考点7 化学反应速率和化学平衡.docx

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考点7化学反应速率和化学平衡

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考点7化学反应速率和化学平衡

一、选择题

1.（2012·天津高考·1）根据下列物质的化学性质,判断其应用错误的是　（　　）

A.酒精能使蛋白质变性,可用于杀菌消毒

B.CaO能与SO2反应,可作工业废气的脱硫剂

C.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂

D.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料

【解题指南】解答本题要注意明矾加入水中起到净水作用而不是作漂白剂和杀菌消毒。

【解析】选C。

75%的酒精有杀菌消毒的作用,原理是使病菌的蛋白质变性而死亡,所以A正确;氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,起到除二氧化硫的作用,所以B正确;明矾放到自来水中,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附杂质起到净水作用,所以C错误;过渡金属的某些合金有吸附氢气的作用,所以D正确。

2.（2012·天津高考·5）下列电解质溶液的有关叙述正确的是　（　　）

A.同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7

B.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c（Ba2+）增大

C.含1molKOH的溶液与1molCO2完全反应后,溶液中c（K+）=c（HCO3-）

D.在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c（Na+）=c（CH3COO-）

【解题指南】解答本题应注意以下两点:

（1）pH=7是指氢离子的物质的量浓度等于氢氧根离子的物质的量浓度,而不是指酸的量等于碱的量。

（2）注意碳酸氢根和醋酸根离子的水解。

【解析】选D。

同浓度的强酸和强碱溶液,氢离子浓度和氢氧根离子浓度不一定相同,所以A错误;硫酸钡中加入硫酸钠,硫酸根离子浓度增大,硫酸钡溶解平衡受到抑制,钡离子浓度减小,所以B项错误;1mol氢氧化钾和1mol二氧化碳反应生成1mol碳酸氢钾,但生成的碳酸氢根离子水解,所以钾离子浓度大于碳酸氢根离子浓度,所以C项错误;醋酸钠溶液中加入醋酸溶液,醋酸根离子的水解受到抑制,当达到氢离子浓度等于氢氧根离子浓度时,根据电荷守恒,钠离子的浓度等于醋酸根离子的浓度,所以D项正确。

3.（2012·江苏高考·4）某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能）。

下列有关叙述正确的是　（　　）

A.该反应为放热反应

B.催化剂能改变该反应的焓变

C.催化剂能降低该反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

【解题指南】解答本题时应注意搞清化学反应的热效应与反应物和生成物能量的大小关系、催化剂对化学反应的影响、活化能的概念。

【解析】选C。

A项,该反应生成物能量比反应物能量高,该反应为吸热反应,A项错误;B项,焓变是反应的热效应,催化剂不能改变反应的热效应,B项错误;C项,对照图中有无催化剂的两种情况,有催化剂活化能较低,催化剂能降低反应的活化能,C项正确;D项,E1大于E2,正反应的活化能大,D项错误。

4．（2012·江苏高考·10）下列有关说法正确的是（　　）

A.CaCO3（s）

CaO（s）+CO2（g）室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0

B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈

C.N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v（H2）和H2的平衡转化率均增大

D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应

【解题指南】解答本题时应注意深刻理解有关原理,利用相关原理分析具体问题。

【解析】选B。

选项

具体分析

结论

A

不能自发进行说明该反应ΔG=ΔH-TΔS>0,该反应ΔS>0,ΔH>0

错误

B

铁比铜活泼,镀层受损后,形成原电池铁作负极,更易腐蚀

正确

C

合成氨为放热反应,升高温度,反应速率加快,氢气转化率变小（平衡逆向移动）

错误

D

水的离子积随温度升高增大,说明水电离吸热

错误

5.（2012·江苏高考·14）温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5（g）

PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表:

t/s

0

50

150

250

350

n（PCl3）/mol

0

0.16

0.19

0.20

0.20

下列说法正确的是　（　　）

A.反应在前50s的平均速率v（PCl3）=0.0032mol·L-1·s-1

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c（PCl3）=0.11mol·L-1,则反应的ΔH<0

C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反应达到平衡前v（正）>v（逆）

D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%

【解题指南】解答本题时应看清题目所给数据,运用等效平衡的思想分析具体的平衡问题,结合外界条件的改变和有关数据分析平衡移动的方向。

【解析】选C。

A项,前50s,v（PCl3）=0.0016mol·L-1·s-1（注意体积）,A项错误;B项,250s后,化学平衡时PCl3的物质的量浓度为0.10mol·L-1,升高温度,化学平衡时PCl3的物质的量浓度为0.11mol·L-1,说明温度升高,平衡正向移动,正反应吸热,ΔH>0,B项错误;原条件下平衡时,c（PCl5）=0.4mol·L-1,c（PCl3）

=c（Cl2）=0.1mol·L-1,所以K==0.25,当加入1.0molPCl5、0.2molPCl3、

0.20molCl2后,Qc==0.020,K>Qc,平衡正移,C项正确;D项相当于在题干所给条件下,用2.0molPCl5进行实验,相对于1.0molPCl5平衡将向生成PCl5的方向移动,所以PCl3转化率将大于80%,D项错误。

.

6.（2012·安徽高考·9）一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:

SO2（g）+2CO（g）

2CO2（g）+S（l）　ΔH<0

若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是　（　　）

A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变

B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快

C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率

D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变

【解题指南】解答本题“三步曲”:

先看容器—恒容,再看反应—气体体积缩小的放热反应,最后运用规律分析。

【解析】选D。

因为反应在恒容容器中进行,平衡前,随着反应的进行,容器内气体的物质的量不断减小,压强不断减小,故A项错误。

平衡时,其他条件不变,分离出硫,由于硫是液态,浓度不改变,对反应无影响,正反应速率不变,B项错误。

正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率降低,C项错误。

催化剂只改变反应历程,不影响平衡,不能改变平衡常数,故D项正确。

7.（2012·福建高考·12）一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。

下列判断正确的是　（　　）

A.在0～50min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等

B.溶液酸性越强,R的降解速率越小

C.R的起始浓度越小,降解速率越大

D.在20min～25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04mol·L-1·min-1

【解题指南】解答本题时应明确以下两点:

（1）浓度时间图像上斜率越大,反应速率越快。

（2）溶液酸性越强,pH越小。

【解析】选A。

从图中可以看出,pH=2和pH=7在50min时,R的浓度都等于零,降解率为100%,A选项正确;溶液酸性越强,pH越小,单位时间内R的浓度变化越大,降解速率越快,B选项错误;反应物的浓度越大,反应速率越快,C选项错误;在20min～25min,pH=10的R其浓度变化量为（0.6-0.4）×10-4mol·L-1=0.2×

10-4mol·L-1,

则V（R）=

=0.04×10-4mol·L-1·min-1。

8.（2012·山东高考·7）下列与化学概念有关的说法正确的是　（　　）

A.化合反应均为氧化还原反应

B.金属氧化物均为碱性氧化物

C.催化剂能改变可逆反应达到平衡的时间

D.石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物

【解题指南】解答本题时应注意碱性氧化物、酸性氧化物与金属氧化物的关系,碱性氧化物一定是金属氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物。

【解析】选C。

A项,有些化合反应不属于氧化还原反应,如H2O+CO2

H2CO3,只有单质参加的化合反应才属于氧化还原反应,A错误;有些金属氧化物不是碱性氧化物,Mn2O7为酸性氧化物,Al2O3为两性氧化物,B错误;催化剂能影响反应速率,改变可逆反应达到平衡的时间,C项正确;石油的分馏产物汽油为C5～C11的烃,仍为混合物,D项错误。

二、非选择题

9.（2012·江苏高考·16）利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca（NO2）2,其部分工艺流程如下:

（1）一定条件下,NO与NO2存在下列反应:

NO（g）+NO2（g）

N2O3（g）,其平衡常数表达式为K=　。

（2）上述工艺中采用气-液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋）,其目是;

滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是　　　　（填化学式）。

（3）该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。

若n（NO）∶n（NO2）>1∶1,则会导致　　　　;若n（NO）∶n（NO2）<1∶1,则会导致　　　　。

（4）生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca（NO2）2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式_________________________________________________。

【解题指南】解答本题时应依据所给流程结合氮氧化物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应和有关操作。

【解析】

（1）根据反应方程式,书写有关平衡常数表达式;

（2）逆流有利于气体的吸收,滤渣应为没有溶解的物质,结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙;

（3）根据化合价,一氧化氮和二氧化氮物质的量之比为1∶1,刚好转化为Ca（NO2）2;当一氧化氮多时,一氧化氮将过剩;当二氧化氮多时,将会有高价氮氧化物生成;

（4）Ca（NO2）2转化为NO,氮化合价降低,其他产物中定有元素化合价升高,结合质量守恒、电荷守恒和电子守恒书写反应式,注意酸性条件。

答案:

（1）

（2）使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca（OH）2

（3）排放气体中NO含量升高产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高

（4）3NO2-+2H+

NO3-+2NO↑+H2O

10.（2012·安徽高考·28）工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏（主要成分为PbSO4）发生反应:

PbSO4（s）+CO32-（aq）

PbCO3（s）+SO42-（aq）。

某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

（1）上述反应的平衡常数表达式:

K=　。

（2）室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。

在　　　　溶液中PbSO4转化率较大,理由是___________________________________________________________________。

（3）查阅文献:

上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb（OH）2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。

该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设。

请你完成假设二和假设三:

假设一:

全部为PbCO3;

假设二:

　;

假设三:

　。

（4）为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。

①定性研究:

请你完成下表中内容。

实验步骤（不要求写出具体操作过程）

预期的实验现象和结论

取一定量样品充分干燥,……

②定量研究:

取26.7mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。

某同学由图中信息得出结论:

假设一不成立。

你是否同意该同学的结论,并简述理由:

 。

【解题指南】本题的难点是第（4）小题实验方案的设计,解答时要充分注意题目信息的提示,“2PbCO3·Pb（OH）2和PbCO3受热都易分解生成PbO”,“取一定量样品充分干燥”这些信息都指向了运用二者加热分解产物不同的方法进行实验设计。

【解析】

（1）根据反应方程式容易写出反应的平衡常数表达式:

K=

。

（2）HCO3-难电离,相同浓度时,Na2CO3溶液中CO32-浓度远大于NaHCO3溶液中CO32-的浓度,CO32-浓度越大,越有利于PbSO4的转化。

（3）根据信息及假设一,不难得出假设二和假设三分别为全部为2PbCO3·Pb（OH）2、PbCO3与2PbCO3·Pb（OH）2的混合物。

（4）①从题目信息可知“2PbCO3·Pb（OH）2和PbCO3受热都易分解生成PbO”,并且前者分解有水生成,而后者没有,再联系实验步骤开始的第一句话,不难推出用验证加热分解后是否有二氧化碳和水生成的方法设计实验方案。

②若全部为PbCO3,根据PbCO3

PbO+CO2↑,

26.7mgPbCO3全部分解得到的PbO的质量为:

×223×103mg·mol-1

=22.3mg,而实际质量为22.4mg,因此假设一不成立

答案:

（1）

（2）Na2CO3　相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c（CO32-）较大

（3）全部为2PbCO3·Pb（OH）2

PbCO3与2PbCO3·Pb（OH）2的混合物

（4）①

实验步骤（不要求写出具体操作过程）

预期的实验现象和结论

取一定量样品充分干燥,然后将样品加热分解,将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶

若无水硫酸铜不变蓝色,澄清石灰水变浑浊,说明样品全部是PbCO3

②同意。

若全部为PbCO3,26.7mg完全分解后,其固体质量为22.3mg

11.（2012·福建高考·23）

（1）元素M的离子与N所含电子数和质子数均相同,则M的原子结构示意图为　　　　。

（2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 。

（3）能证明Na2SO3溶液中存在S032-+H2O

HS03-+OH-水解平衡的事实是　　　　（填序号）。

A.滴入酚酞试液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去

B.滴入酚酞试液变红,再加入氯水后红色褪去

C.滴入酚酞试液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去

（4）元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化（其中D是纤维素水解的最终产物）:

Cu2X

澄清溶液

悬浊液

Cu2Y（红色沉淀）

①非金属性X　　　　Y（填“>”或“<”）。

②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为　。

（5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行2A（g）+B（g）

2C（g）+D（s）反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。

简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:

　　　　。

物质

A

B

C

D

起始投料/mol

2

1

2

0

【解题指南】解答本题时应明确以下几点:

（1）砖红色沉淀是Cu2O。

（2）要证明某溶液中存在水解平衡,需证明两点:

一要证明存在某种水解产物,二要证明水解平衡会发生移动。

（3）温度变化引起的平衡正向移动,平衡常数变大,反之变小。

【解析】

（1）NH4+、H3O+和Na+中都含有11个质子和10个电子,所以M为钠元素。

（2）氨水为弱碱,在写离子方程式时要保留化学式形式。

（3）无论Na2SO3是否完全水解,加硫酸都会中和OH-,酚酞都会褪色,只能证明发生了水解,而无法说明是否存在水解平衡,A选项错误;氯水既可能中和OH-,又可能将酚酞氧化,所以褪色不足以说明存在水解平衡,B选项错误;加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则该沉淀一定是BaSO3,说明SO32-没有水解完全,红色褪去,说明c（OH-）减小,因为OH-与BaCl2不反应,只能说明平衡逆向移动引起其浓度的减小,C选项正确。

（4）砖红色沉淀是Cu2O,所以Y是O,则X为S,O的非金属性比S强,Cu2O和浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO2和H2O。

（5）因为开始时没有加入D,所以反应正向进行,因为该反应为气体体积减小的反应,反应后气体的物质的量减小,根据pV=nRT,因为压强增大,所以温度必须升高才能满足该条件,说明该反应为放热反应。

所以升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小。

答案:

（1）

（2）Al3++3NH3·H2O

Al（OH）3↓+3NH4+

（3）C

（4）①<　②Cu2O+6HNO3（浓）

2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O

（5）平衡常数随温度的升高而减小（或其他合理答案）

12.（2012·山东高考·29）偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:

（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）

2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）　（Ⅰ）

（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是　　　　。

（2）火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为:

N2O4（g）

2NO2（g）　（Ⅱ）

当温度升高时,气体颜色变深,则反应（Ⅱ）为　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）一定温度下,反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。

现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是　　　　。

若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数

　　　　　　（填“增大”、“不变”或“减小”）,反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0s～3s内的平均反应速率v（N2O4）=　　　　　　mol·L-1·s-1。

（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。

25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 。

（用离子方程式表示）。

向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将　　　（填“正向”“不”或“逆向”）移动,所滴加氨水的浓度为　　　　mol·L-1。

（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol·L-1）

【解题指南】解答本题时应注意判断化学平衡状态的标志,原则是从“变量”到“不变量”,不能原来是“不变量”又到了“不变量”。

解决有关溶液中的电离平衡问题时,要注意物料守恒和电荷守恒的应用。

【解析】

（1）分析元素的化合价可知,氮元素的化合价由N2O4中的+4价,变成了生成物N2中的0价,故可知N2O4为氧化剂。

（2）由温度升高时,红棕色加深,说明升温平衡向生成NO2的方向移动,即该反应的正反应为吸热反应。

（3）作为化学平衡状态的标志,须由原来的“变量”变到“不变量”,方可说明,在恒压条件下,随着反应的进行生成NO2,气体的总的物质的量不断增加,容器的体积增大,故密度变小,当密度不变时,可说明化学反应达到平衡状态,a正确;b图,作为反应热,ΔH只与这个化学方程式有关,是一个不变量,它不会随着反应“量”的变化而变化,b错误;c图,用化学反应速率判断可逆反应是否达到平衡状态时,一定是“异向”,且它们的反应速率之比等于化学计量数之比,故c错误。

d图,当NO2的转化率不变时,说明v（正）=v（逆）,反应达到了平衡状态,d正确。

平衡常数是温度的函数,只受温度的影响,故温度不变,化学平衡常数不变。

由题意可知,NO2的化学反应速率,v（NO2）=0.2mol·L-1·s-1,由化学反应速率之比等于化学计量数之比,得出v（N2O4）=0.1mol·L-1·s-1。

（4）NH4NO3溶液呈酸性,原因是N发生了水解反应,对应的水解方程式为:

NH4++H2O

NH3·H2O+H+。

滴加氨水后溶液由酸性变为中性,水的电离平衡向逆反应方向移动。

由Kb=

=2×10-5mol·L-1,c（OH-）=10-7mol·L-1,则c（NH4+）=200c（NH3·H2O）,故n（NH4+）=200n（NH3·H2O）,根据电荷守恒可知n（NH4+）=n（NO3-）,则溶液中n（NH4+）+n（NH3·H2O）=a+

根据物料守恒,滴加氨水的物质的量浓度c=（a+

-a）mol÷bL=

mol·L-1。

答案:

（1）N2O4　

（2）吸热

（3）a、d　不变　0.1

（4）NH4++H2O

NH3·H2O+H+　逆向　

13.（2012·广东高考·31）碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用

0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。

已知:

S2O82-+2I-

2SO42-+I2（慢）

I2+2S2O32-

2I-+S4O62-（快）

（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的

　　　　耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:

n（S2O32-）∶n（S2O82-）　　　　。

（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:

实验

序号

体积V/mL

K2S2O8溶液

水

KI溶液

Na2S2O3溶液

淀粉溶液

①

10.0

0.0

4.0

4.0

2.0

②

9.0

1.0

4.0

4.0

2.0

③

8.0

Vx

4.0

4.0

2.0

表中Vx=　mL,理由是　。

（3）已知某条件下,浓度c（S2O82-）反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82-）-t的变化曲线示意图（进行相应的标注）

（4）碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为:

2Li（s）+I2（s）

2LiI（s）　ΔH

已知:

4Li（s）+O2（g）

2Li2O（s）　ΔH1

4LiI（s）+O2（g）

2I2（s）+2Li2O（s）　ΔH2

则电池反应的ΔH=　　　　;碘电极作为该电池的　　　　极。

【解题指南】解答本题时应从化学反应原理进行思考,主要分析反应物的量对实验现象的影响以及外界条件对化学反应速率的影响规律,还有盖斯定律的应用。

【解析】

（1）中要想得到蓝色溶液,根据已知两个反应分析可得出结论;

（2）中由表格数据观察分析得知其他条件不变,只要改变K2S2O8的浓度就可以达到探究反应物浓度对化学反应速率的影响;

（3）中催化剂可以加快反应的反应速率,而降低温度会减慢反应的反应速率,所以可以根据图中标准线画出另外两条曲线,但要注意的有两点:

第一是曲线的拐点,第二是曲线的终点;

（4）中根据盖斯定律的原理可以求出ΔH的表达式。

判断原电池的正负极时,可