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2012年高考化学试题分类汇编——化学反应速率,化学平衡


2012 年高考化学试题分类汇编——化学反应速率, 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) 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 n(PCl3)/ mol 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 0 0 50 0.16 150 0.19 250 0.20 350 0.20 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

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:
催 ? ? 化剂 ? SO 2 ( g ) ? 2 CO ( g ) ? ? ? ? ? 2 CO 2 ( g ) ? s (1) ??

?h ? 0

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 SO 2 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. 20-25min 之间, 在 pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol· —1· —1 L min 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× —4mol· —1· —1,D 10 L min 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) x(g)+3y(g) 2c(g) △H1<0; 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 度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 浓度增大

B.等压时,通入 z 气体,反应器中温

D.等容时,通入 z 气体,y 的物质的量

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 错误!未找到引用源。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, 为 1.1 mol, SO2 为 0.7 mol.消耗的 SO2 的物质的量等于生成的 SO3 O2 则 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)
-1。 向同温、 同体积的三个密闭容器中分别充入气体: (甲)

2SO3 (g);ΔH = -197 kJ· o l m 2 m o l SO2 和 1 m o l O2; 1 m o l (乙)

SO2 和 0.5 m o l O2 ;(丙) 2 m o l SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的 是 ( ) B. 3 的质量 m: 甲=m 丙 > 2m 乙 C. SO m c(SO2)

A. 容器内压强 P: 甲=P 丙 > 2P 乙 P

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)
?? ? ? ?? ?? CO2(g) + H2(g)
催化剂

△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)

?? ? ? ?? ?? CO2(g) + H2(g)

催化剂

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, 正确; B 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) 关系如下: |温度/ ℃ 平衡常数 回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式 K=
-1 -1

C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的

700 1.7

900 1.1

830 1.0

1000 0.6

1200 0.4

,△ 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 s ,则 6s 时 c(A)= 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 ; 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 a.压强不随时间改变 c. c(A)不随时问改变

mol· -1, C 的物 L
,如果这时

(填正确选项前的字母):

b.气体的密度不随时间改变 d.单位时间里生成 c 和 D 的物质的量相等

(4)1200℃时反应 C(g)+D(g) c?(C?)c(D) 【答案】(1) c(?A?)c(?B?) < 80%

A(g)+B(g)的平衡常数的值为



(2)0.022 mol· -1 0.09mol L (3)c (4)2.5

80%

c?(C?)c(D) 【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= ;由表中数据 c(?A)c(?B?) ? 可知, 温度升高, 值减小, K 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·-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 s 0.2mol 浓度为 -0.018 mol· -1=0.022 mol· -1;A 减少的物质的量为 0.018 mol· -1× L L L 5L=0.09mol, 5L 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) 起始浓度(mol· -1) 0.04 L 转化浓度(mol· -1) x L 0.16 x C(g)+D(g) 0 x x 0 x x

平衡浓度(mol· -1) 0.04-x 0.16-x L x× x

0.032 mol· -1 L 有: =1, 解得 x =0.032,故 A 的转化率 α(A)= × 100%= ?( 0.04-x)?×(0.16-x) ? 0.04 mol· -1 L 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) 10. [2012·海南化学卷 20-II]

1 A(g)+B(g)的 K= =2.5。 0.4

【答案】 (1)液化、 分馏 (2)合成塔 (3)冷却塔 N2+3H2 n

与 C 反应后除去 CO2 C+H2O
催化剂 高温高压

高温

CO+H2、 4+H2O CH

高温

CO+3H 2

2NH3

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+3H 2。
催化剂

(2)合成氨的设备为合成塔;发生的反应是 N2+3H2

高温高压

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) 起始浓度(mol· -1) L 转化浓度(mol· -1) L 平衡浓度(mol· -1) L
c ( CO ) c ( H 2 O )

CO(g)+H2O(g) 0 0.9x 0.9x 0 0.9x 0.9x

x 0.9x 0.1x

y 0.9x y-0.9x

K=

0.9x· 0.9x y = =0.627,得: =13.8,只要增加 H2O 量,就可提高 CO 的 x ?0.1x(??y-0.9x)? c ( CO 2 ) c ( H 2 )

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 是 (填序号) 。 。

HSO3—+OH—水解平衡的事实 ..

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) :

Cu 2 X ? ? ? ?? 澄清溶液 ? ? ? ?? 悬浊液 ? ? ?? C u 2Y ? ?
①非金属 X Y(填“>”或“<”) 。 2C(g)+D(s)反

过量浓硝酸

一 定量 N aOH

D的溶液

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)

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 2 。 B 1 C 2 D 0

起始投料 /mol

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· 2O=Al(OH)3↓+3NH4+ H (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 (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 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: (填“氧化剂”或“还原剂”)与之反 极连接。

(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
3Fe
3+

? NH 4 ? 2 SO 4

?

2?

? 6 H 2 O ? NH 4 F e( SO 4 ) 2 (OH ) 6 ? ? 6 H
3+

?

过滤后母液的 pH=2.0,( F e c 该反应的平衡常数 K=

) mol· —1,( N H 4 ) mol· —1,( SO 4 =a L c =b L c (用含 a、b、d 的代数式表示) 。

?

2?

) mol· —1, =d L

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 0) 0.50 mol· -1 时, (c 为 L 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 = 。 (填“增大”、“不

(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2 的起始浓度增大,其平衡转化率 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 “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· -1,活化能 Ea = 90.4 kJ· -1。下列能量关系图 mol mol 合理的是 。 (填

(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



。 B.元素分析仪 C.分光光度计 D.原子吸收光谱仪

A.pH 计

(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 c0 c转 c平 0.5 -x 0.5-x 2(t-BuNO) 0 -2x 2x =

已知20℃时(t-BuNO)2的平衡转化率α 解得 X = 0.325 mol· -1 L

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 平衡时: C0(1-α) 2(t-BuNO) 2c0α

2 平衡常数 K ? ?2 c 0 ? ? ? 4 ? 0 .5 ? 0 .65 ? 0 .65 mol ? L ?1 ? 2 .4 mol ? L-1

c 0 ?1 ? ? ?

1 ? 0 . 65

(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· -1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量 mol 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· -1,Ea- mol ΔH<50.5kJ· -1, 能量关系图A中, Ea-ΔH.>50.5 kJ· -1,Ea与ΔH的比例不对。而能量 mol mol 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 c0 c转 c某时刻 0.05 -x 0.5-x

2(t-BuNO) 0 -2x 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)
2 (1) K ? ?2 c 0 ? ? ? 4 ? 0 .5 ? 0 .65 ? 0 .65 mol ? L ?1 ? 2 .4 mol ? L-1

c 0 ?1 ? ? ?

1 ? 0 . 65

(2)减小 (3)D (4)> (5)C (6)

小于

较高

14. [2012·重庆理综化学卷 29] 分) (14 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

n ( NH 3 ) n ( CO 2 )

? 4, CO 2 的转化率随时间的变化关系如题 29 图 1 所示。

α (CO 2)
60 B A

①A 点的逆反应速率 v 逆(CO2) (填“大于” “小于”或“等于” 、 ) ②NH3 的平衡转化率为

B 点的正反应速率为 V 正(CO2)

30


0

20

40

60→ t/min

(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” 。 ) 、 。 ; 若两极共收集到气体 13.44L
CO2+N2 A 直流电源

29题 图1

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 (标准状况) ,则除去的尿素为

B H ↑
2

g(忽略气体的溶解) 。
NaCl 溶液



质子交换膜 Cl2 NaCl、尿素 混合溶液

NaCl 溶液


惰性电极



29题 图2

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

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: S2O32—)n S2O82—) ( n : ( 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) 4 LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)

△H1 △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



以及未溶杂卤石。Ca(OH)2 Mg(OH)2 。氢

(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: 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 液 PH 至中性。K2CO3 H2SO4 溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入

溶液调滤

(4) 不同温度下, +的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14, K 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 。 2NO2(g) (Ⅱ) (填“吸热”或“放热”)反应。

(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g) 当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为

(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
v(正)


N2O4 转化率

气体密度

△H/KJ?mol

?1

NO2 N2O4

0 a

t

0 b

t

0 c

t

0 d

t

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” 速率 v(N2O4)= mol· -1·-1。 L s 【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 “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

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。 2O4)= v(N
1 2

v(NO2)=

1 2

×

0.6 m ol / 1 L 3s

=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 c(NH4+)·c(OH-) ,而 c(OH-)=10-7mol/L, c(NH3· 2O) H

性,水的电离平衡向逆反应方向移动。Kb=

则 c(NH4+)=200c(NH3· 2O),故 n(NH4+)=200n(NH3· 2O),根据电荷守恒,n(NH4+) H H =n(NO3-),则溶液中 n(NH4+)+n(NH3· 2O)=a+ H a a 浓度为(a+ -a)mol÷ bL= mol/L。 200 200b 答案:(1)N2O4 (2)吸热 (3) a,d;不变;0.1 a 200b (4) NH4++H2O 错误!未找到引用源。
a 200

,根据物料守恒,滴加氨水的

NH3·H2O+H+;逆向

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) 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 主要成份 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ WO3 W2O5 WO2 700℃ W W (s) + 3H2O (g)

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) WO2 (g) + 2H2 则 WO2 (s) W (s) + 2H2O (g);ΔH = +66.0 kJ·m o l -1 W (s) + 2H2O (g);ΔH = -137.9 kJ·m o l -1 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) ________________。 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 WI4 (g)。下列说法正确的有

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 9 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。 10 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. 16 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 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 生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1。

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, H—O 键比 HCl 中 H—Cl 键(填“强”或“若” _______________。 ) 中

(2)对于反应 A,下图是 4 种投料比[n(HCl) : 下,反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。

,分别为 1:1、2:1、4:1、6:1、]

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 【答案】⑴① 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: (1 分)②4HCl(g)+O2(g) 的物质的量分数是_______________. 2Cl2(g)+2H2O(g) △H=—115.6kJ/mol(2

n(起) △n n(平) 1.6

2

1 0.4 0.6

0 0.8 0.8 0.8

0

0.4

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 =

; T(8)(填“<” “>”或 、

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)

“=”); 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) (2)5.52×103 KJ; (3)CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O + COCl2 (4)①K = 0.234 mol·L-1; ②< ③0.031 MnCl2 + 2H2O + Cl2↑; 。 ;

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?


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