精心整理
《化学反应速率及化学平衡》在近三年高考题中的考查情况
一、近三年高考考察点及特点:
全国Ⅰ卷 第28题:涉及知识有反应速率的计算、分压的计算(三段式)、平衡的移动方向、平衡常数的计全国Ⅱ卷 第27题:涉及知识有提高转化率的方法、平衡常数的计算(三段式)、活化能与催化剂的优劣、图像分析(积碳量-温度,积碳量-时间、压强)、速率方程的计算 特点:利用活化能变化分析催化剂的优劣 全国Ⅲ卷 第28题:涉及知识有图像分析(转化率-时间)、转化率计算、平衡常数的计算、提高转化率及反应速率的方法、速率方程的计算 特点:利用物质的量分数代替浓度进行计算、先推出速率方程表达式再计算,难度增大 2018年 算、有效碰撞、活化能 特点:利用物质分压代替浓度进行计算,陌生度增加 第28题:涉及知识有平衡转化率的计算、平衡常数的计算(三段式)、平2017年 衡的移动方向及结果、转化率的变化 特点:利用物质的量分数进行计算 第27题:涉及知识有图像分析(转化率-温度、产率-温度、产率-投料比)、提高转化率的方法、不同条件对产率的影响 特点:图像信息量大、对分析图像的能力要求高 第28题:涉及知识有图像分析(浓度-时间)、平衡状态的判断、平衡移动的方向与速率的关系、平衡常数的计算 特点:计算时需考虑体积改变引起浓度的变化 第27题:涉及知识有图像分析(浓度-浓度)、2016年 平衡转化率的变化及条件、平衡常数的计算(三段式) 特点:常规、量少 第27题:涉及知识有提高产率的条件、图像分析(产率-温度、产率-投料比)、平衡移动的方向及原因、投料比计算 第27题:涉及知识有平衡移动的方向及条件、活化能、图像分析(分压-温度)、平衡常数表达式 二、各知识点重复考查情况
知识点 反应速率的计算 影响速率的因素 速率方程表达式及计算 平衡移动的方向 2018年 √ 2017年 2016年 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 Ⅰ卷 Ⅱ卷 Ⅲ卷 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 精心整理 平衡移动的结果(产率及转化率的变化) 产率及转化率的计算 平衡常数的表达式及计算 平衡状态的判断 平衡与速率的关系 活化能 有效碰撞 三段式的应用 图像分析 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 三、题型特点: 1、题干信息:多以工业生产过程为考查内容,并结合热化学知识(反应热的计算或热化学方程式的书写)、化学方程式的书写等,重点考察化学平衡及化学反应速率的核心知识。 2、设问内容:考查知识比较广泛,但可看出重点在于: ①平衡移动的方向(8次):包括引起平衡移动的条件的判断、平衡的移动等。 ②平衡移动的结果(7次):对平衡移动的方向重点体现在结果分析上,即引起了转化率或产率的如何改变,与生产实际相结合。 ③平衡常数(7次):重点在于平衡常数的计算,间或考察表达式。 3、知识运用方面: ①图像分析(7次):且图像内容不统一,考察角度多变。 ②计算中三段式的应用(4次):平衡常数或转化率的计算需应用三段式 ③计算(12次):考察计算次数多且角度多,如平衡常数的计算、转化率的计算、反应速率的计算、速率方程的计算、投料比的计算、分压的计算等等。 四、三年的题型变化: 近三年来,该题型的分值、考察范围、难度、陌生度均有提高。如图像的内容多变,分压的计算角度多变,对学生知识的理解、运用能力的要求均在提高。同时要注意对有效碰撞理论、活化能知识的理解及运用的考察。
五、2019年考察方向预测
仍然以工业生产过程为考察点,重心仍然为图像分析、平衡移动的方向及结果、平衡常数的计算等方面。但要
注意相关知识的运用,如催化剂、活化能、有效碰撞、以分压(或其它量)代替浓度的计算等。
六、附:近三年相关内容高考题
2018年:全国Ⅰ卷
第28题:(15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应
用,回答下列问题:
精心整理
③大于 第27题:((2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞
时,N2O4(g)完全分解):
t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5. 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10?3×p?1N2O5(kPa·min),t=62min时,测得体系中
pO2=2.9kPa,则此时的pN2O5=________kPa,v=_______kPa·min?1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1kPa(填“大于”“等于”
或“小于”),原因是________。 ④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。 (3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),提出如下反应历程: 第一步N2O5NO3+NO2快速平衡 第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应 第三步NO+NO3→2NO2快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_________(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3 C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高 【答案】(2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的
量增加,总压强提高
④13.4 (3)AC 2018年全国Ⅱ卷
14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
精心整理
已知:C(s)+2H2(g)=C
(g)ΔH=-75kJ·mol?1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol?1
1C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol?1
2mol,有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填标号)。 该催化重整反应的ΔH==______kJ·
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时
CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L?2。
(2)反应中催化剂话性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
?1
ΔH/(kJ·mol?1) 活化能/ (kJ·mol?1) 催化剂X 催化剂Y 积碳反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g) 75 33 43 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g) 172 91 72 ①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时同相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标
号)。 A.K积、K消均增加 B.v积减小,v消增加 C.K积减小,K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大 ?p(CH4)·②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方v=k·?p(CO2)???0.5(k为速率常
数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。 【答案】(1)247
A
1 3(2)①劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率
AD
小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大
②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
精心整理
2018年全国Ⅲ卷
第28题:(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题: (3)对于反应2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343K=__________(保留2位小数)。 ②在343K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___________;要缩短反应达到平衡的时间,
可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小:va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正?v逆=k正x2SiHCl3?k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处
v正=__________(保留1位小数)。 v逆【答案】(3)①22 ②及时移去产物 改进催化剂 ③大于 1.3 0.02 提高反应物压强(浓度) 2017年全国Ⅰ卷 第28题:(14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题: (3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与
0.40molH2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 ①H2S的平衡转化率?1=_______%,反应平衡常数K=________。 ②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率?2_____?1,该反应的?H_____0。(填“>”“<”或“=”) ③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)
A.H2SB.CO2 C.COSD.N2
【答案】(3)①2.5
2.8×10-37
②>>
③B
2017年全国Ⅱ卷
第27题:(14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1