（新課標(biāo)Ⅱ）2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡課件.ppt

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1、專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,高考化學(xué) (課標(biāo)專用),考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率 1.(2014課標(biāo),9,6分,0.359)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為: H2O2+I- H2O+IO-慢 H2O2+IO- H2O+O2+I-快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是() A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān) B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑 C.反應(yīng)活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),五年高考,A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,答案A由于反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定,故I-濃度越大,反應(yīng)速率越快,A正確;IO-為中間產(chǎn)物,不是催化劑,B錯(cuò)

2、誤;活化能不是反應(yīng)熱,反應(yīng)熱是正、逆反應(yīng)活化能的差值,C錯(cuò)誤;D錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵第一步參加反應(yīng),第二步又通過反應(yīng)生成,且質(zhì)量不發(fā)生變化,這樣的物質(zhì)屬于催化劑。,2.(2018課標(biāo),28,15分)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}: (1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng): 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-1 3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1

3、 則反應(yīng)4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的H為kJmol-1。 (3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323 K 和343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。,343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=%。平衡常數(shù)K343 K=(保留2位小數(shù))。 在343 K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的措施有、。 比較a、b處反應(yīng)速率大小:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正-k逆,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x

4、為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計(jì)算a處的 =(保留1位小數(shù))。,答案(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl (2)114 (3)220.02 及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度) 大于1.3,解析本題考查化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的移動(dòng)及相關(guān)計(jì)算。 (1)依據(jù)題意知,SiHCl3遇潮氣時(shí)發(fā)煙的化學(xué)方程式為2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。 (2)由蓋斯定律可知H=3H1+H2=348 kJmol-1-30 kJmol-1=114 kJmol-1。 (3)反應(yīng)2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-1,

5、由于H10,升高溫度,化學(xué)平衡 正向移動(dòng),SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大,故曲線a表示343 K,觀察圖像知,343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為 22%;設(shè)起始時(shí)SiHCl3的物質(zhì)的量濃度為c,列出“三段式”: 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 起始 c 0 0 變化 0.22c 0.11c0.11c 平衡 0.78c 0.11c0.11c 故K343 K==0.02。 已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJ mol-1,該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積不變 的吸熱反應(yīng),故要在溫度不變的情況下提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率可采取的措

6、施是及時(shí)移去產(chǎn)物;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的措施有提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)和改進(jìn)催化劑等。,a、b處SiHCl3的轉(zhuǎn)化率相等,但a處溫度比b處高,故va大于vb;依據(jù)題意知v正=k正,v逆=k逆 ,由平衡時(shí)v正=v逆知,==0.02,對(duì)于a處,列出“三段式”計(jì)算知,=0.8, =0.1,=0.1,故a處==1.3。,疑難點(diǎn)撥(3)根據(jù)已知表達(dá)式表示出v正和v逆,利用達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)v正=v逆計(jì)算出,然后結(jié) 合“三段式”即可求出。,考點(diǎn)二化學(xué)平衡 1.(2017課標(biāo),27,14分)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}: (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H

7、8)的熱化學(xué)方程式如下: C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)H1 已知:C4H10(g)+O2(g)C4H8(g)+H2O(g)H2=-119 kJmol-1 H2(g)+O2(g)H2O(g)H3=-242 kJmol-1 反應(yīng)的H1為kJmol-1。圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是(填標(biāo)號(hào))。 A.升高溫度B.降低溫度 C.增大壓強(qiáng)D.降低壓強(qiáng),(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n

8、(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),其降低的原因是 。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是、;590 之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是。,答案(1)123小于AD (2)氫氣是產(chǎn)物之一,隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆反應(yīng)速率增大 (3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行溫度升高反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類,解析本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算及影響化學(xué)平衡的因素。(1)運(yùn)用蓋斯定律,由-可得,故 H1=H2-H3=123 kJmol-1;

9、由圖(a)可知,溫度一定時(shí),壓強(qiáng)由0.1 MPa變成x MPa,反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率增大,對(duì)反應(yīng)而言,減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率增大,故x小于0.1;H10,升高溫度或減小壓強(qiáng),可使反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),丁烯的平衡產(chǎn)率提高,故選擇A、D。(2)H2是反應(yīng)的產(chǎn)物之一,若混合氣體中H2比例過大,會(huì)抑制反應(yīng)正向進(jìn)行,從而使丁烯產(chǎn)率降低。(3)590 之前,升高溫度,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,同時(shí)反應(yīng)速率加快。反應(yīng)速率加快,氣流通過反應(yīng)器時(shí)反應(yīng)物的利用率就會(huì)提高,丁烯的產(chǎn)率增大。590 之后丁烯高溫裂解生成的短鏈烴類化合物增多,丁烯產(chǎn)率降低。,審題方法(3)結(jié)合題給信息挖掘圖(c)中隱含條件對(duì)問題進(jìn)

10、行解答。,2.(2015課標(biāo),28,15分,0.257)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為。 (2)上述濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí),溶液中為。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。 (3)已知反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷 裂時(shí)分別需要吸收4

11、36 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為kJ。 (4)Bodensteins研究了下列反應(yīng): 2HI(g) H2(g)+I2(g) 在716 K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表:,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為。 上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min時(shí),v正=min-1。 由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可

12、用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)分別為(填字母)。,答案(1)MnSO4(或Mn2+)(1分) (2)4.710-7(2分) (3)299(2分) (4)(2分) k正/K1.9510-3(每空2分,共4分) A、E(4分),解析(1)MnO2在酸性條件下可把I-氧化為I2,自身被還原為Mn2+,即還原產(chǎn)物為MnSO4。 (2)當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí),AgI已經(jīng)沉淀完全,此時(shí)溶液中==== 4.710-7。 (3)設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x kJ,由反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可知,2x=436+151+ 11,解得x=299,故1 mol HI(g)

13、分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為299 kJ。 (4)觀察表中數(shù)據(jù)知,120 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1-0.784)=0.108, 故反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為=。 由于v正=k正x2(HI),v逆=k逆x(H2)x(I2),K=,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v正=v逆,即k逆=;在t=40 min 時(shí),x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-10.852=1.9510-3 min-1。 反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng),x(HI)減小,x(H2) 增大,觀察圖像知

14、,對(duì)應(yīng)的點(diǎn)分別為A和E。,審題方法第(4)問的第小問要結(jié)合圖示、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系的變化特點(diǎn)分析問題。升高溫度,反應(yīng)速率增大。,易混易錯(cuò)要注意平衡常數(shù)的表達(dá)式和計(jì)算式,很多學(xué)生在第(4)問第小問會(huì)錯(cuò)寫成表達(dá)式,應(yīng)該寫成計(jì)算式。,3.(2014課標(biāo),26,13分,0.513)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。,回答下列問題: (1)反應(yīng)的H0(填“大于”或“小于”);100 時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在060 s 時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為molL-1s-1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為

15、。 (2)100 時(shí)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。 T100 (填“大于”或“小于”),判斷理由是 。 列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2 。 (3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)

16、,判斷理由是 。,答案(1)大于0.001 00.36 molL-1(1分,2分,2分,共5分) (2)大于(1分)反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行,故溫度升高(2分) 平衡時(shí),c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1 c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1 K2==1.3 molL-1(3分) (3)逆反應(yīng)對(duì)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(每空1分,共2分),解析(

17、1)隨溫度升高,混合氣體的顏色變深,說明升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),H0。在060 s時(shí)段,v(N2O4)===0.001 0 molL-1s-1;平衡常數(shù)K1== =0.36 molL-1。 (2)當(dāng)溫度由100 變?yōu)門時(shí),N2O4的濃度降低,“三段式”如下: N2O4(g) 2NO2(g) 100 平衡時(shí)0.040 molL-10.120 molL-1 溫度T時(shí)變化0.020 molL-10.040 molL-1 溫度T平衡時(shí)0.020 molL-10.160 molL-1 由于溫度變?yōu)門時(shí)平衡向N2O4濃度減小的方向移動(dòng),即向吸熱方向移動(dòng),故溫度升高,所以T100。當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),平衡常

18、數(shù)K2===1.3 molL-1。 (3)溫度不變,將反應(yīng)容器的容積減少一半,壓強(qiáng)增大,平衡向氣體分子數(shù)減小的方向(即逆反應(yīng)方向)移動(dòng)。,審題方法解答此題的關(guān)鍵是依據(jù)題給信息判斷出反應(yīng)是吸熱反應(yīng),然后根據(jù)濃度-時(shí)間圖像計(jì)算反應(yīng)速率及平衡常數(shù),并依據(jù)溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響回答相關(guān)問題。,答題規(guī)范1.第(1)小題第一個(gè)空要填“大于”,不要寫“”。 2.細(xì)心計(jì)算,防止出錯(cuò)。 3.準(zhǔn)確組織語言,規(guī)范使用化學(xué)用語。,考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及與化學(xué)平衡有關(guān)的計(jì)算 1.(2018課標(biāo),28,15分)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}: (1)1840

19、年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為。 (2)F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng): 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) 2N2O4(g) 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示t=時(shí),N2O5(g)完全分解:,已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4 kJmol-1 2NO2(g) N2O4(g)H2=-55.3 kJmol-1 則反應(yīng)N2O5(g) 2NO2(g)+O2(g)的H=kJmol-1。 研究表

20、明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=210-3(kPamin-1)。t=62 min時(shí),測(cè)得體系中= 2.9 kPa,則此時(shí)的=kPa,v=kPamin-1。 若提高反應(yīng)溫度至35 ,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p(35 )63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。 25 時(shí)N2O4(g) 2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì) 算結(jié)果保留1位小數(shù))。 (3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程: 第一步N2O5 NO2+NO3快速平衡 第二步NO2+NO3 NO+NO2+O2慢反應(yīng) 第三步

21、NO+NO3 2NO2快反應(yīng),其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是(填標(biāo)號(hào))。 A.v(第一步的逆反應(yīng))v(第二步反應(yīng)) B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D.第三步反應(yīng)活化能較高,答案(1)O2(2)53.130.06.010-2大于溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高13.4 (3)AC,解析本題考查氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算。 (1)氯氣具有強(qiáng)氧化性,氮元素化合價(jià)不變,Ag應(yīng)以AgCl形式存在,則被氧化的是氧元素,對(duì)

22、應(yīng)的氧化產(chǎn)物為O2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4AgNO3+2Cl2 4AgCl+2N2O5+O2。 (2)2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4 kJmol-1a 2NO2(g) N2O4(g)H2=-55.3 kJmol-1b 根據(jù)蓋斯定律,由-b可得:N2O5(g) 2NO2(g)+O2(g)H=53.1 kJmol-1。 由2N2O5(g)O2(g)可知,=2.9 kPa時(shí)N2O5分壓減小5.8 kPa,此時(shí)=(35.8-5.8)kPa=30.0 kPa。v=210-3(kPamin-1)=210-330(kPamin-1)=6.010-2 kPamin-1。 t=時(shí),N

23、2O5完全分解。 2N2O52N2O4+O2 2 21 35.8 kPa =35.8 kPa=17.9 kPa,設(shè)達(dá)平衡時(shí),N2O4分壓減小了x kPa。 N2O42NO2 開始分壓(kPa) 35.8 0 變化分壓(kPa) x 2x 平衡分壓(kPa) 35.8-x 2x (35.8-x)kPa+2x kPa+17.9 kPa=63.1 kPa,解得x=9.4,則平衡時(shí)=26.4 kPa,=18.8 kPa,K= kPa13.4 kPa。 (3)第一步反應(yīng)為快反應(yīng),其逆反應(yīng)的速率也比第二步反應(yīng)的速率快,A正確;從反應(yīng)方程式看,中間產(chǎn)物有NO3、NO,B錯(cuò)誤;由于第二步反應(yīng)是

24、慢反應(yīng),說明NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確;第三步是快反應(yīng),故其活化能應(yīng)較低,D錯(cuò)誤。,2.(2017課標(biāo),28,14分)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有著廣泛的用途。回答下列問題: (1)畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 (2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行,原因是。 (3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g) H3AsO4(s)H1 H2(g)+O2(g) H2O(l)H2 2As(s)+O2(g) As2O

25、5(s)H3 則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l) 2H3AsO4(s)的H=。 (4)298 K時(shí),將20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng):As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)與反應(yīng)時(shí)間(t)的 關(guān)系如圖所示。,下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是(填標(biāo)號(hào))。 a.溶液的pH不再變化 b.v(I-)=2v(As) c.c(As)/c(As)不再變化 d.c(I-)=y molL-1 tm時(shí),v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 tm時(shí)v逆

26、tn時(shí)v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。 若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。,答案(1) (2)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 增加反應(yīng)物O2的濃度,提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率 (3)2H1-3H2-H3 (4)a、c大于小于tm時(shí)生成物濃度較低 (molL-1)-1,解析(1)As位于第四周期第A族,其原子序數(shù)為33,則其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。 (2)根據(jù)得失電子守恒及原子守恒可以配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S。該反應(yīng)是有氣體物質(zhì)參與的反應(yīng),加壓可以加快反應(yīng)速率。 (3)由蓋斯定律可知H=

27、2H1-3H2-H3。 (4)溶液pH不變時(shí),c(OH-)保持不變,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);未標(biāo)明v(I-)和v()的方向,反應(yīng)不 一定處于平衡狀態(tài);由于提供的Na3AsO3的量一定,所以c(As)/c(As)不再變化時(shí),c(As) 與c(As)也保持不變,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);平衡時(shí)c(I-)=2c()=2y molL-1=2y molL-1,即 c(I-)=y molL-1時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行,tm時(shí)反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行,v正 v逆。tm時(shí)As濃度比tn時(shí)小,所以逆反應(yīng)速率:tm

28、應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),c(As)為y molL-1,則c(I-)=2y molL-1,消耗 As、I2濃度均為y molL-1,平衡時(shí)c(As)為(x-y) molL-1,c(I2)為(x-y)molL-1,溶液中c(OH-)= 1 molL-1,K=(molL-1)-1=(molL-1)-1。,3.(2016課標(biāo),27,14分)丙烯腈(CH2CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧 化法”生產(chǎn),主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}: (1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:

29、C3H6(g)+NH3(g)+O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1 C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g)H=-353 kJmol-1 兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是。 (2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 。低于460 時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是;高于460 時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選,填標(biāo)號(hào))。 A.催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大,C.副反應(yīng)增多D.反應(yīng)活化能增大

30、(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為,理由是。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為。,答案(14分)(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑 (2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC (3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51,解析(1)判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)可從熵變和焓變兩方面考慮,反應(yīng)和的熵變不大,但焓變均較大,這是導(dǎo)致兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大的主要原因。根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素可知,提高丙烯腈平衡產(chǎn)率(即使反應(yīng)的平衡右移)的條件可以是降低溫度、降低壓強(qiáng)。在影響

31、反應(yīng)速率的外界因素中,催化劑的影響最大,且不同的反應(yīng)一般使用的催化劑也不同,因此催化劑是提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素。 (2)溫度升高,反應(yīng)的平衡常數(shù)變小,反應(yīng)的活化能不變,高于460 時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的原因可能是催化劑的活性降低、副反應(yīng)增多,A、C正確。 (3)由反應(yīng)可知n(NH3)n(O2)n(C3H6)=11.51,由于O2在空氣中所占體積分?jǐn)?shù)約為,所 以理論上進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的體積比V(NH3)V(空氣)V(C3H6)=1(1.55)1=17.51。,關(guān)聯(lián)知識(shí)1.在能發(fā)生多個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)體系中,選擇合適的催化劑,只能對(duì)某一特定的反應(yīng)起到催化作用,這是催化劑的選擇性。 2.溫度過高

32、,催化劑失活,選擇性減弱,副反應(yīng)會(huì)增多。 解題關(guān)鍵1.生成丙烯腈的反應(yīng)為放熱反應(yīng);2.圖表信息的分析與應(yīng)用。,考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率 1.(2018北京理綜,7,6分)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。 下列說法不正確的是() A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100% B.CH4CH3COOH過程中,有CH鍵發(fā)生斷裂 C.放出能量并形成了CC鍵 D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組,答案D本題考查能量變化、催化劑催化機(jī)理等知識(shí)。催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率,不會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),故不會(huì)提

33、高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,D不正確。,方法技巧認(rèn)真觀察示意圖,分清反應(yīng)物、中間產(chǎn)物和生成物,該題就不難作答。,2.(2018江蘇單科,10,2分)下列說法正確的是() A.氫氧燃料電池放電時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能 B.反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C.3 mol H2與1 mol N2混合反應(yīng)生成NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023 D.在酶催化淀粉水解反應(yīng)中,溫度越高淀粉水解速率越快,答案C本題考查燃料電池、反應(yīng)自發(fā)性、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用及酶的活性與溫度的關(guān)系。氫氧燃料電池放電過程中,化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外,還有熱能的產(chǎn)生,A錯(cuò)誤;4F

34、e(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)是一個(gè)熵減反應(yīng),而該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)必為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;N2 與H2合成NH3的反應(yīng)為可逆反應(yīng),故3 mol H2與1 mol N2不能完全轉(zhuǎn)化為NH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023,C正確;酶的活性與溫度有關(guān),溫度過高,使酶失去生理活性,D錯(cuò)誤。,誤區(qū)警示本題容易忽視合成氨是可逆反應(yīng)。,3.(2016北京理綜,8,6分)下列食品添加劑中,其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是() A.抗氧化劑B.調(diào)味劑 C.著色劑D.增稠劑,答案A抗氧化劑是防止食品氧化變質(zhì)的添加劑,使用目的是延緩食品的變質(zhì)。,4.(2017江蘇單科,10,2分)H2O

35、2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70 時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是(),A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快 B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.圖丙表明,少量Mn2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快 D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大,答案D本題考查依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素識(shí)圖的能力。A項(xiàng),從圖甲看出,相同時(shí)間內(nèi),起始c(H2O2)越大,H2O2的濃度變化量越大,即分解速率越快,錯(cuò)誤;B項(xiàng),從圖乙看出,NaOH溶液濃度越大,即pH越大,H2O2分解速率越

36、快,錯(cuò)誤;C項(xiàng),從圖丙看出,0.1 molL-1 NaOH與1.0 molL-1 NaOH所示曲線相比,0.1 molL-1 NaOH對(duì)應(yīng)曲線表示的H2O2分解速率快,錯(cuò)誤;D項(xiàng)正確。,審題方法三審清 一審題干,審清關(guān)鍵詞; 二審題圖,審清圖中標(biāo)注的數(shù)據(jù); 三審選項(xiàng),審清選項(xiàng)中所表明的具體結(jié)論。,5.(2015福建理綜,12,6分)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是(),A.a=6.00 B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度,v可能不變 C.b<318.2 D.不同溫度時(shí),蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同,答案D根據(jù)題表信息可知,相同溫度時(shí),隨著濃

37、度以等差數(shù)列遞減,其瞬時(shí)速率也以等差數(shù)列遞減,故a=6.00;同時(shí)改變反應(yīng)溫度和反應(yīng)物濃度,瞬時(shí)速率有可能不變;相同濃度時(shí),溫度越高,反應(yīng)速率越快,故b<318.2;溫度升高,瞬時(shí)速率加快,故蔗糖濃度減少一半時(shí),所用時(shí)間并不相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,6.(2014重慶理綜,7,6分)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g) Y(g),溫度T1、T2下X 的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是() A.該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量 B.T2下,在0t1時(shí)間內(nèi),v(Y)= molL-1min-1 C.M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆 D.M

38、點(diǎn)時(shí)再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小,答案C依據(jù)題中圖示,可看出T1T2,由于T1時(shí)X的平衡濃度大于T2時(shí)X的平衡濃度,可推出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。A項(xiàng),M點(diǎn)與W點(diǎn)比較,X的轉(zhuǎn)化量前者小于后者,故進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量應(yīng)小于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),2v(Y)=v(X)= molL-1min-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),T1 T2,溫度越高,反應(yīng)速率越大,M點(diǎn)的正反應(yīng)速率W點(diǎn)的正反應(yīng)速率,而W點(diǎn)的正反應(yīng)速率=W點(diǎn)的逆反應(yīng)速率N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),恒容時(shí)充入X,壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二化學(xué)平衡 1.(2018天津理綜,5,6分)室溫下,向圓底燒瓶中

39、加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氫溴酸,溶液中發(fā)生反應(yīng):C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4 和78.5 。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是() A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量 B.增大HBr濃度,有利于生成C2H5Br C.若反應(yīng)物均增大至2 mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變 D.若起始溫度提高至60 ,可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,答案D本題考查化學(xué)平衡的影響因素。加入NaOH會(huì)中和HBr,平衡逆向移動(dòng),乙醇的物質(zhì)的量增大,A正確;增大HBr濃度,平衡正向移動(dòng),有利于生成C2H5Br,B

40、正確;只要投料比符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比始終是11,C正確;若起始溫度提高至60 ,則反應(yīng)生成的C2H5Br會(huì)被及時(shí)蒸出,反應(yīng)很難建立平衡,D錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵注意C2H5Br的沸點(diǎn)為38.4 ,60 時(shí)C2H5Br為氣體。,2.(2017天津理綜,6,6分)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2 ,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。 第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4; 第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230 制得高純鎳。 下列判斷正確的

41、是() A.增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 B.第一階段,在30 和50 兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50 C.第二階段,Ni(CO)4分解率較低 D.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成Ni(CO)4=4v生成(CO),答案B本題考查化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)。增加c(CO),平衡正向移動(dòng),但由于反應(yīng)溫度不變,故平衡常數(shù)不變,A錯(cuò);第一階段的目的是得到氣態(tài)Ni(CO)4,因?yàn)镹i(CO)4的沸點(diǎn)為42.2 ,故反應(yīng)溫度選擇50 ,B正確;根據(jù)題給平衡常數(shù)知230 時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平 衡常數(shù)為5104,故第二階段Ni(CO)4分解率較高,C錯(cuò);反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),

42、4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),D錯(cuò)。,易混易錯(cuò)平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí),平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化,只有溫度改變才能引起平衡常數(shù)的變化。,3.(2016江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)達(dá)到平衡。下列說法正確的是(),A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱 B.達(dá)到平衡時(shí),容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器中的大 C.達(dá)到平衡時(shí),容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍 D.達(dá)到平衡時(shí),容器中的正反應(yīng)速率比容器中的大,答案AD將容器中c(CH3OH)=0.10 molL-1等效轉(zhuǎn)移至左邊的反應(yīng)物,相當(dāng)于c(H2)=0.20 molL-1

43、,c(CO)=0.10 molL-1。A項(xiàng),容器中相對(duì)于容器中,溫度升高,平衡左移,則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)放熱,正確;B項(xiàng),容器中相對(duì)于容器中,壓強(qiáng)增大,平衡右移,則容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大,錯(cuò)誤;C項(xiàng),容器相對(duì)于容器,溫度升高,壓強(qiáng)減小,平衡左移,達(dá)平衡時(shí),容器中c(H2)小于容器中c(H2)的兩倍,錯(cuò)誤;D項(xiàng),容器中比容器中溫度高,反應(yīng)速率快,正確。,4.(2015四川理綜,7,6分)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示: 已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確

44、的是() A.550 時(shí),若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動(dòng) B.650 時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0% C.T 時(shí),若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D.925 時(shí),用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總,答案BA項(xiàng),反應(yīng)容器為恒壓密閉容器,充入惰性氣體,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),v正、v逆均減小,平衡應(yīng)向右移動(dòng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),設(shè)起始時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1 mol,達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化了x mol,利用三段式: C(s)+CO2(g) 2CO(g) n始/mol 1 0 n轉(zhuǎn)化/mol x 2x n平/mol 1-x 2x 則

45、有100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的轉(zhuǎn)化率為100%=25.0%,正確;C項(xiàng),因?yàn)?是恒壓體系,T 達(dá)平衡時(shí),CO2、CO的體積分?jǐn)?shù)均為50%,故充入等體積的CO2和CO,平衡不移動(dòng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),Kp===23.04 p總,錯(cuò)誤。,5.(2015天津理綜,10,14分)FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請(qǐng)回答下列問題: (1)FeCl3凈水的原理是。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示) 。 (2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性Fe

46、Cl2廢液得到FeCl3。 若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.010-2 molL-1,c(Fe3+)=1.010-3 molL-1,c(Cl-)=5.310-2 molL-1,則該溶液的pH約為。 完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式: Cl+Fe2++ Cl-+Fe3++ (3)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3++H2O Fe(OH)2++H+K1 Fe(OH)2++H2O Fe(OH+H+K2 Fe(OH+H2O Fe(OH)3+H+K3,以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是。 通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為: xFe3

47、++yH2O Fex(OH+yH+ 欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))。 a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cld.加入NaHCO3 室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是。 (4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵以Fe(mgL-1)表示的最佳范圍約為mgL-1。,答案(1)Fe3+水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì)2Fe3++Fe 3Fe2+ (2)2166H+163H2O (3)K1K2K3bd調(diào)節(jié)溶液的pH (4)1820,解析(1)FeCl3凈水的原理是Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)

48、3膠體,Fe(OH)3膠體具有較強(qiáng)的吸附性,能吸附水中的懸浮雜質(zhì)使其沉降,從而起到凈水作用。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,將Fe氧化為Fe2+,其離子方程式為:2Fe3++Fe 3Fe2+。 (2)酸性FeCl2廢液中除存在Fe2+、Fe3+、Cl-外,還存在H+和OH-,由電荷守恒得:c(H+)+2c(Fe2+)+ 3c(Fe3+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(OH-)很小,可忽略不計(jì),故有c(H+)+22.010-2 molL-1+31.010-3 molL-15.310-2 molL-1,則c(H+)1.010-2 molL-1

49、,pH2。由可知溶液顯酸性,空缺的反應(yīng)物為H+,則空缺的生成物為H2O,由得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒可配平該離子方程式。 (3)離子分步水解時(shí),水解程度逐級(jí)減小,而水解平衡常數(shù)能夠表示水解程度的大小,K值越大,水解程度越大,故有K1K2K3。對(duì)于xFe3++yH2O Fex(OH+yH+,由于水解反應(yīng)吸熱,降 溫可使平衡逆向移動(dòng);加水稀釋,水解程度增大,平衡正向移動(dòng);加入NH4Cl,N水解使c(H+)增 大,平衡逆向移動(dòng);加入NaHCO3,HC結(jié)合H+使c(H+)減小,平衡正向移動(dòng),故選b、d。欲使FeCl3 溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵,應(yīng)使Fe3+的水解平衡正向移動(dòng),在FeCl3濃度一

50、定的條件下,適當(dāng)減小c(H+),即調(diào)節(jié)溶液的pH可達(dá)到這種效果。 (4)由題圖可以看出,投放聚合氯化鐵18 mgL-1時(shí),渾濁度的去除率最高;投放聚合氯化鐵20 mg L-1時(shí),還原性物質(zhì)的去除率最高,因此投放聚合氯化鐵的最佳范圍為1820 mgL-1。,6.(2014天津理綜,10,14分)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破,其反應(yīng)原理為: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1 一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)易流程圖如下: (1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式

51、: 。 (2)步驟中制氫氣原理如下: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H=+206.4 kJmol-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJmol-1,對(duì)于反應(yīng),一定可以提高平衡體系中H2百分含量,又能加快反應(yīng)速率的措施是。 a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑d.降低壓強(qiáng) 利用反應(yīng),將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng),得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為。 (3)圖1表示500 、60.0 MPa條件

52、下,原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù):。,(4)依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響,在圖2坐標(biāo)系中,畫出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開始,隨溫度不斷升高,NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。 (5)上述流程圖中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號(hào))。簡(jiǎn)述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:。,答案(1)2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S (2)a90% (3)14.5% (4) (5)對(duì)原料氣加壓;分離液氨后,未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)使用,解析(1)由題給反應(yīng)信息不難寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4HS+O2 2S+ 2NH3

53、H2O。 (2)增大水蒸氣濃度,平衡右移,但H2百分含量不一定提高;加入催化劑,對(duì)平衡無影響,不能提高H2百分含量;降低壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。 設(shè)達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化了x mol。 CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) n起始0.2 mol 0 mol 0.8 mol n平衡(0.2-x)mol x mol (0.8+x)mol (0.2-x)+x+(0.8+x)=1.18,x=0.18,CO=100%=90%。 (3)方法1:設(shè)達(dá)到平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)化了x mol。 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) n起始n mol 3n mol 0 n平衡(n-x) mol(

54、3n-3x)mol2x mol,100%=42%,x=0.592n 故N2體積分?jǐn)?shù)=100%=100%14.5%。 方法2:由N2、H2按13投料,N2與H2又按照13發(fā)生反應(yīng),故從反應(yīng)開始到反應(yīng)平衡,N2和H2之比始終為13。N2體積分?jǐn)?shù)=(1-42%)=14.5%。 (4)反應(yīng)初期,NH3從無到有,在未達(dá)到平衡前,NH3物質(zhì)的量是增大的,達(dá)到平衡后,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),NH3物質(zhì)的量逐漸減小,曲線見答案。 (5)通過熱交換器(步驟),加熱進(jìn)入合成塔的原料氣,同時(shí)冷卻從合成塔出來的平衡混合氣。提高原料總轉(zhuǎn)化率的方法有:對(duì)N2、H2加壓;將產(chǎn)物NH3液化分離,減小生成物濃度;將未反應(yīng)的N2

55、、H2循環(huán)使用。,考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)及與化學(xué)平衡有關(guān)的計(jì)算 1.(2018江蘇單科,15,4分)一定溫度下,在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:,下列說法正確的是() A.v1K3,p22p3 C.v13(SO2) D.c22c3,2(SO3)+3(SO2)<1,答案CD本題考查影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素。容器1和容器2反應(yīng)溫度相同,容器2達(dá)到的平衡相當(dāng)于在容器1達(dá)到的平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡后,v12c1。容器1和容器3起始量相同,容器3的反應(yīng)溫度高于容器1,v1K3,1(SO2) 3(SO

56、2)。容器2和容器3比較,加入4 mol SO3相當(dāng)于加入4 mol SO2和2 mol O2,容器2的“起始量”為容器3的2倍,容器3的反應(yīng)溫度高于容器2,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),容器3內(nèi)分子數(shù)增多,所以p22c3。假設(shè)容器3的起始量為4 mol SO2、2 mol O2,極值轉(zhuǎn)化后與容器2的起始量相同,且假設(shè)容器3中的反應(yīng)溫度也為700 K,則有2(SO3)+3(SO2)=1,現(xiàn)將容器3的物質(zhì)的量減半,溫度升高至800 K,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),3(SO2)減小,所以2(SO3)+3(SO2)<1。綜上所述,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C、D項(xiàng)正確。,方法歸納若同一可逆反應(yīng)在不同的溫度下進(jìn)行,且投入的反應(yīng)物

57、起始量不同時(shí),要學(xué)會(huì)利用等效平衡思想“建?！?找相同的平衡狀態(tài),在相同基礎(chǔ)上,改變起始量,改變溫度,得出相應(yīng)的結(jié)論。,2.(2016四川理綜,6,6分)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g)。設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所 示。下列說法正確的是() A.該反應(yīng)的焓變H0 B.圖中Z的大小為a3b C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3 D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后(CH4)減小,答案AA項(xiàng),根據(jù)圖像可知,溫度升高,(CH4)減小,說明平衡右移,則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的焓變

58、H0,故正確;B項(xiàng),溫度一定時(shí),Z增大,平衡右移,(CH4)減小,則a 3,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),加壓后X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡左移,(CH4)增大,故錯(cuò)誤。,規(guī)律方法解平衡圖像題時(shí),一定要兼顧文字和圖像信息,以勒夏特列原理為核心作出判斷。,3.(2015天津理綜,6,6分)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng): X(g)+mY(g) 3Z(g) 平衡時(shí),X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是() A.m=2 B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C.X與Y的平

59、衡轉(zhuǎn)化率之比為11 D.第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4 molL-1,答案D在2 L的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,即平衡時(shí),n(X)n(Y)n(Z)=30%60%10%=361。設(shè)第一次平衡時(shí)X消耗的物質(zhì)的量為x,則 X(g)+mY(g) 3Z(g) 初始1 mol 2 mol 0 轉(zhuǎn)化x mx 3x 平衡1 mol-x2 mol-mx3x 則(1 mol-x)(2 mol-mx)3x=361,解得x=0.1 mol、m=2,由此可得,A項(xiàng)、C項(xiàng)正確。同理可得第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.2 molL-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡

60、反應(yīng)溫度相同,故平衡常數(shù)相同,B項(xiàng)正確。,4.(2015重慶理綜,7,6分)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)K=0.1 反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是() A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大 C.反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,答案C由題中信息可列三段式: CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 起始

61、:10 molx mol 00 轉(zhuǎn)化:2 mol2 mol2 mol2 mol 平衡:8 mol (x-2) mol 2 mol2 mol 設(shè)容器體積為V L,由K=0.1可得K===0.1,解得x=7,C項(xiàng)正確。,5.(2016四川理綜,11,16分)資源的高效利用對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案,制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其簡(jiǎn)化流程如下: 已知:Ca5(PO4)3F在950 不分解; 4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C 2CaF2+3

62、0CO+18CaSiO3+3P4 請(qǐng)回答下列問題: (1)950 煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是。 (2)實(shí)驗(yàn)室過濾所需的玻璃儀器是。 (3)NH4NO3溶液能從磷礦中浸取出Ca2+的原因是 。 (4)在浸取液中通入NH3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。,(5)工業(yè)上常用磷精礦Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25 ,101 kPa時(shí): CaO(s)+H2SO4(l) CaSO4(s)+H2O(l)H=-271 kJ/mol 5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g) Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)H=-937 kJ/mol 則Ca5(PO

63、4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是。 (6)在一定條件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),當(dāng)CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為15, 達(dá)平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對(duì)分子質(zhì)量為504)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的磷尾礦, 在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉(zhuǎn)化為P4,將產(chǎn)生的CO與H2O(g)按起始物質(zhì)的量之比13混合,則在相同條件下達(dá)平衡時(shí)能產(chǎn)生H2kg。,答案(16分)(1)CO2 (2)漏斗、燒杯、玻璃棒 (3)N水解使溶液呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應(yīng)生成Ca2+ (4)MgSO4+2NH3+2H2O Mg(OH)2+(NH

64、4)2SO4 (5)Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l) 5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)H=-418 kJ/mol (6),解析(1)由于Ca5(PO4)3F在950 不分解,所以950 煅燒磷尾礦時(shí),只有CaCO3MgCO3分解生成了CO2。 (2)實(shí)驗(yàn)室過濾所用的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒。 (3)CaO和Ca(OH)2可溶于酸性溶液,故用NH4NO3溶液浸取主要利用了N水解使溶液呈酸性 的性質(zhì)。 (4)在浸取液中通入NH3使溶液呈堿性,可使Mg2+轉(zhuǎn)化為難溶的Mg(OH)2。 (5)將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、,根據(jù)蓋斯定律,5-可推出Ca5(PO4)3

65、F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式。 (6)依據(jù)“三段式”可求得該條件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為1。 由得失電子守恒可得,產(chǎn)生的CO的物質(zhì)的量是 mol。 設(shè)平衡后可產(chǎn)生x kg H2,則: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始物質(zhì)的量/mol0 0 轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol500 x 500 x 500 x500 x,平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol-500 x-500 x500 x500 x 由于K=1,所以(-500 x)(-500 x)=(500 x)2, 解得x=。,6.(2016浙江理綜,28,15分)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能

66、源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7 kJmol-1 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)H2 某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為12.2,在相同壓強(qiáng)下,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):,【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比 已知:CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1 H2O(l) H2O(g)H3=+44.0 kJmol-1 請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)H的影響): (1)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;反應(yīng)的H2=kJmol-1。 (2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。 A.使用催化劑Cat.1 B.使用催化劑Cat.2 C.降低反應(yīng)溫度 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 E.增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化