化学反应速率与平衡专题高考题

化学反应速率与平衡专题高考题（2016-2013）

1、【2016全国1-27】

元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr 3+(蓝紫色) 、Cr(OH)4−(绿色) 、Cr 2O 72−(橙红色) 、CrO 42−(黄色) 等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

(1)Cr3+与Al 3+的化学性质相似，在Cr 2(SO4) 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液直至过量，可观察到的现象是_________。

(2)CrO42−和Cr 2O 72−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L −1的Na 2CrO 4溶液中c (Cr2O 72−) 随c (H+) 的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na 2CrO 4溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO 42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”) 。根据A 点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中CrO 42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH _________(填“大于”“小于”或“等于”) 。 (3)在化学分析中采用K 2CrO 4为指示剂，以AgNO 3标准溶液滴定溶液中的Cl −，利用Ag +与CrO 42−生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl −恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5 mol·L −1) 时，溶液中c(Ag+) 为_______ mol·L −1，此时溶液中c (CrO42−) 等于__________ mol·L −1。(已知Ag 2 CrO4、AgCl 的K sp 分别为2.0×10−12和2.0×10−10) 。

(4)+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO 3将废液中的Cr 2O 72−还原成Cr 3+，反应的离子方程式为______________。

2、【2016全国2-27】(14分)

丙烯腈(CH2＝CHCN) 是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。主要副产物有丙烯醛(CH2＝CHCHO) 和乙腈(CH3CN) 等。回答下列问题：

(1) 以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯晴(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H 4O) 的热化学方程式如下：

①C 3H 6(g)＋NH 3(g)＋O 2(g)＝C 3H 3N(g)＋3H 2O(g)

3

2

ΔH ＝−515 kJ·mol

−1

②C 3H 6(g)＋O 2(g)＝C 3H 4O(g)＋H 2O(g) ΔH ＝−353 kJ·mol

−1

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 __________ ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 __________ ；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 __________ 。

(2) 图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率 __________ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡转化率，判断理由是 __________ ；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是 __________ (双选，填标号) 。 A ．催化剂活性降低

B ．平衡常数变大

C ．副反应增多

D ．反应活化能增大

(3) 丙烯腈和丙烯醛的产率与n (氨)/n (丙烯) 的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n (氨)/n (丙烯) 约为 __________ ，理由是 __________ 。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 __________ 。 3、【2016全国3-27】（15分）

煤燃烧排放的烟气含有SO 2和NO x ，形成酸雨、污染大气，采用NaClO 2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题： (1) NaClO2的化学名称为_______。

（2）在鼓泡反应器中通入含有SO 2和NO 的烟气，反应温度为323 K，NaClO 2溶液浓度为5×10−3mol·L −1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

①写出NaClO 2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO 的转化率______（填“提高”、“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH 逐渐______（填“增大”“不变”或“减小”）。

③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO 2和NO 在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。

（3）在不同温度下，NaClO 2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO 2和NO 的平衡分压p e 如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

②反应ClO 2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K 表达式为___________。

（4）如果采用NaClO 、Ca （ClO ）2替代NaClO 2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 ①从化学平衡原理分析，Ca （ClO ）2相比NaClO 具有的优点是_______。 ②已知下列反应：

SO 2(g)+2OH− (aq) ===SO32− (aq)+H2O(l) ΔH 1 ClO − (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl− (aq) ΔH 2 CaSO 4(s) ===Ca2+（aq ）+SO42−（aq ） ΔH 3

则反应SO 2(g)+ Ca2+（aq ）+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH =______。 4、【2015全国1-28】．（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MnO 2和H 2SO 4，即可得到I 2，该反

应的还原产物为______ ______。

（2）已知反应2HI （g ）=H2(g) + I2(g)的ΔH = +11kJ·mol -1，1molH 2（g ）、1molI 2（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。

（3）Bodensteins 研究了下列反应：2HI （g ）

H 2（g ）+I2（g ）

在716K 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：

① 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K 的计算式为：___________。 ② 上述反应中，正反应速率为v 正 k 正 x (HI)，逆反应速率为v

2

逆

=k

x (H2)·x (I2) ，其中逆·

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

正=__________min

-1

时，v

③ 由上述实验数据计算得到v 正~x (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）

v /(103·m i n 1)

－

－

x

5、【2015全国2-27】．（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 、CO 2

和H 2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO(g)+2H2(g) ②CO 2(g)+3H2(g) ③CO 2(g)+H2(g)

回答下列问题：

CH 3OH(g) △H 1 CH 3OH （g ）+H2O(g) △H 2 CO(g)+H2O(g) △H 3

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H 1kJ.mol -1，已知△H 2=-58kJ.mol-1，则△H 3

kJ.mol -1

（2）反应①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（a ）与温度和压强的关系如图

2所示。a （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_ ____ 6、【2014全国1-28】

乙醇是重要的有机化工原料. 可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:

（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C 2H 5OSO 3H ）, 再水解生成乙醇写出相应

反应的化学方程式 。 （2）已知:

甲醇脱水反应：2CH 3OH （g ）= CH3OCH 3（g ）+ H2O （g ） △H 1=-23.9KJ·mol 甲醇制烯经反应：2CH 3OH （g ）= C2H 4（g ）+2 H2O （g ） △H 2=-29.19KJ·mol 乙醇异构化反应： C2H 5OH （g ）= CH3OCH 3（g ） △H 3=+50.7KJ·mol

则乙烯气相直接水合反应：C 2H 4（g ）+ H2O （g ）= C2H 5OH （g ）的△H= KJ·mol 与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是_

（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中N(H2O):N(C2H 4)=l: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(P 1、P 2、P 3、P 4) 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69MPa:气。N(H2O):N(C2H 4)=0.6 :1。乙烯的转化率为5％. 若要进一步提高乙烯转化率，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 、 。

-1

-1-1-1

7、【2014全国2-26】（13分）在容积为1.00L 的容器中，通入一定量的N 2O 4，发生反应N 2O 4(g)

随温度升高，混合气体的颜色变深。

2NO 2(g)，

回答下列问题：

（1）反应的△H 0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所

示。在0~60s时段，反应速率v(N2O 4) 为 mol·L ·s 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(N2O 4) 以0.0020 mol·L ·s 的平均速率降低，经10s

又达到平衡。

①T 100℃（填“大于”“小于”），判断理由是 。 ②列式计算温度T 是反应的平衡常数K 2

（3）温度T 时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或

“逆反应”）方向移动，判断理由是 。

8、【2013全国1-28】二甲醚（CH 3OCH 3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H 2、

CO 、和少量CO 2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：

①CO(g）+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H 1=-90.1 kJ·mol -1 ②CO 2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H 2=-49.0 kJ·mol -1

水煤气变换反应： ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H 3=-41.1 kJ·mol -1 二甲醚合成反应： ④2CH 3OH(g)=CH3OCH 3(g)+H2O(g) △H 4=-24.5 kJ·mol -1

⑴Al 2O 3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al 2O 3

的主要工艺流程是 （以化学方程式表示） ⑵分析二甲醚合成反应④对于CO 转化率的影

响 。

⑶由H 2和CO 直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 。

-1

-1

-1

-1

⑷有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O 和Al 2O 3），压强为5.0MPa 的条件下由H 2和CO 直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO 转化率随温度升高而降低的原因是____________。

9、【2013全国2-28】（14号）在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应应: A(g)＋C(g) △H=+85.1kJ·mol -1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：

B(g)

回答下列问题:(1)欲提高A 的平衡转化率，应采取的措施为 。 (2)由总压强P 和起始压强P 0计算反应物A 的转化率α(A)的表达式为 。 平衡时A 的转化率为_ ，列式并计算反应的平衡常数K 。 (3)①由总压强p 和起始压强p 0表示反应体系的总物质的量n

总

和反应物A 的物质的量n （A ），n

总

=

mol ，n （A ）= 。 ②下表为反应物A 浓度与反应时间的数据，计算 分析该反应中反应反应物的浓度c （A ）变化与时间间隔（△t ）的规律，得出的结论是 ，

由此规律推出反应在12h 时反应物的浓度c （A ）为 mol·L