北京市2019版高考化学专题八化学反应速率和化学平衡课件20190225142.pptx

1、专题八 化学反应速率和化学平衡,高考化学 (北京市专用),考点一 化学反应速率 A组 自主命题北京卷题组 1.(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,五年高考,答案 A 抗氧化剂是防止食品氧化变质的添加剂,使用目的是延缓食品的变质。,解题关键 明确使用各种食品添加剂的目的。,评析 本题考查化学与生活方面的知识,属于了解层次的试题,难度较小。,2.(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

2、表。,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/L D.反应至6 min时,H2O2分解了50%,答案 C A项,06 min内,产生n(O2)=110-3 mol,消耗 n(H2O2)=210-3 mol,则v(H2O2)= =3.310-2 mol/(Lmin),故A项正确;B项,依照A项解题步骤,可知B项正确;C项,反应 至6 min时,消耗n(H2O2

3、)为210-3 mol,剩余c(H2O2)= =0.20 mol/L, 故C项不正确;D项,反应至6 min时,消耗n(H2O2)为210-3 mol,占起始物质的量的50%,故D项正 确。,解题关键 本题以过氧化氢的催化分解实验为情境,考查了化学反应速率的相关计算。,易错警示 计算化学反应速率时,注意不能忽略体积而用物质的量的变化量除以时间;不能用 固体或纯液体表示化学反应速率。,3.(2018北京理综,27节选)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化 与存储。过程如下:(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。将补充完整。 .SO2+4I-+

4、4H+ S+2I2+2H2O .I2+2H2O+ + +2I- (4)探究、反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入 到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中),B是A的对比实验,则a= 。 比较A、B、C,可得出的结论是 。 实验表明,SO2的歧化反应速率DA。结合、反应速率解释原因: 。,B是A的对比实验,则a= 。 比较A、B、C,可得出的结论是 。 实验表明,SO2的歧化反应速率DA。结合、反应速率解释原因: 。,答案 (3)SO2 S 4H+ (4)0.4 I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作

5、用,但H+可以加快歧化反应速率 反应比快;D中由反应产生的H+使反应加快,解析 (3)催化剂在反应前后质量和化学性质保持不变,在中I-被氧化为I2,则在中I2应该被 SO2还原为I-,结合原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒可配平反应的离子方程式。 (4)B是A的对比实验,B中加入0.2 molL-1的H2SO4,A中不加H2SO4,所以KI的浓度应该与A相 同,即a=0.4。 比较A、B、C可知,有H2SO4和KI时,SO2歧化反应速率较只有KI时快;只有H2SO4,无KI时不发 生歧化反应,所以可得出的结论为酸性增强,I-催化SO2歧化反应速率提高。,规律总结 Fe3+催化H2O2分解与I-催

6、化SO2歧化反应相似,Fe3+催化H2O2分解的过程为:2Fe3+H2O2 O2+2Fe2+2H+、2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O。,4.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是 ( ) A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.反应4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应 C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于66.021023 D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,答案 C 氢氧燃料电池放电过程中,化学能除转化为电能外,还有热能的产

7、生,A错误;4Fe(s)+ 3O2(g) 2Fe2O3(s)是一个熵减反应,而该反应常温下能自发进行,则该反应必为放热反应,B 错误;N2与H2合成NH3的反应为可逆反应,故3 mol H2与1 mol N2不能完全转化为NH3,转移电子 的数目小于66.021023,C正确;酶的活性与温度有关,温度过高,使酶失去生理活性,D错误。,5.(2017江苏单科,10,2分)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,

8、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 本题考查学生依据影响化学反应速率的因素识图的能力。A项,从图甲看出,相同 时间内,起始c(H2O2)越大,H2O2的浓度变化量越大,即分解速率越快,错误;B项,从图乙看出, NaOH溶液浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,错误;C项,从图丙看出,0.1 molL-1 NaOH与 1.0 molL-1 NaOH所示曲线相比,0.1 molL-1 NaOH对应曲线表示的H2O2分解速率快,错误;D项 正确。,6.(2014

9、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-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),答案 A 由于反应速率由慢反应决定,故I-浓度越大,反应速率越快,A正确;IO-为中间产物,不 是催化剂,B错误;活化能不是反应热,反应热是正、逆反应活化能的差值,C错误;D错误。,7.(2014重庆理综,7,6分)在恒容密闭容

10、器中通入X并发生反应:2X(g) Y(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-1 C.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 C 依据题中图示,可看出T1T2,由于T1时X的平衡浓度大,可推出该反应为放热反应。 A项,M点与W点比较,X的转化量前者小于后者,故进行到M点放出的热量应小于进行到W点 放出的热量,A项错误;B项,2v(Y)=v(X)= molL-1m

11、in-1,B项错误;C项,T1T2,温度越高,反应速 率越大,M点的正反应速率W点的正反应速率,而W点的正反应速率=W点的逆反应速率N点 的逆反应速率,C项正确;D项,恒容时充入X,压强增大,平衡正向移动,X的转化率增大,D项错 误。,8.(2018课标,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题: (3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)(H1=48 kJmol-1),采用大孔弱碱性阴离子交换 树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率= %。平衡常数K3

12、43 K= (保留2位小数)。 在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是 ;要缩短反应达到平衡 的时间,可采取的措施有 、 。 比较a、b处反应速率大小:va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-,v逆=k正 -k逆 ,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的= (保留1位小数)。,答案 (3)22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) 大于 1.3,解析 (3)反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H1=48 kJmol-1,由于H10,升高温度,化 学平衡正向移动,SiHCl3的

13、转化率增大,故曲线a表示343 K,观察图像知,343 K时反应的平衡转 化率为22%;设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c,列出“三段式”:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 起始 c 0 0 变化 0.22c 0.11c 0.11c 平衡 0.78c 0.11c 0.11c 故K343 K= = 0.02。 已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H1=48 kJ mol-1,该反应的正反应是气体体积不变 的吸热反应,故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩 短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反

14、应物压强(浓度)和改进催化剂等。 a、b处SiHCl3的转化率相等,但a处温度比b处高,故va大于vb;依据题意知v正=k正 ,v逆=k逆,由平衡时v正=v逆知, = =0.02,对于a处,列出“三段式”计算知, =0.8,=0.1, =0.1,故a处 = = 1.3。,疑难点拨 (3)根据已知表达式表示出v正和v逆,利用达到化学平衡时v正=v逆计算出 ,然后结 合“三段式”即可求出 。,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

15、原产物为 。 (2)上述浓缩液中主要含有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

16、物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:,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 (1)MnSO4(或Mn2+)(1分) (2)4.710-7(2分) (3)299(2分) (4) (2分) k正/K

17、1.9510-3(每空2分,共4分) A、E(4分),解析 (1)MnO2在酸性条件下可把I-氧化为I2,自身被还原为Mn2+,即还原产物为MnSO4。 (2)当AgCl开始沉淀时,AgI已经沉淀完全,此时溶液中 = = = = 4.710-7。 (3)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x kJ,由反应热与键能的关系可知,2x=436+ 151+11,解得x=299,故1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为299 kJ。 (4)观察表中数据知,120 min时反应达到平衡,此时x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1-0.784) =0.108,

18、故反应的平衡常数K的计算式为 = 。 由于v正=k正x2(HI),v逆=k逆x(H2)x(I2),K= ,当达到平衡状态时,v正=v逆,即k逆= ;在t=40 min时,x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-10.852=1.9510-3 min-1。 反应2HI(g) H2(g)+I2(g)是吸热反应,升高温度,反应速率加快,平衡正向移动,x(HI)减小, x(H2)增大,观察图像知,对应的点分别为A和E。,评析 本题主要考查氧化还原反应,反应热的计算,沉淀溶解平衡的相关知识,以信息给予的形 式综合考查化学平衡理论。,10.(2015海南单科,8,4分)10

19、mL浓度为1 molL-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列 溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是 ( ) A.K2SO4 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3,C组 教师专用题组,答案 AB 若加入物质使反应速率降低,则溶液中的氢离子浓度减小;要不影响氢气的生成 量,则氢离子的总物质的量不变。A项,加入硫酸钾溶液,对盐酸产生稀释作用,氢离子浓度减 小,但H+的物质的量不变;B项,醋酸钠与盐酸反应生成醋酸,使溶液中氢离子浓度减小,随着反 应的进行,CH3COOH最终完全电离,故H+物质的量不变;C项,加入硫酸铜溶液,Cu2+会与锌反应 生成铜,构成原电池,会加快

20、反应速率;D项,加入碳酸钠溶液,Na2CO3会与盐酸反应,使溶液中的 氢离子的物质的量减少,生成氢气的量减少。,11.(2014天津理综,3,6分)运用相关化学知识进行判断,下列结论 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 D A项,H-TS0,所以只有S0才有可能使 H-TS0;D项,常温下,Fe遇浓硫酸会发生钝化,加热条件下二者反应的还原产物为SO

21、2,没有 H2生成,D项错误。,12.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是 ( ) A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 B.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0 C.加热0.1 molL-1 Na2CO3溶液,C 的水解程度和溶液的pH均增大 D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数 均增大,答案 C A项,若在海轮外壳上附着一些铜块,则Fe、Cu和海水构成原电池,海轮外壳腐蚀更 快,A项错误;B项,该反应是熵减的反应,S0,要在常温下自发进行,则H0,B项错

22、误;加热会促 进C 水解,c(OH-)增大,pH增大,C项正确;D项,酯化反应是放热反应,加热会加快反应速率,但 化学平衡向逆向移动,平衡常数减小,D项错误。,13.(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 molL-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,实验结果如下图。据图分析,下列判断不正确的是 ( )A.40 之前与40

23、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-1,D.温度高于40 时,淀粉不宜用作该实验的指示剂,答案 B 由图可知,A项正确;图中b、c两点对应的温度不同,故NaHSO3的反应速率也不同,B 项错误;a点NaHSO3的反应速率为v= = molL-1s-1=5.010-5 molL-1s-1,C项正确;由题 干信息可知,温度高于40 时不宜用淀粉作指示剂,D项正确。,考点二 化学平衡 A组 自主命题北京卷题组 1.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理

24、解释的是 ( ) A. B.,C. D.,答案 C 2NO2(g) N2O4(g) H0),升高温度,平衡正向移动,KW=c(H+)c(OH-)增大,B项能用平 衡移动原理解释;分解反应2H2O2 O2+2H2O不是可逆反应,不存在化学平衡,C项不能 用平衡移动原理解释;在氨水中存在电离平衡NH3H2O N +OH-,稀释时平衡正向移动,所 以,浓度变化10倍,pH变化小于1,D项能用平衡移动原理解释。,审题技巧 凡是涉及平衡移动的问题都可以用平衡移动原理解释。,思路分析 MnO2作催化剂加快过氧化氢分解,与平衡移动无关。,2.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol

25、C2H5OH和含1 mol HBr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2 mol,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,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,答案 D 本题考查化学平衡的影响因素。加入NaOH会中和HBr,平衡逆向移动,乙醇的物质 的量增大,A正确;增大HBr浓度,平衡正向

26、移动,有利于生成C2H5Br,B正确;只要投料比符合化学 计量数之比,两种反应物平衡转化率之比始终是11,C正确;若起始温度提高至60 ,则反应 生成的C2H5Br会被及时蒸出,反应很难建立平衡,D错误。,解题关键 注意C2H5Br的沸点为38.4 ,60 时C2H5Br为气体。,3.(2017天津理综,6,6分)常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。 230 时,该反应的平衡常数K=210-5。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

27、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 本题考查化学平衡的相关知识。增加c(CO),平衡正向移动,但由于反应温度不变, 故平衡常数不变,A错;第一阶段的目的是得到气态Ni(CO)4,因为Ni(CO)4的沸点为42.2 ,故反 应温度选择50 ,B正确;根据题给平衡常数知230 时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平 衡常数为5104,故第二

28、阶段Ni(CO)4分解率较高,C错;反应达到平衡时,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO), D错。,易混易错 平衡发生移动时,平衡常数不一定发生变化,只有温度改变才能引起平衡常数的变 化。,4.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g)。设起始 =Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所 示。下列说法正确的是 ( )A.该反应的焓变H0 B.图中Z的大小为a3b C.图中X点对应的平衡混合物中 =3 D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小,答案 A A项,根

29、据图像可知,温度升高,(CH4)减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该 反应的焓变H0,故正确;B项,温度一定时,Z增大,平衡右移,(CH4)减小,则a 3,故错误;D项,加压后X点对应的平衡左移,(CH4)增大,故错误。,5.(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。下 列判断不正确的是 ( ),A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b318.2 D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同,答案 D 根据题表信息可知,相同温度时,随着浓度以等差数列递减,其瞬时速率也以等差数 列递减,故a=6.00

30、;同时改变反应温度和反应物浓度,瞬时速率有可能不变;相同浓度时,温度越 高,反应速率越快,故b318.2;温度升高,瞬时速率加快,故蔗糖浓度减少一半时,所用时间并不 相等,D项错误。,评析 题目信息以表格形式呈现,围绕变量控制来设问,综合考查了控制变量思想在研究反应 速率的影响因素中的应用。,6.(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 ( ),答案 A A项,由图像可知,该可逆反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移 动,平衡

31、常数减小,正确;v(NO2)= = =0.2 molL-1s-1,B项错误;使用催化剂 可加快反应速率,但不能使平衡发生移动,C项错误;D项,若x为c(O2),则O2浓度增大,NO2的转化 率减小,与图像不符,D项错误。,7.(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:,下图能正确表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 A A项,v(N2O)= ,从表中数据分析可知,反应速率不变,A项正确;N2O的分解反 应不是可逆反应,反应终点速率为0,B项错误;C项

32、,由半衰期的定义并结合表中数据可知,随着 浓度减小,半衰期缩短,C项错误;D项,由转化率定义并结合表中数据可知,相同时间内,初始浓 度越大,转化率越小,D项错误。,8.(2018课标,27,14分)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) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1

33、 该催化重整反应的H= kJmol-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2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2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 mol2L-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:,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

34、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 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=kp(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)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 pc(CO2)、pb(CO2)

35、、pa(CO2),解析 (1)C(s)+2H2(g) CH4(g) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1 运用盖斯定律,2-可得CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H=(-1112)-(-75)-(-394) kJmol-1=247 kJmol-1。正反应为气体体积增大的吸热反应,故升温、减压有利于平衡正向 移动,提高CH4的平衡转化率,A正确。列三段式:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 始 2 mol 1 mol 0 mol

36、0 mol 转 0.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol 平 1.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol K= = = mol2L-2。 (2)积碳反应与消碳反应均为吸热反应,升高温度时,K积、K消均增加;由图像可知600 以后 积碳量减小,说明升高温度,v消增加的倍数比v积增加的倍数大,故A、D正确。,由图像可知,时间相同时积碳量abc,说明积碳速率abc,由v=kp(CH4)p(CO2)-0.5可知, p(CH4)一定时,积碳速率与p(CO2)成反比,故pa(CO2)pb(CO2)pc(CO2)。,易错警示 (2)解答时一定要注意速率方程中p(CO2)-0.5=

37、。,9.(2017课标,27,14分)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:C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) H1 已知:C4H10(g)+ O2(g) C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1 H2(g)+ O2(g) H2O(g) H3=-242 kJmol-1 反应的H1为 kJmol-1。图(a)是反应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

38、.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

39、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,解析 本题考查反应热的计算及影响化学平衡的因素。(1)运用盖斯定律,由-可得,故 H1=H2-H3=123 kJmol-1;由图(a)可知,温度一定时,压强由0.1 MPa变成x MPa,反应物平衡转化 率增大,对反应而言,减小压强,平衡正向移动,反应物平衡转化率增大,故x小于0.1;反应的 正反应为气体体积增大的吸热反应,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。(2)H2是反应的产物之一,若混合气体中H2比例过大,会抑制反 应正向进行,从而使产率降低。(3)590 之前,升高温度,有利于反应正向

40、进行,同时反应速率 加快。反应速率加快,气流通过反应器时反应物的利用率就会提高,丁烯的产率就会增大。590 之后,反应物高温裂解生成短链烃类化合物,丁烯产率降低。,10.(2017课标,28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3A-sO4 等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题: (1)画出砷的原子结构示意图 。 (2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出 发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行,原因是 。 (3)已知:As(s)+ H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s

41、) H1 H2(g)+ O2(g) H2O(l) H2 2As(s)+ O2(g) As2O5(s) H3 则反应As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的H= 。 (4)298 K时,将20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反 应:As (aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As (aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As )与反应时间(t)的 关系如图所示。,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(As ) c.c(As )/c(A

42、s )不再变化 d.c(I-)=y molL-1 tm时,v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。,若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为 。,答案 (1) (2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,提高As2S3的转化速率 (3)2H1-3H2-H3 (4)a、c 大于 小于 tm时生成物浓度较低 (molL-1)-1,解析 (1)As位于第四周期A族,其原子序数为33,则其原子结构示意图为 。 (2)根据得失电子守恒及原子守恒可以配平反应的化学方程式:2As2S3+5O

43、2+6H2O 4H3AsO4 +6S。该反应是有气体物质参与的反应,加压可以加快反应速率。 (3)由盖斯定律可知H=2H1-3H2-H3。 (4)溶液pH不变时,c(OH-)保持不变,反应处于平衡状态;未标明v(I-)和v( )的方向,反应不 一定处于平衡状态;由于提供的Na3AsO3的量一定,所以c(As )/c(As )不再变化时,c(As ) 与c(As )也保持不变,反应处于平衡状态;平衡时c(I-)=2c( )=2y molL-1=2y molL-1,即 c(I-)=y molL-1时反应未达到平衡状态。反应从正反应开始进行,tm时反应继续正向进行,v正 v逆。tm时As 浓度比tn

44、时小,所以逆反应速率:tmtn。三种溶液混合后,反应前Na3AsO3浓度 为x molL-1,I2浓度为x molL-1,反应达到平衡时,c(As )为y molL-1,c(I-)为2y molL-1,消耗 As 、I2浓度均为y molL-1,平衡时c(As )为(x-y) molL-1,c(I2)为(x-y)molL-1,溶液中c(OH-)= 1 molL-1,K= (molL-1)-1= (molL-1)-1。,11.(2016课标,27,14分)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)

45、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: C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) H=-515 kJmol-1 C3H6(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

46、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 17.51,解析 (1)判断反应自发进行的趋势可从熵变和焓变两方面考虑,反应和

47、的熵变不大,但放 热量均较大,这是导致两个反应在热力学上趋势均很大的主要原因。根据影响平衡移动的因 素可知,提高丙烯腈平衡产率(即使反应的平衡右移)的条件可以是降低温度、降低压强。 在影响反应速率的外界因素中,催化剂的影响最大,且不同的反应一般使用的催化剂也不同,因 此催化剂是提高丙烯腈反应选择性的关键因素。 (2)温度升高,反应的平衡常数变小,反应的活化能不变,高于460 时,丙烯腈产率降低的原 因可能是催化剂的活性降低、副反应增多,A、C正确。 (3)由反应可知n(NH3)n(O2)n(C3H6)=11.51,由于O2在空气中所占体积分数约为 ,所 以理论上进料气氨、空气、丙烯的体积比V(NH3)V(空气)V(C3H6)=1(1.55)1=1 7.51。,12.(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 ( ),A.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,