发布时间 : 星期三 文章（完整版）2017年高考复习历年真题专题八化学反应速率和化学平衡更新完毕开始阅读a29d8161094c2e3f5727a5e9856a561252d32188
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝ 。
反应时间t/h 0 4 a 8 0.026 16 0.006 5 c（A）/（mol·L－1） 0.10 分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（Δt）的规律，得出的结论是 ，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c（A）为 mol·L－1。 解析 （1）从可逆反应A（g）
B（g）＋C（g）可知该反应是化学计量数增大的反应，
正反应是吸热反应，欲提高A的转化率，可采用升温或降压的方法使平衡正方向移动。（2）根据恒容密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，结合差量法可求算α（A）。平衡时α（A）9.53－4.91
＝4.91×100%＝94.1%。
n总p
（3）①由阿伏加德罗定律：p＝0.10 mol
0p
n总＝0.10×p mol，
0
p
n（A）＝0.10[1－α（A）]＝0.10×（2－p）。
0
n1p10.104.91
②根据n＝p，＝7.31，a＝0.051。
22a＋（0.10－a）＋（0.10－a）
由图表分析知，达平衡前每间隔4 h，c（A）减少接近一半，故12 h时c（A）为0.013 mol·L－
1
。
答案 （1）升高温度、降低压强 p
（2）（p－1）×100% 94.1%
0
A（g） B（g） ＋ C（g）
0.10 0 0 0.10×（1－94.1%） 0.10×94.1% 0.10×94.1% （0.094 mol·L－1）2K＝＝1.5 mol·L－1 －1
0.005 9 mol·Lpp
（3）①0.10×p 0.10×（2－p） ②0.051
0
0
达到平衡前每间隔4 h，c（A）减少约一半 0.013
综合应用
6.（2016·课标全国卷Ⅱ，27，14分）丙烯腈（CH2===CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
3
①C3H6（g）＋NH3（g）＋2O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g） ΔH＝－515 kJ·mol－1 ②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g） ΔH＝－353 kJ·mol－1
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是__________________________； 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是__________________________； 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是____________________________。
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃，低于460 ℃时，丙烯腈的产率 （填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是_____________________________；
高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号）。 A.催化剂活性降低 C.副反应增多
B.平衡常数变大 D.反应活化能增大
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为 ，理由是_______________，
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。
解析 （1） 因为生成的产物丙烯腈和丙烯醛的两个反应均为放热量大的反应，所以它们均可自发进行且热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；由生成丙烯腈的反应条件可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。（2） 因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反应方向进行，尚未达到平衡状态，460 ℃以前是建立平衡的过程，故低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低，A项，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B项，平衡常数的大小不影响产率，错误；C项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D项，反应活化能的大小不影响平衡，错误。（3）根据图像知，当n（氨）/n（丙烯）约为1.0时，该
3
比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6（g）＋NH3（g）＋2O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按1∶1.5∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1∶7.5∶1。
答案 （1） 两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂 （2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC （3）1.0 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
7.（2015·课标全国卷Ⅰ，28，15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为 。
（2）上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当c（I－）AgCl开始沉淀时，溶液中为 ，已知Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）－
c（Cl）＝8.5×10－17。
（3）已知反应2HI（g）===H2（g）＋I2（g）的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2（g）、1 mol I2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。
（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）
H2（g）＋I2（g）在716 K时，气体混合
物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：
t/min x（HI） x（HI） 0 1 0 20 0.91 0.60 40 0.85 0.73 60 0.815 0.773 80 0.795 0.780 120 0.784 0.784 ①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为
______________________________________________________________。
②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2（HI），逆反应速率为v逆＝k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为 （以K和k正表示）。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝ min－1。
③由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 （填字母）。
解析 （1）海藻中的碘元素以I－形式存在，MnO2在酸性条件下将I－氧化为I2，自身被还原为
Mn2＋（MnSO4）。（2）AgI的溶度积小于AgCl，当滴加AgNO3溶液时，AgI沉淀先生成，AgCl
Ksp（AgI）
开始沉淀时，AgI已经沉淀完全，则
＝＝＝4.7×10－7。（3）
c（Cl－）Ksp（AgCl）Ksp（AgCl）
c（Ag＋）
形成1 mol H2（g）和1 mol I2（g）共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，设断裂2 mol HI（g）中化学键吸收2a kJ能量，则有2a－587＝11，得a＝299 kJ。[另解：ΔH＝2E（H—I）－E（H—H）－E（I—I），2E（H—I）＝ΔH＋E（H—H）＋E（I—I）＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol
－1＝598 kJ·mol－1，则
c（I－）c（Ag＋）
Ksp（AgI）
E（H—I）＝299 kJ·mol－1]。（4）①2HI（g）
H2 （g）＋I2 （g）是
反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x（HI）＝0.784，则x（H2）＝x（I2）＝0.108，K0.1080.108c（H2）·c（I2）V×V0.108×0.1082＝＝＝。②到达平衡时，v正＝v逆，即k正x（HI）＝220.7840.784c（HI）（V）2k逆x（H2）x（I2），k逆＝k正·＝k正/K，在t＝40 min时，x（HI）＝0.85，v正＝
x（H2）x（I2）k正x2（HI）＝0.002 7 min－1×（0.85）2＝1.95×10－3 min－1。③原平衡时，x（HI）为0.784，x（H2）为0.108，二者图中纵坐标均约为1.6（因为平衡时v正＝v逆），升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面， 升高温度，平衡向正反应方向移动，x（HI）减小（A点符合），x（H2）增大（E点符合）。
答案 （1）MnSO4（或Mn2＋） （2）4.7×10－7 （3）299 0.108×0.108
（4）①0.7842 ②k正/K 1.95×10－3 ③A点、E点
8.（2015·课标全国卷Ⅱ，27，14分）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO（g）＋2H2（g）②CO2（g）＋3H2（g）③CO2（g）＋H2（g）回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
CH3OH（g）ΔH1
CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2 CO（g）＋H2O（g）ΔH3 x2（HI）