高考化学专题九 化学反应速率和化学平衡.docx

1、高考化学专题九 化学反应速率和化学平衡专题九化学反应速率和化学平衡挖命题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点化学反应速率1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律2018课标,28,15分难盖斯定律平衡转化率平衡常数计算化学平衡化学反应进行的方向1.了解化学平衡的建立2.理解外界条件(浓度、温度、压强等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律2016课标,27,15分难盖斯定律化学平衡常数化学平衡常数化学平衡的相关计算了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算

2、2018课标,28,15分难氧化还原反应化学反应进行的方向分析解读本专题考点是历年的命题热点,主要结合实际生产,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。试题类型分三种:一、定量计算与定性推断的文字叙述型;二、表格数据型;三、反应速率和化学平衡图像型。考查题型有填空题和选择题。【真题典例】破考点【考点集训】考点一化学反应速率1.(2017山东临沂一模,6)在Ag+催化作用下,Cr3+被S2氧化为Cr2的机理为:S2+2Ag+ 2S+2A

3、g2+(慢);2Cr3+6Ag2+7H2O 6Ag+14H+Cr2(快)。下列有关说法正确的是()A.反应速率与Ag+浓度有关B.Ag2+也是该反应的催化剂C.Ag+能降低该反应的活化能和焓变D.v(Cr3+)=v(S2)答案A2.(2019届山东青岛期初调研检测,18节选)对于反应SO2(g)+2CO(g) S(l)+2CO2(g),将1 mol SO2和2 mol CO充入体积为1 L的密闭容器中,在533 K和566 K时SO2的转化率随时间变化如图所示:566 K时SO2的平衡转化率=%;平衡常数K566K=(保留2位小数)。保持温度不变,要提高SO2转化率,可采取的措施是。比较a、b

4、处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。答案400.74增大压强或增大CO浓度大于3.(2018山东临沂三模,27)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:CO(g)+NO2(g) NO(g)+CO2(g)H=-a kJmol-1(a0)2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)H=-b kJmol-1(b0)若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36 L CO时,放出的热量为kJ(用含有a和b的代数式表示)。(2)在373 K时,向体积为2 L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2,发生反应

5、:2NO2(g) N2O4(g)H=-57.0 kJmol-1。测得NO2的体积分数(NO2)与反应时间(t)的关系如下表:t/min020406080(NO2)1.00.750.520.400.40020 min内,v(N2O4)=molL-1min-1。上述反应中,v(NO2)=k1c2(NO2),v(N2O4)=k2c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373 K时,k1、k2的数学关系式为。改变温度至T1时k1=k2,则T1373 K(填“”“”“(3)反应恰好生成NaHN2O2,Kh(HN2)=10-7=10-12,水解程度大于电离程度c(Na+)c(N2)c(OH-)c(HN

6、2)c(H+)考点二化学平衡化学反应进行的方向1. (2018山东威海模拟,28)碳是自然界中形成化合物种类最多的元素,CO和CO2是碳的最常见氧化物。(1)研究和解决二氧化碳捕集和转化问题是当前科学研究的前沿领域。在太阳能的作用下,缺铁氧化物(Fe0.9O)能分解CO2,其过程如图1所示。过程的化学方程式是。在过程中每产生0.1 mol O2,转移电子mol。图1(2)在催化剂作用下,将二氧化碳和氢气混合反应生成甲烷,是目前科学家们正在探索的处理空气中的二氧化碳的方法之一。已知:共价键HHCHOH键能(kJmol-1)745436413463则CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2

7、O(g)H=kJmol-1。向1 L固定容积的密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g),控制条件(催化剂:铑镁合金、高温T1)使之反应,若测得容器内气体的压强随着时间的变化如图2所示。则4 min时容器内气体的密度为;温度为T1时,该反应的化学平衡常数为。若采用2 L固定容积的密闭容器,投料量、催化剂和反应温度均保持不变,则反应重新达到平衡时对应体系内的压强的点是(填字母)。图2(3)工业合成原料气CO会与设备、管道及催化剂表面的金属铁、镍反应,生成羰基化合物。四羰基镍是热分解法制备高纯镍的原料,也是有机合成中供给一氧化碳的原料,还可作催化剂。Ni(s)+4CO(

8、g) Ni(CO)4(g)H”“”或“=”),上述反应体系中循环使用的物质为(填化学式)。图3答案(1)10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C0.4(2)-27052 gL-16.75D(3)CO2.(2018山东日照五月校际联考,28)纳米级Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁记录材料、生物功能材料等诸多领域有重要应用,探究其制备和用途意义重大。(1)还原沉淀法:用还原剂Na2SO3将一定量可溶性铁盐溶液中三分之一的Fe3+还原,使Fe2+和Fe3+的物质的量之比为12。然后在所得体系中加入氨水,铁元素完全沉淀形成纳米Fe3O4。写出过程的离子方程式:。当还原后溶液中c(Fe2+)

9、c(Fe3+)=21时,由下表数据可知,产品磁性最大,可能的原因是。c(Fe2+)c(Fe3+)沉淀性状磁性大小13红棕色92.7%12棕色96.5%21黑色100%(2)电化学法也可制备纳米级Fe3O4,用面积为4 cm2的不锈钢小球(不含镍、铬)为工作电极,铂丝作阴极,用Na2SO4溶液作为电解液,电解液的pH维持在10左右,电流50 mA。生成Fe3O4的电极反应为。(3)已知:H2O(l) H2(g)+O2(g)H=+285.5 kJmol-1,以太阳能为热源分解Fe3O4,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下,完善以下过程的热化学方程式。过程: 。过程:3FeO(s)+H2

10、O(l) H2(g)+Fe3O4(s)H=+128.9 kJmol-1。(4)磁铁矿(Fe3O4)常作冶铁的原料,主要反应为:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g),该反应的HT2T1其他条件相同时,图像斜率:T3T2T1,而温度越高,反应速率越快,所以T3T2T1考点三化学平衡常数化学平衡的相关计算1.(2018山东潍坊一模,28)利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。(1)工业上用炭还原辉铜矿(主要成分是Cu2S),可制取金属铜。已知反应的热化学方程式如下:C(s)+S2(g) CS2(g)H1=+150 kJmol-1Cu2S(s)+H2(g) 2

11、Cu(s)+H2S(g)H2=+59.5 kJmol-12H2S(g) 2H2(g)+S2(g)H3 =+170 kJmol-1通过计算,可知用炭还原Cu2S 制取金属铜和CS2(g)的热化学方程式为 。(2)为研究反应2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)对上述工业过程的影响,兴趣小组进行如下探究:向三个体积均为1 L的恒容密闭容器中分别加入1 mol H2S,进行H2S分解实验。不同温度下测得H2S 的转化率与时间的关系如下图所示:T1温度下,05 min S2(g)的平均反应速率v(S2)=molL-1min-1,反应平衡常数K=molL-1。温度T1、T2、T3 由高到低的顺序是。T

12、4温度时,向1 L的恒容密闭容器中加入1.8 mol H2(g)、1.2 mol S2(g),达到平衡后测得S2(g)和H2S(g)的浓度相等,则T4T1 (填“”)。(3)T 时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2、C2的物质的量分数()与pH的关系如下图所示:草酸的电离常数分别为K1与K2,则=。按投料比n(Na2C2O4)n(NaHC2O4)=21配成溶液,下列有关该溶液的叙述正确的是(填序号)。A.该溶液的pH为4.2B.3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2)C.3c(Na+)=5c(HC2)+c(

13、C2) +c(H2C2O4)D.3c(OH-)+c(C2)=3c(H+)+2c(HC2)+5c(H2C2O4)答案(1)C(s) +2Cu2S(s) 4Cu(s) +CS2(g)H =+439 kJmol-1(2)0.021/160或6.2510-3T3T2T1(3)103CD2.(2018山东滨州二模,28)碳的化合物在生产、生活和环境保护中应用广泛。.碳氧化合物的综合利用(1)利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。已知反应:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)H1=-746 kJmol-1反应:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)H

14、2=-1 200 kJmol-1则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)的H=kJmol-1。在一定条件下,将NO2与CO以体积比12置于恒容密闭容器中发生反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。a.体系压强保持不变b.容器中气体密度保持不变c.混合气体颜色保持不变d.NO2与CO的体积比保持不变(2)工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光气(COCl2),反应方程式为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)H”“=”或“”)。(3)利用“组合转化技术”可将CO2 转化成乙烯,反应方程式为6H2(g)+2CO2(g) CH2CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO

15、2 平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是。a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率b.250 时,催化剂的催化效率最大c.M点平衡常数比N点平衡常数大d.随着温度升高,乙烯的产率增大.碳氢化合物的综合利用利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料,甲烷裂解时发生的反应有:2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度()之间的关系如图所示(气体分压=总压气体的物质的量分数)。(4)1 725 时,向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4达到平衡,则反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2

16、(g)的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度),CH4生成C2H2 的平衡转化率为。答案(1)-227ac(2)0.05”“”或“=”),判断的理由是。下列能提高CO平衡转化率的措施有。A.使用高效催化剂B.通入He气体使体系的压强增大C.降低反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度(2)反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)H0反应:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)H在其他条件一定时,提高氢碳比n(H2O)/n(CO)有利于提高CO的转化率C(2)(3)2S+4H+2e- S2+2H2O1 344过专题【五年高考】A组山东省卷、课标卷题组

17、考点一化学反应速率1.(2014课标,9,6分)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I- H2O+IO-慢H2O2+IO- H2O+O2+I-快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98 kJmol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A2.(2018课标,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。

18、(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的H为kJmol-1。(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),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。343 K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K=(保留2位小数)。在343 K下:要提高SiHCl3转化率,

19、可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。比较a、b处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正-k逆,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)。答案(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl(2)114(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3考点二化学平衡化学反应进行的方向3.(2017课标,27,14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:反应

20、的H1为kJmol-1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。A.升高温度 B.降低温度C.增大压强 D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是、;590 之后,

21、丁烯产率快速降低的主要原因可能是。答案(1)123小于AD(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类4.(2016课标,27,15分)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(1)NaClO2的化学名称为。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度323 K,NaClO2溶液浓度为510-3 molL-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SSNNCl-c/(molL-1)8.3510-46.8710-61.510-41.210-53.4