高考化學(xué)第二輪專項復(fù)習(xí)專題五　大題突破1　熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合分析含答案或解析

熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合分析1.題型特點這類試題往往以化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡知識為主題，借助圖像、圖表的手段，綜合考查關(guān)聯(lián)知識，關(guān)聯(lián)知識主要有：(1)ΔH符號的判斷、熱化學(xué)方程式的書寫、應(yīng)用蓋斯定律計算ΔH。(2)化學(xué)反應(yīng)速率的計算與比較，外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響(濃度、壓強、溫度、催化劑)。(3)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計算，溫度對平衡常數(shù)的影響；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，用化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡與溫度、壓強、濃度的關(guān)系。2.解答化學(xué)平衡移動問題的步驟(1)正確分析反應(yīng)特點：包括反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)，氣體體積變化，反應(yīng)的熱效應(yīng)。(2)明確外界反應(yīng)條件：恒溫恒容、恒溫恒壓、反應(yīng)溫度是否變化、反應(yīng)物投料比是否變化。(3)結(jié)合圖像或K與Q的關(guān)系、平衡移動原理等，判斷平衡移動的方向或結(jié)果。3.分析圖表與作圖時應(yīng)注意的問題(1)仔細分析并準(zhǔn)確畫出曲線的最高點、最低點、拐點和平衡點。(2)找準(zhǔn)縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的對應(yīng)數(shù)據(jù)。(3)描繪曲線時注意點與點之間的連接關(guān)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(guān)平衡常數(shù)的計算(1)結(jié)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(shè)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(yīng)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(yīng)Ⅰ：BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)反應(yīng)Ⅱ：BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)回答下列問題：(1)寫出BaC2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式

。

(2)已知Kp=(pCO)n、K=(pCO105Pa)n(n是CO的化學(xué)計量系數(shù))。反應(yīng)Ⅰ、①反應(yīng)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(yīng)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(zhì)的量之比為4∶1，Ar為載氣。1400K和1823K下，BaC2產(chǎn)率隨時間的關(guān)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(yīng)體系中含Ba物種為。

②1823K下，反應(yīng)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(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)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(yīng)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(jié)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(zhuǎn)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(zhǔn)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(yīng)合成。對二甲苯淺度氯化時的反應(yīng)過程為以上各反應(yīng)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(yīng)中對應(yīng)反應(yīng)物的濃度，k為速率常數(shù)(k1~k5分別對應(yīng)反應(yīng)①~⑤)。某溫度下，反應(yīng)器中加入一定量的X，保持體系中氯氣濃度恒定(反應(yīng)體系體積變化忽略不計)，測定不同時刻相關(guān)物質(zhì)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(nèi)v(X)=0.042mol·L-1·min-1，反應(yīng)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(yīng)器中，在360℃、400℃和440℃下反應(yīng)，通過檢測流出氣成分繪制HCl轉(zhuǎn)化率(α)曲線，如下圖所示(較低流速下轉(zhuǎn)化率可近似為平衡轉(zhuǎn)化率)。回答下列問題：(1)ΔS0(填“>”或“<”)；T3=℃。

(2)結(jié)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(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)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(shè)N點的轉(zhuǎn)化率為平衡轉(zhuǎn)化率，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用平衡物質(zhì)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(yīng)Ⅱ，反應(yīng)條件恒溫1823K、恒壓，且該反應(yīng)只有CO為氣態(tài)，據(jù)K=pCO10解析(1)Ba、Ca同主族，BaC2與CaC2結(jié)構(gòu)相似，BaC2與水反應(yīng)和CaC2與水反應(yīng)相似，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑。(2)①反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)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(yīng)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(yīng)是放熱的、氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，恒容條件下，反應(yīng)正向進行時，容器內(nèi)壓強減小，從T3到T1平衡時Δp增大，說明反應(yīng)正向進行程度逐漸增大，對應(yīng)溫度逐漸降低75%0.03③D(2)①5.54②0.033增大解析(1)②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)正向進行程度逐漸增大，已知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(nèi)氣體物質(zhì)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(zhuǎn)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(yīng)中SO2和Cl2的化學(xué)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(yīng)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(yīng)未達平衡時，流速過快，反應(yīng)物分子來不及在催化劑表面接觸而發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降，同時，T3溫度低，反應(yīng)速率低，故單位時間內(nèi)氯化氫的轉(zhuǎn)化率低(5)6解析(1)2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)反應(yīng)后氣體分子數(shù)目減小，該反應(yīng)ΔS<0；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于在流速較低時的轉(zhuǎn)化率視為平衡轉(zhuǎn)化率，在流速低的時候，溫度越高，HCl的轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；M點對應(yīng)的溫度為360℃，由圖像可知，溫度升高40℃為400℃時，HCl的轉(zhuǎn)化率增大，B符合題意；增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的轉(zhuǎn)化率減小，C不符合題意；M點時，反應(yīng)未