《2020版高考化学（天津专用）一轮课件：专题九 化学反应速率和化学平衡 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考化学（天津专用）一轮课件：专题九 化学反应速率和化学平衡 .pptx（146页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题九 化学反应速率和化学平衡,高考化学 (天津市专用),A组 自主命题天津卷题组,五年高考,考点一 化学反应速率,1.(2010天津理综,6,6分)下列各表述与示意图一致的是 ( ) A.图表示25 时,用0.1 molL-1盐酸滴定20 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体 积的变化 B.图中曲线表示反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0正、逆反应的平衡常数K随温度的 变化 C.图表示10 mL 0.01 molL-1 KMnO4酸性溶液与过量的0.1 molL-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+) 随时间的变化 D.图中a、b曲线分别表示反应
2、CH2 CH2(g)+H2(g) CH3CH3(g) H0使用和未使用催 化剂时,反应过程中的能量变化,答案 B A项,酸碱中和滴定,达到终点时pH发生突变;B项,该反应为放热反应,升高温度,平衡 左移,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大;C项,随着时间的推移,高锰酸钾的浓度 逐渐减小,反应速率逐渐减慢,n(Mn2+)的增加逐渐变缓;D项,该反应为放热反应,反应物总能量 应大于生成物总能量。,考点二 化学平衡,2.(2012天津理综,6,6分)已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-197 kJmol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO
3、2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确 的是 ( ) A.容器内压强p:p甲=p丙2p乙 B.SO3的质量m:m甲=m丙2m乙 C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙k乙 D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙2Q乙,答案 B 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 甲: 2 mol 1 mol 0 乙: 1 mol 0.5 mol 0 丙: 0 0 2 mol 由甲、乙、丙中各物质的物质的量可知,甲、丙属于等效平衡,故容器内压强p甲=p丙,SO3的质 量m甲=m丙。甲、乙相比,
4、起始时甲中的压强是乙中压强的2倍,增大压强,平衡正向移动,故p甲2m乙。甲、乙中,起始时各物质的物质的量之比均等于化学方程 式中各物质的化学计量数之比,故反应达到平衡时,c(SO2)与c(O2)之比k甲=k乙。甲、丙中反应是 从正、逆两个不同起始方向进行的,且甲、丙达到的平衡属于等效平衡;若甲、丙中反应物的 转化率均为50%,则甲中放出的热量与丙中吸收的热量相等;若甲、丙中反应物的转化率不相 等,则甲中放出的热量与丙中吸收的热量不相等。,3.(2015天津理综,6,6分)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应: X(g)+mY(g) 3Z(g)
5、平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次 达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为11 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 molL-1,答案 D 在2 L的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比,即平衡时,n(X)n(Y)n(Z)=30%60%10%=361。设第一次平衡时X消耗的物质的量为x,则 X(g) + mY(g) 3Z(g) 初始 1 mol 2 mol 0 转化 x mx 3x 平衡 1 mol
6、-x 2 mol-mx 3x 则(1 mol-x)(2 mol-mx)3x=361,解得x=0.1 mol、m=2,由此可得,A项、C项正确。同理可得第二次平衡时,Z的浓度为0.2 molL-1,D项错误。平衡常数只与温度有关,两次平衡反应温度相同,故平衡常数相同,B项正确。,4.(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,加热至
7、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,故第二阶段Ni
8、(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。,考点三 化学平衡常数与化学平衡有关的计算,5.(2019天津理综,10,14分)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的 简易过程。 回答下列问题: .硅粉与HCl在300 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方 程式为 。SiHCl3的电子式为 。 .将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为: SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3
9、(g)+HCl(g) H10 3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g) H20,2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g) 3SiHCl3(g) H3 (1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称 (填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为 。 (2)已知体系自由能变G=H-TS,Gv逆,b.v正:A点E点 c.反应适宜温度:480520 (4)反应的H3= (用H1,H2表示)。温度升高,反应的平衡常数K (填“增 大”“减小”或“不变”)。 (5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl
10、3和Si外,还有 (填分子式)。,答案 (14分).Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H=-225 kJmol-1 .(1)阴极 2H2O+2e- H2+2OH-或2H+2e- H2 (2)1 000 H2H1导致反应的G小 (3)a、c (4)H2-H1 减小 (5)HCl、H2,解析 本题涉及的知识点有热化学方程式的书写、电子式的书写、电解原理、反应自发 性、化学平衡等;通过阅读题目提取信息,考查了接受、吸收、整合化学信息的能力;通过分析 题图、推理等认识研究对象的本质特征,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养,以及创 新思维和创新意识的价值观念。 .放热焓变为
11、负值,书写热化学方程式时应标明物质状态。 .(1)电解KOH溶液,H2为还原产物,则产生H2的电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2 +2OH-。 (2)G0、 S1=0,而反应的H2v逆,a项正确;E点温度比A点高,正反应速率:A点E点,b项错误;C到D温度区间SiCl4的转化率 较高,对应温度为480520 ,c项正确。 (4)由盖斯定律,反应=反应-反应,故H3=H2-H10。升高温度,反应逆向移动,该反,应的平衡常数减小。 (5)从流程图看,除SiCl4、SiHCl3和Si外,H2、HCl既是某反应的产物,又是其他反应的反应物,故 H2、HCl也可以循环使用。,关联知识 自由能
12、变G与化学反应的自发性 G=H-TS 对于H0的反应,G一定小于0,反应在任何温度下,都能自发进行; 对于H0、S0的反应,在高温下能自发进行; 对于H0、S0的反应,在任何温度下都不能自发进行。,6.(2012天津理综,10,14分)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯 丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g) 请回答下列问题: (1)上述反应的化学平衡常数表达式为 。 (2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为23,则H2的平衡转化率为 ;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,
13、则该反应为 反应(填“吸热”或“放 热”)。 (3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:,第一阶段反应的化学方程式为 ;580 时,固体物质的主要成 分为 ;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为 。 (4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g); WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O(g) H=+66.0 kJmol-1 WO2(g)+2H2(g) W(s)+2H2O(g) H=-137.9 kJmol-1 则WO2(s) WO2(g)的H= 。 (5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的
14、使用寿命,其工作 原理为:W(s)+2I2(g) WI4(g)。下列说法正确的有 。 a.灯管内的I2可循环使用 b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上 c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长,d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢,答案 (14分)(1)K= (2)60% 吸热 (3)2WO3+H2 W2O5+H2O W2O5、WO2 114 (4)+203.9 kJmol-1 (5)a、b,解析 (1)题述反应中,WO3和W为固体,故该反应的化学平衡常数表达式为K= 。 (2)设平衡时,水蒸气的体积为3 L,则消耗H2的体积也为3 L,反应起始时H2的体积
15、应为3 L+2 L= 5 L,则H2的平衡转化率为 100%=60%。随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,说明平 衡正向移动,根据勒夏特列原理可知,正反应是吸热反应。 (3)由表中信息可知,第一阶段的反应物为WO3和H2,生成物为H2O和W2O5;580 时固体物质的 主要成分为W2O5和WO2;三个阶段的化学反应分别为2WO3+H2 W2O5+H2O,W2O5+H2 2WO2+H2O,2WO2+4H2 2W+4H2O,若WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2的物质的量之比 为114。 (4)用第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得:WO2(s) WO2(g) H=+66.0 kJ m
16、ol-1+137.9 kJmol-1=+203.9 kJmol-1。 (5)根据题中灯管工作原理可知,灯管内的I2可循环使用;温度约为3 000 时,WI4在灯丝上分解, 产生的W又沉积在灯丝上,故加入I2可延长灯管的使用寿命,a、b正确,c错误;温度升高,WI4的分 解速率加快,W和I2的化合速率也加快,d错误。,7.(2014天津理综,10,14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1 一种工业合成氨的简易流程图如下: (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶
17、液中通入空气, 得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: 。 (2)步骤中制氢气原理如下: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H=+206.4 kJmol-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJmol-1,对于反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为 20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率
18、为 。 (3)图1表示500 、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a 点数据计算N2的平衡体积分数: 。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料 气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。,(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号) 。简述 本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: 。,答案 (1)2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S (2)a 90% (3)14.5% (4) (5) 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用,解析 (1)由题给反
19、应信息不难写出再生反应的化学方程式为2NH4HS+O2 2S+ 2NH3H2O。 (2)增大水蒸气浓度,平衡右移,但H2百分含量不一定提高;加入催化剂,对平衡无影响,不能提高 H2百分含量;降低压强,反应速率减慢。 设达到平衡时CO转化了x mol。 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) n起始 0.2 mol 0 mol 0.8 mol n平衡 (0.2-x)mol x mol (0.8+x)mol (0.2-x)+x+(0.8+x)=1.18,x=0.18,CO= 100%=90%。 (3)方法1:设达到平衡时N2转化了x mol。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g
20、) n起始 n mol 3n mol 0 n平衡 (n-x) mol (3n-3x)mol 2x mol,100%=42%,x=0.592n 故N2体积分数= 100%= 100%14.5%。 方法2:由N2、H2按13投料,N2与H2又按照13发生反应,故从反应开始到反应平衡,N2和H2之 比始终为13。N2体积分数= (1-42%)=14.5%。 (4)反应初期,NH3从无到有,在未达到平衡前,NH3物质的量是增大的,达到平衡后,温度升高,平 衡向逆向移动,NH3物质的量逐渐减小,曲线见答案。 (5)通过热交换器(步骤),加热进入合成塔的原料气,同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。 提高原料
21、总转化率的方法有:对N2、H2加压;将产物NH3液化分离,减小生成物浓度;将未 反应的N2、H2循环使用。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 化学反应速率,1.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油 脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是 ( ) A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快 B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快 C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解 D.高温高压液态水中的油脂水解,相当
22、于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-) 的碱的水解,答案 D 体系温度升高,油脂水解反应速率加快,A正确;高温高压液态水中,油脂与水的互溶 能力增强,增大了油脂分子与水分子的接触,水解反应速率加快,B正确;高温高压液态水中,c(H+) 增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C正确;高温高压下的液态水,尽管具 有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),但仍然呈中性,c(H+)=c(OH-),与常温下在油脂水解 时加入相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱不相同,D错误。,疑难突破 升高温度(A)、增大反应物的接触面积(B)、使用催化剂(C)均能使化学反
23、应速率 加快。,2.(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,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。,3.(2017课标,28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、 H3AsO4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)
24、已知:As(s)+ H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s) 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
25、变化 b.v(I-)=2v(As ) c.c(As )/c(As )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
26、电子守恒及原子守恒可以配平反应的化学方程式:2As2S3+5O2+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
27、行,tm时反应继续正向进行,v正v逆。 tm时As 浓度比tn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。,4.(2018课标,28,15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等 工业中得到广泛应用
28、。回答下列问题: (1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体, 其分子式为 。 (2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5(g)分解反应: 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 2N2O4(g) 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示t= 时,N2O5(g)完全分解:,已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g) N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1 则反应N2O5(g) 2NO2(g)
29、+ O2(g)的H= kJmol-1。 研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=210-3 (kPamin-1)。t=62 min时,测得体系中 = 2.9 kPa,则此时的 = kPa,v= kPamin-1。 若提高反应温度至35 ,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35 ) 63.1 kPa(填“大 于”“等于”或“小于”),原因是 。 25 时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计 算结果保留1位小数)。 (3)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程: 第一步 N2O5 NO2+NO
30、3 快速平衡 第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应,第三步 NO+NO3 2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。 A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3 C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高,答案 (1)O2 (2)53.1 30.0 6.010-2 大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二 聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 (3)AC,解析 (1)氯气具有强氧化性,氮元素化合价不变,Ag应以AgCl形式存在,则被氧化
31、的是氧元素, 对应的氧化产物为O2,反应的化学方程式为4AgNO3+2Cl2 4AgCl+2N2O5+O2。 (2)2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4 kJmol-1 a 2NO2(g) N2O4(g) H2=-55.3 kJmol-1 b 根据盖斯定律,由 -b可得:N2O5(g) 2NO2(g)+ O2(g) H=53.1 kJmol-1。 由2N2O5(g)O2(g)可知, =2.9 kPa时N2O5分压减小5.8 kPa,此时 =(35.8-5.8)kPa=30.0 kPa。v=210-3 (kPamin-1)=210-330(kPamin-1)=6.010
32、-2 kPamin-1。 t=时,N2O5完全分解。 2N2O5 2N2O4+O2 2 2 1 35.8 kPa =35.8 kPa =17.9 kPa 设达平衡时,N2O4分压减小了x kPa。 N2O4 2NO2,开始分压(kPa) 35.8 0 变化分压(kPa) x 2x 平衡分压(kPa) 35.8-x 2x (35.8-x)kPa+2x kPa+17.9 kPa=63.1 kPa,解得x=9.4,则平衡时 =26.4 kPa, =18.8 kPa,K= kPa13.4 kPa。 (3)第一步反应为快反应,其逆反应的速率也比第二步反应的速率快,A正确;从反应方程式看, 中间产物有NO
33、3、NO,B错误;由于第二步反应是慢反应,说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C 正确;第三步是快反应,故其活化能应较低,D错误。,考点二 化学平衡,5.(2019浙江4月选考,17,2分)下列说法正确的是 ( ) A.H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变 B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) 2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,
34、当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1,答案 B 选项A,缩小反应容器体积,H2(g)、I2(g)和HI(g)的浓度均增大,故正逆反应速率都会 加快,A错误;选项B,碳的质量不再改变时,其他各物质的物质的量也均不再变化,说明反应已达 平衡,B正确;选项C,若A、C同时是气体,反应前后气体总物质的量不相等,压强不再随时间变 化能说明反应已达平衡,C错误;选项D,Q1从反应物(正反应)开始,生成0.2 mol NH3时放出的热 量,Q2为从生成物(逆反应)开始,消耗0.2 mol NH3时吸收的热量,故Q1=Q2,D错误。,疑难突破 设N2+3H2 2
35、NH3 H1=Q kJ/ mol,则2NH3 N2+3H2,H2=-Q kJ/ mol,依题意 有:|Q1|=10%|Q|,|Q2|=10%|-Q|=10%|Q|,故|Q1|=|Q2|。,6.(2019浙江4月选考,20,2分)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却 很少。下列解析不正确的是 ( ) A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积 B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少 C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq) D.海水呈弱碱性,大气
36、中CO2浓度增加,会导致海水中C 浓度增大,答案 D 石灰岩的形成是CaCO3的沉积结果,海水中溶解有一定量的CO2,CaCO3、CO2与H2O 之间存在下列平衡:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq),海水中CO2的溶解度随温度 的升高而减小,随压强的增大而增大,在浅海地区水温较高,同时海水底层压力较小,因而溶解 的CO2的浓度较小,上述平衡向生成CaCO3的方向移动,因而在浅海地区有厚层的石灰石沉积, 深海地区情况恰好相反,故深海地区沉积的CaCO3很少。海水呈弱碱性,pH一般为7.88.4,导致 海水中的CO2主要以HC 形式存在,大气中CO2浓度增加
37、,平衡CO2(aq)+H2O(l) H2CO3 H+HC 右移使海水中HC 浓度增大,考虑到C +CO2+H2O 2HC ,C 浓度会减 小。综上所述可推知A、B、C正确,D错误。 创新点 命题素材创新及解题方法创新。本题以自然界浅海和深海地区石灰石沉积厚度的 不同为命题素材,考查学生应用平衡移动原理分析解决实际问题的能力。,7.(2015四川理综,7,6分)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2 (g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示: 已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是 ( ) A.550 时
38、,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动 B.650 时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C.T 时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动,D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总,答案 B A项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v正、v逆均减小,平衡 应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1 mol,达到平衡时转化了x mol,利用三段式: C(s)+CO2(g) 2CO(g) n始/mol 1 0 n转化/mol x 2x n平/mol 1-x 2x 则有 100%=40.0%,解得x=0.25,
39、CO2的转化率为 100%=25.0%,正确;C项,因为 是恒压体系,T 达平衡时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移 动,错误;D项,Kp= = =23.04p总,错误。,8.(2016课标,27,15分)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: (1)NaClO2的化学名称为 。 (2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。,写出NaClO2溶液脱
40、硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强,NO的转化率 (填“提高”“不变”或“降低”)。 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”)。 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pc如图所示。,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”)。,反应Cl +2S 2S +Cl-的平衡常数K表达式为 。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO
41、2,也能得到较好的烟气脱硫效果。 从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。 已知下列反应: SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l) H1 ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq) H2 CaSO4(s) Ca2+(aq)+S (aq) H3 则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H= 。,答案 (1)亚氯酸钠(2分) (2)4NO+3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-(2分) 提高(1分) 减小(1分) 大于(1分) NO溶解度较低或脱
42、硝反应活化能较高(1分) (3)减小(1分) (2分) (4)形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高(2分) H1+H2-H3(2分),解析 (1)NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。(2)脱硝过程就是烟气中的NO被NaClO2溶液吸 收的过程,由表中数据可知NO与Cl 在溶液中反应后主要生成N 和Cl-,离子方程式为4NO+ 3Cl +4OH- 4N +2H2O+3Cl-;增加压强,NO在溶液中的溶解度增大,NO的转化率提高。 随着吸收反应的进行,c(OH-)减小,pH逐渐减小。由表中数据可知,反应一段时间后溶液中 S 的浓度大于N 的浓度,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速
43、率。(3)由图像可知,升高温 度,气体的平衡分压增大,说明平衡逆向移动,平衡常数减小。(4)采用Ca(ClO)2替代NaClO脱 硫,反应生成CaSO4沉淀,平衡向产物方向移动,SO2转化率提高。SO2(g)+2OH-(aq) S (aq)+H2O(l) H1(),ClO-(aq)+S (aq) S (aq)+Cl-(aq) H2(),CaSO4(s) Ca2+(aq) +S (aq) H3(),运用盖斯定律,由()+()-()可得反应:SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH- (aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq),故H=H1+H2-H3。,解题 认真分析
44、表格中数据以及图像中隐含的信息,结合化学反应速率和化学平衡知识进行 解答。,疑难突破 -lgpc为减函数,温度升高时,-lgpc减小,说明pc增大,SO2和NO的分压增大,平衡逆向移 动,证明正反应为放热反应。,考点三 化学平衡常数与化学平衡有关的计算,9.(2015重庆理综,7,6分)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的 危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) K=0.1 反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是 ( ) A.升高温度,H2S浓度
45、增加,表明该反应是吸热反应 B.通入CO后,正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80%,答案 C 由题中信息可列三段式: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 起始: 10 mol x mol 0 0 转化: 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol 平衡: 8 mol (x-2) mol 2 mol 2 mol 设容器体积为V L,由K= = =0.1,解得x=7,C项正确。,10.(2019课标,28,14分)水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主 要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工
46、业领域中。回答下列问题: (1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部 分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO 还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小 于”)。 (2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应, 则平衡时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。 A.0.50 (3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研
47、究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如 图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。,可知水煤气变换的H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活 化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式 。 (4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示), 催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的 和pCO相等、 和 相等。,计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率 (a)= kPamin-1。467 时 和pCO随时 间变化关系的曲线分别是 、 。489 时 和pCO随时间变化关系的曲线分 别是 、 。,答案 (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*) (4)0.004 7 b c a d,解析 本题涉及化学反应速率、化学平衡的相关计算及化学平衡移动的影响因素,主要考查 学生运用图表、图形分析和解决化学问题的能力。借助水煤气变换反应认