化学反应数率化学反应平衡图像等效平衡真题及解析.docx

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化学反应数率化学反应平衡图像等效平衡真题及解析

化学反应速率和化学平衡

23．E1C2G4G2G3G1C3F4　

[2013·福建卷]利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既价廉又环保。

（1）工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为________。

②常温下，不能与M单质发生反应的是____________（填序号）。

a．CuSO4溶液　b．Fe2O3　c．浓硫酸

d．NaOH溶液　e．Na2CO3固体

（2）利用H2S废气制取氢气的方法有多种。

①高温热分解法

已知：

H2S（g）H2（g）＋

S2（g）

在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。

以H2S起始浓度均为cmol·L－1测定H2S的转化率，结果见图0。

图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。

据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K＝________；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：

________________________________________________________________________。

图0

②电化学法

该法制氢过程的示意图如图0。

反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是________________________________________________________________________；

反应池中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。

图0

12．G1G3I3或M1　

[2013·福建卷]NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。

将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图0。

据图分析，下列判断不正确的是（　　）

图0

A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等

C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1

D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂

31．F2G4G1C3G2G3G5　

[2013·广东卷]大气中的部分碘源于

O3对海水中I－的氧化。

将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

（1）O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：

①I－（aq）＋O3（g）===IO－（aq）＋O2（g）　ΔH1；

②IO－（aq）＋H＋（aq）HOI（aq）　ΔH2；

③HOI（aq）＋I－（aq）＋H＋（aq）I2（aq）＋H2O（l）　ΔH3。

总反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，其反应热ΔH＝________。

（2）在溶液中存在化学平衡：

I2（aq）＋I－（aq）I

（aq），其平衡常数表达式为______________。

（3）为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响（反应体系如图0），某研究小组测定两组实验中I

浓度和体系pH，结果见图1和下表。

图0

图1

编号

反应物

反应前pH

反应后pH

第1组

O3＋I－

5.2

11.0

第2组

O3＋I－＋Fe2＋

5.2

4.1

①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②图0中的A为________。

由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③第2组实验进行18s后，I

浓度下降。

导致下降的直接原因有（双选）________。

A．c（H＋）减小　　　　B．c（I－）减小

C．I2（g）不断生成D．c（Fe3＋）增加

（4）据图1，计算3～18s内第2组实验中生成I

的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

7．G2　[2013·全国卷]反应X（g）＋Y（g）2Z（g）　ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．减小容器体积，平衡向右移动

B．加入催化剂，Z的产率增大

C．增大c（X），X的转化率增大

D．降低温度，Y的转化率增大

29．G2　H3　

[2013·山东卷]化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：

TaS2（s）＋2I2（g）TaI4（g）＋S2（g）　ΔH＞0　（Ⅰ）

反应（Ⅰ）的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1molI2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为________。

（2）如图0所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2（g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________T2（填“＞”“＜”或“＝”）。

上述反应体系中循环使用的物质是________。

图0

（3）利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。

做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为______________，滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

（4）25℃时，H2SO3HSO

＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2mol·L－1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________mol·L－1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中

将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

10．F2G2H2　

[2013·天津卷]某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。

请回答下列问题：

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子

K＋

Na＋

NH

SO

NO

Cl－

浓度/mol·L－1

4×

10－6

6×

10－6

2×

10－5

4×

10－5

3×

10－5

2×

10－5

根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________，试样的pH＝____

____。

（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　

ΔH＝－241.8kJ·mol－1

C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.5kJ·mol－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②洗涤含SO2的烟气。

以下物质可作洗涤剂的是________________________________________________________________________。

a．Ca（OH）2　　　　　b．Na2CO3

c．CaCl2d．NaHSO3

（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化

①已知汽缸中生成NO的反应为

N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH>0

若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。

计算该温度下的平衡常数K＝________。

汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：

2CO（g）===2C（s）＋O2（g）

己知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

7．G2G4G5　

[2013·重庆卷]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

①b

②915℃、2.0MPa时E的转化率为60%

③该反应的ΔS>0

④K（1000℃）>K（810℃）

上述①～④中正确的有（　　）

A．4个　　　　　　　　B．3个

C．2个D．1个

26．D4F2G2F3　

[2013·北京卷]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。

（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

①写出该反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________。

②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。

①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。

写出NO被CO还原的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。

其吸收能力顺序如下：

12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。

原因是________________________________________________________________________，

元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。

（4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

图0

①Pt电极上发生的是________反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出NiO电极的电极反应式：

________________________________________________________________________。

G3　速率、平衡图像

11.G2G3　[2013·安徽卷]一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：

MgSO4（s）＋CO（g）MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）　ΔH＞0。

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（　　）

图0

选项

x

y

A

温度

容器内混合气体的密度

B

CO的物质的量

CO2与CO的物质

的量之比

C

SO2的浓度

平衡常数K

D

MgSO4的质量（忽略体积）

CO的转化率

23．E1C2G4G2G3G1C3F4　

[2013·福建卷]利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既价廉又环保。

（1）工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为____

____。

②常温下，不能与M单质发生反应的是____________（填序号）。

a．CuSO4溶液　b．Fe2O3　c．浓硫酸

d．NaOH溶液　e．Na2CO3固体

（2）利用H2S废气制取氢气的方法有多种。

①高温热分解法

已知：

H2S（g）H2（g）＋

S2（g）

在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。

以H2S起始浓度均为cmol·L－1测定H2S的转化率，结果见图0。

图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。

据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K＝________；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：

________________________________________________________________________。

图0

②电化学法

该法制氢过程的示意图如图0。

反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是________________________________________________________________________；

反应池中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。

图0

31．F2G4G1C3G2G3G5　

[2013·广东卷]大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。

将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

（1）O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：

①I－（aq）＋O3（g）===IO－（aq）＋O2（g）　ΔH1；

②IO－（aq）＋H＋（aq）HOI（aq）　ΔH2；

③HOI（aq）＋I－（aq）＋H＋（aq）I2（aq）＋H2O（l）　ΔH3。

总反应的化学方程式为________________________________________________________________________

_____________________________________________

___________________________，其反应热ΔH＝________。

（2）在溶液中存在化学平衡：

I2（aq）＋I－（aq）I

（aq），其平衡常数表达式为______________。

（3）为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响（反应体系如图0），某研究小组测定两组实验中I

浓度和体系pH，结果见图1和下表。

图0

图1

编号

反应物

反应前pH

反应后pH

第1组

O3＋I－

5.2

11.0

第2组

O3＋I－＋Fe2＋

5.2

4.1

①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②图0中的A为________。

由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③第2组实验进行18s后，I

浓度下降。

导致下降的直接原因有（双选）________。

A．c（H＋）减小　　　　B．c（I－）减小

C．I2（g）不断生成D．c（Fe3＋）增加

（4）据图1，计算3～18s内第2组实验中生成I

的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

27．F1G3　

[2013·浙江卷]捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和（NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：

2NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）（NH4）2CO3（aq）　ΔH1

反应Ⅱ：

NH3（l）＋H2O（l）＋CO2（g）NH4HCO3（aq）　ΔH2

反应Ⅲ：

（NH4）2CO3（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）2NH4HCO3（aq）　ΔH3

请回答下列问题：

（1）ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：

ΔH3＝________。

（2）为研究温度对（NH4）2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的（NH4）2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。

然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图[见图（a）]。

则：

①ΔH3________0（填“>”“＝”或“<”）。

②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图（a）所示的变化趋势，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图（b）所示。

当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。

请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

　　　　　（a）　　　　　　　　　　　　　（b）

图0

（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在（NH4）2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（写出2个）。

（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。

A．NH4Cl　　　　　　　　B．Na2CO3

C．HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH2

解析版答案

23．E1C2G4G2G3G1C3F4　

[2013·福建卷]利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既价廉又环保。

（1）工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为________。

②常温下，不能与M单质发生反应的是____________（填序号）。

a．CuSO4溶液　b．Fe2O3　c．浓硫酸

d．NaOH溶液　e．Na2CO3固体

（2）利用H2S废气制取氢气的方法有多种。

①高温热分解