高考化学分类汇编专题11 反应速率化学平衡Word文档格式.docx
《高考化学分类汇编专题11 反应速率化学平衡Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学分类汇编专题11 反应速率化学平衡Word文档格式.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
化学反应速率这一部分主要考查化学反应速率的概念及表示方法、影响化学反应速率的影响因素、化学反应速率的大小比较和化学反应速率的有关图像。
化学平衡是重要的化学基本理论,是中学化学的重点和难点,也是考查学生能力的重要载体,是高考历久不衰的热点。
化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系,而化学平衡则是这一体系的核心,是分析其他平衡移动的基础。
化学平衡常数则是新课标地区的高考命题热点,并且试题的综合性强、能力要求高。
解答时注意利用好放大缩小思想:
该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系。
它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数,使起始物质的浓度相同,则在一定条件下,可建立相同的平衡态。
然后在此基础上进行压缩,使其还原为原来的浓度。
分析在压缩过程中,平衡如何移动,再依据勒夏特列原理,分析相关量的变化情况。
4.【2016年高考海南卷】
(9分)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化:
该反应的速率方程可表示为:
v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数,分别称作正,逆反应速率常数。
回答下列问题:
(1)已知:
t1温度下,k(正)=0.006s-1,k(逆)=0.002s-1,该温度下反应的平衡常数值K1=_____;
该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),则
________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号),平衡常数值K2=_____;
温度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。
【答案】
(1)3小于
(2)B7/3大于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动
【名师点睛】化学平衡的影响因素可以结合勒夏特列原理:
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
而化学平衡常数的计算则根据定义,结合本题所给新信息可得。
5.【2016年高考上海卷】
(本题共12分)
随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
CO2]/mol·
L-1
H2]/mol·
CH4]/mol·
H2O]/mol·
平衡Ⅰ
a
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
(3)碳酸:
H2CO3,Ki1=4.3×
10-7,Ki2=5.6×
10-11
草酸:
H2C2O4,Ki1=5.9×
10-2,Ki2=6.4×
10-5
0.1mol/LNa2CO3溶液的pH____________0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH。
(选填“大于”“小于”或“等于”)
等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。
(选填编号)
A.H+]>
HC2O4-]>
HCO3-]>
CO32-]b.HCO3-]>
C2O42-]>
CO32-]
c.H+]>
CO32-]d.H2CO3]>
(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:
H++HCO3-
H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。
________________________________
(1)
增大
减小
(2)
(3)大于;
草酸;
ac
(4)当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液中的pH基本不变;
当少量碱性物质进入血液中,平衡向左移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变。
(合理即给分)
(4)根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液中的pH基本不变;
【考点定位】考查外界条件对平衡状态的影响、电离常数应用等。
【名师点睛】高中化学中,我们除了学习了化学反应平衡以外,还学习了水溶液中的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。
溶液中的这三大平衡,和普通的化学反应平衡一样,都适用勒夏特列原理,所有关于平衡的原理、规律、计算都是相通的,在学习过程中,不可将他们割裂开来。
勒夏特列原理(又称平衡移动原理)的内容是:
改变影响平衡的一个因素,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
关键词“减弱”有两层含义,
(1)平衡移动方向:
与改变条件相反的方向;
(2)平衡移动程度:
不能抵消这种改变。
它定性揭示了化学平衡与外界条件的关系,在帮助中学生判断平衡移动方向,分析平衡移动后浓度、体积百分含量、转化率变化等方面非常方便实用。
而且“勒夏特列原理有广泛适用性,可用于研究所有的化学动态平衡,如沉淀溶解平衡、电离平衡、盐类水解平衡等,所以它是一个很重要的基本规律。
另外注意平衡常数只是温度的函数,温度不变,K值不变。
6.【2016年高考天津卷】
(14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:
MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s)ΔH<
0达到化学平衡。
下列有关叙述正确的是________。
a.容器内气体压强保持不变b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>
v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_______。
(3)ac(4)光能转化为化学能
【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用
【名师点晴】本题考查的知识点较多,以氢气利用为线索考查了化学反应中的能量变化、电解原理及其应用、化学平衡的移动及其影响因素等相关知识。
在书写燃料电池电极反应时,要注意掌握一般的书写方法:
①电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则;
②将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;
③负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32-形式存在);
④溶液中不存在O2-:
在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
本题的易错点和难点是c(Na2FeO4)低于最高值的原因分析。
分析时,要注意从题目中寻找线索并结合反应的特征分析。
7.【2016年高考新课标Ⅰ卷】(15分)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0mol·
L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。
根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)①2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O;
②增大;
1.0×
1014;
③小于;
【考点定位】考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质的知识。
【名师点睛】两性氢氧化物是既能与强酸反应产生盐和水,也能与强碱反应产生盐和水的物质,化学平衡原理适用于任何化学平衡。
如果改变影响平衡的一个条件,化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。
会应用沉淀溶解平衡常数计算溶液中离子浓度大小,并根据平衡移动原理分析物质的平衡转化率的变化及移动方向,并根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式。
该题是重要的化学平衡移动原理的应用,考查了学生对化学平衡移动原理、化学平衡常数、溶度积常数的含义的理解与计算、应用,同时考查了物质的存在形式与溶液的酸碱性和物质的量多少的关系、离子反应和离子方程式的书写。
是一个综合性试题。
8.【2016年高考新课标Ⅱ卷】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:
①C3H6(g)+NH3(g)+
O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol
②C3H6(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460OC.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460OC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】27.
(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;
1:
7.5:
1
【考点定位】考查影响化学平衡的因素,化学图像的分析与判断,化学计算等知识。
【名师点睛】本题考查影响化学平衡的因素,化学图像的分析与判断,化学计算等知识。
该题是对化学平衡的集中考查,涉及的知识点不多,解题的关键点是看懂图像的含义,看图像时:
①一看面:
纵坐标与横坐标的意义;
②二看线:
线的走向和变化趋势;
③三看点:
起点,拐点,终点,然后根据图象中呈现的关系、题给信息和所学知识相结合,做出符合题目要求的解答。
9.【2016年高考新课标Ⅲ卷】
(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含有SO2和NOx的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×
10−3mol·
L−1。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表》
离子
SO42−
SO32−
NO3−
NO2−
Cl−
c/(mol·
L−1)
8.35×
10−4
6.87×
10−6
1.5×
1.2×
10−5
3.4×
10−3
①写出NaClO2溶液脱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”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐______(填“提高”“不变”或“降低”)。
③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px如图所示。
①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”)。
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________。
(1)亚氯酸钠;
(2)①2OH-+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+2H2O;
提高②减小;
③大于;
NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(3)①减小;
②
②根据反应的方程式ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−可知平衡常数K表达式为
。
【考点定位】考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等
10.【2016年高考浙江卷】
(15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。
研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。
反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·
mol-1
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:
2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】Cat.1:
Cu/ZnO纳米棒;
Cat.2:
Cu/ZnO纳米片;
甲醇选择性:
转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:
CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·
mol-1和-285.8kJ·
mol-1
H2O(l)
H2O(g)ΔH3=44.0kJ·
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应
的平衡常数表达式K=;
反应
的ΔH2=kJ·
mol-1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有。
A.使用催化剂Cat.1B.使用催化剂Cat.2C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是。
+41.2
(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
【考点定位】平衡常数,盖斯定律,平衡移动原理,催化剂的作用,电解池的工作原理和电极反应的书写
【名师点睛】掌握盖斯定律是分析和计算反应热常用的工具。
根据方程式的加减确定反应热的加减。
同时注意反应热的正负号。
掌握平衡移动原理,注意只有浓度、温度和压强硬性平衡,注意催化剂的使用只能改变反应速率但不影响平衡,可以影响到达平衡的时间。
当增大一种反应物的浓度时,平衡正向移动,另一种反应物的转化率会提高,但本身转化率会降低。
本题考查了平衡常数和盖斯定律,平衡移动的影响因素,和催化剂对反应的影响,综合能力较强。