化学反应速率化学平衡及其影响因素及高考真题高考真题训练.docx
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化学反应速率化学平衡及其影响因素及高考真题高考真题训练
高考真题训练
角度一 化学反应速率的影响及控制
1.（2015·海南，8改编）10mL浓度为1mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是（ ）
A.K2SO4B.CH3COONa
C.CuSO4D.Na2CO3
答案 C
2.（2017·江苏，10）H2O2分解速率受多种因素影响。
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 D
3.（2017·海南，11改编）已知反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g） ΔH＜0。
在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。
下列叙述正确的是（ ）
A.升高温度，K增大
B.减小压强，n（CO2）增加
C.更换高效催化剂，α（CO）增大
D.充入一定量的氮气，n（H2）不变
答案 D
4.（2017·天津，6）常压下羰基化法精炼镍的原理：
Ni（s）＋4CO（g）
Ni（CO）4（g）。
230℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。
已知：
Ni（CO）4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：
将粗镍与CO反应转化成气态Ni（CO）4；
第二阶段：
将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是（ ）
A.增加c（CO），平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B.第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C.第二阶段，Ni（CO）4分解率较低
D.该反应达到平衡时，v生成[Ni（CO）4]＝4v生成（CO）
答案 B
5.（2018·天津，5）室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应：
C2H5OH＋HBr
C2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。
已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是（ ）
A.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
答案 D
角度三 图像、图表题的信息提取与应用
6.[2018·北京，27
（2）（3）（4）]
（2）对反应3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s） ΔH＝－254kJ·mol－1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2________p1（填“>”或“<”），得出该结论的理由是_________________。
（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。
将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O
ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－
（4）探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：
分别将18mLSO2饱和溶液加入2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。
（已知：
I2易溶解在KI溶液中）
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4mol·L－1KI
amol·L－1KI
0.2mol·L－1H2SO4
0.2mol·L－1
H2SO4
0.2mol·L－1KI
0.0002molI2
实验现象
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色，变为黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a＝________。
②比较A、B、C，可得出的结论是____________________________________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D>A。
结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：
________________________________________________________________________。
答案
（2）> 反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大
（3）SO2 SO
4H＋
（4）①0.4 ②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率 ③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快
7.（2018·全国卷Ⅱ，27）CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题：
（1）CH4—CO2催化重整反应为CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）。
已知：
C（s）＋2H2（g）===CH4（g） ΔH＝－75kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394kJ·mol－1
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－111kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________（填标号）。
A.高温低压B.低温高压
C.高温高压D.低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________mol2·L－2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应
CH4（g）===C（s）＋2H2（g）
消碳反应
CO2（g）＋C（s）===2CO（g）
ΔH/kJ·mol－1
75
172
活化能/
kJ·mol－1
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂X________Y（填“优于”或“劣于”），理由是________________________________________________________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。
升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________（填标号）。
A.K积、K消均增加
B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5（k为速率常数）。
在p（CH4）一定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的顺序为______________________。
答案
（1）247 A
（2）①劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD ②pc（CO2）、pb（CO2）、pa（CO2）
8.[2018·天津，10
（2）]CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：
CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4（g）＋CO2（g）
2CO（g）＋2H2（g）
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C==O
H—H
C
O（CO）
键能/kJ·mol－1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH＝________。
分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体。
两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是________（填“A”或“B”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。
此反应优选温度为900℃的原因是_________________________________。
答案 ①＋120kJ·mol－1 B ②900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低
9.[2017·全国卷Ⅲ，28（4）①②③]298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：
AsO
（aq）＋I2（aq）＋2OH－（aq）
AsO
（aq）＋2I－（aq）＋H2O（l）。
溶液中c（AsO
）与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________（填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v（I－）＝2v（AsO
）
c.c（AsO
）/c（AsO
）不再变化
d.c（I－）＝ymol·L－1
②tm时，v正________v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆________tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是__________________。
答案 ①ac ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低，逆反应速率较慢
10.（2017·全国卷Ⅱ，27）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。
回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10（g）===C4H8（g）＋H2（g） ΔH1
已知：
②C4H10（g）＋
O2（g）===C4H8（g）＋H2O（g） ΔH2＝－119kJ·mol－1
③H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH3＝－242kJ·mol－1
反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。
图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________（填标号）。
A.升高温度B.降低温度
C.增大压强D.降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。
图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。
图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_____________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。
丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________________________
_________________________________________________________、____________________
____________________________________________________；
590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
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 升高温度反应速率加快 丁烯高温裂解生成短碳链烃类
11.[2016·全国卷Ⅰ，27
（2）①③]元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr3＋（蓝紫色）、Cr（OH）
（绿色）、Cr2O
（橙红色）、CrO
（黄色）等形式存在，Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
CrO
和Cr2O
在溶液中可相互转化。
室温下，初始浓度为1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O
）随c（H＋）的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：
___________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
③升高温度，溶液中CrO
的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0（填“大于”“小于”或“等于”）。
答案 ①2CrO
＋2H＋Cr2O
＋H2O ③小于
12.（2016·全国卷Ⅱ，27）丙烯腈（CH2===CHCN）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（CH2===CHCHO）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：
①C3H6（g）＋NH3（g）＋
O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g） ΔH＝－515kJ·mol－1
②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g） ΔH＝－353kJ·mol－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）。
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、减小压强 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）1.0 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
13.[2016·全国卷Ⅲ，27
（2）②③（3）（4）]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：
（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－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
SO
SO
NO
NO
Cl－
c/mol·L－1
8.35×10－4
6.87×10－6
1.5×10－4
1.2×10－5
3.4×10－3
②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”）。
③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，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①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”）。
②反应ClO
＋2SO
2SO
＋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。
①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是____________________________
____________________________________________。
②已知下列反应：
SO2（g）＋2OH－（aq）===SO
（aq）＋H2O（l） ΔH1
ClO－（aq）＋SO
（aq）===SO
（aq）＋Cl－（aq） ΔH2
CaSO4（s）===Ca2＋（aq）＋SO
（aq） ΔH3
则反应SO2（g）＋Ca2＋（aq）＋ClO－（aq）＋2OH－（aq）===CaSO4（s）＋H2O（l）＋Cl－（aq）的ΔH＝________________________________________________________________________。
答案
（2）②减小 ③大于 NO溶解度较低（或脱硝反应活化能较高）
（3）①减小 ②K＝
（4）①形成硫酸钙沉淀，反应平衡向生成物方向移动，SO2转化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3
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