1、专题八 化学反应速率和化学平衡A 卷 全国卷化学反应速率1.（2014课标全国，9，6 分）已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ，在含少量 I 的溶液中，H 2O2 分解的机理为：H2O2I H 2OIO 慢H2O2IO H 2O O2I 快下列有关该反应的说法正确的是（ ）A.反应速率与 I 的浓度有关B.IO 也是该反应的催化剂C.反应活化能等于 98 kJmol1D.v（H 2O2）v（H 2O）v（O 2）解析 由于反应速率由慢反应决定，故 I 浓度越大，反应速率越快， A 正确；IO 为 中间产物，不是催化 剂， B 错误；活化能不是反应热，反应热是正、逆反应活化能的
2、差值，C 错误；依据 总反应 2H2O2=2H2OO 2和化学计量数间的关系判断，D 错误。答案 A2.（2012课标全国卷，27 节选）COCl 2 的分解反应为 COCl2（g）Cl2（g）CO（g） H108 kJmol1 。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第 10 mim 到 14 min的 COCl2 浓度变化曲线未示出）：（1）计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K ；（2）比较第 2 min 反应温度 T（2）与第 8 min 反应温度 T（8）的高低：T（2） T （8）（填 “”或“”）；（3）若 12 min 时反应于温度 T（8）下重
3、新达到平衡，则此时 c（COCl 2） molL 1 ；（4）比较产物 CO 在 23 min、56 min 和 1213 min 时平均反应速率平均反应速率为分别以 v（23）、v（56）、v（1213）表示的大小 ；（5）比较反应物 COCl2 在 56 min 和 1516 min 时平均反应速率的大小：v（56） v（1516）（填“”或“”），原因是_。解析 （1）c （Cl2）0.11 molL1 、c（CO）0.085 molL1 、c（COCl2）0.04 molL1 ，代入 K 0.234 molL1 ；（2）第 4 min 时，Cl 2 与 COc（CO）c（Cl2）c（C
4、OCl2）的浓度均逐渐增大，再结合此反应正向为吸热反应，所以第 4 min 时改变的条件一定是升高温度，故 T（2）v（1516）；应从影响化学反应速率的因素入手分析，由图像可知 418 分钟温度相同，只能从浓度角度分析。答案 （1）0.234 molL 1 （2）v（23）v（1213）（5） 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大化学平衡3.（2012全国，8 ，6 分）合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO（g）H 2O（g） CO2（g）H 2（g） H0；由图示知 60 s 时该反应达到平衡，消耗 N2O4为 0.100 molL1 0.04
5、0 molL1 0.060 molL1 ，根据 v 可知：v（N 2O4）ct0.001 0 molL 1 s1 ；0.060 molL 160 s由图中 NO2 和 N2O4 的平衡浓度，可求：K1 0.36。c2（NO2）c（N2O4） 0.12020.040（2）100 时达到平衡后，改变反应温度为 T，c（N2O4）降低，说明平衡N2O4（g） 2NO2（g）向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故 T100 ；由 c（N2O4）以0.002 0 molL1 s1 的平均速率降低，经 10 s 又达到平衡，可知此 时消耗的c（N2O4）为
6、 0.002 0 molL 1s1 10 s0.020 molL 1 ，由三段式；N2O4（g） 2NO2（g） 起始量/（molL 1 ） 0.040 0.120转化量/（molL 1 ） 0.020 0.040平衡量/（molL 1 ） 0.020 0.160K2 1.3。c2（NO2）c（N2O4） 0.16020.020（3）温度 T 时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应的逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。答案 （1）大于 0.001 0 0.36 molL 1（2）大于 正反应吸热，反应向吸热方向进行，故温度升
7、高平衡时，c （NO 2） 0.120 molL1 0.002 0 molL1 10 s20.160 molL1c（N 2O4） 0.040 molL1 0.002 0 molL 1 s1 10 s0.020 molL 1K2 1.30.16020.020（3）逆反应 将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动，即向逆反应方向移动5.（2013课标全国卷， 28，14 分）在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10 molA（g），在一定温度进行如下反应：A（g） B（g）C（g） H85.1 kJmol 1反应时间（t）与容器内气体总压强
8、（p）的数据见下表：时间t/h0 1 2 4 8 16 20 25 30总压强p/100 kPa4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53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 p0 计算反应物 A 的转化率 （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）由总压强 p 和起始压强 p0 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 ） mol 。下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据，计算： a 。反应时间 t/h
9、 0 4 8 16c（A）/（molL 1）0.10 a 0.026 0.006 5分析该反应中反应物的浓度 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 12 h 时反应物的浓度 c（A）为 molL1 。解析 （1）从可逆反应 A（g） B（g）C（g）可知该反应是化学计量数增大的反应，正反应是吸热反应，欲提高 A 的转化率，可采用升温或降压的方法使平衡正方向移动。（2）根据恒容密闭容器中， 压强之比等于物质的量之比，结合差量法可求算 （A）。平衡时 （A） 100%94.1%。9.53 4.914.91（3）由阿伏加德罗定律： pp0 n总0.10 moln
10、总 0.10 mol，pp0n（A）0.101 （A）0.10（2 ）。pp0根据 ， ，a0.051。n1n2 p1p2 0.10a （0.10 a） （0.10 a） 4.917.31由图表分析知，达平衡前每间隔 4 h，c（A）减少接近一半，故 12 h 时 c（A）为0.013 molL1 。答案 （1）升高温度、降低压强（2）（ 1）100% 94.1%pp0A（g） B（g） C（g）0.10 0 00.10（194.1%） 0.1094.1% 0.1094.1%K 1.5 molL 1（0.094 molL 1）20.005 9 molL 1（3）0.10 0.10（2 ） 0.
11、051pp0 pp0达到平衡前每间隔 4 h，c（A）减少约一半 0.013综合应用6.（2016课标全国卷， 27，14 分）丙烯腈（CH 2=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（CH 2=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腈（C 3H3N）和副产物丙烯醛（C 3H4O）的热化学方程式如下：C 3H6（g）NH 3（g） O2（g）= =C3H3N（g）3H 2O（g） 32H515 kJmol 1C 3H6（g）O 2（g）= =C3H4O（g）H 2O（g）H353 kJ
12、mol1两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”）对应温度下的平衡产率，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 。解
13、析 （1） 因为生成的产物丙烯腈和丙烯醛的两个反应均为放热量大的反应，所以它们均可自发进行且热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；由生成丙烯腈的反应条件可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。（2） 因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反 应方向进行，尚未达到平衡状态， 460 以前是建立平衡的过程，故低于 460 时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于 460 时，丙烯腈产率降低，A 项 ，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B 项，平衡常数的大小不影响 产率
14、，错误；C 项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D 项，反 应活化能的大小不影响平衡，错误。（3）根据图像知，当 n（氨）/n（丙烯）约为 1.0 时， 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应 C3H6（g）NH 3（g） O2（g）32=C3H3N（g）3H 2O（g），氨气、氧气、丙烯按 11.51 的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占 20%，所以 进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 17.51。答案 （1） 两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂（2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC（3）1.
15、0 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 17.517.（2015课标全国卷， 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 MnO2 和H2SO4，即可得到 I2，该反应的还原产物为 。（2）上述浓缩液中主要含有 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 为 ，已c（I ）c（Cl ）知 Ksp（AgCl）1.810 10 ，K sp（AgI ）8.510 17 。（3）已知反应 2HI（g）= =H2（g）I 2（g）的 H11
16、 kJmol1 ，1 mol H2（g）、1 mol I2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI（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）I 2（g）在716 K 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 120x（HI） 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x（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
17、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（H 2）x（I 2），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 0.002 7 min1 ，在 t40 min 时，v 正 min 1 。由上述实验数据计算得到 v 正 x（HI）和 v 逆 x（H 2）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）。解析 （1）海藻中的碘元素以 I 形式存在，MnO 2 在酸性条件下将 I 氧化为I2，自身被还原为 Mn2 （MnSO4）。（2）AgI 的溶度积小于 Ag
18、Cl，当滴加AgNO3 溶液时，AgI 沉淀先生成， AgCl 开始沉淀时， AgI 已经沉淀完全，则 4.710 7 。（3）形成 1 mol H2（g）和 1 mol c（I ）c（Cl ）Ksp（AgI）c（Ag ）Ksp（AgCl）c（Ag ） Ksp（AgI）Ksp（AgCl）I2（g）共放出 436 kJ151 kJ587 kJ 能量，设断裂 2 mol HI（g）中化学键吸收2a kJ 能量，则有 2a58711，得 a299 kJ。另解： H2E（H I）E （HH）E （II），2E（HI）HE（HH）E（II）11 kJmol1 436 kJmol1 151 kJmol1 598 kJmol1 ，则 E（HI）299 kJmol1 。（4）2HI（ g） H2 （g）I 2 （g）是反应前后气体物 质的量不变的反应。反 应后
