高考化学《化学反应速率》考点例析及高分冲刺强化训练
更新时间:2023-04-05 16:25:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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高考化学《化学反应速率》考点例析及高分冲刺强化训练
I、考点例析
【基本考点自查及例析】
1.知道化学反应速率的概念及其定量表示方法,能进行有关化学反应速率的简单计算。
2.了解测定化学反应速率的方法,通过实验测定某些化学反应的速率。
一、化学反应速率概念:
用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
1.表示方法:υ=△c/△t
2.单位:mol/(L·s);mol/(L·min);mol/L·S。
3.相互关系:
4NH3+5O24NO+6H2O(g)
υ(NH3)∶υ(O2)∶υ(NO)∶υ(H2O)=4∶5∶4∶6
二、影响化学反应速率的因素
1.内因:(如:钠与水反应和钾与水反应速率明显不同)。
2.外内:
(1)浓度:浓度越大,单位体积内活化分子数,有效碰撞的几率,发生化学反应的速率;因此,化学反应速率与浓度有密切的关系,浓度越大,化学反应速率越快。增大反应物的浓度,正反应速率加快。
(2)温度:温度越高,一方面活化分子百分数,另一方面含有较高能量的分子间的碰撞频率,两个方面都使分子间有效碰撞的几率,反应速率(正逆反应速率都加快)。
(3)压强:对于有气体参与的化学反应,通过改变容器体积而使压强变化的情况(PV=nRT):压强增大,相当于浓度,反应速率。(反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,相反,亦然)。
(4)催化剂:使用正催化剂,反应所需的活化能,活化分子百分数,有效碰撞的几率,化学反应速率(对于可逆的反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
2
1
2
C. 3υ(NH 2)=2υ(H 2O)
D. 4υ(O 2=5υ(NO)
解析:化学反应方程式的系数与分别用各物质表达的化学反应速率成正比。
答案:C 、D
【变式】在2L 密闭容器中,发生3A(气)+B(气)=2C(气)的反应,若最初加入A 和B 都是4mol ,A 的平均反应速率为0.12mol/L·s ,则10秒钟后容器中B 的物质的量为
A.2.8mol
B.1.6mol
C.3.2mol
D.3.6mol
答案:C
【例2】某温度时,浓度都是1mol·L -1的两种气体,X 2、Y 2在密闭容器中反应生成气体Z ,达到平衡时c(X 2)=0.4mol·L -1、c(Y 2)=0.8mol·L -1、c(Z)=0.4mol·L -1,则该反应的反应式是
A. X 2+2Y 2
2XY 2 B. 2X 2+Y 2 2X 2Y C. 3X 2+Y 2 2X 3Y D. X 2+3Y 2 2XY 3
解析:根据化学反应方程式的系数与分别用各物质表达的化学反应速率成正比的关系,只需分别计算同一时间内用各物质表达的化学反应速率,然后进行比较。
答案:C
【变式】A 和B 反应生成C ,假定反应由A 、B 开始,它们的起始浓度均为1mol/L 。反应进行2min 后A 的浓度为0.8mol/L ,B 的浓度为0.6mol/L ,C 的浓度为0.6mol/L 。则2min 内反应的平均速率υA =__________,υB =_____________,υC =___________。该反应的化学反应方程式为___________________________。
答案υA =0.1mol·L -1·min -1, υB =0.2mol·L -1·min -1, υC =0.3mol·L -1·min -1; 化学反应方程式为A+2B=3C 。
【例3】在一定条件下,反应N 2+3H 2
2NH 3,在2L 密闭容器中进行,5min 内氨的质量增加了1.7g ,则反应速率为
A. υ(H 2)=0.03mol/(L·min)
B. υ(N 2)=0.02mol/(L·min)
C. υ(NH 3)=0.17g/(L·min)
D. υ(NH 3)=0.01mol/(L·min)
解析:根据题目可知V(NH 3)=0.01mol/(L·min),根据反应系数与化学反应速率的关系可求出V(H 2)=0.015mol/(L·min)
答案:D
【变式】4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O 反应在5L 的密闭容器中进行,半分钟后,NO 物质的量增加了0.3mol ,则此反应的反应速率为
A.υ(O 2)=0.01mol/L·s
B.υ(NO)=0.008mol/L·s
C.υ(H 2O)=0.003mol/L·s
D.υ(NH 3)=0.002mol/L·s
答案:CD
3
【变式】把0.6molX 气体和0.4molY 气体混合2L 于容器中使它们发生如下反应,3X(气)+Y(气) nZ(气)+2W(气),5min 末已生成0.2mol W ,若测知以Z 浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol/L·min ,则
(1)上述反应中Z 气体的反应方程式系数n 的值是
A.1
B.2
C.3
D.4
(2)上述反应在5分钟末时,已消耗的Y 值占原来的分数是
A.20%
B.25%
C.33%
D.50%
答案:(1)A (2)B
【例4】下列体系加压后,对化学反应速率没有影响的是
A.2SO 2+O 2
2SO 3 B.CO+H 2O(气) CO 2+H 2
C.CO 2+H 2 H 2CO 3
D.OH -+H +=H 2O 解析:压强对没有气体参加的反应无影响。
答案:D
【例5】把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里,在下列因素中:①盐酸的浓度,②镁带的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度。对反应速率有影响的是
A.①②
B.③④
C.①②③④
D.①②③
解析:根据影响反应速率的因素有:浓度、温度、压强和催化剂可知,①③肯定对反应速率有影响,而镁带的表面积越大则与盐酸的接触越充分,显然反应速率越快。此反应的实质是Mg+2H +=Mg 2++H 2↑,与氯离子浓度无关,所以④对此反应速率无影响。故本题的正确答案为D 。
答案:D
【考点解析及例析】
(一)化学反应速率
1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。单位:mol/(L ·min )或mol/(L ·s ) v=Δc Δt
2.同一反应里用不同物质来表示的反应速率数值可以是不同的,但这些数值,都表示同一反应速率。且不同物质的速率比值等于其化学方程式中的化学计量数之比。如反应mA+nB=pC+qD 的v (A ) ∶v (B ) ∶v (C ) ∶v (D ) =m ∶n ∶p ∶q
3.影响反应速率的因素
决定因素:参加反应的物质本身的性质影响因素:
①浓度:当其他条件不变时,增大反应物浓度,单位体积发生反应的分子数增加,反应速率加快。
②压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时增加压强,气体体积缩小,深度增大,反应速率加快。
③温度:升高温度时,分子运动速率加快,有效碰撞次数增多,反应速率加快。一般来说,温度每升高10℃反应速率增大到原来的2~4倍。
④催化剂:可以同等程度增大正逆反应速率。
⑤其他因素:增大固体表面积(粉碎),光照也可增大某些反应的速率,此外,超声波、电磁
波、溶剂也对反应速率有影响。
【注意】①改变外界条件时,若正反应速率增大,逆反应速率也一定增大,增大的倍数可能不同,但不可能正反应速率增大,逆反应速率减小。
②固体纯液体浓度视为常数,不能用其表示反应速率,它们的量的变化不会引起反应速率的变化,但其颗粒的大小可影响反应速率。
(二)化学平衡
1.化学平衡状态:指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度不变的状态。
2.化学平衡状态的特征
(1)“等”即v 正=v 逆。
(2)“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行。
(3)“定”即反应混合物中各组分浓度保持一定。
(4)“变”即条件改变、平衡移动。
(5)与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态。
3.影响化学平衡的条件
(1)可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立过程叫作化学平衡移动。
(2)化学平衡移动规律———勒沙特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
①浓度:增大反应物(或减小生成物)浓度,平衡向正反应方向移动。
②压强:增大压强平衡向气体体积减小的方向移动。减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。
③温度: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。
④催化剂:不影响平衡移动。
4.分析化学平衡移动的一般思路改变条件速率不变:如容积不变时充入惰性气体
速率改变程度相同(v 正=v 逆)使用催化剂或对气体体积无变化
的反应改变压强平衡不移动程度不同(v 正≠v 逆)浓度压强温度平衡移动
5.化学平衡计算时常用的2个率:(1)反应物转化率=转化浓度
起始浓度×100%=转化物质的量
起始物质的量×100%(2)产品的产率= 实际生成产物的物质的量
理论上可得到产物的物质的量×100%
【典型考点例析】
1.一定条件下,合成氨气反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0% ,与
反应前
...的体积相比,反应后体积缩小的百分率是
A.16.7% B.20.0% C.80.0% D.83.3%
答案:A
解析:设达到平衡后混合气体的体积为1L,则其中生成的氨气的体积为1L×20.0%=0.2L。则根据反应的方程式有:
N2+3H22NH3△V
4
5 1 3 2 2
0.2L 0.2L
所以平衡前混合气体的体积为1L+0.2L=1.2L ,因此反应后气体体积缩小率为
=?%1002.12.0L
L 16.7%。 2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn (s 、白)+2HCl (aq )=SnCl 2(aq )+H 2(g ) △H 1
②Sn (s 、灰)+2HCl (aq )=SnCl 2(aq )+H 2(g ) △H 2
③Sn (s 、灰)
Sn (s 、白) △H 3=+2.1kJ·mol -1 下列说法正确的是
A .△H 1>△H 2
B .锡在常温下以灰锡状态存在
C .灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D .锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
答案:D
解析:②-①可得③,△H 2-△H 1>0,故△H 2>△H 1 ,A 错,根据③,在常温下,灰锡会向白锡转化故常温下以白锡状态存在,正反应为吸热反应,故B 、C 错,当锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中会转化为灰锡,灰锡以粉末状存在,故会自行毁坏。
3.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响...
氢气产生速率的因素是 A .盐酸的浓度
B .铝条的表面积
C .溶液的温度
D .加少量Na 2SO 4
答案:D
解析:铝与盐酸反应的实质是2Al +6H +=2Al 3++3H 2↑,因此盐酸的溶度、铝条的表面积和溶液的温度均会影响反应的速率,而加少量Na 2SO 4对溶液中的各物质的浓度没有影响,不会影响反应速率。
4.下述实验能达到预期目的的是
答案:BC
解析:本题是一道实验题。A选项中SO2通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4做氧化剂,说明SO2具有还原性。B选项中将Cl2通入NaBr溶液中发生Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2反应,根据氧化还原反应规律可知Cl2的氧化性大于Br2。C中发生的反应为Cu+
4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、2NO2(g)N2O4;△H<0,升温气体颜色变深,降温气体颜色变浅,D选项中H2O2溶液的浓度不同,故不能单纯判断催化剂对分解速率的影响。
5.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(H I)=4mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为
A.9 B.16 C.20D.25
答案:C
解析:求①的平衡常数的关键是求氨气的平衡浓度,若碘化氢不分解时,NH3(g)和HI(g) 的平衡浓度是相等的,因此2c(H2) 与容器中平衡浓度c(HI)之和即为氨气的平
衡浓度5 mol·L-1,故此温度下反应①的平衡常数为20。
6.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)△H<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是A
A.a>b B.a=b C.a<b D.无法确定
答案:A
解析:正反应为放热反应,前者恒温,后者相对前者,温度升高。使平衡向左移动,从而使Br2的转化率降低。所以b
6
7 7.碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以
发生反应:W (s )+I 2(g )WI 2(g ) ΔH <0(温度T 1<T 2)。下列说法正确的是AD
A .灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的WI 2(g )会分解出W 1W 重新沉积到灯丝上
B .灯丝附近温度越高,WI 2(g )的转化率越低
C .该反应的平衡常数表达式是)WI ()I ()W (22c c c K ?=
D .利用该反应原理可以提纯钨
答案:AD
解析:该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡向左移动。所以灯丝附近温度越高,WI 2的转化率越高,B 错。平衡常数,应为生成物除以反应物:
K=c (WI 2)/c (W )·c (I 2)利用该反应,可往钨矿石中,加如I 2单质,使其反应生成WI 2富集,再通过高温加热WI 2生成钨,从而提纯W ,D 正确。
8.对于反应2SO 2(g)+O 2(g)
2SO 3(g)能增大正反应速率的措施是 A .通入大量O 2 B .增大容器容积
C .移去部分SO 3
D .降低体系温度 答案:A
解析:A. 通入大量O 2,反应物浓度增大,正反应速率增大;
B . 增大容积,反应物、生成物浓度均减小,正、逆反应速率均下降;
C . 移去部分SO 3会减小生成物浓度,刚开始正反应速率不变,而后下降;
D . 该反应为放热反应,但是降低体系温度正、逆反应速率均减小;同理若增大体
系问题,正、逆反应速率增大;
9.X 、Y 、Z 三种气体,取X 和Y 按1︰1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下
反应:X+2Y 2Z ,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3︰2,则Y 的转化率最接近于D
A .33%
B .40%
C .50%
D .66%
答案:D
解析:由可知: X+2Y 2Z 起始: 1 1 0
T 1
T 2
8 转化: a 2a 2a
平衡: 1-a 1-2a 2a
根据题意有:2-3a 2a = 32,a =13
,Y 的转化率最接近65%。 10.高温下,某反应达到平衡,平衡常数)H ()CO ()O H ()CO (222c c c c K ??=
。恒容时,温度升高,H 2浓度减小。下列说法正确的是A
A .该反应的焓变为正值
B .恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定减小
C .升高温度,逆反应速率减小
D .该反应的化学方程式为CO +H 2
O
CO 2+H 2
答案:A 解析:由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为CO 2+H 2CO+H 2O ,故D 错;由题意知,温度升高,平衡向正反应移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的焓变为正值,A 正确;恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定增大而不会减小,故B 错;C 项,升高温度,正逆反应速率都会 增大,故C 错。
11.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)12N 2
(g)+CO 2(g) △H =-373.4kJ·mol -1。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:
答案:C
解析:该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A 选项错误;同理,升高温度,平衡逆向移动,CO 的转化率减小,B 选项错误;平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C 选项正确;增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO 的转化率减小,D 选项错误。
催化剂 高温
9
12.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH 3COCH 3+Br
2
CH 3COCH 2Br +HBr )来研究
反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v (Br 2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
分析实验数据所得出的结论不正确...
的是 A .增大c (CH 3COCH 3), v (Br 2)增大 B .实验②和③的v (Br 2)相等 C .增大c (HCl), v (Br 2)增大 D .增大c (Br 2),v (Br 2)增大
答案:D
解析:从表中数据看,①④中CH 3COCH 3,HCl 的浓度是相同的,而④中Br 2比①中的大,所以结果,时间变长,即速率变慢了,D 项错。其他选项依次找出表中两组相同的数据,看一变量对另一变量的影响即可。
13.难挥发性二硫化钽(TaS 2 )可采用如下装置提纯。将不纯的TaS 2 粉末装入石英管一端,
抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。反应如下:
TaS 2 (s )+2I 2 (g) TaI 4 (g)+S 2 (g)
下列说法正确的是
A .在不同温度区域,TaI 4 的量保持不变
B .在提纯过程中,I 2 的量不断减少
C .在提纯过程中,I 2 的作用是将TaS 2 从高温区转移到低温区
D .该反应的平衡常数与TaI 4 和S 2 的浓度乘积成反比 答案:C
解析:高温区TaS 2反应生成TaI 4气体至低温区,从而在低温区重新生成TaS 2,一段时
间后,杂质留在高温区,TaS 2在低温区,从而达到分离效果。不同温度下反应的方向不同,TaI 4的量与温度高低有关并非保持不变,A 错误;因为是在同一密闭系
1123K
1023K
HCl
统中有质量守恒定律可知I2的量不可能不断减少,而是充当一个“搬运工”的角色,
将TaS2从高温区转移到低温区,B错误,C正确。平衡常数与TaI4和S2的浓度乘
积成正比,D错误。
14.取5等份NO2 ,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),△H<0。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是
答案:BD
解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反
应移动。若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,
温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B
正确。若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现
温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡
状态,转折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D正确。
15.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
答案:A
解析:升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率升高,既包括正反应速率也包括逆反应速率,故A选项错误,B选项正确。反应达到平衡后,正反应速率和逆反应速
率相等,因此C、D选项都是正确的。
16.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)
某I2、、KI混合溶液中,I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一
10
11
点都表示平衡状态)。下列说法正确的是
A . 反应 I 2(aq)+I -
(aq)
I 3-
(aq)的△H >0
B .若温度为T 1、T 2,反应的平衡常数分别为K 1、K 2则K 1>K 2
C .若反应进行到状态
D 时,一定有v 正>v 逆 D .状态A 与状态B 相比,状态A 的c (I 2)大 答案:BC
解析:随着温度的不断升高,I 3-
的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意
味着该反应是放热反应,所以△H <0,所以A 项错;因为K =]
I []I []I [2-3-
?,T 2>T 1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K 1>K 2;C 项,从图中可以看出D 点并没有达到平衡状态,所以它要向A 点移动,这时I 3-
的浓度在增加,所以v 正>v 逆,C 项正确;D 项,从状态A 到状态B ,I 3-
的浓度在减小,那么I 2的浓度就在增加。
【考点分析】(1)化学平衡的移动;(2)平衡常数的运用。
17.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+SO 2+S↓+H 2O ,下列各组实验中最先出现浑浊的是
答案:D
解析:影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和和温度两个因素考查,非常忠实于
12 新教材必修2,只要抓住浓度越大,温度越高反应速率越大,便可以选出正确答案D 。
【点评】本题主要考查影响化学反应速率的因素,题目来源于课本,考生很有亲切感。
18.在一定温度下,反应12H 2(g)+12X 2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol 的HX(g)
通入体积为1.0L 的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于
A .5%
B .17%
C .25%
D .33% 答案:B
解析:1/2H 2(g)+ 1/2X 2(g) HX(g)的平衡常数K 1为10,那么HX(g) 1/2H 2(g)+ 1/2X 2(g) 的平衡常数K 2为1/10, 2HX(g)
H 2(g)+ X 2(g) 的平衡常数K 3为(1/10)2=0.01.设HX(g)分解x mol/L ,有, 2HX(g)
H 2(g)+ X 2(g)
1 0 0
x x x
1—x x x K 3= x ·x /(1—x ) 2= 0.01 ,得到x =0.17,所以, 该温度时HX(g)的最大分解率接近于B. 17%
【点评】本题考查化学平衡常数的相关计算,题目难度不大,但要求考生平时要掌握方程式的变化对于化学平衡常数表达式的影响和数值的改变。
19.2SO 2(g )+O 2(g )3(g )是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 A .催化剂V 2O 5不改变该反应的逆反应速率
B .增大反应体系的压强、反应速度一定增大
C .该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D .在t 1、t 2时刻,SO 3(g )的浓度分别是c 1,c 2,则时间间隔t 1~t 2内,SO 3(g )生
成的平均速率为2121c c u t t -=
- 答案:D
解析:催化剂可以同等程度的改变正逆反应的反应速率;如果是通入惰性气体增大了体系压
强,反应物浓度未变,反应速率不变;降温,反应速率减慢,达到平衡的时间增大;D 是反应速率的定义,正确。
20.人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O 2结合生成HbO 2,因此具有输氧能力,CO 吸入肺中
发生反应:CO+HbO 2O 2+HbCO ,37 ℃时,该反应的平衡常数K =220。HbCO 的浓度达到HbO 2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误..
的是 △
V 2O 5
13 A .CO 与HbO 2反应的平衡常数K =)
HbO ()CO ()HbCO ()O (22c c c c ?? B .人体吸入的CO 越多,与血红蛋白结合的O 2越少
C .当吸入的CO 与O 2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D .把CO 中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
答案:C
解析:由反应方程式知,K 的表达式正确,A 对;CO 与HbO 2反应的平衡常数达220,可见其正向进行的程度很大,正确。K =)HbO ()CO ()HbCO ()O (22c c c c ??,由题意知,K =220,)HbO ()HbCO (2c c =0.02时,人受损,则c (CO)/c (O 2)=9×10-5,C 项错。D 项,当O 2浓度很大时,题中平衡将逆向移动,从而解救人,正确。
21.下列说法正确的是
A .废旧电池应集中回收,并填埋处理
B .充电电池放电时,电能转变为化学能
C .放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对反应速率的影响有关
D .所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
答案:C
解析:A 项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地,人吃了这些土地里的蔬菜后,,就会引发疾病;B 项充电电池放电时,化学能转变为电能;D 项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。
【考点分析】垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。
22.在25℃时,密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X Y Z 初始浓度/mol·L -1
0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L -1
0.05 0.05 0.1
下列说法错误..
的是: A .反应达到平衡时,X 的转化率为50%
B .反应可表示为X+3Y 2Z ,其平衡常数为1600
C .增大压强使平衡向生成Z 的方向移动,平衡常数增大
D .改变温度可以改变此反应的平衡常数
答案:C
解析:题中有一明显的错误,就是C选项中平衡常数增大,增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识,关键是根据表中数据(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2可推导出:X+3Y2Z。
23.“碘钟”实验中,3I-+S2O42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
回答下列问题:
(1)该实验的目的是。
(2)显色时间t2=。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为(填字母)
A.<22.0s
B.22.0~44.0s
C.>44.0s
D.数据不足,无法判断
答案:(8分)
(1)研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响
(2)29.3s
(3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
14
解析:难度,易。本题考查学生对影响化学反应速率的外界因素如浓度、温度及其规律的认识和理解,考查学生对图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力。由题目中表格数据可分析出c(I-)、c(S2O32-)浓度越大,反应速率越快,显蓝色所需时间越少,故实验目的应是研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响,因反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比),由①⑤中数据可列关系:显色时间t2=0.040·0.040·88.0/0.120·0.040=29.3 s,升高温度,反应速率加快,故显色时间t2<22.0s。07年广东高考在选择题方面减弱了考查,只有第18题的选项C、D中提到。在第二卷中也一改前二年的化学平衡图象题,改为化学反应速率的表格分析题,实际要求仍是考查学生运用所学化学反应速率与化学平衡思想解决指定问题的能力。
24.黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g )2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-3。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有(填字母)
A.升高温度
B.降低温度
C.增大压强
D.减小压强
E.加入催化剂
G.移出氧气
(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料,反应的化学方程式为
。
(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其原因是。
答案:(10分)
15
16 (1)1.6×103L/mol 80%(计算过程略)
(2)B 、C
(3)SO 2+H 2O +Na 2SO 3=2NaHSO 3
(4)抑制Fe 2+、Fe 3+的水解,防止Fe 2+被氧化成Fe 3+
解析:难度,易。此题是比较中规中矩考查化学平衡知识的题目,题目条件比较直接,学生完成得应比较愉快。
25.PCl 5的热分解反应如下:
PCl 5(g ) PCl 3(g ) + Cl 2(g )
(1) 写出反应的平衡常数表达式;
(2) 已知某温度下,在容积为10.0L 的密闭容器中充入2.00mol PCl 5,达到平衡后,测得容器内PCl 3的浓度为0.150mol/L 。计算该温度下的平衡常数。
答案:(1)K==c(PCl 3)·c(Cl 2)c(PCl 5)
(2) PCl 5(g )
PCl 3(g) + Cl 2(g) c (起始)(mol/L) 2.0010.0
=0.200 0 0 c (变化)(mol/L) 0.150 0.150 0.150
c (平衡)(mol/L) 0.050 0.150 0.150
所以平衡常数K==c(PCl 3)·c(Cl 2)c(PCl 5)=0.150×0.1500.050
=0.45 考点:本题考查了化学平衡常数的求算。
解析:对于反应: mA + nB pC + qD
1、定义: 在一定温度时,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。
2.数学表达式:
平衡常数的数学表达式 26.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
()()()()
p q m n c C c D K c A c B ?=?
17
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验4和5表明, 对反应速率有影响, 反应速率越快,能表明同一规律的实验还有 (填实验序号);
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 (填实验序号); (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 。 (4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因: 。
答案:(1)固体反应物的表面积 表面积越大 1和2
(2)3和4(3)开始反应温度 6和7
(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同 考点:本题考查了通过处理实验数据研究化学反应速率的影响因素。
解析:比较表中实验1和2、实验4和5,其他条件都一样,只是金属状态由丝变成了粉末,金属消失的时间就少了很多,反应速率变快很多,也就是说明金属固体的表面积越大,速率就越快。同理,比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案。 27.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。 (1)硫酸生产中,SO 2催化氧化生成SO 3:
2SO 2(g)+O 2(g)
2SO 3(g)
某温度下,SO 2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题:
①将2.0mol SO 2和 1.0mol O 2置于10L 密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为
18 0.10MPa 。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A 变到B 时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH 4催化还原NO x 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH 4(g)+4NO 2(g)=4NO(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) △H =-574 kJ·mol -1
CH 4(g)+4NO(g)=2N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) △H =-1160 kJ·mol -
1 若用标准状况下4.48L CH 4还原NO 2至N 2整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用N A 表示),放出的热量为______kJ 。
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe 2O x 3<x
<4,M =Mn 、Co 、Zn 或Ni =由铁酸盐(MFe 2O 4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:
请写出MFe 2O x 分解SO 2的化学方程式 (不必配平)。 答案:(1)①800L·mol -
1 ②= (2)1.60N A (或1.6N A ) 173.4 (3)MFe 2O x +SO 2→MFe 2O 4+S
解析:(1)据题意当容器中总压强为0.10MPa 时,SO 2的平衡转化率为0.80,据此可计算得出平衡时c(SO 2)=0.040mol·L -1;c(O 2)=0.020mol·L -1;c(SO 3)=0.16mol·L -
1。根据平衡常数的计算式:K=1212
1020.0)040.0()16.0(---????L
mol L mol L mol =800L·mol -1;只要温度不变,平衡常数就不改变,在此变化过程中,只有压强的改变,温度未发生变化,故K(A)=K(B)。
(2)用标准状况下4.48LCH 4还原NO 2 至N 2,4.48LCH 4的物质的量为0.20mol ,在此过程中CH 4中碳元素的化合价有-4价升高到+4价,转化为CO 2,失去电子的总物质的量为0.20mol×8= 1.60mol ,故转移电子数为1.60N A 。由题目给知的热化学方程式,根据盖斯定律可以得出CH 4还原NO 2至N 2的热化学方程式为:CH 4(g)+2NO 2(g)=N 2(g)+CO 2(g)+2H 2O(g) △H =-867 kJ·mol -1,则0.2molCH 4反应放出的热量为867 kJ·mol -
1×0.2mol=173.4kJ 。 (3)此题中反应物已知为MFe 2O X 和SO 2,反应后生成MFe 2O 4,由MFe 2O X 转化为MFe 2O 4,氧原子数增加,故SO 2失去氧原子转化为S ,反应式为:MFe 2O X +SO 2=MFe 2O 4+S 。
28.氮化硅(Si 3N 4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以
下反应制得:
2 +
2
3N 4 +
(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);
高温 2O x H
222
19 (2)该反应的氧化剂是 ,其还原产物是 ;
(3)该反应的平衡常数表达式为K = ;
(4)若知上述反应为放热反应,则其反应热△H 零(填“大于”、“小于”或“等于”);升高温度,其平衡常数值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)若使压强增大,则上述平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”);
(6)若已知CO 生成速率为v (CO)=18mol·L -1·min -1,
则N 2消耗速速率为v (N 2)= mol·L -1·min -1。
答案:(1)3 6 2 1 6 (2)N 2 Si 3N 4 (3))()(226N c CO c K =(或[][]226
N CO K =) (4)小于 减小 (5)逆 (6)6
解析:(1)利用观察法配平或利用氧化还原反应中的电子守恒来配平。配平后的化学方程式为3SiO 2 +6C +2N 2Si 3N 4 + 6CO 。
(2)分析各物质的化合价变化情况:C 元素由0价升高为+2价,在反应中作还原剂被氧化;N 元素的化合价由0价降低为-3价,在反应中作氧化剂被还原。因此,此反应的氧化剂为N 2,还原产物为Si 3N 4。
(3)因SiO 2、C 、Si 3N 4均为固体,只有N 2和CO 为气体,存在平衡浓度(或平衡分
压),因此根据化学平衡常数的表达式可以得出此反应的平衡常数表达式为)
()(226N c CO c K =或[][]226N CO K =。
(4)放热反应的焓变△H <0,升高温度,此平衡向左移动,使[CO]减小、[N 2]增大,因此平衡常数K 值减小。
(5)由于此反应的正反应为气体体积增大的反应,因此增大压强,此平衡将向逆反应方向移动。
(6)根据同一反应在同一时间段内,各物质的反应速率之比等于各物质在化学方程式中对应的计量数之比。则有6
2)()(2=CO v N v ,所以v (N 2)=
31v (CO)=31×18mol·L -1·min -1=6mol·L -1·min -1。
高温
29.工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7% O211% N2 82%);
(1) 已各SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?
;
(2)在大400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:
;
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?(填“是”或“否”);
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
答案:(1)压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应。(2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本。(3)否否(4)浓硫酸(5)8.0×103t 9.83×109kJ
解析:(1)根据表格中的数据可以看出,在相同压强下(如在0.1MPa下)升高温度(如由400℃升高到500℃)时SO2的转化率降低(由99.2%降低为93.5%),即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动,而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的正反应为放热反应。
(2)根据表格中的数据可以得知:在0.1MPa(即常压1atm下)SO2的转化率已经很高,如在400℃时已达99.2%,若增大压强到10MPa(即100atm),压强增大了100倍但是SO2的转化率值增大为99.9%,只增大了0.7%变化不大。而压强增大100倍,需要对设备的材料、动力、能源等都作相应的提高,既要增大成本投入。
(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率,改变反应到达平衡的时间,不能使化学平
20
21 衡发生移动,即对SO 2的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比,因SO 2的转化率不变,所以反应放出的热量也不会增大。
(4)在生产实际中是采用98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收SO 3的。因为若用水进行吸收会形成酸雾,将影响SO 3的吸收速率和效率。
(5)1万吨98%的硫酸含H 2SO 4的质量:9.8×109g 。 设需要SO 3的质量为x ,该反应产生的热量为y 。
H 2SO 4 ~ SO 3 ~ 放出的热量
98g 80g 196.9kJ
9.8×109g x y 则y kJ x g g
g 9.19680108.9989==?,解得x =8.0×103t y =9.83×109kJ 。 30.已知可逆反应:M(g)+N(g)
P(g)+Q(g),△H >0 请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c (M)= 1 mol·L -1,c (N)=2.4 mol·L -1,达到平衡后,M 的转化率为60%,此时N 的转化率为 ;
(2)若反应温度升高,M 的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”;)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c (M)= 1 mol·L -1,
c (N)=2.4 mol·L -1;达到平衡后,c (P)=2 mol·L -1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c (M)= 1 mol·L -1,达到平衡后,M 的转化率为 。
答案:(14分)
(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%
解析:(1)M 转化的物质的量为0.6mol·L -1,则N 反应的量也是0.6mol·L -1,所以N 的转化
率为:0.6mol·L -1
2.4 mol·L -1
×100%=25%。 (2)由于该反应的正反应为吸热反应,所以升高温度,化学平衡正向移动,M 的
转化率增大。
(3) M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始:1 2.4 0 0
平衡:0.4 1.8 0.6 0.6
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