（课标Ⅲ）2020版高考化学一轮复习 专题十三 化学反应速率和化学平衡课件

专题十三化学反应速率和化学平衡高考化学(课标Ⅲ)A组课标Ⅲ卷区题组五年高考考点一化学反应速率1.(2014课标Ⅰ,9,6分)已知分解1molH2O2放出热量98kJ。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98kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A由于反应速率由慢反应决定,故I-浓度越大,反应速率越快,A正确;IO-为中间产物,不是催化剂,B错误;活化能不是反应热,反应热是正、逆反应活化能的差值,C错误;D错误。解题关键熟悉催化剂对化学反应速率的影响、反应的活化能等概念,认真分析反应机理是解答本题的关键。易错警示B项,IO-是一种中间物质;C项,活化能不是反应热;D项,由于水是纯液体,故不能用来表示化学反应速率。2.(2010课标,28,14分)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有;(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是;(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是;(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有(答两种);(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①请完成此实验设计，其中V1=，V6=，V9=；②反应一段时间后，实验A的金属呈色，实验E中的金属呈色；③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。答案(1)Zn+CuSO4 ZnSO4+CuZn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种)(5)①301017.5②灰黑暗红③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积解析第(5)问,本题A~F为对比实验,目的是探究CuSO4的量对H2生成速率的影响,为达到此目的,c(H+)应相同,这样,H2SO4溶液的体积A~F应均为30mL,且溶液总体积相同,根据表中数据,总体积应为50mL。失分警示本题各设问由易到难,尤其第(5)问考查了学生逻辑思维能力及推理能力,区分度较好。3.(2012课标,27,15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(ΔH)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1,则生成1m3(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=+108kJ·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10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出): ①计算反应在第8min时的平衡常数K=;②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)T(8)(填“”“”或“=”);③若12min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—3min、5—6min和12—13min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—6min和15—16min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)5.52×103kJ(3)CHCl3+H2O2 HCl+H2O+COCl2(4)①0.234mol·L-1②③0.031④v(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,反应速率越大解析(1)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2。(2)依题意有:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1①,CO(g)+ O2(g) CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1②,H2(g)+ O2(g) H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1③,①式-②式×2-③式×2得:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3kJ·mol-1,故生成1m3(标准状况)CO所需的热量为 × kJ=5.52×103kJ。(3)依据题给信息不难写出反应的化学方程式为CHCl3+H2O2 COCl2+H2O+HCl。(4)①K= = =0.234mol·L-1。②观察图像知第4min时改变的条件是升高温度,平衡正向移动,第8min时达到新的平衡,故T(2)T(8)。③由K= 得:c(COCl2)= = =0.031mol·L-1。④根据平均反应速率的定义,因CO在2—3min、12—13min时的浓度变化量Δc=0,故v(2—3)=v(12—13)=0;5—6min时CO浓度增加,故v(5—6)v(2—3)=v(12—13)。⑤观察图中5—6min时与15—16min时曲线可知15—16min时COCl2浓度低,反应速率小,即v(5—6)v(15—16)。1212100022.4247.3222(CO)(Cl)(COCl)ccc1110.085molL0.11L0.04molLmol22(CO)(Cl)(COCl)ccc2(CO)(Cl)ccK1110.06molL0.12L0.234molLmol4.(2018课标Ⅲ,28,15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48kJ·mol-13SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30kJ·mol-1则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为kJ·mol-1。(3)对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 ①343K时反应的平衡转化率α=%。平衡常数K343K=(保留2位小数)。②在343K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。③比较a、b处反应速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正 -k逆  ,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的 =(保留1位小数)。32SiHClx22SiHlCx4SiClxvv正逆答案(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl(2)114(3)①220.02②及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)③大于1.3解析本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡的移动及相关计算。(1)依据题意知,SiHCl3遇潮气时发烟的化学方程式为2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。(2)由盖斯定律可知ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48kJ·mol-1-30kJ·mol-1=114kJ·mol-1。(3)①反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1,由于ΔH10,升高温度,化学平衡正向移动,SiHCl3的转化率增大,故a点所在曲线表示343K时SiHCl3的转化率,观察图像知,343K时反应的平衡转化率为22%;设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c,列出“三段式”:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始c00变化0.22c0.11c0.11c平衡0.78c0.11c0.11c故K343K= = ≈0.02。②已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1,该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应,故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反应物压强(浓度)和改进催化剂等。42223(SiCl)(SiHl)(l)ccCcSiHC20.110.11(0.78)ccc③a、b处SiHCl3的转化率相等,但a处温度比b处高,故va大于vb;依据题意知v正=k正 ,v逆=k逆  ,由平衡时v正=v逆知, = =0.02,对于a处,列出“三段式”计算知, =0.8, =0.1, =0.1,故a处 = = ≈1.3。32SiHClx22SiHlCx4SiClxkk正逆2243SiHlSiCl2SiHClCxxx3SiHClx22SiHlCx4SiClxvv正逆32242SiHClSiHlSiClCkxkxx正逆20.020.80.10.1疑难点拨(3)③根据已知表达式表示出v正和v逆,利用达到化学平衡时v正=v逆计算出 ,然后结合“三段式”即可求出 。kk正逆vv正逆考点二化学平衡5.(2019课标Ⅲ,28,15分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系: 可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s) CuCl(s)+ Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+ O2(g) CuO(s)+ Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g) CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是。(写出2种)(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:121212 负极区发生的反应有(写反应方程式)。电