2019版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二篇 理綜化學(xué)填空題突破 第9題 以速率、平衡為中心的原理綜合題課件.ppt

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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(shí) 題型突破2課時(shí)習(xí)題2課時(shí) 1 2018 課標(biāo)全國(guó) 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(wèn)題 1 1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)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(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 時(shí)N2O5 g 分解反應(yīng) 答案 1 O2 2 53 1 30 06 0 10 2 大于溫度升高 體積不變 總壓強(qiáng)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(qiáng)增大 13 4 3 AC 2 2018 課標(biāo)全國(guó) 27 CH4 CO2催化重整不僅可以得到合成氣 CO和H2 還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義 回答下列問(wèn)題 某溫度下 在體積為2L的容器中加入2molCH4 1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng) 達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50 其平衡常數(shù)為 mol2 L 2 2 反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低 同時(shí)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 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(jìn)料氣組成 壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)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(shí) 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(biāo)號(hào) A K積 K消均增加B v積減小 v消增加C K積減小 K消增加D v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大 在一定溫度下 測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v k p CH4 p CO2 0 5 k為速率常數(shù) 在p CH4 一定時(shí) 不同p CO2 下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示 則pa CO2 pb CO2 pc CO2 從大到小的順序?yàn)?3 2018 課標(biāo)全國(guó) 28 三氯氫硅 SiHCl3 是制備硅烷 多晶硅的重要原料 回答下列問(wèn)題 1 SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透明液體 遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成 HSiO 2O等 寫(xiě)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 H 48kJ mol 13SiH2Cl2 g SiH4 g 2SiHCl3 g H 30kJ mol 1則反應(yīng)4SiHCl3 g SiH4 g 3SiCl4 g 的 H為 kJ mol 1 3 對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g 采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑 在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示 化學(xué) 答案 1 2SiHCl3 3H2O HSiO 2O 6HCl 2 114 3 220 02 及時(shí)移去產(chǎn)物改良催化劑 提高反應(yīng)物壓強(qiáng) 濃度 大于1 3 4 2017 課標(biāo)全國(guó) 28 近期發(fā)現(xiàn) H2S是繼NO CO之后第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子 它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號(hào)傳遞 舒張血管減輕高血壓的功能 回答下列問(wèn)題 1 下列事實(shí)中 不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是 填標(biāo)號(hào) 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C 0 10mol L 1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(qiáng)于亞硫酸 2 下圖是通過(guò)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(guò)計(jì)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 命題調(diào)研 2014 2018五年大數(shù)據(jù) 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(shí)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(duì)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(shū)寫(xiě) 但最為常見(jiàn)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(shū)寫(xiě)待求熱化學(xué)方程式或直接計(jì)算其反應(yīng)熱 難度不大 是高考熱點(diǎn) 對(duì)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(jì)算 外界條件對(duì)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(dá)式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 以及其速率平衡圖像 數(shù)據(jù)表格分析等 預(yù)計(jì)在2019年的高考中 化學(xué)反應(yīng)原理的綜合仍會(huì)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(shí)聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際考查學(xué)生選擇溫度 壓強(qiáng) 酸堿性環(huán)境等適宜的反應(yīng)條件 體現(xiàn)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力 另外化學(xué)平衡常數(shù)的多種表達(dá)形式 通過(guò)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(jì)算 也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一 應(yīng)給予關(guān)注 1 計(jì)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 由此計(jì)算 H1 kJ mol 1 已知 H2 58kJ mol 1 則 H3 kJ mol 1 模型應(yīng)用 答案 99 41 示例2 工業(yè)生產(chǎn)中可用苯乙烷生產(chǎn)苯乙烯 答案 158 8kJ mol 1 將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為 根據(jù)蓋斯定律 由 可得 2 利用蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式 解題模板 示例3 2017 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(jìn)行 已知 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 g O2 g H1 175 4kJ mol 12C s O2 g 2CO g H2 220 9kJ mol 1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 H 45 5kJ mol 說(shuō)明 對(duì)于平衡狀態(tài)的判斷 不斷出現(xiàn)新的判斷形式 如絕熱過(guò)程中的熱量變化 化學(xué)平衡常數(shù) 有關(guān)圖像等 判斷時(shí)緊緊抓住反應(yīng)過(guò)程中對(duì)應(yīng)物理量是否變化 如果在反應(yīng)過(guò)程中在變 達(dá)到平衡時(shí)不變 則能說(shuō)明 示例4 汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g H 0 若該反應(yīng)在絕熱 恒容的密閉體系中進(jìn)行 下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是 填編號(hào) 答案 2 2018 課標(biāo)全國(guó) 7 化學(xué)與生活密切相關(guān) 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 判斷 2c1 c32p2 p3 1 3 1 填 答案 1 根據(jù)圖像選擇合適條件 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(diǎn) 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(shì) 整體增加 曲線先陡后平 略上升 依然選擇拐點(diǎn) 當(dāng)氨碳比大于4 0時(shí) 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(dāng)氨碳比大于4 0時(shí) 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(shí) 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 250 300 時(shí) 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(gè)曲線對(duì)應(yīng)的條件 分析兩個(gè)量之間內(nèi)在的聯(lián)系 這里涉及影響反應(yīng)速率的兩個(gè)因素 催化劑和溫度 弄清影響因素即可 所以 250 300 時(shí) 溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過(guò)250 時(shí) 催化劑的催化效率降低 答案溫度超過(guò)250 時(shí) 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(duì) 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?dú)庾鳛橄♂寗?在t時(shí)刻 測(cè)得容器中CO2氣體的濃度 然后分別在溫度為T(mén)2 T3 T4 T5下 保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)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(zhǔn)確確定平衡點(diǎn) 溫度越高反應(yīng)速率越快 達(dá)到平衡所需的時(shí)間越短 在相等時(shí)間內(nèi) CO2濃度最低的點(diǎn)應(yīng)該是平衡點(diǎn) T3往后 溫度升高 CO2濃度增大 平衡逆向移動(dòng) 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(dá)式 2 悟透化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率計(jì)算題解題模式 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(shí)為常數(shù) 分別稱(chēng)作正 逆反應(yīng)速率常數(shù) 回答下列問(wèn)題 1 已知 t1溫度下 k 正 0 006s 1 k 逆 0 002s 1 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(diǎn) 此類(lèi)試題以元素及化合物 化學(xué)平衡知識(shí)為主題 借助圖像 圖表的手段考查相關(guān)聯(lián)的知識(shí) 主要考查點(diǎn) 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(shū)寫(xiě) 3 化學(xué)鍵與反應(yīng)的熱效應(yīng)計(jì)算 信息條件下速率計(jì)算 平衡常數(shù)的計(jì)算 Ksp的計(jì)算 4 平衡的影響因素 平衡移動(dòng)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 典例演示1 2017 課標(biāo)全國(guó) 27 丁烯是一種重要的化工原料 可由丁烷催化脫氫制備 回答下列問(wèn)題 2 丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)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(jìn)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(shì) 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(lèi)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 H1 H2 H3 119kJ mol 242kJ mol 123kJ mol 由a圖可以看出 溫度相同時(shí) 由0 1MPa變化到xMPa 丁烷的轉(zhuǎn)化率增大 即平衡正向移動(dòng) 所以x的壓強(qiáng)更小 x 0 1 由于反應(yīng) 為吸熱反應(yīng) 所以溫度升高時(shí) 平衡正向移動(dòng) 丁烯的平衡產(chǎn)率增大 因此A正確 B錯(cuò)誤 反應(yīng) 正向進(jìn)行時(shí)體積增大 加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng) 丁烯的平衡產(chǎn)率減小 因此C錯(cuò)誤 D正確 2 反應(yīng)初期 H2可以活化催化劑 進(jìn)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(jìn)行的程度大 丁烯轉(zhuǎn)化率升高 然后進(jìn)料氣中n 氫氣 n 丁烷 增大 原料中過(guò)量的H2會(huì)使反應(yīng) 平衡逆向移動(dòng) 所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 3 590 之前 溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快 生成的丁烯會(huì)更多 同時(shí)由于反應(yīng) 是吸熱反應(yīng) 升高溫度平衡正向移動(dòng) 平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯 而溫度超過(guò)590 時(shí) 由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類(lèi) 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(guò)量H2會(huì)使反應(yīng) 平衡逆向移動(dòng) 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(dòng)升高溫度時(shí) 反應(yīng)速率加快 單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多高于590 時(shí)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(jià)的碳資源 其綜合利用具有重要意義 回答下列問(wèn)題 已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下 則該反應(yīng)的 H 分別在VL恒溫密閉容器A 恒容 B 恒壓 容積可變 中 加入CH4和CO2各1mol的混合氣體 兩容器中反應(yīng)達(dá)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(duì)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 1 硝酸廠向大氣中排放NO2造成的環(huán)境問(wèn)題是 2 為了減少SO2的排放 將含SO2的煙氣通過(guò)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(shí)又可得到化肥 上述洗滌劑X可以是 填序號(hào) a Ca OH 2b K2CO3c Na2SO3d NH3 H2O 5 在固定體積的密閉容器中 使用某種催化劑 改變?cè)蠚馀浔冗M(jìn)行多組實(shí)驗(yàn) 各次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同 也可能不同 測(cè)定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率 部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示 如果要將圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài) 應(yīng)采取的措施是 若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 SO2 g 的起始濃度為c0mol L 1 經(jīng)過(guò)tmin達(dá)到平衡狀態(tài) 該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率v NO2 mol L 1 min 1 圖中C D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為T(mén)C和TD 通過(guò)計(jì)算判斷TC TD 填 或 典例演示2 氮及其化合物對(duì)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 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表所示 題型訓(xùn)練3 氫能是理想的清潔能源 資源豐富 以太陽(yáng)能為熱源分解Fe3O4 經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過(guò)程如圖1 在壓強(qiáng)p1下 Fe3O4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖2所示 若將壓強(qiáng)由p1增大到p2 在圖2中畫(huà)出p2下的 Fe3O4 T曲線示意圖 2 已知H2的燃燒熱是285 8kJ mol 1 則液態(tài)水通過(guò)過(guò)程 轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為 3 其他條件不變時(shí) 過(guò)程 在不同溫度下 H2O的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化 H2O t 曲線如圖3所示 溫度T1 T2 T3由大到小的關(guān)系是 判斷依據(jù)是 4 科研人員研制出透氧膜 OTM 它允許電子和O2 同時(shí)透過(guò) 可實(shí)現(xiàn)水連續(xù)分解制H2 工作時(shí)CO H2O分別在透氧膜的兩側(cè)反應(yīng) 工作原理如圖所示 CO在 填 a 或 b 側(cè)反應(yīng) 另一側(cè)的電極反應(yīng)式為 答案 1 提高Fe3O4的轉(zhuǎn)化率 a 如圖所示 2 3FeO s H2O l H2 g Fe3O4 s H 129 2kJ mol 1 3 T1 T2 T3其他條件相同時(shí) 因?yàn)樵摲磻?yīng)是吸熱反應(yīng) 升高溫度平衡右移 所以T1 T2 T3 4 bH2O 2e H2 O2