备考名校解析化学分类汇编G单元化学反应速率和化学平衡.docx
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备考名校解析化学分类汇编G单元化学反应速率和化学平衡
G单元化学反应速率和化学平衡
目录
G单元化学反应速率和化学平衡1
G1化学反应速率1
G2化学平衡及勒夏特列原理化学反应进行的方向（课标中必须有）8
G3速率、平衡图像28
G4等效平衡与化学平衡计算34
G5化学反应速率和化学平衡综合44
G1化学反应速率
【理综卷（化学解析）·2015届湖北省襄阳市高三第一次调研考试（201501）word版】11．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。
下列判断正确的是
A．在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04mol·L－1·min－1
【知识点】化学反应速率的影响因素；反应速率的计算G1
【答案解析】A解析：
A、根据图示可知：
在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率是相等的，故A正确；B、溶液酸性越强，即pH越小，线的斜率越大，可以知道R的降解速率越大，故B错误；C、图中无法比较同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，故C错误；D、在20-25min之间，pH=10时R的平均降解速率为（0.6-0.4）/5×10-4=0.04×10-4mol•L-1•min-1，故D错误。
故选A。
【思路点拨】本题考查了外界条件对化学反应速率的影响，化学反应速率的计算，知识点基础性较强，但是要求学生有一定的识图能力，具有分析和解决问题的能力，难度中等。
【化学卷（解析）·2015届福建省泉州五校高三联考（201501）】14．100mL浓度为2mol·L－1的盐酸溶液跟过量的锌片反应，为减慢反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法有：
（ ）
A．加适量6mol·L－1HCl溶液
B．加数滴CuCl2溶液
C．加适量醋酸钠固体
D．加适量NaNO3溶液
【知识点】反应速率的影响因素G1
【答案解析】C解析：
加入适量的6mol·L-1的盐酸，增大氢离子的浓度，也增大了氢离子的物质的量，增大了反应速率和氢气的量，故A错误；因Zn过量，加入数滴氯化铜溶液，置换出Cu，构成原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，故B错误；加适量醋酸钠固体，盐酸与适量醋酸钠固体反应生成弱酸：
醋酸，减小了氢离子的浓度，没有改变氢离子的总物质的量，化学反应速率减小，故C正确；加入适量的NaNO3溶液，则反应是锌与硝酸反应，没有氢气产生，故D错误。
【思路点拨】盐酸跟过量的锌片反应，为减缓反应速率，又基本不影响生成氢气的总量，则
减小氢离子的浓度，不改变氢离子的物质的量即可。
【理综卷（化学解析）·2015届河北省衡水中学高三上学期五调考试（201412）word版】26．（14分）甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。
工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：
（ⅰ）CH4（g）+CO2（g）⇌2CO+2H2（g）△H1=+247.3KJ.mol-1
（ⅱ）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H2=-90.1KJ.mol-1
（ⅲ）2CO（g）+O2（g）⇌2CO2（g）△H3=-566.0KJ.mol-1
（1）用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为。
（2）某温度下，向4L恒容密闭容器中通人6molC02和6molCH4，发生反应（i），平衡体系中各组分的体积分数均为
，则此温度下该反应的平衡常数K=，CH4的转化率为。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
CH3OH（g）+CO（g）⇌HCOOCH3（g）△H=-29.1KJ.mol-1
科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是（填“3．5×106Pa""4．O×106Pa"或“5．0×106Pa”）。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是。
（4）直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。
DMFC的工作原理如图所示：
①通入a气体的电极是电池的（填“正”或“负”）极，其电极反应式为
②常温下，用此电池以惰性电极电解O．5L饱和食盐水（足量），若两极共生成气体1．12L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为（忽略溶液的体积变化）。
【知识点】化学反应与能量化学平衡电解原理F1G1F4
【答案解析】
（1）2CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）△H=-251.6KJ.mol-1
（2）1；33.3%;（3）①1.0×104Pa；②高于80时，温度对反应速率影响较小，又因反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低；（4）①负；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+②13；
解析：
（1）根据盖斯定律（ⅰ）×2+（ⅱ）×2+（ⅲ）得：
2CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）△H=-251.6KJ.mol-1
（2）CH4+CO2⇌2CO+2H2
起始浓度（mol/L）1.51.500
反应浓度（mol/L）xx2x2x
平衡浓度（mol/L）（1.5-x）（1.5-x）2x2x
因为平衡体系中各组分的体积分数均为
，即各组分的浓度相等：
（1.5-x）=2x，解得x=0.5，所以平衡时CH4、CO2、CO、H2的浓度都是1mol/L,K=
；CH4的转化率为
；
（3）①从图像上压强对甲醇转化率的影响看，随着压强的增大甲醇转化率增大，但当压强大于4．O×106Pa时，甲醇转化率随压强的增大不明显，所以工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4．O×106Pa；②高于80
时，温度对反应速率影响较小，又因反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低；（4）①根据原电池的负极失电子知通入a气体的电极是电池的负极；电极反应为：
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+②以惰性电极电解O．5L饱和食盐水（足量），若两极共生成标准状况下气体1．12L，即氢气、氯气各0.025mol，生成氢氧化钠0.05mol，c（0H-）=0.05mol/0.5L=0.1mol/L，c（H+）=1×10-13mol/L，PH=13；
【思路点拨】本题考查了化学反应与能量、化学平衡、电解原理，题干信息较多综合性强，但问题比较基础。
【化学卷（解析）·2015届浙江省重点中学协作体高三上学期第二次适应性测试（201501）word版】11．某温度时，在体积为1L的密闭容器中，A、B、C三种气体浓度的变化如图I所示，若其它条件不变，当温度分别为Tl和T2时，B的体积百分含量与时间关系如图II所示。
则下列结论正确的是（▲）
A．该反应的热化学方程式为：
A（g）＋3B（g）
2C（g）；△H＞0
B．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C．达到平衡后，若其他条件不变，减小体积，平衡向逆反应方向移动
D．若其它条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，A的转化率减小
【知识点】化学平衡的移动G1G2G3
【答案解析】D解析：
A、据图Ⅰ知A、B的浓度分别减小了0.4mol/L，0.6mol/L，C的浓度增大了0.4mol/L，该反应的化学方程式为：
2A＋3B
2C；据图ⅡT1时先达平衡知T1>T2，T1时B的体积分数小，该反应为放热反应ΔH<0，故A错误。
B、体积不变，通入稀有气体，混合气体浓度不变，平衡不移动，故B错误。
C、该反应是气体体积缩小的反应，减小体积，平衡正向移动，故C错误；D、升高温度，正、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，A的转化率降低，故D正确。
故答案选D
【思路点拨】本题考查了化学平衡的移动，首先据图Ⅰ得到化学反应方程式，据图Ⅱ得到该反应正方向为放热反应，然后利用外界条件对平衡的影响分析。
【化学卷（解析）·2015届江苏省南通中学高三上学期期中考试（201411）】19．（15分）一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）＋CO2（g）
FeO（s）＋CO（g），已知该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图甲所示：
图甲图乙
（1）该反应的平衡常数表达式K＝。
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图乙所示。
8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）＝mol/（L·min）。
（3）下列措施中能使平衡时c（CO）／c（CO2）增大的是（填序号）。
A．升高温度B．增大压强
C．充入一定量COD．再加入一些铁粉
（4）铁的重
要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有氧化能力强、安全性好等优点。
1高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H2O
Na2FeO4＋3H2↑，
则电解时阳极的电极反应式是。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为。
【知识点】化学反应速率化学平衡常数电解原理G1G4F4
【答案解析】
（1）
（3分）
（2）0.0625（3分）
（3）A（3分）
（4）①Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O（3分）
②2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O（3分）
解析：
（1）反应中铁和氧化亚铁都是固体，根据平衡常数的定义，K=
（2）8分钟内，CO的平均反应速率：
v（CO）＝
mol/（L·min）=0.0625mol/（L·min）
（3）使平衡时c（CO）／c（CO2）增大，就是使平衡常数增大，根据平衡常数只与温度有关，结合图甲知升高温度使平衡常数增大，故选A。
（4）①电解时阳极发生氧化反应，根据化学反应方程式知铁失电子发生氧化反应，电极反应式是Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O。
②根据在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和水得2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O
【思路点拨】本题考查了化学反应速率、化学平衡常数、电解原理等，注意平衡常数只与温度有关，与压强、浓度等都无关。
【化学卷（解析）·2015届福建省厦门市高三上学期质检检测（201501）word版】19．（12分）为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。
实验一探究铜和稀硝酸反应的产物。
实验装置如右图，气密性已检查。
已知：
FeSO4+NO＝[Fe（NO）]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe（NO）]2+时突显明显棕色。
（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是。
（2）铜片和稀硝酸反应的化学方程式为。
（3）本实验A生成的气体中，若有NO2，B的实验现象为；若只有NO生成，B的实验现象是。
实验二探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因
经过实验一，测得硝酸的浓度<6mol•L-1，只有NO生成。
当铜片与5mol•L-1硝酸反应时，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。
为探究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究：
探究一：
研究反应过程的温度变化对反应速率的影响
实验所得曲线和现象记录如下图表。
时间/min
现象
0~15
铜表面出现气泡，但速度很慢
25
溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快
30
气泡生成速度较快，均匀冒出
45
洗气瓶中可见少量淡棕色的物质
50
溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色
（5）获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。
（6）从上述图表分析可得到的结论是。
序号
温度
铜片/g
硝酸/mL
硝酸铜/g
1
25℃
①
②
③
2
25℃
5
20
0.5
3
25℃
5
20
1.0
探究二：
研究化学反应产物对反应速率的影响
设计了如下实验，利用图1装置测定溶液突显明显棕色的时间。
（7）请将上表中将实验1的实验条件填写完整
①②③
（8）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是。
【知识点】探究影响化学反应速率的因素G1J5
【答案解析】
（1）利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰
（2）3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
（3）B瓶溶液出现血红色；B瓶溶液出现棕色
（4）温度计和秒表（或使用pH传感器）
（5）反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素
（6）5；20；0
（7）研究NO对反应速率的影响
解析：
：
（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，碳酸钙与稀硝酸生成CO2，将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰
（2）在常温下，铜片和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式:
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
（3）本实验A生成的气体中，若有NO2，NO2溶于水生成硝酸，把Fe2+氧化成Fe3+，B瓶溶液出现血红色；若只有NO生成，FeSO4+NO═[Fe（NO）]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe（NO）]2+时突显明显棕色。
（4）图2是铜与稀硝酸反应的温度变化、时间变化的曲线图，需要测定温度与时间
（5）由图2曲线和表一可知，反应30min时，反应速率已经较快了，再升高温度，反应速率增大有限，可知反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素。
（6）表二，研究化学反应产物硝酸铜对反应速率的影响，实验1作为对照试验，铜片的质量、硝酸的体积应该与试验2、3完全一样，硝酸铜的质量是0。
（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，说明硝酸铜没有催化作用；就需要研究另一种产物NO对反应速率是否有影响。
【思路点拨】本题考查了本题考查了铜和硝酸的反应实验，探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，对比、对照分析是解题的关键。
G2化学平衡及勒夏特列原理化学反应进行的方向（课标中必须有）
【理综卷（化学解析）·2015届吉林省实验中学高三上学期第二次模拟考试（201501）】27．（16分）甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。
Ⅰ．以CO2为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点，CO2加氢制取低碳醇的反应如下：
反应I：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＝－49.0kJ/mol
反应II：
2CO2（g）+6H2（g）=CH3CH2OH（g）+3H2O（g）ΔH＝－173.6kJ/mol
写出由CH3OH（g）合成CH3CH2OH（g）的反应的热化学方程式。
Ⅱ．工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g） ΔH＝－90.8kJ·mol－1
在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。
下图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是________；该温度下上述反应的化学平衡常数的表达式为；若增大H2的用量，上述反应的热效应最大值为____________kJ。
Ⅲ．下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。
工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
（1）甲中负极的电极反应式为________。
（2）乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如右上图，则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________mL5.0mol·L－1NaOH溶液。
【知识点】化学平衡的计算；热化学方程式；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素F2F4G2
【答案解析】【解析】Ⅰ、2CH3OH（g）=CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=-75.6kJ•mol-1；
Ⅱ、270℃；c（CH3OH）/c（CO）c2（H2）；90.8；Ⅲ、
（1）CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（2）2.24L；
（3）Fe2+；280．
解析：
Ⅰ、已知：
反应I：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1
反应II：
2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3CH2OH（g）+3H2O（g）△H=-173.6kJ•mol-1
根据盖斯定律Ⅱ-I×2得：
2CH3OH（g）=CH3CH2OH（g）+H2O（g）；△H=-75.6kJ•mol-1；
Ⅱ、根据该反应为放热反应，温度越高CO的转化率越小，所以曲线X为230℃，由图象可知曲线Z为270℃，反应的平衡常数表达式为：
K=c（CH3OH）/c（CO）c2（H2）
；反应焓变与起始量和平衡量有关，与变化过程无关，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1
所以若增大H2的用量，上述反应的热效应最大值为90.8KJ；
Ⅲ、
（1）甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应为：
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（2）工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，分析电极反应，B为阴极，溶液中铜离子析出，氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为X，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，电极反应为：
Cu2++2e-=Cu，
0.1mol0.2mol
2H++2e-=H2↑，
2x x
A电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：
4OH--4e-=2H2O+O2↑，
4x x
得到0.2+2x=4x，
x=0.1mol
乙中A极析出的气体是氧气物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为2.24L；
（3）根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无增多，铁离子物质的量减小，亚铁离子增加，①为Fe3+，②为Fe2+，③为Cu2+，
依据
（2）计算得到电子转移为0.2mol，当电子转移为0.2mol时，丙中阳极电极反应Cu-2e-=Cu2+，生成Cu2+物质的量为0.1mol，图象分析每个单位为0.05mol，阴极电极反应Fe3++e-=Fe2+，溶液中有Fe3+0.2mol，Fe2+0.3mol，Cu2+为0.1mol，所以需要加入NaOH溶液1.4mol，所以NaOH溶液等体积为1.4mol÷5mol/L=0.28L=280mL；
【思路点拨】本题综合性较大，涉及化学反应自发性判断、化学平衡常数、化学平衡影响因素、等效平衡计算以及电化学知识等，注意等效思想的运用以及运用极限方法确定c的取值范围，为高考常见题型，难度较大.
【理综卷（化学解析）·2015届吉林省实验中学高三上学期第二次模拟考试（201501）】8．对可逆反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H＝－92.4kJ·mol-1，下列叙述正确的是（）
A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
B．若单位时间内生成xmolN2的同时，消耗2xmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，2v正（H2）＝3v逆（NH3）
D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡建立的过程G2
【答案解析】【解析】D解析：
A．达到化学平衡时，若增加容器体积即减小压强，正逆反应速率都减小，故A错误；
B．若单位时间内生成x mol N2的同时，消耗2x molNH3，表示的都是逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故B错误；
C．化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知2v正（H2）=3v正（NH3），3v正（NH3）=3v逆（NH3），所以2v正（H2）=3v逆（NH3），故C正确；
D．催化剂同等程度的改变正逆反应速率，所以加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率也同等程度增大，故D错误；
故答案选D
【思路点拨】本题考查了化学平衡的建立过程、化学平衡的影响因素，题目难度中等，注意掌握影响化学平衡的因素及化学平衡状态的特征.
【化学卷（解析）·2015届江苏省盐城中学高三1月月考（20150128）】14．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：
xA（g）＋B（g）
2C（g）。
各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下表和下图表示：
容器
甲
乙
丙
容积
1L
1L
2L
温度
T1
T2
T2
反应物
起始量
1molA
2molB
1molA
2molB
4molA
8molB
下列说法正确的是
A．由图可知：
T1＜T2，且该反应为吸热反应B．T1时该反应的平衡常数K=7.2
C．前10min甲、乙、丙三个容器中A的反应速率：
v（A）甲＝v（A）乙＜v（A）丙
D．平衡时A的质量m：
m乙＜m甲＜m丙
【知识点】化学平衡的计算G2G3
【答案解析】【解析】BC解析：
A．比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T1＜T2，温度越高C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动，故该反应为放热反应，
故A错误；
B．由图可知，平衡时乙容器内C的浓度为1mol/L，则：
A（g）+B（g）⇌2C（g）．
开始（mol/L）：
1 2 0
变化（mol/L）：
0.75 0.75 1.5
平衡（mol/L）：
0.25 1.25 1.5
故T2时该反应的平衡常数K=1.52÷（0.25×1.25）=7.2，故B正确；
故B正确；
C．由图可知，前10min甲容器中C的浓度变化量为1mol/L，乙容器中C的浓度变化量为1mol/L，丙容器中C的浓度变化量为2mol/L，故v（A）甲＝v（A）乙＜v（A）丙，故C正确；
D．由图可知，平衡时A的质量m：
m甲＜m乙＜m丙，故D错误；
故答案选BC
【思路点拨】本题考查了化学反应速率计算、影响化学平衡移动的因素、化学平衡图象与有关计算，难度较大.
【化学卷（解析）·2015届江苏省盐城中学高三1月月考（20150128）】13．下列叙述正确的是
A．合成氨工业中，移走NH3可增大正反应速率，提高原料转化率
B．酸碱中和滴定时，锥形瓶需用待测液润洗2次，再加入待测液
C．将NO2、N2O4混合气体的体积压缩为原来的一半，则气体颜色加深
D．牺牲阳极的阴极保护法和外加直流电的阴极保护法都是应用电解原理
【知识点】化学平衡移动、酸碱中和滴定、电解原理应用F4G2
【答案解析】【解析】C解析：
A．减少生成物的浓
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