届高三百所名校好题汇编 化学专题18 化学基本理论二化学反应速率化学平衡电解质溶液.docx

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届高三百所名校好题汇编化学专题18化学基本理论二化学反应速率化学平衡电解质溶液

2016届高三化学【全国百强校】好题速递分项解析汇编

专题十八化学基本理论二（化学反应速率、化学平衡）

1．【湖南衡阳八中2016届第二次月考】（16分）通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用。

I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）

（1）向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表。

t/min

0

1

2

3

4

n（H2O）/mol

0.600

0.520

0.450

0.350

0.350

n（CO）/mol

0.400

0.320

0.250

0.150

0.150

则该温度下反应的平衡常数K=。

（保留2位有效数字）

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1molH2O（g）、2molCO2、2mo1H2，此时

v（正）______v（逆）（填“>”“=”或“<”）。

II．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ·mol-1、286kJ·mol-1、726kJ·mol-1。

（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为。

（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响。

III．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：

一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—。

（5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式。

（6）已知一个电子的电量是1.602×10—19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×105C的电量时，生成NaOHg。

Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。

（7）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。

如：

a．6CO2+6H2O

C6H12O6+6O2 b．2CO2+6H2

C2H5OH+3H2O

c．CO2+CH4

CH3COOH d．2CO2+6H2

CH2=CH2+4H2O

以上反应中，最节能的是    ，反应b中理论上原子利用率为     。

【答案】

（1）1.2　　　

（2）＜　　（3）CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（l）△H=—129kJ·mol-1　　　　　　　　　　　

（4）增加压强使反应速率加快，同时平衡右移，CH3OH产率增大。

（5）C8H18－50e－+25O2—＝8CO2+9H2O　；（6）80　；（7）a，46%。

【考点定位】考查化学反应速率、化学平衡的影响因素、热化学方程式的书写及电化学的应用的知识。

【名师点睛】本题综合考查了化学平衡常数的计算、应用、化学平衡移动原理的应用、盖斯定律的应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池反应原理、物质的量在化学反应方程式的计算等的应用、原子经济性、节环保等，集多个知识点为一体，较为全面的考查了学生的化学知识掌握情况及应用能力，把物质的转化、能量的利用既环境保护等结合在一起，是一个不错的考题。

2．【西藏日喀则一中2016届10月月考】（16分）火力发电厂释放出大量氮氧化合物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。

对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。

利用甲烷催化还原NOx：

CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H1＝－574kJ/mol

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H2＝－1160kJ/mol

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。

（2）脱碳。

将CO2转化为甲醇：

CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）△H3

①在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。

测得CO2和CH3OH（g）浓度随时间变化如图1所示。

回答：

0～10min内，氢气的平均反应速率为mol/（L·min）；第10min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1molCO2（g）和1molH2O（g），则平衡（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

②如图2，25℃时以甲醇燃料电池（电解质溶液为稀硫酸）为电源来电解300mL某NaCl溶液，正极反应式为。

在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为13（假设NaCl溶液的体积不变），则理论上消耗甲醇的物质的量为mol。

③取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H30（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）脱硫。

燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应，生成硫酸铵。

硫酸铵水溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）；室温时，向（NH4）2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c（Na＋）c（NH3·H2O）。

（填“＞”、“＜”或“＝”）

【答案】

（1）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H＝-867 kJ/mol

（2）①0.225；正向②O2 +4e－+4H+＝2H2O；0.005③＜（3）NH4++H2O

NH3·H2O+H+；＝

【考点定位】考查盖斯定律的应用，化学反应速率的计算，平衡移动，氧化还原反应的计算，电荷守恒和物料守恒规律的应用

【名师点睛】化学平衡图像题的解题步骤：

有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法。

第一步：

看特点。

即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化（正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应）、反应热（正反应是放热反应，还是吸热反应）等。

第二步：

识图像。

即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点（平台、折线、拐点等）的关系。

利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。

第三步：

想原理。

联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。

第四步：

巧整合。

图表与原理整合。

逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。

即：

。

3．【湖北孝感高中2016届10月月考】（15分）燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5（可入肺颗粒物）污染也跟冬季燃煤密切相关。

SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

（1）如图所示，利用电化学原理将SO2转化为重要化工原料C

若A为SO2，B为O2，则负极的电极反应式为：

______________________________；

（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

CO2＋3H2

CH3OH＋H2O

已知：

CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）△H＝－akJ·mol－1；

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）△H＝－bkJ·mol－1；

H2O（g）＝H2O（l）△H＝－ckJ·mol－1；

CH3OH（g）＝CH3OH（l）△H＝－dkJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：

_________________________________；

（3）光气（COCl2）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl2（g）＋CO（g）

COCl2（g）制备。

左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。

回答下列问题：

（3）0~6min内，反应的平均速率v（Cl2）＝；

（4）若保持温度不变，在第7min向体系中加入这三种物质各2mol，则平衡移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；

（5）若将初始投料浓度变为c（Cl2）＝0.7mol/L、c（CO）＝0.5mol/L、c（COCl2）＝mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl2的体积分数与上述第6min时Cl2的体积分数相同；

（6）随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是；（填“增大”、“减小”或“不变”）

⑤比较第8min反应温度T（8）与第15min反应温度T（15）的高低：

T（8）________T（15）（填“<”、“>”或“＝”）。

【答案】（15分）

（1）SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42-（2分）

（2）CH3OH（l）＋3/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－（3/2b＋2c－a－d）kJ·mol－1（3分）

（3）①0.15mol·L－1·min－1（2分）②向正反应方向（2分）

③0.5（2分）④减小（2分）⑤<（2分）

考点：

考查原电池原理、热化学方程式的书写、化学反应速率与化学平衡、等效平衡

4．【广西柳铁一中2016届10月月考】（16分）I．X、Y是相邻周期、相邻主族的短周期元素，且原子序数X＞Y．填写下列空白：

（1）若X为金属元素，Y为非金属元素，Y2H4是一种重要有机化工原料。

①X单质与Fe2O3反应时，每消耗13.5gX放热213kJ，该反应的热化学方程式是；

②写出实验室制备Y2H4的化学方程式；

（2）若X、Y元素的最高价氧化物的水化物都是强酸。

为防止YO2污染空气，科学家寻求合适的化合物G和催化剂，以实现反应：

YO2+G

Y2+H2O+nZ（未配平，n可以为0）

①上述反应式中的G不可能是（填标号）。

A．NH3B．COC．CH3CH2OH

②25℃时，往amol•L﹣1的YH3的水溶液（甲）中滴加0.01mol•L﹣1H2XO4溶液（乙），当甲与乙等体积混合时，溶液呈中性（设温度不变），甲中溶质的电离常数Kb=（用含a的代数式表示）。

Ⅱ．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7﹣和AlCl4﹣组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。

Ⅲ．甲醇汽油是一种新能源清洁燃料，可以作为汽油的替代物．工业上可用CO和H2制取甲醇，化学方程式为：

CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=bkJ/mol，为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比（

）及温度的关系，研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应，并绘出如图所示：

（1）反应热b0（填“＞”或“＜”）。

（2）若Ⅱ反应的n（CO）起始=10mol、投料比为0.5，A点的平衡常数KA=，B点的平衡常数KBKA（填“＞”或“＜”或“=”）。

（3）为提高CO转化率可采取的措施是、（答出两条即可）。

【答案】Ⅰ．

（1）①2Al（s）+Fe2O3（s）═2Fe（s）+Al2O3（s）△H＝﹣852kJ•mol﹣1；

②CH3CH2OH

CH2＝CH2↑＋H2O。

（2）①B；②Kb＝

。

Ⅱ．4Al2Cl7﹣+3e﹣＝Al+7AlCl4﹣；H2；

Ⅲ．

（1）＜。

（2）1；＝（3）减小投料比、降低温度、增大压强、分离出CH3OH。

Ⅱ．依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，由有机阳离子、Al2Cl7﹣和AlCl4﹣组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al2Cl7﹣得到电子生成，电极反应为：

4Al2Cl7﹣+3e﹣＝Al+7AlCl4﹣；改用AlCl3水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，2H++2e﹣＝H2↑；

Ⅲ．

（1）图象可知，一氧化碳转化率随温度升高减小，说明平衡逆向，正反应为放热反应，b＜0。

（2）若Ⅱ反应的n（CO）起始＝10mol、投料比为0.5，n（H2）＝20mol，则

CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）

起始量（mol/L）120

变化量（mol/L）0.510.5

平衡量（mol/L）0.510.5

A点的平衡常数KA＝

＝1

AB是相同温度下的平衡，平衡常数只随温度变化，所以AB平衡常数相同；

（3）为提高CO转化率可采取的措施，可以增加氢气量，提高一氧化碳的转化率，反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，依据反应特征和平衡移动原理分析提高一氧化碳转化率的条件是平衡正向进行，即减小投料比、降低温度、增大压强、分离出CH3OH。

【考点定位】本题主要是考查热化学方程式书写、外界条件对平衡状态的影响与有关计算、电化学原理的应用等

【名师点晴】化学平衡图像题的解题技巧

（1）紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。

（2）先拐先平，在含量（转化率）—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

（3）定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

（4）三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

5．【贵州遵义航天高中2016届第三次月考】（14分）1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。

现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）△H＜0

当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数ψ（NH3）变化趋势如下图所示。

回答下列问题：

（1）已知：

①NH3（g）

NH3（g）△H1

②N2（g）＋3H2（g）

2NH3（l）△H2

则反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）的△H＝（用含△H1、△H2的代数式表示）。

（2）合成氨的平衡常数表达式为____，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为（保留两位有效数字）。

（3）X轴上a点的数值比b点（填“大”或“小”）。

上图中，Y轴表示（填“温度”或“压强”），判断的理由是。

（4）若将1molN2和3molH2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如下表所示：

下列判断正确的是____。

A.放出热量：

Ql

I>III

C.平衡常数：

II>ID.达平衡时氨气的体积分数：

I>II

（5）常温下，向VmLamoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c（NH4+）__c（SO42-）（填“>”、“<”或“=”）。

（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇（Y203）的氧化锆（ZrO2）晶体，它在熔融状态下能传导O2-。

写出负极的电极反应式。

【答案】

（1）2△H1+△H2

（2）

；18%（3）小；温度；随Y值的增大，ψ（NH3）减小；平衡N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）△H＜0向逆反应方向进行，故Y为温度（4）AB

（5）＞（6）2NH3－6e－＋3O2－＝N2＋3H2O

【考点定位】本题主要是考查盖斯定律应用、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态的有关计算、溶液中离子浓度大小比较及原电池原理的应用

【名师点晴】化学平衡及其移动图像中的数形思想

化学平衡图像题的解题步骤：

有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法。

第一步：

看特点。

即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化（正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应）、反应热（正反应是放热反应，还是吸热反应）等。

第二步：

识图像。

即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点（平台、折线、拐点等）的关系。

利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。

第三步：

想原理。

联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。

第四步：

巧整合。

图表与原理整合。

逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。

即：

。

6．【湖南衡阳八中2016届第三次月考】（14分）目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－574kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－1160kJ·mol－1

③H2O（g）＝H2O（l）ΔH＝－44．0kJ·mol－1

写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）,CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式_____________________

（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。

有关反应为：

C（s）＋2NO（g）

N2（g）＋CO2（g）某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T。

C）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______

A．容器内CO2的浓度保持不变

B．v正（N2）=2v正（NO）

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

②在T。

C时．该反应的平衡常数为_______（保留两位小数）；

③在30min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。

下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：

①甲烷燃料电池的负极反应式是：

__________________________。

②当A中消耗0．05mol氧气时，B中________________极（填“a”或“b”）增重________________g。

【答案】（共14分）

⑴CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O

（1）,ΔH＝－955kJ·mol－1。

⑵①BC②0．56③减小CO2浓度

⑶①CH4-8e─+2H2O=CO2+8H+②b；6.4．

（3）燃料电池通氧气的极为正极，通CH4的极为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，B是电解CuCl2溶液，阴极b上有铜析出，质量增重，0．15mol氧气时，转移电子为0．05mol×4=0．20mol，析出的Cu的物质的量为0．20mol÷2=0．10mol，质量为0．10mol×64g•mol-1=6．4g；

【考点定位】考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断、原电池反应中电极反应式的书写、酸碱混合溶液中物质浓度的计算及离子浓度大小比较的知识。

【名师点晴】本题（3）是考查电化学理论，涉及燃料电池和电解池，二池串联，原电池中转移电子数与电解池转移电子数目是相等的，可运用电子守恒解答有关计算，这类题一般先判断其中一个的电极，再去推导另一个池的电极，如本题可根据燃料电池能氧气的极为正极这一特殊知识点，去确定原子池的负极及电解池的阴、阳极，其中与正极相连的极为阳极，根据电解理论也就是氧化性和还原性的相对强弱去判断电解池的电极产物和电极反应，原电池的电极反应式书写时要综合考虑电解质溶液的影响，如本题甲烷燃烧的产物应该是CO2气体，但在碱性介质里要被碱溶液吸收，得到的是碳酸盐，将这些理论分析清楚再解题相对就容易得多了，总之学会分析问题才能更好地解决问题。

7．【宁夏银川二中2016届第三次月考】（16分）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的量。

已知如下表数据（25℃）：

化学式

电离平衡常数

HCN

K＝4.9×10－10

CH3COOH

K＝1.8×10－5

H2CO3

K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11

（1）25℃时，等浓度的三种溶液（a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液）的pH由大到小的顺序为________________________________。

（填写序号）

（2）25℃时，向NaCN溶液中通入少量CO2，所发生反应的化学方程式为_________。

（3）现有浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH等体积混合后，测得C（Na+）>C（CN-），下列关系正确的是。

A．C（H+）>C（OH-）B．C（H+）

C．C（H+）+C（HCN）=C（OH-）D．C（HCN）+C（CN-）=0.01mol/L

（4）浓的Al2（SO4）3溶液和浓的小苏打（NaHCO3）溶液混合可用于灭火，请用离子反应方程式表示灭火的原理________________________________。

（5）已知NaHC2O4水溶液显酸性，请写出该溶液中各离子浓度的大小___________________；质子守恒表达式___________________。

（6）H2C2O4溶液和KMnO4酸性溶液可发生反应：

H2C2O4＋MnO

＋H＋→CO2＋Mn2＋＋H2O，若将该反应设计成原电池，请写出原电池的负极的电极反应___________________，反应中每生成标况下4.48LCO2气体，外电路中通过的电子的物质的量为__________mol。

【答案】

（1）②b>a>c　

（2）NaCN＋CO2＋H2O＝NaHCO3＋HCN（3）BD

（4）Al3++3HCO3-＝Al（OH）3↓+3CO2↑（5）c（Na+）>c（HC2O4-）>c（H+）>c（C2O42-）>c（OH-）；

c（OH-）＝c（H+）-c（C2O42-）+c（H2C2O4）（6）H2C2O4-2e－＝2CO2↑+2H+0.2

考点：

考查弱电解质的电离、盐类水解的应用及原电池原理的应用等

8．【四川成都七中2016届上期中】（本小题满分14分）T1温度下，体积为2L的恒容密闭容器，加入4.00molX，2.00molY，发生化学反应2X（g）+Y（g）

3M（g）+N（s）△H<0。

部分实验数据如表格所示。

（1）前500s反应速率v（M）＝_____，该反应的平衡常数K＝_____