2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)教案（魯科版）第7章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率熱點強化19化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡簡答題

熱點強化19化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡簡答題

L熱點精講

文字描述代表一種開放性思維與能力，一般從速率問題、平衡(轉(zhuǎn)化率)問題、安全問題、節(jié)

能減排等角度作答(考查前兩個角度居多)，實際上就是效益最大化的問題。

1.條件選擇類

(1)實驗最佳條件的選擇或控制就是為了又“快”又“好”地生產(chǎn)，即主要是從反應(yīng)速率與轉(zhuǎn)

化率(化學(xué)平衡)兩個角度來分析?！翱臁本褪翘岣叻磻?yīng)速率，“好”就是提高轉(zhuǎn)化率，原料

利用率高，而影響速率與轉(zhuǎn)化率的主要因素就是濃度、溫度、壓強與催化劑，其中溫度與壓

強是試題中經(jīng)?？疾榈囊蛩亍?/p>

(2)從速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、純度等角度分析，選擇最佳條件。如針對反應(yīng)速率時，思考方向

為如何提高浸出速率、如何提高反應(yīng)速率等；針對平衡轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率時，可運用平衡移動原

理解釋(其他條件不變的情況下，改變XX條件，可逆反應(yīng)平衡向XX方向移動，導(dǎo)致XX發(fā)

生變化)；針對綜合生產(chǎn)效益時，可從原料成本，原料來源是否廣泛、是否可再生，能源成本,

對設(shè)備的要求，環(huán)境保護，綠色化學(xué)等方面作答。

(3)選擇當(dāng)前條件的優(yōu)勢，其他條件的不足，往往不足的描述比較容易疏忽，如溫度過高或過

低，壓強過小或過大，也要進行分析。

2.原因分析類

(1)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理，分析造成圖像曲線變化的原因。

(2)催化劑對反應(yīng)的影響、不同反應(yīng)的選擇性問題是這類題目的難點，解題時要多加關(guān)注，不

同的條件會有不同的選擇性。

(3)這類題目一般都是多因素影響，需要多角度分析原因。

L熱點專練

題組一曲線上特殊點的分析

1.用(NH4)2CO3捕碳的反應(yīng)：(NH4)2CO3(aq)+H2O(I)+C02(g)2NH4HCO3(aq)o為研究溫

度對(NHRCCh捕獲CCh效率的影響，將一定量的(NHSCO3溶液置于密閉容器中，并充入一

定量的CCh氣體，保持其他初始實驗條件不變，分別在不同溫度下，經(jīng)過相同時間測得CCh

氣體濃度，得到趨勢圖：

(I)C點的逆反應(yīng)速率和d點的正反應(yīng)速率的大小關(guān)系為V迎(C)(填”或

“V”)v?(d)o

(2)b、c、d三點的平衡常數(shù)Kb、稱、Kd從大到小的順序為。

⑶八?。溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)增大的變化趨勢，其原因是

答案(1)<(2)Kb>K?>Kd(3)兀?。溫度區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)已達到平衡，由于正反應(yīng)是放熱

反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，不利于CCh的捕獲

解析(1)溫度越高，反應(yīng)速率越快，d點溫度高，則C點的逆反應(yīng)速率和d點的正反應(yīng)速率

的大小關(guān)系為。巡(C)V。正(d)。(2)根據(jù)圖像，溫度為A時反應(yīng)達平稹亍，此后溫度升高，c(CO2)

增大，平衡逆向移動，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，

故κb>κc>κd),

2.[2020?天津，16(4)]用H2還原CCh可以在一定條件下合成CH3OH(不考慮副反應(yīng))：CO2(g)

+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)Δ∕∕<0

恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1：3時，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率

和有分子篩膜時甲醇的產(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H2Oo

45△有分子篩膜

?無分子篩膜

25

5

200220240溫度/七

①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因為_________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

②P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為__________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

③根據(jù)上圖，在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為r0

答案①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(或平衡常數(shù)減小)②分子篩膜從反

應(yīng)體系中不斷分離出H2θ,有利于反應(yīng)正向進行，甲醇產(chǎn)率升高③210

解析①圖中有分子篩膜時，P點甲醇產(chǎn)率最大，達到平衡狀態(tài)，尸點后甲醇的產(chǎn)率降低，

其原因是合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，甲醇產(chǎn)率降低。②P點有

分子篩膜，T點無分子篩膜，而分子篩膜能選擇性分離出H2O,使平衡正向移動，提高甲醇

的產(chǎn)率。③由圖可知，當(dāng)有分子篩膜，溫度為21(ΓC時，甲醇產(chǎn)率最大，故該分子篩膜的最

佳反應(yīng)溫度為210

3.[2020?山東，18(3)]探究CH3。H合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CKOH的產(chǎn)

率。以CO2、H2為原料合成CHQH涉及的主要反應(yīng)如下:

1

I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)Δ∕7,=-kJ?mol

Π.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)Δ∕∕2=-kJ?moΓ'

III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?ft

不同壓強下，按照n(CO2)：”(H2)=l:3投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡

產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。

”(CCh)初始—“(CCh)fi?

已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%

”(CCh)的始

CH3OH的平衡產(chǎn)率=半黑"X100%

”(C5)?j蛤

其中縱坐標(biāo)表示Co2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________(填“甲”或"乙”)；壓強Pl、P2、P3由大

到小的順序為；圖乙中。溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是

答案乙P1>P2>P3Tl時以反應(yīng)川為主，反應(yīng)HI前后氣體分子數(shù)相等，壓強改變對平衡

沒有影響

解析由反應(yīng)I、H可知，隨著溫度的升高，甲醇的平衡產(chǎn)率逐漸降低，因此圖甲的縱坐標(biāo)

表示的是甲醇的平衡產(chǎn)率，圖乙的縱坐標(biāo)表示的是CCh的平衡轉(zhuǎn)化率。同溫度下，隨著壓強

的增大，甲醇的平衡產(chǎn)率應(yīng)增大，因此壓強由大到小的順序為P∣>P2>P30圖乙中，當(dāng)升溫

到Tl時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的大小無關(guān)，說明以反應(yīng)HI為主，因為反應(yīng)Hl前后氣體分

子數(shù)相等。

-思維模型

(1)對于化學(xué)反應(yīng)〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應(yīng)物開始，vι>υa；M

點為剛達到平衡點(如圖)；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或

C的百分含量減少，平衡左移，故AH<0。

(2)對于化學(xué)反應(yīng)機A(g)+"B(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點(如圖)。L線的

左上方(如E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以，E點：Vi>vs；

則L線的右下方(如F點)：VE<V?O

題組二曲線變化趨勢的分析

4.把在空氣中久置的鋁片g投入盛有50OmLmol?L∣鹽酸的燒杯中，該鋁片與鹽酸反應(yīng)生

成氫氣的速率。與反應(yīng)時間t可用如圖的坐標(biāo)曲線來表示。

回答下列問題:

(I)O-a段不生成氫氣的原因是____________________________________________________

(2)b-c段生成氫氣的速率增加較快的主要原因可能是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)f>c時生成氫氣的速率降低的主要原因是O

答案(1)鋁的表面有一層致密的AbCh薄膜，能與H'反應(yīng)得到鹽和水，無氫氣放出

(2)反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快

(3)隨著反應(yīng)的進行，溶液中氫離子的濃度逐漸降低

1

5.乙烯氣相水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)Δ∕∕=-45.5kJ-moΓ,

如圖是乙烯氣相水合法制乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系［其中n(H2O):H(C2H4)

=1：1］。圖中壓強(p∣、P2、P3、P4)的大小順序為，理由是

%

'

?30

7

y

∕

?

h

k

線IO

7

20()250300350T∕(C

答案P4>P3>P2>P1該反應(yīng)正向是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，壓強升高乙烯轉(zhuǎn)化

率升高

6.汽車使用乙醇汽油并不能減少NQr的排放，某研究小組在實驗室以耐高溫試劑Ag-ZSW-5

催化，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。

No轉(zhuǎn)

化

為

N2

的

轉(zhuǎn)

化

率

\

%

。無CC)時No直接分解為N2的產(chǎn)率

▲CO剩余的百分率

口嘿IT條件下，no還原為NZ的轉(zhuǎn)化率

n(CO)

⑴在聯(lián)條件下,最佳溫度應(yīng)控制在一左右。

(2)若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為

(3)用平衡移動原理解釋為什么加入CO后NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率增大：

__________________________________________________________________________________0

答案(l)870K(860?880K范圍內(nèi)都可以)

(2)該反應(yīng)放熱，升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行

(3)加入的CO會與NO的分解產(chǎn)物Ch發(fā)生反應(yīng)，促進NO分解平衡向生成N2的方向移動，

導(dǎo)致No的轉(zhuǎn)化率增大

7.下圖是在一定時間內(nèi)，使用不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率，由圖可知

工業(yè)使用的最佳催化劑為,相應(yīng)溫度為；使用Mn作催化劑時，脫氮率在

b?a段呈現(xiàn)如圖變化的可能原因是__________________________________________________

OIOO200300400500溫度/t：

答案Mn200℃b?a段，開始溫度較低，催化劑活性較低，脫氮反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)還

沒達到化學(xué)平衡，隨著溫度升高反應(yīng)速率變大，一定時間參與反應(yīng)的氮氧化物變多，導(dǎo)致脫

氮率逐漸增大

8.汽車尾氣是霧霾形成的原因之一，研究氮氧化物的處理方法可有效減少霧霾的形成，可采

用氧化還原法脫硝：4N0(g)+4NH3(g)+O2(g)=^≡4N2(g)+6H2O(g)?∕7<0o根據(jù)下圖判斷

提高脫硝效率的最佳條件是;氨氮物質(zhì)的

量之比一定時，在40(TC時，脫硝效率最大，其可能的原因是。

1?:

09(

%D

、7400t

S8c

D—390t

7ct

sD-420t

N-→37()

6()

50/

j?

一

).60.8?1.2

氨氮物質(zhì)的量之比

答案氨氮物質(zhì)的量之比為1,溫度為400℃在400°C時，催化劑的活性最好，催化效率

最高，同時400℃溫度較高，反應(yīng)速率快

9.此還原NO的化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)?7∕<0o

(1)研究表明上述反應(yīng)歷程分兩步：

I.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2⑴(慢反應(yīng))

Π.H2O2(l)+H2(g)2HzO(g)(快反應(yīng))

該總反應(yīng)的速率由反應(yīng)________(填“I”或“∏”)決定，反應(yīng)I的活化能比反應(yīng)∏的活化

能(填“高”或"低”)?.

⑵該反應(yīng)常伴有副產(chǎn)物N2O和NH3。以Pt作催化劑，用H2還原某廢氣中的Nc)(其他氣體不

反應(yīng))，270℃時H2的體積分數(shù)對H2-NO反應(yīng)的影響如圖所示。隨著H2體積分數(shù)的增大，

N2的體積分數(shù)呈下降趨勢，原因是?

050()1OOO150()2(H)O250()

出的體積分數(shù)/X10^"

(3)在一定溫度下，副產(chǎn)物N2O分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N2O(g)=2N2(g)+θ2(g),測得在

恒容容器中N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下表。

反應(yīng)時間∕min020406080100

1

c(N2O)∕(mol?L^)

0~20min,反應(yīng)速率O(N2O)為mol?Ll?min'；若N2O的起始濃度為mol?L1,則

反應(yīng)至40min時N2O的轉(zhuǎn)化率α=。

答案(1)I高(2)隨著H2體積分數(shù)的增加，NO反應(yīng)完后，在Pt催化下，N2和H2反應(yīng)

生成NH3,所以N2的體積分數(shù)呈下降趨勢(3)20%

解析(1)化學(xué)反應(yīng)速率取決于反應(yīng)慢的一步，由題意可知反應(yīng)I為慢反應(yīng)，則總反應(yīng)速率取

決于反應(yīng)I；反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，反應(yīng)I的反應(yīng)速率比反應(yīng)∏的反應(yīng)速率慢,

則反應(yīng)I的活化能比反應(yīng)∏的活化能高。(2)由圖可知，當(dāng)一氧化氮完全反應(yīng)后，氮氣的體積

分數(shù)隨氫氣體積分數(shù)的增大而減小，說明在銷催化下，氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣，導(dǎo)致氮氣

的體積分數(shù)隨氨氣體積分數(shù)的增大而減小。(3)由題給數(shù)據(jù)可知，0?20min,反應(yīng)速率為U(N2O)

=?^^^θ??nin"~=mo'-Ll'm*nl°由題給數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率O(NzO)與反應(yīng)物N?O的濃度無

關(guān)，反應(yīng)速率恒定為mol?L1?min1,則反應(yīng)至40min時NzO的轉(zhuǎn)化率α=錯誤！*100%=

20%。

10.一種新型煤氣化燃燒集成制氫發(fā)生的主要反應(yīng)如下：

I.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AHl

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Δ?2

IIl.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(S)AH3

,

I?'.C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)ΔW4=-kJ?moΓ'

副反應(yīng)：

V.C(s)+2H2(g)CH4(g)AHS=_kJ?moΓ'

1

VI.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔW6=-kJ?mol

回答下列問題：

⑴已知反應(yīng)I、II的平衡常數(shù)K、K2隨溫度的變化如圖1、圖2所示。

圖2

①由反應(yīng)V和反應(yīng)VI可知，AH?=；反應(yīng)I的AS(填“>”或)0。

②溫度小于800℃時，K∣=0,原因是0

③為提高反應(yīng)II中CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是(寫一條)。

④T℃時，向密閉容器中充入ImOlCO(g)和3molH2θ(g),只發(fā)生反應(yīng)II,此時該反應(yīng)的平

衡常數(shù)K=l,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為。

(2)從環(huán)境保護角度分析，該制氫工藝中設(shè)計反應(yīng)川的優(yōu)點是o

(3)起始時在氣化爐中加入1molC、2mo?H2O及ImOlCaO,在MPa下，氣體的組成與溫度

的關(guān)系如圖3所示。

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