1、专题八化学反应速率和化学平衡探考情 悟真题【考情探究】考点考纲内容考试要求5年考情预测热度考题示例难度关联考点化学反应速率(1)化学反应速率的概念、定量表示方法及其简单计算b2018浙江4月选考,22,2分中化学平衡状态的判断(2)影响化学反应速率的因素,控制反应条件在生产和科学研究中的作用b2019浙江4月选考,22,2分中油脂的水解(3)活化分子、活化能、有效碰撞的概念a(4)碰撞理论b2016浙江10月选考,30,10分难电解原理及其应用化学反应的方向与化学平衡(1)化学反应的限度b(2)化学平衡的概念、化学平衡状态的特征b2019浙江4月选考,17,2分中(3)化学平衡常数、反应物的转
2、化率b2017浙江4月选考,30,10分难反应条件的控制(4)化学平衡常数与反应限度、转化率的关系c(5)化学平衡移动的概念a(6)影响化学平衡移动的因素及平衡移动方向的判断b2017浙江11月选考,30,10分难化学反应中能量的变化(7)用化学平衡移动原理选择和确定合适的生产条件c2018浙江4月选考,30,10分难电解原理及其应用(8)自发反应的概念a(9)熵变的概念a(10)用熵变、焓变判断化学反应的方向c2016浙江10月选考,30,10分难碰撞理论,电解原理及其应用分析解读本专题通常以选择题的形式考查两个知识点:化学反应速率的简单计算及影响化学反应速率的因素;化学平衡状态的特征,难度
3、不大。加试题通常以填空题的形式与反应热、电化学、弱电解质的电离平衡等结合在一起进行考查,涉及的知识点有:化学反应方向的判断;根据表格中的数据计算反应速率或外界条件对反应速率的影响;结合图像考查平衡常数的相关计算及平衡移动原理的应用,试题综合性强,难度通常较大。预计今后本专题高考仍会结合图像、表格等综合考查反应速率和化学平衡。【真题探秘】破考点 练考向【考点集训】考点一化学反应速率1.(2020届舟山中学复习检测,5)一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)H0,若15 s内c(HI)由0.1 molL-1降到0.07 molL-1,则下列说法正确的是()A.01
4、5 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 molL-1s-1B.c(HI)由0.07 molL-1降到0.05 molL-1所需的反应时间小于10 sC.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快答案D2.(2020届金华一中单元检测,12)在50 mL过氧化氢溶液中加入1 g MnO2粉末,标准状况下放出气体的体积和反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是()A.标准状况下,实验放出一半气体所需的时间为1 minB.A、B、C、D各点反应速率中A点最慢,D点最快C.02 min内产生O2的平均反应速率为22.5 mLmin-1D.本实验
5、中影响反应速率的因素只有催化剂和H2O2的浓度答案D3.(2019金华永康一中单元检测,8)实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来加快反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的锌片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。反应瓶试剂甲乙丙丁4 molL-1稀硫酸/mL20V1V2V3饱和CuSO4溶液/mL02.5V410H2O/mLV5V680收集气体所需时间/st1t2t3t4下列说法正确的是() A.t1t2t3t4B.
6、V4=V5=10C.V6=7.5D.V1V2V30),某温度下,向2 L的密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:时间/s05001 0001 500n(N2O5)/mol10.07.05.05.0下列说法正确的是()A.在500 s内,N2O5分解速率为610-3 molL-1s-1B.在1 000 s时,反应恰好达到平衡C.在1 000 s内,反应吸收的热量为2.5Q kJD.在1 500 s时,N2O5的正反应速率等于NO2的逆反应速率答案C6.(2018天津理综,5,6分)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+
7、HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是() A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ,可缩短反应达到平衡的时间答案D7.(2019课标,28节选)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)
8、+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71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)=11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)+12Cl2(g)H1=83 kJmol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+1
9、2Cl2(g)H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJmol-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)答案(1)大于(0.42)2(0.42)2(1-0.84)4(1-0.21)c0O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低(2)-116(3)增加反应体系压强、及时除去产物【方法集训】方法1化学平衡状态的判断方法1.(2020届宁波余姚中学检测,6)在恒容密闭容器中,可以作为反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(
10、g)达到平衡状态标志的是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定混合气体的总压强保持恒定 A.B.C.D.答案A2.(2020届衢州二中单元测试,8)一定条件下,0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g)H=-a kJmol-1,下列说法正确的是()A.反应一段时间后,X与Y的物质的量之比仍为11B.达到平衡时,反应放出0.
11、1a kJ的热量C.达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,Z的正反应速率将不发生变化D.X的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡答案C3.(2019宁波镇海中学选考模拟,12)一定温度下,在2 L的密闭容器中发生反应:xA(g)+B(g) 2C(g)H1B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数C.温度为T1、=2时,Cl2的转化率为50%D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将增大答案C5.(2020届绍兴一中测试,15)一定条件下,向恒容密闭容器中充入一定量的NH3,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)达到平衡时,N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列
12、说法正确的是()A.a点时,NH3的转化率为25%B.达到平衡时,2v正(NH3)=3v逆(H2)C.b、c两点对应的平衡常数:KbKcD.压强:p1p2答案A6.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)HT2T3B.正反应速率:v(a)v(c)v(b)v(d)C.平衡常数:K(a)K(c)K(b)=K(d)D.平均摩尔质量:M(a)M(d)答案C【五年高考】A组自主命题浙江卷题组考点一化学反应速率1.(2019浙江4月选考,22,2分)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相
13、比,下列说法不正确的是()A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解答案D2.(2018浙江11月选考,22,2分)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-197.8 kJmol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为21,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表:温度/K压强/(10
14、5Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列说法不正确的是()A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案B3.(2017浙江4月选考,21,2分)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(molL-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。时
15、间水样0510152025(pH=2)0.400.280.190.130.100.09(pH=4)0.400.310.240.200.180.16(pH=4)0.200.150.120.090.070.05(pH=4,含Cu2+)0.200.090.050.030.010下列说法不正确的是()A.在020 min内, 中M的分解速率为0.015 molL-1min-1B.水样酸性越强,M的分解速率越快C.在025 min内,中M的分解百分率比大D.由于Cu2+存在,中M的分解速率比快答案D4.(2016浙江10月选考,21,2分)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度
16、的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是()A.25 时,在1030 min内,R的平均分解速率为 0.030 molL-1min-1B.对比30 和10 曲线,在50 min时,R的分解百分率相等C.对比30 和25 曲线,在050 min内,能说明R的平均分解速率随温度升高而增大D.对比30 和10 曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大答案D5.(2016浙江4月选考,18,2分)X(g)+3Y(g) 2Z(g)H=-a kJmol-1,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中,反应 10 min,测得Y的物质的
17、量为 2.4 mol。下列说法正确的是()A.10 min内,Y的平均反应速率为0.03 molL-1s-1B.第10 min时,X的反应速率为0.01 molL-1min-1C.10 min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol ZD.10 min内,X和Y反应放出的热量为a kJ答案C6.(2015浙江10月选考,20,2分)某温度时,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反应2 s后,NO的浓度减少了0.06 molL-1,则以O2表示该时段的化学反应速率是() A.0.03 molL-1s-1B.0.015 molL-1s-1C.0.12 molL-1s-1D.0.06 mo
18、lL-1s-1答案B考点二化学反应的方向与化学平衡7.(2019浙江4月选考,20,2分)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是()A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq)D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中CO32-浓度增大答案D8.(2018浙江11月选考,14,2分)已知X(g)+3Y(g) 2W(g)+M(g)H=-a
19、kJmol-1(a0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1 mol X(g)与1 mol Y(g),下列说法正确的是()A.充分反应后,放出热量为a kJB.当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为12C.当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡D.若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小答案C9.(2018浙江4月选考,22,2分)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:压强/(105 Pa)温度/NO达到所列转化率需要时间
20、/s50%90%98%1.030122502 83090255105 7608.0300.23.936900.67.974根据表中数据,下列说法正确的是()A.升高温度,反应速率加快B.增大压强,反应速率变慢C.在1.0105 Pa、90 条件下,当转化率为98%时反应已达平衡D.若进入反应塔的混合气体为a mol,反应速率以v=n/t表示,则在8.0105 Pa、30 条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mols-1答案D10.(2017浙江11月选考,16,2分)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1。起始反应物为N2和H
21、2,物质的量之比为13,且总物质的量不变,在不同压强和温度下,反应达到平衡时,体系中NH3 的物质的量分数如下表:温度物质的量分数压强400 450 500 600 20 MPa0.3870.2740.1890.08830 MPa0.4780.3590.2600.129下列说法正确的是()A.体系中NH3的物质的量分数越大,则正反应速率越大B.反应达到平衡时,N2和H2的转化率之比均为1C.反应达到平衡时,放出的热量均为92.4 kJD.600 、30 MPa下反应达到平衡时,生成NH3的物质的量最多答案B11.(2017浙江4月选考,12,2分)已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g)H=-a
22、 kJmol-1(a0)。下列说法不正确的是()A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 molB.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJD.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小答案D12.(2016浙江10月选考,12,2分)在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)H=-a kJmol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是()A.反应放出a kJ热量B.X和Y的物质的量之比为12C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率答案C13.(
23、2016浙江4月选考,12,2分)可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是()A.正反应速率等于逆反应速率B.反应物和生成物浓度不再发生变化C.反应体系中混合物的组成保持不变D.正、逆反应速率都为零答案D14.2018年是合成氨工业先驱哈伯(FHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:12N2(g)+ 32H2(g) NH3(g)H(298 K)=-46.2 kJmol-1在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)化学吸附:N2(g) 2N*;H2(g) 2H*表面反应:N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2*+H* NH3*脱附:NH3*
24、 NH3(g)其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。请回答:(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有。A.低温B.高温C.低压D.高压E.催化剂(2)标准平衡常数K=pNH3/p(pN2/p)0.5(pH2/p)1.5,其中p为标准压强(1105Pa),pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压,如pNH3=xNH3p,p为平衡总压,xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。N2和H2起始物质的量之比为13,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为,则K=(用含的最简式表示)。下图中可以示意标准平衡常数K随温度T变化趋势的是。(3)实际生产中,常用工艺条件
25、:Fe作催化剂,控制温度773 K,压强3.0107 Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为12.8。分析说明原料气中N2过量的理由。关于合成氨工艺的下列理解,正确的是。A.合成氨反应在不同温度下的H和S都小于零B.控制温度(773 K)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行E.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生(二)高铁酸钾(K2FeO
26、4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究K2FeO4的合成,其原理如图2所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4。图2(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式:。(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-):。答案(10分)(一)(1)AD(2)4(2-)33(1-)2A(3)原料气中N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率,N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率ADE(二)(1)2Fe3+3ClO-+10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3C
27、lO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O(2)Fe3+8OH-3e- FeO42-+4H2O或Fe(OH)3+5OH-3e- FeO42-+4H2O15.(2018浙江4月选考,30,10分)【加试题】(一)以四甲基氯化铵(CH3)4NCl水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH,装置如图1所示。(1)收集到(CH3)4NOH的区域是(填“a”“b”“c”或“d”)。图1(2)写出电池总反应。(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)H=-2.7 kJmol-1已知纯物质和相关恒
28、沸混合物的常压沸点如下表:纯物质沸点/恒沸混合物(质量分数)沸点/乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)70.4乙酸117.9乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)70.2请完成:(1)关于该反应,下列说法不合理的是。A.反应体系中硫酸有催化作用B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应的S等于零C.因为反应的H接近于零,所以温度变化对平衡转化率的影响大D.因为反应前后都是液态物质,所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化
29、学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y=;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。图2(3)工业上多采用乙酸过量的方法,将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110 左右发生酯化反应并回流,直到塔顶温度达到7071 ,开始从塔顶出料,控制乙酸过量的作用有 。(4)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法,下列推测合理的是。图3A.反应温度不宜超过300
30、 B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键答案(10分)(一)(1)d(1分)(2)2(CH3)4NCl+2H2O 2(CH3)4NOH+H2+Cl2(1分)(二)(1)BC(2分)(2)0.67或67%(1分)(2分)(3)提高乙醇转化率;有利于后续产物分离(1分)(4)ACD(2分)B组统一命题、省(区、市)卷题组考点一化学反应速率1.(2017江苏单科,10,2分)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A
31、.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大答案D2.(2016北京理综,8,6分)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是() A.抗氧化剂B.调味剂C.着色剂D.增稠剂答案A3.(2015福建理综,12,6分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b0B.图中
32、Z的大小为a3bC.图中X点对应的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)=3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小答案A6.(2019课标,28,14分)水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:(1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。根据上述实验结果判断,还原C
33、oO(s)为Co(s)的倾向是COH2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为(填标号)。A.0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=eV,写出该步骤的化学方程式。(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率
