学年上海各区高三化学一模综合专题汇编化学反应速率与平衡教师版.docx
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学年上海各区高三化学一模综合专题汇编化学反应速率与平衡教师版
2019-2020学年高三一模综合专题汇编——化学反应速率与平衡
1.【2019-2020学年嘉定高三化学一模】已知在催化剂存在条件下,能发生如下反应:
CO+H2OH2+CO2+Q
(31.该反应的平衡常数表达式为:
_____0.002mol/Ls__________________0.002mol/Ls______________。
在5L盛有固体催化剂(其体积可忽略不计)的密闭容器中,通入反应物,10s后,生成了氢气0.4g,则此10s内CO的平均反应速率为v(CO)=_____0.002mol/Ls______________。
(32.在该密闭容器中,下列叙述可以说明反应已经达到平衡状态的是_________
A.若容器体积不变,在一定温度下压强达到恒定
B.CO2的生成速率与H2O蒸气的生成速率之比为1:
1
C.CO、H2O、H2、CO在容器中的物质的量浓度保持不变
D.反应体系中混合物的平均摩尔质量保持不变
(33.在上述反应达平衡状态后,分别改变条件,请完成下列两张图:
A.在第20s时将容器体积缩小至B.在第20s时,向容器中注入少量的
原来的一半后压强变化图CO气体后正逆反应速率变化图
(34.某化学小组在做澄清石灰水导电性实验时,发现石墨两极产生气体,溶液出现白色浑浊,请根据已有知识推测,两极产生的气体可能是__________________,白色浑浊是__________。
为验证白色浑浊物的成分,该同学向白色浑浊液体中加入盐酸,没有观察到气泡产生。
他们继续实验,将浑浊的液体倒入密闭容器,通过注射器注入稀盐酸,并用二氧化碳传感器来测定装置中二氧化碳含量的变化,装置和图像如下图所示:
请解释上述现象并分析产生白色浑浊可能的原因
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
【答案】31.K=
(2分,没有写“K”扣1分)
0.004mol/L·s(2分,没有单位不得分)
32.BC(2分,漏选一个得1分,错选不得分)
33.
34.(3分)H2O2,碳酸钙(碳酸钙必写,氢氧化钙可写可不写)
澄清石灰水浓度小,产生碳酸钙的量少,滴加稀盐酸后产生的二氧化碳也很少,二氧化碳能溶于水,故无法观察到明显气泡。
二氧化碳传感器表明随着反应的进行,二氧化碳的量在增加,证明白色浑浊物是碳酸钙。
阳极产生的氧气与石墨电极中的碳反应,生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙,出现白色浑浊。
(2分)
2.【2019-2020学年奉贤高三化学一模】镁带能在CO2中燃烧,生成氧化镁和单质碳。
请完成下列填空:
(26(2分).碳元素形成的单质有金刚石、石墨、足球烯等。
金刚石的熔点远高于足球烯的原因是。
(27.氧化镁的电子式为__________,CO2的结构式为__________。
与镁同周期、离子半径最小的元素,其原子最外层的电子排布式为__________,其1个原子中能量最高的电子有__________个。
一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,Fe和CO2发生如下反应:
CO2(g)+Fe(s)
FeO(s)+CO(g)
(28.若起始时向容器中加入1molCO2,5.0min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则n(CO2):
n(CO)之比为________,这段时间内用CO2表示的速率V(CO2)=__________。
(29.下列说法错误的是
a.当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b.混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c.平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡
d.平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
(30、保持温度不变的情况下,待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向移动(选填“正向”、“逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率__________(填“增大”,“减小”或“不变”)
【答案】26、金刚石为原子晶体(1分)而足球烯为分子晶体(1分),金刚石中共价键的键能高于足球烯中的分子间作用力,故金刚石的熔点远高于足球烯。
。
27、Mg2+[
]2-O=C=O3s23p11(1分1空,共4分)
28、1:
3(1分)0.075mol/(L·min)
29、c、d(全对2分,一对一错0分,只选一个而且对的给1分)
30、正向不变
3.【2019-2020学年徐汇高三化学一模】氨气是重要的化工原料,可用于制备硝酸和纯碱。
氨在某种催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)+Q1反应①
4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)+Q2反应②
在密闭容器中充入一定量NH3和O2,测得一定时间内有关物质的量随温度变化如右图所示。
完成下列填空:
(26.反应①达到平衡后,升高温度,平衡常数K_________,ʋ逆_________。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(27.若密闭容器体积为2L,反应温度从0℃升至840℃时反应时间为tmin,则该时间内生成NO的平均反应速率为________________mol·L-1·min-1。
(28.影响氨气催化氧化反应产物的因素有____________、___________。
(29.当温度高于840℃时,反应①中NO的物质的量减少的原因是____________________________。
(30.侯德榜制碱法中,通过向反应后析出碳酸氢钠的母液中通入NH3、加入磨细的氯化钠粉末并降温得到纯净氯化铵,简述此过程中通入氨气的作用:
_____________________________________________________________________________
【答案】26.减小(2分)增大(2分)
27.
mol·L-1·min-1(2分)
28.反应的温度,催化剂的种类(各2分,共4分)
29.反应①为放热反应,在840℃时达到平衡,继续升高温度则平衡逆向移动,NO的物质的量减小。
(3分)
30.NH4Cl(s)
NH4+(aq)+Cl-(aq),通入NH3,溶液中的c(NH4+)增大,促进氯化铵析出;同时NH3使溶液呈碱性将HCO3-转化为CO32-,使氯化铵析出时杂质减少。
(2分。
评分说明:
增大溶液中的c(NH4+),促进氯化铵析出;HCO3-转化为CO32-减少杂质。
各1分)
4.【2019-2020学年杨浦高三化学一模】用如图装置探究NH3和CuSO4溶液的反应。
完成下列填空:
(26.上述制备NH3的实验中,烧瓶中反应涉及到多个平衡的移动:
NH3+H2O
NH3∙H2O、____________、_________________(在列举其中的两个平衡,可写化学用语也可文字表述)。
(27.制备100mL25%氨水(ρ=0.905g∙cm-3),理论上需要标准状况下氨气______L(小数点后保留一位)。
(28.上述实验开始后,烧杯内的溶液__________________________,而达到防止倒吸的目的。
(29.NH3通入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀,写出该反应的离子方程式。
_______________________。
继续通氨气至过量,沉淀消失得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液。
发生如下反应:
2NH4+(aq)+Cu(OH)2(s)+2NH3(aq)
[Cu(NH3)4]2+(aq)(铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0)。
(1)该反应平衡常数的表达式K=___________________________。
(2)t1时改变条件,一段时间后达到新平衡,此时反应K增大。
在下图中画出该过程中v正的变化。
(3)向上述铜氨溶液中加水稀释,出现蓝色沉淀。
原因是:
________________________________。
(4)在绝热密闭容器中,加入NH4+(aq)、Cu(OH)2和NH3(aq)进行上述反应,v正随时间的变化如下图所示,v正先增大后减小的原因__________________________________。
【答案】26.NH3∙H2O
NH4++OH-NH3(g)
NH3(aq)(或氨气的溶解平衡)
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq)(或Ca(OH)2的溶解平衡)(3分,任写2个)
27.29.8(2分)
28.进入干燥管后,又回落至烧杯,如此反复进行(2分)
29.Cu2++2NH3∙H2O→Cu(OH)2↓+2NH4+(1分)
(1)[[Cu(NH3)4]2+]/[NH3]2∙[NH4+]2(1分)
(2)
(2分)
(3)加水,反应物、生成物浓度均降低,但反应物降低更多,平衡左移,生成了更多的Cu(OH)2(加水稀释后c[Cu(NH3)4]2+/c2(NH3)∙c2(NH4+)会大于该温度下的K,平衡左移,生成了更多的Cu(OH)2,得到蓝色沉淀,2分,合理即得分)
(4)该反应是放热反应,反应放出的热使容器内温度升高,v正增大;随着反应的进行,反应物浓度减小,v正减小(2分,合理即得分)
5.【2019-2020学年松江高三化学一模】2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池领域。
LiFePO4(磷酸亚铁锂)是锂离子电池的一种电极材料,可通过下列方法制备:
方法一:
2FePO4(s)+Li2CO3(s)+2C(s)
2LiFePO4(s)+3CO(g)
21.该反应的平衡常数表达式为_______。
若在容积不变的容器中,上述反应达到平衡时,一氧化碳的浓度为amol﹒L-1,再充入bmol一氧化碳,则平衡向_______方向移动,达到新平衡时,一氧化碳的浓度为_______。
22.一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。
反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是___________________。
方法二:
LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
23.氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由___________________。
24.共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是____________。
25.磷酸亚铁锂电池总反应为:
FePO4+LiLiFePO4,放电时,负极为___________(填写化学式)。
若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为_________________。
【答案】21.K=[CO]3(2分)逆(2分),amol·L-1(2分)
22.0.005mol·L-1·min-1(2分)
23.同一主族,从上到下,元素最高价氧化物对应水化物碱性逐渐增强。
(2分)
24.防止形成更易被氧化的氢氧化亚铁/Fe2+在碱性条件下更易被氧化(合理均可)。
(2分)
25.Li,1.4g。
(3分=1+2)
6.【2019-2020学年浦东新区高三化学一模】最新“人工固氮”的研究成果表明,能在常温常压发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g)-Q(Q>0)。
常温下,实验室在10L恒容容器中模拟该反应,测得实验数据如下:
(mol)
量
的
质
物
间
时
质
物
0min
2min
4min
5min
6min
N2
2
1.7
1.6
1.6
2.5
H2O
10
9.1
8.8
8.8
8.65
O2
0
0.45
0.6
0.6
0.675
25.该反应的平衡常数表达式K=__________,0~2min内NH3的平均生成速率为__________。
26.若反应过程中气体的密度不再发生变化,请解释说明能否判断反应达到平衡。
__________________________________
27.在5~6min之间只改变了单一条件,该条件是__________。
28.以NH3和CO2为原料可生产化肥碳铵(NH4HCO3)。
生产过程中首先需往水中通入的气体是__________,通入该气体后溶液中存在的电离平衡有__________(用方程式表示)。
常温下NH4HCO3溶液的pH>7,由此判断溶液中:
c(
)_____c(
)(选填“>”、“<”或“=”),理由是。
【答案】25.
。
0.03mol/(L·min)。
26.能判断,因为恒容容器的体积不变,而反应过程中气体质量会发生变化,这样随着反应的进行,容器中气体的密度会不断变化,所以若密度不变,说明反应达到了平衡状态。
27.增加了氮气的量。
28.NH3,NH3•H2O
NH4++OH-、H2O
H++OH-。
>(1分)。
因为pH>7,说明c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒:
c(H+)+c(NH4+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),所以c(NH4+)>c(HCO3-)。
(或从水解角度回答:
NH4+水解呈酸性,HCO3-水解呈碱性,pH>7,说明水解程度NH4+<HCO3-,所以c(NH4+)>c(HCO3-)。
7.【2019-2020学年虹口高三化学一模】硅是重要的半导体材料,是构成现代电子工业的基础。
硅及其化合物在工业中应用广泛,在工业上,高纯硅可以通过下列流程制取:
完成下列填空:
21.氯原子核外有_______种不同能量的电子,硅原子的核外电子排布式是_______________。
22.碳与硅属于同主族元素,熔沸点SiO2________CO2(填写“>”、“<”或“=”),其原因是_____________________________________________________。
23.流程中由SiO2制粗硅的反应不能说明碳的非金属性强于硅,原因是_________________;请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式______________________________。
SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)-Q(Q>0)
24.上述反应的平衡常数表达式K=__________;能使K增大的措施是_______________。
25.一定条件下,在固定容积的密闭容器中,能表示上述反应达到平衡状态的是__________(选填编号)。
a.3v逆(SiHCl3)=v正(HCl)b.混合气体的压强不变
c.K保持不变d.c(SiHCl3)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶1∶3
26.一定温度下,在2L密闭容器中进行上述反应,5min后达到平衡,此过程中固体质量增加0.28g,此时HCl的化学反应速率为__________。
【答案】21.5;(1分)1s22s22p63s23p2(1分)
22.>;(1分)
SiO2是原子晶体,融化时需要克服共价键,CO2是分子晶体,融化时只需要克服分子间作用力,所以SiO2的熔沸点比CO2的熔沸点高。
(2分)。
23.非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力,而碳与二氧化硅反应所表现出来的是碳失去电子的能力(或还原性),因此不能说明碳的非金属性比硅强(2分);
Na2SiO3+2CO2+2H2O→2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O→H2SiO3↓+Na2CO3。
(2分)
24.K=c(HCl)3/c(SiHCl3)c(H2)(1分);升温(2分)
25.ab(2分)
26.0.003mol/(L·min)(2分)
8.【2019-2020学年金山高三化学一模】中国科学家用金属钠和CO2在一定条件下制得了金刚石:
Na+CO2
Na2CO3+C(金刚石)。
25.配平上述反应的化学方程式:
若反应过程中有0.15molCO2反应,则电子转移的数目为:
__________。
26.CO2的电子式为:
__________,Na原子核外电子有__________个能级。
27.已知:
常压下
钠
Na2CO3
金刚石
石墨
熔点(℃)
97.8
851
3550
3850
沸点(℃)
882.9
1850(分解产生CO2)
----
4250
若反应在常压、890℃下进行,写出该反应的平衡常数表达式__________。
若3v正(Na)=4v逆(CO2),则__________(选填序号)。
a.反应肯定达到平衡b.反应可能达到平衡c.反应肯定未达平衡
28.副产物Na2CO3溶于水后溶液呈碱性,请结合平衡移动的原理,用文字描述所得溶液呈碱性的原因:
____________________________________________________________。
若在10升容器中,反应进行了5min,金刚石的质量增加了6g,则5min里CO2的平均反应速率为__________。
【答案】25.(每空2分,共4分)4Na+3CO2
2Na2CO3+C(s,金刚石),0.2NA
26.(共3分)(2分),4(1分)
27.(共3分)K=1/c(Na)4c(CO2)3(2分)a(1分)
28.(共5分)由于碳酸是弱电解质,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度。
(3分)0.03mol/(L·min)(2分)
9.【2019-2020学年闵行高三化学一模】近年来,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
Deacon发明的直接氧化法:
O2+4HCl
2Cl2+2H2O
26.写出上述反应的平衡常数表达式K=_____________________________________。
其它条件不变,温度升高,c(Cl2)会减小,则正反应为______(填“放热或吸热”)反应,v(正)__________。
(填“变大或变小”)
27.该反应温度控制在450℃的原因是_______________________________________。
28.某温度下,将一定量的O2和HCl通入4L的密闭容器中,反应过程中氧气的变化量如右图所示,则0~20min平均反应速率v(HCl)为__________。
29.上述反应达到平衡后,其它条件不变,将容器体积迅速压缩,则压缩过程中,c(HCl)变化的情况_____________。
在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,如图所示:
30.下列说法正确的是______________。
a.X是阳极
b.Y极发生氧化反应
c.该装置将化学能转化为电能
d.X极的电极反应为:
Fe3++e→Fe2+
【答案】26.(6分)
(2分) 放热(2分) 变大(2分)
27.(2分)为达到催化剂的活性温度。
(反应速率较快)
28.(2分)0.04mol/(L·min)
29.(3分)先迅速增大,后逐渐减小,但最终仍比原来大。
30.(2分)bd
10.【2019-2020学年青浦高三化学一模】综合处理工业“三废”,有利于保护环境、节约资源。
反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),可减少汽车尾气中污染物的排放,在2L密闭容器中发生该反应时,n(CO2)随温度T和时间t的变化曲线如图所示。
26、该反应的平衡常数表达式为K=________,若升高温度,平衡常数K值__________(填“增加”“减小”或“不变”),说明理由______________________________________________________________________________;
27、在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=______________;
28、工业废水的处理方法有很多,使用Fe2(SO4)3处理废水,酸性废水中的悬浮物很难沉降除去,结合离子方程式用平衡移动原理解释原因_________________________________________,干法制备多功能水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4)的反应原理为:
2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O
+2Na2SO4+O2↑,该反应的氧化剂为______________;
29、采用氨碱法生产纯碱会产生大量的副产品____________,用化学方程式表示产生副产品的原因______________________________________________________。
【答案】26、K=(2分)减小(1分)由图速率变化,推断T1>T2,由平衡时n(CO2)变化,推断平衡逆向移动,正向为放热反应,所以温度升高,,平衡常数K值减小(3分)
27、1/80(或0.0125)mol·L−1·s−1(2分)
28、Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,废水中的酸(H+)抑制了水解平衡,减少Fe(OH)3的生成,降低了吸附能力(3分)Na2O2(1分)
29、CaCl2(1分)Ca(OH)2+2NH4Cl→CaCl2+NH3↑+2H2O(CaO+H2O→Ca(OH)2不写此方程式也得分)(2分)
11.【2019-2020学年静安高三化学一模】以C、CO、CO2、CH4等含1个碳原子的物质为原料,可以合成一些化工原料和燃料。
21.碳原子的核外电子排布式是___________,其最外层有__________种运动状态不同的电子。
22.上述物质中属于非极性分子的是__________。
23.合成气(CO和H2)在不同催化剂的作用下,可以合成不同的物质
用合成气制备二甲醚时,还产生了一种常温为液态的氧化物,写出制备二甲醚的化学方程式_________________。
(2)仅用合成气为原料不可能合成的物质是____________(填字母序号)。
a.甲醇b.乙二醇c.乙二酸d.尿素
工业上可用CO2生产燃料甲醇:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)+Q(Q>0)。
在2 L的密
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