2019-2020年高考化学一轮复习 第六单元 化学反应速率和化学平衡典题演示.docx

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2019-2020年高考化学一轮复习 第六单元 化学反应速率和化学平衡典题演示 (xx全国卷Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。 回答下列问题: (1)反应的ΔH　　　　(填“大于”或“小于”)0;100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示，在060 s时段，反应速率v(N2O4)为　　　　 molL-1s-1;反应的平衡常数K1为　　　　。 (2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。 ①T　　　　(填“大于”或“小于”)100 ℃，判断理由是　　　　　　　　　　　　　。 ②列式计算温度T时反应的平衡常数K2=　　　　。 (3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是　 　。 [答案]　(1)大于　0.001　0.36 (2)①大于　正反应方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 ②平衡时，c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 molL-1s-110 s2=0.160 molL-1 c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 molL-1s-110 s=0.02 molL-1 K2==1.28 (3)逆反应　对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动 [解析]　(1)根据题意结合反应N2O4(g)2NO2(g)知，随温度升高，混合气体的颜色变深，则二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动;根据温度对化学平衡的影响规律“当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动”知，该反应正反应方向为吸热反应，ΔH大于0。根据题给图像知，060 s时段，N2O4的物质的量浓度由0.100 molL-1降低为0.040 molL-1，物质的量浓度变化为0.060 molL-1，根据公式v=计算，v(N2O4)==0.001 molL-1s-1。分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120 molL-1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040 molL-1，结合反应N2O4(g)2NO2(g)知，K1===0.36。 (2)①根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低，即反应N2O4(g)2NO2(g)平衡向正反应方向移动，又该反应正反应为吸热反应，故改变的条件为升高温度，T大于100 ℃。 ②根据题意知，平衡时，c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 molL-1s-110 s2=0.160 molL-1， c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 molL-1s-110 s=0.02 molL-1， K2===1.28。 (3)根据题意知，反应达平衡后，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，根据压强对化学平衡的影响规律;当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质系数减小的方向移动知，反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡向逆反应方向移动。 (xx全国卷)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1] (1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 (2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为　　　　　　　，理由是　 。 (3)气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃，压强6.9 MPa，n(H2O)∶)=0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。 [答案]　(1)0.07 MPa-1 (2)p4>p3>p2>p1　反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高 (3)增大n(H2O)∶n(C2H4)的比值　及时把生成的乙醇液化分离 [解析]　(1)①A点乙烯的平衡转化率是20%。 根据反应:　　　CH2＝CH2+H2OC2H5OH 起始/mol: 1 1 0 转化/mol: 0.2 0.2 0.2 平衡/mol: 0.8 0.8 0.2 则平衡时乙烯的分压:p(C2H4)=7.85 MPa=3.488 9 MPa 水蒸气的分压:p(H2O)=7.85 MPa=3.488 9 MPa 乙醇的分压:p(C2H5OH)=7.85 MPa=0.872 2 MPa 则平衡常数Kp===0.07 MPa-1 (2)通过反应可以看出压强越大，乙烯的转化率越高，通过在300 ℃时转化率可得出:p4>p3>p2>p1。 (3)可以增大H2O的浓度，及时分离出生成的乙醇。 (xx浙江卷)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJmol-1(反应Ⅰ) CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)　 ΔH2=-175.6 kJmol-1(反应Ⅱ) 请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能自发进行的条件是　　　　　　　　。 (2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp=　　　　(用表达式表示)。 (3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是　　　　(填字母)。 (4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是　 。 (5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有　　　　(填字母)。 A. 向该反应体系中投入石灰石 B. 在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C. 提高CO的初始体积百分数 D. 提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。 图1 图2 [答案]　(1)高温 (2) (3)C (4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则标明两个反应同时发生 (5)ABC (6) [解析]　(1)由ΔG=ΔH-TΔS<0时自发，ΔH>0，则T要大，故应选择高温。 (2)根据固体的浓度为常数，则反应的平衡常数为Kp=。 (3)反应Ⅰ为吸热反应，产物的能量高于反应物，反应Ⅱ放热，产物的能量低于反应物，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，反应Ⅰ的活化能低。 (4)反应Ⅰ中生成二氧化硫，监测SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则标明两个反应同时发生。 (5)向该反应体系中投入石灰石，产生二氧化碳，使反应Ⅰ逆向进行，则降低反应体系中二氧化硫生成量，A正确;在合适的温度区间内控制较低的反应温度，由图可以看出最低温度的硫化钙的含量最高，B正确，D错误;由图可以看出提高CO的体积分数，可以提高硫化钙的含量，C正确。 (6)反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，故二氧化硫增加的快，反应到达平衡快;随着反应Ⅱ的进行，二氧化碳的浓度增大，使反应Ⅰ逆向移动。 (xx北京卷)NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。 (1)Ⅰ中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是　 。 (2)Ⅱ中，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如右图)。 ①比较p1、p2的大小关系:　　　　　　　　。 ②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是　　　　。 (3)Ⅲ中，降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。 ①已知:2NO2(g)N2O4(g)　　ΔH1 2NO2(g)N2O4(l) ΔH2 下列能量变化示意图正确的是　　　　(填字母)。 ②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 　　　　　　　　。 (4)Ⅳ中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是　　　　，说明理由:　 。 [答案]　(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)①p1ΔH2，由降低温度，将NO2转化为N2O4，可知该反应为放热反应，即0>ΔH1>ΔH2，即反应物2NO2(g)的总能量大于生成物N2O4(g)和N2O4(l)的总能量，且前者放出的热量小，故答案为A。 ②N2O4与氧气、水反应生成硝酸，根据质量守恒，可知化学方程式为2N2O4+O2+2H2O4HNO3。 (4)电解NO制备硝酸铵，阳极反应为NO-3e-+2H2ON+4H+，阴极反应为NO+5e-+6H+N+H2O，从两极反应可看出若要使电子得失守恒，阳极产生的N的量大于阴极产生的N的量，即生成的HNO3多，总反应为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故应补充适量的氨气。