- 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
向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
正确答案
解析
图像为从反应开始以后正反应速率的变化曲线，c点正反应速率达到最大值后开始减小，一定未达平衡，速率变化的过程不是平衡状态，A错；a点到b点正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，反应物浓度：a点大于b点，B错；从a点到c点，为什么反应物的浓度是减小的，而速率在增加，因为该容器是绝热恒容密闭容器，只有反应是放热的，放出的热量在绝热容器中使反应物的温度升高，温度对反应速率的影响程度大，反应速率加快；c点后反应仍放热，但此时浓度减小对反应速率的影响增大，正反应速率随反应物浓度的减小而减小；依次反应是放热的，反应物的总能量高于生成物的总能量，则C错；a-b段的反应速率小于b-c段的，故相等的时间内，b-c段转化的SO2多，故D正确。
知识点
甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷.氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：
回答下列问题：
（1）反应CO(g)＋H2O(g)
（2）在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率（填大于.小于或等于）。
（3）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数（记作KP），则反应CH4(g)＋H2O(g)
随着温度的升高，该平衡常数 （填“增大”.“减小”或“不变”）。
（4）从能量阶段分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
（5）在某一给定进料比的情况下，温度.压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：
①若要达到H2物质的量分数>65%.CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是 。
（a）600℃，0.9Mpa
（b）700℃，0.9MPa
（c）800℃，1.5Mpa
（d）1000℃，1.5MPa
②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间（从常温进料开始计时）
的变化趋势示意图：
（6）如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是 。
正确答案
见解析。
解析
（1）根据盖斯定律，由蒸汽重整的两个反应不难得出该反应的△H=-41.2kJ/mol
（2）由于甲烷氧化的活化能低于蒸汽重整的活化能，所以蒸汽重整速率小于甲烷氧化速率。
（3）Kp=
（4）由于放热的甲烷氧化产生的热量可以供给吸热的蒸汽重整，提高了能源的利用率。
（5）简单读图，条件B同时符合“H2物质的量分数>65%.CO的物质的量分数<10%”；
作图的关键是找准零时刻起点位置，反应过程中的变化趋势以及平衡以后的终点位置，氢气不是原料气，即开始时刻氢气含量为0，由图中可以读出600℃，0.1Mpa条件下，平衡系统中H2物质的量分数为70%，因此不难作图如下：
（6）甲烷氧化程度过高，氢气会和氧气反应。
知识点
在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)
A
B
C
D
正确答案
解析
略
知识点
在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如题7图所示。下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
27．运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g)
①2SO2(g)+O2(g)
②一定条件下，将SO2与
a．体系的密度不发生变化
b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d．单位时间内转移4 mol 电子，同时消耗2 mol SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 
图1 图2 图3
①该反应的平衡常数表达式为_________，升高温度，平衡常数 _____（填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= _______，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为_____________
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是_____ 点，温度T1 ________ T2（填“>”或“=”或“<”）
（3）若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈 ______性，所得溶液中c（H+）－ c（OH－）=_________________（已知：H2SO3：Ka1=1.7×10－2，Ka2=6.0×10－8，NH3·H2O：Kb=1.8×10－5）
正确答案
（1）①< ② be
（2）①k=c2(NH3)/{c(N2)×c3(H2)} 减小
②0.045mol/(L·min) d
③c <
（3）酸性 c(HSO3－) + 2c(SO32－)—c(NH4+)或c(SO32－) + c(NH3·H2O)—c(H2SO3)
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
10．能够充分说明在恒温下的密闭恒容容器中反应：2SO2＋O2
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
12．一定温度下，lmol X和n mol Y在锌积为2L的密闭容器中发生如下反应：
X（g）+Y（g）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
28．甲醇是重要的化工原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。甲醇制
备的相关信息如下表：
（1）反应②是____反应（选填“吸热”“放热”）。
（2）据上表信息推导出
500℃时测得反应③在某时刻，
别为0 8、0.1、0 3、0 15，此时
（3）若某温度下反应①从开始到平衡CO和CH3OH的浓度变化如图一所示，则用H2浓度变
化表示此段时间内该反应的平均速.v(H2)
若某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图二所示，则平衡
状态由A变到B时，平衡常数
（4）一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生反应②，可判断该反应已经达到平衡的
是____。（用相应字母表示）
A．容器中总压强不变
B．混台气体的平均摩尔质量不变
C．混合气体的密度不变
D．CO2(g)或CO(g)的浓度不变
（5）-定条件下甲醇与一氧化碳反应可合成醋酸。室温下，将a mol/L醋酸溶液与bmol/L
NaOH溶液等体积混合。若溶液显中性，则a_________一b（选填“>…<”“=一）。
若c(Na＋)<c(CH3COO－)，则溶液显____性（选填“酸”“碱…中”）。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
14．（9分）在容积为2L的密闭容器中，进行反应：A（g）+2B（g）C（g）+D（g）
在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的
关系如图所示。试回答下列问题：
（1）800℃时，0—5min内，以B的浓度变化表示的平均反应速率为 （ ）。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 （ ） 。
a．容器中压强不变
b．混合气体中c（A）不变
c．2v正（B）=v逆（D）
d．A、B、C、D四者共存
（3）该反应的正反应为（ ）反应（填吸热或放热）；判断的理由是（ ）。
（4）若最初加入1．0molA和2．2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K（要求有计算过程）。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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