第9題以速率、平衡為中心的原理綜合題復(fù)習(xí)建議：4課時(題型突破2課時習(xí)題2課時)1(2018課標全國，28)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。回答下列問題：(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為_。(2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 時N2O5(g)分解反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如表所示(t時，N2O5(g)完全分解)：t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJmol1。研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min時，測得體系中pO22.9 kPa，則此時的pN2O5_kPa，v_kPamin1。若提高反應(yīng)溫度至35 ，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p(35 )_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_。25 時N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp_kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留1位小數(shù))。(3)對于反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO2NO3快速平衡第二步NO2NO3NONO2O2 慢反應(yīng)第三步NONO32NO2 快反應(yīng)其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_(填標號)。Av(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))B反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D第三步反應(yīng)活化能較高解析(1)氯氣與硝酸銀反應(yīng)生成N2O5，氯氣作氧化劑，還原產(chǎn)物為氯化銀，又硝酸銀中氮元素、銀元素已經(jīng)是最高化合價，則只能是氧元素化合價升高，所以氣體氧化產(chǎn)物為O2。(2)將已知熱化學(xué)方程式依次編號為a、b，根據(jù)蓋斯定律，由ab得N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)HkJmol153.1 kJmol1。t62 min時，體系中pO22.9 kPa，根據(jù)三段式法得則62 min時pN2O530.0 kPa，v210330.0 kPamin16.0102kPamin1。剛性反應(yīng)容器的體積不變，25 N2O5(g)完全分解時體系的總壓強為63.1 kPa，升高溫度，從兩個方面分析：一方面是體積不變，升高溫度，體系總壓強增大；另一方面，2NO2N2O4的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫，平衡向生成NO2的方向移動，氣體物質(zhì)的量增大，故體系總壓強增大。N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始pN2O535.8 kPa，其完全分解時pN2O435.8 kPa，pO217.9 kPa，設(shè)25 平衡時N2O4轉(zhuǎn)化了x，則358 kPax2x17.9 kPa63.1 kPa，解得x9.4 kPa。平衡時，pN2O426.4 kPa，pNO218.8 kPa，K kPa13.4 kPa。(3)快速平衡，說明第一步反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率都較大，則第一步反應(yīng)的逆反應(yīng)速率大于第二步反應(yīng)的速率，A項正確；反應(yīng)的中間產(chǎn)物除NO3外還有NO，B項錯誤；有效碰撞才能發(fā)生反應(yīng)，第二步反應(yīng)慢，說明部分碰撞有效，C項正確；第三步反應(yīng)快，說明反應(yīng)活化能較低，D項錯誤。答案(1)O2(2)53.130.06.0102大于溫度升高，體積不變，總壓強增大；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強增大13.4(3)AC2(2018課標全國，27)CH4CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對溫室氣體的減排具有重要意義。回答下列問題：(1)CH4CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1該催化重整反應(yīng)的H_kJmol1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_(填標號)。A高溫低壓 B低溫高壓C高溫高壓 D低溫低壓某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為_ mol2L2。(2)反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：積碳反應(yīng)CH4(g)= C(s)2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)C(s) =2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能(kJmol1)催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷，催化劑X_Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是_。在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示，升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是_(填標號)。AK積、K消均增加Bv積減小、v消增加CK積減小、K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為vkp(CH4)p(CO2)0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖2所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為_。解析(1)將已知中3個反應(yīng)依次記為、，根據(jù)蓋斯定律2得該催化重整反應(yīng)的H(111)275394kJmol1247 kJmol1。由于該反應(yīng)為吸熱且氣體體積增大的反應(yīng)，要提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，需在高溫低壓下進行。根據(jù)平衡時消耗的CO2為1 mol50%0.5 mol，則消耗的CH4為0.5 mol，生成的CO和H2均為1 mol，根據(jù)三段式法可知平衡時CH4、CO2、CO和H2的平衡濃度分別為0.75 molL1、0.25 molL1、0.5 molL1、0.5 molL1，則平衡常數(shù)K mol2L2。(2)從表格中數(shù)據(jù)可看出相對于催化劑X，用催化劑Y催化時積碳反應(yīng)的活化能大，則積碳反應(yīng)的反應(yīng)速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對小，則消碳反應(yīng)的反應(yīng)速率大，再根據(jù)題干信息“反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低”可知催化劑X劣于催化劑Y。兩個反應(yīng)均吸熱，故隨溫度升高，K積和K消均增加，且消碳反應(yīng)速率增加的倍數(shù)比積碳反應(yīng)的大，故A、D正確。由該圖像可知在反應(yīng)時間和p(CH4)相同時，圖象中速率關(guān)系va>vb>vc，結(jié)合沉積碳的生成速率方程vkp(CH4)p(CO2)0.5，在p(CH4)相同時，隨著p(CO2)增大，反應(yīng)速率逐漸減慢，即可判斷：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。答案(1)247A(2)劣于相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大ADpc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)3(2018課標全國，28)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H48 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H30 kJmol1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H為_kJmol1。(3)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率_%。平衡常數(shù)K343 K_(保留2位小數(shù))。在343 K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_；要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的措施有_。比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率vv正v逆k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，計算a處的_(保留1位小數(shù))。解析(1)SiHCl3遇潮氣發(fā)生反應(yīng)生成(HSiO)2O和HCl，即2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl。(2)將已知熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由3，可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)H348 kJmol130 kJmol1114 kJmol1。(3)溫度越高，反應(yīng)越先達到平衡，根據(jù)圖示，左側(cè)曲線對應(yīng)的溫度為343 K，343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)開始時加入SiHCl3的濃度為a molL1，根據(jù)化學(xué)方程式和SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率知，達平衡時，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的濃度分別為0.78a molL1、0.11a molL1、0.11a molL1，化學(xué)平衡常數(shù)K0.02。根據(jù)化學(xué)平衡移動原理并結(jié)合該反應(yīng)特點，及時分離出生成物可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率?？s短反應(yīng)達到平衡的時間，實質(zhì)就是提高反應(yīng)速率，可采用加壓的方式或選擇更為高效的催化劑。溫度越高，反應(yīng)速率越大，a點所在曲線對應(yīng)的溫度高于b點所在曲線對應(yīng)的溫度，所以a點反應(yīng)速率大于b點反應(yīng)速率。a點所在曲線達到平衡時，v正v逆，即k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，從題圖上可知a點所在曲線平衡時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%，設(shè)投入SiHCl3 y mol，則根據(jù)三段式法得代入k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4得，k正0.782k逆0.112，則在a處SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為20%，根據(jù)三段式法得則，將代入計算得出v正/v逆1.3。答案(1)2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl(2)114(3)220.02及時移去產(chǎn)物改良催化劑；提高反應(yīng)物壓強(濃度)大于1.34(2017課標全國，28)近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是_(填標號)。A氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以B氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸C0.10 molL1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D氫硫酸的還原性強于亞硫酸(2)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計算，可知系統(tǒng)()和系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式分別為_、_，制得等量H2所需能量較少的是_。(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)CO2(g)COS(g) H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率1_%，反應(yīng)平衡常數(shù)K_。在620 K重復(fù)試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率2_1，該反應(yīng)的H_0。(填“>”“<”或“”)向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是_(填標號)AH2S BCO2 CCOS DN2解析(1)H2SO3能和NaHCO3反應(yīng)放出CO2，說明酸性：H2SO3>H2CO3，而H2S不能和NaHCO3反應(yīng)，說明酸性：H2S<H2CO3，A可以；H2S、H2SO3均為二元酸，同濃度時，H2SO3導(dǎo)電能力強，說明溶液中離子濃度大，即電離程度大，酸性強，B可以；同濃度時，H2SO3酸性強，C可以；還原性與酸性強弱無關(guān)，D不可以。(2)系統(tǒng)制氫，反應(yīng)中有H2生成，要消掉HI，中有HI還有SO2，要消掉SO2，要和相加，將系統(tǒng)()中三個反應(yīng)相加得H2O(l)=H2(g)O2(g)，計算反應(yīng)熱H327(151)110286 (kJ/mol)。同理將系統(tǒng)()中三個反應(yīng)相加得H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJ/mol，制得等量H2，系統(tǒng)所需能量較少。H2O%0.02，x0.01。H2S的轉(zhuǎn)化率為100%2.5%。K2.8103。水的物質(zhì)的量分數(shù)增大，說明平衡正向移動，H2S的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，平衡正向移動，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。增大H2S濃度，平衡正向移動，CO2轉(zhuǎn)化率增大，H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯誤；同理，增大CO2濃度，H2S轉(zhuǎn)化率增大，CO2轉(zhuǎn)化率降低，B正確；增大COS濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤；加入不反應(yīng)的N2，反應(yīng)物、生成物濃度均不變，平衡不移動，H2S轉(zhuǎn)化率不變，D錯誤。答案(1)D(2)H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJ/molH2S (g)=H2(g)S(s)H20 kJ/mol系統(tǒng)()(3) 2.52.8103>>B5(2016課標全國，27)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3(藍紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體，回答下列問題：(1)Cr3與Al3的化學(xué)性質(zhì)相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是_。(2)CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H)的變化如圖所示。用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)_。由圖可知，溶液酸性增大，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”、“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag與CrO生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當溶液中Cl恰好完全沉淀(濃度等于1.0105 molL1)時，溶液中c(Ag)為_molL1，此時溶液中c(CrO)等于_molL1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.01012和2.01010)。(4)6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3，該反應(yīng)的離子方程式為_。解析(1)由于Cr3與Al3的化學(xué)性質(zhì)相似，所以Cr(OH)3也具有兩性，根據(jù)題目信息，則可知在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成灰藍色沉淀Cr(OH)3，并逐漸增多，隨著滴加NaOH溶液的過量，灰藍色沉淀Cr(OH)3逐漸溶解并生成綠色Cr(OH)4溶液。(2)由圖可知，隨著溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐漸增大，說明CrO逐漸轉(zhuǎn)化為Cr2O，則CrO的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其反應(yīng)的離子方程式為：2CrO2HCr2OH2O；由圖中A點數(shù)據(jù)，可知：c(Cr2O)0.25 molL1、c(H)1.0107 molL1，則進一步可知c(CrO)1.0 molL120.25 molL10.5 molL1，根據(jù)平衡常數(shù)的定義可計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.01014；升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明化學(xué)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即該反應(yīng)的H小于0。(3)根據(jù)Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)2.01010，可計算出當溶液中Cl恰好完全沉淀(即濃度等于1.0105 molL1)時，溶液中c(Ag)2.0105 molL1，然后再根據(jù)Ksp(Ag2 CrO4)c2(Ag)c(CrO)2.01012，又可計算出此時溶液中c(CrO)5103 molL1。(4)根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可寫出NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3反應(yīng)的離子方程式：Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O。答案(1)藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，最后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液(2)2CrO2HCr2OH2O增大1.01014小于(3)2.01055103(4)Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O命題調(diào)研(20142018五年大數(shù)據(jù))命題角度設(shè)空方向頻數(shù)難度1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的書寫120.42化學(xué)反應(yīng)與鍵能30.40電化學(xué)(以書寫電極反應(yīng)式為主)10.382.化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的計算40.44化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素80.46化學(xué)反應(yīng)速率變化圖像分析100.423.化學(xué)平衡平衡狀態(tài)判斷及化學(xué)平衡圖像分析120.41化學(xué)平衡影響因素分析80.48反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計算70.46化學(xué)平衡常數(shù)表達式及其計算130.404.電解質(zhì)溶液電離平衡、水解平衡、溶解平衡的理解10.45Ka (Kb)及Ksp的理解與計算20.39 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題，是高考的固定題型，通常以速率、平衡知識為中心，還常涉及到化學(xué)反應(yīng)與能量變化及電解質(zhì)溶液等內(nèi)容。對于化學(xué)反應(yīng)與能量變化的考查，一方面涉及到氧化還原反應(yīng)分析及電化學(xué)電極書寫，但最為常見的題型還是蓋斯定律的應(yīng)用，根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求熱化學(xué)方程式或直接計算其反應(yīng)熱，難度不大，是高考熱點；對于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的考查主要有以下方面：化學(xué)反應(yīng)速率的定量計算、外界條件對速率、平衡的影響、新情境下平衡狀態(tài)的判定、平衡常數(shù)的表達式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算、以及其速率平衡圖像、數(shù)據(jù)表格分析等。預(yù)計在2019年的高考中，化學(xué)反應(yīng)原理的綜合仍會以創(chuàng)新考查為主，特別是在情境、取材上創(chuàng)新，在圖像上創(chuàng)新，同時聯(lián)系生產(chǎn)生活實際考查學(xué)生選擇溫度、壓強、酸堿性環(huán)境等適宜的反應(yīng)條件，體現(xiàn)學(xué)生知識運用能力，另外化學(xué)平衡常數(shù)的多種表達形式，通過圖像信息獲取解題數(shù)據(jù)，完成平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算，也是高考考查的重點內(nèi)容之一，應(yīng)給予關(guān)注！1計算反應(yīng)熱解題模板示例1 甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列問題：已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此計算H1_ kJmol1；已知H258 kJmol1，則H3_ kJmol1。模型應(yīng)用答案9941示例2工業(yè)生產(chǎn)中可用苯乙烷生產(chǎn)苯乙烯已知： H1117.6 kJmol1H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1則 (g)CO2(g) (g)CO(g)H2O(g)的H為_。答案158.8 kJmol1(將已知的兩個熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由可得)2利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式解題模板應(yīng)對霧霾污染、改善空氣質(zhì)量需要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能源。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。已知：CH3OH(g)H2O(l)=CO2(g)3H2(g)H93.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1CH3OH(g)=CH3OH(l)H38.19 kJmol1則表示CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。示例32017江蘇化學(xué)，26(1)TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進行。已知：TiO2(s)2Cl2(g)= TiCl4(g)O2(g)H1175.4 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H2220.9 kJmol1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：_。答案TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H45.5 kJ/mol說明：對于平衡狀態(tài)的判斷，不斷出現(xiàn)新的判斷形式，如絕熱過程中的熱量變化，化學(xué)平衡常數(shù)，有關(guān)圖像等，判斷時緊緊抓住反應(yīng)過程中對應(yīng)物理量是否變化，如果在反應(yīng)過程中在變，達到平衡時不變，則能說明。示例4 汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是_(填編號)。答案分析：在研究平衡移動時，常用構(gòu)造模型的方法，比如在一定溫度下，2 mol SO2和1 mol O2在容器甲中建立的平衡體系中，再加入2 mol SO2和1 mol O2的混合氣體，你可以在另一個相同體積的容器乙中先建立平衡如圖，此時這兩個平衡體系完全一致，此時如果把甲、乙之間的隔板抽去，各物質(zhì)的量增倍，百分含量不變，然后再把它壓成此時體積的，壓強增大，平衡右移，所以通過這樣的虛擬過程，可以看出，在體積不變時，成比例加入反應(yīng)物相當于增大壓強。示例5在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3c1c2c3體系壓強(Pa)p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率123判斷：2c1_c32p2_p313_1(填“>” “” “”)答案 >1根據(jù)圖像選擇合適條件示例6氨氣制取尿素CO(NH2)2的合成塔中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)。下圖為合成塔中不同氨碳比a和水碳比b時二氧化碳轉(zhuǎn)化率()。b宜控制在_(填字母)范圍內(nèi)。A0.60.7 B11.1C1.51.6a宜控制在4.0左右，理由是_。圖像分析控制變量，作垂直于橫軸的一條直線交三條曲線于三點，轉(zhuǎn)化率越高越好，所以選擇A。選擇最佳氨碳比，可看最上面曲線的走勢，整體增加，曲線先陡后平(略上升)，依然選擇拐點，當氨碳比大于4.0時，增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比太小，CO2轉(zhuǎn)化率低。答案A氨碳比等于4，CO2轉(zhuǎn)化率較高當氨碳比大于4.0時，增大NH3的量CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大，但生產(chǎn)成本提高了；氨碳比小于4.0時，CO2的轉(zhuǎn)化率低。2.根據(jù)圖像解釋產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因示例7以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250300 時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是：_。圖像分析兩根曲線注意看清每個曲線對應(yīng)的條件，分析兩個量之間內(nèi)在的聯(lián)系。這里涉及影響反應(yīng)速率的兩個因素：催化劑和溫度，弄清影響因素即可。所以，250300 時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過250 時，催化劑的催化效率降低。答案溫度超過250 時，催化劑的催化效率降低3根據(jù)圖像推斷H變化示例8為了減少空氣中的CO2，目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH4)2CO3，反應(yīng)為(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)=2NH4HCO3(aq)H。為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體(用氮氣作為稀釋劑)，在t時刻，測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其他初始實驗條件不變，重復(fù)上述實驗，經(jīng)過相同時間測得CO2氣體濃度，其關(guān)系如圖，則H_(填“>”、“”或“<”)0。圖像分析根據(jù)可逆反應(yīng)的特征，準確確定平衡點。溫度越高反應(yīng)速率越快，達到平衡所需的時間越短，在相等時間內(nèi)，CO2濃度最低的點應(yīng)該是平衡點。T3往后，溫度升高，CO2濃度增大，平衡逆向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱。答案<1化學(xué)平衡常數(shù)表達式(1)不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)表達式。如：CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)Kc(CO2)Cr2O(aq)H2O(l)2CrO(aq)2H(aq)K但在非水溶液中，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數(shù)，應(yīng)寫進平衡常數(shù)表達式中。如：C2H5OHCH3COOHCH3COOC2H5H2OKC(s)H2O(g)CO(g)H2(g)K(2)同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式寫法不同，其平衡常數(shù)表達式及數(shù)值亦不同。如：N2O4(g)2NO2(g)KN2O4(g)NO2(g)K(3)有氣體參與的反應(yīng)，用平衡分壓(總壓乘以各自的物質(zhì)的量分數(shù))表示平衡常數(shù)。如：2A(g)B(s)C(g)。若達到平衡時，n(A)n1、n(C)n2密閉體系的壓強為p，則K。2悟透化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計算題解題模式根據(jù)反應(yīng)進行(或移動)的方向，設(shè)定某反應(yīng)物消耗的量，然后列式求解。例：mAnBpCqD起始量： a b 0 0變化量： mx nx px qx平衡量： amx bnx px qx注意：變化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成比例；這里a、b可指：物質(zhì)的量、濃度、體積等；弄清起始濃度、平衡濃度、平衡轉(zhuǎn)化率三者之間的互換關(guān)系；在使用平衡常數(shù)時，要注意反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)。示例9順1，2二甲基環(huán)丙烷和反1，2二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為：v(正)k(正)c(順)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：(1)已知：t1溫度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1_；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則H_0(填“小于”“等于”或“大于”)。答案3小于1題型特點此類試題以元素及化合物、化學(xué)平衡知識為主題，借助圖像、圖表的手段考查相關(guān)聯(lián)的知識。主要考查點：(1)反應(yīng)現(xiàn)象的描述。(2)氧化還原反應(yīng)、原電池與電解池、陌生離子方程式的書寫。(3)化學(xué)鍵與反應(yīng)的熱效應(yīng)計算、信息條件下速率計算、平衡常數(shù)的計算、Ksp的計算。(4)平衡的影響因素、平衡移動與圖像及相關(guān)原因的分析。2解題思路：四步突破物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)平衡綜合題 分析： 2016課標全國卷27題(題目見“考情解碼”第5題)就是借助元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3(藍紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在， 根據(jù)Cr3與Al3的化學(xué)性質(zhì)相似， 寫實驗現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)，進一步根據(jù)圖像考查化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率。典例演示1 (2017課標全國，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g) O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反應(yīng)的H1為_ kJmol1。圖(a)是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標號)。A升高溫度 B降低溫度C增大壓強 D降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是_。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)根據(jù)蓋斯定律，用式式可得式，因此H1H2H3119 kJ/mol242 kJ/mol123 kJ/mol。由a圖可以看出，溫度相同時，由0.1 MPa變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動，所以x的壓強更小，x<0.1。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤。反應(yīng)正向進行時體積增大，加壓時平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯誤，D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過量的H2會使反應(yīng)平衡逆向移動，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590 之前，溫度升高時反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會更多，同時由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590 時，由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)的丁烷也就相應(yīng)減少。答案(1)123小于AD(2)原料中過量H2會使反應(yīng)平衡逆向移動，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降(3)590 前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動升高溫度時，反應(yīng)速率加快，單位時間產(chǎn)生丁烯更多高于590 時則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 題型訓(xùn)練1 (2018天津理綜，10)CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題：(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH13，CO2主要轉(zhuǎn)化為_(寫離子符號)；若所得溶液c(HCO)c(CO)21，溶液pH_。(室溫下，H2CO3的K14107；K251011)(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵CHC=OHHCO(CO)鍵能/kJmol14137454361 075則該反應(yīng)的H_。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達平衡后放出或吸收的熱量較多的是_(填“A”或“B”)。按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 的原因是_。(3)O2輔助的AlCO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負極反應(yīng)式：_。電池的正極反應(yīng)式：6O26e=6O6CO26O=3C2O6O2反應(yīng)過程中O2的作用是_。該電池的總反應(yīng)式：_。解析(1)若所得溶液的pH13，溶液呈強堿性，則CO2主要轉(zhuǎn)化為CO。若所得溶液c(HCO)c(CO)21，根據(jù)K2，則c(H)K2510112 molL11010 molL1，pHlg 101010。(2)根據(jù)H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，該反應(yīng)的H(41347452)kJmol1(1 07524362)kJmol1120 kJmol1。該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，恒容時達到的平衡相當于恒壓條件下達到平衡后增大壓強，加壓平衡向逆反應(yīng)方向移動，故恒容時反應(yīng)達平衡后吸收的熱量比恒壓時反應(yīng)達平衡后吸收的熱量少。根據(jù)題圖1知，900 時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但升高溫度，能耗升高，經(jīng)濟效益降低。(3)該電池中Al作負極，電解質(zhì)為含AlCl3的離子液體，故負極反應(yīng)為Al3e=Al3。正極為多孔碳電極，根據(jù)正極反應(yīng)式，得正極總反應(yīng)為6CO26e=3C2O，O2不參與正極的總反應(yīng)，故O2為催化劑。將負極反應(yīng)式：2Al6e=2Al3和正極反應(yīng)式：6CO26e=3C2O相加，可得該電池的總反應(yīng)式為2Al6CO2=Al2(C2O4)3。答案(1)CO10(2)120 kJmol1B900 時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟效益降低(3)Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3)催化劑2Al6CO2=Al2(C2O4)3題型訓(xùn)練2 NO2與SO2能發(fā)生反應(yīng)：NO2SO2SO3NO，某研究小組對此進行相關(guān)實驗探究。(1)硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問題是_。(2)為了減少SO2的排放，將含SO2的煙氣通過洗滌劑X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收SO2，同時又可得到化肥。上述洗滌劑X可以是_(填序號)。aCa(OH)2 bK2CO3cNa2SO3 dNH3H2O(3)實驗中，尾氣可以用堿溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2時，發(fā)生的反應(yīng)為2NO22OH=NONOH2O，反應(yīng)中形成的化學(xué)鍵是_(填化學(xué)鍵的類型)。用NaOH溶液吸收少量SO2的離子方程式為_。(4)已知：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJmol12SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1則NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H_。(5)在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比進行多組實驗(各次實驗的溫度可能相同，也可能不同)，測定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率。部分實驗結(jié)果如圖所示：如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài)，應(yīng)采取的措施是_；若A點對應(yīng)實驗中，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，經(jīng)過t min達到平衡狀態(tài)，該時段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)_ molL1min1；圖中C、D兩點對應(yīng)的實驗溫度分別為TC和TD，通過計算判斷TC_TD(填“>”“”或“<”)。解析(1)硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問題是酸雨、光化學(xué)煙霧等。(2)SO2是酸性氧化物，由于同時又可得到化肥，因此洗滌劑應(yīng)該是碳酸鉀或氨水。(3)發(fā)生的反應(yīng)為2NO22OH=NONOH2O，反應(yīng)中生成亞硝酸根、硝酸根和水，形成的化學(xué)鍵是共價鍵；用NaOH溶液吸收少量SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為SO22OH=SOH2O。(4)2NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJmol1，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1，利用蓋斯定律由()1/2得到NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1。(5)NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，反應(yīng)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，則如果將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點的平衡狀態(tài)，平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向進行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向進行。A點平衡轉(zhuǎn)化率為50%，n0(NO2)n0(SO2)0.4，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，NO2起始濃度為0.4c0 molL1，反應(yīng)的二氧化氮濃度為0.4c0 molL150%0.2c0 molL1，該時段化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2) molL1min1。NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C點n0(NO2)n0(SO2)1.0，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，NO2起始濃度c(NO2)c0 molL1，圖中C、D兩點對應(yīng)的實驗溫度分別為TC和TD，C點二氧化氮轉(zhuǎn)化率為50%，平衡常數(shù)KC1，D點二氧化氮轉(zhuǎn)化率40%，n0(NO2)n0(SO2)1.5，SO2(g)的起始濃度為c0 molL1，NO2起始濃度c(NO2)1.5c0 molL1，則平衡常數(shù)KD1，平衡常數(shù)相同說明反應(yīng)溫度相同，TCTD。答案(1)酸雨、光化學(xué)煙霧(2)bd(3)共價鍵SO22OH=SOH2O(4)41.8 kJmol1(5)降低溫度典例演示2 氮及其化合物對生產(chǎn)、生活有重要的意義。(1)合成氨的原理如圖1所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)尿素是重要的肥料，工業(yè)合成尿素的反應(yīng)如下：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H>0該反應(yīng)合適的反應(yīng)條件是_。A高溫 B低溫 C高壓 D低壓E催化劑(3)氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產(chǎn)物。將體積比為21的NH3和CO2的混合氣體充入一個容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生下列反應(yīng)并達到平衡：2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)實驗測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表所示：溫度/15.020.025.030.035.0平衡狀態(tài)下氣體總濃度/(103 molL1)2.43.44.86.89.4根據(jù)表中數(shù)據(jù)，則2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)H_(填“>”或“<”)0，列式計算25.0 時的平衡常數(shù)：_。關(guān)于上述反應(yīng)的平衡狀態(tài)，下列說法正確的是_。A分離出少量的氨基甲酸銨，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將增大B平衡時降低反應(yīng)體系溫度，CO2的體積分數(shù)下降CNH3的轉(zhuǎn)化率始終等于CO2的轉(zhuǎn)化率D加入有效催化劑能夠提高氨基甲酸銨的產(chǎn)率已知氨基甲酸銨極易發(fā)生水解反應(yīng)：NH2COONH42H2ONH4HCO3NH3H2O某研究小組分別測