高考化學第二輪專項復習專題五　大題突破1　熱化學、化學反應速率與平衡的綜合分析含答案或解析

熱化學、化學反應速率與平衡的綜合分析1.題型特點這類試題往往以化學反應速率、化學平衡知識為主題，借助圖像、圖表的手段，綜合考查關聯(lián)知識，關聯(lián)知識主要有：(1)ΔH符號的判斷、熱化學方程式的書寫、應用蓋斯定律計算ΔH。(2)化學反應速率的計算與比較，外因對化學反應速率的影響(濃度、壓強、溫度、催化劑)。(3)平衡常數(shù)、轉化率的計算，溫度對平衡常數(shù)的影響；化學平衡狀態(tài)的判斷，用化學平衡的影響因素進行分析和解釋。(4)在多層次曲線圖中反映化學反應速率、化學平衡與溫度、壓強、濃度的關系。2.解答化學平衡移動問題的步驟(1)正確分析反應特點：包括反應物、生成物的狀態(tài)，氣體體積變化，反應的熱效應。(2)明確外界反應條件：恒溫恒容、恒溫恒壓、反應溫度是否變化、反應物投料比是否變化。(3)結合圖像或K與Q的關系、平衡移動原理等，判斷平衡移動的方向或結果。3.分析圖表與作圖時應注意的問題(1)仔細分析并準確畫出曲線的最高點、最低點、拐點和平衡點。(2)找準縱坐標與橫坐標的對應數(shù)據(jù)。(3)描繪曲線時注意點與點之間的連接關系。(4)分析表格數(shù)據(jù)時，找出數(shù)據(jù)大小的變化規(guī)律。4.解答有關平衡常數(shù)的計算(1)結合題意，運用“三段式”，分析計算、確定各物理量的變化。(2)多重平衡體系的計算用好連續(xù)計算法(分設變量)、守恒法兩種方法。(3)多重平衡體系達到整體綜合平衡后，每種平衡組分都只能有一個平衡濃度。1.(2024·湖北，17)用BaCO3和焦炭為原料，經(jīng)反應Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制備乙炔是我國科研人員提出的綠色環(huán)保新路線。反應Ⅰ：BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)反應Ⅱ：BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)回答下列問題：(1)寫出BaC2與水反應的化學方程式

。

(2)已知Kp=(pCO)n、K=(pCO105Pa)n(n是CO的化學計量系數(shù))。反應Ⅰ、①反應BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1585K的Kp=Pa3。

②保持1320K不變，假定恒容容器中只發(fā)生反應Ⅰ，達到平衡時pCO=Pa，若將容器體積壓縮到原來的12，重新建立平衡后pCO=(3)恒壓容器中，焦炭與BaCO3的物質的量之比為4∶1，Ar為載氣。1400K和1823K下，BaC2產(chǎn)率隨時間的關系曲線依實驗數(shù)據(jù)擬合得到圖2(不考慮接觸面積的影響)。①初始溫度為900K，緩慢加熱至1400K時，實驗表明BaCO3已全部消耗，此時反應體系中含Ba物種為。

②1823K下，反應速率的變化特點為，其原因是

。

2.(2024·河北，17節(jié)選)氯氣是一種重要的基礎化工原料，廣泛應用于含氯化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。硫酰氯及1，4?二(氯甲基)苯等可通過氯化反應制備。(1)硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑，工業(yè)上制備原理如下：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH=-67.59kJ·mol-1。②恒容密閉容器中按不同進料比充入SO2(g)和Cl2(g)，測定T1、T2、T3溫度下體系達平衡時的Δp(Δp=p0-p，p0為體系初始壓強，p0=240kPa，p為體系平衡壓強)，結果如圖。上圖中溫度由高到低的順序為，判斷依據(jù)為

。

M點Cl2的轉化率為，T1溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)Kp=kPa-1。

③下圖曲線中能準確表示T1溫度下Δp隨進料比變化的是(填序號)。

(2)1，4?二(氯甲基)苯(D)是有機合成中的重要中間體，可由對二甲苯(X)的氯化反應合成。對二甲苯淺度氯化時的反應過程為以上各反應的速率方程均可表示為v=kc(A)c(B)，其中c(A)、c(B)分別為各反應中對應反應物的濃度，k為速率常數(shù)(k1~k5分別對應反應①~⑤)。某溫度下，反應器中加入一定量的X，保持體系中氯氣濃度恒定(反應體系體積變化忽略不計)，測定不同時刻相關物質的濃度。已知該溫度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。①30min時，c(X)=6.80mol·L-1，且30~60min內v(X)=0.042mol·L-1·min-1，反應進行到60min時，c(X)=mol·L-1。

②60min時，c(D)=0.099mol·L-1，若0~60min產(chǎn)物T的含量可忽略不計，則此時c(G)=mol·L-1；60min后，隨T的含量增加，c(D)c(G)(填“增大”“減小”或“3.[2024·黑吉遼，18(1)(2)(3)(4)(5)]為實現(xiàn)氯資源循環(huán)利用，工業(yè)上采用RuO2催化氧化法處理HCl廢氣：2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)ΔH1=-57.2kJ·mol-1ΔSK。將HCl和O2分別以不同起始流速通入反應器中，在360℃、400℃和440℃下反應，通過檢測流出氣成分繪制HCl轉化率(α)曲線，如下圖所示(較低流速下轉化率可近似為平衡轉化率)?；卮鹣铝袉栴}：(1)ΔS0(填“>”或“<”)；T3=℃。

(2)結合以下信息，可知H2的燃燒熱ΔH=kJ·mol-1。

H2O(l)=H2O(g)ΔH2=+44.0kJ·mol-1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH3=-184.6kJ·mol-1(3)下列措施可提高M點HCl轉化率的是(填標號)。

A.增大HCl的流速B.將溫度升高40℃C.增大n(HCl)∶n(O2)D.使用更高效的催化劑(4)圖中較高流速時，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是。

(5)設N點的轉化率為平衡轉化率，則該溫度下反應的平衡常數(shù)K=(用平衡物質的量分數(shù)代替平衡濃度計算)。

答案精析精練高考真題1.(1)BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑(2)①1016②105105(3)①BaO②速率不變至BaC2產(chǎn)率接近100%容器中只發(fā)生反應Ⅱ，反應條件恒溫1823K、恒壓，且該反應只有CO為氣態(tài)，據(jù)K=pCO10解析(1)Ba、Ca同主族，BaC2與CaC2結構相似，BaC2與水反應和CaC2與水反應相似，其反應的化學方程式為BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑。(2)①反應Ⅰ+反應Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)，則其平衡常數(shù)K=KⅠ×KⅡ=(pCO105Pa)3；由圖1可知，1585K時KⅠ=102.5，KⅡ=10-1.5，即(pCO105Pa)3=102.5×10-1.5=10，所以pCO3=10×(105Pa)3=1016Pa3，則Kp=pCO3=1016Pa3。②由圖1可知，1320K時反應Ⅰ的KⅠ=100=1，即KⅠ=(pCO105Pa)2=1，所以pCO2=(105Pa)2，即pCO=105Pa；若將容器體積壓縮到原來的12，由于溫度不變、平衡常數(shù)不變，重新建立平衡后pCO不變，即pCO=105Pa。(3)①由圖2可知，14002.(1)②T3>T2>T1該反應是放熱的、氣體分子數(shù)減小的反應，恒容條件下，反應正向進行時，容器內壓強減小，從T3到T1平衡時Δp增大，說明反應正向進行程度逐漸增大，對應溫度逐漸降低75%0.03③D(2)①5.54②0.033增大解析(1)②該反應的正反應為氣體體積減小的反應，反應正向進行程度越大，Δp越大。由圖可知，從T3到T1，Δp增大，說明反應正向進行程度逐漸增大，已知正反應為放熱反應，則溫度由T3到T1逐漸降低，即T3>T2>T1。由圖中M點可知，進料比為n(SO2)∶n(Cl2)=2，平衡時Δp=60kPa，已知恒溫恒容條件下，容器內氣體物質的量之比等于壓強之比，可據(jù)此列出三段式：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)Δp起始壓強/kPa 16080轉化壓強/kPa 60 60 60 60平衡壓強/kPa 10020 60可計算得α(Cl2)=60kPa80kPa×100%=75%，Kp=p(SO2Cl2)p(SO2)·p(Cl2)=60kPa100kPa×20kPa=0.03kPa-1。③根據(jù)“等效平衡”原理，該反應中SO2和Cl2的化學計量數(shù)之比為1∶1，則SO2和Cl2的進料比互為倒數(shù)(如2與0.5)時，Δp相等。(2)①根據(jù)v(X)=Δc(X)Δt，60min時，c(X)=6.80mol·L-1-v(X)·Δt=6.80mol·L-1-0.042mol·L-1·min-1×30min=5.54mol·L-1。②由題給反應速率方程推知v生成(D)v生成(G)=k2·c(M)3.(1)<360(2)-285.8(3)BD(4)反應未達平衡時，流速過快，反應物分子來不及在催化劑表面接觸而發(fā)生反應，導致轉化率下降，同時，T3溫度低，反應速率低，故單位時間內氯化氫的轉化率低(5)6解析(1)2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)反應后氣體分子數(shù)目減小，該反應ΔS<0；該反應為放熱反應，由于在流速較低時的轉化率視為平衡轉化率，在流速低的時候，溫度越高，HCl的轉化率越小，由圖像可知，T1代表的溫度為440℃，T3為360℃。(2)根據(jù)蓋斯定律可得反應H2(g)+12O2(g)=H2O(l)的ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=-57.2kJ·mol-1-184.6kJ·mol-1-44.0kJ·mol-1=-285.8kJ·mol-1，即氫氣的燃燒熱ΔH=-285.8kJ·mol-1。(3)增大HCl的流速，由圖像可知，HCl的轉化率減小，A不符合題意；M點對應的溫度為360℃，由圖像可知，溫度升高40℃為400℃時，HCl的轉化率增大，B符合題意；增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的轉化率減小，C不符合題意；M點時，反應未