(2010-2019)十年高考化学真题分类汇编专题06化学反应速率和化学平衡(解析版).docx
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1、十年高考真题分类汇编(十年高考真题分类汇编(20102010- -20192019) 化学化学 专题六专题六 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡 题型一:题型一:化学反应速率与化学平衡的有关概念及影响因素化学反应速率与化学平衡的有关概念及影响因素.1.1 题型二:题型二: 化学平衡常数与转化率化学平衡常数与转化率.20.20 题型三:题型三:化学平衡常数与化学平衡有关的计算化学平衡常数与化学平衡有关的计算.42.42 题型一:题型一:化学反应速率与化学平衡的有关概念及影响因素化学反应速率与化学平衡的有关概念及影响因素 1.1.(20192019浙江浙江 4 4 月选考月选考1717)
2、 A. H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积, B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g), 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 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, 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】【答案】B B 【解析】【解析】 本题考查化学反应速率的影响因素, 可逆反应化学平衡状态的判断与可逆反应中的 能量变化判断。对于反应 H2(g)+I2(
3、g)2HI(g),反应前后气体分子数相等,缩小反应容 器体积,平衡不移动,正逆反应速率增大相同的倍数,A 项错误;碳的质量不变,说明正、 逆反应速率相等,反应已达平衡状态,B 项正确;恒温恒容条件下,若 A、C 同时为气体, 当压强不变时,也能说明反应达到平衡状态,C 项错误;设 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H -a(a0) kJmol-1,1 mol N2和 3 mol H2H2转化率为 10%,放出 热量Q10.1akJ2 mol NH3分解为 N2和 H2的转化率为 10%时,吸收热量Q20.1akJ, 故Q1Q2,D 项错误,故选 B。 2.2.(20182018全国全国
4、 IIIIII2828)对于反应 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴 离子交换树脂催化剂,在 323K 和 343K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 343K 时反应的平衡转化率=_%。 平衡常数 K343K=_ (保留 2 位小数) 。 在 343K 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= 3 2 SiHCl k x 正 224 SiH ClSiCl k xx 逆
5、 ,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 v v 正 逆 =_(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】【解析】 (3)由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线 a 代表 343K 的反应。从图中读出,平衡以后反应转化率为 22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为 1mol/L,得到: 2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4 起始: 1 0 0 反应: 0.22 0.11 0.11 (转化率为 22%) 平衡: 0.78 0.11 0.11 所以平衡常
6、数 K=0.11 20.782=0.02。 温度不变,提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边物质的量相等,压 强不影响平衡) 。缩短达到平衡的时间,就是加快反应速率,所以可以采取的措施是增大压 强(增大反应物浓度) 、加入更高效的催化剂(改进催化剂) 。 a、b 两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而 a 点的温度更高,所以速 率更快,即 VaVb。根据题目表述得到,当 反应达平衡时,所以 ,实际就是平衡常数 K 值,所以0.02。a 点时,转化率为 20%,所 以计算出: 2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4 起始: 1 0 0 反应: 0.2 0.1 0
7、.1 (转化率为 20%) 平衡: 0.8 0.1 0.1 所以=0.8;=0.1;所以 3.3.(20172017全国全国 IIIIII2828)(4)298K 时,将 20mL 3xmol 1 L 33 Na AsO、20mL 3xmol 1 2 L I 和20mL NaOH溶液混合,发生反应: 33 3242 AsO (aq)I (aq)2OH (aq)AsO (aq)2I (aq)H O(l) 。 溶液中 3 4 c(AsO ) 与反 应时间(t)的关系如图所示。 / mint n t m t m n y 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 3 3
8、 v(I )2v(AsO ) c 33 43 c(AsO )/c(AsO ) 不再变化 d 1 c(I )ymol L m t时,v正_v逆(填“大于” 、 “小于”或“等于” ) 。 m t时v逆_ n t时v逆(填“大于” 、 “小于”或“等于” ) ,理由是_。 若平衡时溶液的pH14,则该反应的平衡常数 K 为_。 【答案】【答案】 (4)ac 大于 小于 n t时刻生成物的浓度更高,反应速率更快 3 2 4y (xy) 【解析】【解析】 (4)a.随反应进行,pH 不断降低,当 pH 不再变化时,说明反应达到了平衡; b.未指明V (正)和V(逆),且速率之比等于化学计量数之比,故任
9、何时刻该结论均成立,无法 判断是否达到平衡; c随反应进行, 3 4 c(AsO ) 不断增大, 3 3 c(AsO ) 不断减小,当二者比值不变时,说明二者 浓度不再改变,则反应达到平衡; d.平衡时c(I )2y mol/ L ,故当c(I )y mol/ L 时,反应未达到平衡; m t时刻后 3 4 c(AsO ) 还在不断增加,说明反应还在正向进行,故此时VV (正)(逆); 由于 m t到 n t时刻 3 4 c(AsO ) 在不断增加,则生成物浓度在增大,故逆反应速率在增大; 混合后 3 3 c(AsO )=x mol/L , 2 c(I )x mol/L,由图像可知平衡时生成的
10、 3 4 c(AsO )=y mol/L ,pH=14 说明c(OH )1 mol/L ,故可列出三段式为 3 3 AsO (aq) + 2 I (aq) + 2OH (aq) 3 4 AsO (aq) + 2I (aq) + 2 H O(l) 反应前 x x 0 0 变化量 y y 2y y 2y 反应后 x-y x-y 1 y 2y 则平衡常数 323 4 322 32 c(AsO ) c (I )4y K= c(AsO ) c(I ) c (OH )(xy) 。 4.4.(20162016全国全国 IIII2727)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
11、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: C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H=-515kJ/mol C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) H=-353kJ/mol 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,最高产率对应温度为
12、460 OC低于 460OC 时,丙烯腈的产率(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于 460 OC 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。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 【答案】【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;
13、 1:7.5:1 【解析】【解析】(1)因为两个反应均为放热量大的反应,所以热力学趋势大;该反应为气体体积 增大的放热反应,所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率;由图 a 可知,提 高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。 (3)根据图像可知,当n(氨)/n(丙烯)约为 1 时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产 物丙烯醛产率最低;根据化学反应 C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧 气、 丙烯按 1:1.5:1 的体积比加入反应达到最佳状态, 而空气中氧气约占 20%, 所以进料氨、 空气、丙烯的理论体积约为 1:7.5:1。 5.
14、5.(20172017江苏江苏1010)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 Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H 2O2分解速率越快 D图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn 2+对 H 2O2分解速率的影响大 【答案】【答案】D D 6.6. (20162016 江苏 江苏 1515) 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)
15、 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)的两倍科网 ZXXK D达到平衡时,容器中的正反应速率比容器中的大 【答案】答案】ADAD 7.7.(20162016四川四川6 6)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)的体积分数与 Z 和 T(温度)的关系如图所 示。下列说法正确的是 2 4 (H O) )(CH n n A该反应的焓变H0 B图中 Z 的大小为 a3b C
16、图中 X 点对应的平衡混合物中=3+网 D温度不变时,图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小 【答案】答案】A A 8.8.(20152015安徽安徽1111)汽车尾气中,产生 NO 的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件 下,等物质的量的 N2(g)和 O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线 a 表示该反应在温度 T 下 N2的浓度随时间的变化,曲线 b 表示该反应在某一起始条件改变时 N2的浓度随时间的变 化。下列叙述正确的是 A温度 T 下,该反应的平衡常数 K= B温度 T 下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂
17、D若曲线 b 对应的条件改变是温度,可判断该反应的H0 2 4 (H O) )(CH n n 2 1 2 10 )(4 c cc 【答案】答案】A A 的浓度发生变化,故 C 错误,D、由图可知,b 曲线化学反应速率快(变化幅度大) ,氮气的 平衡浓度减小,升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即H0,故 D 错误。 9.9.(20152015天津天津3 3)下列说法不正确 的是 ANa 与 H2O 的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 B饱和 Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同 CFeCl3和 MnO2均可加快 H2O2分解,同等条件下二者对 H2O2分解速
18、率的改变相同 D Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡: Mg(OH)2(s)Mg 2+(aq)+2OH(aq), 该固体可溶于 NH 4Cl 溶液 【答案】答案】C C 10.10.(20152015上海上海2020)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是 A升高温度,对正反应的反应速率影响更大 B增大压强,对正反应的反应速率影响更大 C减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大 D加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大 【答案】答案】B B 11.11.(20152015江苏江苏1515)在体积均为 10L 的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再 分别加入 0.1molCO2和 0
19、.2molCO2,在不同温度下反应 CO2(g)c(s)2CO(g)达到平衡, 平衡时 CO2的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、 、 点均处于曲线上)。 下列说法正确的是( ) A反应 CO2(g)c(s)2CO(g) S0、H2P 总(状态) C体系中 c(CO):c(CO,状态)V 逆(状态) 【答案】答案】BCBC 【解析】【解析】A、由气体的化学计量数增大可知S0,由图中温度高平衡时 c(CO2)小,则升 高温度平衡正向移动,可知H0,故 A 错误;B、这条曲线,是通入 0.1molCO2,这条 曲线是通入 0.2molCO2,状态可以看作先通 0.1CO2,此时
20、的压强相等,再通入 0.1molCO2 加入平衡不移动,此时的压强等于 2 倍 P 总(状态) ,但要求 CO2的浓度相等,应对此加 热使反应向正反应方向移动,气体物质的量增加,因此 P 总(状态)2P 总(状态) ,故 正确;C、状态可以看作先通 0.1CO2,此时两者 CO 的浓度相等,在通入 0.1molCO2,加入 平衡不移动,状态 CO 的浓度等于 2 倍,但再充入 CO2,相当增大压强,平衡右移,消耗 CO,因此 c(CO,状态)0,简述该设想能否实现的依据:_。 目前, 在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染, 其化学反应方程式为_。 【答案】【答案】(1)酸性 4
21、(2)a、b (3)410 6 温度升高,反应速率加快,平衡右移 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行 2CO2NO 催化剂,2CO2N2 【解析】【解析】 (1)PM2.5中含 NH 4, 因 NH 4的水解而显酸性; 根据电荷守恒得c(H )c(K)c(Na) c(NH 4)2c(SO 2 4)c(NO 3)c(Cl ),将表格中的数据代入求得 c(H )104 molL1, pH4。 SO2是酸性氧化物,可用碱性物质吸收,故正确答案为 a、b。 (3)K c 2(NO) c(N2)c(O2) (810 4)2 0.80.2 410 6;该反应为吸热反应,升高温度,平衡 向正反
22、应方向移动,且升高温度,反应速率加快。 该反应H0、且S0,故反应在任何温度下都不能自发。 NO 具有氧化性,能将 CO 氧化成 CO2,自身被还原为 N2。 3232(20132013 重庆) 重庆) 将 E 和 F 加入密闭容器中, 在一定条件下发生反应: E(g)F(s)2G(g)。 忽略固体体积,平衡时 G 的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示: 压强/MPa 体积分数/%温度/ 1.0 2.0 3.0 810 54.0 a b 915 c 75.0 d 1000 e f 83.0 b0K(1000 )K(810 ) 上述中正确的有( ) A4 个 B3 个 C2 个 D1 个
23、 【答案】【答案】A A 【解析】【解析】E(g)F(s)2G(g)为气体分子数增加的反应,S0,正确。因增大压强, 平衡逆向移动,G 的体积分数减小,由表中数据可知,升高温度,增大压强时,G 的体积分 数增大, 故该反应为吸热反应, H0,K(1000 )K(810 ),bf, 、 正确; 915 、 2.0 MPa 条件下,平衡时 G 的体积分数为 0.75,则 E 的体积分数为 0.25,而 G 的变化量为 0.75,则 E 的变化量为 0.375,可知 E 的初始量为 0.625,正确。 3333 ( (20132013四川安)四川安)在一定温度下,将气体 X 和气体 Y 各 0.16
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