1、1专题 9 化学反应速率和化学平衡1 【2019 届浙江省“超级全能生”高考选考科目 9 月联考】在恒温恒容容器中发生反应，下列说法不正确的是( )A 容器内压强不再变化，说明反应达到平衡状态B 当 ： ：2 且保持不变，不能表明反应达到平衡状态C 加入合适的催化剂可显著增大反应速率D 达到平衡状态时，相同时间内，每消耗 的同时生成【答案】B【点睛】本题考查的是化学反应速率和平衡的影响因素及平衡的判断，有一定的难度。2 【2019 届河北省武邑中学高三上学期第二次调研考试】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应 A(g)+2B(g) C(g)+D(g)己达到平衡状态
2、的是（ ）混合气体的压强 混合气体的密度 B 的物质的量浓度混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与 v(D)的比值混合气体的总质量 混合气体的总体积 C、D 的分子数之比为 1 : 1A B C D 【答案】A【解析】该反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，当混合气体的压强不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，故正确；该反应前后都是气体，混合气体总质量不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故错误；B 的物质的量浓度不变时，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故正确；该反应为气体体积缩小的反应，混合气体的物质的量为变量，
3、当混合气体的总物质的量不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，故正确；混合气体的总质量不变，总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明各组分的浓度不再变化，达到平衡状态，故正确；v（C）与 v（D）的比值始终不变，不能说明各组分的浓度不再变化，则无法判断平衡状态，故错误；反应前后都是气体，混合气体的总质量始终不变，不能根据混合气体的总质量判断平衡状态，故错误；容器容积不变，2则混合气体的总体积为定值，不能根据混合气体总体积判断平衡状态，故错误；C、D 的分子数之比为1：1，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，故
4、错误；故选 A。【点睛】本题考查化学平衡状态的判断， ，明确化学平衡状态的特征为解答关键。本题的易错点为和，要注意判断的物理量是否为变量，即随时间的变化而变化。3 【2019 届湖南湖北八市十二校高三第一次调研联考】氟利昂是饱和碳氢化台物的卤族衍生物的总称，其破坏臭氧层的化学反应机理如下（以 F-12 （二氯二氟甲烷）为例）：CF2Cl2 CF2Cl+Cl Cl+O3ClO+O 2ClO+ClOClOOCl（过氧化氯） ClOOCl 2Cl+O2下列说法中不正确的是A 紫外线可以增大 CF2Cl2的分解速率 B ClO +ClO ClOOC1 的反应中有非极性键的形成C CF 2Cl2是臭氧破
5、坏反应的催化剂 D 臭氧屡破坏的关键因素有：氟利昂，太阳光【答案】C4 【2019 届浙江省嘉兴市高三上学期 9 月份考试】CO(g)和 H2O(g)以 1 : 2 体积比分别通入到体积为 2 L的恒容密闭容器中进行反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：下列说法不正确的是A 从实验数据分析，该反应的正反应是吸热反应B 实验 A 中，在 010min 内，以 v(H2)表示的反应速率大于 0.013mol(Lmin)-1C 从生产效益分析，C 组实验的条件最佳D 比较实验 B、C，说明 C 实验使用了更高效的催化剂3【答案】A5 【2019 届浙江省“超级
6、全能生”高考选考科目 9 月联考】化石能源的脱硫处理是环保热点问题。 用臭氧处理燃煤烟气脱硫的主要反应如下： ，向 1L 反应装置充入 和 ，经过相同反应时间 t 后剩余 的物质的量与温度关系如图所示：已知臭氧会转化成氧气： ，在上述反应条件下臭氧分解率与温度关系如下：温度 50 100 150 200 250 300分解率 0 0 0 4 20 81关于脱硫的主要反应，下列说法错误的是_。时，缩小反应装置的体积可以提高相同时间 t 内 的转化率点该反应处于平衡状态C.温度越高，该反应的平衡常数越小随温度的升高，正反应速率变大，逆反应速率减小以后随着温度升高， 的物质的量增多的原因可能是_。4
7、已知 时 的平衡常数 ，求该温度下反应 的平衡常数 _。其他条件不变，经过相同反应时间 ，在图中画出剩余 的物质的量在 点温度范围内的关系趋势图_。烟气脱硫后续还需用碱液吸收 形成 ，溶液 pH 为 之间时 在电解池阴极上被还原成连二硫酸根 ，写出该电极反应式：_。【答案】D 反应放热，到达平衡状态后，温度升高平衡逆向移动， 增多；高于 时， 分解成 ，反应物 浓度减小，平衡逆向移动， 增多。0.55大，故 D 错误。故选 D。反应放热，到达平衡状态后，温度升高平衡逆向移动， 增多；高于 时， 分解成 ，反应物浓度减小，平衡逆向移动， 增多；已知 时 分解率为 ，由 可知，反应之初， 分解 ，
8、剩余 ，生成。设转化浓度为 ，则：初始浓度 1 0 转化浓度 x x x x平衡浓度 x 5该反应平衡常数 ，解得所以平衡时 ， 。则 的平衡常数 ；由题意可知，其他条件不变，经过相同反应时间 ，剩余 的物质的量在 点温度范围内可能继续减少，然后达到平衡后随温度升高反应逆向移动，剩余 的物质的量再增加，如曲线 ；经过相同反应时间 ，剩余 的物质的量在 点温度范围内也可能在达到平衡后继续增加，如曲线 。由题意可知，电解质溶液为酸性， 在阴极得电子被还原为 ，电极反应式为。【点睛】本题主要考查可逆反应的化学平衡问题，内容涉及影响化学平衡移动的因素、影响化学反应速率的因素、反应物转化率、化学平衡常数
9、的计算和电极反应式的书写等。解答本题需要熟练掌握和应用化学平衡移动基本原理、化学平衡常数表达式和计算方法以及电化学中电极反应式的书写方法。6汽车尾气脱硝脱碳主要原理为 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) +Q（Q0） 。一定条件下密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间 NO 和 CO 浓度如下表：时间/s 0 1 2 3 4c(NO)/molL-1 9.5010-3 4.5010-3 2.5010-3 1.5010-31.5010-3c(CO)/molL-1 9.0010-3 4.0010-3 2.0010-3 1.0010-31.0010-3完成下列填空：（1） 写出该
10、反应的平衡常数表达式：_。 温度升高，二氧化碳气体的浓度将_（填“变大”、 “变小”或“不变” ） 。（2）前 2s 内的氮气的平均反应速率是：v(N 2)=_mol/(Ls)；达到平衡时，CO 的转化率为：6_。（3）工业上常采用“ 低温臭氧氧化脱硫脱硝” 技术来同时吸收 SO2 和氮的氧化物气体（NO x ） ，以获得(NH4)2SO4 的稀溶液。在此溶液中，水的电离程度是受到了_（填“促进” 、 “抑制”或“没有影响” ） ；若往(NH 4)2SO4溶液中再加入少量稀盐酸，则 值将_（填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 。（4）如果向 BaCl2 溶液中通入足量 SO2 气体，没有沉
11、淀生成，继续滴加一定量的氨水后，则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象：_。（5）向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量 SO2 气体，会立即看到白色沉淀。该沉淀的化学式为_； 原可溶性钡盐可能是_。【答案】 变小 1.7510-30.89 促进变大饱和 SO 2溶液中电离产生的 SO32 -很少 ，因此没有沉淀；加入氨水后，促进 H2SO3的电离，SO 32 -离子浓度增大，有沉淀产生 。BaSO 4Ba(NO3)2（2）前 2s 内 c(NO)的变化量为 9.5010-3-2.5010-3=7.010-3molL-1，v(NO)= 7.010-3/2=3.510-3 mol/(Ls),根据
12、速率之比和系数成正比规律可知， v(N2)=1/2 v(NO)= 1/23.510-3 mol/(Ls)= 1.7510-3 mol/(Ls)；根据图表信息可知，反应进行到 3s 后达到平衡状态，c(NO)的变化量为9.0010-3-1.0010-3=8.0010-3 molL-1，CO 的转化率为：8.0010 -3/9.0010-3=0.89；正确答案：1.7510-3；0.89 。 （3）(NH 4)2SO4属于强酸弱碱盐，NH 4+的水解促进了水的电离；溶液中加入稀盐酸后，H +浓度增大，NH 4+的水解受到抑制，溶液中的 NH4+浓度增大，所以 值变大；正确答案：促进；变大。（4）饱
13、和 SO2溶液中电离产生的 SO32-很少，因此没有沉淀；加入氨水后，溶液中的 H+与氨水中的 OH-结合，促进 H2SO3的电离，SO 32-离子浓度增大，有沉淀产生；正确答案：饱和 SO 2溶液中电离产生的 SO32 -很少 ，因此没有沉淀；加入氨水后，促进 H2SO3的电离，SO 32 -离子浓度增大，有沉淀产生 。（5）BaSO 3的溶解度大于 BaSO4 溶解度，所以向溶液中通入少量的 SO2就立即产生的白色沉淀是 BaSO4；硫7元素化合价由正 4 价升变为正 6 价，化合价升高，说明硫元素被溶液中含有的具有氧化性的离子氧化，所以原可溶性钡盐可能是 Ba(NO3)2；正确答案：Ba
14、SO 4；Ba(NO 3)2。【点睛】二氧化硫与氯化钡溶液不反应，因为亚硫酸的酸性弱于盐酸；二氧化硫与硝酸钡溶液反应，因为在酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能够把二氧化硫氧化为硫酸根离子，其与钡离子结合为硫酸钡白色沉淀，所以笼统地说可溶性钡盐与二氧化硫不反应是错误的。7 【2019 届江西省红色七校高三第一次联考】C、N、S 的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。（1）目前工业上有一种方法是用 CO 和 H2在 230，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中 0.5molCO2和 1.5molH2转化率达 80时的能量变
15、化示意图。写出该反应的热化学方程式_。（2） “亚硫酸盐法”吸收烟气中的 SO2。室温条件下，将烟气通入（NH 4)2SO3溶液中，测得溶液 pH 与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。请写出 a 点时 n(HSO3-)：n(H 2SO3)=_，b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+)：n(HSO 3-)=_。（3）催化氧化法去除 NO，一定条件下，用 NH3消除 NO 污染，其反应原理为 4NH3+6NO 5N2+ 6H2O。不同温度条件下，n(NH 3):n(NO)的物质的量之比分别为 4：l、3：l、1：3 时，得到 NO 脱除率曲线如图三所示： 请写出 N2的电子式_。 曲线
16、c 对应 NH3与 NO 的物质的量之比是_。 曲线 a 中 NO 的起始浓度为 610-4mg/m3，从 A 点到 B 点经过 0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为_mg/(m3s)。（4）间接电化学法可除 NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性,加入HSO3 ，出来 S2O42 ）:_ _。【答案】CO 2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H=-49kJ/mol 1:13:1 1：3 1.510 -4 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O8b 点时溶液的 pH=7，根据电荷守恒可知 n(NH4 )= n(HSO3-)+2
17、n(SO32-)，又根据图象曲线可知： n(SO32-)= n(HSO3-)，则 n(NH4 )=3n(HSO3-)，所以 n(NH4 )：n(HSO 3-)=3：1；因此，本题正确答案是：1:1 ；3:1；（3） N 2的电子式： ；n(NH 3):n(NO)的物质的量之比分别为 4：l、3：l、1：3 时，NO 的含量越来越大，去除率越来越低，曲线 c 对应 NH3与 NO 的物质的量之比是 1：3，其 NO 的去除率最低；曲线 a 中 NO 的起始浓度为 610-4mg/m3，从 A 点到 B 点经过 0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为=1.510-4mg/(m3s)。因此，本题正
18、确答案是： ；1：3 ；1.510 -4；（4）电解池阴极发生还原反应，硫元素化合价降低，由于阴极室溶液呈酸性，所以电极反应式为： 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。因此，本题正确答案是：2HSO 3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。【点睛】本题考查较为综合，涉及氧化还原反应，热化学方程式、反应速率、电化学等知识，对图像的正确分析和理解是解题的关键，注意把握图象中各条曲线的含义以及溶液中电荷守恒的应用。8 （1）常温下，在 200 mL 氢氧化钡溶液中含有 110-3mol 的钡离子，将此溶液与 pH3 的盐酸混合，使其混合溶液的 pH7，应取氢氧化钡溶液和盐酸的
19、体积之比是_。（2）25时，利用 pH 试纸测得 0.1molL-1醋酸溶液的 pH 约为 3，则可以估算出醋酸的电离常数约为_；向 10mL 此溶液中加入少量冰醋酸，忽略溶解过程中溶液温度和体积的微小变化，溶液中c（H ）/c（CH 3COOH）的值将_（填“增大” 、 “减小”或“无法确定” ） 。（3）电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图所示，阴极的电极反应式是_。9（4）废水中含氮化合物的处理方法有多种。 NaClO 溶液可将废水中的 NH4+转化为 N2。若处理过程中产生 N2 0.672 L（标准状况） ，则需要消耗 0.3 molL-1的 NaClO 溶液_L。 在微生物的作
20、用下，NH 4+经过两步反应会转化为 NO3-，两步反应的能量变化如图所示。则 1 mol NH4+(aq)全部被氧化成 NO3-(aq)时放出的热量是_kJ。 用 H2催化还原法可降低水中 NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的 pH_（填“升高” 、 “降低”或“不变” ） 。（5）常温下，用 NaOH 溶液作 CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品 Na2CO3。若某次捕捉后得到 pH=10 的溶液，则溶液 c(CO32-)c(HCO 3-)=_。 常温下 K1(H2CO3)=4.410-7、 K 2(H2CO3)=510-11。【答案】1：10 10
21、 -5molL1 减小 N 2+6H+6e- = 2NH3 0.3346 升高 1：2 或 0.5（2）25时，利用 pH 试纸测得 0.1molL-1 醋酸溶液的 pH 约为 3，弱电解质存在电离平衡，CH 3COOHCH3COO-+H+，常数 Ka= ，醋酸溶液的 pH 约为 3，氢离子和醋酸根离子浓度为 10-3mol/L，溶液中醋酸溶质浓度近似为 0.1mol/L，则可以估算出醋酸的电离常数约为=10-5mol/L，向 10mL 此溶液中加入少量冰醋酸，溶解后醋酸溶液浓度增大，醋酸10电离程度减小， 比值减小；(3) 根据氢离子移动方向可知，通入氢气端为阳极，通入氮气端为阴极，阴极上氮
22、气得到电子生成氨气，电极反应式为 N2+6H+6e- = 2NH3；（4）N 失去电子，Cl 得到电子，设消耗 0.3molL-1的 NaClO 溶液为 xL，由电子守恒可知，0.3molxL2= 23，解得 x=0.3；由图可知，第一步热化学反应为 NH4+ （aq）+1.5O 2（g）=2H +（aq）+NO 2- （aq）+H 2O（l）H=-273 kJmol-1，第二步热化学反应为 NO2- （aq）+0.5O 2（g）=NO 3- （aq）H=-73kJmol -1，由盖斯定律可知+得 1mol NH4+（aq）全部氧化成 NO3- （aq）的热化学方程式为 NH4+ （aq）+2
23、O 2（g）=2H +（aq）+NO3- （aq）+H 2O（l）H=-346 kJmol -1，即放出 346kJ 的热量； H 2催化还原饮用水中 NO3-，反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环，则产物为水和氮气，该反应为 5H2+2NO3- N2+4H2O+2OH-，氢氧根离子浓度增大，则 pH 升高；（5）若某次捕捉后得到 pH=10 的溶液，则溶液酸碱性主要决定 CO32-+ H2O HCO3-+ OH-，K=，c(CO 32-)c(HCO 3-)= 。9工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO x)、CO 2、SO 2等气体，严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和
24、脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。（1）反应 2NO2(g) N2(g)2O 2(g)，设起始时容器中只有 NO2，平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。则 A 点时，NO 2的转化率为_，B 点时，设容器的总压为 a Pa，则平衡常数 Kp为_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数） 。（2）向 2 L 密闭容器中加入 2 mol CO2和 6 mol H2，在适当的催化剂作用下，下列反应能自发进行：CO2(g)3H 2(g) CH3OH(g) H 2O(g)。该反应 H_0（填“” 、 “” 、 “” 、 “ 应能自发进行，所以 H-TSK(II)；反应中若把 CH3OH 和 H2O(g)的初始物质的量全部转化为 CO2和 H2，与反应初始物质的量对应相等，但反应温度高于反应，所以反应相当于在和反应等效的基础上又升高温度，平衡逆向移动，故平衡时 CH3OH 的浓度 c(I)c(II)。【点睛】本题是一道有关化学平衡的综合题，主要考查了热化学方程式书写、化学平衡影响因素的分析判断、化学平衡状态的判断、化学平衡有关计算等。注意根据盖斯定律书写热化学方程式、计算 H；明确用平衡分压代替平衡浓度表示化学平衡常数( Kp)的方法；注意恒温恒容和恒容绝热容器的分析判断，对放热反应，绝热恒容条件，温度升高则化学平衡常数减小、正反应程度减小。
