2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题十五 化学反应速率和化学平衡

这是一份2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题十五 化学反应速率和化学平衡，共5页。试卷主要包含了化学反应速率和化学平衡等内容，欢迎下载使用。

436
考点1 化学反应速率
1.[2017浙江4月选考,21,2分]对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(ml·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内, Ⅰ 中M的分解速率为0.015 ml·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
本题考查考生提取信息的能力,表格中的数据是控制变量法的体现,要敏锐地观察到Ⅰ与Ⅱ的区别在于pH不同,起始浓度相同;Ⅱ与Ⅲ的区别在于pH相同,起始浓度不同;Ⅲ与Ⅳ的区别在于Ⅳ加了铜离子。
解题模型:链接考法2命题角度2、3
2.[2018海南,16节选,7分](1)100 ℃时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢24 h的分解率见下表:
由上表数据可知,能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是 。贮运过氧化氢时,可选用的容器材质为 (填标号)。
A.不锈钢 B.纯铝 C.黄铜 D.铸铁
(2)过氧化氢的Ka1=2.24×10-12,H2O2的酸性 H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明,过氧化氢溶液中HO2-的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与pH的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢,pH增大分解率增大的原因是 ;相同pH下,过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是 。
考查考生快速准确提取表格、图像中隐藏化学信息的能力,以及利用化学原理解释分解速率与pH的关系的能力。
解题模型:链接考法2命题角度1、2
3.[2014新课标全国卷Ⅱ,26节选,5分]在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60 s时段,反应速率v(N2O4)为 ml·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为 。
本题以图像为载体,考查考生从图像中提取信息并围绕反应速率和化学平衡常数进行化学计算的能力。
解题模型:链接考法1命题角度1
考点2 化学平衡状态及化学平衡的移动
4.[2019浙江4月选考,17,2分]下列说法正确的是( )
A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体
D.1 ml N2和3 ml H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下,当2 ml NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1
本题选取了几个化学反应,以“拼盘式”的考查形式进行命题,考查影响化学反应速率的因素及化学平衡状态的判断等。
解题模型:链接考法2命题角度2;考法3命题角度
5.[2019江苏,15,4分][双选]在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是( )
A.反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 ml·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2 000
审题时一定要注意分清实线是不同温度下相同时间内NO的转化率,虚线是相同条件下NO的平衡转化率,达到化学平衡前,无论是放热反应还是吸热反应,都随着温度升高反应速率增大。
解题模型:链接考法6命题角度2
考点3 化学平衡常数与转化率
6.[2019全国卷Ⅱ,27节选,9分]环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)已知:(g)(g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·ml-1 ①
H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH2=-11.0 kJ·ml-1 ②
对于反应:(g)+I2(g)(g)+2HI(g) ③ ΔH3= kJ·ml-1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为 ,该反应的平衡常数Kp= Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有 (填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是 (填标号)。
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 ml·L-1
本题主要考查化学反应原理相关知识。涉及考点:利用盖斯定律计算反应热,转化率、分压平衡常数的计算以及提高目标产物平衡转化率的措施的选择,对浓度-时间图像的理解与分析等,考查考生从图像中获取化学信息并用于解决化学问题、作出合理判断的能力,综合性较强,有一定的难度和区分度。
解题模型:链接考法1命题角度2;考法6命题角度3;考法7命题角度2
7.[2018全国卷Ⅱ,27,14分]CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-75 kJ·ml-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394 kJ·ml-1
C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-111 kJ·ml-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·ml-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 ml CH4、1 ml CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平
衡常数为 ml2·L-2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如表:
①由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示,升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。

图1 图2
A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 。
本题图表信息丰富,能较好地考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力。化学反应速率与化学平衡知识通常结合图表进行命题,且呈现的图表年年都有创新之处,也会结合新概念进行命题。考生在复习备考时,要有意识地培养自己解读图表、提取关键信息的能力,熟练掌握“三段式”法解题的步骤,积累化学反应原理分析题的答题技巧及模板,将图表中的信息、可逆反应的特点、勒夏特列原理和实际情况四个方面结合起来进行回答。
解题模型:链接考法1命题角度2;考法2命题角度1;考法6命题角度3;考法7命题角度2
8.[2019全国卷Ⅰ,28,14分]水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CO(s),氧化钴部分被还原为金属钴C(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断,还原CO(s)为C(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。
A.0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正= eV,写出该步骤的化学方程式 。
(4)Shichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率时间M的物质的量浓度水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
离子
加入量/(mg·L-1)
分解率/%
离子
加入量/(mg·L-1)
分解率/%
无
—
2
Fe3+
1.0
15
Al3+
10
2
Cu2+
0.1
86
Zn2+
10
10
Cr3+
0.1
96
积碳反应CH4(g)C(s)+2H2(g)
消碳反应CO2(g)+C(s)2CO(g)
ΔH/(kJ·ml-1)
75
172
活化能/
(kJ·ml-1)
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72