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2012屆高考化學(xué)第二輪化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡指導(dǎo)復(fù)習(xí)教案
編輯:
逍遙路
關(guān)鍵詞:
高三
來源:
高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
M
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
班級: 姓名: 學(xué)習(xí)時間:
【課前自主復(fù)習(xí)與思考】
1.閱讀并思考《世紀(jì)金榜》(回扣主干知識)(突破核心要點)
2.整理出15道各地高考題或高考模擬題化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡解答題,總結(jié)解題思路,聯(lián)系考綱思考出題者意圖。
【結(jié)合自主復(fù)習(xí)內(nèi)容思考如下問題】
1、在2 L密閉容器中,800℃時反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=___________________。
已知:K(300℃)>K(350℃),該反應(yīng)是________熱反應(yīng)。
(2)右圖中表示NO2的變化的曲線是____________。
用O2表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=___________。
(3)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。
a、υ(NO2)=2υ(O2) b、容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c、υ逆(NO)=2υ正(O2) d、容器內(nèi)的密度保持不變
(4)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是__________。
a、及時分離出NO2氣體 b、適當(dāng)升高溫度
c、增大O2的濃度 d、選擇高效的催化劑
2、(10分)煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ?mol-1,ΔS=+133.7J?(K?mol) -1
①該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與 有關(guān);
②一定溫度下,在一個容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母,下同)。
a.容器中的壓強(qiáng)不變 b.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 molH—O鍵
c.v正(CO) = v逆(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所
需時間/min
H2OCOH2CO
1650241.62.45
2900120.41.63
3900abcdt
①實驗1中以v(CO2) 表示的反應(yīng)速率為 。
②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為 (填“吸”或“放”)熱反應(yīng)
③若實驗3要達(dá)到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等),且t<3min,則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是 (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)。
(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ,右下圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器
中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使
c (CH3OH)增大的是___________。
a.升高溫度
b.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
c.將H2O(g)從體系中分離出來
d.再充入1mol CO2和3mol H2
【考綱點撥】
①了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。
②了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的一般規(guī)律(刪除活化能)。
③認(rèn)識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。
④了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。能用焓變和熵變說明常見簡單化學(xué)反應(yīng)的方向。
⑤理解化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的含義,能用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
⑥理解濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對化學(xué)平衡影響的一般規(guī)律。
⑦認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
【自主研究例題】
1、2009年江蘇
I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I(xiàn)-(aq)=I3-(aq) , 某 I2、KI混合溶液中,
I3-的物質(zhì)的量濃度c(I3-)與溫度T的關(guān)系如圖所示
(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法正確的是:
A.反應(yīng)I2(aq)+I(xiàn)-(aq)=I3-(aq)的△H>0
B.若溫度為T1、T2,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2
C.若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,一定有v正>v逆
D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大
教師點評:根據(jù)題中圖示可知,c(I3-)是隨著溫度T 的升高而減小的,說明:
I2(aq)+I(xiàn)-(aq)=I3-(aq) 是一個放熱反應(yīng),即△H<0 ,所以A錯誤;
根據(jù)平衡移動規(guī)律,c(I3-)變小,則c(I2)應(yīng)變大,所以 狀態(tài)B的c(I2)大,所以D錯誤;
正確答案為B、C。
2、2009年高考安徽卷
27.為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間(s)012345
c(NO)(mol/L)1.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)(mol/L)3.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)。
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)= 。
(3)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
(4)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是 。
A.選用更有效的催化劑B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。
實驗
編號T(℃)NO初始濃度
(mol/L)CO初始濃度
(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)
Ⅰ2801.20×10-35.80×10-382
Ⅱ124
Ⅲ350124
①請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。
②請在給出的坐標(biāo)圖中,畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標(biāo)明各條曲線的實驗編號。
2.[14分]
(1)<;(2)1.88×10-4 ;
(3)5000;(4)C、D;
(5)①280;1.20×10-3;5.80×10-3;1.20×10-3;5.80×10-3;
②如圖:
教師點評:該題綜合考察反應(yīng)速率、反應(yīng)方向,化學(xué)平衡等知識,并考察了實驗化學(xué)的設(shè)計思路。體現(xiàn)了新課程變化。
(1)該反應(yīng)氣體減少,△S<0非自發(fā),所以一定是放熱才有可能自發(fā);
(2)υ(NO)= ;υ(N2)= υ(NO)=
(3)利用三段式計算出c(CO2)=9×10-4;c(N2)=4.50×10-4。
(4)加壓、降溫使該反應(yīng)平衡正移。
(5)Ⅰ、Ⅱ比表面積不同,應(yīng)控制溫度相同,驗證催化劑比表面積對速率的影響;
Ⅰ、Ⅲ比表面積不同,溫度不同;驗證反應(yīng)溫度對速率的影響;所有濃度應(yīng)控制相同。
②Ⅰ、Ⅱ溫度相同,平衡不移動,但Ⅱ的速率大;
Ⅲ的溫度高,速率最大且平衡逆移,c(NO)增大。
我思我疑:
【高考鏈接】
【例1】2009年高考重慶卷理綜
13.各可逆反應(yīng)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)條件,其變化趨勢正確的是 D
【例2】、2009年高考山東卷
14.2SO2(g)+O2(g) V2O5△2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是
A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、反應(yīng)速度一定增大
C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間
D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為
【解析】催化劑可以同等程度的增大正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率;如果是通入惰性氣體增大了體系壓強(qiáng),反應(yīng)物濃度未變,反應(yīng)速率不變;降溫,反應(yīng)速率減慢,達(dá)到平衡的時間增大;D是反應(yīng)速率的定義,正確。選D
【例3】 (10分)聯(lián)氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料,N2H4與N2O4能放出大量的熱。
(1)已知:2NO2(g)=N2O4(g) △H=-57.20kJ?mol-1。
一定溫度下,在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)=N2O4(g) 達(dá)到平衡。
其它條件不變時,下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是 (填字母)。
A.減小NO2的濃度 B.降低溫度C.增加NO2的濃度 D.升高溫度
(2)25℃時,1.00gN2H4(l)與足量N2O4(l)完全反應(yīng)生成N2(g)和H2O (l) ,放出19.14kJ
的熱量。則反應(yīng)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O (l)的△H= kJ?mol-1
(3)17℃、1.01×105Pa,密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時,
c(NO2)=0.0300mol?L-1、c(N2O4)=0.0120mol?L-1。
計算反應(yīng)2 NO2(g) N2O4(g)的平衡常數(shù)K。
(4)現(xiàn)用一定量的Cu 與足量的濃HNO3 反應(yīng),制得1.00L已達(dá)平衡的N2O4和NO2
混合氣體(17℃、1.01×105Pa),理論上至少需消耗Cu 多少克?
【例3 】解析:(1)由于該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng),要提高NO2轉(zhuǎn)化率,則應(yīng)該采。
①降低溫度,②增加NO2的濃度③增大壓強(qiáng)等措施,所以B、C符合要求;
(2)由1.00gN2H4(l)放出19.14kJ,則2mol(即64g)N2H4(l)放熱為1224.96kJ,
所以 △H=1224.96kJ?mol-1
(3)、(4)見答案。
答案:(1)BC (2)-1224.96
(3)根據(jù)題意知平衡時: c(N2O4 )=0.0120mol?L-1 ,c(NO2)=0.0300mol?L-1
K= c(N2O4 )/c2(NO2) =0.0120/0.0300×0.0300 =13.3
答:平衡常數(shù)為13.3。
(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa達(dá)到平衡時,1.00L混合氣體中:
n(N2O4 )=c(N2O4)×V=0.0120mol?L-1×1.00L=0.0120mol ,
n(NO2 )=c(NO2)×V=0.0300mol?L-1×1.00L=0.0300mol ,
則n總(NO2 )=n(NO2 )+2×n(N2O4 )=0.0540mol
由Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可得:
m(Cu)= 64g?mol-1×0.0540mol /2 =1.73g
答:理論上至少需消耗Cu 1.73g。
【例4】(14分)運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氧等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)合成氨反應(yīng)N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g),若在恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣,則平衡 移動(填“向左”“向右”或“不”);使用催化劑 反應(yīng)的△H(填“增大” “減小” 或“不改變”)。
(2)已知:O2 (g)=O2+(g)+e- H1= 1175.7 kJ?mol-1
PtF6(g)+ e- PtF6-(g) H2= —771.1 kJ?mol-1
O2+PtF6- (s)=O2+ (g)+ PtF6-(g) H3= 482.2 kJ?mol-1
則反應(yīng)O2(g)+ PtF6(g)= O2+PtF6- (s) 的 H=_____________ kJ?mol-1。
(3)在25℃下,向濃度均為0.1 mol?L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為____________。已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP [Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,將a mol?L-1的氨水與0.01 mol?L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)平衡時溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。則溶液顯_____________性(填“酸”“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3?H2O的電離常數(shù)Kb=__________。
【解析】(1)恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣,則反應(yīng)體系體積增大,平衡左移;使用催化劑只是改變了反應(yīng)的途徑,沒有改變反應(yīng)物與生成物的狀態(tài),△H不變;
(2)利用蓋斯定律, H1+ H2+(- H3)= —78.2 kJ?mol-1;
(3)由于,KsP [Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3?H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4*;根據(jù)溶液的電中性原則,c(NH4*)=c(Cl-),則[H+]=[OH-];溶液顯中性;Kb= [OH-][ NH4*] [NH3?H2O],c(NH4*)=c(Cl-)=0.005 mol?L-1;[H+]=[OH-]=1×10-7 mol?L-1(因為是25℃下且為中性);[NH3?H2O]=a2mol?L-1-0.005 mol?L-1,則:Kb=10-9a-0.01mol?L-1。
【答案】(1)向左;不改變
(2)—78.2 kJ?mol-1
(3)Cu(OH)2;2NH3?H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4*;
(4)中;10-9a-0.01mol?L-1
【歸納與思考】
【自主檢測】
一、選擇題(每題有1-2的答案)
1、2009年高考寧夏卷理綜
10.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是
實驗反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2O
V/mLc/(mol?L—1)V/mLc/(mol?L—1)V/mL
A2550.1100.15
B2550.250.210
C3550.1100.15
D3550.250.210
2.在一定溫度下,反應(yīng)1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于
A. 5% B. 17% C. 25% D.33%
3、2009年高考北京卷理綜
9.已知:H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H < 0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI 0.2 mol,相同溫度下分別達(dá)到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度,應(yīng)采取的措施是
A.甲、乙提高相同溫度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不變
C.甲降低溫度,乙不變 D.甲增加0.1 mol H2,乙增加0.1 mol I2
4、2009年高考安徽卷
11.汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下:
NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) ?H=-373.4kJ/mol
在恒容得密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是
5、2009年高考四川卷理綜
13.在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng)
kJ/mol。反應(yīng)達(dá)到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣
體體積的關(guān)系如下表所示:
氣體體積/L
C(Y)/mol?L-1123
1001.000.750.53
2001.200.900.63
3001.301.000.70
下列說法正確的是
A.m>n
B.Q<0
C.溫度不變,壓強(qiáng)增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少
D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動
6、取5等份NO2 ,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):
2NO2(g) N2O4(g),△H<0 反應(yīng)相同時間后,分別測定體系中NO2的百分量(NO2%),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中,可能與實驗結(jié)果相符的是
7、2009年高考廣東卷化學(xué)試題
難揮發(fā)性二硫化鉭(TaS2 )可采用如下裝置提純。將不純的TaS2 粉末裝入石英管一端,抽真空后引入適量碘并封管,置于加熱爐中。反應(yīng)如下:
下列說法正確的是
A.在不同溫度區(qū)域,TaI4 的量保持不變
B.在提純過程中,I2 的量不斷減少
C.在提純過程中,I2 的作用是將TaS2 從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)與TaI4 和S2 的濃度乘積成反比
8、T℃時在2L密閉容器中使X(g)與Y(g)發(fā)生反應(yīng)生成Z(g)。反應(yīng)過程中X、Y、Z的濃度變化如圖1所示;若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2時,Y的體積百分含量與時間的關(guān)系如圖2所示。則下列結(jié)論正確的是
A.容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為:3X(g)+Y(g) 2Z(g)
B.反應(yīng)進(jìn)行的前3 min內(nèi),用X表示的反應(yīng)速率 v(X)=0.3mol/(L?min)
C.保持其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K減小
D.若改變反應(yīng)條件,使反應(yīng)進(jìn)程如圖3所示,則改變的條件是增大壓強(qiáng)
二、非選擇題
9、2009年高考全國II理綜
27.(15分)某溫度時,在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如表所示。
(1)根據(jù)左表中數(shù)據(jù),在右圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線:
t/minX/molY/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.20
30.750.500.50
50.650.300.70
90.550.100.90
100.550.100.90
140.550.100.90
(2) 體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________;
(3) 列式計算該反應(yīng)在0-3min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率:____;
(4) 該反應(yīng)達(dá)到平衡時反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率 等于______;
(5) 如果該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。改變實驗條件(溫度、壓強(qiáng)、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線①、②、③(如右圖所示)則曲線①、②、③所對應(yīng)的實驗條件改變分別是:① _______ ②_______ ③________
10、Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2 ,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物。現(xiàn)運用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響。
【實驗設(shè)計】控制p-CP的初始濃度相同,恒定實驗溫度在298K或313K(其余實驗條件見下表),設(shè)計如下對比實驗。
(1)請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。
【數(shù)據(jù)處理】實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如右上圖。
(2)請根據(jù)右上圖實驗①曲線,計算降解反應(yīng)在50—150s內(nèi)的反應(yīng)速率;
v(p-CP)= mol?L-1?s-1
【解釋與結(jié)論】
(3)實驗①②表明溫度升高,降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,請從Fenton法所用試劑H2O2 的角度分析原因:
(4)實驗③得出的結(jié)論是:pH=10時,
【思考與交流】
(5)實驗時需在不同時間從反應(yīng)器中取樣,并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中信息,給出一種迅速停止反應(yīng)的方法:
11、(10分)甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為:
HCOOCH3(l)+H2O(l) HCOOH(l)+CH3OH(l);△H>0
某小組通過試驗研究該反應(yīng)(反應(yīng)過程中體積變化忽略不計)。反應(yīng)體系中各組分的起始量如下表:
組分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH
物質(zhì)的量/mol1.001.990.010.52
甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T1下隨反應(yīng)時間(t)的變化如下圖:
(1)根據(jù)上述條件,計算不同時間范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率,結(jié)果見下表:
反應(yīng)時間范圍/min0~510~1520~2530~3540~4550~5575~80
平均反應(yīng)速率/(10-3mol?min-1)1.97.47.84.41.60.80.0
請計算15—20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為 mol,甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為 mol?min—1(不要求寫出計算過程)。
(2)依據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出該反應(yīng)的反應(yīng)速率在不同階段的變化規(guī)律及其原因: 。
(3)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為: ,則該反應(yīng)在溫度T1下的K值為 。
(4)其他條件不變,僅改變溫度為T2(T2大于T1),在答題卡框圖中畫出溫度T2下甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
12、(10分)
(1)已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g) P(g)+Q(g);ΔH>0,請回答下列問題。
① 若要增大M的轉(zhuǎn)化率,在其它條件不變的情況下可以采取的措施為 (填序號)。
A.加入一定量M B.降低反應(yīng)溫度 C.升高反應(yīng)溫度
D.縮小容器體積 E.加入催化劑 F.分離出一定量P
② 在某溫度下起始反應(yīng)物的濃度分別為:c(M)=1 mol?L-1,c(N)=2.4mol?L-1,達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為 ;若保持溫度不變,起始反應(yīng)物的濃度改為:c(M)=4mol?L-1,c(N)=a mol?L-1,達(dá)到平衡后,c(P)=2 mol?L-1,則a= mol?L-1。
(2)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。試根據(jù)下列3個熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
① Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ?mol-1
② 3Fe2O3(s)+ CO(g) = 2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH=-47.2 kJ?mol-1
③ Fe3O4(s)+CO(g) = 3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.5 kJ?mol-1
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe 固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
。
(3)一定溫度下,向Na2CO3溶液中加入BaCl2和K2SO4,當(dāng)兩種沉淀共存時,
c(CO32-)∶c(SO42-) = 。
[已知Ksp(Ba SO4) = 1.3×10-10,Ksp(BaCO3) = 2.6×10-9]
【歸納與思考】
【自主檢測】答案:
1、【答案】D
【解析】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多,本題從濃度和和溫度兩個因素考查,非常忠實于新教材必修2,只要抓住濃度越大,溫度越高反應(yīng)速率越大,便可以選出正確答案D。
【點評】本題主要考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,題目來源于課本,考生很有親切感。
2、【答案】B
【解析】1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常數(shù)K1為10,那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常數(shù)K2為1/10, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常數(shù)K3為(1/10)2=0.01.設(shè)HX(g)分解xmol/L,有, 2HX(g) H2(g)+ X2(g)
1 0 0
x x x
1—x x x
K3= x?x/(1—x) 2= 0.01 ,得到x=0.17,所以, 該溫度時HX(g)的最大分解率接近于B. 17%
【點評】本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計算,題目難度不大,但要求考生平時要掌握方程式的變化對于化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的影響和數(shù)值的改變。
3、C
4、【解析】C
第11題是一道化學(xué)平衡題,題中涉及到新教材中新引人的化學(xué)平衡常數(shù).轉(zhuǎn)化率等概念,本題考查內(nèi)容較多,分別為化學(xué)平衡常數(shù)的概念及影響因素,外界條件對化學(xué)平衡的影響。由題給信息知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
A項:根據(jù)平衡移動原理,溫度升高,平衡逆向移動,化學(xué)平衡常數(shù)減小,A錯。
B項:根據(jù)平衡移動原理,溫度升高,平衡逆向移動,CO轉(zhuǎn)化率減小,B錯
C項:化學(xué)平衡常數(shù)只和溫度有關(guān),與其他條件無關(guān)。C正確
D項:根據(jù)平衡移動原理,增大N2 的物質(zhì)的量,平衡逆向移動,NO轉(zhuǎn)化率降低,D錯。
5、C
6、BD解析:在恒容狀態(tài)下,在五個相同的容器中同時通入等量的NO2,反應(yīng)相同時間。那么則有兩種可能,一是已達(dá)到平衡狀態(tài),二是還沒有達(dá)到平衡狀態(tài),仍然在向正反應(yīng)移動。若5個容器在反應(yīng)相同時間下,均已達(dá)到平衡,因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以B正確。若5個容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的,那么溫度越高,反應(yīng)速率越大,會出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快,導(dǎo)致NO2的百分含量少的情況,在D圖中轉(zhuǎn)折點為平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點左則為未平衡狀態(tài),右則為平衡狀態(tài),D正確。
7、C解析:高溫區(qū)TaS2反應(yīng)生成TaI4氣體至低溫區(qū),從而在低溫區(qū)重新生成TaS2,一段時間后,雜質(zhì)留在高溫區(qū),TaS2在低溫區(qū),從而達(dá)到分離效果。不同溫度下反應(yīng)的方向不同,TaI4的量與溫度高低有關(guān)并非保持不變,A錯誤;因為是在同一密閉系統(tǒng)中有質(zhì)量守恒定律可知I2的量不可能不斷減少,而是充當(dāng)一個“搬運工”的角色,將TaS2從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū),B錯誤,C正確。平衡常數(shù)與TaI4和S2的濃度乘積成正比,D錯誤。
8、A
9、【答案】
【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合運用,注意圖像和有關(guān)計算。
(1)根據(jù)題目中表格給出的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中找出相應(yīng)的點,然后用光滑的曲線描點即可。
(2)根據(jù)題意,可以利用“三步法”求解
aX + bY cZ
開始 1.00 1.00 0
轉(zhuǎn)化 0.45 0.9 0.9
平衡 0.55 0.1 0.9
根據(jù)各物質(zhì)的量之比可得體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是: X+2Y 2Z。
(3)根據(jù)圖像可知在3min時,生成物Z的物質(zhì)的量為0.5mol, 其平均速率為0.083mol/L?min。
(4)X的轉(zhuǎn)化率等于0.45。(5)由題目所給圖象可知,在1中,平衡時Z的物質(zhì)的量小于原平衡的物質(zhì)的量,說明平衡逆向移動,條件為升高溫度。在2中,平衡時Z的物質(zhì)的量與原平衡相同,且速率加快,條件為加入催化劑;在3中,平衡正向移動,且速率加快,條件為加壓。
9、【答案】(1)
②
3133
6.0
0.30
③
探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響
(2)8×10-6mol?L-1?s-1
(3)因為H2O2 在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)。
(4)降解反應(yīng)停止。
(5)迅速向溶液中加入NaOH 使pH=10。
10、【解析】
第8題是一道新型的實驗探究題,根據(jù)題給信息能很容易解決這道題。
第(1)題:由題中“控制p-CP的初始濃度相同恒定在實驗溫度在298K或313K(其余實驗條件見下表)”這句話中的信息能解決表格的第二列“探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響”,故表格這一行應(yīng)該填寫“313,3,6.0,0.30”,第三行①③對比可以發(fā)現(xiàn)其他溫度.濃度均沒發(fā)生變化,就pH值由3變成10,所以第三行空中應(yīng)該填寫的是“探究溶液的pH值對降解反應(yīng)速率的影響”。
第(2)題很簡單,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義,結(jié)合圖像即可計算出結(jié)果,v(p-CP)=(1.2-0.8)×10-3/(150-50)=8×10-6 mol?L-1?s-1。
第(3)題提示“請從Fenton法所用試劑H2O2 的角度解釋”,通過平時的學(xué)習(xí)知,H2O2 溫度高時不穩(wěn)定,故雖然高溫能加快化學(xué)反應(yīng)速率,但溫度過高就是導(dǎo)致H2O2 分解,沒了反應(yīng)物,速率自然會減小。
第(4)小題,可由圖像觀察得到,圖像中隨時間變化曲線③表示在pH=10時,濃度不變,說明化學(xué)反應(yīng)速率為0,化學(xué)反應(yīng)停止。
第(5)題,可以根據(jù)第四小題回答,使反應(yīng)迅速停止,可以向溶液加堿,調(diào)節(jié)pH=10即可。
11、解析:(1)15min時,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為6.7%,所以15min時,甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×6.7%==0.933mol;20min時,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為11.2%所以20min時,甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×11.2%==0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的減少量為0.933mol—0.888mol=0.045mol,則甲酸甲酯的平均速率==0.045mol/5min==0.009mol?min—1。(2)從題給數(shù)據(jù)不難看出,平均速率的變化隨轉(zhuǎn)化率的增大先增大再減小,后保持不變。因為反應(yīng)開始甲酸甲酯的濃度大,所以反應(yīng)速率較大,后隨著反應(yīng)進(jìn)行甲酸甲酯的濃度減小,反應(yīng)速率減小,當(dāng)達(dá)到平衡時,反應(yīng)速率幾乎不變。
(3)由圖象與表格可知,在75min時達(dá)到平衡,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為24%,所以甲酸甲酯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為1.00×24%==0.24mol,結(jié)合方程式可計算得平衡時,甲酸甲酯物質(zhì)的量==0.76mol,水的物質(zhì)的量1.75mol,甲酸的物質(zhì)的量==0.25mol 甲醇的物質(zhì)的量==0.76mol
所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7
(4)因為升高溫度,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡所需時間減少,所以繪圖時要注意T2達(dá)到平衡的時間要小于T1,又該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率減小,所以繪圖時要注意T2達(dá)到平衡時的平臺要低于T1。
答案:(1)15—20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為0.045mol;甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為0.009mol?min—1(2)反應(yīng)速率隨著反應(yīng)的進(jìn)行,先逐漸增大再逐漸減小,后不變;原因:隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,應(yīng)開始甲酸甲酯的濃度大,所以反應(yīng)速率較大,后隨著反應(yīng)進(jìn)行,甲酸甲酯的物質(zhì)的量濃度不斷減少,反應(yīng)速率不斷減慢,所以轉(zhuǎn)化率增大的程度逐漸減小,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,轉(zhuǎn)化率不變。
(3)1/7
(4)圖略。作圖要點:因為T2>T1,溫度越高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率下降,T2達(dá)到平衡時的平臺要低于T1;另外溫度越高,越快達(dá)到平衡,所以T2達(dá)到平衡的時間要小于T1。
12.(10分,每空2分)
(1)① C F ② 25% 6
(2)CO(g) + FeO(s) = Fe(s) + CO2(g) ΔH=-218.0 kJ?mol-1 (3)20
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