浙江省2019年高考化学反应速率和化学平衡专题特训

1浙江省2019年高考化学选考——化学反应速率和化学平衡郑亚龙整理2018-11-19【考点解读】平衡理论作为一个相对独立的知识体系是高考中的必考考点，而化学平衡又是三大平衡体系(化学平衡、电离平衡、沉淀溶解平衡)之首，在高考中占有相当重要的地位。这类题目难度较大，综合性强、贴近生产生活、具有良好的区分度，选拔功能强。【解题策略】熟悉化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。理解催化剂对可逆反应速率影响的本质（能用过渡态理论解释）。理解化学平衡建立的过程和化学平衡常数、转化率、产率对化学反应的重大意义。并能够利用化学平衡常数Kc、Kp、Kx进行简单的计算或解析。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响（会用平衡移动原理解释）。重视化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【命题热点突破一】化学反应速率及其影响因素1．外界条件对化学反应速率的影响(1)纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化，故影响反应速率。(2)固体、液体物质，由于压强改变时对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变，压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。(3)升高温度，不论吸热还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。(4)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。――→引起――→引起――→引起②恒温时，对于恒容密闭容器：a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。――→引起b．充入“惰性”气体总压强增大反应物浓度未改变―→反应速率不变。――→引起――→引起③恒温恒压时充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。――→引起――→引起――→引起【命题热点突破二】化学平衡状态的判断及化学平衡移动1．化学平衡的移动(1)分析化学平衡是否移动的一般思路——比较同一物质的正逆化学反应速率的相对大小。2(2)化学平衡移动原理——勒夏特列原理解读原理内容：外界条件对化学平衡的影响可概括为一句话：若改变影响平衡的一个条件，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。原理解读：①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增加反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动；增压平衡向气体物质的物质的量减小的方向移动。②化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的变化，更不能超过外界条件的变化。③惰性气体对化学平衡的影响【命题热点突破三】化学平衡的有关计算1.(1)可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时，反应物和生成物共存，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量。(2)“一边倒”原则可逆反应，在条件相同时(如等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容)可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)①起始量ab0平衡态Ⅰ②起始量00c平衡态Ⅱ③起始量xyz平衡态Ⅲ为了使平衡Ⅰ=平衡Ⅱ=平衡Ⅲ，根据“一边倒”原则，即可得：x+a/cz=a得x/a+z/c=1；y+b/cz=b得3y/b+z/c=1。2．平衡转化率含义：平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。达平衡时，某一反应物的转换率(%)＝×100%反应物的消耗浓度mol/L反应物的起始浓度mol/L＝×100%反应物的消耗量mol反应物的起始量mol＝×100%气体消耗的体积L或mL气体起始的体积L或mL【命题热点突破四】反应速率、化学平衡移动与图像4总结：①只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v′正=v′逆v正=v逆；只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v″正＝v″逆v正＝v逆。②只要是浓度改变，一个速率一定是在原平衡的基础上改变；两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。③加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不移动。【真题解读】1.[2018全国卷Ⅲ-28]三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式。（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol−153SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=−30kJ·mol−1则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol−1。（3）对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α=%。平衡常数K343K=(保留2位小数)。②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。③比较a、b处反应速率大小：υa________υb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率υ=υ正−υ逆=k正x2(SiHCl3)−k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处v正/v逆=__________(保留1位小数)。Ⅱ—化学平衡及勒夏特列原理化学反应进行的方向2.[2018江苏卷-13]根据下列图示所得出的结论不正确的是A.图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH0B.图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2)随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C.图丙是室温下用0.1000mol·L−1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸D.图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2+)与c(SO42−)的关系曲线，说明溶液中c(SO42−)越大c(Ba2+)越小3.[2018全国卷Ⅱ-27]CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol−1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol−1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol−1该催化重整反应的ΔH=kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是___（填标号）。6A．高温低压B．低温高压C．高温高压D．低温低压某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L−2。（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应：CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol−1)75172催化剂X3391活化能/(kJ·mol−1)催化剂Y4372①由上表判断，催化剂XY（填“优于”或“劣于”），理由是。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标号）。A．K积、K消均增加B．v积减小，v消增加C．K积减小，K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。Ⅲ—速率、平衡图像4.[2018北京卷-8]我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C―C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率5.[2018北京卷-27]近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：7（1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：。（2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2p1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是。（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。i．SO2+4I－+4H+=S↓+2I2+2H2Oii．I2+2H2O+_________=_________+_______+2I－（4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中）序号ABCD试剂组成0.4mol·L－1KIamol·L－1KI0.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1KI0.0002molI2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快①B是A的对比实验，则a=__________。②比较A、B、C，可得出的结论是______________________。③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：________________。Ⅳ—化学平衡、平衡常数计算6.[2018天津卷-5]室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH+HBrC2H5Br+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【考点】影响化学平衡的因素、转化率。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.若反应物增大至2mol，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7.[2018全国卷Ⅰ-28](15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：⑴1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式8为。⑵F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了250C时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)