1、章末核心素养整合章末核心素养整合 一、化学反应速率与影响因素 1.(2019浙江 4 月选考)X(g)3Y(g)2Z(g)Ha kJ/mol。一定条件下，将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中， 反应 10 min，测得 Y 的物质的量 为 2.4 mol。下列说法正确的是() A.10 min 内，Y 的平均反应速率为 0.03 molL 1s1 B.第 10 min 时，X 的反应速率为 0.01 molL 1min1 C.10 min 内，消耗 0.2 mol X，生成 0.4 mol Z D.10 min 内，X 和 Y 反应放出的热量为 a kJ 答案
2、C 解析根据 10 min 时 Y 的物质的量为 2.4 mol，结合“三段式”法有 则 10 min 内，v(Y) 0.6 mol 2 L10 min0.03 molL 1min1，A 项错误：根据化学反应 速率之比等于化学计量数之比可知 v(X)0.01molL 1min1，该反应速率表示 的是 10 min 内 X 的平均反应速率，B 项错误；根据“三段式”可知，10 min 内消 耗 0.2 mol X，生成 0.4 mol Z，C 项正确；10 min 内有 0.2 mol X 和 0.6 mol Y 参与 反应，放出的热量为 0.2a kJ，D 项错误。 2.(2020海南高考)作
3、为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作 用。已知反应：H2O2(l)=H2O(l)1 2O 2(g)H98 kJ/molK2.881020。 向 H2O2稀溶液中滴加数滴含 Mn2 的溶液，即有气泡快速逸出，反应中 Mn2起 _作用。某组实验数据如下： t/min01020304050 c(H2O2)/molL 1 0.700.490.350.250.170.12 030 min H2O2反应的平均速率 v_ molL 1min1。 答案催化剂0.015 解析向 H2O2稀溶液中滴加数滴含 Mn2 的溶液，即有气泡快速逸出，说明 Mn2 的加入加快双氧水的分解速率， 但 Mn
4、2本身没有发生任何变化， 故 Mn2起到了 催化剂的作用；起始时双氧水的浓度为 0.7 molL 1，30 min 时双氧水的浓度为 0.25 molL 1，其浓度变化量c0.7 molL10.25 molL10.45 molL1，则这 段时间内双氧水的反应速率 vc t 0.45 molL 1 30 min 0.015 molL 1min1。 二、化学平衡状态的判断 3.(20184 月浙江选考)反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，若在恒压绝热容 器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是() A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开 HH 键
5、的数目和生成 NH 键的数目相等 D.容器内气体的浓度 c(N2)c(H2)c(NH3)132 答案A 解析因该反应在恒压绝热容器中进行且为放热反应，当容器内的温度不再变化 时，说明放出的热量不再变化，可以表明反应已达平衡状态，A 项正确；因反应 在恒压条件下进行，压强始终不变，故压强不再变化不能表明反应一定已达平衡 状态，B 项错误；断开 HH 键和生成 NH 键均表示正反应方向，不能表明反 应一定已达平衡状态，C 项错误；容器内气体的浓度 c(N2)c(H2)c(NH3) 132，对应反应过程中的某一时刻，不能表明反应一定已达平衡状态，D 项错 误。 4.(2020浙江 1 月选考)已知：
6、N2O4(g)2NO2(g)H0，将一定量 N2O4气体 充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为 T1。下列可以作为反应达到平衡的判据 是_。 A.气体的压强不变B.v正(N2O4)2v逆(NO2) C.K 不变D.容器内气体的密度不变E.容器内颜色不变 答案AE 解析A.反应前后气体物质的量不等，说明体系压强会发生变化，气体的压强不 变可以说明反应达到平衡，故 A 正确；B.反应达到平衡时，v正v逆，应满足 2v 正(N2O4)v逆(NO2)，故 B 错误；C.K 只随温度的改变而改变，故 C 错误；D.混合 气体密度为m V，反应前后 m 不变，V 不变，所以混合气体密度一直不变，无法 说明
7、达到化学平衡，故 D 错误；E.容器内颜色不变，说明 c(NO2)不变，可以说明 达到化学平衡，故 E 正确。 三、化学平衡移动原理及应用 5.(20207 月浙江选考)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) H0。 在测定 NO2的相对分子质量时， 下列条件中， 测定结果误差最小的是() A.温度 0 、压强 50 kPa B.温度 130 、压强 300 kPa C.温度 25 、压强 100 kPa D.温度 130 、压强 50 kPa 答案D 解析测定 NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。正反应 是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高
8、温度，则 选 D 项。 6.(2020山东学业水平等级考试)探究 CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素， 有利 于提高 CH3OH 的产率。以 CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如下： .CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.5 kJ/mol .CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.4 kJ/mol .CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3 为同时提高 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为 _(填标号)。 A.低温、高压B.高温、低压 C.低温、低压D.高温、高压 答案A 解析反应是放热气体计量数减小的反
9、应，应选择的反应条件为低温、高压， A 项正确。 四、化学反应方向与条件控制 7.下列判断正确的是() A.(2019江苏高考)一定温度下，反应 2H2(g)O2(g)2H2O(g)能自发进行， 该反应的H0 B.(2018江苏高考)反应 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为 吸热反应 C.(2017江苏高考)反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H0 D.(2014江苏高考)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行， 则该 反应的H0 答案A 解析A、B、D 中反应均为熵减反应，且在一定温度下均能自发进行，故根据 HTS0
10、可知，这三个反应均属于放热反应，故 A 项正确，B、D 项错误；C 中反应为熵减反应，S0，C 项错误。 8.(20194 月浙江选考)水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质” 。关于反 应 H2(g)1 2O 2(g)=H2O(l)，下列说法不正确() A.焓变H0，熵变S0 B.可以把反应设计成原电池，实现能量的转化 C.一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行 D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行 答案C 解析氢气在氧气中燃烧生成液态水的反应是一个放热且熵减的反应， A 项正确； 该反应是一个自发的氧化还原反应，可以将该反应设计成原电池，
11、将化学能转化 为电能，B 项正确；是否能观察到有水生成除了与反应能否自发进行有关外，还 与反应的速率有关，观察不到有水生成，不能说明该条件下反应不能自发进行， C 项错误；使用合适的催化剂，有可能使氢气和氧气在常温常压下快速反应，D 项正确，故选 C。 五、速率常数与速率方程 9.(2020全国卷)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：vk( 1) 0.8(1 n)式中，k 为反应速率常数，随温度 t 升高而增大；为 SO2平衡转化率， 为某时刻 SO2转化率，n 为常数。在0.90 时，将一系列温度下的 k、值代入 上述速率方程，得到 vt 曲线，如图所示。 曲线上 v 最大值所对应温度
12、称为该下反应的最适宜温度 tm。 ttm后，v 逐渐下降，原因是_ _。 答案升高温度，k 增大使 v 逐渐提高，但降低使 v 逐渐下降。ttm后，k 增大对 v 的提高小于引起的降低 解析vk( 1) 0.8(1n)温度升高， 表达式中速率常数 k 增大， 反应速率增大； SO2(g)1 2O 2(g) = 钒催化剂SO 3(g)H98 kJ/mol，为放热反应，升高温度平衡 转化率减小，( 1) 0.8减小，反应速率减小，ttm时，速率常数 k 增大，对速 率的影响大于因( 1) 0.8减小对速率的影响，总体速率加快；ttm后速率常数 k 增大没有减小对速率影响大，速率减小。 10.(20
13、20全国卷)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4 高温 C2H6H2。反 应在初期阶段的速率方程为：rkcCH4，其中 k 为反应速率常数。 (1)设反应开始时的反应速率为 r1，甲烷的转化率为时的反应速率为 r2，则 r2 _r1。 (2)对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_(填字母)。 A.增加甲烷浓度，r 增大 B.增加 H2浓度，r 增大 C.乙烷的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度，k 减小 答案(1)(1)(2)AD 解析(1)反应初始时可认为 cCH41 molL 1， 则根据初期阶段的速率方程可知 k r1，当 CH4的转化率为时，cCH4(1) molL 1，则此
14、时 r2(1)r1。(2) 由 rkcCH4可知，CH4的浓度越大，反应速率 r 越大，A 项正确；增加 H2浓 度，CH4的浓度减小或不变，则 r 减小或不变，B 项错误；随着反应的进行，CH4 的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C 项错误；降低温度，该反应进行非常 缓慢甚至停止，即 k 也随着减小，D 项正确。 六、化学平衡图像 11.(2020全国卷)硫酸是一种重要的基本化工产品。 接触法制硫酸生产中的关键 工序是 SO2的催化氧化：SO2(g)1 2O 2(g)钒催化剂SO3(g)H98 kJ/mol。回 答下列问题： 当 SO2(g)、O2(g)和 N2(g)起始的物质的量分数分别
15、为 7.5%、10.5%和 82%时，在 0.5 MPa、2.5 MPa 和 5.0 MPa 压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图所示。 反 应 在 5.0 MPa 、 550 时 的 _ ， 判 断 的 依 据 是 _ _。 影响的因素有_。 答案0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa2.5 MPap2， 所以 p15.0 MPa温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 解析由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，增 大压强，SO2平衡转化率增大，故 p15.0 MPa。结合题图知，5.0 MPa、550 时 对应 SO2的平衡转化率为 0.97
16、5。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反应 物的起始浓度等。 12.(2020全国卷)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2的热点研究领域。 回答下列问题： 理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)n(H2)13，在体系压强为 0.1 MPa，反 应达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x 随温度 T 的变化如图所示。(已知：反 应的化学方程式 2CO26H2CH2=CH24H2O) 图中，表示 C2H4、CO2变化的曲线分别是_、_。CO2催化加氢合 成 C2H4反应的H_0(填“大于”或“小于”)。 答案dc小于 解析反应方程式中CO2和H2的计量数之比为13， 开始时加入的n(CO2
17、)n(H2) 13，则平衡时 n(CO2)n(H2)也应为 13，n(C2H4)n(H2O)应为 14，由题 图可知曲线 a 为 H2，b 为 H2O，c 为 CO2，d 为 C2H4，随温度升高，平衡时 C2H4 和 H2O 的物质的量分数逐渐减小，H2和 CO2的物质的量分数逐渐增加，说明升 高温度平衡逆向移动，根据升高温度平衡向吸热的方向移动，知正反应方向为放 热反应，H 小于 0。 七、化学平衡常数与转化率的计算 13.(2020山东学业水平等级考试)探究 CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有 利于提高 CH3OH 的产率。以 CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如
18、下： .CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.5 kJ/mol .CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.4 kJ/mol .CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3 一定条件下，向体积为 V L 的恒容密闭容器中通入 1 mol CO2和 3 mol H2发生上 述反应，达到平衡时，容器中 CH3OH(g)为 a mol，CO 为 b mol，此时 H2O(g)的 浓度为_ molL 1(用含 a、b、V 的代数式表示，下同)，反应的平衡常数 为_。 答案 ab V b（ab） （1ab） （33ab） 解析由题述三个反应可知，平衡时 H2O(g)的浓
19、度等于 CH3OH(g)和 CO(g)的浓 度之和，即 H2O(g)的浓度为ab V molL 1。平衡时 CH3OH(g)、CO(g)、H2O(g)的 浓度分别为a V molL 1、b V molL 1、ab V molL 1，则从开始至平衡，消耗 CO2(g) 的浓度为(a V b V) molL 1ab V molL 1，消耗 H2(g)的浓度为(3a V b V) molL 1 3ab V molL 1， 即平衡时 CO2(g)、 H2(g)的浓度分别为1ab V molL 1、33ab V molL 1，则反应的平衡常数为c（CO）c（H2O） c（CO2）c（H2） b V ab V 1ab V 33ab V b（ab） （1ab） （33ab）。
