- 2021-05-21 发布 |
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文档介绍
历年化学反应速率和化学平衡高考试题
考点6 化学反应速率和化学平衡 一、选择题 1.(2011·全国卷I·8)在容积可变的密闭容器中,2mol和8mol在一定条件下反应,达到平衡时,的转化率为25%,则平衡时氨气的体积分数接近于( ) A.5% B.10% C.15% D.20% 【答案】选C。 2.(2011·四川高考·13)可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)、2M(g) N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示: 下列判断正确的是:( ) A.反应的正反应是吸热反应 B.达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15 C.达平衡(I)时,X的转化率为D.在平衡(I)和平衡(II)中,M的体积分数相等 【答案】选C。 3.(2011·重庆高考·7)下列叙述正确的是( ) A.Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性 C.Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大 D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强 【答案】选D。 4.(2011·重庆高考·10)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是( ) 【答案】选A。 5.(2011·江苏高考·10)下列图示与对应的叙述相符的是 A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 B.图6表示0.100 0 mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100 0 mol•L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线 C.图7表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80 ℃时KNO3的不饱和溶液 D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时反应物转化率最大 【答案】选C。 6.(2011·江苏高考·12)下列说法正确的是 A.一定温度下,反应MgCl2(1)====Mg(1)+ Cl2(g)的 B.水解反应NH+4+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 D.对于反应2H2O2====2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率 【答案】选A、D。 7.(2011·江苏高考·15)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应: CO(g)+H2O(g)CO2+H2(g) 反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/ mol 0 1.20 0.60 t1 0.80 t2 0.20 反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):下列说法正确的是 A.反应在t1min内的平均速率为 B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40 mol C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大 D.温度升高至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应 【答案】选B、C。 8.(2011·安徽高考·9)电镀废液中可通过下列反应转化成铬黄: (aq)+2(aq)+(l)2(s)+2(aq) ΔH<0 该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是 【答案】选A。 9.(2011·北京高考·12)已知反应:2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。 取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示。下列说法正确的是 A.b代表0 ℃下CH3COCH3的Y-t曲线 B.反应进行到20min末,CH3COCH3的 C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 【答案】选D。 10.(2011·福建高考·12)25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(),发生反应:,体系中c(Pb2+)和 c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是 A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大 B.往平衡体系中加入少量固体后,c(Pb2+)变小 C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应 D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2 【答案】选D。 11.(2011·海南高考·8)对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g),在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是( )。 A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率比为2∶1 B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C.正、逆反应速率的比值是恒定的 D.达到平衡时,正、逆反应速率相等 【答案】选B、D。 12.(2011·天津高考·6)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是 A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度:a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段 【答案】选D。 13. (2015·安徽高考·11)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】选A。 14.(2015·福建高考·12)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 ( ) c/mol·L-1 v/mmol ·L-1·min-1 T/ K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 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】选D。 15.(2015·四川高考·7)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 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】选B。 16.(2015·天津高考·3)下列说法不正确的是 ( ) A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同 C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同 D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液 【答案】选C。 17.(2015·天津高考·6)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g) 平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1 【答案】选D。 18.(2015·重庆高考·7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1 反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol,下列说法正确的是 ( ) A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应 B.通入CO后,正反应速率逐渐增大 C.反应前H2S物质的量为7 mol D.CO的平衡转化率为80% 【答案】选C。 19.(双选)(2015·海南高考·8)10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是 ( ) A.K2SO4 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3 【答案】选A、B。 20.(2015·江苏高考·11)下列说法正确的是 ( ) A.若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023 B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7 C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D.一定条件下反应N2+3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3) 【答案】选C。 21.(双选)(2015·江苏高考·15)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是 ( ) A.反应CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0 B.体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ) C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ) D.逆反应速率v逆:v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ) 【答案】选B、C。 22.(2014·重庆高考·7)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】选C。 23.(2014·新课标全国卷Ⅰ·9)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,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98 kJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 【答案】选A。 24.(双选)(2014·海南高考·12)将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是 ( ) A.平衡常数减小 B.BaO量不变 C.氧气压强不变 D.BaO2量增加。 【答案】选C、D。 25.(2014·上海高考·14)只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是 ( ) A.K值不变,平衡可能移动 B.K值变化,平衡一定移动 C.平衡移动,K值可能不变 D.平衡移动,K值一定变化 【答案】选D。 26.(2014·北京高考·12)在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1H2O2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.0~6 min的平均反应速率: v(H2O2)≈3.3×10-2mol·L-1·min-1 B.6~10 min的平均反应速率: v(H2O2)<3.3×10-2mol·L-1·min-1 C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1 D.反应至6 min时,H2O2分解了50% 【答案】选C。 27.(2014·四川高考·7)在10 L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5 min时测得n(M)=0.050 mol,则0至5 min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol·L-1·min-1 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】选C。 28.(双选)(2014·江苏高考·15)一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器 编号 温度 (℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080 Ⅱ 387 0.40 Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是 ( ) A.该反应的正反应为放热反应 B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH30.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行 【答案】选A、D。 29.(2014·福建高考·12)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c10 若1 mol空气含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。 汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。 ②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO: 2CO(g)2C(s)+O2(g) 已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据: _______________________________________________________________。 ③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为 。 答案:(1)酸性 4 (2)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1 ②a、b (3)①4×10-6 温度升高,反应速率加快,平衡右移 ②该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行 ③2CO+2NO2CO2+N2 28.(2013·海南高考·15)反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050 mol·L-1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题: (1)上述反应的温度T1 T2,平衡常数K(T1) K(T2)。(填“大于”“小于”或“等于”) (2)若温度T2时,5 min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则: ①平衡时体系总的物质的量为 。 ②反应的平衡常数K= 。 ③反应在0~5 min区间的平均反应速率v(A)= 。 答案:(1)小于 小于 (2)①0.085 mol ②0.082 ③0.007 mol·L-1·min-1 29.(2013·上海高考·31-34)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为: (1)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q (2)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g) 完成下列填空: (1)在温度不变的情况下,要提高反应(1)中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有 、 。 (2)已知在一定条件下的2 L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示。Ni(CO)4在0~10 min的平均反应速率为 。 (3) 若反应(2)达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时 。 a.平衡常数K增大 b.CO的浓度减小 c.Ni的质量减小 d.v逆[Ni(CO)4]增大 (4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程。 答案:(1)取出Ni(CO)4 增大压强 增大CO浓度(任写两个即可) (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)b、c (4)把粗镍与CO放于水平放置的玻璃容器中,在50℃时反应生成Ni(CO)4,一段时间后在容器的另一端升温至230℃使Ni(CO)4受热分解 30.(2012·江苏高考·16)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下: (1)一定条件下,NO 与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常数表达式为K= 。 (2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目是 ; 滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)该工艺需控制NO 和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致 ;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致 。 (4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式_________________________________________________。 答案:(1) (2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (3)排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 (4)3NO2-+2H+NO3-+2NO↑+H2O 31.(2012·安徽高考·28)工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。 (1)上述反应的平衡常数表达式:K= 。 (2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。在 溶液中PbSO4转化率较大,理由是_________________________________。 (3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设。请你完成假设二和假设三: 假设一:全部为PbCO3; 假设二: ; 假设三: 。 实验步骤(不要求写出具体操作过程) 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥,…… (4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。 ①定性研究:请你完成下表中内容。 ②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由: 。 答案:(1) (2)Na2CO3 相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大 (3)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2的混合物 (4)① 实验步骤(不要求写出具体操作过程) 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥,然后将样品加热分解,将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶 若无水硫酸铜不变蓝色,澄清石灰水变浑浊,说明样品全部是PbCO3 ②同意。若全部为PbCO3,26.7 mg完全分解后,其固体质量为22.3 mg 32.(2012·福建高考·23)(1)元素M的离子与N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S032-+H2OHS03-+OH-水解平衡的事实是 (填序号)。 A.滴入酚酞试液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去 B.滴入酚酞试液变红,再加入氯水后红色褪去 C.滴入酚酞试液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去 (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): Cu2X澄清溶液悬浊液Cu2Y(红色沉淀) ①非金属性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 答案:(1) (2)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ (3)C (4)①< ②Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O (5)平衡常数随温度的升高而减小(或其他合理答案) 33.(2012·山东高考·29)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(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ) (1) 反应(Ⅰ)中氧化剂是 。 (2) (2)火箭残骸中常出现红棕色气体,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ΔH。现将1 mol N2O4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 。 若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行, 平衡常数 (填“增大”、“不变”或“减小”),反应3 s 后NO2的物质的量为0.6 mol,则0 s~3 s内的平均反应速率v(N2O4)= mol·L-1·s-1。 (3) NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 ℃时,将a mol NH4NO3溶于水, (4) 溶液显酸性,原因是 。 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为 mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol·L-1) 答案:(1)N2O4 (2)吸热 (3)a、d 不变 0.1 (4)NH4++H2ONH3·H2O+H+ 逆向 34.(2012·广东高考·31)碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用 0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-2I-+ S4O62-(快) (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-) 。 (2)为探究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: 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx= mL,理由是 。 (3) 已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图所示,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) ΔH 已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH1 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2 则电池反应的ΔH= ;碘电极作为该电池的 极。 答案:(1)Na2S2O3 <2 (2)2.0 保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他的条件不变,才能达到实验目的 (3) (4)(ΔH1-ΔH2)/2 正 35.(2012·广东高考·32)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡: K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2++2K++Mg2++4SO42-+2H2O 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 以及未溶杂石。 (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: 。 (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。 (3) 不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示。由图可得,随着 温度升高,① ,② 。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生: CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+ SO42- 已知298 K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)。 答案:(1)Ca(OH)2 Mg(OH)2 (2)OH-与Mg2+结合成难溶的Mg(OH)2,使平衡向右移动,K+变多 (3)K2CO3 H2SO4 (4)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)K=1.75×104 36.(2012·新课标全国卷·27)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(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-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) ΔH=+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 min~3 min、5 min~6 min和12 min~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 min~6 min和15 min~16 min时平均反应速率的大小: v(5~6) v(15~16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。 答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)5.52×103 kJ (3)CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2 (4)①0.234 ②< ③0.031 ④v(5~6)>v(2~3)=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 37.(2012·浙江高考·27)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有: 化学方程式 焓变ΔH/ kJ·mol-1 活化能 Ea/kJ·mol-1 甲烷 氧化 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) -802.6 125.6 CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) -322.0 172.5 蒸汽 重整 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 206.2 240.1 CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) 165.0 243.9 回答下列问题: (1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol-1。 (2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的Kp= ;随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。 (5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图: ①若要达到H2物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%,以下 条件中最合适的是 。 A.600 ℃,0.9 MPa B.700 ℃,0.9 MPa C.800 ℃,1.5 MPa D.1 000 ℃,1.5 MPa ②画出600 ℃,0.1 MPa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图: (6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。 答案:(1)-41.2 (2)小于 (3) 增大 (4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理答案均可) (5)①B ② (6)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(其他合理答案均可) 38.(2012·北京高考·26)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。 反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O (1)已知:ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。 ⅱ. ①H2O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,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”) 。 (2)对于反应A,下图是在4种投料比[n(HCl)∶n(O2),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HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是 。 ③投料比为2∶1、温度为400 ℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是 。 答案:(1)① ②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 ③31.9 强 (2)①4∶1 ②投料比越高,对应的反应温度越低 ③30.8% 39.(2012·海南高考·15)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/℃ 700 800 830 1 000 1 200 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= ,ΔH 0(填“<”“>”“=”); (2)830 ℃时,向一个5 L密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反应初始6 s内A的平均反应速率ν(A)=0.003 mol·L-1·s-1,则6 s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 d.c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等 (4)1 200 ℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。 答案:(1) < (2)0.022 0.09 80% 80% (3)c (4)2.5 40.(2012·上海高考·六大题) 用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0) 完成下列填空: (1).在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g,则H2的平均反应速率 mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K= 。 (2).上述反应达到平衡后,下列说法正确的是 。 a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小 b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小 c.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动 d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动 (3).一定条件下,在密闭恒容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是 。 a.3 v逆(N2)=v正(H2) b.v正(HCl)=4v正(SiCl4) c.混合气体密度保持不变 d.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6 (4).若平衡时H2和HCl的物质的量之比为,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比 (填“>”、“=”“<”)。 的浓度减少,氯化氢的浓度增加,因此比值减小。 答案:(1).0.02; (2).bd (3).ac (4).< 41.(2012·重庆高考·29)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。 (1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。 (2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示。 ①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ②NH3的平衡转化率为 。 (3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2所示。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13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g(忽略气体的溶解)。 答案:(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O (2)①小于②30% (3)①B ②2Cl--2e-Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl ③不变 7.2