1.(2011江蘇高考12)下列說法正確的是 A.一定溫度下,反應(yīng)MgCl2(1)=Mg(1)+ Cl2(g)的 B.水解反應(yīng)NH4++H2O NH3·H2O+H+達(dá)到平衡后,升高溫度平衡逆向移動(dòng) C.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽(yáng)極均發(fā)生還原反應(yīng) D.對(duì)于反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2↑, 加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率 解析:本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡(jiǎn)單綜合題,著力考查學(xué)生對(duì)熵變、焓變,水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。 A.分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),熵變、焓變都大于零,內(nèi)容來(lái)源于選修四化學(xué)方向的判斷。 B.水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越高越水解,有利于向水解方向移動(dòng)。 C.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。 D.升高溫度和加入正催化劑一般都能加快反應(yīng)速率。 答案:AD 2.(2011江蘇高考15)700℃時(shí),向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng): CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g) 反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1>t2):
下列說法正確的是 A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)=0.40/t1 mol·L-1·min-1 B.保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到達(dá)平衡時(shí),n(CO2)=0.40 mol。 C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大,H2O的體積分?jǐn)?shù)增大 D.溫度升至800℃,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 【分析】本題屬于基本理論中化學(xué)平衡問題,主要考查學(xué)生對(duì)速率概念與計(jì)算,平衡常數(shù)概念與計(jì)算,平衡移動(dòng)等有關(guān)內(nèi)容理解和掌握程度。高三復(fù)習(xí)要讓學(xué)生深刻理解一些基本概念的內(nèi)涵和外延。 A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率應(yīng)該是t1min內(nèi)H2濃度變化與t1的比值,而不是H2物質(zhì)的量的變化與t1的比值。 B.因?yàn)榉磻?yīng)前后物質(zhì)的量保持不變,保持其他條件不變,平衡常數(shù)不會(huì)改變,起始時(shí)向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,似乎與起始時(shí)向容器中充入0.60molH2O和1.20 molCO效果是一致的,到達(dá)平衡時(shí),n(CO2)=0.40 mol。 C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,平衡向右移動(dòng),達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大,H2O轉(zhuǎn)化率減小,H2O的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大。 D.原平衡常數(shù)可通過三段式列式計(jì)算(注意濃度代入)結(jié)果為1,溫度升至800℃,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,說明溫度升高,平衡是向左移動(dòng)的,那么正反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)。 答案:BC 3.(2011安徽高考9)電鍍廢液中Cr2O72-可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4): Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2 PbCrO4(s)+2H+(aq) 該反應(yīng)達(dá)平衡后,改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件,下列示意圖正確的是 解析:由題意知該反應(yīng)是一個(gè)放熱的可逆反應(yīng),升高溫度平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知K應(yīng)該減小,A正確;pH增大溶液堿性增強(qiáng),會(huì)中和溶液中H+,降低生成物濃度平衡向正方應(yīng)方向移動(dòng),Cr2O72-的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大,B不正確;溫度升高,正、逆反應(yīng)速率都增大,C錯(cuò)誤;增大反應(yīng)物Pb2+的濃度,平衡向正方應(yīng)方向移動(dòng),Cr2O72-的物質(zhì)的量會(huì)減小,D不正確。 答案:A 4.(2011北京高考12)已知反應(yīng):2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分別在0℃和20℃下,測(cè)得其轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線(Y-t)如下圖所示。下列說法正確的是 A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲線 B.反應(yīng)進(jìn)行到20min末,H3COCH3的 C.升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率 D.從Y=0到Y(jié)=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 解析:溫度高反應(yīng)速率就快,到達(dá)平衡的時(shí)間就短,由圖像可與看出曲線b首先到達(dá)平衡,所以曲線b表示的是20℃時(shí)的Y-t曲線,A不正確;根據(jù)圖像溫度越高CH3COCH3轉(zhuǎn)化的越少,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,即正方應(yīng)是放熱反應(yīng),C不正確;當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí),從圖像中可以看出b曲線對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)高于a曲線對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù),這說明b曲線即20℃時(shí)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率快,所以,B不正確;根據(jù)圖像可以看出當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到66min時(shí)a、b曲線對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)均相同,都是0.113,這說明此時(shí)生成的CH3COCH2COH(CH3)2一樣多,所以從Y=0到Y(jié)=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的,即選項(xiàng)D正確。 答案:D 5.(2011福建高考12)25℃時(shí),在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入過量金屬錫(Sn),發(fā)生反應(yīng): Sn(s)+Pb2+(aq) Sn2+(aq)+Pb(s),體系中c(Pb2+)和c(Sn2+)變化關(guān)系如下圖所示。 下列判斷正確的是 解析:由于鉛是固體狀態(tài),往平衡體系中加入金屬鉛后,平衡不移動(dòng),c(Pb2+)不變;往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后,平衡向左移動(dòng),c(Pb2+)變大;升高溫度,平衡體系中c(Pb2+)增大,平衡向左移動(dòng),說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H﹤0;25℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= =0.22/0.10=2.2,故D項(xiàng)正確。 此題也是新情景,考查平衡移動(dòng)原理以及平衡常數(shù)計(jì)算,題目不偏不怪,只要基礎(chǔ)扎實(shí)的同學(xué)都能順利作答。 答案:D 6.(2011天津)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,在一定條件下使反應(yīng)SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)達(dá)到平衡,正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是 A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài) B.反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn) C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 D.△t1=△t2時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段 解析:這是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng),由于容器恒容,因此壓強(qiáng)不影響反應(yīng)速率,所以在本題中只考慮溫度和濃度的影響。由圖可以看出隨著反應(yīng)的進(jìn)行正反應(yīng)速率逐漸增大,因?yàn)橹灰_始反應(yīng),反應(yīng)物濃度就要降低,反應(yīng)速率應(yīng)該降低,但此時(shí)正反應(yīng)卻是升高的,這說明此時(shí)溫度的影響是主要的,由于容器是絕熱的,因此只能是放熱反應(yīng),從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快,所以選項(xiàng)C不正確;但當(dāng)?shù)竭_(dá)c點(diǎn)后正反應(yīng)反而降低,這么說此時(shí)反應(yīng)物濃度的影響是主要的,因?yàn)榉磻?yīng)物濃度越來(lái)越小了。但反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),所以選項(xiàng)A、B均不正確;正反應(yīng)速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此選項(xiàng)D是正確的。 答案:D 7.(2011重慶) 一定條件下,下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合題圖10 的是 A.CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g); B.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g); C.CH3CH2OH (g) CH2=CH2(g)+H2O(g); D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g); 解析:本題考察外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響及有關(guān)圖像的分析和識(shí)別。溫度越高,反應(yīng)越快,到達(dá)平衡的時(shí)間就越少,因此T2>T1;同理壓強(qiáng)越大,反應(yīng)越快,到達(dá)平衡的時(shí)間就越少,因此P1>P2;反應(yīng)A是一個(gè)體積減小的、放熱的可逆反應(yīng),因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),降低水蒸氣的含量;而增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大水蒸氣的含量,所以A正確;反應(yīng)B是一個(gè)體積不變的、吸熱的可逆反應(yīng),壓強(qiáng)對(duì)水蒸氣的含量不影響;升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大水蒸氣的含量,因此均不符合;反應(yīng)C是一個(gè)體積增大的、吸熱的可逆反應(yīng),同樣分析也均不符合;反應(yīng)D是一個(gè)體積增大的、放熱的可逆反應(yīng),壓強(qiáng)不符合。 答案:A 8. (2011海南)對(duì)于可逆反應(yīng),在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應(yīng),下列說法正確的是 A. H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2:1 B. 反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是正、逆反應(yīng)速率之差 C. 正、逆反應(yīng)速率的比值是恒定的 D. 達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等 [答案]BD 命題立意:可逆反應(yīng)中的速率問題考查 解析:A選項(xiàng)中,速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,應(yīng)為1:2;B選項(xiàng)出現(xiàn)的凈速率在中學(xué)沒出現(xiàn)過,但根據(jù)平均速率的求算,為反應(yīng)物的凈減少量,該項(xiàng)正確;C項(xiàng)明顯錯(cuò)誤,反應(yīng)過程中,正反應(yīng)速率是減小的過程,而逆反應(yīng)速率是增大的過程;D選項(xiàng)是平衡定義中來(lái),正確。 【技巧點(diǎn)撥】這類題就只有幾個(gè)考點(diǎn):①平均速率的比等于計(jì)量數(shù)的比;平均速率的計(jì)算;③反應(yīng)過程中即時(shí)速率變化;④平衡中的速率問題。 9.(2011全國(guó)II卷8)在容積可變的密閉容器中,2mo1N2和8mo1H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡 時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于 A.5% 解析: 所以平衡時(shí)的氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)= 。 答案:C 10.(2011四川)可逆反應(yīng)①X(g)+2Y(g) 2Z(g) 、②2M(g) N(g)+P(g)分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行,反應(yīng)室之間有無(wú)摩擦、可滑動(dòng)的密封隔板。反應(yīng)開始和達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示: 下列判斷正確的是 A. 反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B. 達(dá)平衡(I)時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為14:15 C. 達(dá)平衡(I)時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為 D. 在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分?jǐn)?shù)相等 解析:溫度降低時(shí),反應(yīng)②中氣體的物質(zhì)的量減少,說明平衡向正方應(yīng)方向移動(dòng),因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng);由圖可以看出達(dá)平衡(I)時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為;同理可以計(jì)算出達(dá)平衡(I)時(shí)反應(yīng)①中氣體的物質(zhì)的量是 ,即物質(zhì)的量減少了 ,所以達(dá)平衡(I)時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為;由于溫度變化反應(yīng)②的平衡已經(jīng)被破壞,因此在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分?jǐn)?shù)不相等。 答案:C 11.(201浙江高考27,14分)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)和水解反應(yīng)速率的測(cè)定。 (1)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是___________。 A. C.密閉容器中混合氣體的密度不變 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù),列式計(jì)算25.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù):__________________________。 ③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中,在25℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量______(填“增加”、“減小”或“不變”)。 ④氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H____0,熵變△S___0(填>、<或=)。 (2)已知:NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測(cè)定水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO-)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。 ⑤計(jì)算25℃時(shí),0~6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率___________________________。 ⑥根據(jù)圖中信息,如何說明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大:_______________________。 解析:(1)①A.不能表示正逆反應(yīng)速率相等;B.反應(yīng)進(jìn)行則壓強(qiáng)增大;C.恒容,反應(yīng)進(jìn)行則密度增大;D.反應(yīng)物是固體,NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3 ②需將25℃的總濃度轉(zhuǎn)化為NH3和CO2的濃度;K可不帶單位。 ③加壓,平衡逆移;④據(jù)表中數(shù)據(jù),升溫,反應(yīng)正移,△H>0,固體分解為氣體,△S>0。 (2)⑤ ; ⑥圖中標(biāo)▲與標(biāo)●的曲線相比能確認(rèn)。 答案:(1)①BC; (2)⑤0.05mol·L-1·min-1; ⑥25℃反應(yīng)物的起始濃度較小,但0~6min的平均反應(yīng)速率(曲線的斜率)仍比15℃大。 12.(2011安徽高考28,13分) (2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中,測(cè)出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式 (3)該課題組對(duì)影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三: 假設(shè)三: …….. (4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論。
解析:(1)因?yàn)殍F易生銹,即鐵表面會(huì)有鐵的氧化物等雜質(zhì),所以要用硫酸除去鐵表面的氧化物等雜質(zhì);氧氣具有強(qiáng)氧化性,會(huì)氧化生成的Fe2+,為防止該反應(yīng)的發(fā)生必需通入一種保護(hù)原性氣體且不能引入雜質(zhì),因此可以選用氮?dú)猓?/p> (2)由圖像可知反應(yīng)的產(chǎn)物有Fe2+、NH4+和NO氣體,所以該反應(yīng)的離子方程式是:4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;t1時(shí)刻后,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中pH逐漸增大,當(dāng)pH達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)和反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合,因此其濃度沒有增大; (3)影響反應(yīng)速率的外界因素比較多,例如溫度、濃度、溶液多酸堿性、固體多表面積等等; (4)要驗(yàn)證假設(shè)一,需要固定其它條件不變,例如硝酸的濃度、反應(yīng)的溫度、鐵的表面積都必需保持一致,然后在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)量溶液中NO3-的濃度(依據(jù)提示:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測(cè)定)來(lái)判斷pH不同時(shí)對(duì)脫氮對(duì)反應(yīng)速率有沒有影響。 答案:(1)除去鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) (2)4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;生成的Fe2+水解(或和溶液中OH-的結(jié)合); (3)溫度 (4)實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論: ①分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同的試管中; ②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同,并通入氮?dú)猓?/p> ③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉; ④用離子色譜儀測(cè)定相同反應(yīng)時(shí)間時(shí)各溶液中NO3-的濃度。若pH不同KNO3溶液中,測(cè)出的NO3-濃度不同,表明pH對(duì)脫氮速率有影響,否則無(wú)影響。 (本題屬于開放性試題,合理答案均可) 13.(2011北京高考25,12分) 在溫度t1和t2下,X2(g)和 H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如下表:
(1)已知t2 >t1,HX的生成反應(yīng)是 (2)HX的電子式是 (3)共價(jià)鍵的極性隨共用電子對(duì)偏移程度的增大而增強(qiáng),HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是 (4)X2都能與H2反應(yīng)生成HX,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因: (5)K的變化體現(xiàn)出X2化學(xué)性質(zhì)的遞變性,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因:__________,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱。 (6)僅依據(jù)K的變化,可以推斷出:隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加,_______(選填字母) a. 在相同條件下,平衡時(shí)X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低 b. X2與H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱 c. HX的還原性逐漸 d. HX的穩(wěn)定性逐漸減弱 解析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以HX的生成反應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng); (2)HX屬于共價(jià)化合物,H-X之間形成的化學(xué)鍵是極性共價(jià)鍵,因此HX的電子式是 ; (3)F、Cl、Br、I屬于 ⅦA,同主族元素自上而下隨著核電荷數(shù)的增大,原子核外電子層數(shù)逐漸增多,導(dǎo)致原子半徑逐漸增大,因此原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱,從而導(dǎo)致非金屬性逐漸減弱,即這四種元素得到電子的能力逐漸減弱,所以H-F鍵的極性最強(qiáng),H-I的極性最弱,因此HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是HF、HCl、HBr、HI; (4)鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個(gè),在反應(yīng)中均易得到一個(gè)電子而達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。而H原子最外層只有一個(gè)電子,在反應(yīng)中也想得到一個(gè)電子而得到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合時(shí)易通過一對(duì)共用電子對(duì)形成化合物HX; (5)同(3) (6)K值越大,說明反應(yīng)的正向程度越大,即轉(zhuǎn)化率越高,a正確;反應(yīng)的正向程度越小,說明生成物越不穩(wěn)定,越易分解,因此選項(xiàng)d正確;而選項(xiàng)c、d與K的大小無(wú)直接聯(lián)系。 答案:(1)發(fā)熱 14、(2011廣東高考31,15分)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí),在不同催化劑(I、II、III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖13所示。 (1)在0-30小時(shí)內(nèi),CH4的平均生成速率VI、VII和VIII從大到小的順序?yàn)?u> (2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) \* MERGEFORMAT '"> CO(g)+3H2(g)。該反應(yīng)的△H=+206 kJ•mol-1。 ①在答題卡的坐標(biāo)圖中,畫出反應(yīng)過程中體系的能量變化圖(進(jìn)行必要的標(biāo)注) ②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=27,此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol,求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)已知:CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(g) 解析:本題考察化學(xué)反應(yīng)速率的概念、計(jì)算及外界條件對(duì)反應(yīng)速率對(duì)影響;反應(yīng)熱的概念和蓋斯定律的計(jì)算;熱化學(xué)方程式的書寫;與化學(xué)平衡有關(guān)的計(jì)算;圖像的識(shí)別和繪制。 (1)由圖像可以看出,反應(yīng)進(jìn)行到30小時(shí)時(shí),催化劑Ⅲ生成的甲烷最多,其次是催化劑Ⅱ,催化劑Ⅰ生成的甲烷最少。因此VI、VII和VIII從大到小的順序?yàn)閂III>VII>VI>;同理由圖像也可以看出,反應(yīng)進(jìn)行到12小時(shí)時(shí),催化劑Ⅱ生成的甲烷最多,因此在第Ⅱ種催化劑的作用下,收集的CH4最多。 (2)①由熱化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,因此反應(yīng)過程中體系的能量變化圖為 。 (3)由熱化學(xué)方程式①CH4(g)+H2O(g) \* MERGEFORMAT '"> CO(g)+3H2(g) ①-②得CO2(g)+3H2O(g) === 答案:(1)VIII>VII>VI>;Ⅱ 15.(2011山東高考28,14分)研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。 (1)NO2可用水吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 (2)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 狀態(tài)的是 a.體系壓強(qiáng)保持不變 b.混合氣體顏色保持不變 c.SO3和NO的體積比保持不變 d.每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 molNO2 測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:6,則平衡常數(shù)K= (3)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH 解析:(1)NO2溶于水生成NO和硝酸,反應(yīng)的方程式是3NO2+H2O=NO+2HNO3;在反應(yīng)6NO + 8NH3 7N5+12 H2O中NO2作氧化劑,化合價(jià)由反應(yīng)前的+4價(jià)降低到反應(yīng)后0價(jià),因此當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí),消耗NO2的物質(zhì)的量為,所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是 。 (2)本題考察蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及平衡常數(shù)的計(jì)算。① 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) (3)由圖像可知在相同的壓強(qiáng)下,溫度越高CO平衡轉(zhuǎn)化率越低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng);實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇既要考慮反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)的速率和轉(zhuǎn)化率,還要考慮生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本。由圖像可知在1.3×104kPa左右時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,如果繼續(xù)增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率增加不大,但對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)成本的要求卻增加,所以選擇該生產(chǎn)條件。 答案:(1)3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72 (2)-41.8;b;8/3; (3)< 16.(2011重慶,14分)臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,常用于消毒、滅菌等。 (1)O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是___________和_________。(填分子式) (2)O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如題29表所示。已知:O3的起始濃度為0.0216 mol/L。 ①pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是___________. ②在30°C、pH=4.0條件下,O3的分解速率為__________ mol/(L·min)。 ③據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測(cè)O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)開_____.(填字母代號(hào)) (3)O3 ①圖中陰極為_____(填“A”或“B”),其電極反應(yīng)式為_____。 ②若C處通入O 2 ③若C處不通入O 2 ,D、E處分別收集到xL和有yL氣體(標(biāo)準(zhǔn)情況),則E處收集的氣體中O 3 所占的體積分?jǐn)?shù)為_____。(忽略 O 3 的分解)。 解析:本題考察化學(xué)反應(yīng)速率的概念、計(jì)算、外界條件對(duì)反應(yīng)速率對(duì)影響以及有關(guān)電化學(xué)知識(shí)。 (1)臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,能氧化I-生成單質(zhì)碘,方程式為O3+2KI+H2O=I2+2KOH+O2↑; (2)①pH增大,說明堿性增強(qiáng),因此其催化劑作用的是OH-; ③由表中數(shù)據(jù)知溫度越高,pH越大,反應(yīng)速率越快,所以分解速率依次增大的順序?yàn)閎、a、c; (3)①溶液中-2價(jià)的O失去電子被氧化得到臭氧,在電解池中陽(yáng)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子在陰極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此A是陰極,B是陽(yáng)極;溶液中只有陽(yáng)離子氫離子,所以陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑; ②若陰極通氧氣,則氧氣得到電子被還原成OH-,然后結(jié)合溶液中氫離子生成水,方程式為O2+4H++4e-=2H2O; ③由以上分析知D、E分別產(chǎn)生的氣體是氫氣和氧氣、臭氧的混合氣體。設(shè)臭氧的體積是nL,根據(jù)得失電子守恒知,解得n=x-2y,所以臭氧的體積分?jǐn)?shù)是 。 答案:(1)O2 17.(2011新課標(biāo)全國(guó))科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問題: (1)用太陽(yáng)能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ; (2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________; (3)在溶積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變得情況下,考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300℃); 下列說法正確的是________(填序號(hào)) ①溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為:v(CH3OH)= mol·L-1·min-1 ②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小 ③該反應(yīng)為放熱反應(yīng) ④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí) 增大 (4)在T1溫度時(shí),將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為______; (5)在直接以甲醇為燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為________、正極的反應(yīng)式為________。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比) 解析:(1)氫氣的燃燒熱是-285.8kJ·mol-1,即每生成1mol的水就放出285.8kJ的能量,反之分解1mol的水就要消耗285.8kJ的能量,所以用太陽(yáng)能分解10mol水消耗的能量是2858kJ; (2)由CO(g)和CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式 ①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ②CH3OH(l) +3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) 可知②-①得到CH3OH(l) +O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) (3)CO2和H2合成甲醇的化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)。由圖像可知B曲線先得到平衡,因此溫度T2>T1,溫度高平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量反而低,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),不利于甲醇的生成,平衡常數(shù)減小,即②錯(cuò)③正確;溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的物質(zhì)的量為 mol,此時(shí)甲醇的濃度為 ,所以生成甲醇的平均速率為:v(CH3OH)= 。 答案:(1)2858; (2)CH3OH(l) +O2(g)=CO(g)+2 H2O(l) (3)③④; (5)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+、3/2O2+6e-+6H+=3H2O、96.6% 18.(2011海南,9分)氯氣在298K、100kPa 時(shí),在1L水中可溶解0.09mol,實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題: (1)該反應(yīng)的離子方程式為__________; (2)估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)__________(列式計(jì)算) (3)在上述平衡體系中加入少量NaOH固體,平衡將向________移動(dòng); (4)如果增大氯氣的壓強(qiáng),氯氣在水中的溶解度將______(填“增大”、“減小”或“不變”),平衡將向______________移動(dòng)。 [答案](1) ; (2) (水視為純液體) C起 C變 C平 ; (3)正反應(yīng)方向;(4)增大,正反應(yīng)方向 命題立意:平衡相關(guān)內(nèi)容的綜合考查 解析:題干中用“溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)”給出可逆反應(yīng)(該反應(yīng)在教材中通常沒提及可逆);平衡常數(shù)的計(jì)算根據(jù)題中要求列三行式求算;平衡移動(dòng)是因?yàn)镠+的減少向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大壓強(qiáng)將增大氯氣的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 【技巧點(diǎn)撥】平衡題在近年的高考題中比較平和,但新課標(biāo)高考題今年引入了對(duì)過程呈現(xiàn)的考查,這是以后高考中應(yīng)注意的。 19.(2011全國(guó)II卷28)(15分)(注意:在試題卷上作答無(wú)效)
回答問題: (1) 反應(yīng)的化學(xué)方程式中,a:b:c為_____________; (2)A的平均反應(yīng)速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小排列次序?yàn)開________; (3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是_____,其值是__________; (4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動(dòng)的方向是________________,采取的措施是____________; (5)比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度(T2)和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度(T3)的高低:T2 (6)達(dá)到第三次平衡后,將容器的體積擴(kuò)大一倍,假定10min后達(dá)到新的平衡,請(qǐng)?jiān)谙聢D中用曲線表示第IV階段體系中各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)(曲線上必須標(biāo)出A、B、C)。
解析:由圖像知在第Ⅰ階段達(dá)到平衡時(shí)A、B、C的濃度變化量分別是1.0、3.0和2.0,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式中,a:b:c=)1:3:2;由圖像可以計(jì)算出A的平均反應(yīng)速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)分別為2/20、0.36/15和0.12/15,vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小排列次序?yàn)?em>vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A);同理可以計(jì)算出B的平衡轉(zhuǎn)化率αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)分別為0.5、0.38和0.19; 答案:(1)1:3:2
(注:只要曲線能表示出平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)及各物質(zhì)濃度的相對(duì)變化比例即可) 20.(2011上海25)自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響。地殼內(nèi)每加深1km,壓強(qiáng)增大約25000~30000 kPa。在地殼內(nèi)SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g) SiF4(g)+ 2H2O(g)+148.9 kJ 根據(jù)題意完成下列填空: (1)在地殼深處容易有 (2)如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng) (3)如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí), (4)若反應(yīng)的容器容積為2.0L,反應(yīng)時(shí)間8.0 min,容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12 g/L,在這段時(shí)間內(nèi)HF的平均反應(yīng)速率為 解析:本題考察外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)平衡狀態(tài)的的理解以及反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算。由于反應(yīng)吸熱,平衡常數(shù)K值變大,說明溫度降低。 答案:(1)SiF4
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