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1、2011年高考化学（高考真题 模拟新题）分类解析汇编：g单元 化学反应速率和化学平衡 word版含解析G单元 化学反应速率和化学平衡 G1 化学反应速率 28(D4 J4G12011?安徽卷 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。 3,1 (1)实验前:?先用0.1 mol?LHSO洗涤Fe粉，其目的是_，然后24用蒸馏水洗涤至中性;?将KNO溶液的pH调至2.5;?为防止空气中的O对脱氮的影响，32应向KNO溶液中通入_(写化学式)。 3图1,19 (2)图1,19表示足量
2、Fe粉还原上述KNO溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、3pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t时刻前该反应的1，离子方程式 _ 。t时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH的浓度在增大，142，Fe的浓度却没有增大，可能的原因是_。 (3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三: 假设一:溶液的pH; 假设二:_; 假设二:_; (4)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。 , (已知:溶液中的NO浓度可用离子色谱仪测定) 3实验步骤及结论: 28(D4 J4G1 (1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N 2，,2，2，,(2)4F
3、e，10H，NO=Fe，NH，3HO 生成的Fe水解(或和溶液中OH结合) 342(3)温度 铁粉颗粒大小 (4) 实验步骤及结论: ?分别取等体积、等浓度的KNO溶液于不同的试管中; 3?调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N; 2?分别向上述溶液种加入足量的同种铁粉; ,?用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的NO的浓度; 3,若pH不同的KNO溶液中，测出NO浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无33影响。 【解析】 (1)先用稀硫酸洗涤Fe粉的目的是除去铁粉中氧化物杂质,为防止空气中的氧气对脱氮的影响应向KNO溶液中通入N。 32，2，,(2)由图可知从0到t时刻NH、Fe的物质
4、的量浓度在不断增大H、NO的物质的143,，2，量浓度不断减小因此离子方程式为:4Fe，NO，10H=4Fe，NH，3HO,t时刻后34212，,2，Fe发生水解(或与溶液中的OH结合)导致反应虽然继续进行但Fe的浓度却不增加。 (3)根据影响化学反应速率的条件推断影响脱氮的因素除了溶液的pH外可能有溶液的温度、铁粉颗粒大小等, (4)本小题为开放性试题合理即可示例见答案。 G2 化学平衡及勒夏特列原理化学反应 2,进行的方向(课标中必须有)9.G22011?安徽卷 电镀废液中CrO可通过下列反应转化27成铬黄(PbCrO): 42,2，CrO(aq)，2Pb(aq)，HO(l) 2PbCrO
5、(s)，2H(aq) H1 33v，20 ?，C(升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 n，0 ?，D(从Y,0到Y,0.113，CHCOCHCOH(CH)的,1 3232n，20 ?，12(G2G3 【解析】 D 温度越高反应速率越快达到平衡越早b早达到平衡表示b为20 ?下的曲线A项错误,从图象易知20 min时b曲线反应速率快即20 ?下反应速率快B项错误,由图示可知温度越高反应物的转化分数越小即平衡转化率越低C项错误,由图示66 min时两个温度下转化分数相同则生成的CHCOCHCOH(CH)物质的量相同3232D项正确。 图0 2，2，12(G2 2011?福建卷 25
6、?时，在含有Pb、Sn的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，2，2，2，2，发生反应:Sn(s)，Pb(aq) Sn(aq)，Pb(s)，体系中c(Pb)和c(Sn)变化关系如图所示。下列判断正确的是( ) 2，A(往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb)增大 2，B(往平衡体系中加入少量Sn(NO)固体后，c(Pb)变小 322，C(升高温度，平衡体系中c(Pb)增大，说明该反应H0 D(25 ?时，该反应的平衡常数K,2.2 12(G2 【解析】 D 由于加入的固体Pb对反应物和生成物的浓度都不会产生影响2，2，平衡不会发生移动故A项错误,加入Sn(NO)后Sn浓度增大平衡向左移动c(Pb)32
7、2，应增大故B项错误。升高温度平衡体系中c(Pb)增大说明平衡逆向移动即逆向为吸2，c，Sn，热方向、正向为放热方向该反应H”4或“ ”)。实际生产条件控制在250?、1.310 kPa左右，选择此压强的理由是_ _。 28(F2、G2 (1)3NO，HO=2HNO，NO 6.72 2238(2),41.8 b 2.67或 34(3) 在1.310 kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失 【解析】 (1)NO与水反应的化学方程式为3NO，HO=2HNO，NO。分析题给化学2223方程式可知1 mol NO参加反应转移4 mol电子故转移1.2 mol
8、电子时消耗NO的物质22的量为0.3 mol在标准状况下的体积为6.72 L。 (2)将第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式并除2得NO(g)，2,1SO(g) SO(g)，NO(g) H,41.8 kJ?mol。该反应为气体物质的量不变的反应反23应过程中体系压强为恒量a不能,混合气体颜色保持不变即NO的浓度保持不变b能,2SO和NO的体积比恒为1?1c不能,SO的消耗速率和NO的生成速率均是逆反应速率332故d不能。 NO(g)，SO(g) SO(g)，NO(g) 223起始量(mol) 1 2 0 0 变化量(mol) x x x x 平衡量(mol) 1,x 2,x x x 1,x
9、1则有,解得x,0.8 2,x60.80.8c，SO，?c，NO，83K,。 c，SO，?c，NO，0.21.2322(3)分析图象可知温度越高CO的平衡转化率越低说明升高温度平衡向左移动反应为放热反应H,0。 29.F5、G2、O12011?四川卷 开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS)燃烧产生的SO通过下列碘循环22工艺过程既能制HSO，又能制H。 242请回答下列问题: (1)已知1 g FeS完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS燃烧反应的热化学方程式为22_。 (2)该循环工艺过程的总反应方程式为_。 (3)用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H的
10、目的是2_。 (4)用吸收H后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正2极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为: 放电NiO(OH)，MH Ni(OH)，M 2充电?电池放电时，负极的电极反应式为_。 ?充电完成时，Ni(OH)全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O，O222扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。 高温(F5、G2、O1 【答案】 (1)4FeS(s)，11O(g)=2FeO(s)，8SO(g),H,3408 2922232k
11、J/mol (2)2HO，SO=HSO，H 22242(3)减小H浓度使HI分解平衡正向移动提高HI的分解率 2,(4)?MH，OH,e=M，HO 2,?2HO，O，4e=4OH 22【解析】 该工艺过程的原理是:?SO，I，2HO=HSO，2HI?2HI H，I。2222422则总反应式为?，?即2HO，SO=HSO，H。(4)?蓄电池放电时是原电池、充电时22242是电解池。只要记清原电池中“负氧化、正还原”电解池中“阳氧化、阴还原”的规律在写电极反应式时先弄清楚是原电池还是电解池然后将给出的总反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应按需选取即可。?中阴极的电极反应有两个第一阶段是充电时的反应
12、式,由?中的方法不难确定为M，HO，e=MH，OH第二阶段为吸收氧气的电解反应式2,由题意氧气在阴极被还原结合该蓄电池中电解质溶液显碱性可知氧气被还原为OH所,以其电极方程式为:2HO，O，4e=4OH。 222,2,10.F4G2 2011?天津卷 工业废水中常含有一定量的CrO和CrO，它们会对人类及274生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。 方法1:还原沉淀法 该法的工艺流程为 ，2，,HFeOH2,2,3，CrO?CrO?Cr?Cr(OH)? 4273?转化?还原?沉淀其中第?步存在平衡: 2,，2,2CrO(黄色)，2H CrO(橙色)，HO 4272(1)若平
13、衡体系的pH,2，该溶液显_色。 (2)能说明第?步反应达平衡状态的是_。 2,2,a(CrO和CrO的浓度相同 2742,2,b(2v(CrO),v(CrO) 274c(溶液的颜色不变 2,(3)第?步中，还原1 mol CrO离子，需要_mol的FeSO?7HO。 2742(4)第?步生成的Cr(OH)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: 33，,Cr(OH)(s) Cr(aq)，3OH(aq) 33，3,3，,5常温下，Cr(OH)的溶度积K,c(Cr)?c(OH),10,32，要使c(Cr)降至10mol/L，3sp溶液的pH应调至_。 方法2:电解法 2,该法用Fe做电极电解含CrO的酸性
14、废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，27产生Cr(OH)沉淀。 3(5)用Fe做电极的原因为_ _。 (6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)_。 溶液中同时生成的沉淀还有_。 10(F4G2 (1)橙 (2)c (3)6 (4)5 ,2，2，(5)阳极反应为Fe,2e=Fe提供还原剂Fe ，,(6)2H，2e=H? Fe(OH) 23，【解析】 (1)溶液pH,2时溶液中c(H)浓度较大平衡正向移动故溶液显橙色。 (2)a项由于反应平衡常数未知故反应进行的程度也未知当两者浓度相等时反应不一定达到平衡,b项没有指明这些物质的反应速率代表正反应还是逆反应也不能说明一定达到平
15、衡,c项当溶液的颜色不变时说明体系中各微粒浓度都不再改变故达到平衡状态。 2,3，,2，3，,2,2(3)结合关系式CrO，2Cr，6e、Fe，Fe，e根据电子守恒可知CrO，6Fe2727，故需要6 mol FeSO?7HO。 42,323310K,sp,9,1，,5,1(4)因为c(OH),10mol?L故c(H),10mol?LpH,5。 ,3，,5c，Cr，10,2，2，2,(5)当用铁作电极时阳极反应式为Fe,2e=Fe生成的Fe具有还原性将CrO273，2，还原为Cr从而生成Cr(OH)沉淀因而铁作电极是为了生成还原剂Fe。 3，,(6)在阴极上只能是H得电子生成氢气电极反应式为2
16、H，2e=H?随着电极附2，,，2，2,近c(H)减小使得溶液中c(OH),c(H)溶液显碱性,同时阳极上生成的Fe被CrO273，氧化为Fe随着碱性的增强而生成Fe(OH)沉淀下来。 310(G2G32011?重庆卷 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图0的是( ) 图0 A(CO(g)，2NH(g) CO(NH)(s)，HO(g); 23222H0 222C(CHCHOH(g) CH=CH(g)，HO(g); 32222H0 D(2CHCHCH(g)，O(g) 2CHCH=CH(g)，2HO(g);HT拐点之后T温度下达到2212平衡时水蒸气的含量较少因此确定升高温
17、度平衡逆向移动即此反应正向为放热反应排除B、C。右边图象为压强与时间的图象拐点前可判断pp拐点后可判断增大压强12平衡正向移动确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和排除D。 G3 速率、平衡图像 催化剂12(G2G32011?北京卷 已知反应:2CHCOCH(l) CHCOCHCOH(CH)(l)。333232取等量CHCOCH，分别在0 ?和20 ?下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y,t)33如图所示。下列说法正确的是( ) 图0 A(b代表0 ?下CHCOCH的Y,t曲线 33v，0 ?，B(反应进行到20 min末，CHCOCH的1 33v，20 ?，C
18、(升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 n，0 ?，D(从Y,0到Y,0.113，CHCOCHCOH(CH)的,1 3232n，20 ?，12(G2G3 【解析】 D 温度越高反应速率越快达到平衡越早b早达到平衡表示b为20 ?下的曲线A项错误,从图象易知20 min时b曲线反应速率快即20 ?下反应速率快B项错误,由图示可知温度越高反应物的转化分数越小即平衡转化率越低C项错误,由图示66 min时两个温度下转化分数相同则生成的CHCOCHCOH(CH)物质的量相同3232D项正确。 (G3 G4 F2 312011?广东卷 利用光能和光催化剂，可将CO和HO(g)转化为CH和O。
19、紫外光照2242射时，在不同催化剂(?，?，?)作用下，CH产量随光照时间的变化如图0所示。 4图0 (1)在0,30小时内，CH的平均生成速率v、v和v从大到小的顺序为_;?4反应开始后的12小时内，在第_种催化剂作用下，收集的CH最多。 4(2)将所得CH与HO(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应:CH(g)，HO(g)=CO(g)4242,1，3H(g)。该反应的H,，206 kJ?mol。 2?画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。 ?将等物质的量的CH和HO(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达到平衡，42平衡常数K,27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求
20、CH的平衡转化率(计算结果保4留两位有效数字)。 ,1(3)已知:CH(g)，2O(g)=CO(g)，2HO(g) H,802 kJ?mol。写出由CO生成42222CO的热化学方程式_。 31(G3 G4 F2 (1)v,v,v ? ?(2)? ?设CH的初始物质的量为x mol 4则CH(g) ， HO(g) CO(g) ， 3H(g) 422初始浓度 xx,1/mol?L 11平衡浓度 x,0.10x,0.100.100.30,1/mol?L 1111330.100.30c，CO，?c，H，2K,27 ,2c，CH，?c，HO，x,0.10，42解得:x,0.11 0.10转化率,100
21、%,91% 0.11,1(3)CO(g)，3HO(g)=CO(g)，3H(g)，2O(g) H,，1008 kJ?mol 2222产量CH4【解析】 (1)0，30小时内CH的平均速率,由图可知30小时内CH的4430 h产量?,?,?即速率关系为?,?,?,前12小时第?种催化剂作用下收集的CH4最多。(2)?该反应中CH的用量越多放出的热量越多成正比例关系。 4?假设CH和HO的起始量均为x mol结合平衡时n(CO),0.10 mol有: 42CH(g)，HO(g)=CO(g)，3H(g) 422起始浓度 x x 0 0 ,1，mol?L，变化量 0.10 0.10 0.10 0.30
22、,1，mol?L，平衡浓度 x,0.10 x,0.10 0.10 0.30 ,1，mol?L，33c，CO，c，H，0.100.300.102,1结合K,27解得x,0.11 mol?LCH的转化率,24c，CH，c，HO，x,0.10，0.1142100%,91%。 ,1(3)由已知反应:?CH(g)，HO(g) CO(g)，3H(g) H,，206 kJ?mol, 422?CH(g)，2O(g)=2CO(g)，2HO(g) 4222,1H,802 kJ?mol, ?,?式得热化学反应方程式: ,1CO(g)，3HO(g)=2O(g)，CO(g)，3H(g) H,，1008 kJ?mol。
23、2222催化剂28(G32011?全国卷 反应aA(g)，bB(g) cC(g) (H”“ 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动 (6) (注:只要曲线能表示出平衡向逆反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可) 【解析】 (1)第?阶段A、B、C的物质的量浓度变化值分别为(减少)1.0 mol/L、(减少)3.0 mol/L、(增加)2.0 mol/L方程式中各物质浓度的变化量之比等于其化学计量数之比因此计算得a?b?c,1?3?2。 (2)根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值可计算三个阶段用A表示的化学反应，2.0,1.0， mol/L，1.0,0.62， mol/L速率分别为:
24、,0.05 mol/(L?min)、,0.025 mol/(L?min)、20 min15 min，0.62,0.50， mol/L,0.012 mol/(L?min)。 min106.0,3.00(3)转化率是物质的减少量与初始量的比值因此三个阶段B的转化率分别为6.03.00,1.861.86,1.50100%,50%、100%,38%、100%,19%。 3.001.86(4)第?阶段C是从0开始的因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C即减少生成物浓度平衡正向移动。 (5)第?阶段的开始与第?阶段的平衡各物质的量均相等根据A、B的量减少C的量增加可判断平衡是正向移动的根据平衡开始时浓度
25、确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的另外题目所给条件容器的体积不变则改变压强也不可能因此一定为温度的影响此反应正向为放热反应可以推测为降低温度另外结合A的速率在三个阶段的情况确定改变的条件一定为降低温度。 (6)首先应该考虑到气体的物质的量浓度为气体的物质的量与容器体积的比值因此容器扩大一倍则各物质的浓度减小为原来的一半另外考虑容器体积增大平衡向气体的物质的量增大的方向移动即向逆反应方向移动。 6.G3G5 2011?天津卷 向绝热恒容密闭容器中通入SO和NO，一定条件下使反应22SO(g)，NO(g) SO(g)，NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。 223图0 由
26、图可得出的正确结论是( ) A(反应在c点达到平衡状态 B(反应物浓度:a点小于b点 C(反应物的总能量低于生成物的总能量 D(t,t时，SO的转化率:a,b段小于b,c段 1226(G3G5 【解析】 D 该反应是从正反应方向开始由图可以看出反应速率在逐渐增加故在绝热容器中反应体系温度升高可知该反应的正反应是放热反应但随着时间的推移反应物浓度逐渐减小反应速率会有所下降只有当反应速率不再改变时反应才达到平衡即平衡点将在c点之后A错,由于a点到b点反应一直正向进行故反应物浓度b点小于a点B错,由于该反应是放热反应故反应物的总能量大于生成物的总能量C错,由于到c点反应仍未达到平衡但速率一直在增大故
27、SO的转化率一直在增大D对。 210(G2G32011?重庆卷 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图0的是( ) 图0 A(CO(g)，2NH(g) CO(NH)(s)，HO(g); 23222H0 222C(CHCHOH(g) CH=CH(g)，HO(g); 32222H0 D(2CHCHCH(g)，O(g) 2CHCH=CH(g)，2HO(g);HT拐点之后T温度下达到2212平衡时水蒸气的含量较少因此确定升高温度平衡逆向移动即此反应正向为放热反应排除B、C。右边图象为压强与时间的图象拐点前可判断pp拐点后可判断增大压强12平衡正向移动确定此反应生成物的气体的物质的
28、量之和小于反应物气体的物质的量之和排除D。 G4 等效平衡与化学平衡计算 31(G3 G4 F2 2011?广东卷 利用光能和光催化剂，可将CO和HO(g)转化为CH和O。紫外光照2242射时，在不同催化剂(?，?，?)作用下，CH产量随光照时间的变化如图0所示。 4图0 (1)在0,30小时内，CH的平均生成速率v、v和v从大到小的顺序为_;?4反应开始后的12小时内，在第_种催化剂作用下，收集的CH最多。 4(2)将所得CH与HO(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应:CH(g)，HO(g)=CO(g)4242,1，3H(g)。该反应的H,，206 kJ?mol。 2?画出反应过程中体系能量
29、变化图(进行必要标注)。 ?将等物质的量的CH和HO(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达到平衡，42平衡常数K,27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH的平衡转化率(计算结果保4留两位有效数字)。 ,1(3)已知:CH(g)，2O(g)=CO(g)，2HO(g) H,802 kJ?mol。写出由CO生成42222CO的热化学方程式_。 31(G3 G4 F2 (1)v,v,v ? ?(2)? ?设CH的初始物质的量为x mol 4则CH(g) ， HO(g) CO(g) ， 3H(g) 422初始浓度 xx,1/mol?L 11平衡浓度 x,0.10x,0.100.100.30,1/mol?L 1111330.100.30c，CO，?c，H，2K,27 ,2c，CH，?c，HO，x,0.10，42解得:x,0.11 0.10转化率,100%,91% 0.11,1(3)CO(g)，3HO(g)=CO(g)，3H(g)，2O(g) H,，1008 kJ?mol 2222产量CH4【解析】 (1)0，30小时内CH的平均速率,由图可知30小时内CH的4430 h产量?,?,?即速率关系为?,?,?,前12小时第?种催化剂作用下收集的CH4的用量越多放出的热量越多成正比例关系。 最多。(2)?该反应中CH4?假设CH和HO的起始量均为x mol结合平衡时n(CO