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1、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0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3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+2S22I-+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

2、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/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0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)H已知:4Li(s)+O2(g)2Li2

3、O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2则电池反应的H=;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 0.021 6 mol/L。Pht /minT/3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是。在30 、pH=4.0条件下,O3的分解速率为mol/

4、(Lmin)。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=3.0 b.10 、pH=4.0c.30 、pH=7.0(3)O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。图中阴极为(填“A”或“B”),其电极反应式为 。若C处通入O2,则A极的电极反应式为 。若C处不通入O2,D、E处分别收集到x L和y L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

5、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 ABCDEF4 molL-1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV

6、7V8V9V10100请完成此实验设计,其中:V1=,V6=,V9=;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;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,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:()CO(g)+2H2(g)CH3OH (g)H1=-90.

7、1 kJmol-1()CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0 kJmol-1水煤气变换反应:()CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1二甲醚合成反应:()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=-24.5 kJmol-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()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

8、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CuZnAlO和Al2O3)、压强为5.0 MPa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(5.93 kW hkg-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1.20 V,能量密度E= (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kWh=3.6106 J)。16.(2011年浙江理综,27,14

9、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/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/molL-12.410-33.410-34.810-36.810-39.410-3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

10、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根据表中数据,列式计算25.0 时的分解平衡常数: ;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”)。氨基甲酸铵分解反应的焓变H0(填“”“=”或“”“=”或“0若1 mol空气中含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为810-4 mol。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 。汽车燃油不完全燃烧时产生CO

11、,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据: 。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:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4

12、HCO3(aq)H3请回答下列问题:(1)H3与H1、H2之间的关系是:H3= 。(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:H30(填“”、“=”或“0()反应()的平衡常数表达式K=,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为。(2)如图所

13、示,反应()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T1T2(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,H2SO3HS+H+的电离常数Ka=110-2 molL-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=molL-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.(

14、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)()(1)反应()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)()当温度升高时,气体颜色变深,则反应()为(填“吸热”或“放热”)反应。(3)一定温度下,反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4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1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”、“不变”或“减小”),反应3 s后

15、NO2的物质的量为0.6 mol,则03 s内的平均反应速率v(N2O4)= molL-1s-1。(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 时,将a mol NH4NO3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b L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 molL-1。(NH3H2O 的电离平衡常数取Kb=210-5 molL-1)9.(2011年大纲全国理综,28,15分)反应aA(g)+bB(g)cC(g)(H”、“”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

16、10 min 后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第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(,)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。(1)在030小时内,CH4的平均生成速率v、v、v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H=+206 kJmol-1。在坐标图中画

17、出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L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0.10 mol,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)H=-802 kJmol-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2 L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10 s时,用Z表示的反应速率为,X的物质的量浓度减少了,Y的

18、转化率为。(2)该反应的化学方程式为 。(3)10 s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)H=+131 kJmol-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)/molL-1c(CO)