《化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡》典練

·素養(yǎng)提升素養(yǎng)解讀研究一個(gè)化學(xué)反應(yīng)時(shí)，往往需要關(guān)注以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是反應(yīng)的快慢和歷程，涉及反應(yīng)的速率和反應(yīng)機(jī)理；二是反應(yīng)的趨勢(shì)和限度，涉及反應(yīng)方向和化學(xué)平衡。這兩個(gè)方面既有區(qū)別又有聯(lián)系。這些問(wèn)題的研究，對(duì)于揭示化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律，獲得調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的理論依據(jù)，以及日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有重要意義。本章第一節(jié)包含化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素、活化能等內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，可直觀感受外界條件，如濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對(duì)速率的影響；而活化能知識(shí)包含活化分子、有效碰撞等反應(yīng)歷程基本概念，對(duì)于這些問(wèn)題的學(xué)習(xí)，可逐步培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科核心素養(yǎng)。本章第二節(jié)包含化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡常數(shù)、影響化學(xué)平衡的因素等主要內(nèi)容，這部分內(nèi)容既有實(shí)驗(yàn)探究，又有有關(guān)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等的定量計(jì)算。通過(guò)化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)，可逐步培養(yǎng)變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科核心素養(yǎng)。本章第三節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容為化學(xué)反應(yīng)的方向，首先通過(guò)生產(chǎn)和生活中的實(shí)例，認(rèn)識(shí)自發(fā)過(guò)程與非自發(fā)過(guò)程，進(jìn)而從焓判據(jù)和熵判據(jù)兩方面討論化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性，最后綜合討論了自由能判據(jù)對(duì)判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的認(rèn)識(shí)。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方向的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想等學(xué)科核心素養(yǎng)。本節(jié)第四節(jié)為化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控，是化學(xué)理論與化工生產(chǎn)相結(jié)合的重要內(nèi)容，通過(guò)理論研究和生產(chǎn)實(shí)際條件的確定，可逐步培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。【答案】D【解析】因合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)、降低溫度會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，增加反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，D正確?！敬鸢浮緿【解析】

加入苯，I2易溶于苯，促使平衡正向移動(dòng)，A正確；根據(jù)題中數(shù)據(jù)，F(xiàn)eCl3少量，加入KSCN，溶液呈血紅色，則萃取后的溶液中仍然存在Fe3＋，說(shuō)明該反應(yīng)存在限度，B正確；加入FeSO4，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移動(dòng)，C正確；該表達(dá)式中缺少了c(I2)，D錯(cuò)誤。【答案】B【解析】恒容充入He時(shí)，對(duì)反應(yīng)氣體的濃度沒(méi)有影響，正、逆反應(yīng)速率不變，C錯(cuò)誤。恒容充入HI時(shí)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率瞬間不變，后慢慢增大，且對(duì)于該反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡不會(huì)移動(dòng)，與圖像不符，D錯(cuò)誤。恒壓充入He，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都減小，且對(duì)于該反應(yīng)，減小壓強(qiáng)平衡不會(huì)移動(dòng)，與圖像不符，A錯(cuò)誤。恒壓充入HI時(shí)，體系的體積增大，H2和I2的濃度都變小，正反應(yīng)速率減小，HI的濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，而且最終達(dá)到平衡時(shí)，與原平衡態(tài)各物質(zhì)的濃度完全一樣，B正確?！敬鸢浮緿【答案】A6．(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))如圖所示，三個(gè)燒瓶中均充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物質(zhì)，在(3)中加入NH4Cl晶體，發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深，(3)中紅棕色變淺，下列敘述正確的是 (

)【答案】A(2)恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1∶3時(shí)，該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因?yàn)開_________________。

②P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)開__________。

③根據(jù)圖像，在此條件下采用該分子篩膜時(shí)的最佳反應(yīng)溫度為_____℃。

8．(變化觀念與平衡思想)(2020·全國(guó)卷Ⅲ)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n(C2H4)________(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強(qiáng)為0.1MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是________、______________。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH____0(填“大于”或“小于”)。(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39)，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝______________________________(MPa)－3(列出計(jì)算式，以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)________________。對(duì)話

·命題專家A．1,4－加成產(chǎn)物比1,2－加成產(chǎn)物穩(wěn)定B．與0℃相比，40℃時(shí)1,3－丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C．從0℃升至40℃，1,2－加成正反應(yīng)速率增大，1,4－加成正反應(yīng)速率減小D．從0℃升至40℃，1,2－加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度考查角度能量變化圖像、產(chǎn)物的穩(wěn)定性比較、轉(zhuǎn)化率變化、溫度對(duì)速率的影響等考查目的根據(jù)化學(xué)反應(yīng)歷程與物質(zhì)能量的變化圖像，解讀物質(zhì)的穩(wěn)定性、溫度對(duì)轉(zhuǎn)化率、速率的影響等，意在培養(yǎng)考生的識(shí)圖能力，從而考查考生的宏觀辨識(shí)與微觀探析等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中對(duì)速率與平衡的考查主要以圖像題形式呈現(xiàn)，題型靈活，可以是選擇題，也可能是填空題，難度系數(shù)較大解題策略：(1)解題步驟：先認(rèn)真閱讀題干和圖像，特別是圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別代表的物理量或物質(zhì)；然后，再分析各反應(yīng)歷程的具體變化，包含物質(zhì)(或微粒)變化和能量變化——根據(jù)圖像分析可知該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且生成的1,4－加成產(chǎn)物的能量比1,2－加成產(chǎn)物的能量低，結(jié)合題干信息及溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響效果分析作答；最后，結(jié)合問(wèn)題或選項(xiàng)有針對(duì)性的進(jìn)行解題或逐項(xiàng)判斷正誤。(2)方法技巧：本題運(yùn)用比較法、讀圖分析法而得出答案。解析：能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)圖像可看出，1,4－加成產(chǎn)物的能量比1,2－加成產(chǎn)物的能量低，即1,4－加成產(chǎn)物比1,2－加成產(chǎn)物穩(wěn)定，A正確；該加成反應(yīng)不管生成1,4－加成產(chǎn)物還是1,2－加成產(chǎn)物，均為放熱反應(yīng)，則升高溫度，不利于1,3－丁二烯的轉(zhuǎn)化，即在40℃時(shí)其轉(zhuǎn)化率會(huì)減小，B錯(cuò)誤；從0℃升至40℃，正化學(xué)反應(yīng)速率均增大，即1,4－加成和1,2－加成反應(yīng)的正速率均會(huì)增大，C錯(cuò)誤；從0℃升至40℃，對(duì)于1,2－加成反應(yīng)來(lái)說(shuō)，化學(xué)平衡向逆向移動(dòng)，即1,2－加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度，D正確。答案：AD(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強(qiáng)為____________，平衡常數(shù)Kp＝____________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是____________________________?？疾榻嵌绕胶廪D(zhuǎn)化率α判斷、壓強(qiáng)、平衡常數(shù)Kp計(jì)算、速率與溫度曲線解讀等考查目的本題主要是借助轉(zhuǎn)化率α與溫度圖像、速率與溫度曲線，解決速率與平衡綜合問(wèn)題，培養(yǎng)考生的識(shí)圖能力，從而考查考生的變化觀念與平衡思想等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以圖像題形式呈現(xiàn)，題型靈活，多為填空題，難度系數(shù)較大解題策略：(1)解題步驟：壓強(qiáng)平衡常數(shù)計(jì)算的一般步驟。(2)方法技巧：本題運(yùn)用公式法、讀圖分析法而得出答案。①ΔH＝________kJ·mol－1。②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有______________、____________________。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。考查角度反應(yīng)熱的計(jì)算、外界條件對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響、壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)速率的計(jì)算與比較等考查目的根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱和蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，根據(jù)平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù)，通過(guò)計(jì)算比較速率的大小關(guān)系等，培養(yǎng)考生的邏輯思維能力與計(jì)算能力，從而考查考生的變化觀念與平衡思想等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以原理綜合題形式呈現(xiàn)，題目一般設(shè)置較新情景，而難度系數(shù)較大解題策略：第一步：讀懂題目捕獲題目信息。第二步：根據(jù)已知乙烷的轉(zhuǎn)化率，設(shè)起始時(shí)加入的乙烷和氫氣各為1mol，列出三段式，求出平衡時(shí)各物質(zhì)的分壓，代入平衡常數(shù)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。第(2)問(wèn)：①設(shè)反應(yīng)開始時(shí)CH4濃度為c，轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，濃度為c(1－a)，則r2＝kc(1－a)，而r1＝kc，通過(guò)比較可得出答案。(2)①根據(jù)r＝k