五年高考三年模擬高三化學新課標一輪復習練習專題八 化學反應速率和化學平衡 Word版含解析

1、考點一化學反應速率9.(2014北京理綜,12,6分,)一定溫度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。t/min0246810V(O2)/mL下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A.06 min的平均反應速率:v(H2O2)×10-2 mol/(L·min)B.610 min的平均反應速率:v(H2O2×10-2 mol/(L·min)C.反應至6 min時,c(H2O2)=0.30 mol/LD.反應至6 min時,H2O2分解了50%答案CA項,06 min內,

2、產生n(O2)=1×10-3 mol,消耗 n(H2O2)=2×10-3 mol,則v(H2O2)=ct=2×10-3mol10×10-3L6min×10-2 mol/(L·min),故A正確;B項,依照A項解題步驟,可知B項正確;C項,反應至6 min時,消耗n(H2O2)為2×10-3 mol,剩余c(H2O2)=10×10-3L×0.40 mol/L-2×10-3mol10×10-3L=0.20 mol/L,故C項不正確;D項,反應至6 min時,消耗n(H2O2)為2×

3、;10-3 mol,占起始物質的量的50%,故D項正確。10.(2014安徽理綜,10,6分,)臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應為:2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反應在恒容密閉容器中進行,下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是()AB升高溫度,平衡常數減小03 s內,反應速率為:v(NO2)=0.2 mol·L-1CDt1時僅加入催化劑,平衡正向移動達平衡時,僅改變x,則x為c(O2)答案AA項,由圖像可知,該可逆反應的正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡常數減小,正確;v(NO2)=c(NO2)t=(1.0-0.4)mol·

4、;L-13 s=0.2 mol·L-1·s-1,B項錯誤;使用催化劑可加快反應速率,但不能使平衡發(fā)生移動,C項錯誤;D項,若x為c(O2),則O2濃度增大,NO2的轉化率減小,與圖像不符,D項錯誤。11.(2012福建理綜,12,6分,)一定條件下,溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應的影響如下圖所示。下列判斷正確的是()A.在050 min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相等B.溶液酸性越強,R的降解速率越小C.R的起始濃度越小,降解速率越大D.在2025 min之間,pH=10時R的平均降解速率為0.04 mol·L-1·min-1答案

5、AA項,由圖可知,在050 min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相同;B項,溶液酸性越強,R的降解速率越大;C項,無法確定R的起始濃度對其降解速率的影響;D項,2025 min之間,pH=10時R的平均降解速率為:×10-4mol·L-15min×10-5 mol·L-1·min-1。評析本題考查學生對圖像的觀察、分析能力,學生容易因對圖中溶液的酸堿性對R降解速率的影響認識不清而出錯。12.(2012上海單科,18,4分)為探究鋅與稀硫酸的反應速率以v(H2)表示,向反應混合液中加入某些物質,下列判斷正確的是()4HSO4固體,v(H

6、2)不變B.加入少量水,v(H2)減小3COONa固體,v(H2)減小4溶液,v(H2)減小答案BCA項,加入的NH4HSO4固體溶于水發(fā)生電離:NH4HSO4 NH4+H+SO42-,使溶液中c(H+)增大,v(H2)增大;D項,滴加少量CuSO4溶液,發(fā)生反應:Cu2+Zn Cu+Zn2+,生成的Cu與Zn、稀H2SO4形成以Zn為負極,Cu為正極,稀H2SO4為電解質溶液的原電池,加快了反應速率,使v(H2)增大。13.(2012廣東理綜,31,16分,)碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1

7、 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。已知:S2O82-+2I- 2SO42-+I2(慢)I2+2S2O32- 2I-+S4O62-(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當溶液中的耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色。為確保能觀察到藍色,S2O32-與S2O82-初始的物質的量需滿足的關系為:n(S2O32-)n(S2O82-)。 (2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如下表:實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液Vx表中

8、Vx=,理由是 。 (3)已知某條件下,濃度c(S2O82-)-反應時間t的變化曲線如下圖,若保持其他條件不變,請在坐標圖中,分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S2O82-)-t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。(4)碘也可用作心臟起搏器電源鋰碘電池的材料。該電池反應為:2Li(s)+I2(s) 2LiI(s)H已知:4Li(s)+O2(g) 2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g) 2I2(s)+2Li2O(s)H2則電池反應的H=;碘電極作為該電池的極。 答案(16分)(1)S2O32-(其他合理寫法也給分)<2(2)2.0保持溶液總體積相同

9、,僅改變S2O82-的濃度而其他物質濃度不變(3)(4)(H1-H2)/2正解析(1)從所給反應看,當快反應中S2O32-被耗盡后,慢反應產生的I2才能使淀粉變藍。將已知的兩個離子方程式相加得總反應方程式為:S2O82-+2S2O32- 2SO42-+S4O62-,故n(S2O32-)n(S2O82-)<2時,才確保能觀察到藍色。(2)為確保只有K2S2O8濃度一個因素變化,溶液總體積應相等,Vx=2.0。(3)催化劑可以加快反應速率,使達到平衡所需時間縮短;降低溫度,反應速率減慢,達到平衡所需時間增長。在作圖時應注意最終c(S2O82-)相同。(4)利用蓋斯定律用第一個熱化學方程式減去

10、第二個熱化學方程式后再除以2即可得到電池反應,焓變H=(H1-H2)/2。放電過程中I2發(fā)生還原反應,為該電池的正極?？键c二化學平衡8.(2016江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達到平衡。下列說法正確的是()容器溫度/K物質的起始濃度/mol·L-1物質的平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000400050000B.達到平衡時,容器中反應物轉化率比容器中的大C.達到平衡時,容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D.達到平衡時,容器中的正反應

11、速率比容器中的大答案AD將容器中c(CH3OH)=0.10 mol·L-1等效轉移至左邊的反應物,相當于c(H2)=0.20 mol·L-1,c(CO)=0.10 mol·L-1。A項,容器中相對于容器中,溫度升高,平衡左移,則逆反應為吸熱反應,正反應放熱,正確;B項,容器中相對于容器中,壓強增大,平衡右移,則容器中反應物轉化率大,錯誤;C項,容器相對于容器,溫度升高,壓強減小,平衡左移,達平衡時,容器中c(H2)小于容器中c(H2)的兩倍,錯誤;D項,容器中比容器中溫度高,反應速率快,正確。9.(2014江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在三個體積均為1.0 L

12、的恒容密閉容器中發(fā)生反應: 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)容器編號溫度()起始物質的量(mol)平衡物質的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)387387207下列說法正確的是()A.該反應的正反應為放熱反應 B.達到平衡時,容器中的CH3OH體積分數比容器中的小中反應到達平衡所需時間比容器中的長 中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,則反應將向正反應方向進行答案AD由、數據分析可知,降溫,CH3OH的轉化率增大,平衡向正反應方向移動,正反應為放熱反應,A項正確;B項,和對比,CH3OH(

13、g)的起始濃度增大一倍,容器體積不變,相當于增大壓強,而此反應為反應前后氣體分子數不變的反應,增大壓強平衡不移動,CH3OH體積分數不變,B項錯誤;比溫度低,反應更慢,到達平衡所需時間更長,C項錯誤;D項,容器溫度為387 ,平衡常數K=c(CH3OCH3)·c(H2O)c2(CH3OH)=(0.0801.0)2(0.0401.0)2=4,而此時Qc=×0.101.0(0.151.0)2=23<4,反應向正反應方向進行,D項正確。10.(2013北京理綜,11,6分)下列實驗事實不能用平衡移動原理解釋的是()A. B.t/2550100KW/10-14C. D.c(氨

14、水)/(mol·L-1)pH答案C2NO2(g) N2O4(g)H<0,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,A項正確;H2O H+OH-(H>0),升高溫度,平衡正向移動,KW=c(H+)·c(OH-)增大,B項正確;分解反應2H2O2 O2+2H2O不是可逆反應,不存在化學平衡,C項不能用平衡移動原理解釋;在氨水中存在電離平衡NH3·H2O NH4+OH-,稀釋時平衡正向移動,所以,濃度變化10倍,pH變化小于1,D項正確。11.(2013大綱全國,7,6分)反應X(g)+Y(g) 2Z(g)H<0,達到平衡時,下列說法正確的是()A.減小容器體積

15、,平衡向右移動B.加入催化劑,Z的產率增大C.增大c(X),X的轉化率增大D.降低溫度,Y的轉化率增大答案D對于反應前后氣體總體積不變的可逆反應,壓強改變平衡不移動,A項錯誤;催化劑只能改變反應速率,不能使平衡發(fā)生移動,B項錯誤;兩種氣態(tài)物質發(fā)生的可逆反應,增大一種物質的濃度,另一種物質的轉化率增大,自身的轉化率減小,C項錯誤;降低溫度,平衡向放熱反應方向移動,D項正確。評析該題考查化學平衡移動原理的應用。解題的關鍵是要全面掌握外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率和化學平衡的影響,并能靈活應用。12.(2012四川理綜,12,6分,)在體積恒定的密閉容器中,一定量的SO2與1.

16、100 mol O2在催化劑作用下加熱到600 發(fā)生反應:2SO2+O2 2SO3;H<0。當氣體的物質的量減少0.315 mol 時反應達到平衡,在相同溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%。下列有關敘述正確的是()3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應達到平衡B.降低溫度,正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大2溶液中,得到沉淀的質量為161.980 gD.達到平衡時,SO2的轉化率為90%答案DA項,SO2的消耗速率和SO3的生成速率均為正反應速率。B項,降低溫度,該平衡正向移動,故正反應速率減小程度小于逆反應速率減小程度。由化學方程式可知反應達平衡后,氣體減少的物質的量等于參

17、加反應的O2的物質的量,則C項和D項可以通過以下計算來判斷:2SO2+O22SO3n起始n起(SO2)1.100 mol0n轉化0.630 mol0.315 mol0.630 moln平衡n起(SO2)-0.630 mol0.785 mol0.630 mol由題意可得n起(SO2)-0.630 mol+0.785 mol+0.630 moln起(SO2)+1.100 mol×100%=82.5%,n起(SO2)=0.700 mol,SO2的轉化率=×100%=90%;將平衡混合氣體通入BaCl2溶液中,只有SO3可以與BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀,則m(BaSO4)

18、=0.630 mol×233 g/mol=146.790 g。13.(2012重慶理綜,13,6分,)在一個不導熱的密閉反應器中,只發(fā)生兩個反應:a(g)+b(g) 2c(g);H1<0x(g)+3y(g) 2z(g);H2>0進行相關操作且達到平衡后(忽略體積改變所做的功),下列敘述錯誤的是()A.等壓時,通入惰性氣體,c的物質的量不變B.等壓時,通入z氣體,反應器中溫度升高C.等容時,通入惰性氣體,各反應速率不變D.等容時,通入z氣體,y的物質的量濃度增大答案A不導熱的密閉容器中,等壓時,通入惰性氣體,體積增大,x(g)+3y(g) 2z(g)平衡逆向移動,放出熱量,

19、體系溫度升高,a(g)+b(g) 2c(g)平衡逆向移動,c的物質的量減小;B項,等壓時,通入z氣體,x(g)+3y(g) 2z(g)平衡逆向移動,體系溫度升高;C項,等容時,通入惰性氣體,反應物濃度不變,各反應速率不變;D項,等容時,通入z氣體,x(g)+3y(g) 2z(g)平衡逆向移動,y的物質的量濃度增大。14.(2012全國,8,6分)合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經多步反應制得,其中的一步反應為:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H<0反應達到平衡后,為提高CO的轉化率,下列措施中正確的是()答案B該可逆反應是一個氣體體積在反應前后不發(fā)生改變的反應,增加壓強

20、,平衡不移動,CO的轉化率不變,A項錯誤;該可逆反應的正反應是放熱反應,降溫可使平衡正向移動,CO的轉化率提高,B項正確;增大CO的濃度,H2O(g)的轉化率提高,CO的轉化率降低,C項錯誤;催化劑不影響化學平衡,對反應物的轉化率不產生影響,D項錯誤。評析本題考查學生分析和解決化學問題的能力,掌握影響化學平衡的因素及其與反應物轉化率的關系是解題的關鍵。15.(2015北京理綜,26,12分,)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以太陽能為熱?熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示:(1)反應的化學方程式是。 (2)反應得到的產物用I2進行分離。該產物的

21、溶液在過量I2的存在下會分成兩層含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。根據上述事實,下列說法正確的是(選填序號)。 2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨別兩層溶液的方法是。 經檢測,H2SO4層中c(H+)c(SO42-1。其比值大于2的原因是。 (3)反應:2H2SO4(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550 kJ·mol-1。它由兩步反應組成:.H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g)H=+177 kJ·mol-1;.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分別代

22、表壓強或溫度。如圖表示L一定時,中SO3(g)的平衡轉化率隨X的變化關系。X代表的物理量是。 判斷L1、L2的大小關系,并簡述理由: 。 答案(12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI(2)a、c觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層H2SO4層中含有少量HI(3)壓強L1<L2;SO3(g)分解的熱化學方程式:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)H=+196 kJ·mol-1,當壓強一定時,溫度升高,平衡轉化率增大解析(1)仔細觀察題圖可知,反應的化學方程式為SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI。(2)溶液

23、分為兩層,說明溶液的密度肯定存在差異,a正確;加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,b錯誤;依題意,I2在HI層中的濃度比在H2SO4層中的高,說明I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,c正確。I2在HI溶液中的濃度大于在H2SO4溶液中的濃度,故溶液顏色前者較深,可用觀察溶液顏色深淺的方法辨別兩層溶液。H2SO4層含有少量HI,故c(H+)c(SO42-)>2。(3)根據蓋斯定律可得,2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的H=+550 kJ·mol-1-2×(+177 kJ·mol-1)=+196 kJ·mol-1,故升高溫度,平衡正

24、向移動,SO3的平衡轉化率增大;增大壓強,平衡逆向移動,SO3的平衡轉化率減小,故X代表的物理量是壓強,曲線L1對應的溫度比L2低。16.(2015浙江理綜,28,15分,)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應:(1)已知:化學鍵CHCCC CHH鍵能/kJ·mol-1412348612436計算上述反應的H=kJ·mol-1。 (2)維持體系總壓p恒定,在溫度T時,物質的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應。已知乙苯的平衡轉化率為,則在該溫度下反應的平衡常數K=(用等符號表示)。 (3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質的量之比為

25、19),控制反應溫度600 ,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下,乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數)示意圖如下:摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率,解釋說明該事實。 控制反應溫度為600 的理由是。 (4)某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝乙苯-二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應:CO2+H2 CO+H2O,CO2+C 2CO。新工藝的特點有(填編號)。 CO2與H2反應,使

26、乙苯脫氫反應的化學平衡右移不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗有利于減少積炭有利于CO2資源利用答案(1)124(2)2(1-2)p或n2(1-2)V(3)正反應方向氣體分子數增加,加入水蒸氣稀釋,相當于起減壓的效果600 ,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大(4)解析(1)H=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量=(348+412×2)kJ·mol-1-(612+436) kJ·mol-1=+124 kJ·mol-1。(2)+H2(g)始n00轉nnn平n-nnn因

27、反應處于恒壓體系,由阿伏加德羅定律的推論可知VV'=nn',所以V'=n'nV=n(1+)nV=(1+)V,則Kc=(nV')2n-nV'=n2(1-2)V;或Kp=nn(1+)p2n(1-)n(1+)p=2(1-2)p。(3)正反應方向的氣體分子數增加,加入水蒸氣相當于減壓,減壓有利于平衡正向移動。控制溫度為600 既要考慮轉化率,又要考慮催化劑的活性和苯乙烯的選擇性,同時還要考慮反應速率問題。(4)CO2與H2反應使得平衡體系中H2濃度減小,平衡右移,正確;新工藝中不用高溫水蒸氣,降低了能量消耗,正確;CO2+C 2CO,CO2可消耗積炭,正

28、確;該工藝中需消耗CO2,正確。評析該題考查了學生的計算能力、分析問題能力、語言組織表達能力,題目有一定的綜合性。17.(2013福建理綜,23,16分,)利用化石燃料開采、加工過程產生的H2S廢氣制取氫氣,既價廉又環(huán)保。(1)工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無機材料純化制取的氫氣。已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,兩種元素原子的質子數之和為27,則R的原子結構示意圖為。 常溫下,不能與M單質發(fā)生反應的是(填序號)。 42O32CO3固體(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。高溫熱分解法已知:H2S(g) H2

29、(g)+12S2(g)在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測定H2S的轉化率,結果見下圖。圖中a為H2S的平衡轉化率與溫度關系曲線,b曲線表示不同溫度下反應經過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。據圖計算985 時H2S按上述反應分解的平衡常數K=;說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:。 電化學法該法制氫過程的示意圖如下。反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是;反應池中發(fā)生反應的化學方程式為。反應后的溶液進入電解池,電解總反應的離子方程式為。 答案(16分)(1)b、e(2)溫度升高,反應

30、速率加快,達到平衡所需的時間縮短(或其他合理答案)增大反應物接觸面積,使反應更充分H2S+2FeCl3 2FeCl2+S+2HCl2Fe2+2H+ 2Fe3+H2解析(1)由M2O3和RO2可推出M和R的化合價分別為+3價和+4價,再結合兩者位于周期表中第3周期,兩種元素原子的質子數之和為27,可推出M為Al,R為Si。a項,3CuSO4+2Al 3Cu+Al2(SO4)3;c項,濃H2SO4可使鋁鈍化;d項,2Al+2NaOH+6H2O 2NaAl(OH)4+3H2;b項,應在高溫下反應;e項不反應。(2)H2S(g) H2(g)+12S2(g)起始c00K=·=。陰極反應式:2H

31、+2e- H2陽極反應式:2Cl-2e- Cl2陽極生成的Cl2與溶液中的Fe2+反應:2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,三個方程式相加,即得出電解總反應的離子方程式。評析本題融合了元素推斷、元素化合物的性質、化學方程式和離子方程式的書寫、化學平衡等知識,難度中等。特別注意化工流程圖中箭頭的指示作用,箭頭前為反應物,箭頭后為生成物。18.(2012海南單科,15,9分,)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下:溫度/7008008301 0001 200平衡常數回答下列問題:(1)該反應的平衡常數表達式K=,H0(填“<”“>”“=”);

32、60;(2)830 時,向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反應初始6 s內A的平均反應速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,則6 s時c(A)=mol·L-1,C的物質的量為mol;若反應經一段時間后,達到平衡時A的轉化率為,如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣,平衡時A的轉化率為; (3)判斷該反應是否達到平衡的依據為(填正確選項前的字母); c.c(A)不隨時間改變(4)1 200 時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數的值為。 答案(1)c(C)·

33、;c(D)c(A)·c(B)<(2)0.0220.0980%80%(3)c解析(1)由表中數據可知平衡常數隨溫度的升高而減小,因而H<0。(2)6 s時,c(A)=0.20mol5 L-0.003 mol·L-1·s-1×6 s=0.022 mol·L-1;根據“三段式”計算可得平衡時A的轉化率;因反應前后氣體的體積不變且容器容積固定,故加入的氬氣不引起各物質濃度發(fā)生變化,平衡不移動,因而平衡時A的轉化率不變。(4)1 200 時,反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數K=c(A)·c(B)c(C)·

34、;c(D)=2.5?？键c三綜合題11.(2012江蘇單科,14,4分,)溫度為T時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)經過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表:t/s050150250350n(PCl3)/mol0下列說法正確的是()A.反應在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 mol·L-1·s-1B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11 mol·L-1,則反應的H<0C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20

35、 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反應達到平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,起始時向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,達到平衡時,PCl3的轉化率小于80%答案CA項,由表中數據可知,反應在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.16mol2.0 L×50 s=0.001 6 mol·L-1·s-1。B項,升高溫度,重新達到平衡時n(PCl3)=0.11 mol·L-1×2.0 L=0.22 mol>0.20 mol,說明升高溫度,平衡正向移動,即正反應為吸熱反應。C項, PCl5(g)

36、PCl3(g) + Cl2(g)起始11.0 mol00平衡10.80 mol 0.20 mol0.20 mol起始21.0 mol0.20 mol0.20 mol對比平衡1和起始2,反應從起始2開始達到平衡的過程中,反應正向進行:v(正)>v(逆)。D項,我們設計如下三種狀態(tài)進行比較:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)1.0 mol000 1.0 mol1.0 mol0 2.0 mol2.0 mol和達到的平衡屬于等效平衡,故反應達平衡后,PCl3的轉化率=×100%=80%;與相比,相當于對增大壓強,而增大壓強,平衡向生成PCl5的方向移動,PCl3的轉化率增

37、大,故反應達平衡時,PCl3的轉化率大于80%。12.(2016浙江理綜,28,15分)催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應,分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJ·mol-1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H2某實驗室控制CO2和H2初始投料比為12.2,在相同壓強下,經過相同反應時間測得如下實驗數據:T(K)催化劑CO2轉化率(%)甲醇選擇性(%)543543553553【備注】Cat.

38、1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉化的CO2中生成甲醇的百分比已知:CO和H2的標準燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1H2O(l) H2O(g)H3=+44.0 kJ·mol-1請回答(不考慮溫度對H的影響):(1)反應的平衡常數表達式K=;反應的H2=kJ·mol-1。 (2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有。 D.投料比不變,增加反應物的濃度2和H2的初始投料比(3)表中實驗數據表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇

39、性有顯著的影響,其原因是。 (4)在右圖中分別畫出反應“反應過程-能量”示意圖。(5)研究證實,CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應發(fā)生在極,該電極反應式是。 答案(1)c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)(2)CD(3)表中數據表明此時反應未達到平衡,不同的催化劑對反應的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響(4)(5)陰CO2+6H+6e- CH3OH+H2O解析(1)根據反應可以寫出K=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2);根據題給H2和CO的燃燒熱可寫出對應

40、熱化學方程式:H2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJ·mol-1CO(g)+12O2(g) CO2(g)H=-283.0 kJ·mol-1又知H2O(l) H2O(g)H=+44.0 kJ·mol-1則根據蓋斯定律由-+可得反應,故H2=-285.8 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1+44.0 kJ·mol-1=+41.2 kJ·mol-1。(2)催化劑只加快反應速率,不改變平衡轉化率,故A、B不符合;反應的正反應為放熱反應,降低溫度有利于平衡正向移動,C項符合;在投料比不變時,增大反應

41、物濃度相當于對體系加壓,根據勒夏特列原理可知,平衡向氣體分子數減小的方向移動,故有利于CO2轉化為CH3OH,D項符合;增大CO2和H2的初始投料比只會提高H2轉化率,而CO2轉化率降低,故E項不符合。(3)催化劑不能改變平衡轉化率,但表中數據顯示相同溫度下兩者CO2的催化能力不同,故在相同時間對甲醇的選擇性有影響。(4)催化劑可以降低反應的活化能,不同催化劑降低效率不同。從表中可以分析,相同時間內Cat.2催化能力比Cat.1強,說明在Cat.2催化作用下反應速率更快,即活化能更低。另外,由于催化劑的介入,反應過程中產生多個能壘,但最終生成物總能量相同,那么三條曲線的起點和終點相同。(5)根

42、據題意,CO2生成CH3OH是發(fā)生還原反應,故在電解池陰極上發(fā)生,此電極反應為CO2+6H+6e- CH3OH+H2O。疑難突破解答第(3)問的關鍵點是抓住催化劑不能改變平衡,即平衡時兩者CO2轉化率相同,但表中數據顯示CO2轉化率不同,故在此時刻反應沒有平衡;第(4)問必須抓住催化劑造成甲醇選擇性不同且催化效率更高,那么其活化能更低。評析本題以催化還原CO2解決溫室效應及能源問題為情境,考查蓋斯定律的相關計算、化學平衡移動及化學平衡常數、催化劑對反應速率的影響以及電解池相關知識。本題立意新,考點全面,難度較大,尤其第(3)、(4)問區(qū)分度大,對能力要求較高。13.(2014浙江理綜,27,1

43、4分,)煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應,降低了脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=218.4 kJ·mol-1(反應)CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g)H2=-175.6 kJ·mol-1(反應)請回答下列問題:(1)反應能夠自發(fā)進行的反應條件是。 (2)對于氣體參與的反應,表示平衡常數Kp時用氣體組分(B)

44、的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量的濃度c(B),則反應的Kp=(用表達式表示)。 (3)假設某溫度下,反應的速率(v1)大于反應的速率(v2),則下列反應過程能量變化示意圖正確的是。 (4)通過監(jiān)測反應體系中氣體濃度的變化可判斷反應和是否同時發(fā)生,理由是。 (5)圖1為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有。 (6)恒溫恒容條件下,假設反應和同時發(fā)生,且v1>v2,請在圖2中畫出反應體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。答案(1)高溫(2)p4(CO

45、2)p4(CO)(3)C(4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時間發(fā)生變化,則表明兩個反應同時發(fā)生(5)A、B、C(6)解析(1)反應的H>0,S>0,高溫時反應能自發(fā)進行。(2)依題給信息,可得反應的Kp=p4(CO2)p4(CO)。(3)反應速率較快,說明該反應活化能較低,結合反應吸熱,反應放熱,可判斷C圖正確。(4)反應生成SO2、CO2兩種氣態(tài)產物,反應只生成CO2一種氣態(tài)產物,若c(SO2)/c(CO2)不變,只發(fā)生反應;若c(SO2)=0,c(CO2)或c(CO)發(fā)生變化,只發(fā)生反應;若c(SO2)/c(CO2)發(fā)生變化,則反應、同時發(fā)生。(5)向反應體系中

46、投入石灰石,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),c(CO2)增大,反應的平衡逆向移動,SO2的量減少,A正確;在合適溫度區(qū)間內降低反應溫度,反應逆向進行,SO2的量減小,B正確,D錯誤;CO初始體積分數增大,由圖1知CaS質量分數增大,c(CO2)增大,反應逆向進行,SO2的量減少,C正確。(6)因反應速率快,c(SO2)先增大快,隨著反應的進行,使c(CO2)增大,反應逆向進行,c(SO2)減小,當反應、均達到平衡時,c(SO2)不再變化,由此可畫出c(SO2)隨時間變化的曲線圖。14.(2013山東理綜,29,15分,)化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用。(1)利用“化學蒸氣轉

47、移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應:TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)H>0()反應()的平衡常數表達式K=,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡轉化率為。 (2)如圖所示,反應()在石英真空管中進行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后,在溫度為T1的一端得到了純凈TaS2晶體,則溫度T1T2(填“>”“<”或“=”)。上述反應體系中循環(huán)使用的物質是。 (3)利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼樣中的硫轉化成H2SO3,然后用一定濃

48、度的I2溶液進行滴定,所用指示劑為,滴定反應的離子方程式為 。 (4)25 時,H2SO3 HSO3-+H+的電離常數Ka=1×10-2mol·L-1,則該溫度下NaHSO3水解反應的平衡常數Kb=mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中c(H2SO3)c(HSO3-)將(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案(1)c(TaI4)·c(S2)c2(I2)66.7%(2)<I2(3)淀粉I2+H2SO3+H2O 4H+2I-+SO42-(4)1×10-12增大解析(1)TaS2(s)+2I

49、2(g) TaI4(g)+S2(g)初始量1 mol0 mol0 mol轉化量2x molx molx mol平衡量(1-2x)molx molx mol設容器容積為V L,K=c(S2)·c(TaI4)c2(I2)=xV·xV1-2xV2=1,解得x=13,則I2(g)的平衡轉化率為2x1×100%66.7%。(2)由反應()可知降溫有利于TaS2(s)的生成,故T1<T2,I2蒸氣在右端參與反應生成TaI4(g)和S2(g),在左端TaI4(g)與S2(g)在較低溫度下反應生成TaS2(s)和I2(g),故I2可循環(huán)利用。(3)利用淀粉遇碘變藍的性質可選淀粉做指示劑;H2SO3在水中被I2氧化成H2SO4,I2被還原成HI。(4)HSO3-+H2O H2SO3+OH-,Kb=c(OH-)·c(H2SO3)c(HSO3-)=c(H+)·c(OH-)·c(H2SO3)c(H+)·c(HSO3-)=KWKa=1×10-141×10-2 mol·L-1=1×10-12 mol·L-1;向NaHSO3溶液