2018年高考化学真题分类汇编化学反应速率和化学平衡.pdf
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1、1 2018 年高考化学真题分类汇编 专题 7 化学反应速率和化学平衡(选修 4) 化学反应速率 1.2018 全国卷 -28 三氯氢硅 (SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题: (1) SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成 (HSiO)2O 等,写 出该反应的化学方程式。 (2) SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJ mol - 1 3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g) H2=- 30 kJ mol - 1 则反应 4SiHCl3(g)=S
2、iH 4(g)+ 3SiCl4(g)的 H=_ kJ mol - 1 。 (3)对于反应2SiHCl3(g)=SiH 2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂, 在 323 K 和 343 K 时 SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 343 K 时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K= (保留 2位小 数)。 在 343 K 下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要 缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。 比较 a、b 处反应速率大小:a_ b(填 “ 大于 ”“小于 ” 或 “ 等于 ” ) 。反应速率=正 - 逆= k正x 2(
3、SiHCl 3) - k 逆x(SiH2Cl2) x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x 为 物质的量分数,计算a 处 v正/v逆=_(保留 1 位小数 )。 【答案】 (1) 2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl (2) 114 (3)22 0.02 及时移去产 物,改进催化剂, 提高反应物压强(浓度 ) 大于, 1.3。 【解析】 (1) SiHCl3遇潮气 (H2O)时发烟生成 (HSiO)2O,即反应物为 SiHCl3和 H2O,有一种 生成物为 (HSiO)2O,依原子守恒就可写出方程式: 2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl 。
4、(2)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJ mol - 1 3SiH2Cl2(g)=SiH 4 (g) +2SiHCl3(g) H2=- 30 kJ mol - 1 则反应 4SiHCl3(g)=SiH 4 (g) + 3SiCl4(g)可由反应: 3+得出,故 H= (483-30)kJ mol - 1。 (3)温度越高时反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a 代表 343K 的反应。 由图知,温度为343K 时达到平衡以后,反应物SiHCl3(g)的转化率为 22%。 解:设初始加入的反应物SiHCl3(g)的浓度为1mol/L ,则有:
5、2SiHCl3 SiH2Cl2+ SiCl4 起始:1 0 0 反应:0.22 0.11 0.11 (转化率为22%) 2 平衡:0.78 0.11 0.11 所以平衡常数K=0.11 2 0.782=0.02。 温度不变,提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边物质的量相等, 压强不影响平衡) 。缩短达到平衡的时间,就是加快反应速率,所以可以采取的措施是增 大压强(增大反应物浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。 a、b 两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而a 点的温度更高,所以速 率更快,即Va V b。根据题目表述得到 v正=k正x 2(SiHCl 3),v
6、 逆=k逆x(SiH2Cl2) x(SiCl4),当 反应达平衡时v正= v逆时, k正x2(SiHCl 3) =k逆x(SiH2Cl2) x(SiCl4), k正/k逆= x(SiH2Cl2) x(SiCl4)/ x 2(SiHCl 3) k, k 为反应 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的平衡常数,所以,k 正/k逆= K=0.02。a 点时,转化率为20%,所以计算出: 2SiHCl3 SiH2Cl2+ SiCl4 起始:1 0 0 反应:0.2 0.1 0.1 (转化率为20%) 平衡:0.8 0.1 0.1 所以 x(SiHCl 3)=0.8;x(SiH2
7、Cl2) = x(SiCl4) =0.1;所以v 正/ v逆= k正x 2(SiHCl 3)/ k 逆x(SiH2Cl2) x(SiCl4)= 0.020.8 2/0.12=1.3 【考点】 依情景(信息 )书写方程式;利用盖斯定律求反应热;温度对反应速率的影响;根 据转化率求化学平衡常数;化学平衡的影响因素;利用平衡常数求正、逆反应速率之比。 2.2018 全国卷 -13下列实验过程可以达到实验目的的是 编号实验目的实验过程 A 配制 0.4000 mol L - 1的 NaOH 溶液 称取 4.0 g固体 NaOH 于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解, 转移至 250 mL 容量瓶中定容 B 探
8、究维生素C 的还原性 向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生 素 C 溶液,观察颜色变化 C 制取并纯化氢气 向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH 溶液、浓硫酸和 KMnO 4溶液 D 探究浓度对反应速率的 影响 向 2支盛有 5 mL 不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时 加入 2 mL 5%H 2O2溶液,观察实验现象 【答案】 B 【解析】 A. 配制 0.4000 mol L - 1 的 NaOH 溶液,所用天平不可用托盘天平,称得的NaOH 固体为 4.000 g; 另氢氧化钠溶于水放热,需等其溶液冷却后才可转移到容量瓶中。A 错误; B. 黄色氯化铁溶液遇
9、到浓的维生素C 溶液,会被还原成 Fe 2+ ,溶液变为浅绿色。B 正确; C.生成的氢气中混有氯化氢和水蒸气,将生成的气体依次通过NaOH 溶液、浓硫酸即可, 不需 KMnO 4溶液; D. 反应的离子方程式为HSO3 +H 2O2SO4 2+H+H 2O,反应过程 中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D 错误。 答案选 B。 【考点】 称量仪量的精确度;Fe 3+的氧化性及 Fe 3+、Fe2+在溶液中的颜色;氢气的制备与 3 除杂;用实验现象明显的实验来探究外界条件对反应速率的影响。 化学平衡及勒夏特列原理化学反应进行的方向 3.2018 江苏卷 -13根据下列图示所
10、得出的结论不正确的是 A. 图甲是 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应 的 H 反应是 气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增 大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大(3) SO2、SO4 2- 、4H+ (4) 0.4; I - 是SO2歧化反应的催化剂, H +单独存在时不具有催化作用, 但H +可以加快歧化反应速率 ; 反应 ii 比 i 快; D 中由反应ii 产生的 H +使反应 i 加快 【解析】(1)根据过程,反应II 为 SO2催化歧化生成H2SO4和 S,反应 为
11、:3SO2+2H2O=2H 2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应 III 得, 2H2SO4 (l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g) H=H1+H3=(+551kJ/mol) +(-297kJ/mol) =+254kJ/mol,反 应 II 的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) H= -254kJ/mol。 (2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2 时 H2SO4物质的量分 数大于 p1时,反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2SO4 物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增
12、大,所以,p2 p 1。 (3)反应 II 的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S, I 可以作为水溶液中 SO2歧化反应的催 化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应 -反应 i)2 得,反应ii 的离子方 程式为 I2+2H2O+SO2=4H +SO 4 2-+2I。 (4) B 是 A 的对比实验,采用控制变量法,B 比 A 多加了 0.2mol/LH2SO4,A 与 B 中 KI 浓度应相等,则a=0.4。对比 A 与 B,加入 H +可以加快 SO2歧化反应的速率;对 比 B 与 C,单独 H+不能催化SO2的歧化反应;比较 A、B、C,可得出的结论是:I - 是
13、SO2 歧化反应的催化剂,H +单独存在时不具有催化作用,但 H +可以加快歧化反应速率。 对比 D 和 A,D 中加入 KI 的浓度小于A,D 中多加了 I2,反应 i 消耗 H + 和 I -,反应 ii 中 消耗 I2,D 中“ 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较 A 快” ,反应速率DA, 由此可见,反应ii 比反应 i 速率快,反应ii 产生 H +使 c(H+)增大,从而反应 i 加快。 【考点】 本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律 的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率 的影响,考查学生灵活运用所
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