内容正文:
第2章
化学反应的方向、限度与速率
第1讲 描述运动的基本概念
三年高考模拟练
第1讲 描述运动的基本概念
应用实践
1.[2026江西抚州金溪一中等多校联考]一种合成氨的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用
标记)。下列说法错误的是 ( )
A.N2生成NH3过程中包含多步还原反应 B.过程Ⅰ和过程Ⅲ中能量的变化值相同
C.增大N2浓度,有利于提高H2的转化率 D.有大量氨分子吸附在催化剂表面会降低化学反应速率
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题图可知,生成NH3的过程中氮元素化合价逐渐降低,N2生成NH3过程中包含多步还原反应,故
A正确;过程Ⅰ断裂了氮氮三键中的一个键,形成了一个N—H键,过程Ⅲ断裂了N N键中的一个键,形
成了一个N—H键,能量变化值不同,故B错误;增大N2的浓度,可使H2的转化率增大,故C正确;NH3的及时
脱附可增加催化剂的活性位点,如果大量氨分子吸附在催化剂表面,会降低反应速率,故D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026山东菏泽一中月考]已知:NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) ΔH。实验测得速率方程为v正=k正c
(NO)·c(O3),v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。向2 L恒容密
闭容器中充入0.8 mol NO(g)和1.2 mol O3(g)发生上述反应,测得NO的物质的量与温度、时间的关系如
图所示。下列说法正确的是 ( )
A.温度为T2下达到平衡时O2的浓度为0.6 mol/L
B.a点NO2在体系中的体积分数为10%
C.温度由T2到T1, 不变
D.正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆)
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题图可知,在温度为T2下,反应达到平衡状态时,Δn(NO)=0.8 mol-0.2 mol=0.6 mol,同一反应
中物质的物质的量变化之比等于对应物质化学计量数之比,则Δn(O2)=Δn(NO)=0.6 mol,平衡时O2的物
质的量为0.6 mol,则c(O2)= = =0.3 mol/L,A错误;根据题图列三段式如下:
NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)
始/mol 0.8 1.2 0 0
转/mol 0.2 0.2 0.2 0.2
a点/mol 0.6 1.0 0.2 0.2
a点体系中混合气体的总物质的量为0.2 mol+0.2 mol+0.6 mol+1 mol=2 mol,在恒温恒容条件下,气体体
积之比等于物质的量之比,a点NO2在体系中的体积分数为 ×100%=10%,B正确;反应达到平衡状
态时,v正=v逆,即k正c(NO)·c(O3)=k逆c(NO2)·c(O2),则 = =K,温度改变,反应的平衡常数K也发生
第1讲 描述运动的基本概念
变化,则温度由T2到T1, 发生变化,C错误;根据“先拐先平数值大”可知T1>T2,由题图知温度升高NO的
平衡转化率减小,则该反应是一个放热反应,即ΔH=Ea(正)-Ea(逆)<0,即Ea(正)<Ea(逆),D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2025湖南长沙期中]溴甲烷在碱性条件下水解可生成甲醇,方程式为OH-+CH3—Br CH3OH+Br-,
该水解反应速率方程v=kc(CH3Br)·c(OH-),k为速率常数,其水解过程机理和能量变化如图。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法错误的是 ( )
A.增大碱的浓度有利于提高水解速率
B.移去部分CH3OH,正反应速率增大
C.适当降低温度可增大甲醇平衡产率
D.将甲醇和浓氢溴酸共热可得到溴甲烷
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据速率方程v=kc(CH3Br)·c(OH-)知,增大碱的浓度有利于提高水解速率,A正确;减小产物的浓
度,正、逆反应速率都减小,B错误;由题图可知,OH-+CH3—Br CH3OH+Br-的正反应放热,降低温度
平衡正向移动,可增大甲醇平衡产率,C正确;该反应是可逆反应,将甲醇和浓氢溴酸共热发生取代反应,
可得到溴甲烷,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2026山东省实验中学期中]T K下,分别向三个容积不等的恒容密闭容器中投入1 mol SOCl2和1 mol
H2S发生反应:SOCl2(g)+H2S(g) S2O(g)+2HCl(g)。反应t min后,三个容器中SOCl2的转化率如图
所示。下列说法正确的是 ( )
A.0~t min内,三个容器中的正反应速率:va=vc<vb
B.b点为平衡转化率,a、c点不是平衡转化率
C.T K时,该反应的平衡常数为2 mol·L-1
D.V1 L容器中反应达到平衡后,若再投入1 mol SOCl2
和1 mol S2O,平衡不移动
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 0~t min内,以SOCl2的物质的量浓度随时间的变化表示正反应速率,va= mol·L-1· min-1,vc=
mol·L-1·min-1,V1<V3,故正反应速率:va>vc,A错误。该反应为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移
动,由题图知,三个容器中SOCl2的转化率:b>a=c,而浓度越大反应速率越快,因V1<V2,则a点反应速率更快,
但转化率:a<b,说明a点达到了平衡,则a点是平衡转化率,b点不一定是平衡转化率,B错误。根据平衡点a
点数据可列三段式:
SOCl2(g)+H2S(g) S2O(g)+2HCl(g)
起始/mol 1 1 0 0
变化/mol 0.5 0.5 0.5 1
平衡/mol 0.5 0.5 0.5 1
第1讲 描述运动的基本概念
K= mol·L-1= mol·L-1,C错误。V1 L容器中,若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O,Q= mol·
L-1= mol·L-1=K,平衡不移动,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
5.[创新题·新情境][2026山东菏泽期中]对液肼(N2H4)、液氢、乙醇的相关研究是能源利用领域的
研究热点。回答下列问题:
(1)已知在标准状况下,由稳定单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓,用Δf (kJ·
mol-1)表示。部分物质的标准摩尔生成焓Δf 如图所示。
第1讲 描述运动的基本概念
火箭推进剂可用N2H4作燃料,N2O4作氧化剂,反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g) 3N2(g)
+4H2O(g) ΔH=______________________。
(2)液氢是一种高能低温液体燃料,H2可由多种途径制备得到,再经加压降温即得到液氢。973 K、100
kPa下,在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶4充入气体,发生反应C6H6(g)+CH4(g) C7H8(g)+H2(g),
反应2 min达平衡,平衡时H2的分压为16 kPa,则2 min内C6H6的平均反应速率v(C6H6)=______kPa·min-1,
反应的Kp=______。
(3)乙醇—水催化重整可获得氢气,其主要反应如下:
反应1:C2H5OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
①在101 kPa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3时,若仅发生反应1和反应2,平衡时CO2和CO的选择性及H2
1
8
-1 079.2 kJ·mol-1
第1讲 描述运动的基本概念
的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性= ×100%]。
代表CO的选择性随温度变化的曲线是_________(填“甲”“乙”或“丙”)。
丙
第1讲 描述运动的基本概念
②某温度下,保持压强为101 kPa,按n(C2H5OH)∶n(H2O)=1∶4投料,发生反应1、2,反应达平衡时,CO的
选择性为50%,n(H2)∶n(C2H5OH)=20∶1,则C2H5OH的平衡转化率α(C2H5OH)=________,反应1的平衡常
数Kp=________________________(列出计算式)。
80%
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)根据标准摩尔生成焓的定义可得到以下三个热化学方程式:
Ⅰ.N2(g)+2H2(g) N2H4(l) ΔH=+50.6 kJ·mol-1
Ⅱ.N2(g)+2O2(g) N2O4(g) ΔH=+10.8 kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
依据盖斯定律,将4×Ⅲ-(2×Ⅰ+Ⅱ)可得热化学方程式:2N2H4(l)+N2O4(g) 3N2(g)+4H2O(g) ΔH=4×(-2
41.8 kJ·mol-1)-(2×50.6 kJ·mol-1+10.8 kJ·mol-1)=-1 079.2 kJ·mol-1。
(2)总压为100 kPa,按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶4充入气体,则起始时C6H6分压为20 kPa,CH4分压为80 kPa,平
衡时H2的分压为16 kPa,H2由0 kPa增至16 kPa,则C6H6的分压应减少16 kPa,则C6H6在这2 min内的平均反
应速率v(C6H6)= =8 kPa·min-1。平衡时p(C7H8)=p(H2)=16 kPa,p(C6H6)=20 kPa-16 kPa=4 kPa,p(CH4)=
80 kPa-16 kPa=64 kPa,平衡常数Kp= = =1。
第1讲 描述运动的基本概念
(3)①CO的选择性+CO2的选择性=1,由题图可知,曲线甲和曲线丙在相同温度下的纵坐标数值之和始终
为1,所以曲线甲和曲线丙为两种气体的选择性随温度的变化曲线,曲线乙为H2的产率随温度的变化曲
线;CO仅为反应2的产物,反应2的ΔH>0,说明温度升高CO的选择性增大,故可判断表示平衡时CO选择性
随温度的变化曲线是丙。
②某温度下,保持压强为101 kPa,按n(C2H5OH)∶n(H2O)=1∶4投料,发生反应1、2,设起始时n(C2H5OH)=
1 mol、n(H2O)=4 mol,反应1中转化的C2H5OH的物质的量为x mol,反应2中转化的CO2的物质的量为y
mol,则:
C2H5OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g)
起始/mol 1 4 0 0
转化/mol x 3x 2x 6x
第1讲 描述运动的基本概念
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
转化/mol y y y y
CO的选择性为50%,则平衡时CO和CO2的物质的量相等,则2x-y=y,x=y,平衡时n(H2)∶n(C2H5OH)=20∶1,
则(6x-y)∶(1-x)=5x∶(1-x)=20∶1,解得x=0.8,则C2H5OH的平衡转化率α(C2H5OH)= ×100%=80%,平
衡时n(C2H5OH)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol,n(H2O)=(4-3×0.8+0.8) mol=2.4 mol,n(CO2)=(2×0.8-0.8) mol=0.8
mol,n(H2)=(6×0.8-0.8) mol=4 mol,n(CO)=0.8 mol,则平衡时气体总物质的量为0.2 mol+2.4 mol+0.8 mol+
4 mol+0.8 mol=8.2 mol,则反应1的平衡常数Kp= = 。
第1讲 描述运动的基本概念
迁移创新
6.[创新题·新考法][2025山东潍坊期中联考]某温度下,固体物质在密闭容器中分解达到平衡时气体的
总压强为该物质的分解压(p分解),分解压越小,固体物质的稳定性越高,如NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)的
分解压:p分解=p平(NH3)+p平(HCl)。下表为600 K时,某些氧化物的分解压:
氧化物 CuO FeO MnO MgO
分解压p分解/kPa 2.0×10-8 3.3×10-18 3.0×10-31 3.4×10-50
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法错误的是 ( )
A.NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)的Kp=
B.CuO(s)的分解压与温度无关
C.600 K时,稳定性:CuO<FeO
D.600 K时,还原MnO制取Mn,可以用Mg作还原剂
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 反应NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)的平衡常数Kp=p平(NH3)·p平(HCl)= (HCl)=( p分解)2= ,A项
正确;2CuO(s) 2Cu(s)+O2(g)的分解压p分解=p平(O2)=Kp,升温,Kp改变,CuO的分解压改变,B项错误;相同
温度下,题给氧化物的分解压越大,分解反应进行的程度越大,则该氧化物稳定性越差,600 K时,稳定性:
CuO<FeO,C项正确;MgO和MnO属于同类型的氧化物,根据表格数据可知,MnO的分解压大于MgO的分
解压,相同温度下,分解压越小,物质越不易分解,所以稳定性:MnO<MgO,还原MnO制取Mn可以采用Mg
作还原剂,D项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
试题剖析
该题考查角度新颖,创新点:一是利用分解压计算反应的Kp,须根据题给信息进行计算,与常规反应
Kp的计算方式不同;二是判断分解压与温度的关系;三是利用分解压判断氧化物的稳定性。
第1讲 描述运动的基本概念
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