化学平衡高考考点及解题口诀Word格式.docx
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D
【解析】:
A涉及平衡标志,但方向同向,B考查温度对速率的影响,D涉及求数据,就用三段式求解,关键找准初始浓度、按方程式设出变化浓度,根绝反应方向找出平衡浓度,根据平衡压强与原压强关系列等式。
2SO3,
始量amol1.100mol0mol
变量2xmolxmol2xmol
平衡(a-2x)mol(1.100-x)mol2xmol
由题意可得,a+1.100-(a-2x)-(1.100-x)-2x=0.315,(a+1.100-2x)/(a+1.100)=0.825,
【例题2】
(2011·
大纲版)8.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反映制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
△H<0
反
应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是
A增加压强B降低温度C增大CO的浓度D更换催化剂
【答案】B
【例题3】
安徽)9.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)
2CO2(g)+S(l)△H<0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应平衡常数不变
9、【答案】D
【解析】。
由于硫为液态,因此反应前后气体分子数不等,达平衡前容器内压强逐渐变小,分离出硫对化学反应速率及平衡无影响,即A、
B错误;
根据平衡移动原理知升温平衡向吸热方向移动即向左移动,SO2的转化率降低,C错误;
平衡常数只受温度的影响,与催化剂无关,故D项正确。
【考点定位】本题主要考查外界条件对化学平衡及反应速率的影响,考查平衡常数的知识及平衡的移动。
【例题4】
天津)6.已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);
ΔH=-197kJ·
mol-1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:
(甲)2molSO2和1molO2;
(乙)1molSO2和0.5molO2;
(丙)2molSO3。
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=G丙>
2Q乙
B
【考点定位】此题综合考查了化学反应速率和化学平衡知识。
【例题5】
江苏)14.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A.反应在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·
L-1·
s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11mol·
L-1,则反应的驻H<
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反应达到平衡前v(正)>
v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
【答案】C
【解析】A项,v(PCl3)=
mol/(L·
s),错;
B项,从表中看,平衡时PCl3为0.2mol/2L=0.1mol/L,升高温度时,PCl3的浓度增大,即平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,错;
C项,原平衡时,K=
,充入物质后,Q=
,因为Q<
K,所以平衡为正向移动,故v(正)>
v(逆),正确;
D项,题干中充入1molPCl5,相当于充入1molPCl3和1molCl2,平衡时各组分的量相等,则PCl3的转化率为
,现充入2molPCl3和2molCl2,可看是两部分平衡后再加压,加压向体积减小的方向移动,即逆向移动,PCl3的转化率应增大,错。
【考点定位】化学反应速率与化学平衡
【例题6】
上海)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>
0)完成下列填空:
31.在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80g,则H2的平均反应速率___mol/(L·
min);
该反应的平衡常数表达式K=_____
32.上述反应达到平衡后,下列说法正确的是_。
a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
c.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动
d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动
33.一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_。
a.3v逆(N2)=v正(H2)b
.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变d.c(N2):
c(H2):
c(HCl)=1:
3:
6
34.若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比___m/n(填“>
”、“=”或“<
”)。
【答案】31.0.02;
32.bd
33.ac
34.<
【解析】31.反应生成n(Si3N4)=
=0.02mol,则反应消耗n(H2)=0.12mol,v(H2)=
=0.02mol/(L·
min),该反应的平衡常数的表达式为
。
关。
34.降低温度,平衡向正反应方向移动,HCl的物质的量增大,H2的物质的量减小,故H2和HCl的物质的量之比大于
【考点定位】本题主要考查化学反应速率与化学平衡得有关计算和判断。
【例题7】
全国新课标卷)27.(15分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室常用来制备氯气的化学方程式为;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2、和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3kJ·
mol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol
-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)ΔH=+108kJ·
反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8min时的平衡常数K=;
②比较第2min反应温度T
(2)与第8min反应温度T(8)的高低:
T
(2)T(8)
(填“<
”、“>
”或“=”),
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=mol·
L-1;
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13))的大小;
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:
v(5-6)v(15-16)(填“<
”或“=”),原因是。
【答案】
(1)MnO2+4HCl(浓)
△
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)5.52×
103KJ
(3)CHCl3+H2O2=COCl2+H2O+HCl
(4)①0.234mol·
L-1
②<
③0.031mol·
④v(5-6)>v(2-3)=v(12-13)
ΔH=ΔH1-2ΔH2-2ΔH3=(-890.3)kJ·
moL-1-2×
(-285.8)kJ·
(-283.0)kJ·
moL-1=247.3kJ·
moL-1,即生成2molCO,需要吸热247.3KJ,那么要得到1立方米的CO,吸热为(1000/22.4)×
247.3/2=5.52×
103KJ。
(4)由图示可知8min时COCl2、Cl2、CO三种物质的浓度分别为0.04mol·
L-1、0.11mol·
L-1、0.085mol·
L-1。
所以此时其平衡常数为:
0.11mol·
L-1×
0.085mol·
L-1÷
0.04mol·
L-1=0.234mol·
第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动。
又因为正反应为吸热反应,所以T
(2)<T(8)。
④根据图像变化可知:
在2min时升温。
在10min时增加COCl2的浓度,在12min时,反应达到平衡。
在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,v(5-6)>v(15-16)。
【考点定位】热化学方程式的书写、反应热的计算、化学反
应速率、影响化学反应速率的因素、化学平衡、化学图像。
【例题8】
北京)26.(12分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。
利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
4HCl+O2
2Cl2+2H2O
(1)已知:
i反应A中,4
molHCI被氧化,放出115.6kJ的热量。
ii
①H2O的电子式是_______________.
②反应A的热化学方程式是_______________。
③断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为__________kJ,H2O中
H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)_______________。
(2)对于反应A,下图是4种投料比[n(HCl):
n(O2),分别为1:
1、2:
1、4:
1、6:
1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是______________.
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投
料比的关系是_________________.
⑧投料比为2:
1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_______________.
(1)
;
4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ/mol;
32;
强;
(2)4:
1;
投料比越小时对应的温度越低;
30.8%。
(1)根据水分子的结构,其电子式为:
反应A的热化学方程式为:
2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ/mol;
由于反应中,需要断裂4mol“H—Cl“键、断开1mol“O=O”键,形成2mol“Cl-Cl”键,形成4mol“H-O”键;
根据图纸数据,断开1mol“O=O”键,形成2mol“Cl-Cl”键的能量差为12kJ/mol,,反应的热效应为:
-115.6kJ/mol,故此断裂4mol“H—Cl“键和形成4mol“H-O”键的能量差为:
-127.6kJ/mol,故断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为32kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强;
(2)根据反应方程式:
4HCl+O2
2Cl2+2H2O,氧气的投料比越高,则HCl的转化率越高,故此曲线b对应的投料比为4:
由于该反应正向放热,故温度越高,HCl的转化率越低,故投料比越小时温度越高;
当投料比为2:
1,温度为400℃时,HCl的转化率约为80%,此时为:
【例题9】
天津)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:
⑴上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。
⑵某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:
3,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,则该反应为___________反应(填“吸热”或“放热”)。
⑶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:
温度
25℃~550℃~600℃~700℃
主要成份
WO3W2O5WO2W
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____________________________________。
⑷已知:
温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g);
WO2(s)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)ΔH=+66.0kJ·
mol-1
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)ΔH=-137.9kJ·
则WO2(s)
WO2(g)的ΔH=______________________。
⑸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
C3(H2O)
C3(H2)
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
(1)k=;
(2)60%;
吸热;
(3)2WO3+H2
W2O5+H2O;
W2O5、WO2;
1:
4;
(4)+203.9kJ·
mol-1;
(5)ab。
(1)根据题给的化学方程式,其中的WO3和W均为固体,平衡常数中不写入,故k=;
(2)由方程式:
WO3+3H2
W+3H2O,两物质的化学计量数相同,又知平衡时两者的体积比为2:
3,故氢气的平衡转化率为:
(3/5)×
100%=60%;
温度升高
时,氢气和水蒸气的体积比减小,说明平衡向正向移动,说明该反应正向吸热;
(3)根据表格中给出的反应的三个阶段,第一阶段,WO3转化为W2O5,方程式可表示为:
2WO3+H2
在580℃时,反应进入第二阶段,固体物质的主要成分是:
第二阶段的方程式可表示为:
W2O5+H2
2WO2+H2O、第三阶段的方程式为:
WO2+2H2
W+2H2O;
故三阶段消耗的氢气的物质的量为:
(4)根据题给的两个热化学方程式:
WO2(s)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)△H=+66.0kJ·
mol-1①;
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g)△H=-137.9kJ·
mol-1②;
将反应①-②得到:
WO2(s)
WO2(g)△H=+203.9kJ·
(5)根据钨丝灯管的反应原理,可知灯管内的碘单质可循环使用,a对;
加入碘单质的作用是减缓灯丝变细,故b对;
由于四碘化钨是在1400℃生成,高于3000℃时分解,故应在灯丝上形成,c错;
温度升高时,不管是分解速率和化合速率都加快,d错。
【考点定位】此题为以金属钨的制取为基础,综合考查了化学平衡常数、平衡转化率、化学平衡的移动、盖斯定律、化学方程式的书写等知识。
【例题10】
重庆)29.(14分)尿素
是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上尿素
和
,在一定条件下合成,其反应方程式为。
(2)当氨碳比
的转化率随时间的变化关系如题29图1所示.
①A点的逆反应速率
点的正反应速率为
(填“大于”、“小于”或“等于”)
②
的平衡转化率为。
(3)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图29图2.
①电源的负极为(填“A”或“B”).
②阳极室中发生的反应依次为、。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将;
若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为g(忽略气体的溶解).
【答案】
(1)2NH3+CO2
CO(NH3)2+H2O
(2)①小于
②30%
(3)①B
②2Cl-—2e-=Cl2↑,CO(NH3)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl
③不变;
7.2
【解析】
(1)合成尿素根据原子个数守恒,还生成H2O,及2NH3+CO2
CO(NH3)2+H2O。
(2)①A点未达到平衡,此过程中正反应速率减小,逆反应速率增大,B点达到平衡正逆反应速率相等,对CO2来说逆反应速率达到最大,故为小于。
②根据2NH3+CO2
CO(NH3)2+H2O可设起始CO2为xmol
4xx00
x×
60%则转化的NH3为2x×
60%,所以转化率=
%
(3)①由图像电解产生产物知:
生成氢气的极为阴极,则B为负极。
②阳极室中Cl-失电子产生Cl2。
③阴极减少的H+,可通过质子交换膜补充,而使PH不变。
气体物质的量为13.44L/22.4L/mol=0.6mol,由电子守恒及其原子个数守恒CO(NH2)2~3Cl2~N2~CO2~3H2,则CO(NH2)2的物质的量为0.6mol/5=0.12mol,质量为0.12mol×
60g/mol=7.2g
【考点定位】本题综合考查化学反应原理中化学反应速率、化学平衡、电化学等知识。
【例题11】
山东)29.(16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是_______.
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:
N2O4(g)
2NO2(g)(Ⅱ)
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是__
______.
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数_____(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=________mol·
S-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____(用离子方程式表示)。
向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为___mol·
(NH3·
H2O的电离平衡常数取Kb=2X10-5mol·
L-1)
(1)N2O4
(2)放热(3)ad不变0.1(4)NH4++H2O
NH3·
H2O+H+逆向
(1)反应(Ⅰ)中N2O4中N由+4价变为0价,作为氧化剂。
(2)温度升高
不变。
v(N2O4)=
v(NO2)=
×
=0.1mol/(L·
s)。
(4)NH4NO3溶液由于NH4+水解溶液显酸性,滴加氨水后溶液由酸性变为中性,水的电离平衡向逆反应方向移动。
Kb=
,而c(OH-)=10-7mol/L,则c(NH4+)=200c(NH3·
H2O),故n(NH4+)=200n(NH3·
H2O),根据电荷守恒,n(NH4+)=n(NO3-),则溶液中n(NH4+)+n(NH3·
H2O)=a+
,根据物料
守恒,滴加氨水的浓度为(a+
-a)mol÷
bL=
mol/L。
【考点定位】氧化还原反应,化学反应中的能量变化,化学平衡的移动等。