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1、专题八 高考复习化学反应速率和化学平衡专题八化学反应速率和化学平衡考纲解读考点考纲内容高考示例预测热度化学反应速率1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律2015福建理综,12,6分2014课标,9,6分化学平衡化学反应进行的方向1.了解化学平衡的建立2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律2017课标,27,14分2016课标,27,14分化学平衡的相关计算了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算2017课标,28,14分2016四川

2、理综,6,6分分析解读 本专题考点是历年课标卷的命题热点,主要结合实际生产,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。试题类型分三种:一、定量计算与定性推断的文字叙述型;二、表格数据型;三、反应速率和化学平衡图像型。考查题型有填空题和选择题。命题探究答案(1)123小于AD(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类核心考点1.盖斯

3、定律的应用2.影响化学反应速率及化学平衡的因素审题关键正确识图并结合题中表述的信息,将信息整合后正确组织语言解答(2)、(3)两小题。解题思路(1)结合已知信息运用盖斯定律,由-可得,故 H1=-119-(-242) kJmol-1=123 kJmol-1;由图(a)可知温度一定时压强由0.1 MPa变成x MPa,平衡转化率增大,对反应而言,减小压强平衡正向移动,平衡转化率增大,故x小于0.1;升高温度或减小压强可使反应的平衡正向移动,丁烯的平衡产率提高,故选择A、D。知识储备1.升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动2.增大生成物浓度(或减小反应物浓度),平衡向

4、逆反应方向移动;增大反应物浓度(或减小生成物浓度),平衡向正反应方向移动3.副反应的发生会使产品产率降低关联知识气体反应物以气流的形式通过反应器时,反应器中化学反应速率越快,参加反应的气体越多,反应物的转化率或产品的产率就会越高。设题技巧本题考查的考点并不多,但H的计算是否正确直接影响平衡移动方向的判断。同时该题将重要信息隐含在图像中,考查考生提取、整合信息的能力,对语言表达能力也有较高要求。能力要求1.理解外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,并能运用相关理论解释实际问题2.运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算五年高考考点一化学反应速率1.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率

5、受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大答案D2.(2016北京理综,8,6分)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是()A.抗氧化剂 B.调味剂C.着色剂 D.增稠剂答案A3.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表

6、。下列判断不正确的是()A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同答案D4.(2014课标,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I- H2O+IO-慢H2O2+IO- H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98 kJmol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A5.(2014重庆理综,7,6分)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y

7、(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B.T2下,在0t1时间内,v(Y)= molL-1min-1C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小答案C6.(2014福建理综,12,6分)在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)/molL-10.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000下图能正确表

8、示该反应有关物理量变化规律的是()(注:图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1c2)答案A7.(2013四川理综,6,6分)在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g)Hv(正)C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大答案C教师用书专用(810)8.(2014北京理综,12,6分)一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/m

9、in0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol/LD.反应至6 min时,H2O2分解了50%答案C9.(2013福建理综,12,6分)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 m

10、olL-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055 间溶液变蓝时间,55 时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是()A.40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.010-5 molL-1s-1D.温度高于40 时,淀粉不宜用作该实验的指示剂答案B10.(2013广东理综,31,16分)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步

11、反应组成:I-(aq)+O3(g) IO-(aq)+O2(g)H1IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq)H2HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l)H3总反应的化学方程式为,其反应热H=。(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq) (aq),其平衡常数表达式为。(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图甲),某研究小组测定两组实验中浓度和体系pH,结果见图乙和下表。甲乙编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3+I-5.211.0第2组O3+I-+Fe2+5.24.1第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是 。图甲中的A为。由Fe3

12、+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是。第2组实验进行18 s后, 浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)。A.c(H+)减小 B.c(I-)减小C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加(4)据图乙,计算318 s内第2组实验中生成的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。答案(1)2I-+O3+2H+ I2+H2O+O2H1+H2+H3(2)K=(3)O3氧化I-生成I2的反应消耗H+,使H+浓度减小Fe(OH)3由于Fe3+的水解,体系中H+浓度增加,使O3氧化I-的两个分步反应和的平衡向右移动,I-的转化率提高BC(4) ()= =5.510-4 molL-1s-

13、1考点二化学平衡化学反应进行的方向1.(2016江苏单科,15,4分)一定温度下,在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是(双选)()容器温度/K物质的起始浓度/molL-1物质的平衡浓度/molL-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应放热B.达到平衡时,容器中反应物转化率比容器中的大C.达到平衡时,容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D.达到平衡时,容器中的正反应速率比容器中的大答案AD2.(2

14、015四川理综,7,6分)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A.550 时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650 时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T 时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总答案B3.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条

15、件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.温度T下,该反应的平衡常数K=B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H0.060答案C5.(2014安徽理综,10,6分)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()AB升高

16、温度,平衡常数减小03 s内,反应速率为:v(NO2)=0.2 molL-1CDt1时仅加入催化剂,平衡正向移动达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)答案A6.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.t/2550100KW/10-141.015.4755.0B.C.c(氨水)/(molL-1)0.10.01pH11.110.6D.答案C7.(2016课标,27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂

17、存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g)H=-353 kJmol-1两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 。低于460 时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)

18、。A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大C.副反应增多 D.反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。答案(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低17.518.(2016课标,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(1)NaClO2的化学名称

19、为。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SSNNCl-c/(molL-1)8.3510-46.8710-61.510-41.210-53.410-3写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式。增加压强,NO的转化率(填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐(填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知,脱硫反应速率脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是。(3)在不同温度下

20、,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”“不变”或“减小”)。反应Cl+2S 2S+Cl-的平衡常数K表达式为。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是。已知下列反应:SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l)H1ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq)H2CaSO4(s) Ca2+(aq)+S (aq)H3则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-

21、(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H=。答案(1)亚氯酸钠(2分)(2)4NO+3Cl+4OH- 4N+2H2O+3Cl-(2分)提高(1分)减小(1分)大于(1分)NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(1分)(3)减小(1分) (2分)(4)形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分)H1+H2-H3(2分)9.(2015课标,28,15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为。(2)上述浓

22、缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。(3)已知反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下

23、表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为。上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正=min-1。由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为(填字母)。答案(15分)(1)MnSO4(或Mn2

24、+)(1分)(2)4.710-7(2分)(3)299(2分)(4) (2分)k正/K1.9510-3(每空2分,共4分)A、E(4分)教师用书专用(1019)10.(2014天津理综,3,6分)运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是()A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率答案D11.(2013重庆理综,7,6分)将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(

25、s) 2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示: 压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0b0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A.4个 B.3个 C.2个 D.1个答案A12.(2013安徽理综,11,6分)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率答案A13.(2013江苏单科,15,4分)一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热 (与外界没有热量交换)密闭容器、,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 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是(双选)()