导与练专题八 化学反应速率与化学平衡大题学生版.docx
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导与练专题八化学反应速率与化学平衡大题学生版
专题八 化学反应速率与化学平衡_大题
高考试题
考点一化学反应速率及其影响因素
6.（2012年广东理综,31,16分）碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
S2
+2I-
2S
+I2 （慢）
I2+2S2
2I-+S4
（快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。
为确保能观察到蓝色,S2
与S2
初始的物质的量需满足的关系为:
n（S2
）∶n（S2
） 。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx= ,理由是
。
（3）已知某条件下,浓度c（S2
）～反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2
）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。
（4）碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。
该电池反应为:
2Li（s）+I2（s）
2LiI（s） ΔH
已知:
4Li（s）+O2（g）
2Li2O（s） ΔH1
4LiI（s）+O2（g）
2I2（s）+2Li2O（s） ΔH2
则电池反应的ΔH= ;碘电极作为该电池的 极。
7.（2011年重庆理综,29,14分）臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质是 和 （填分子式）。
（2）O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间（t）如表所示。
已知:
O3的起始浓度为0.0216mol/L。
Ph
t/min
T/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是 。
②在30℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为 mol/（L·min）。
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 （填字母代号）。
a.40℃、pH=3.0b.10℃、pH=4.0
c.30℃、pH=7.0
（3）O3可由臭氧发生器（原理如图）电解稀硫酸制得。
①图中阴极为 （填“A”或“B”）,其电极反应式为
。
②若C处通入O2,则A极的电极反应式为
。
③若C处不通入O2,D、E处分别收集到xL和yL气体（标准状况）,则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 。
（忽略O3的分解）
8.（2010年新课标全国理综,28,14分）某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有
;
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
;
（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 ;
（4）要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有
（答两种）;
（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1
H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4
溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计,其中:
V1= ,V6= ,V9= ;
②反应一段时间后,实验A中的金属呈 色,实验E中的金属呈 色;
③该同学最后得出的结论为:
当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因
。
考点二化学平衡及其影响因素
15.（2013年新课标全国理综Ⅰ,28,15分）二甲醚（CH3OCH3）是无色气体,可作为一种新型能源。
由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
（ⅰ）CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）
ΔH1=-90.1kJ·mol-1
（ⅱ）CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）
ΔH2=-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
（ⅲ）CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
ΔH3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
（ⅳ）2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）
ΔH4=-24.5kJ·mol-1
回答下列问题:
（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。
工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是
（以化学方程式表示）。
（2）分析二甲醚合成反应（ⅳ）对于CO转化率的影响
。
（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
。
（4）有研究者在催化剂（含Cu
Zn
Al
O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
。
（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池
（5.93kW·h·kg-1）。
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=
（列式计算。
能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×106J）。
16.（2011年浙江理综,27,14分）某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计）,在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4（s）
2NH3（g）+CO2（g）
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压
强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度
/mol·L-1
2.4×
10-3
3.4×
10-3
4.8×
10-3
6.8×
10-3
9.4×
10-3
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是 。
A.2v（NH3）=v（CO2）
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:
;
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。
若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量 （填“增加”“减少”或“不变”）。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH 0（填“>”“=”或“<”）。
熵变ΔS 0（填“>”“=”或“<”）。
（2）已知:
NH2COONH4+2H2O
NH4HCO3+NH3·H2O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c（NH2COO-）随时间的变化趋势如图所示。
⑤计算25.0℃时,0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率:
。
⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大:
。
17.（2010年山东理综,28,14分）硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2
H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI
H2+I2
Ⅲ 2H2SO4
2SO2+O2+2H2O
（1）分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程产生1molO2的同时产生1molH2
（2）一定温度下,向1L密闭容器中加入1molHI（g）,发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
0～2min内的平均反应速率v（HI）= 。
该温度下,H2（g）+I2（g）
2HI（g）的平衡常数K= 。
相同温度下,若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
a.平衡常数b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间d.平衡时H2的体积分数
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 移动（填“向左”“向右”或“不”）;若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3b.CuSO4
c.Na2SO4d.NaHSO3
（4）以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。
已知2H2（g）+O2（g）
2H2O（l）
ΔH=-572kJ·mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为 。
考点三化学平衡常数与化学平衡图像
3.（2013年新课标全国理综Ⅱ,28,14分）在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g）,在一定温度进行如下
反应:
A（g）
B（g）+C（g） ΔH=+85.1kJ·mol-1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表:
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强
p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题:
（1）欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为 。
（2）由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为 。
平衡时A的转化率为 ,列式并计算反应的平衡常数K 。
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A）,n总= mol,n（A）= mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:
a= 。
反应时间t/h
0
4
8
16
c（A）/（mol·L-1）
0.10
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（Δt）的规律,得出的结论是 ,
由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为 mol·L-1。
4.（2013年天津理综,10,14分）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+
N
S
N
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）2b.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空气中含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）
已知该反应的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 。
5.（2013年浙江理综,27,14分）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1）。
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1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2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。
（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.NH4ClB.Na2CO3
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2
6.（2013年福建理综,23,16分）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。
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:
。
②电化学法
该法制氢过程的示意图如下。
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
。
7.（2013年山东理综,29,15分）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 。
（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,H2SO3
HS
+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”）。
8.（2012年山东理综,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）
当温度升高时,气体颜色变深,则反应（Ⅱ）为 （填“吸热”或“放热”）反应。
（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·L-1·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·L-1。
（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=
2×10-5mol·L-1）
9.（2011年大纲全国理综,28,15分）反应aA（g）+bB（g）
cC（g）（ΔH<0）在等容条件下进行。
改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
（1）反应的化学方程式中,a∶b∶c为 ;
（2）A的平均反应速率vⅠ（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为 ;
（3）B的平衡转化率αⅠ（B）、αⅡ（B）、αⅢ（B）中最小的是 ,其值是 ;
（4）由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ,采取的措施是 ;
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度（T2）和第Ⅲ阶段反应温度（T3）的高低:
T2 T3（填“>”、“<”或“=”）,判断的理由是 ;
（6）达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定10min后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。
10.（2011年广东理综,31,15分）利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2。
紫外光照射时,在不同催化剂（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
（1）在0～30小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ从大到小的顺序为 ;反应开始后的12小时内,在第 种催化剂作用下,收集的CH4最多。
（2）将所得CH4与H2O（g）通入聚焦太阳能反应器,发生反应:
CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）。
该反应ΔH=+206kJ·mol-1。
①在坐标图中画出反应过程中体系能量变化图（进行必要标注）。
②将等物质的量的CH4和H2O（g）充入1L恒容密闭反应器,某温度下反应达平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）。
（3）已知:
CH4（g）+2O2（g）
CO2（g）+2H2O（g） ΔH=-802kJ·mol-1。
写出由CO2生成CO的热化学方程式:
。
模拟试题
考点一化学反应速率及其影响因素
3.（2013广东茂名质检）一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图
所示:
（1）从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为 ,X的物质的量浓度减少了 ,Y的转化率为 。
（2）该反应的化学方程式为 。
（3）10s后的某一时刻（t1）改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示:
则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻,增大了X的浓度
B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积
D.t1时刻,使用了催化剂
考点二化学平衡及其影响因素
6.（2013广东梅州质检）水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的碳制得:
C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g） ΔH=+131kJ·mol-1
（1）T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。
请填写表中相应的空格。
容器
编号
c（H2O）
/mol·L-1
c（CO）
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