2021年新课标（老高考）化学复习练习课件：专题十　化学反应速率和化学平衡.pptx

1、考点考点1 1 化学反应速率及其影响因素化学反应速率及其影响因素 1.(2020山东,14,4分)(双选)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳 正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能 量变化如下图所示。已知在0 和40 时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为7030和1 585。下列说法正确的是( ) A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定 B.与0 相比,40 时1,3-丁二烯的转化率增大 C.从0 升至40 ,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小 D.从0 升至40 ,1,

2、2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 答案答案 AD 根据题给反应进程中的能量关系,1,3-丁二烯与HBr的加成反应为放热反应,两种温度 下,1,4-加成产物比1,2-加成产物的能量低,所以1,4-加成产物更稳定,A项正确;1,3-丁二烯与HBr的 加成反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,1,3-丁二烯的转化率降低,且说明正反应速率 的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,B项错误,D项正确;升温时,1,2-加成正反应速率和1,4- 加成正反应速率都增大,C项错误。 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

3、.调味剂 C.着色剂 D.增稠剂 答案答案 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,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 答案答案 D A项,从图甲看出,相同时间内,起始c(H2O2)越大

4、,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,少量Mn2+存在时,0.1 mol L-1 NaOH与1.0 mol L-1 NaOH所示曲线相比,0.1 mol L-1 NaOH对应曲 线表示的H2O2分解速率较快,错误。D项,正确。 审题方法审题方法 三审清 一审题干,审清关键词; 二审题图,审清图中标注的数据; 三审选项,审清选项中所表明的具体结论。 4.(2018课标,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题: (1)SiHCl3在常温常压下为

5、易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化 学方程式: 。 (2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H1=48 kJ mol-1 3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) H2=-30 kJ mol-1 则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的H为 kJ mol-1。 (3)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323 K 和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 3

6、43 K时反应的平衡转化率= %。平衡常数K343 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)。 3 2 SiHCl x 22 SiHlC x 4 SiCl x v v 正 逆 答案答案 (1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl (2)114 (3)22 0.02 及时移去产物 改进催化剂

7、 提高反应物压强(浓度) 大于 1.3 解析解析 (1)依据原子守恒,SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O的同时还应生成HCl,故化学方程式为2 SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。 (2)由盖斯定律可知H=3H1+H2=348 kJ mol-1-30 kJ mol-1=114 kJ mol-1。 (3)反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) H1=48 kJ mol-1,由于H10,升高温度,化学平衡正 向移动,SiHCl3的转化率增大,故a点所在曲线表示343 K时SiHCl3的转化率,观察图像知,343 K时反 应的平衡转化率为22%;设

8、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v

9、a大于vb;依据题意知v正=k正,v逆=k逆 422 2 3 (SiCl )(SiHl ) (l ) ccC c SiHC 2 0.110.11 (0.78 ) cc c 3 2 SiHCl x 22 SiHlC x ,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。 4 SiCl x k k 正 逆 224 3 SiHlSiCl 2 SiHCl C xx x 3 SiHCl x 22 SiHlC x 4 SiCl x v v 正 逆 3 224 2 SiHCl SiHlSiClC k x k xx 正 逆 2 0.02 0.8

10、 0.1 0.1 以下为教师用书专用 5.(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 答案答案 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

11、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6 6.021023,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。 6.(2014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 kJ mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 答案答案 A 由于反应速率

12、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;总反应为2H2O2 2H 2O+O2,故v(H2O2)v(H2O)v(O2)=221,D错误。 解题关键解题关键 第一步参加反应,第二步又通过反应生成,且质量不发生变化,这样的物质属于催化 剂。 7.(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

13、间相同 c/mol L-1 v/mmol L-1 min-1T/K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 答案答案 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;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,故A、B、 C均正确,D错误。 8.(2014安徽理综,10

14、,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 ( ) A B 升高温度,平衡常数减小 03 s内,反应速率为:v(NO2)=0.2 mol L-1 C D t1时仅加入催化剂,平衡正向移动 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2) 答案答案 A 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 常数减小,A项正确;v(NO2)=0.2 mol L-1 s-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;若x为c(O2

15、),则O2浓度增大,NO2的转化率减小,与图像不 符,D项错误。 2 (NO ) c t -1 (1.0-0.4)mol L 3 s 1.(2020浙江7月选考,18,2分)5 mL 0.1 mol L-1 KI溶液与1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液发生反应: 2Fe3+(aq)+2I-(aq) 2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是( ) A.加入苯,振荡,平衡正向移动 B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度 C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动 D.该反应的平衡常数K= 22 232- ( e ) ( e

16、 )(I ) c F c Fc 考点考点2 2 化学平衡化学平衡 答案答案 D A项,在已知平衡体系中,加入苯振荡,可以萃取溶液中的碘单质,使溶液中碘单质的浓度 减小,平衡正向移动,正确;B项,经苯2次萃取后,在水溶液中加入KSCN溶液,溶液呈血红色说明溶液 中含有Fe3+,则说明该反应是可逆反应,存在反应限度,正确;C项,加入FeSO4固体,c(Fe2+)增大,平衡逆 向移动,正确;D项,依据化学平衡常数的定义知,该反应的平衡常数K=,错误。 22 2 232- ( e )(I ) ( e )(I ) c Fc c Fc 2.(2020浙江7月选考,20,2分)一定条件下:2NO2(g) N

17、2O4(g) H0、S0,A项不正确。Si是固体,故该反应的平衡常数K= ,B项正确;C项未指明是否为标准状况,气体摩尔体积不确定,故消耗氢气的体积无 法计算,C项不正确;H=反应物键能之和-生成物键能之和=4E(SiCl)+2E(HH)-4E(HCl)-2E (SiSi),D项不正确。 4 2 42 () (SiCl )(H ) c HCl cc 4.(2019海南单科,3,2分)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H0,在一定条件下于密闭容器中达到平 衡,下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是( ) A.增大容器容积 B.升高反应温度 C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性

18、气体 答案答案 D A项,增大容器容积相当于减小压强,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大;B项,该反应 为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大;C项,分离出部分氢气,平衡正向移动, 乙烷的平衡转化率增大;D项,等容下通入惰性气体,原平衡体系中各物质的浓度不变,平衡不移动, 乙烷的平衡转化率不变,故选D。 5.(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化 反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂 C.放出能

19、量并形成了CC键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 答案答案 D 由图示可知,总反应方程式为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%,A正确。 1 mol CH4含4 mol CH键,1 mol CH3COOH含3 mol CH键,故CH4CH3COOH过程中,有CH键 发生断裂,B正确。中,反应物总能量高于生成物总能量;黑球代表碳原子,由图示可知 放出能量并形成了CC键,C正确。催化剂只影响化学反应速率,不会使化学平衡发生移动,故 不会提高反应物的平衡转化率,D不正确。 方法技巧方法技巧 认真观察示意图,分清反应物、中间产物和生成物,该题就不难作答。 6.(2018天津理综

20、,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol 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 答案答案 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HB

21、r浓度,平衡正向移动,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C2 H5Br会被及时蒸出,反应很难建立平衡,D错误。 解题关键解题关键 注意C2H5Br的沸点为38.4 ,60 时C2H5Br为气体。 7.(2019课标,28,15分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之 迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题: (1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,

22、进料浓 度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系: 可知反应平衡常数K(300 ) K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根 据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K(400 )= (列出计算式)。按化 学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过 低、过高的不利影响分别是 。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行: CuCl2(s) CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJ mol-1 CuCl(s)+O2(g) CuO(s)+Cl2(g) H

23、2=-20 kJ mol-1 CuO(s)+2HCl(g) CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJ mol-1 则4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJ mol-1。 (3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是 。(写 出2种) (4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工 艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示: 1 2 1 2 1 2 负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中 转移1 mol电子,需消耗氧气 L(标准状况)。 答案答案 (1)大于 O2和Cl2分离能耗较高

24、、HCl转化率较低 (2)-116 (3)增加反应体系压强、及时除去产物 (4)Fe3+e- Fe2+,4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O 5.6 22 4 0 (0.42)(0.42) (1-0.84)(1-0.21)c 解析解析 本题涉及的考点有化学平衡常数的计算及影响因素、外界条件对转化率的影响、利用盖 斯定律计算H、电极方程式的书写、氧化还原反应中的相关计算。考查学生对图像的理解,获 取有关知识并进行加工、吸收的能力和运用相关知识分析、解决简单化学问题的能力。通过展 现化学变化有一定限度,是可以调控的,体现变化观念与平衡思想的学科核心素养。 (1)由题图可知,温度升高,HCl平

25、衡转化率降低,即平衡逆向移动,则该可逆反应的正反应是放热反 应,故K(300 )K(400 );随着进料浓度比c(HCl)c(O2)逐渐增大,HCl平衡转化率逐渐降低,所以 图中三条曲线由上到下分别对应的进料浓度比c(HCl)c(O2)为11、41、71,400 、c (HCl)c(O2)=11时,HCl的平衡转化率为84%。设HCl初始浓度为c0(O2初始浓度也为c0),则平衡 时HCl、O2、Cl2、H2O(g)的浓度分别为(1-0.84)c0、(1-0.21)c0、0.42c0、0.42c0,则K(400 )= =。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低,导致平衡时气体中混有 大量O2,增

26、大分离能耗;进料浓度比c(HCl)c(O2)过高,会导致平衡时HCl转化率较低。 (2)将题给反应过程依次记为、,则根据盖斯定律,由2+2+2可得到4HCl(g)+O2 (g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H=2H3+2H2+2H1=-116 kJ mol-1。 (3)温度一定的条件下,提高某种反应物的转化率的方法有适当提高另一种反应物的浓度、及时分 离产物、改变体系压强等,而该反应是一个气体分子数减小的反应,故应增大压强使平衡正向移 动。 22 00 44 00 (0.42)(0.42) (1-0.84)(1-0.21) cc cc 22 4 0 (0.42)(0.42) (1-0.84

27、)(1-0.21)c (4)负极区发生的是得电子的还原反应,故负极区的反应有Fe3+e- Fe2+、4Fe2+O2+4H+ 4Fe3 +2H 2O;根据得失电子守恒得出关系式: Fe3+e-Fe2+O2 1 mol 0.25 mol 则转移1 mol电子时,消耗氧气的物质的量n(O2)=0.25 mol,标准状况下体积为5.6 L。 1 4 方法技巧方法技巧 提高某种反应物转化率的方法 改变温度(吸热反应升温,放热反应降温); 改变压强; 增大另一种反应物的浓度; 及时分离气态产物。 8.(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

28、(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 kJ mol-1 H2(g)+O2(g)H2O(g) H3=-242 kJ mol-1 反应的H1为 kJ mol-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.增大压强 D.降低压强 1 2 1 2 (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

29、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 解析解析 (1)运用盖斯定律,由-可得,故

30、H1=H2-H3=123 kJ mol-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;H10,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,从而使丁烯产率降低。(3)590 之前,升高温度,有利于反应正向进行,同时反应速率加快。反 应速率加快,一定流速的气流通过反应器时反应物的利用率就会提高,丁烯的产率增大。590 之 后丁烯高温裂解生成的短链烃类化合物增多,丁烯产

31、率降低。 审题方法审题方法 (3)结合题给信息挖掘图(c)中隐含条件对问题进行解答。 以下为教师用书专用 9.(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

32、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不正确;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(CO)4分解率较高,C不正确;反应达到平衡时,4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),D不正确。 易混易错易混易错 平衡发生移动时,平衡常数不一定发生变化,只有

33、温度改变才能引起平衡常数的变化。 10.(2016江苏单科,15,4分)(双选)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 容器 温度/K 物质的起始浓度 /mol L-1 物质的平衡浓 度 /mol L-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) 400 0.20 0.10 0 0.080 400 0.40

34、 0.20 0 500 0 0 0.10 0.025 答案答案 AD 将容器中c(CH3OH)=0.10 mol L-1换算为左边的反应物,相当于c(H2)=0.20 mol L-1,c (CO)=0.10 mol L-1。A项,容器中相对于容器中,温度升高,平衡左移,则逆反应为吸热反应,正反 应为放热反应,正确;B项,容器中相对于容器中,压强增大,平衡右移,则容器中反应物转化率 大,错误;C项,容器相对于容器,温度升高,压强减小,平衡左移,达平衡时,容器中c(H2)小于容 器中c(H2)的两倍,错误;D项,容器中比容器中温度高,反应速率快,正确。 11.(2014重庆理综,7,6分)在恒容密

35、闭容器中通入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)= mol L-1 min-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 1 -a b t 答案答案 C 依据题中图示可看出T1T2,由于T1时X的平衡浓度大于T2时X的平衡浓度,可推出该反应 为放热反应。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;2

36、v(Y)=v(X)= mol L-1 min-1,B项错误;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;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。 1 -a b t 12.(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) 反应 时间/ min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10

37、0 c(N2O)/ mol L-1 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 答案答案 A 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;分析表中数据可知,随着浓度减小,半衰期缩短,C项错误;分析 表中数据可知,相同时间内,转化量相等,则初始浓度越大,转化率越小,D项错误。 2 (N) cO t 13.(2017海南单科,11,4分)(双选)已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H0。在060 s时 段,v(N2

38、O4)=0.001 0 mol L-1 s-1;平衡常数K1=0.36 mol L-1。 (2)当温度由100 变为T时,N2O4的浓度降低,“三段式”如下: N2O4(g) 2NO2(g) 100 平衡时 0.040 mol L-1 0.120 mol L-1 温度T时变化 0.020 mol L-1 0.040 mol L-1 温度T平衡时 0.020 mol L-1 0.160 mol L-1 由于温度变为T时平衡向N2O4浓度减小的方向移动,即向吸热方向移动,故温度升高,所以T100 。当再次达到平衡时,平衡常数K2=1.3 mol L-1。 (3)温度不变,将反应容器的容积减少一半,

39、压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方 向)移动。 c t -1 (0.100-0.040)mol L 60 s 2 2 24 ( O ) (N O ) c N c -1 2 -1 (0.120mol L ) 0.040mol L 2 2 24 ( O ) (N O ) c N c -1 2 -1 (0.160mol L ) 0.020mol L 考点考点3 3 化学平衡常数及化学平衡的有关计算化学平衡常数及化学平衡的有关计算 1.(2020江苏单科,15,4分)(双选)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应 CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)

40、H=247.1 kJ mol-1 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) H=41.2 kJ mol-1 在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)n(CO2)=11条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变 化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是( ) A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率 B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化 C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠 D.恒压、800 K、n(CH4)n(CO2)=11条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特 定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值 答案答案 BD A项,

41、结合题给信息及图像可知,反应CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)为气体分子数 增大的吸热反应,故要提高CH4的平衡转化率,可以通过升高温度或减小压强来使平衡正向移动,错 误;B项,通过两个反应可知,相同条件下,CO2的消耗量比CH4的大,转化率也会比CH4的高,故通过图 像可知曲线A表示CO2的平衡转化率,曲线B表示CH4的平衡转化率,正确;C项,相同条件下,高效催 化剂只能加快化学反应速率,不影响平衡的移动,故转化率不变,错误;D项,转化率由X提高到Y,可 以通过适当减小压强、增大CO2的浓度等方法来实现,正确。 2.(2020课标,28,14分)硫酸是一种重要的基本化工产

42、品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2 的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g) H=-98 kJ mol-1。回答下列问题: (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化 学方程式为 。 图(a) 图(b) 1 2 (2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 时的 = ,判断的依据是 。影响的因素有 。 (3)将组成(物

43、质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p 条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为,则SO3压强为 ,平衡常数Kp= (以分压表示,分压=总压物质的量分数)。 (4)研究表明,SO2催化氧化的反应速率方程为: v=k(-1)0.8(1-n) 式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;为SO2平衡转化率,为某时刻SO2转化率,n为常数。 在=0.90时,将一系列温度下的k、值代入上述速率方程,得到vt曲线,如图(c)所示。 图(c) 曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后,v逐渐下降。 原因是 。 答案答案

44、 (1)2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+V2O4(s) H=-351 kJ mol-1 (2)0.975 该反应气体分子数减少,增大压强,提高。5.0 MPa2.5 MPa=p2,所以p1=5.0 MPa 温 度、压强和反应物的起始浓度(组成) (3)p (4)升高温度,k增大使v逐渐提高,但降低使v逐渐下降。ttm后,k增大对v的提高小于引起的降低 2 100- m m 1.50.5 (1- ) () 100- m p m 解析解析 (1)V2O5和SO2反应生成VOSO4和V2O4的化学方程式为2V2O5+2SO2 2VOSO4+V2O4。由 题图可得以下两个热化学方

45、程式:V2O4(s)+2SO3(g) 2VOSO4(s) H1=-399 kJ mol-1,V2O4(s) +SO3(g) V2O5(s)+SO2(g) H2=-24 kJ mol-1,将-2可得:2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s) H=-351 kJ mol-1。 (2)该反应的正反应是气体分子数减少的反应,压强增大,平衡正向移动,SO2的平衡转化率变大,故 在相同温度下,压强越大,SO2的平衡转化率越高,则p1=5.0 MPa,由题图可知在550 、5.0 MPa时, =0.975;由该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应可知,影响的因素有压强、温度和

46、反应 物的起始浓度等。 (3)设充入气体的总物质的量为100 mol,则SO2为2m mol,O2为m mol,N2为(100-3m)mol,SO2的转化率 为,列三段式为: SO2(g) + O2(g) SO3(g) n(起始)/mol 2m m 0 n(转化)/mol 2m m 2m n(平衡)/mol 2m-2m m-m 2m 故平衡时容器中的气体的总物质的量为(2m-2m+m-m+2m+100-3m)mol=(100-m)mol。各物质 1 2 的分压分别为p(SO2)=p ,p(O2)=p,p(SO3)=p,故Kp= 。 (4)由反应的速率方程可知,当=0.90时,(1-n)是常数,温度大于tm后,温度升高,k增大,而v逐渐下降, 原因是SO2(g)+O2(g)SO3(g)是放热反应,升高温度时平衡逆向移动,减小,(-1)0.8减小,k增大 对v的提高小于引起的降低。 2 -2 100- mm m - 100- m m m 2 100- m m0.5 2 100- 2 -2- ()() 100-100- m p m mmm m pp mm 1.50.5 (1- ) () 100- m p m 1 2 3.(2020课标,28,14分)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原 料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下