- 化学反应速率和化学平衡
- 共523题
8.如图所示，利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C，若A为SO2，B为O2，则负极的电极反应式为：_______________；
9.有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2
已知：CO2（g）＋3H2（g）
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：____________________________；
10.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)
①实验2条件下平衡常数K= ________，该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol，则此时
V逆 V正（填“<” ，“>” ，“=”）。
④判断该反应达到平衡的依据是________。A．CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等B．容器内气体压强保持不变C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
正确答案
（1）SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42- （2分）
解析
SO2在负极失去电子转化为SO42-，故其电极反应为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
考查方向
本题考查原电池原理
解题思路
SO2在负极失去电子转化为SO42-，根据电极反应式的书写方法来回答
易错点
根据化合价的变化分析得失电子，对应原电池中的两极反应
教师点评
本题考查原电池原理，是电化学中的重点内容，是高考中的重要考查点，题目难度中等，原电池原理的知识与氧化还原反应的知识交织在一起
正确答案
（2）CH3OH（l）＋3/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O ΔH＝－（3/2b＋2c－a－d）kJ·mol－1 （2分）
解析
应用盖斯定律解题，△H=-△H1-△H2+
考查方向
本题考查热反应方程式的计算
解题思路
应用盖斯定律解题，始终抓住目标反应和已知反应之间的关系应用数学知识来解
易错点
盖斯定理的计算应用中，注意对方程式做适当的调整
教师点评
本题考查热反应方程式的计算，注意盖斯定理的应用，题目难度中等
正确答案
(3) ①1/6（或0.17） （2分） ΔH<0 （2分） ② >1 （2分） ③ > （2分）④ A
解析
①实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数
②在反应中当反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，各反应物的转化率相等，某一种反应物越多，其转化率越低，而另一种反应物的转化率则越高，所以要使CO的转化率大于水蒸气，则
③900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol时，浓度商Qc=1＞0.17=K，所以此时平衡要逆向移动，故V正＜V逆
④A．CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等，证明正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确；
B．反应前后气体系数和相等，容器内气体压强始终保持不变，所以压强不变的状态不一定平衡，故错误；
C．CO、H2O、CO2、H2的浓度相等，可能平衡也可能不平衡，故错误；
D．容器中气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量和物质的量都不变化，所以容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间而变化，此时的状态不一定是平衡状态，故错误．
考查方向
本题考查化学平衡计算、化学平衡影响因素、化学平衡状态的判定等
解题思路
①第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；利用三段式计算平衡时，各组分的物质的量，该反应是气体体积不变的反应，故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数；
②在反应中当反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，各反应物的转化率相等，某一种反应物越多，其转化率越低，而另一种反应物的转化率则越高，据此答题；
③根据浓度商Qc与平衡常数K的大小，判断反应进行的方向，进而确定正逆反应的速率；
④当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，根据密度和平均相对分子质量的公式进行分析解答该题
易错点
平衡移动后转化率的计算，结合三段式的计算格式进行分析
教师点评
本题考查化学平衡计算、化学平衡影响因素、化学平衡状态的判定等，是高考中的重点考查内容，侧重考查学生对数据的分析及计算能力，注意对知识的理解与掌握，题目难度中等
13．在某温度时，将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中，溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
A、如果n=1，当体积为10ml时两者恰好完全反应生成氯化铵，是强酸弱碱盐水解呈碱性，所以n＞1，故A错误；
B、b点溶液温度最高，说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵，铵根离子水解促进了水的电离，则a、d两点都抑制了水的电离，则b点水的电离程度最大；由于d点混合液的pH不知，则无法判断a、d两点水的电离程度大小，故B错误；
C、c点溶液呈中性，所以c（H+）=c（OH-），由电荷守恒分析c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），所以c（NH4+）=c（Cl-）=0.05mol/L，故C错误；
D．根据图象可知，25℃时溶液的pH=7，则：c（H+）=c（OH-）=10-7 mol•L-1，c（NH4+）=c（Cl-）=0.5mol/L，根据物料守恒可知：c（NH3•H2O）+ c（NH4+）=0.5n,所以c（NH3•H2O）=（0.5n-0.5）mol/L，则25℃时NH4Cl水解常数为：
，故D正确
考查方向
本题考查了酸碱混合的定性判断及离子浓度大小比较
解题思路
A、如果n=1，当体积为10ml时两者恰好完全反应生成氯化铵，是强酸弱碱盐水解呈碱性；
B、b点时溶液温度最高，说明氨水与盐酸恰好反应，则b点溶质为氯化铵，铵根离子促进了水的电离，则此时水的电离程度最大；由于d点溶液pH未知，则无法判断a、d两点水的电离程度大小；
C、c点溶液呈中性，所以c（H+）=c（OH-），由电荷守恒分析解答；
D、25℃时溶液的pH=7，则c（H+）=c（OH-）=10-7 mol•L-1，c（NH4+）=c（Cl-）=0.05mol/L，根据物料守恒可知：c（NH3•H2O）=（0.5n-0.05）mol/L，然后结合铵根离子的水解平衡常数表达式计算
易错点
B项电离程度的比较
教师点评
本题考查了酸碱混合的定性判断及离子浓度大小比较, 在近几年的各省高考题中出现的频率较高，常与盐类水解、弱电解质电离、pH计算等知识交汇命题
知识点
一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
ACO2(g)＋2NH3(g) 
BCO2(g)＋H2(g) 
CCH3CH2OH(g)
D2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)
正确答案
解析
本题考查化学平衡知识，通过分析图象确定可能对应的反应，观察图象可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2.升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。
知识点
已知分解lmolH2O2放出热量98 kJ.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
正确答案
解析
略
知识点
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氯生成速率的原因是
（3）实验室中现在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4产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈 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。但当加入的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 。
正确答案
（1）
（2）
（3）
（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
（5）①30 10 17.5
②灰黑 暗红
③当加入一定量的
解析
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu和Zn+H2SO4==ZnSO4+H2。
（2）由于生成了铜，因此已经构成了Zn—Cu原电池，这样便加快了氢气产生的速率。
（3）根据金属活动性顺序表，能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4。
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增大锌粒的表面积等。
（5）①因为生成相同体积的气体，而金属Zn是过量的，则4mol/L H2SO4的体积应相同，所以V1=V2=V3=V4=V5=30mL。又由F可知，溶液的总体积为V5+20 =30+20 =50 mL，因此V6=50 mL－10 mL－30=10 mL；V9=50 mL－2.5 mL－30 mL=17.5 mL。
②由于A中未加入饱和CuSO4溶液，则实验A中的金属呈灰黑色；而E中加入了10 mL的饱和CuSO4溶液，与金属Zn发生了反应生成了单质Cu并沉积在Zn的表面，故实验E中的金属呈暗红色。
③当加入少量CuSO4溶液时，由于构成了Zn—Cu原电池，因而生成氢气的速率会大大提高。当加入一定量的CuSO4后，生成的单质铜会沉积在Zn的表面降低了Zn与溶液接触的表面，使得氢气生成速率反而下降。
知识点
捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
请回答下列问题：
（1）△H1与△H2、△H3之间的关系是：△H3＝ 。
（2）为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①△H3 0(填“＞”、“=”或“＜”)。
②在T1-T2及T4- T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是 。
③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。
（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有 （写出2个）。
（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是
aNH4Cl
bNa2CO3
cHOCH2CH2OH
dHOCH2CH2NH2
正确答案
见解析。
解析
（1）2△H2—△H1
（2）①＜
②T1-T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度的升而提高。T4- T5区间，化学反应已到达平衡，由于正反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2的捕获。
③
（3）降低温度；增加CO2浓度(或压强)
（4）BD
知识点
某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH3CH=CH2+CO+H2
CO的制备原理：HCOOH
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯，写出化学反应方程式：_________，_________。
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是_________，_________。c和d中盛装的试剂分别是_________，_________。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是_________；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_________（填序号）。
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是_________。
a.低温、高压、催化剂 b.适当的温度、高压、催化剂
c.常温、常压、催化剂 d.适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）
粗品
试剂1为_________，操作1为_________，操作2为_________，操作3为_________。
正确答案
（1）Zn+2HCl
（2）恒压；防倒吸；NaOH溶液；浓H2SO4；分液漏斗、蒸馏烧瓶；
（3）④⑤①②③（或④⑤①③②）
（4）b
（5）饱和NaHSO3溶液；过滤；萃取；蒸馏
解析
（1）实验室用锌粒和稀盐酸制备氢气；用2-丙醇和浓硫酸共热，消去反应制备丙烯；
（2）在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H2O，试剂选用浓硫酸；若用题给装置制备H2，则不需要酒精灯，必须得是反应容器和滴加盐酸的仪器，氢气用向下排空气法收集，注意导气管伸入底部；
（3）检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO4检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO2，并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2；然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯，特别注意不能用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫；
（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，选b；（5）由操作1后得到“滤液”和信息①可知，试剂1应为NaHSO3饱和溶液，操作为过滤；加入乙醚时1-丁醇易溶解于其中，故操作2为萃取分液；根据两种有机物沸点的不同，操作3应为蒸馏。
知识点
下列描述违背化学原理的是
A“冰，水为之，而寒于水”，说明相同质量的水和冰，水的能量高
B可逆反应A（g）＋3B（g）
CSO2的催化氧化生成SO3，是一个放热的反应，升高温度，反应速率加快
D电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑
正确答案
解析
略。
知识点
据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g)
正确答案
解析
略
知识点
地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
（1）实验前：①先用0.1mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是_________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入_________（写化学式）。
（2）上图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式_________。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是_________。
（3）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的pH；
假设二：_____________；
假设三：_____________；
……
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO3 -浓度可用离子色谱仪测定）
正确答案
（1）除去铁表面的氧化膜；NO
（2）4Fe+10H++NO3-=Fe2++NH4++3H2O；硝酸根离子在酸性环境下氧化氮氧化物
（3）溶液的温度；使用催化剂
（4）将两份相同的KNO3溶液的pH分别调至2.5和3.5，分别加入等量且足量Fe粉，等反应完成后，用离子色谱仪分别测定溶液中NO3-浓度，如果前者NO3-浓度低，说明酸性越强脱氮速率越快。
解析
略。
知识点
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