)0.011

應HI正在向逆反應方向移動，故其正反應速率v正小于逆反應速率v逆，填<。

9.(2021?浙江)含硫化合物是實驗室和工業上的常用化學品。請回答：

(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量SO?；

1

Cu(s)+2H2so式1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moP?判斷該反應

的自發性并說明理由______。

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

應器中充入一定量的SO?和。2,當反應達到平衡后測得SO?、0?和SO：的濃度分別為

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

①該溫度下反應的平衡常數為O

②平衡時SC>2的轉化率為O

(3)工業上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。

①下列說法正確的是o

A.須采用高溫高壓的反應條件使SO2氧化為SO?

B.進入接觸室之前的氣流無需凈化處理

C.通入過量的空氣可以提高含硫礦石和SO?的轉化率

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接觸室結構如圖1所示，其中1?4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是

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

G.a4—>b4

③對于放熱的可逆反應，某一給定轉化率下，最大反應速率對應的溫度稱為最適宜溫度。在

圖3中畫出反應2so2(g)+O2(g)=2so3(g)的轉化率與最適宜溫度(曲線I)、平衡轉化率

與溫度(曲線H)的關系曲線示意圖(標明曲線I、II)o

(4)一定條件下，在Na2S-H2S。4-H2。2溶液體系中，檢測得到pH-時間振蕩曲線如圖4,

同時觀察到體系由澄清一渾濁一澄清的周期性變化。可用一組離子方程式表示每一個周期內

的反應進程，請補充其中的2個離子方程式。

I.S2+H+=HS-

II.?_______;

m.HS-+H2O2+H+=SJ+2H2O；

IV??

【答案】不同溫度下都能自發，是因為AH<0,AS>06,7xl03mor,.L88%C

100

轉

化

率HS-+4H2O2=SO;+4H2O+H-

%

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

【詳解】

（1）實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量so?的反應為

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H,O(1)AH=-l1.9kJmor',由于該反應

△“<0、A5>0,因此該反應在任何溫度下都能自發進行。

（2）①根據題中所給的數據可以求出該溫度下2sO2（g）+O2（g）U2SO3（g）的平衡常數為

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平衡時SO2的轉化率為

就鬻西X100%、而后骷端5”0%=88%；

（3）①A.在常壓下SO2催化氧化為SO3的反應中，SO?的轉化率已經很高，工業上有采用高

壓的反應條件，A說法不正確;

B.進入接觸室之前的氣流中含有會使催化劑中毒的物質，需經凈化處理以防止催化劑中毒,

B說法不正確;

C.通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度，可以使含硫礦石充分反應，并使化學平衡

2so2（g）+C）2（g）U2so3（g）向正反應方向移動，因此可以提高含硫礦石和SO2的轉化率;

D.SO3與水反應放出大量的熱，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SQ,反應放出的熱量會

使硫酸形成酸霧從而影響SQ被水吸收導致SQ,的吸收速率減小，因此，在吸收塔中不宜采

用水或稀硫酸吸收SQ，D說法不正確。

綜上所述，相關說法正確的是C；

②反應混合物在熱交換氣中與原料氣進行熱交換，在熱交換過程中，反應混合物不與催化劑

接觸，化學反應速率大幅度減小，故雖然反應混合物的溫度降低，SO2的轉化率基本不變，

因此，圖2所示進程中表示熱交換過程的是2f4、%一小、2-4，因此選BDF；

③對于放熱的可逆反應2so式g）+C）2（g）U2so3（g）,該反應的最適宜溫度為催化劑的催化

活性最好時所對應的溫度，在該溫度下化學反應速率最大，S02的轉化率也最大；當溫度高

于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對化學反應速率的影響超過了溫度升

高對化學反應速率的影響，因此化學反應速率逐漸減小，SO?的轉化率也逐漸減小；由于該

反應為放熱反應，隨著溫度的升高，SO?的平衡轉化率減小；由于反應混合物與催化劑層的

接觸時間較少，在實際的反應時間內反應還沒有達到化學平衡狀態，故在相應溫度下SO2的

轉化率低于其平衡轉化率。因此，反應2SC）2（g）+O2（g）U2so;（g）的轉化率與最適宜溫度

（曲線I）、平衡轉化率與溫度（曲線H）的關系曲線示意圖可表示如下:

(4)由pH-時間振蕩曲線可知，在Na?S—H2sO4—H?。?溶液體系中，溶液的pH呈先增大

后減小的周期性變化，同時觀察到體系由澄清一渾濁一澄清的周期性變化，硫化鈉與硫酸反

應生成HS-，S2-+H+=HS-，然后發生HS-+4H20=S0f+4H2。+H+,該過程溶液的pH

基本不變，溶液保持澄清；溶液變渾濁時HS-被Hz。？氧化為S,即發生

+

HS+H2O2+H=S^+2H2O,該過程溶液的pH增大；溶液又變澄清時S又被H?02氧化

為SO；,發生S+3H2O2=SOf+2H2O+2H+,該過程溶液的pH在減小。因此可以推測該

過程中每一個周期內的反應進程中依次發生了如下離子反應：S2+H+=HS-、

-

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

S+3H2O2=S0f+2H2。+2H+。

10.(2021?廣東高考真題)我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現碳中和。(K

與CO2重整是CO?利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應：

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)根據蓋斯定律，反應a的M=(寫出一個代數式即可)。

(2)上述反應體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有o

A.增大CO?與CL的濃度，反應a、b、c的正反應速率都增加

B.移去部分C(s),反應c、d、e的平衡均向右移動

C.加入反應a的催化劑，可提高CH,的平衡轉化率

D.降低反應溫度，反應a?e的正、逆反應速率都減小

(3)一定條件下，CH」分解形成碳的反應歷程如圖所示。該歷程分步進行，其中，第

步的正反應活化能最大。

(4)設乂為相對壓力平衡常數，其表達式寫法：在濃度平衡常數表達式中，用相對分壓代替

濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以R(R=100kPa)。反應a、c、e的ln4

隨上(溫度的倒數)的變化如圖所示。

T

①反應a、c、e中，屬于吸熱反應的有(填字母)。

②反應C的相對壓力平衡常數表達式為4=O

③在圖中A點對應溫度下、原料組成為/?(C02):A(CH4)=1:1、初始總壓為lOOkPa的恒容密閉容

器中進行反應，體系達到平衡時員的分壓為40kPa。計算OU的平衡轉化率，寫出計算過程

_________________O

(5)COz用途廣泛，寫出基于其物理性質的一種用途：。

XHj)

v)2

Po

【答案】M+曲-曲或儆「故AD44ac68%做冷凍劑

(P(CHJ)

P。

【分析】

根據蓋斯定律計算未知反應的反應熱；根據影響化學反應速率和化學平衡的因素判斷反應速

率的變化及轉化率的變化；根據圖像及曲線高低判斷反應進程和活化能的相對大小；根據平

衡時反應物的分壓計算平衡轉化率；根據C02的物理性質推測CO2的用途。

【詳解】

(1)根據題目所給出的反應方程式關系可知，a=b+c-e=c-d,根據蓋斯定律則有

(2)A.增大CO?和CH,的濃度，對于反應a、b、c來說，均增大了反應物的濃度，反應的正反

應速率增大，A正確；

B.移去部分C(s),沒有改變反應體系中的壓強，反應的正逆反應速率均不變，平衡不移動，

B錯誤；

C.催化劑可以同等條件下增大正逆反應速率，只能加快反應進程，不改變反應的平衡狀態，

平衡轉化率不變，C錯誤；

D.降低溫度，體系的總能量降低，正、逆反應速率均減小，D正確；

故答案選AD;

(3)由圖可知，反應過程中能量變化出現了4個峰，即吸收了4次活化能，經歷了4步反應；

且從左往右看4次活化能吸收中，第4次對應的峰最高，即正反應方向第4步吸收的能量最

多，對應的正反應活化能最大。

⑷①隨著溫度的升高，反應a和c的In4增大，說明牙的數值增大，反應向正反應方向進

行，反應a和c為吸熱反應，同理反應e的In芯;減小，說明"的減小，反應向逆反應方向

進行，反應e為放熱反應，故答案為ac；

(/XH2))2

②用相對分壓代替濃度,則反應c的平衡常數表達式4Po

(P(CHJ)；

Po

pCHj)

(一)2

即止命

③由圖可知，A處對應反應c的In4=0,=1，解方程的p2(Hj=p(CH,),已

P。

知反應平衡時p(H)=40kPa,則有p(CII)=16kPa,且初始狀態時pCCHj=—X100kPa=50kPa,

2l1+1

,,50kPa-16kPa

故CH,的平衡轉化率為-------------X100%=68%；

50kPa

(5)固態CO?即為干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性質。

【點睛】

本題難點在于「與"關系曲線的判斷，在曲線中斜率為正為放熱反應，斜率為負為吸熱反應。

11.(2021?全國高考真題)一氯化碘(IC1)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直

接反應，也可用作有機合成中的碘化劑。回答下列問題：

(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質相似，Liebig誤認為是ICL從而錯過

了一種新元素的發現，該元素是。

⑵氯鉗酸領(BaPtC))固體加熱時部分分解為BaC^、Pt和C^,376.8℃時平衡常數

42

Kp=1.0xl0Pa,在一硬質玻璃燒瓶中加入過量BaPtC%,抽真空后，通過一支管通入碘

蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8C,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa。376.8℃平衡時，測得燒

瓶中壓強為32.5kPa,則p?=kPa,反應21cl(g)=C12(g)+h(g)的平衡常數

K=(列出計算式即可)。

(3)McMorris測定和計算了在136?180C范圍內下列反應的平衡常數Kp。

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

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

得到IgKp廣，和IgK^?(均為線性關系，如下圖所示；

8

R

-

p

H

?

D

H

B

U

^

H

B

q

R

@

W

B

-

4H

①由圖可知，N0C1分解為NO和Cl?反應的AH0（填“大于”或“小于”）

②反應21cl（g）=C12（g）+U（g）的K=（用Kpl、Kp?表示）：該反應的AH0（填

“大于”或“小于”）,寫出推理過程?

（4）Kistiakowsky曾研究了N0C1光化學分解反應，在一定頻率（v）光的照射下機理為：

NOCl+hv——>NOC1*

NOC1+NOC1*——>2NO+Cl2

其中hv表示一個光子能量，NOC1*表示N0C1的激發態。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

于設T'〉T，即"<(，由圖可知：

1

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

1g[KpO?4(T)]>1g⑴?%(T)],即k(T')>k(T),因此該反應正反應為吸熱反應,

即AH大于00.5

【詳解】

（1）紅棕色液體，推測為漠單質，因此錯過發現的元素是溟（或Br）；

（2）由題意玻376.8℃時璃燒瓶中發生兩個反應：

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

42

BaPtCl6(s)UBaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)的平衡常數Kp=l.()xlOPa,則平衡時

242

P(Cl2)=1.0xl0Pa>平衡時p(C12)=100Pa,設到達平衡時E(g)的分壓減小pkPa,貝！]

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

開始/(kPa)20.00

十/?“c、c,376.8C平衡時，測得燒瓶中壓強為32.5kPa,則

變化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,則平衡時p?=2pkPa=2X12.4kPa=24.8kPa；則平衡時，L(g)

333

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

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

100X(20X103-12.4X103)

K(24.8xl03)2，

(3)①結合圖可知，溫度越高，上越小，IgKp?越大，即Kp,越大，說明升高溫度平衡

T

2NOCl(g)=2NO(g)+C12(g)正向移動，則N0C1分解為N0和C%反應的大于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),則2ICl(g)=J(g)+%(g)的K=Kp?；該反應的AH

大于0；推理過程如下：設T'>T，即:<(，由圖可知：

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

lg[Kp2(T).Kp|(T)]>lg[Kp2(T).Ka(T)],即k(T?k(T),因此該反應正反應為吸熱反應,

即AH大于0；

(4)I.NOCl+hv——>NOC1*

II.NOC1+NOC1*——>2NO+C12

1+II得總反應為2N0Cl+hv=2N0+Ck,因此2molN0Cl分解需要吸收Imol光子能量,則分解Imol

的N0C1需要吸收0.5mol光子。

12.(2021?全國高考真題)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。回答

下列問題：

(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為：

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

該反應一般認為通過如下步驟來實現：

l

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

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ.mol-'

總反應的AH=kJmol1;若反應①為慢反應，下列示意圖中能體現上述反應能量變

化的是(填標號)，判斷的理由是o

體

體

系

系

能

能

量

量

B.

體

體

系

系

能

能

量

量

AC.

反應進程反應進程

(2)合成總反應在起始物n(Hj/n(CC)2)=3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物

質的量分數為x(CHQH),在t=250C下的x(CHQH)?p、在p=5xl()5pa下的

x(CH3()H)?t如圖所示。

p/105Pa

(

H

O

C

H

0

X

200210220230240250260270280

t/℃

①用各物質的平衡分壓表示總反應的平衡常數，表達式Kp=

②圖中對應等壓過程的曲線是,判斷的理由是；

③當x(CHQH)=0.10時，CO2的平衡轉化率a=—,反應條件可能為—或

【答案】-49A△4為正值，△A為和△〃為負值，反應①的活化能大于反應②的

p(H2O)p(CH3OH)

p3(H2).p(CC)2)b總反應△/《()，升高溫度時平衡向逆反應方向移動，甲醇的

物質的量分數變小33.3%5X105Pa,210℃9X105Pa,250℃

【詳解】

⑴二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),該

反應一般認為通過如下步驟來實現：

l

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

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

碳加氫制甲醇的總反應為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

AH=(+41kJ.mor')+(-90kJ.mor')=-49kJ.mor'；該反應總反應為放熱反應，因此生成

物總能量低于反應物總能量，反應①為慢反應，因此反應①的活化能高于反應②，同時反應

①的反應物總能量低于生成物總能量，反應②的反應物總能量高于生成物總能量，因此示意

圖中能體現反應能量變化的是A項，故答案為：-49；A；△〃為正值，△笈為和A〃為負值,

反應①的活化能大于反應②的。

(2)①二氧化碳加氫制甲醇的總反應為CC>2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2(D(g),因此利用

p(H2O)p