高考题分类解析之化学反应速率和化学平衡

2009-2013年高考化学试题分类解析汇编：化学反应速率和化学平衡（2013大纲卷）7、反应X(g)＋Y(g)2Z(g)；△H＜0，达到平衡时，下列说法正确的是A.减小容器体积，平衡向右移动B.加入催化剂，Z的产率增大C.增大c(X)，X的转化率增大D.降低温度，Y的转化率增大【答案】D【解析】根据方程式系数和△H，分析可得压强增大，平衡不移动；温度升高，平衡逆向移动。（2013福建卷）12.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3（含少量淀粉）10.0ml、KIO3（过量）酸性溶液40.0ml混合，记录10~55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如右图。据图分析，下列判断不正确．．．的是A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该试验的指示剂【答案】B【解析】A读图可知正确；计算v，根据公式，C0等于0.02/5，终了为0，除去80，v(NaHSO3)=smlmlLmol805010020.01=5.0×10-5mol·L-1·s-1，得到选项C是对的。可得；D温度越高，反应速率越快，但是这里呈现负增长，淀粉不再合适做指示剂。B中因为温度是唯一改变的条件，温度升高反应速率加快，不会相等。（2013江苏卷）15.一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、III，在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1molH2，在III中充入2molCO和2molH2O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是A.容器I、II中正反应速率相同B.容器I、III中反应的平衡常数相同C.容器I中CO的物质的量比容器II中的多D.容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1【参考答案】CD【解析】本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.在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1molH2，刚开始时，容器I、中正反应速率最大，容器II中正反应速率为零。达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，所以，容器I中正反应速率大于容器II中正反应速率。B.容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，故平衡常数容器III小于容器I。C.若温度恒定，容器I、II等效，但两者温度不等。达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，故容器I中CO的物质的量比容器II中的多。D.若温度恒定，容器I、II等效，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和等于1。但两者温度不等，达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，有利于容器II平衡向正反应方向移动，故容器I中CO的转化率相应减小，容器II中CO2的转化率同样会相应减小，因此，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1。[2013高考∙重庆卷∙7]将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：压强/MPa体积分数/%温度/℃1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0①b＜f②915℃、2.0MPa时E的转化率为60%③该反应的△S＞0④K(1000℃)＞K(810℃)上述①~④中正确的有A．4个B．3个C．2个D．1个答案：A【解析】同温下，增大压强，平衡逆向进行，平衡时G的体积分数变小，故可知c＞75.0＞54.0＞a＞b，利用c＞75.0＞54.0可知同压下，升温平衡正向移动，即正反应为吸热反应，从而可知f＞75.0，所以①正确；在915℃、2MPa下，设E的起始量为amol，转化率为x，则平衡时G的量为2ax，由题意得2ax/(a-ax+2ax)＝75%,解得x＝0.6，②正确；该题是气体体积增大的反应，因此为熵增反应，③正确；结合前面分析知升温平衡正向移动，则平衡常数增大，④正确，故正确答案为：A。（2013四川卷）6.在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X（g）+Y（g）2Z（g）△H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表（）t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10A.反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-5mol/（L·min）B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正)C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大【答案】C【解析】A.Y的反应速率为v(Y)=(0.16-0.12)mol/(10L*2mim)=2.0×10-3mol/L，v(Z)=2v(Y)=4.0×10-3mol/L。B.ΔH0，放热反应，降温正反速率均降低，降温反应向正向移动，V(正)V(逆)C.列出三行式，由平衡常数公式可得K=1.44D.反应前后计量数不变，达到等效平衡，X体积分数不变。（2013上海卷）20.某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)B+C(g)-Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是A.产物B的状态只能为固态或液态B.平衡时，单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1C.保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动D.若开始时向容器中加入1molB和1molC，达到平衡时放出热量Q答案：BC【解析】若B为气体，且原平衡时B与C的浓度相等时，因容器保持恒温，缩小容器体积，达到新平衡时平衡常数不变，则气体C的浓度也一定不变，故A项错误；平衡时，各物质的量不再改变，因此单位时间内n(A)消耗＝n(C)消耗，B项正确；保持体积不变，若B为气态，则向平衡体系中加入B，平衡逆向移动，C项正确；因反应为可逆反应，故加入1molB和1molC至反应达到平衡时不能完全消耗，放出热量小于Q，D项错误。（2013安徽卷）11.一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO3(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量（忽略体积）CO的转化率【答案】A【解析】该反应为正方向体积增加且吸热的可逆反应。A、升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，密度增大，正确；B、增加CO的物质的量，平衡正向移动，但CO的转化率降低，故比值减小，错误；C、平衡常数只与温度有关，错误；D中因MgSO4为固体，增加其质量，对CO的转化率没有影响，不正确。（2013北京卷）11.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是【答案】C【解析】A、存在平衡2NO2N2O4，升高温度平衡向生成NO2方向移动，故正确；B、水的电离是可逆过程，升高温度Kw增大，促进水的电离，故B正确；C、催化剂不能影响平衡移动，故C错误；D、弱电解质电离存在平衡，浓度越稀，电离程度越大，促进电离，但离子浓度降低，所以氨水的浓度越稀，pH值越小，故D正确。（2013全国新课标卷2）28.（14分）在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应应：A(g)B(g)＋C(g)△H=+85.1kJ·mol－1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题:(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为。(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为。平衡时A的转化率为，列式并计算反应的平衡常数K。(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），n总=mol，n（A）=mol。②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a=。反应时间t/h04816c（A）/（mol·L-1）0.10a0.0260.0065分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为mol·L-1。解析：考察化学平衡知识，涉及平衡移动，转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表格数据分析。（1）根据反应是放热的、气体分子数增大的特征可知，要使A的转化率增大，平衡要正向移动，可以采用升高温度、降低压强的方法。（2）反应前气体总物质的量为0.10mol，令A的转化率为α(A)，改变量为0.10α(A)mol，根据差量法可得，气体增加0.10α(A)mol，由阿伏加德罗定律列出关系：0.100.10+0.10α(A)＝pOpα(A)=(ppo－1)×100%；α(A)=（9.534.91－1）×100%＝94.1%平衡浓度c(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/LC(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/LK＝0.094120.0059＝1.5（3）①0.10n＝pOpn=0.1×ppo；其中，n（A）=0.1－（0.1×ppo－0.1）=0.1×（2－ppo）②n(A)=0.1×（2－7.314.91）=0.051C(A)=0.051/1=0.051mol/L每间隔4小时，A的浓度为原来的一半当反应12小时时，c(A)=0.026/2=0.013mol/L答案：（1）升高温度、降低压强（2）(ppo－1)×100%；94.1%；K=0.094120.0059=1.5mol/L（3）①0.1×ppo；0.1×（2－ppo）；②0.051；达到平衡前每间隔4小时，c(A)减少约为一半；0.013（2013全国新课标卷1）28.二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：①CO(g）+2H2(g)＝CH3OH(g)△H1=-90.1kJ·mol-1②CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ·mol-1水煤气变换反应：③CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ·mol-1二甲醚合成反应：④2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ·mol-1⑴Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是（以化学方程式表示）。⑵分析二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响。⑶由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为。⑷有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是____________。⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接