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1、黄金押题07 化学反应速率与平衡高考化学黄金押题解析版黄金押题07 化学反应速率与平衡【高考考纲】1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率()。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【真题感悟】 例1(2018高考北京卷)(1)I可以作为水溶液中SO2歧化

2、反应(3SO22H2O=2H2SO4S)的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。iSO24I4H=S2I22H2Oii.I22H2O_=_2I(2)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4 molL1 KIa molL1 KI02 molL1 H2SO40.2 molL1 H2SO40.2 molL1 KI0000 2 mol I2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊

3、较A快B是A的对比实验，则a_。比较A、B、C，可得出的结论是_。实验表明，SO2的歧化反应速率DA。结合i、ii反应速率解释原因：_。解析：(1)由题意知二氧化硫的歧化反应可由i与ii相加所得，所以由总反应的离子方程式3SO22H2O=4H2SOS减去i式得：2I24H2O2SO2=2SO8H4I，化简得到：I22H2OSO2=SO4H2I。(2)由于B是A的对比实验，所以两组实验中KI的浓度必须相同，即a0.4。A说明I能催化二氧化硫发生歧化反应。C中无明显现象，说明H单独存在时不具有催化作用，不能使二氧化硫歧化反应速率加快。B中溶液变黄，出现浑浊较A快，结合C可知，增强溶液的酸性，可增强

4、I的催化效果。由于I催化二氧化硫的歧化反应是i与ii两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应的速率都会影响总反应的速率。D中直接加入I2，故反应ii可立即发生，而由反应ii产生的H可使反应i速率加快，所以D的反应速率比A快。答案：(1)SO2SO4H(2)0.4I是SO2歧化反应的催化剂，H单独存在时不具有催化作用，但H可以加快歧化反应速率反应ii比i快；D中由反应ii产生的H使反应i加快【名师点睛】1熟练运用公式计算化学反应速率(1)公式法：v(B)。浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。对于可逆

5、反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。(注：总反应速率也可理解为净速率)(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)来说，则有。2正确理解影响化学反应速率的因素(1)“惰性气体”对反应速率的影响恒容：充入“惰性气体”总压增大参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。恒压：充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化

6、来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大。增大压强，v正和v逆都增大，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。【变式探究】 (2017高考江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2

7、浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C图丙表明，少量Mn2存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对H2O2分解速率的影响大解析：选D。由图甲可知，起始时H2O2的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A项错误；OH的浓度越大，pH越大，即0.1 molL1NaOH对应的pH最大，曲线下降最快，即H2O2分解最快，B项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 molL1 NaOH条件下H2O2分解最快，0 molL1 NaO

8、H条件下H2O2分解最慢，而1.0 molL1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间，C项错误；由图丁可知，Mn2越多，H2O2的分解速率越快，说明Mn2对H2O2分解速率的影响较大，D项正确。例2、(2018高考天津卷)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡

9、转化率之比不变D若起始温度提高至60 ，可缩短反应达到平衡的时间解析：选D。加入NaOH，c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，A项正确；增大HBr浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物按照化学计量数之比加入溶液中，则各物质的平衡转化率相等，故反应物均增大至2 mol，两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度提高至60 ，生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。【名师点睛】1化学平衡状态的判断(1)两方法逆向相等、变量不变“逆向相等”：反应速率必须一个

10、是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等；“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应进行保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。(2)“三关注”关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压还是绝热容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。2化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。若外界条件改变，引起v正v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；若外界条件改变，引起v正v逆，则化学

11、平衡向逆反应方向(或向左)移动；若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正和v逆仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。若QK，平衡逆向移动；若QK，平衡不移动；若QK，平衡正向移动。3不能用勒夏特列原理解释的问题(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动还是向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向移动还是逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变

12、，平衡不发生移动。(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。【变式探究】 (2017高考海南卷改编)已知反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()A升高温度，K增大B减小压强，n(CO2) 增加C更换高效催化剂，(CO)增大D充入一定量的氮气，n(H2)不变解析：选D。A项，此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K减小，错误；B项，反应前后气体化学计量数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，错误；C项，催化剂对化

13、学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，错误；D项，恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体化学计量数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，正确。例3、(2018高考全国卷)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H48 kJmol1，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。(1)343 K时反应的平衡转化率_%。平衡常数K343 K_(保留两位小数)。(2)在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是

14、_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_、_。(3)比较a、b处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的_(保留1位小数)。解析：(1)温度越高，反应越先达到平衡，根据图示，左侧曲线对应的温度为343 K，343 K时反应的平衡转化率为22%。设开始时加入SiHCl3的浓度为a molL1，根据化学方程式和SiHCl3的平衡转化率知，达平衡时，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的浓度分别为0.78a molL1、0.11a mo

15、lL1、0.11a molL1，化学平衡常数K0.02。(2)根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提高反应物的转化率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂。(3)温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时，v正v逆，即k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%，设投入SiHCl3 y mol，则根据三段式法得2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)开始/

16、mol y 0 0转化/mol 0.22y 0.11y 0.11y平衡/mol 0.78y 0.11y 0.11y代入k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4得，k正0.782k逆0.112，在a处SiHCl3的转化率为20%，根据三段式法得2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)开始/mol y 0 0转化/mol 0.2y 0.1y 0.1ya处/mol 0.8y 0.1y 0.1y则，将代入计算得出1.3。答案：(1)220.02(2)及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)(3)大于1.3【名师点睛】1化学平衡常数(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行

17、的程度，K越大，反应进行的程度越大。K105 时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K。另可用压强平衡常数表示：Kpp(C)为平衡时气体C的分压。(3)依据化学方程式计算平衡常数同一可逆反应中，K正K逆1；同一反应方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K与原平衡常数K间的关系是KKn或K。几个可逆反应方程式相加，得总反应方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。2转化率、产率及分压的计算(1)反应物转化率100%(2)产物的产率100%(3)分

18、压总压物质的量分数3常用的气体定律(1)同温同体积：(2)同温同压强：(反应前后气体质量不变时适用)【变式探究】已知反应CO(g)CuO(s) CO2(g)Cu(s)和反应H2(g)CuO(s) Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1 和K2，该温度下反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2 浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2 浓度一定减小解析：选B。在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反

19、应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2 浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此Hvbvc，结合沉积碳的生成速率方程vkp(CH4)p(CO2)0.5，在p(CH4)相同时，随着p(CO2)增大，反应速率逐渐减慢，即可判断：pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。答案：(1)A(2)劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【名师点睛】1速率时间图像反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，mnpq，且H0(1)t1 时增大反应物

20、的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；(2)t2 时升高温度，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的反应速率增大得快；(3)t3 时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小，气体体积减小的反应的反应速率减小得多；(4)t4 时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。2. 转化率(或含量)时间图像反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，mnpq，且H0(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸

21、热反应，温度越高，反应物的转化率越大；(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。3恒压(温)线反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，mnpq，且H0分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。4特殊类型图像(1)对于化学反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应H0。(2)对于化学反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(

22、g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点v正v逆；则L线的右下方(F点)，v正v逆。【变式探究】在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g) M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则05 min时间内，用N表示的平均反应速率

23、v(N)1.0102 molL1min1B实验中，该反应的平衡常数K2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b0.060解析：选C。A项，根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)1.0103 molL1min1，该项错误；B项，根据表格中数据可知平衡时c(X)0.002 molL1、c(Y)0.032 molL1、c(N)c(M)0.008 molL1，则平衡常数K1.0，该项错误；C项，因该反应在800 时平衡常数为1.0，设反应中转化的X的物质的量为x mol，则有(0.20x)(0.30x)xx，故x0.12，X的转化率为1

24、00%60%，该项正确；假设在900 时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060，由中数据可知在700 时平衡常数约为2.6，结合800 时平衡常数为1.0可知，温度越高，该反应的平衡常数越小，平衡逆向移动，故b0.060，该项错误。【黄金押题】1中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2 和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是()A使用光催化剂不改变反应速率B使用光催化剂能增大NO的转化率C升高温度能加快反应速率D改变压强对反应速率无影响解析：选C。使用催化剂可以加快反应速率，

25、但不能改变反应物的平衡转化率，故A、B两项错误；该反应有气体参与，改变压强可影响化学反应速率，故D项错误。2反应A(g)3B(g) 2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()Av(A)0.15 molL1min1Bv(B)0.01 molL1s1Cv(C)0.40 molL1min1Dv(D)0.45 molL1min1解析：选D。如果都用物质B表示反应速率，则根据反应速率之比等于化学计量数之比可知选项AD分别是(molL1min1)0.45、0.6、0.6、0.675，即选项D中反应速率最快。3在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO2(g)，下列选项不能说明该反应已达到平衡状态