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2009年高考化学试题分类汇编——化学反应速率和化学平衡


2009 年高考化学试题分类汇编——化学反应速率和化学平 衡
1. (09 安徽卷 11)汽车尾气净化中的一个反应如下:
NO(g ) ? CO(g )

1 2

N 2 (g ) ? CO2 (g )

? H ? ? 373 . 4 KJ ? 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。 2.(09 全国卷Ⅰ13)下图表示反应 X ( g ) 的浓度随时间变化的曲线:
4 Y ( g ) ? Z ( g ) ,? H ? 0 ,在某温度时 X

下列有关该反应的描述正确的是 A.第 6 m in 后,反应就终止了 B. X 的平衡转化率为 85% C.若升高温度, X 的平衡转化率将大于 85% D.若降低温度,v 正和 v 逆将以同样倍数减少 答案:Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m

解析: A 项,6min 时反应达平衡,但未停止,故错; B 项,X 的变化量为 1-0.15=0.85mol,转化率为 0.85/1=85%,正确。? H<0,反应为放热,故升高温度,平衡将逆向移动,则 X 的转化率减小,C 项错;D 项,降 温,正、逆反应速率同时减小,但是降温平衡正向移动,故 V 正>V 逆,即逆反应减小的倍 数大,错误。 3.(09 天津卷 5)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与 O2 结合生成 HbO2,因此具有输氧能力,CO 吸入肺中发生反应:CO+HbO2 O2+HbCO ,37 ℃时,该反应的平衡常数 K=220 。

HbCO 的浓度达到 HbO2 浓度的 0.02 倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误 的是 .. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A.CO 与 HbO2 反应的平衡常数 K=
c (O 2 ) ? c (H b C O ) c (C O ) ? c (H b O 2 )

B.人体吸入的 CO 越多,与血红蛋白结合的 O2 越少 C.当吸入的 CO 与 O2 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 HbO2 反应的平衡常数达 220,可见其正向 进行的程度很大,正确。K=
c (O 2 ) ? c (H b C O ) c (C O ) ? c (H b O 2 )

,由题意知,K=220,

c(H bC O ) c(H bO2 )

? 0 .0 2 时,

人受损,则 C(CO)/C(O2)=9×10-5,C 项错。D 项,当 O2 浓度很大时,题 中平衡将逆向移动, 从而解救人,正确。 4. (09 江苏卷 14)I2 在 KI 溶液中存在下列平衡:
I 2 (aq ) ? I (aq )
?
?

I3 (aq )
?

?

某 I2、 、KI 混合溶液中, I 3 的物质的量浓度 c( I 3 )与温度 T 的关系如图所示(曲线上任何一 点都表示平衡状态) 。下列说法正确的是

A. 反应 I 2 ( a q ) ? I ( a q )

?

I 3 ( a q ) 的△H>0w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

?

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(I2)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;
I3
? ?

?

因为 K ?

I2 ? I

, T 2 ? T1 ,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。 5. (09 广东理科基础 29)已知汽车尾气无害化处理反应为
2N O( g) ? 2C O ( g )
?

N 2 ( g ) ? 2C O 2 ( 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,N0 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:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 升温,无论是正反应,还是逆反应,速率均加快,A 项错;催化剂可以加快化学反应速率, B 项正确;达平衡后,各组分的速率保持不变,C 项正确;由于 CO 和 CO2 的计量系数相等, 故当两者同时消耗的量相等时,反应即达平衡,D 项正确。 6 .( 09 福 建 卷 10 ) 在 一 定 条 件 下 , Na2CO3 溶 液 存 在 水 解 平 衡 :

CO32- + H2O

HCO3- + OH- 。下列说法正确的是

A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 通入 CO2,平衡朝正反应方向移动 C. 升高温度,
c(H C O3 ) c (C O 3
2? ?

减小

)

D. 加入 NaOH 固体,溶液 PH 减小 答案:B 解析: 平衡常数仅与温度有关, 故稀释时是不变的, 项错; 2 通入水中, A CO 相当于生成 H2CO3, 可以与 OH 反应,而促进平衡正向移动,B 项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表 达式的结果是增大的,C 项错;D 项,加入 NaOH,碱性肯定增强,pH 增大,故错。 7. (09 福建卷 12)某探究小组利用丙酮的溴代反应: (


CH 3COCH 3 ? Br2 HCl

CH 3COCH 2 Br ? HBr



来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率 v ( B r2 ) 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 ( C H 3C O C H 3 ), v ( B r 2 ) 增大 C. 增大 c ( H C l ), v ( B r2 ) 增大 答案:D

B. 实验②和③的 v ( B r2 ) 相等 D. 增大 c ( B r2 ) , v ( B r2 ) 增大

解析:从表中数据看,①④中 CH3COCH3,HCl 的浓度是相同的,而④中 Br2 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。 8. (09 广东化学 7)难挥发性二硫化钽(TaS2 )可采用如下装置提纯。将不纯的 TaS2 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:
1123 K ? ? ? ?? TaS2 (s)+2I2 (g) ? ? 0?3 K?? TaI4 (g)+S2 (g) 1 2

下列说法正确的是 A.在不同温度区域,TaI4 的量保持不变 B. 在提纯过程中,I2 的量不断减少 C.在提纯过程中,I2 的作用是将 TaS2 从高温区转移到低温区 D. 该反应的平衡常数与 TaI4 和 S2 的浓度乘积成反比 答案:C 解析:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 根据反应条件可知当温度不同时反应进行的主要方向不同所以 A 错误。 因为是在同一密闭系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。 根据平衡常数表达式可知 K 与 Tal4 和 S2 的浓度乘积成正比,D 错误。 9. (09 广东化学 15)取五等份 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),Δ 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。
? ?? 10. (09 北京卷 9)已知 H 2 (g )+ I 2 (g ) ? ? ? 2 H I(g );Δ H < 0 有相同容积的定容密封容器甲和

乙,甲中加入 H 2 和 I 2 各 0.1mol ,乙中加入 HI 0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲 中 HI 的平衡浓度大于乙中 HI 的平衡浓度,应采取的措施是 A.甲、乙提高相同温度 C.甲降低温度,乙不变 答案:C 11. (09 四川卷 13)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的 X、Y,发生反应
? ?? m X ( g ) ? ? ? n Y ( g) ? H ? ; Q kJ/mol。反应达到平衡时,Y 的物质的量浓度与温度、气体

B 甲中加入 0.1mol He,乙不改变 D 甲增加 0.1mol H 2 ,乙增加 0.1mol I 2

体积的关系如下表所示:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 气体体积 1 C(Y)/mol·L-1 2 3

温度℃ 100 200 300 下列说法正确的是 A.m>n B.Q<0 C.温度不变,压强增大,Y 的质量分数减少 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动 答案:C 1.00 1.20 1.30 0.75 0.09 1.00 0.53 0.63 0.70

12. (09 重庆卷 13)各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是

答案:D 解析: A 项 CH3COOH 溶液中加入 CH3COONa 固体,CH3COOH 溶液中 CH3COO 浓度增加,电离平衡 逆向移动,c(H+)减小,pH 逐渐增大,A 错误;B 项加入 KCl 对平衡体系无影响,化学平衡不 移动,B 错误;C 项恒温恒压,加入 Ar,各反应物的物质的量不变,体积变大,各物质的量 浓度成倍减小(等效于减压) ,化学平衡朝体积增大方向移动,H2 的改变量减小,起始量不 变,转化率减小,C 错误;大暗暗选 D。 13. (09 海南卷 4)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:


下列说法错误的是:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m .. 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 14 .( 09 宁 夏 卷 10 ) 硫 代 硫 酸 钠 溶 液 与 稀 硫 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 为 : Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是 Na2S2O3 溶液 实验 反应温度/℃ L A B C D 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。 15. (09 宁夏卷 13)在一定温度下,反应 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数为 10。 25 25 35 35 5 5 5 5 0.1 0.2 0.1 0.2 10 5 10 5 0.1 0.2 0.1 0.2 5 10 5 10 V/m c/(mol· -1) L V/mL 稀 H2SO4 c/(mol· -1) L H2O V/mL

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% 答案:B 解析: 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数 K1 为 10,那么 HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平 B. 17% C. 25% D.33%

衡常数 K2 为 1/10, 2HX(g) xmol/L,有, 2HX(g) 1 x 1-x

H2(g)+ X2(g) 的平衡常数 K3 为(1/10)2=0.01.设 HX(g)分解

H2(g)+ X2(g) 0 x x 0 x x

K3= 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% 16.(09 全国卷Ⅱ27)(15 分) 某温度时,在 2L 密闭容器中气态物质 X 和 Y 反应生成气态物质 Z,它们的物质的量随

时间的变化如表所示。 (1)根据左表中数据,在右图中画出 X、Y、Z 的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线: t/min 0 1 3 5 9 10 14 X/mol 1.00 0.90 0.75 0.65 0.55 0.55 0.55 Y/mol 1.00 0.80 0.50 0.30 0.10 0.10 0.10 Z/mol 0.00 0.20 0.50 0.70 0.90 0.90 0.90

(2) 体系中发生反应的化学方程式是___________________________; (3) 列式计算该反应在 0-3min 时间内产物 Z 的平 均反应速率:_______________; (4) 该反应达到平衡时反应物 X 的转化率 ? 等于 ___________________________; (5) 如果该反应是放热反应。改变实验条件(温 度、 压强、 催化剂) 得到 Z 随时间变化的曲线①、 ②、③(如右图所示)则曲线①、②、③所对应 的实验条件改变分别是: ① _________________ ②________________ ③__________________ 答案:

解析: 本题考查化学反应速率和化学平衡的综合运用,注意图像和有关计算。 (1)根据题目中表格给出的数据,在坐标系中找出相应的点,然后用光滑的曲线描点即可。 (2)根据题意,可以利用“三步法”求解
aX ? bY cZ

开始 1.00 转化 0.45 平衡 0.55

1.00 0.9 0.1

0 0.9 0.9
cZ 。

根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是: a X ? b Y

( 3 ) 根 据 图 像 可 知 在 3min 时 , 生 成 物 Z 的 物 质 的 量 为 0.5mol , 其 平 均 速 率 为 0.083mol/L·min。 (4)X 的转化率等于 0.45。 (5)由题目所给图象可知,在 1 中,平衡时 Z 的物质的量小于原平衡的物质的量,说明平 衡逆向移动,条件为升高温度。在 2 中,平衡时 Z 的物质的量与原平衡相同,且速率加快, 条件为加入催化剂;在 3 中,平衡正向移动,且速率加快,条件为加压。

17.(09 安徽卷 28) (17 分) Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好 PH 和 Fe
2?

浓度的

废水中加入 H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物 p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。 [实验设计]控制 p-CP 的初始浓度相同,恒定实验温度在 298K 或 313K(其余实验条件见 下表) ,设计如下对比试验。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格) 。 实验 编号 ① 为以下实验 作参考 ② 探究温度对 降解反应速 率的影响 ③ 298 10 6.0 0.30 298 3 实验目的 T/K PH c/10-3mol· -1 L H2O2 6.0 Fe2+ 0.30

[数据处理]实验测得 p-CP 的浓度随时间变化的关系如右上图。 (2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在 50~150s 内的反应速率:
? (p-CP)=

mol· -1· -1 L s

[解释与结论] (3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应 速率减小, 请从 Fenton 法所用试剂 H2O2 的角度分析原因: (4)实验③得出的结论是:PH 等于 10 时, [思考与交流] (5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根 据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法: 。 。

答案: (1) 实验编号 实验目的 T/K PH c/10-3mol·L-1

H2O2 ① ② 探究实验的对 PH 降解反 ③ 应速率的影响 313 3 6.0 0.30

Fe2+

(2)8.0×10-6 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。 (4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止) (5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中,使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷等 其他合理答案均可) 解析: (1)实验①是参照实验,所以与实验①相比,实验②和③只能改变一个条件,这样才能起 到对比实验的目的,则实验②是探究温度对反应速率的影响,则 T=313K,pH=3,c(H2O2)=6.0 mol·L-1,c(Fe2 )=0.30 mol·L-1,实验③显然是探究 pH 的大小对反应速率的影响; (2)在 50~150s 内,△c(p-CP)=0.8mol·L-1,则 v (p-CP)=0.08mol·L-1·s-1; (3)温度过高 时,H2O2 分解,c(H2O2)浓度减小,导致反应速率减小; (4)从图中看出,pH=10 时,c(p-CP)不变,即反应速率为零,说明碱性条件下,有机物 p-CP 不能降解; (5)从第(4)可以得出,在发言液中加入 NaOH 溶液,使溶液的 pH 迅速增大,反应停止。


18.(山东卷 28) (14 分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意 义。 (1)合成氨反应反应 N2(g)+3H2(g) 气,平衡 2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩 反应的Δ H(填

移动(填“向左” “向右”或“不”; ),使用催化剂

“增大” “减小”或“不改变”。 ) (2)O2 (g)= O+2(g)+ePtF6(g)+ e-1 PtF6-(g)
? H1= 1175.7 kJ·mol
-1

? H2= - 771.1 kJ·mol

-1

O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6-

? H3=482.2 kJ·mol-1

则反应 O2(g)+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的 ? H=_____________ kJ·mol-1。 (3)在 25℃下,向浓度均为 0.1 mol·L-1 的 MgCL2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水,先生 成__________沉淀(填化学式) ,生成该沉淀的离子方程式为____________。已知 25℃时 Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。 (4)在 25℃下,将 a mol·L-1 的氨水与 0.01 mol·L-1 的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液 中 c(NH4*)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸” “碱”或“中”;用含 a 的代数式表 ) 示 NH3·H2O 的电离常数 Kb=__________。 答案: (1)向左 不改变 (2)-77.6 (3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+

(4)中 Kb=10-9/(a-0.01)mol·L-1. 解析: (1)在恒压条件下加入氩气,则容积增大,导致原平衡中各物质的浓度同等比例减小,所 以平衡向气体体积增大的方向即向左移动;催化剂仅是改变化学反应速率,不会影响焓变。 (2)根据盖斯定律,将化学方程式①+②-③叠加。 (3)Cu(OH)2 的 Ksp 小于 Mg(OH)2 的,所以离子的浓度商首先大于 Cu(OH)2 的而先沉淀;由 于氨水是弱碱,书写离子方程式时 不能拆开。 (4) 由溶液的电荷守恒可得: c(H*)+c(NH4*)=c(Cl-)+c(OH-),已知 c(NH4*)=c(Cl-), 则有 c(H*)=c(OH-), 溶液显中性;电离常数只与温度有关,则此时 NH3·H2O 的电离常数 Kb= [c(NH4*)·c(OH-)]/c(NH3·H2O)= (0.01 mol·L-1·10-7mol·L-1)/(amol·L-1-0.01 mol·L-1)= 10-9/(a-0.01)mol·L-1. 19.(09 江苏卷 17) 分)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废 (8 旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。 (1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是 母) 。 A.热裂解形成燃油 C.作为有机复合建筑材料的原料 B.露天焚烧 D.直接填埋 (填字

(2)用 H 2 O 2 和 H 2 S O 4 的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
C( ) 2 u s? ( H
?

)q a ==== C u ( a q) H( g) ? 2

2?

H ? 64 . 39 KJ ? mol
?1

?1

2 H 2 O 2 ( l ) ==== 2 H 2 O ( l ) ? O 2 ( g )
H( g )? 2 1 2 O( g )==== H 2 O ( l ) 2

H ? ? 196 . 46 KJ ? mol

H ? ? 285 . 84 KJ ? mol
2?

?1

在 H 2 S O 4 溶液中 C u 与 H 2 O 2 反应生成 C u

和 H 2 O 的热化学方程式为
?1



(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用 10℅ H 2 O 2 和 3.0 m o l ?L H 2 S O 4 的混合 溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表) 。 温度(℃) 铜平均溶解速率 ( ? 10
?3

20

30

40

50

60

70

80

mol ? L

?1

? min

?1

7.34 )

8.01

9.25

7.98

7.24

6.73

5.76

当温度高于 40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是



(4)在提纯后的 C u S O 4 溶液中加入一定量的 N a 2 S O 3 和 N a C l 溶液,加热,生成 C u C l 沉 淀。制备 C u C l 的离子方程式是 答案: (1)BD (2)Cu(s)+H2O2 (l)+2H (aq)=Cu2 (aq)+2H2O(l) △H=-319.68KJ.mol-1 (3)H2O2 分解速率加快 (4)2Cu2 +SO32-+2Cl +H2O 解析: (1)有关环保的比较容易。 (2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程 式的书写的注意事项。 (3)考察影响化学反应速率的因素,结合双氧水的性质即可得出答案。 (4)根据题目条件书写离子方程式常规题。 20.(09 江苏卷 20) (10 分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4 与 N2O4 反应能放出大量的热。 (1)已知:2NO2(g)=====N2O4(g) △H=-57.20kJ· -1。一定温度下,在密闭容器 mol
+ - + +





2CuCl↓+SO42-+2H



中反应 2NO2(g)

N2O4(g)达到平衡。 (填字幕) D.升高温度

其他条件不变时,下列措施能提高 NO2 转化率的是 A.减小 NO2 的浓度 B.降低温度 C.增加 NO2 的浓度

(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量 N2O4(l)完全反应生成 N2(g)和 H2O(l) ,放出 19.14kJ 的热量。 则反应 2N2H(l) 2O(l) (g) 2O 的△H= +N 4 =3N2 +4H (l) 4 kJ· -1 mol

(3) 17℃、 1.01×105Pa, 密闭容器中 N2O4 和 NO2 的混合气体达到平衡时, c (NO2) =0.0300 mol· -1、c(N2O4)=0.0120 mol· -1。计算反应 2NO2(g) L L 常数 K。 (4)现用一定量的 Cu 与足量的浓 HNO3 反应,制得 1.00L 已达到平衡的 N2H4 和 NO2 的 混合气体(17℃、1.01×105Pa) ,理论上至少需消耗 Cu 多少克? 答案: (1)BC (2)-1224.96 (3)根据题意知平衡时: c ( N 2 O 4 ) ? 0 . 0120 mol ? L ; c ( NO 2 ) ? 0 . 0300 mol ? L K=
c ( N 2O 4 ) c (NO2 )
2

N2O4(g)的平衡

?1

?1

?

0 .0 1 2 0 0 .0 3 0 0 ? 0 .0 3 0 0

? 1 3 .3

答:平衡常数为 13.3。 (4)由(3)可知,在 17℃、1.01×105Pa 达到平衡时,1.00L 混合气体中:
n ( N 2 O 4 ) ? c ( N 2 O 4 ) ? V ? 0 .0 1 2 0 m o l ? L n ( N O 2 ) ? c ( N O 2 ) ? V ? 0 .0 3 0 0 m o l ? L
?1 ?1

? 1 .0 0 L ? 0 .0 1 2 0 m o l

? 1 .0 0 L ? 0 .0 3 0 0 m o l

则 n 总 ( N O 2 ) ? n ( N O 2 ) ? 2 ? n ( N 2 O 4 ) ? 0 .0 5 4 0 m o l 由 C u ? 4 H N O 3 === C u ( N O 3 ) 2 ? 2 N O ? ? 2 H 2 O 可得
m (C u ) ? 0 .0 5 4 0 m o l 2 ? 64 g ? m ol
?1

? 1 .7 3 g

答:理论上至少需消耗 Cu 1.73 g. 解析: (1)考查影响化学平衡移动的因素 (2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量,还要注意比例关系。 (3) (4)见答案

21.(09 浙江卷 27) (15 分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科 学家正在研究利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转变成 CO 2 和 N 2 ,化学方程式如下:

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的 NO 和 CO 浓度如表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响) : (1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 ? H (2)前 2s 内的平均反应速率 v(N2)=_____________。 (3)在该温度下,反应的平衡常数 K= 。 0(填写“>”“<”“=” 、 、 。

(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高 NO 转化率的 是 。 B.升高反应体系的温度 D.缩小容器的体积

A.选用更有效的催化剂 C.降低反应体系的温度

(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。 为了分别验证温度、 催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律, 某同学设计了三 组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。 ②请在给出的坐标图中, 画出上表中的三个实验条件下混合气体中 NO 浓度随时间变化 的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号。

答案: (1)< (2) 1.88×10-4mol/(L·s) (3)5000 (4)C、D (5)①II: 280、1.20×10-3、5.80×10-3 Ⅲ:1.2×10-3 、5.80×10-3 ②

解析: (1)自发反应,通常为放热反应,即 H 小于 0。 (2)以 NO 计算,2s 内 NO 的浓度变化为(10-2.5)×10-4mol/L,V(NO)=7.5×10-4/2 =3.75 ×10-4mol/(L· 根据速率之比等于计量系数比可知, 2)=1/2 V(NO)=1.875×10-4mol/(L· s)。 V(N s)。 (3) K ?
c ( CO 2 ) c ( N 2 ) c ( NO ) c ( CO ) ( 7 . 5 ? 10 (10
?4 ?4 2 2 2 2

=

) ( 3 . 75 ? 10
2 ?3

?4

)

) ( 2 . 7 ? 10

)

2

=5000。

(4)催化剂不影响平衡的移动,A 项错;该反应放热,故降温平衡正向移动,NO 转化率增 大,B 项错,C 项正确;缩小体积,即增大压强,平衡向体积减小的方向运动,即正向移动, D 项正确。 (5)本题为实验探究题,目的是研究温度和催化剂的比表面积对速率的影响,研究时只能 是一个变量在起作用,所以 II 中数据与 I 比较催化剂的比表面积增大了,故其他的数据应与 I 完全相同;III 中数据与 II 比较,催化剂的比表面积数据未变,但是温度升高,故其他数据 是不能改变的。实质 I、II 研究是催化剂的比表面积对速率的影响,II、III 研究是温度对速率 的影响。作图,可根据先拐先平的原则,即最里面的线先达平衡,速率快,应对应于 III(因 为其温度和催化剂的比表面积是三组中最高的) 比 I 快,因为两组温度相同,但是 II 中催 ,II 化剂的比表面积大。 22.(10 分)甲酸甲酯水解反应方程式为:
H C O O C H 3 (l ) ? H 2 O (l ) H C O O H (l ) ? C H 3 O H (l )
?H ? 0

某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计) 。反应体系中各组分的起始量

如下表:

甲酸甲酯转化率在温度 T1 下随反应时间(t)的变化如下图:

(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:

请计算 15~20min 范围内甲酸甲酯的减少量为 率 为 mol· -1(不要求写出计算过程)。 min ...

mol,甲酸甲酯的平均反应速

(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: (3)上述反应的平衡常数表达式为: K ? T1 下的 K 值为 。
c ( H C O O H ) ? c (C H 3 O H ) c(HCOOCH 3) ? c(H 2O )



,则该反应在温度

(4)其他条件不变,仅改变温度为 T2(T2 大于 T1) ,在答题卡框图中画出温度 T2 下甲酸甲 ... 酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。 答案: (1)0.045 9.0×10-3 (2)该反应中甲酸具有催化作用 ①反应初期:虽然甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢。 ②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。 ③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反

应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零。 (3)0.14

(4) 解析:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (1) 15min 时, 甲酸甲酯的转化率为 6.7%, 所以 15min 时, 甲酸甲酯的物质的量为 1-1.00mol ×6.7%==0.933mol;20min 时,甲酸甲酯的转化率为 11.2%所以 20min 时,甲酸甲酯的物质 的 量 为 1-1.00mol × 11.2%==0.888mol , 所 以 15 至 20min 甲 酸 甲 酯 的 减 少 量 为 0.933mol-0.888mol=0.045mol,则甲酸甲酯的平均速率=0.045mol/5min==0.009mol·min-1。 (2)参考答案。 (3)由图象与表格可知,在 75min 时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为 24%,所以甲酸甲酯 转化的物质的量为 1.00×24%=0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量 =0.76mol,水的物质的量 1.75mol,甲酸的物质的量=0.25mol 甲醇的物质的量=0.76mol 所以 K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7 (4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意 T2 达到平 衡的时间要小于 T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的 转化率减小,所以绘图时要注意 T2 达到平衡时的平台要低于 T1。 23.(09 北京卷 28) (15 分) 以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:

(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整 4 +11 O 2 高 温 2 F e 2 O 3 + 8 S O 2 。 。

(2)接触室中发生反应的化学方程式是

(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) a. 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 b. 过量空气能提高 S O 2 的转化率 c. 使用催化剂能提高 S O 2 的反应速率和转化率 d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

(4)每 160g S O 3 气体与 H 2 O 化合放出 260.6kJ 的热量,该反应的热化学方程是 (5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的 S O 2 和铵盐。



① S O 2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的
B r2 。 S O 2 吸收 B r2 的离子方程式是



② 为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到 50.00mL 相同浓度的
N aO H 溶液中, 沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。 该气体经干燥后用浓硫

酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。 部分测定结果; 铵盐质量为 10.00g 和 20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为 30.00g 时,浓硫酸增 加的质量为 0.68g;铵盐质量为 40.00g 时,浓硫酸的质量不变。 计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 质量为 。 (计算结果保留两位小数) %; 若铵盐质量为 15.00g。 浓硫酸增加的

答案: (1)FeS2

(2)

2SO2 + O2
b d

催化剂 Δ

2SO3

(3)a

(4)SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l);Δ H=-130.3kJ/mol (5)①SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br- + SO42②14.56 2.31g

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m



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