高三化學(xué)（第01期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題17 化學(xué)基本理論二（化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡）（含解析）

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專題17 化學(xué)基本理論二（化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡）1.【2016屆天津市河西區(qū)一?！浚?4分）氮及其化合物在科技、社會(huì)生活中有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。（1）已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H=- 67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g) =N2(g)+2H2O(g) H= - 534.0 kJ/mol 2NO2(g) N2O4(g) H=- 52.7 kJ/mol火箭常用N2O4作氧化劑，肼(N2H4)作燃料，請(qǐng)寫(xiě)出氣態(tài)肼在氣態(tài)N2O4中燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式：_。（2）氮的氧化物間的平衡轉(zhuǎn)化如下圖所示：A是恒溫恒容的容器，B是耐腐蝕、易導(dǎo)熱、容積可變的密閉透明氣囊。關(guān)閉K2，將各l mol NO2通過(guò)Kl、K3分別充入A、B中，反應(yīng)起始時(shí)A、B的體積相同均為aL?？捎糜谂袛郆中可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)已經(jīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（寫(xiě)出一項(xiàng)）_。容器A中到達(dá)平衡所需時(shí)間3s，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率V(N2O4)=_；平衡常數(shù)的值K=_。若此時(shí)打開(kāi)K2，平衡后B容器的體積縮至0.3a L，則打開(kāi)K2之前，氣球B體積為_(kāi)L。若原平衡后在A容器中再充入0.6mol N2O4，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)（填寫(xiě)“變大”、“變小”或“不變”）_。（3）以N2、H2為電極反應(yīng)物、HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液，使用新型電極材料，可制造出一種既能提供電能，又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池，原理如下圖所示：該燃料電池的負(fù)極為（填“a或“b）_。電池正極反應(yīng)式為_(kāi)?！敬鸢浮浚?4分）（1）2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) H= - 947.6kJ/mol(3分)（2）B的體積不再減小或氣體顏色不再變淺（或不再變化）（1分） 1/(15a)mol/(Ls)(2分)；5a/9 (2分)；0.65a (2分)；變小（1分）（3）b(1分) N2+8H+6e-=2NH4+(2分)【解析】考點(diǎn)：考查蓋斯定律的的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理的應(yīng)用及原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。2.【2016屆湖南六校聯(lián)考】 (l5分）自從1902年德國(guó)化學(xué)家哈伯研究出合成氨的方法以來(lái)，氮的固定的相關(guān)研究獲得了不斷的發(fā)展。(1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮的部分平衡常數(shù)K值。分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于_（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。2260時(shí)，向2L密閉容器中充入0.3molN2和0.3molO2，模擬大氣固氮反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率是 （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（2）工業(yè)固氮的主要形式是：N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g) HbaN點(diǎn)時(shí)c（NH3）=0.2mol/L,N點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)K= （結(jié)果保留兩位小數(shù)）。（3）合成氨原料氣中的氫氣可用天然氣（主要成分為CH4）在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)制得，反應(yīng)中每生成2 mol CO2吸收316kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ，該方法制得的原料氣中主要雜質(zhì)是CO2，若用K2CO3溶液吸收，該反應(yīng)的離子方程式是 。（4）合成氨工業(yè)中含氨廢水的處理方法之一是電化學(xué)氧化法，將含氨的堿性廢水通入電解系統(tǒng)后，在陽(yáng)極上氨被氧化成氮?dú)舛摮?，?yáng)極的電極反應(yīng)式為 。【答案】(共15分，其中第一空1分。其余的每空2分)（1）吸熱；33.3% ；（2）200；A； 0.93；（3） CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）H=158KJ/mol ； CO32一CO2+H2O=2HCO3- ；（4）2NH3-6e一6OH=N2+6H2O?！窘馕觥科鹗?a 3a 0轉(zhuǎn)化 ab 3ab 2ab平衡 a-ab 3a-3ab 2ab根據(jù)題意可得2ab (aab+3a3ab+2ab)20%；2ab0.2，所以a=0.3，b=1/3，所以平衡常數(shù)K= (2ab)2(aab)(3a3ab)3=25/27=0.93； （3）在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)制得氫氣，同時(shí)產(chǎn)生CO2，反應(yīng)中每生成2 mol CO2吸收316kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g）H=158KJ/mol；該方法制得的原料氣中主要雜質(zhì)是CO2，若用K2CO3溶液吸收，K2CO3、CO2、H2O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生KHCO3，該反應(yīng)的離子方程式是CO32一CO2+H2O=2HCO3- ；（4）合成氨工業(yè)中含氨廢水的處理方法之一是電化學(xué)氧化法，將含氨的堿性廢水通入電解系統(tǒng)后，在陽(yáng)極上氨被氧化成氮?dú)舛摮?，?yáng)極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e一6OH=N2+6H2O?？键c(diǎn)：考查反應(yīng)熱的判斷、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。3【2016屆北京朝陽(yáng)一模】（12 分）氫能是理想的清潔能源，資源豐富。以太陽(yáng)能為熱源分解 Fe3O4 ，經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2 的過(guò)程如下：（1） 過(guò)程：將O2分離出去，目的是提高Fe3O4的。平衡常數(shù)K 隨溫度變化的關(guān)系是。在壓強(qiáng)p1下， Fe3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的(Fe3O4) T 曲線如圖 1 所示。若將壓強(qiáng)由p1增大到p2 ，在圖1 中畫(huà)出 p2 的(Fe3O4) T 曲線示意圖。（2） 過(guò)程的化學(xué)方程式是。（3） 其他條件不變時(shí)，過(guò)程在不同溫度下， H2O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化(H2 O) t曲線如圖2 所示。比較溫度T1 、T2 、T3的大小關(guān)系是，判斷依據(jù)是。（4） 科研人員研制出透氧膜(OTM) ，它允許電子、O2同時(shí)透過(guò)，可實(shí)現(xiàn)水連續(xù)分解制H2。工作時(shí)，CO、H 2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應(yīng)。工作原理示意圖如下：H2O在側(cè)反應(yīng)（填“ a ”或“ b ”)，在該側(cè)H2O 釋放出H2的反應(yīng)式是?！敬鸢浮浚?）轉(zhuǎn)化率。隨著溫度升高，平衡常數(shù)K變大。（2）3FeO+H2OFe3O4+H2；（3）T 1T2T3；初始?jí)簭?qiáng)相同，濃度相同，圖像斜率T 1T2T3，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則說(shuō)明T 1T2T3。 （4）a；H2O + 2e-=H2+O2-?！窘馕觥浚?） 過(guò)程的化學(xué)方程式是反應(yīng)物為FeO 和H2O，生成物為Fe3O4和H2。根據(jù)原子守恒，完成配平方程式可得3FeO+H2OFe3O4+H2；。（3）可以從圖像斜率看出速率大小。溫度與速率呈現(xiàn)正相關(guān)。由于斜率T 1T2T3，斜率越大，反應(yīng)速率越快，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率就越大，所以溫度高低關(guān)系是T 1T2T3 。（4）本實(shí)驗(yàn)利用水制取氫氣，H2O得電子生成H2和O2-，O2-通過(guò)OTM 進(jìn)入b 側(cè)，所以H2O在a 側(cè)，反應(yīng)方程為H2O + 2e-=H2+O2-?？键c(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。4.【2016屆河南省八市重點(diǎn)4月模擬】 (14分）氨分解產(chǎn)生的氫氣可作為燃料供給氫氧燃料電池，這是極具吸引力的燃料電池供氫方法。 (l）已知：1molH一H鍵、lmo1N一H鍵、1molNN 鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、39IkJ、946kJ的能量，則氨分解反應(yīng)2NH3(g) N2 (g) + 3H2(g)的焓變H 。(2）向體積均為2L的容器A和B中同時(shí)分別充入2molNH3（兩容器裝有催化劑）發(fā)生上述反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，A 保持溫度和容積不變；B 保持溫度和壓強(qiáng)不變。反應(yīng)2分鐘后，A容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.2倍，則2分鐘內(nèi)用氨氣表示的平均反應(yīng)速率為 mol/（L.min）。右圖為A容器中NH3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的(NH3）一t曲線，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出B容器中相應(yīng)（NH3）一t 曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由 。 （3）利用右圖實(shí)驗(yàn)裝置可以合成氨，鈀電極B 的電極反應(yīng)式為 。 (4）室溫時(shí)，將c mol/L HF溶液與0.01 mol/L NaOH 溶液等體積混合，反應(yīng)后溶液呈中性，則HF的電離常數(shù)K= （請(qǐng)用含c的代數(shù)式表示）.（5）肼（N2H4）的性質(zhì)類似于NH3 ，可與水反應(yīng)生成一種二元弱堿N2H42H2O，其水溶液顯示堿性的原因是 （用電離方程式表示）?！敬鸢浮浚?4分）（1）+92kJ/mol（2分）（2）0.1（2分） （2分） B容器體積增大，反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)較A小，反應(yīng)速率慢， 平衡正向移動(dòng)，NH3轉(zhuǎn)化率大（2分）（3）N2+6H+6e-=2NH3 （2分） ；（4）（2分）（5）N2H42H2O N2H5H2O+OH-（2分）?！窘馕觥咳萜髦邢鄳?yīng)（NH3）一t 曲線的示意圖；（3）根據(jù)圖示可知在鈀電極B上N2獲得電子，與H+結(jié)合形成NH3，反應(yīng)的電極式是N2+6H+6e-=2NH3；(4）室溫時(shí)，將c mol/L HF溶液與0.01 mol/L NaOH 溶液等體積混合，反應(yīng)后溶液呈中性，根據(jù)電荷守恒可得：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-)，由于溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，所以c(F-)=c(Na+)=0.005mol/L，c(HF)=(c-0.01)/2mol/L，則HF的電離常數(shù)K=；（5）肼（N2H4）的性質(zhì)類似于NH3 ，可與水反應(yīng)生成一種二元弱堿N2H42H2O，其水溶液顯示堿性的原因是N2H42H2O N2H5H2O+OH-?？键c(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響及弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)的計(jì)算和電離方程式的書(shū)寫(xiě)的知識(shí)。5.【2016屆唐山二?！浚?4分）目前人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、新能源開(kāi)發(fā)很重視。（1）汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g) H-1200 kJmol-1對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同（T2T1）、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是 （填代號(hào)）。（2）用活性炭還原法也可以處理氮氧化物，某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) H在T1時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的量濃度如下：時(shí)間/min濃度/(mol/L) 01020304050NO1.00.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1時(shí)，該反應(yīng)在0-20min的平均反應(yīng)速率v（CO2）= ；計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是 （填字母代號(hào)）。A加入一定量的活性炭 B通入一定量的NO C適當(dāng)縮小容器的體積 D加入合適的催化劑若30min后升高溫度至T2，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3，則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率 （填“升高”或“降低”），H 0（填“”或“”）.（3）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素化學(xué)式為CO(NH2)2。已知：2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s） H= -l59.5kJ/molNH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O（g） H= +116.5kJ/molH2O（l）=H2O（g） H=+44.0kJ/mol寫(xiě)出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。（4）一種氨燃料電池，使用的電解質(zhì)溶液是2mol/L的KOH溶液。電池反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O；請(qǐng)寫(xiě)出通入a氣體一極的電極反應(yīng)式為 ；每消耗3.4g NH3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ?！敬鸢浮浚?4分）（除標(biāo)明外每空2分）（1）乙（1分）；（2）0.015 molL1 min1 （1分）； 056 （或9/16）bc ；降低（1分）； O。常溫下，在2 L的密閉容器中通入4 mol CH4氣體和6 mol CO2氣體發(fā)生反應(yīng)，5min后達(dá)到平衡，測(cè)得CO氣體的濃度為0.1 molL-1。平衡時(shí)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)= molL-1min-1。在不改變反應(yīng)混合物用量的前提下，為了提高CH4氣體的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 。（3）電解飽和草酸溶液可以制得高檔香料乙醛酸(H2C2O3)，裝置如下圖1所示，寫(xiě)出復(fù)合膜電極的電極反應(yīng)式 。 （4）在K3Fe(C2O4)3溶液中存在：Fe(C2O4)33-Fe3+3C2O42-，常溫下，該溶液中Fe(C2O4)33-的濃度與溫度的關(guān)系如上圖2所示，則A點(diǎn)的c(Fe3+) B點(diǎn)的c(Fe3+) (填“”或“=”)；草酸是一種溫和的還原劑，其他條件不變，向K3Fe(C2O4)3溶液中加入少量KMnO4固體，F(xiàn)e3+的濃度 (填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】（14分）（1）K=c(H2O)c(CO)c(CO2)（ 1分）； AB（2分） （2）0.01（2分） 升高溫度或增大容器的體積（減小壓強(qiáng)）（2分） （3）H2C2O4+2H+2e=H2C2O3+H2O(3分 ) （4）（2分） ；增大（2分）【解析】（2） CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）HO起始（mol）4 6 0 0變化（mol）0.110.110.120.12 平衡（mol）3.95.9 0.120.12 平衡時(shí)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO2）=0.1/2/5=0.01molL-1min-1。反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，原電池和電解池的工作原理，反應(yīng)速率的定量表示方法，化學(xué)平衡的影響因素