专题八 高考复习化学反应速率和化学平衡.docx

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专题八高考复习化学反应速率和化学平衡

专题八　化学反应速率和化学平衡

考纲解读

考点

考纲内容

高考示例

预测热度

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

2015福建理综,12,6分

2014课标Ⅰ,9,6分

★★★

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、催化剂等）对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律

2017课标Ⅱ,27,14分

2016课标Ⅱ,27,14分

★★★

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

2017课标Ⅲ,28,14分

2016四川理综,6,6分

★★

分析解读本专题考点是历年课标卷的命题热点,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。

命题探究

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

核心考点

1.盖斯定律的应用

2.影响化学反应速率及化学平衡的因素

审题关键

正确识图并结合题中表述的信息,将信息整合后正确组织语言解答

（2）、（3）两小题。

解题思路

（1）结合已知信息运用盖斯定律,由②-③可得①,故ΔH1=[-119-（-242）]kJ·mol-1=123kJ·mol-1;由图（a）可知温度一定时压强由0.1MPa变成xMPa,平衡转化率增大,对反应①而言,减小压强平衡正向移动,平衡转化率增大,故x小于0.1;升高温度或减小压强可使反应①的平衡正向移动,丁烯的平衡产率提高,故选择A、D。

知识储备

1.升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动

2.增大生成物浓度（或减小反应物浓度）,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度（或减小生成物浓度）,平衡向正反应方向移动

3.副反应的发生会使产品产率降低

关联知识

气体反应物以气流的形式通过反应器时,反应器中化学反应速率越快,参加反应的气体越多,反应物的转化率或产品的产率就会越高。

设题技巧

本题考查的考点并不多,但ΔH的计算是否正确直接影响平衡移动方向的判断。

同时该题将重要信息隐含在图像中,考查考生提取、整合信息的能力,对语言表达能力也有较高要求。

能力要求

1.理解外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,并能运用相关理论解释实际问题

2.运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算

五年高考

考点一　化学反应速率

1.（2017江苏单科,10,2分）H2O2分解速率受多种因素影响。

实验测得70℃时不同条件下H2O2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

答案　D

2.（2016北京理综,8,6分）下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是（　　）

A.抗氧化剂B.调味剂

C.着色剂D.增稠剂

答案　A

3.（2015福建理综,12,6分）在不同浓度（c）、温度（T）条件下,蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。

下列判断不正确的是（　　）

A.a=6.00

B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变

C.b<318.2

D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同

答案　D

4.（2014课标Ⅰ,9,6分）已知分解1molH2O2放出热量98kJ。

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98kJ·mol-1

D.v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）

答案　A

5.（2014重庆理综,7,6分）在恒容密闭容器中通入X并发生反应:

2X（g）

Y（g）,温度T1、T2下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是（　　）

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B.T2下,在0~t1时间内,v（Y）=

mol·L-1·min-1

C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小

答案　C

6.（2014福建理综,12,6分）在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:

反应时间/min

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

c（N2O）/mol·L-1

0.100

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

0.040

0.030

0.020

0.010

0.000

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（　　）

（注:

图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1

答案　A

7.（2013四川理综,6,6分）在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X（g）+Y（g）

2Z（g）　ΔH<0,一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的数据如下表:

t/min

2

4

7

9

n（Y）/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是（　　）

A.反应前2min的平均速率v（Z）=2.0×10-3mol/（L·min）

B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v（逆）>v（正）

C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44

D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大

答案　C

教师用书专用（8—10）

8.（2014北京理综,12,6分）一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。

不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。

t/min

0

2

4

6

8

10

V（O2）/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

26.5

29.9

下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（　　）

A.0~6min的平均反应速率:

v（H2O2）≈3.3×10-2mol/（L·min）

B.6~10min的平均反应速率:

v（H2O2）<3.3×10-2mol/（L·min）

C.反应至6min时,c（H2O2）=0.30mol/L

D.反应至6min时,H2O2分解了50%

答案　C

9.（2013福建理综,12,6分）NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。

将浓度均为0.020mol·L-1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。

据图分析,下列判断不正确的是（　　）

A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等

C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1

D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂

答案　B

10.（2013广东理综,31,16分）大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。

将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:

①I-（aq）+O3（g）

IO-（aq）+O2（g）　ΔH1

②IO-（aq）+H+（aq）

HOI（aq）　ΔH2

③HOI（aq）+I-（aq）+H+（aq）

I2（aq）+H2O（l）　ΔH3

总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　,其反应热ΔH=　　　　　　　　　。

（2）在溶液中存在化学平衡:

I2（aq）+I-（aq）

（aq）,其平衡常数表达式为　　　　　　　　　　。

（3）为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响（反应体系如图甲）,某研究小组测定两组实验中

浓度和体系pH,结果见图乙和下表。

甲

乙

编号

反应物

反应前pH

反应后pH

第1组

O3+I-

5.2

11.0

第2组

O3+I-+Fe2+

5.2

4.1

①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是                　。

②图甲中的A为　　　　。

由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是　       　。

③第2组实验进行18s后,

浓度下降。

导致下降的直接原因有（双选）　　　　。

A.c（H+）减小B.c（I-）减小

C.I2（g）不断生成D.c（Fe3+）增加

（4）据图乙,计算3~18s内第2组实验中生成

的平均反应速率（写出计算过程,结果保留两位有效数字）。

答案　

（1）2I-+O3+2H+

I2+H2O+O2　ΔH1+ΔH2+ΔH3

（2）K=

（3）①O3氧化I-生成I2的反应消耗H+,使H+浓度减小

②Fe（OH）3　由于Fe3+的水解,体系中H+浓度增加,使O3氧化I-的两个分步反应②和③的平衡向右移动,I-的转化率提高

③BC

（4）

（

）=

=

=

5.5×10-4mol·L-1·s-1

考点二　化学平衡　化学反应进行的方向

1.（2016江苏单科,15,4分）一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2（g）+CO（g）

CH3OH（g）达到平衡。

下列说法正确的是（双选）（　　）

容器

温度/K

物质的起始浓度/

mol·L-1

物质的平衡浓

度/mol·L-1

c（H2）

c（CO）

c（CH3OH）

c（CH3OH）

Ⅰ

400

0.20

0.10

0

0.080

Ⅱ

400

0.40

0.20

0

Ⅲ

500

0

0

0.10

0.025

A.该反应的正反应放热

B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大

C.达到平衡时,容器Ⅱ中c（H2）大于容器Ⅲ中c（H2）的两倍

D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大

答案　AD

2.（2015四川理综,7,6分）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:

C（s）+CO2（g）

2CO（g）,平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:

已知:

气体分压（p分）=气体总压（p总）×体积分数。

下列说法正确的是（　　）

A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动

B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动

D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总

答案　B

3.（2015安徽理综,11,6分）汽车尾气中NO产生的反应为:

N2（g）+O2（g）

2NO（g）。

一定条件下,等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是（　　）

A.温度T下,该反应的平衡常数K=

B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小

C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0

答案　A

4.（2014四川理综,7,6分）在10L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/mol

n（X）

n（Y）

n（M）

①

700

0.40

0.10

0.090

②

800

0.10

0.40

0.080

③

800

0.20

0.30

a

④

900

0.10

0.15

b

下列说法正确的是（　　）

A.实验①中,若5min时测得n（M）=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v（N）=1.0×10-2mol/（L·min）

B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0

C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%

D.实验④中,达到平衡时,b>0.060

答案　C

5.（2014安徽理综,10,6分）臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:

2NO2（g）+O3（g）

N2O5（g）+O2（g）,若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是　（　　）

A

B

升高温度,平衡常数减小

0~3s内,反应速率为:

v（NO2）=0.2mol·L-1

C

D

t1时仅加入催化剂,平衡正向移动

达平衡时,仅改变x,则x为c（O2）　

答案　A

6.（2013北京理综,11,6分）下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（　　）

A.

t/℃

25

50

100

KW/10-14

1.01

5.47

55.0

B.

C.

c（氨水）/（mol·L-1）

0.1

0.01

pH

11.1

10.6

D.

答案　C

7.（2016课标Ⅱ,27,14分）丙烯腈（CH2

CHCN）是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛（CH2

CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。

回答下列问题:

（1）以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下:

①C3H6（g）+NH3（g）+

O2（g）

C3H3N（g）+3H2O（g）　ΔH=-515kJ·mol-1

②C3H6（g）+O2（g）

C3H4O（g）+H2O（g）

ΔH=-353kJ·mol-1

两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是　　　　　　　　　　　　;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是　　　　。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃。

低于460℃时,丙烯腈的产率　　（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是　　　　（双选,填标号）。

A.催化剂活性降低B.平衡常数变大

C.副反应增多D.反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。

由图可知,最佳n（氨）/n（丙烯）约为　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为　。

答案　

（1）两个反应均为放热量大的反应　降低温度降低压强　催化剂

（2）不是　该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低　AC

（3）1　该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1

8.（2016课标Ⅲ,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323K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol·L-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

S

S

N

N

Cl-

c/（mol·L-1）

8.35×10-4

6.87×10-6

1.5×10-4

1.2×10-5

3.4×10-3

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

增加压强,NO的转化率　　　　（填“提高”“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。

③由实验结果可知,脱硫反应速率　　　　　脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。

原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是　　　　　　　　　　　。

（3）在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。

①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）。

②反应Cl

+2S

2S

+Cl-的平衡常数K表达式为　　　　　　　　　　。

（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析,Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是　。

②已知下列反应:

SO2（g）+2OH-（aq）

S

（aq）+H2O（l）　ΔH1

ClO-（aq）+S

（aq）

S

（aq）+Cl-（aq）　ΔH2

CaSO4（s）

Ca2+（aq）+S

（aq）　ΔH3

则反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO-（aq）+2OH-（aq）

CaSO4（s）+H2O（l）+Cl-（aq）的ΔH=　　　　　。

答案　

（1）亚氯酸钠（2分）

（2）①4NO+3Cl

+4OH-

4N

+2H2O+3Cl-（2分）　提高（1分）　②减小（1分）

③大于（1分）　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高（1分）

（3）①减小（1分）

②

（2分）

（4）①形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高（2分）

②ΔH1+ΔH2-ΔH3（2分）

9.（2015课标Ⅰ,28,15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

回答下列问题:

（1）大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。

该反应的还原产物为　　　　。

（2）上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。

取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中

为　　　　。

已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10,Ksp（AgI）=8.5×10-17。

（3）已知反应2HI（g）

H2（g）+I2（g）的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　kJ。

（4）Bodensteins研究了下列反应:

2HI（g）

H2（g）+I2（g）

在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表:

t/min

0

20

40

60

80

120

x（HI）

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

x（HI）

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为　　　　　　　。

②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2（HI）,逆反应速率为v逆=k逆x（H2）x（I2）,其中k正、k逆为速率常数,则k逆为　　　　（以K和k正表示）。

若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=　　　　min-1。

③由上述实验数据计算得到v正~x（HI）和v逆~x（H2）的关系可用下图表示。

当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为　　　　（填字母）。

答案　（15分）

（1）MnSO4（或Mn2+）（1分）

（2）4.7×10-7（2分）

（3）299（2分）

（4）①

（2分）　②k正/K　1.95×10-3（每空2分,共4分）　③A、E（4分）

教师用书专用（10—19）

10.（2014天津理综,3,6分）运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是（　　）

A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应

B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中

C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底

D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率

答案　D

11.（2013重庆理综,7,6分）将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:

E（g）+F（s）

2G（g）。

忽略固体体积,平衡时G的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示:

压强/MPa　体积分数/%温度/℃

1.0

2.0

3.0

810

54.0

a

b

915

c

75.0

d

1000

e

f

83.0

①b

②915℃、2.0MPa时E的转化率为60%

③该反应的ΔS>0

④K（1000℃）>K（810℃）

上述①~④中正确的有（　　）

A.4个B.3个C.2个D.1个

答案　A

12.（2013安徽理综,11,6分）一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:

MgSO4（s）+CO（g）

MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）　ΔH>0

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是（　　）

选项

x

y

A

温度

容器内混合气体的密度

B

CO的物质的量

CO2与CO的物质的量之比

C

SO2的浓度

平衡常数K

D

MgSO4的质量（忽略体积）

CO的转化率

答案　A

13.（2013江苏单科,15,4分）一定条件下存在反应:

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）,其正反应放热。

现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。

达到平衡时,下列说法正确的是（双选）（　　）