高考化学试题分类解析汇编化学反应速率和化学平衡

高考化学试题分类解析汇编化学反应速率和化学平衡

2012 年高考化学试题分类解析汇编：化学反应速率和化学平衡 1. ［2012·江苏化学卷 10］下列有关说法正确的是 A.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0 B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率Ｖ(H2)和氢气的平衡转化 率均增大 D.水的离子积常数 Kw 随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应 B 解析：本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反 应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。 A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于《选修四》 P34-P36 中化学方向的判断。 B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。 C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。 D.水的离子积常数 Kw 随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积 常数 Kw 随着温度的升高而增大。 2. ［2012·江苏化学卷 14］温度为 T 时，向 2.0L 恒容密闭容器中充入 1.0 molPCl5，反应 PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/ mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 A.反应在前 50 s 的平均速率为 v(PCl3)=0.0032 mol·L－1·s－1 B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11 mol·L－1,则反应的△H＜0 C.相同温度下，起始时向容器中充入 1.0molPCl5、0.20molPCl3 和 0.20molCl2，达到平衡前 v(正)＞ v(逆) D.相同温度下，起始时向容器中充入 2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3 的转化率小于 80% C 解析：本题素材似乎来源于《选修四》课本第 32 页习题的第 8 题，属于基本理论中化学平衡问 题，主要考查学生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握 程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。 A.反应在前 50 s 内的平均速率应该是前 50 s 内 PCl3 浓度变化与时间的比值，而不是 PCl3 物质的量的 变化与时间的比值。 B.相同温度下，起始时向容器中充入 1.0molPCl5、0.20molPCl3 和 0.20molCl2 应先求平衡常数 K 为 0.025，再求浓度商（Qc）为 0.02,K＞Qc,说明平衡向正反应方向移动。 C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平 衡时 CO 转化率增大，H2O 转化率减小，H2O 的体积分数会增大。 D.从等效平衡的角度，先建立原容器两倍关系的模型，即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压 缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3 的转化率应大于 80% 3. ［2012·安徽理综化学卷 9］一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收： 2 2( ) 2 ( ) 2 ( ) (1)SO g CO g CO g s  催化剂 0h  若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B．平衡时，其它条件不变，分享出硫，正反应速率加快 C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高 2SO 的转化率 D．其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变 D 【解析】本题主要考查外界条件对化学平衡的影响，同时考查考生应用基础知识解决简单化学问 题的能力。因反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小，A 项错误；硫为固体，减少 其量不影响化学反应速率，B 项错误；升温，平衡左移，SO2 的转化率降低，C 项错误；只有温度的 改变，才能影响反应的平衡常数，故 D 项正确。 4. ［2012·福建理综化学卷 12］一定条件下，溶液的酸碱性对 TiO2 光催化燃料 R 降解反应的影响如 右图所示。下列判断判断正确的是 A．在 0-50min 之间，pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强，R 的降解速率越小 C．R 的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20-25min 之间，pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol·L—1·min—1 A 解析：从图像中可以读出 pH＝2 时，曲线下降是最快的， 说明溶液的酸性越强，降解速率越大，所以 B 项错误。一般 来说，反应物的浓度越大，反应速率越大，R 的起始浓度越小， 其降解的速率越小，C 项错误。D 项中可计算出其速率为 0.04×10—4mol·L—1·min—1，D 项错误。A 项中 R 都是完全降解，降解百分率都是 100%。这题是选择题 的创新点，题给信息量大，考查学生能力全面，尤其是读图能力要求较高。其中 D 项要注意横坐标 的数量级，不太细心的同学要吃亏。 5. ［2012·重庆理综化学卷 13］在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应： a(g)+b(g) 2c(g) △H1<0； x(g)+3y(g) 2z (g) △H2>0 进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所做的功），下列叙述错误的是 A.等压时，通入惰性气体，c 的物质的量不变 B.等压时，通入 z 气体，反应器中温度升高 C.等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D.等容时，通入 z 气体，y 的物质的量浓度增 大 C 6. ［2012·四川理综化学卷 12］在体积恒定的密闭容器中，一定量的 SO2 与 1.100mol O2 在催 化剂作用下加热到 600℃发生反应： 2SO2+O2 2SO3；△H＜0。当气体的物质的量减少 0.315mol 时反应达到平衡，在相同的 温度下测得气体压强为反应前的 82.5%。下列有关叙述正确的是 A.当 SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等时反应达到平衡 B.降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C.将平衡混合气体通入过量 BaCl2 溶液中，得到沉淀的质量为 161.980g D.达到平衡时，SO2 的转化率是 90% D【解析】本题考查化学反应速率、平衡及计算。SO3 的生成速率和 SO2 的消耗速率都是正反应 速率，两者始终相等，不能说明已达平衡，A 错；由于正反应是放热的，所以降温时平衡右移，正 反应速率大于逆反应速率，即正反应速率较小程度小于逆反应速率，B 错；根据化学方程式知：生 成的 SO3 的物质的量是气体总物质的量减小量的 2 倍，即 0.63 mol，SO2 不与 BaCl2 反应，则生成硫 酸钡为 0.63 mol，得到 146.79 g，C 错；根据平衡前后的压强比知反应前气体的总物质的量减小 0.315 g，即减小 1-82.5%=17.5%，所以反应前气体总物质的量为 1.8 mol，O2 为 1.1 mol，则 SO2 为 0.7 mol. 消耗的 SO2 的物质的量等于生成的 SO3 的物质的量，即 0.63 mol，转化率为 0.63 mol/0.7 mol=90%，D 正确。 7. ［2012·天津理综化学卷 6］已知 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；ΔH ＝ －197 kJ·mo l －1。向同 温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mo l SO2 和 1 mo l O2；(乙) 1 mo l SO2 和 0.5 mol O2 ；(丙) 2 mo l SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是 （ ） A．容器内压强 P：P 甲＝P 丙 > 2P 乙 B．SO3 的质量 m：m 甲＝m 丙 > 2m 乙 C．c(SO2)与 c(O2) 之比 k：k 甲＝k 丙 > k 乙 D．反应放出或吸收热量的数值 Q：Q 甲＝G 丙 > 2Q 乙 答案：B 考查化学平衡中等效平衡知识。考查的知识点有些单一。等温等容时反应前后气体体积变化的反应 规律：将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投 料量相等， 则建立的化学平衡是等效的， 简称“ 等量等效” 。 这种情况下的等效平衡中的“ 等 效” 指平衡体系中的各种性质( 各对应物的浓度 、 体积分数 、 转化率、 物质的量) 是完全相同 的。 类似于数学中的全等三角形， 也可叫“ 全等平衡” 。 甲和乙容器内的平衡是完全相同的平 衡 （ 等 同 平 衡 ）， 各 物 理 参 数 除 热 量 都 相 同 。 甲 和 乙 的 比 较 可 用 下 图 处 理 帮 助 理 解 P甲＜2P乙，m甲>2m乙，K甲＜K乙， Q乙=197-Q甲，Q甲不等于Q乙所以选B 8.［2012·全国大纲理综化学卷 8］合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的 一步反应为 CO（g）+ H2O(g)  催化剂 CO2(g) + H2(g) △H ＜0 反应达到平衡后，为提高 CO 的转化率，下列措施中正确的是 A 增加压强 B 降低温度 C 增大 CO 的浓度 D 更换催化剂 B 【解析】CO（g）+ H2O(g)  催化剂 CO2(g) + H2(g) 是一个气体总体积不发生改变的反应，增 大压强平衡不移动，CO 的转化率不变，A 错误；反应式放热反应，降低温度平衡向放热方向移动， B 正确；增大 CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，CO 的转化率降低，C 错误；催化剂对化学平衡 没有影响，D 错误。 【考点】反应条件对化学平衡的影响 1 改变温度：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度，化学平衡向放热反应方 向移动。 ②改变浓度：若 Qc＜Kc，化学平衡正向（向右）移动。若 Qc＞Kc，化学平衡逆向（向左）移动。 ③改变压强：若 Qp＜Kp，化学平衡正向（向右）移动。若 Qp＞Kp，化学平衡逆向（向左）移动。 【点评】：本题属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对平衡移动等有关内容理解和掌握程度； 题目推陈出新，难度适中，貌似简单，实则有一定的陷阱，对概念的内涵和外延理解不深刻的考生 容易出现失误，非常符合高考选拔人才的要求。 9. ［2012·海南化学卷 15］(9 分)已知 A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下： |温度/ ℃ 700 900 830 1000 1200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式 K= ，△H 0（填“<”“ >”“ =”)； (2)830℃时，向一个 5 L 的密闭容器中充入 0.20mol 的 A 和 0.80mol 的 B，如反应初始 6s 内 A 的 平均反应速率 v(A)=0．003 mol·L-1·s-1。，则 6s 时 c(A)= mol·L-1， C 的物质的量为 mol； 若反应经一段时间后，达到平衡时 A 的转化率为 ，如果这时向该密闭容器中再充入 1 mol 氩 气，平衡时 A 的转化率为 ； (3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母)： a．压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变 c. c(A)不随时问改变 d.单位时间里生成 c 和 D 的物质的量相等 (4)1200℃时反应 C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。 【答案】(1) c (C )c(D) c( A )c( B ) < (2)0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80% (3)c (4)2.5 【解析】 (1)因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其 K= c (C )c(D) c( A )c( B ) ；由表中数据 可知，温度升高，K 值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0。 (2)υ(A)=0.003 mol·L-1·s-1 ，则 6s 后 A 减少的浓度 c(A)= υ(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的 A 的浓度为 0.2mol 5L -0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A 减少的物质的量为 0.018 mol·L-1×5L=0.09mol，根据方程式的系 数关系，生成的 C 的物质的量也为 0.09mol。 设 830℃达平衡时，转化的 A 的浓度为 x，则： A(g)+B(g) C(g)+D(g) 起始浓度(mol·L－1) 0.04 0.16 0 0 转化浓度(mol·L－1) x x x x 平衡浓度(mol·L－1) 0.04－x 0.16－x x x 有： x×x ( 0.04－x)× (0.16－x) =1， 解得 x =0.032，故 A 的转化率α(A)＝0.032 mol·L－1 0.04 mol·L－1 ×100%＝80%； 由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。 (3)由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故 a、b 错；c(A)随 反应的进行要减小，故 c 可以；不论是否达平衡，单位时间里生成 C 和 D 的物质的量永远相等，故 d 错。 (4)反应“ C(g)+D(g) A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g) C(g)+D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系， 故 1200℃时，C(g)+D(g) A(g)+B(g)的 K= 1 0.4=2.5。 10. ［2012·海南化学卷 20-II］ 【答案】(1)液化、分馏 与 C 反应后除去 CO2 C+H2O 高温 CO+H2、CH4+H2O 高温 CO+3H2 (2)合成塔 N2+3H2 2NH3 (3)冷却塔 n 高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好 (4)将液氨和未反应的原料分离 (5)13.8 【解析】 (1)利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热， 使氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气。故分离方法是液化和分馏。另一种方 法是将空气与 C 反应后除去 CO2 。采用煤和天然气制备 H2 的方程式为：C+H2O 高温 CO+H2、 CH4+H2O 高温 CO+3H2。 (2)合成氨的设备为合成塔；发生的反应是 N2+3H2 2NH3。 (3)冷凝分离氨气的设备为冷却塔；为了增强冷却效果，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好。 (4)设备 c 是分离器，能将液氨和未反应的原料分离。 (5)设 CO、H2O 的起始浓度分别为 x、y，且 CO 的转化率为 90%，则： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) 起始浓度(mol·L－1) x y 0 0 转化浓度(mol·L－1) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x 平衡浓度(mol·L－1) 0.1x y－0.9x 0.9x 0.9x K＝ )()( )()( 22 2 HcCOc OHcCOc ＝ 0.9x·0.9x 0.1x( y－0.9x) =0.627，得：y x=13.8，只要增加 H2O 量，就可提高 CO 的 转化率。 11. ［2012·福建理综化学卷 23］（1）元素 M 的离子与 NH4+所含电子数和质子数均相同，则 M 的 原子结构示意图为 （2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 。 （3）能证明 Na2SO3 溶液中存在 SO32—+H2O HSO3—+OH—水解平衡的事实．． 是 （填序号）。 A．滴入酚酞溶液变红，再加入 H2SO4 溶液红色退去 B． 滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色退去 C． 滴入酚酞溶液变红，再加入 BaCl2 溶液后产生沉淀且红色退去 （4）元素 X、Y 在周期表中位于同一主族，化合物 Cu2X 和 Cu2Y 可发生如下转化（其中 D 是纤维素 水解的最终产物）： aOH 2 2uN DCu X C Y  过量浓硝酸 一定量 的溶液澄清溶液 悬浊液 ①非金属 X Y(填“＞”或“＜”) ②Cu2Y 与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程式为 。 （5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行 2A(g)+B（g） 2C（g）+D（s）反应，按下表 数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关 系： 。 物 质 A B C D 起 始 投 料 /mol 2 1 2 0 解析：（1）铵根离子中含有 10 个电子，11 个质子，与之相同的单核离子为钠离子，则 M 的原子结 构示意图为 （2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为： Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ （3）选 C，ABC 三个选项描述都是正确的，但要说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的，存 在水解平衡这一事实。比如说向氢氧化钠这样的碱溶液中加入酚酞后变红，用 AB 两项中的试剂都可 褪色，但用 C 中的试剂就不行。选择试剂最好是中性，并与亚硫酸根离子反应，使水解平衡移动， 这样一比较 C 可以充分说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的。 （4）先推断元素，悬浊液与 D 的溶液（葡萄糖溶液）生成砖红色沉淀是氧化亚铜，则 Y 为 O 元素， X，Y 同主族，则 X 为 S 元素。问题就很好回答，非金属性 X＜Y，Cu2O 与浓硝酸反应生成红棕色的 气体 NO2，利用氧化还原反应原理并配平可写出方程式：Cu2O+6HNO3（浓）=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O （5）在恒容绝热的情况下，反应达到平衡后，体系压强升高，可推知气体体积变大，说明反应是向 左移（注意 D 为固态）。另外压强与温度成正比，压强升高，温度升高，如果正反应是放热的情况下， 则是升高温度，平衡向左移，符合题目情况。因此推出正反应是放热反应，那平衡常数与温度成反 比。 23 题考查得都是主干知识，只是觉得拼盘得太明显，5 个小问各不相干，独立成题，是否可用 10 电 子,18 电子微粒把它们串起来，比如 Na+，Al3+，O2—，S2—。其中第 4 问涉及有机化学知识，把知识很 好的揉合在一起，第 3 问，第 5 问要求思维推理能力较高。 12.［2012·福建理综化学卷 24］（1）电镀是，镀件与电源的 极连接。 （2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属 单质沉淀在镀件表面形成的镀层。 ①若用铜盐进行化学镀铜，应选 用 （填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。 ②某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如右 图所示。该镀铜过程中，镀液 pH 控制在 12.5 左右。据图中信息，给出使反应停止的方法： （3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下： ①步骤（i）中 Cu2(OH)2CO3 发生反应的化学方程式为 。 ②步骤（ii）所加试剂起调节 pH 作用的离子是 (填离子符号)。 ③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2 转移 2 个 mol 电子，该反应的离子方程式为 。 ④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为 3+ 2 4 4 2 4 4 2 63 e 2 6 e( ) ( ) 6F NH SO H O NH F SO OH H        过滤后母液的 pH=2.0，c（ 3+eF ）=a mol·L—1，c（ 4NH  ）=b mol·L—1，c（ 2 4SO  ）=d mol·L—1，该反 应的平衡常数 K= （用含 a、b、d 的代数式表示）。 解析：（1）电镀池中，镀件就是待镀金属，作阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源 正极相连。 （2）①要把铜从铜盐中置换铜出来，比如用铁就可以，铁是作还原剂的，所以加入还原剂， ②根据图示信息，pH=8—9 之间，反应速率为 0，所以要使反应停止，调节溶液的 pH 至 8—9 之间， 可见读图信息的重要性。 (3) ①碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写，用观察法配平。 Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O ②题目要求调高 PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子。 ③依题意亚铁离子变成了铁离子，1mol MnO2 转移电子 2 mol，则锰元素从+4 变成+2 价，溶液是显 酸 性 的 ， 方 程 式 经 过 观 察 可 要 补 上 氢 离 子 ， 综 合 上 述 分 析 可 写 出 离 子 方 程 式 为 ： MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O ④氢离子浓度为 10-2，依据 K 的表达式马上就可写出来 K= 。 24 题没有了复杂的工艺的流程，这个信号在质检题中已经给出，没有在流程上设置障碍，问题 设计平实，难度不大。平衡常数计算简单，只要代入即可，没有复杂的数学变换，降低了难度。对 图中信息的获取要求较高。 13.［2012·浙江理综化学卷 27］(15 分)物质(t-BuNO)2 在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。 （1）当(t-BuNO)2 的起始浓度（c0）为 0.50 mol·L-1 时，实验测得 20℃时的平衡转化率（α）是 65 %。 列式计算 20℃时上述反应的平衡常数 K = 。 （2）一定温度下，随着(t-BuNO)2 的起始浓度增大，其平衡转化率 （填“增大”、“不变”或“减 小”）。 已知 20℃时该反应在 CCl4 溶剂中的平衡常数为 1.9，若将反应溶剂正庚烷改成 CCl4，并保持 (t-BuNO)2 起始浓度相同，则它在 CCl4 溶剂中的平衡转化率 （填“大于”、“等于”或“小 于”）其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。 （3）实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ·mol-1，活化能 Ea = 90.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的 是 。 （4）该反应的ΔS 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在 （填“较高”或“较低”）温度下有利于该 反应自发进行。 （5）随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关 系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器 是 。 A．pH 计 B．元素分析仪 C．分光光度计 D．原子吸收光谱仪 （6）通过比色分析得到 30℃时(t-BuNO)2 浓度随时间的变化关系如下图所示，请在同一图中绘出 t-BuNO 浓度随时间的变化曲线。 解析：（1）物质t-BuNO)2是2-甲基2-亚硝基丙烷二聚体。在正庚烷溶剂中会部分分解为 t-BuNO（2-甲基2-亚硝基丙烷），反应：(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。对于这种物质没有学 过，用这样的形式来表示的反应也没有见到过，很陌生，这就给解题增加了理解上的难度。 其实这就是一个普通的分解反应，一个可逆反应，只要按常规的化学平衡三段式方法解题就 可求得20℃时平衡常数。 (t-BuNO)2 2(t-BuNO) c0 0.5 0 c转 -x -2x c平 0.5-x 2x 已知20℃时(t-BuNO)2的平衡转化率α = 解得 X = 0.325 mol·L-1 由于分解反应的反应物和生成物各只有一种，因此也可以用下列方法来求平衡常数：已知20℃时 (t-BuNO)2的平衡转化率α=65 % ， 则 (t-BuNO)2 2(t-BuNO) 平衡时： C0(1-α) 2c0α 平衡常数     1-1 0 2 0 Lmol 4.2Lmol 65.01 65.065.05.04 1 2      c cK （2）一定温度下，随着(t-BuNO)2的起始浓度增大，即增加反应物(t-BuNO)2的浓度，虽然平 衡向正反应方向移动，但由于 (t-BuNO)2的起始浓度增大，其平衡转化率是减小的。 保持温度20℃不变，保持(t-BuNO)2起始浓度相同，平衡转化率越小，K值越小。已知该反应在CCl4 溶剂中的平衡常数为1.9，则(t-BuNO)2它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于其在正庚烷溶剂中的平 衡转化率。 （3）由实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ·mol-1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量 低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C，又依据活化能Ea = 90.4 kJ·mol-1，Ea－ΔH<50.5kJ·mol-1, 能量关系图A中, Ea－ΔH.>50.5 kJ·mol-1,Ea与ΔH的比例不对。而能量关系图D是合理的。 （4）由于该反应是一个分解反应，所以是一个混乱度增加（熵增）的反应，ΔS ＞0；而该反应又是 一个吸热反应，ΔH＞0，所以该反应应在较高温度下有利于自发进行。 （5）现代化学分析中，常借助一些仪器来分析化学物质的组成，用元素分析仪确定物质中是否含有 C、H、O、N、S、Cl、Br等元素；用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团；用原子吸 收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素；用用于比色分析的分光光度计测定溶液颜色深浅，分 析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），从而可以确定该化学反应的速率； pH计是测定溶液pH的仪器。 （6）在图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线：先从图中30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变 化关系曲线上，分别查得1min、3 min、4.5 min、8 min等时刻时(t-BuNO)2的浓度，然后按 (t-BuNO)2 2(t-BuNO) c0 0.05 0 c转 -x -2x c某时刻 0.5-x 2x 求出1min、3 min、4.5 min、8 min等时(t-BuNO)的浓度，最在图上找出相应的点，连成平滑 曲线即可（见答案）。 答案：(15 分) （1）     1-1 0 2 0 Lmol 4.2Lmol 65.01 65.065.05.04 1 2      c cK （2）减小 小于 （3）D （4）＞ 较高 （5）C （6） 14. ［2012·重庆理综化学卷 29］（14 分）尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。 （1）工业上尿素 CO2 和 NH3，在一定条件下合成，其反应方程式为 。 （2）当氨碳比 3 2 2 ( ) 4,( ) n NH COn CO  的转化率随时间的变化关系如题 29 图 1 所示。 ①A 点的逆反应速率 v 逆（CO2） B点的正反应速率为 V 正（CO2） （填“大于”、“小于”或“等于”） ②NH3 的平衡转化率为 。 （3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图 29 图 2。 ①电源的负极为 （填“A”或“B”）。 ②阳极室中发生的反应依次为 、 。 ③电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比将 ；若两极共收集到气体 13.44L（标 准状况），则除去的尿素为 g（忽略气体的溶解）。 29. 【答案】（1）2NH3+CO2 CO(NH3)2+H2O （2）①小于②30％（3）①B②2Cl-—2e-=Cl2↑， CO(NH3)2 +3 Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl ③不变；7.2 【考点】化学反应速率、化学平衡、电化学等知识 直流电源 NaCl、尿素 混合溶液→ NaCl 溶液 质子交换膜 惰性电极 ↑ CO2+N2 ↑↑ H2 Cl2 NaCl 溶液 A B 29题 图2 → α(CO2) t/min20 40 60 60 30 A B 0 29题 图1 15. ［2012·广东理综化学卷 31］（16 分）碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50mol·L-1KI、 0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3 等试剂，探究反应条件对化学反应速率的 影响。 已知： （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成为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32—与 S2O82—初始的物质的量 需满足的关系为：n（S2O32—）：n（S2O82—） _______。Na2S2O3，<2 （2） 为探讨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： 表中 Vx=__2__mL，理由是___________________。保证反应物 K2S2O8 浓度改变，而其他的不变，才 到达实验目的。 （3） 已知某条件下，浓度 c（S2O82—）～反应时间 t 的变化曲线如图 13，若保持其他条件不变， 请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c（S2O82—）～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）=2Li2O（s） △H1 4 LiI（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。 (△H1-△H2)/2; 负极 16. ［2012·广东理综化学卷 32］（17 分）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆 矿”，在水中存在如下平衡 为能充分利用钾资源，用饱和 Ca（OH）2 溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下： （1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。Ca（OH）2 Mg（OH）2 （2）用化学平衡移动原理解释 Ca（OH）2 溶液能溶解杂卤石浸出 K+的原因： 。氢氧根与镁 离子结合，使平衡向右移动，K+变多。 （3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液 PH 至中性。K2CO3 H2SO4 （4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14，由图可得，随 着温度升高， ① ② ①在同一时间 K+的浸出浓度大。②反应的速率加快，平衡时溶浸时间短。 （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生： 已知 298K 时， Ksp(CaCO3)=2.80×10—9， Ksp(CaSO4)=4.90×10—5 ，求此温度下该反应的平衡常数 K （计算结果保留三位有效数字）。K=1.75×104 17. ［2012·山东理综化学卷 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(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (I) (1)反应(I)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) (Ⅱ) 当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)一定温度下，反应(II)的焓变为△H。现将 1molN2O4 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 。 0 t a 气 体 密 度 0 t b △ H / K J · m o l − 1 0 t d N 2 O 4 转 化 率 0 t c v ( 正 ) NO2 N2O4 若在相同沮度下,上述反应改在体积为 IL 的恒容密闭容器中进行，平衡常数 (填“增 大” “不变”或“减小”)，反应 3s 后 NO2 的物质的量为 0.6mol，则 0~3s 的平均反应速率 v(N2O4)= mol·L－1·s－1。 【解析】（1）反应（Ⅰ）中 N2O4 中 N 由＋4 价变为 0 价，作为氧化剂。（2）温度升高时，气体颜 色加深，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。（3）该反应 由正方向开始进行，气体分子数逐渐增大，而压强保持不变，则容器体积增大，气体密度减小， 达平衡时保持不变，a 对；该反应的 △ H 始终保持不变，不能说明达到平衡状态，b 错；该反应 由正方向开始进行，N2O4 逐渐减小，恒压过程中容器体积增大，N2O4 浓度减小，v 正逐渐减小， 达平衡时保持不变，c 错；该反应由正方向开始进行，N2O4 转化率逐渐增大，达平衡时保持不 变 ， d 对 。 平 衡 常 数 只 与 温 度 有 关 ， 温 度 保 持 不 变 ， 平 衡 常 数 不 变 。 v(N2O4)= 1 2 v(NO2)= 1 2 × 0.6 /1 3 mol L s ＝0.1mol/（L·s）。（4）NH4NO3 溶液由于 NH4 ＋水解溶液显酸 性，滴加氨水后溶液由酸性变为中性，水的电离平衡向逆反应方向移动。Kb＝c(NH4 ＋)·c(OH－) c(NH3·H2O) ， 而 c(OH－)＝10－7mol/L，则 c(NH4 ＋)＝200c(NH3·H2O)，故 n(NH4 ＋)＝200n(NH3·H2O)，根据电荷守 恒，n(NH4 ＋)＝n(NO3 －)，则溶液中 n(NH4 ＋)＋n(NH3·H2O)＝a＋ a 200 ，根据物料守恒，滴加氨水 的浓度为（a＋ a 200 －a）mol÷bL＝ a 200b mol/L。 答案：(1)N2O4 (2)吸热 (3) a，d；不变；0.1 (4) NH4 ＋+H2O NH3·H2O+H＋；逆向 a 200b 17.［2012·天津理综化学卷 10］（14 分）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以 及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用 H2 还原 WO3 可得到金属钨，其总反应为：WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) 请回答下列问题： ⑴ 上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。 ⑵ 某温度下反应达平衡时，H2 与水蒸气的体积比为 2:3，则 H2 的平衡转化率为 _____________________；随温度的升高，H2 与水蒸气的体积比减小，则该反应为反应（填“吸热”或 “放热”）。 ⑶ 上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示： 温度 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ 700℃ 主要成份 WO3 W2O5 WO2 W 第一阶段反应的化学方程式为___________________________；580℃时，固体物质的主要成分 为________；假设 WO3 完全转化为 W，则三个阶段消耗 H2 物质的量之比为 ____________________________________。 ⑷ 已知：温度过高时，WO2 (s)转变为 WO2 (g)； WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g)；ΔH ＝ +66.0 kJ·mo l －1 WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g)；ΔH ＝ －137.9 kJ·mo l －1 则 WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH ＝ ______________________。 ⑸ 钨丝灯管中的 W 在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入 I2 可延长灯管的使用寿命，其 工作原理为：W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有________________。 a．灯管内的 I2 可循环使用 b．WI4 在灯丝上分解，产生的 W 又沉积在灯丝上 c．WI4 在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长 d．温度升高时，WI4 的分解速率加快，W 和 I2 的化合速率减慢 该题考查化学平衡常数表达式、化学平衡的移动原理、反应热的计算、转化率计算。 4 根据反应方程 ，注意的是WO3和W都是固体，不写入平 衡常数表达式。所以 5 达平衡时H2与水蒸气的体积比2:3，消耗的H2体积为3，所以H2的平衡转化率为3/(2+3)=60%。 温度升高，H2与水蒸气的体积比减小说明平衡向右移动，正反应吸热。 6 第一阶段的方程：2WO3+H2=W2O5+H2O，第二阶段方程：W2O5+H2=2WO2+H2O 第三阶段方程：WO2+2H2=W+2H2O所以三个阶段消耗H2的物质量之比为1:1:4 12 利用盖斯定律可计算△H=+203.9KJ.mol-1. 13 根据可逆反应原理I2可以循环使用，WI4是在灯丝上分解，生成的W沉积在灯丝上，选a、b。 18. ［2012·北京理综化学卷 26］(12 分)用 生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1。利用反 应 A，可实现氯的循环利用。反应 A: (1) 已知:Ⅰ反应 A 中， 4mol HCI 被氧化，放出 115.6kJ 的热量。 Ⅱ 的电子式是_______________. ②反应 A 的热化学方程式是_______________。 ③断开 1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________KJ， 中 H—O 键比 HCl 中 H—Cl 键（填“强”或“若”）_______________。 （2）对于反应 A，下图是 4 种投料比[n（HCl）： ，分别为 1：1、2：1、4：1、6：1、]下，反 应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。 ①曲线 b 对应的投料比是______________. ②当曲线 b, c, d 对应的投料比达到相同的 HCI 平衡转化率时，对应的反应温度与投 料比的关系是_________________. ⑧投料比为 2:1、温度为 400℃时，平衡混合气中 的物质的量分数是_______________. 【答案】⑴① (1 分)②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) △H=—115.6kJ/mol(2 分) ③32 (2 分) 强(2 分) ⑵①4:1(1 分)②投料比越高，对应的反应温度越低(2 分)③30.8%(2 分) 【解析】解析：（１）由题给条件可知，4molHCl 被氧化，放出热量为 115.6KJ，可知∆H=—115.6KJ/mol； 由∆H=—（生成物键能之和—反应物键能之和）可得，E（H—O）—E（H—Cl）=〔115.6+（498—（２ ×２４３））/4=31.9，键能越大化学键越稳定越强，所以水中的 H—O 键比氯化氢中 H—Cl 强。（2） 在其他条件不变时，O2 的量越大，HCl 的转化率越大，由此可确定 a 为 6:1，b 为 4:1，c 为 2:1，d 为 1:1；由图可知，当 HCl 的转化率相同时，温度由低到高的顺序是 bcd，由此可确定温度与投料比 的关系是：投料比越高温度越高；由图可读出投料比 2:1，温度 400℃时，HCl 的转化率为 80%，由 此可建立三段式： n（起） 2 1 0 0 △n 1.6 0.4 0.8 0.8 n（平） 0.4 0.6 0.8 0.8 所以平衡混合气中 Cl2 的物质的量分数=0.8/（0.4+0.6+0.8+0.8）=0.308。 19. ［2012·新课程理综化学卷 27］（14 分）光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途， 工业上采用高温下 CO 与 Cl2 在活性炭催化下合成。 (1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 。 (2)工业上利用天然气(主要成分为 CH4)与 CO2 进行高温重整制备 CO，已知 CH4、H2 和 CO 的燃烧热(△ H)分别为 —890.3 KJ·mol-1、—285.8 KJ·mol-1、—283.0 KJ·mol-1，则生成 1 m3(标准状况)CO 所需热量为 ； (3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为 。 (4)COCl2 的分解反应为 COCl2(g) = Cl2(g) + CO(g) △H = + 108 KJ·mol-1。反应体系达到平衡后， 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2 浓度变化曲线未示 出)： ①计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K = ； ②比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低：T(2) T(8)(填“＜”、“＞”或 “＝”)； ③若 12 min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡，则此时 c(COCl2) = mol·l-1； ④比较产物 CO 在 2～3 min、5～6 min 和 12～13 min 时平均反应速率[平均反应速率分别以 v(2～ 3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小 ； ⑤比较反应物 COCl2 在 5～6 min 和 15～16 min 时平均反应速率的大小 v(5～6) v(12～13) (填 “＜”、“＞”或“＝”)，原因是 。 【答案】：(1) MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑； (2)5.52×103 KJ； (3)CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O + COCl2 (4)①K = 0.234 mol·L-1； ②＜ ③0.031 ④v(2～3) ＞ v(5～6) ＝ v(12～13) ⑤＞， 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大。 【解析】：此题中挡题。但拿满分较难，这主要体现在计算麻烦上，第 2 问其实出题人完全直接说 CH4、H2 和 CO 的燃烧热分别为 890.3 KJ·mol-1、285.8 KJ·mol-1、283.0 KJ·mol-1，这样很多同学 在计算反应热的时候更容易出错。因为反应为 CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 △H = 反应物的燃烧热 - 产物 的燃烧热 = + 247.3 KJ/mol，也就是生成 2mol CO，需要吸热 247.3 KJ，那么要得到 1 立方米的 CO，放热为(1000/22.4)×247.3/2=5.52×103 KJ。 第 3 问要根据电负性分析碳元素化合价的变化，CHCl3 碳为+2 价，COCl2 中碳为+4 价，即可写出方程 式。 第 4 问，①根据 K 计算公式即可求出； ②同时计算 T(2)时的 K 值很明显小于 T(8)时的 K 值，说明是升高温度平衡正向移动的原因；③题目 说了是不同条件下的平衡状态，那么后面温度就不会改变。根据 K 值可计算 C(COCl2)； ④因为 5-6 分钟，CO 浓度在改变所以平均反应速率大于其它的，因为处于平衡状态，根据 V 的计算 公式，2-3、12-13 的平均反应速率为 0； ⑤因为 5-6 分钟时浓度改变大于 12-13。 本题第四问中①、③的答案有待商榷，为什么都要保留到小数点后三位，从题目中能看出来吗？