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1、 -1-专题 11：反应速率、化学平衡 1【2015 重庆理综化学】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将 CO 和 H2S 混合加热并达到下列平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1 反应前 CO 物质的量为 10mol，平衡后 CO 物质的量为 8mol。下列说法正确的是（）A升高温度，H2S 浓度增加，表明该反应是吸热反应 B通入 CO 后，正反应速率逐渐增大 C反应前 H2S 物质的量为 7mol DCO 的平衡转化率为 80%2【2015 天津理综化学】下列说法不正确的是（）ANa 与 H2O 的反应是熵增
2、的放热反应，该反应能自发进行 B饱和 Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同 CFeCl3和 MnO2均可加快 H2O2分解，同等条件下二者对 H2O2分解速率的改变相同 DMg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)，该固体可溶于 NH4Cl 溶液 3【2015 天津理综化学】某温度下，在 2L 的密闭容器中，加入 1molX（g）和 2molY（g）发生反应：X（g）+m Y（g）3Z（g），平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积
3、分数不变。下列叙述不正确的是（）Am=2 B两次平衡的平衡常数相同 CX 与 Y 的平衡转化率之比为 1:1 D第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1 4【2015四川理综化学】一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）体积分数。下列说法正确的是（）A550时，若充入惰性气体，正，逆 均减小，平衡不移动 B650时，反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0%CT时，若充入等体积的 CO2和 CO，平衡向逆反应方向移动 D925时，用平衡分压代替平衡
4、浓度表示的化学平衡常数 KP=24.0P总 -1-5【2015 福建理综化学】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（）0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 Aa=6.00 B同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v 可能不变 Cb318.2 D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 6【2015 海南化学】10ml 浓度为 1mol/L 的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但
5、又不影响氢气生成的是（）AK2SO4 BCH3COONa CCuSO4 DNa2CO3 7【2015 江苏化学】在体积均为 10L 的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入 0.1molCO2和 0.2molCO2，在不同温度下反应 CO2(g)c(s)2CO(g)达到平衡，平衡时 CO2的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是（）A反应 CO2(g)c(s)2CO(g)S0、H2P 总（状态）C体系中 c(CO)：c(CO，状态)V 逆（状态)8【2015 上海化学】已知 H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如
6、下图所示。下列说法正确的是（）A加入催化剂，减小了反应的热效应 B加入催化剂，可提高 H2O2的平衡转化率 CH2O2分解的热化学方程式：H2O2 H2O+O2+Q D反应物的总能量高于生成物的总能量 c/mol/L v/mmol/(L min)T/K -1-9【2015 上海化学】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是()A升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 10【2015 海南化学】（8 分）氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：（1）氨的水溶
7、液显弱碱性，其原因为 （用离子方程式表示），01 molL-1的氨水中加入少量的NH4Cl 固体，溶液的 PH （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的 NH4+的浓度 （填“增大”或“减小”）。（2）硝酸铵加热分解可得到 N2O 和 H2O，250时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为 ，平衡常数表达式为 ；若有 1mol 硝酸铵完全分解，转移的电子数为 mol。（3）由 N2O 和 NO 反应生成 N2和 NO2的能量变化如图所示，若生成1molN2，其H=kJmol-1。【答案】（1）NH3H2ONH4+OH-降低 增大；（2）NH4NO3N2O+2H2
8、O；c(N2O)c(H2O)2；4 （3）-139 11【2015 北京理综化学】（12 分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：（1）反应的化学方程式是 。（2）反应得到的产物用 I2进行分离。该产物的溶液在过量 I2的存在下会分成两层含低浓度 I2的 H2SO4层和高浓度的 I2的 HI 层。根据上述事实，下列说法正确的是 （选填序号）。a两层溶液的密度存在差异 b加 I2前，H2SO4溶液和 HI 溶液不互溶 -1-cI2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶 辨别两层溶液的方法是 。经检测，H2S
9、O4层中 c(H+)：c(SO42-)=2.06：1。其比值大于 2 的原因是 。（3）反应：2H2SO4（l）=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550kJ/mol 它由两步反应组成：iH2SO4（l）=SO3(g)+H2O(g)H=+177kJ/mol iiSO3(g)分解。L（L1、L2），X 可分别代表压强或温度。下图表示 L 一定时，ii 中 SO3(g)的平衡转化率随 X 的变化关系。X 代表的物理量是 。判断 L1、L2的大小关系，并简述理由：。【答案】（1）SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI （2）a、c 观察颜色，颜色深的是 HI 层，颜色浅的是硫酸层
10、硫酸层中含有少量 HI（3）压强 L2L1 2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）H=+196kJ/mol,压强一定时，温度升高，平衡转化率增大 12【2015 北京理综化学】（15 分）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3+2I-2Fe2+I2”反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化。实验如下：（1）待实验 I 溶液颜色不再改变时，再进行实验 II，目的是使实验 I 的反应达到 。（2）iii 是 ii 的对比试验，目的是排除有 ii 中 造成的影响。（3）i 和 ii 的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向 Fe3+转化。用化学平衡移动原理解
11、释原因：。-1-（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测 i 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因：外加 Ag+使 c(I-)降低，导致 I-的还原性弱于 Fe2+，用右图装置（a、b 均为石墨电极）进行实验验证。K 闭合时，指针向右偏转，b 作 极。当指针归零（反应达到平衡）后，向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是 。（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了 ii 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因，转化原因是 。与（4）实验对比，不同的操作是 。（6）实验 I 中，还原性：I-Fe2+；而实验 II 中，还原性：Fe2+
12、I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是 。【答案】（1）化学平衡状态（2）溶液稀释对颜色变化（3）加入 Ag+发生反应：Ag+I-=AgI，c(I-)降低；或增大 c(Fe2+)平衡均逆向移动（4）正 左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。（5）Fe2+随浓度增大，还原性增强，使 Fe2+还原性强于 I-向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4溶液。（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向 -1-13【2015 安徽理综化学】汽车尾气中，产生 NO 的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物
13、质的量的 N2(g)和 O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线 a 表示该反应在温度 T 下 N2的浓度随时间的变化，曲线 b 表示该反应在某一起始条件改变时 N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是（）A温度 T 下，该反应的平衡常数 K=21210)(4ccc B温度 T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂 D若曲线 b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的 H0 14【2015 广东理综化学】（16 分）用 O2将 HCl 转化为 Cl2，可提高效益，减少污染，（1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，其中，反应为：2HCl(g
14、)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g)H1 反应生成 1molCl2(g)的反应热为 H2，则总反应的热化学方程式为 ,(反应热用 H1和 H2表示)。（2）新型 RuO2催化剂对上述 HCl 转化为 Cl2的总反应具有更好的催化活性，实验测得在一定压强下，总反应的 HCl 平衡转化率随温度变化的 aHClT 曲线如图 12，则总反应的 H 0 ,（填“”、“”或“”）；A、B 两点的平衡常数 K(A)与 K(B)中较大的是 。在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应 aHClT 曲线的示意图，并简要说明理由：。下列措施中有利于提高 aHCl的有 。A、增大 n(HCl)B、增大 n
15、(O2)C、使用更好的催化剂 D、移去 H2O（3）一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下：t(min)0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/10-3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算 2.06.0min 内以 HCl 的物质的量变化表示的反应速率（以 molmin-1为单位，写出计算过程）。-1-（4）Cl2用途广泛，写出用 Cl2制备漂白粉的化学方程式。【答案】(1)2HCl(g)+1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)H=H1+H2(2)；K(A)；见右图 增大压强，平衡右移，HCl增大，相同温度下，HCl 的平衡转化率比之前实验的大。B、D(3)
16、解：设 2.06.0min 时间内，HCl 转化的物质的量为 n，则 2HCl(g)+1/2O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)2 1 n (5.4-1.8)10-3mol 解得 n=7.210-3mol，所以 v(HCl)=7.210-3mol/(6.0-2.0)min=1.810-3mol/min(4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 15【2015 山东理综化学】（19 分）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子
17、的个数比（H/M）。在 OA 段，氢溶解于 M 中形成固溶体 MHx，随着氢气压强的增大，H/M 逐惭增大；在 AB 段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物 MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+H2(g)=ZMHy(s)H()；在 B 点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M 几乎不变。反应（）中 z=_（用含 x 和 y 的代数式表示）。温度为 T1时，2g 某合金 4min 内吸收氢气 240mL，吸氢速率 v=_mLg-1min。反应的焓变 H_0（填“”“”“”或“=”）。当反应（）处于图中 a 点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（）可能处于图中的_
18、点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过_ -1-或_的方式释放氢气。（3）贮氢合金 ThNi5可催化由 CO、H2合成 CH4的反应，温度为 T 时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为 T 时：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)H=+165KJmol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=-41KJmol【答案】（1）2/(yx)；30；c；加热 减压（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)H=206kJmol1 16【2015 天津理综化学】（14 分）FeCl3 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比
19、 FeCl3 高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：（1）FeCl3 净水的原理是 。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备，除 H作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。（2）为节约成本，工业上用 NaClO3 氧化酸性 FeCl2 废液得到 FeCl3。若酸性 FeCl2 废液中 c(Fe2)=2.010-2molL-1,c(Fe3)=1.010-3molL-1,c(Cl)=5.310-2molL-1,则该溶液的 PH 约为 。完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式：ClO3-+Fe2+=Cl+Fe3+.（3）FeCl3 在溶液中分三步水解：Fe3+H2O Fe(OH)2+H K1 Fe
20、(OH)2+H2OFe(OH)2+H K2 Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H K3 以上水解反应的平衡常数 K1、K2、K3由大到小的顺序是 。通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3+yH2OFex(OH)y(3x-y)+yH+欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。a降温 b加水稀释 c加入 NH4Cl d加入 NaHCO3 室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以 Fe(mgL-1)表示的最佳范围约为 mgL-1。-1-【答案】（1）Fe
21、3+水解生成的 Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 2 Fe3+Fe=3 Fe2+（2）2 1 6 6H+1 6 3H2O（3）K1K2K3 b d 调节溶液的 pH（4）1820 17【2015 重庆理综化学】（14 分）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。（1）原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第 周期。（2）某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119g、20.7g，则该青铜器中 Sn 和 Pb 原子的数目之比为 。（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青
22、铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是 。A降低了反应的活化能 B增大了反应的速率 C降低了反应的焓变 D增大了反应的平衡常数 （4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位，Ag2O 与有害组分CuCl 发生复分解反应，该化学方程式为 。（5）题 11 图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是 （填图中字母“a”或“b”或“c”）；环境中的 Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 u2(OH)3Cl，其离子方程式为 ；若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为 L（标准状况
23、）。【答案】11.(14 分)（1）四 （2）10:1 （3）A、B （4）Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O (5)c 2Cu2+3OH+Cl=Cu2(OH)3Cl 0.448 -1-18【2015 浙江理综化学】(15 分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：（1）已知：化学键 CH CC CC HH 键能/kJmol1 412 348 612 436 计算上述反应的 H_ kJmol1。（2）维持体系总压强 p 恒定，在温度 T 时，物质的量为 n、体积为 V 的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数 K_(用 等符号表示)。（3）工业上，通常在乙苯蒸
24、气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为 19)，控制反应温度 600，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_。控制反应温度为 600的理由是_。（4）某研究机构用 CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2H2COH2O，CO2C2CO。新工艺的特点有_(填编号)。CO
25、2与 H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移 不用高温水蒸气，可降低能量消耗 有利于减少积炭 有利于 CO2资源利用【答案】(15 分)（1）124 （2）pKp221或VnKc)1(22 -1-（3）正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气起稀释，相当于起减压的效果 600时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大（4）19【2015 新课标卷理综化学】（15 分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 MnO2和 H2SO4，即
26、可得到 I2，该反应的还原产物为_。（2）上述浓缩液中含有 I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 AgNO3溶液，当 AgCl 开始沉淀时，溶液中)()(ClcIc为：_，已知 Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17。（3）已知反应 2HI(g)=H2(g)+I2(g)的 H=+11kJmol1，1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436kJ、151kJ 的能量，则 1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。（4）Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)在 71
27、6K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为：_。上述反应中，正反应速率为 v正=k正x2(HI)，逆反应速率为 v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中 k正、k逆为速率常数，则 k逆为_(以 K 和 k正表示)。若 k正=0.0027min-1，在 t=40min 时，v正=_min-1 由上述实验数据计算得到 v正x(
28、HI)和 v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_（填字母）-1-【答案】（1）MnSO4；（2）4.710-7；（3）299（4）2784.0108.0108.0K；k逆=k正/K；1.9510-3；A、E 20【2015 新课标卷理综化学】（14 分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为 CO、CO2和 H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3 回答下列
29、问题：（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：化学键 HH CO C O HO CH E/（kJ.mol-1）436 343 1076 465 413 由此计算 H1 kJmol-1，已知 H2-58kJmol-1，则 H3 kJmol-1。（2）反应的化学平衡常数 K 的表达式为 ；图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。（3）合成气的组成 n(H2)/n(CO+CO2)2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率（）与温度和压强的关系如图 2所示。（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图 2 中的压强由大到小为_ _，其判断理由是_ _。-1-【答案】（1）99；41（2）)(c)(c)(c223HCOOHCHK；a；反应为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（3）减小；升高温度时，反应为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中 CO 的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又产生 CO 的量增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低；P3P2P1；相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO 的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO 的量不受压强影响，故增大压强时，有利于 CO 的转化率升高