最新近几年高考化学平衡试题考查特点

近几年高考化学平衡试题考查特点

、图表题增多并突出计算创新，如用压强代替浓度，联系阿伏伽德罗定律考查平衡常数、转化率等相关计算。

1、一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO 2(g) 2CO(g)。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下

图所示：已知：气体分压( P 分)=气体总压( P

总)×体积分数。下列说法正确的是( ) A．550℃

时，若充入惰性气体， v正，v 逆均减小，平衡

不移动

B．650℃时，反应达平衡后 CO2 的转化率为

25.0%

C．T℃时，若充入等体积的 CO2和 CO，平衡向逆反应方向移动

D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡

K P=24.0P 总

常数

答案】 B

解析】选项 A 中，因容器的体积可变，故充入惰性气体后容器体积变大，混合气体整体被稀释，反应应正向移动，故 A错误。选项 B中，设转化的 CO2为x，则 CO为2X，剩下的 CO2 为( 1-X )，由题可知， (1-X)/2X=60%/40% ，解得 x=0.25 ，故选项 B 正确。选项 C 中，当同时充入 CO2 和 CO 时若要保证平衡不移动，则需要按照反应系数进行添加，即在加入 1 体积 CO2 时加入 2 体积 CO ，而此时是等体积加入，相当于 CO 加少了，平衡应正向

移动，故 C 错误。选项 D 中，通过题目所给条件计算 KP 应等于 23.0P 总，故 D 错误。

2、研究了下列反应： 2HI( g) H2(g)+I2(g)在 716K 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 0 20 40 60 80 120

X(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784

X(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 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(I 2)，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=0.0027min-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(H 2)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) 根据题意可知 2HI(g) H2( g)+I2 ( g) 初始

1mol· L-1 0 0 平衡 0.784mol·L-10.108mol · L-

10.108mol ·L-1 所以 K=0.1082/0.7842 ；平衡时

v 正 =v 逆，所以 k 正 x2(HI) =k 逆 x(H2)x(I2) ，

结合平衡常数表达式可知 k 逆=K ·k 正，v 正=k

正 x2(HI)=0.0027min-1 ⅹ( 0.85)2=1.95× 10-3。

3、甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利

用合成气(主要成分为

化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：CO、CO

2 和 H2)在

催

①CO(g)+2H2

(g) CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H 2(g) CH3OH( g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H 2(g) CO(g)+H2O(g) △H3 回答下列问题：

1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键H—H C—O C O H—O C—H

E/ ( kJ.mol -1 ) 436 343 1076 465 413

由此计算△H 1＝kJ·mol -1，已知△H2＝ - 58kJ·mol -1，则△H3＝kJ·mol -1。

（2）反应①的化学平衡常数 K的表达式为；图 1中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由

3）合成气的组成 n（H2）/n（CO+CO 2）＝ 2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图 2 所示。α（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是

图 2 中的压强由大到小为___ ，其判断理由是 _________

【答案】（1）— 99；＋ 41（2）；a；反应①为放热反应，平衡常数应

随温度升高变小；（ 3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中 CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随

温度升高，使 CO的转化率降低； P3> P2> P1；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高

4．化合物 AX 3和单质 X 2在一定条件下反应可生成化合物 AX 5。回答下列问题：（1）已知 AX 3的熔点和沸点分别为－ 93.6 ℃和 76 ℃，AX 5的熔点为 167 ℃。室温时AX 3 与气体 X2 反应生成 1 mol AX5，放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为

(2) 反应 AX 3(g)＋X 2(g) AX 5(g)在容积为 10 L 的密闭容器

中进行。起始时 AX 3和 X 2均为 0.2 mol 。反应在不同条件下进 行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 ① 列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX 5)

② ___________________ 图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX 5) 由大到小的次序为 (填实验序号 )；与实验 a 相比，

其他两组改变的实验条件及判断依据是：

b ____________________________________________________________

c __________________________________________________

③ 用 p0表示开始时总压强， p 表示平衡时总压强， 式为 ________________ ；实验 a 和 c 的平衡转化率：1·min － 1

n

0.40 mol

120 kPa

n ＝ 0.40 11×6200 k kP Pa a ＝0.30

AX3(g) ＋ X2(g) AX5(g) 起始时 n0/mol ： 0.20 0.20 0 平衡时 n/mol ：0.20－x

0.20－x x (0.20－x)＋(0.20－ x)＋ x ＝0.30 x ＝0.10

②bca 加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快，但

平 衡点向逆反应方向移动 (或反应容器的容积和起始物质的量未改变， 但起始总压强增大 ) ③ α＝ 2(1－p0) 50% 40%

［解析］ (1)书写热化学方程式时要注意常温下 AX3 呈液态， AX5 呈固态。 (2)②由图像知， 达

到平衡所需时间： a> c> b ，所以反应速率 v(AX5) 由大到小的顺序为 b> c> a ；与实验 a 相 比，实验 b 先达到平衡，化学反应速率快，但平衡点没有变化，说明实验 b 加入了催化剂；

反应为放热反应，与实验 a 相比，实验 c 平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实 验 c 改变的条件是升高温度。

AX3(g) ＋ X2(g) AX5(g)

起始量 (mol) 0.2 0.2 0 变化量 (mol) x x x

平衡量 (mol) 0.2－ x 0.2－ x x

则有0.04.－

4 x ＝p p 0，解得 x ＝0.4(

p p 00－

p )，则 AX3 的转化率为 0.4(

0.2p0

×

－

p0p )＝2(1－p p

0)；分 别将

实验 a 、c 的 p 、p0 的数据代入上式，得 aa 、 ac 分别为 50%、 40%。

α表示 AX 3 的平衡转化率，则

αa 为 ________ ，αc 为 ________ α的表达

(1)AX3(l) ＋ X2(g)===AX5(s) ΔH ＝－ 123.8 kJ/mol (2)① 0.10 mol

10 L ×60

min ＝1.7 ×10－4 mol·L － 解：开始时 n0＝ 0.4 mol ，总压强为 160 kPa ，平衡时总压强为 120 kPa ，则 n 为

120

kPa 160 v(AX5) ＝ 0.10 mol

10 L ×60 min ＝ 1.7 ×10－ 4 mol ·L － 1·min － 1

5、用 Cl2 生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应 A，可实现氯的循环利用。

CuO/CuCl2

400℃

反应 A ：4HCl ＋ O2

(1)已知:Ⅰ反应 A 中， 4mol HCI 被氧化，放出 115.6kJ的热量。

H2O 的电子式是________________ .

②反应 A 的热化学方程式是 ______________ 。

③断开 1 mol H —O 键与断开 1 mol H —Cl 键所需能量相差约为 _______ KJ，H2O中 H —O 键比 HCl 中 H— Cl 键(填“强”或“若” ) ________________________ 。

(2)对于反应 A，下图是 4种投料比 [n(HCl) ：n(O2)，分别为 1：1、2：1、4：1、6：1、]下，反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。

①曲线 b 对应的投料比是 ____________ .

②当曲线 b, c, d 对应的投料比达到相同的 HCl 平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是 _____________________ .

③投料比为 2:1、温度为 400℃时，平衡混合气中 Cl2 的物质的量分数是___________ .

CuO/CuCl2

400℃

答案： (1) 4HCl＋ O2 2Cl2 ＋ 2H2O △H=－115.6kJ·mol－1；32；强(2) 4:1 ；投料比越小时对应的温度越低；30.8%

6、硼酸( H3BO3)在食品、医药领域应用广泛。

(1) _____________________________________________________ 请完成 B2H6气体与水反应的化学方程式： B2H6 + 6H 2O=2H 3BO 3 + ______________________ 。

(2)在其他条件相同时，反应 H3BO3 +3CH 3OH B(OCH 3)3 +3H2O 中，H 3BO 3 的转化率( )

在不同温度下随反应时间( t)的变化见图 12，由此图可得出：

2Cl2＋2H2O

Cl Cl

498KJ/m

ol

键断裂

243KJ/m

ol

键断裂

Cl Cl

①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是___

②该反应的 H _______ 0(填“ <”、“=”或“ >”).

(3)H3BO3 溶液中存在如下反应：

H3BO3(aq)+H2O(l) [B(OH) 4]-( aq)+H +(aq)已知 0.70 mol · L-1 H3BO 3溶液中，上述反应于 298K 达到平衡时， c平衡( H+)=2.0×10-5mol·L-1，c平衡( H3BO 3)≈ c起始(H3BO3)，水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数 K(H2O 的平衡浓度不

列入 K 的表达式中，计算结果保留两位有效数字)

【解析】 (1)根据元素守恒，产物只能是 H2，故方程式为 B2H6 + 6H2O=2H3BO3

+6H2 。 (2)由图像可知，温度升高， H3BO 3 的转化率增大，故升高温度是平衡正向移动，正反应是吸热反应，△ H >O。

[B(OH)4 ] 2 10 510

2 10 50.7=7

(3) K=[H ][H3BO3]=

【答案】

(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2

(2) ①升高温度，反应速率加快，平衡正向移动②△ H>O

10

(3)7或 1.43

二、绘图题增多，根据化学平衡原理要求补充残图或绘图 7．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为 N2(g) ＋3H 2(g) 2NH 3(g) ΔH＝－ 92.4 kJ m·ol－1。

一种工业合成氨的简式流程图如下：

(1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收，产物为 NH 4HS。一定条件下向 NH 4HS 溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： (2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：

①CH 4(g) ＋ H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋ 206.4 kJ ·mol －1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH ＝－ 41.2 kJ m·ol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中 H 2 的百分含量，又能加快反应速率的措施是 a ．升高温度 b ．增大水蒸气浓度 c ．加入催化剂 d ．降低压强

利用反应②，将 CO 进一步转化，可提高 H 2的产量。若 1 mol CO 和H 2的混合气体 (CO 的 体积分数为 20%)与 H 2O 反应，得到 1.18 mol CO 、 CO 2和H 2的混合气体，则 CO 的转化率 为 。

(3) ____________________________________ 图(a)表示 500 ℃、60.0 MPa 条件下，原料气投料比与平衡时 NH 3体积分数的关系。根据 图中 a 点数据计算 N 2的平衡体积分数： ___________________________________________ 。

(4) 依据温度对合成氨反应的影响，在图 (b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通

入原料气开始，随温度不断升高， NH3 物质的量变化的曲线示意图。

(a) (b)

(5) 上述流程图中， 使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是 ___________ (填序号 ) 。简述

本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： ___________________________________ 一定条件

(1)2NH4HS ＋O2 ===== 2NH3·H2O ＋ 2S ↓ (5)Ⅳ 对原料气加压；分离液氨后，未反应的 N2 、H2 循环使用

［解析］ (1)由题意可知为空气中的 O2 将负二价硫氧化为硫单质， 根据电子守恒将方程式配平 即可。 (2) 反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小， d 错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变 H2 的百分含量， c 错；增大水蒸气浓度虽可 使反应速率增大以及平衡右移，但产物 H2 的百分含量却减小， b 错；升高温度反应速率增 大，且平衡正向移动， H2 的百分含量增大， a 对。CO 与 H2的混合气体与水蒸气的反应中， 反应体系中的气体的物质的量不变，而 1 molCO 与 H2 的混合气体参加反应生成 1.18 mol 混合气，说明有 0.18 mol 水蒸气参加反应，则根据方程式②可知参加反应的 CO 也为

0.18

mol ，则其转化率为 0.18 mol

1 mol ×20% ×100%＝90%。

(2)a 90%

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(3)由图中看出当 N2与H2 物质的量比为 1∶ 3时， NH3 的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的 N2 的物质的量为 x mol ，由三段式：

N2 ＋ 3H2 2NH3

起始 (mol): 1 3 0 转化 (mol): x 3x 2x

平衡 (mol): 1－ x 3－ 3x 2x

(1－x)

则平衡时

N2 的体积分数为 (

1－ x )＋( 3－3x )＋ 2x ×100%＝ 14.5%。(4)作图时要注意开始 时 NH3 物质的量不断增

多，是因为反应正向进行 ( 反应未达平衡 ) ，达到一定程度后反

应达

到平衡而此时温度继续升高，平衡逆向移动， NH3 的物质的量减小。 (5) 热交换器可以使需 要加热的物质得到加热， 还可以使需要冷却的物质得到冷却， 能充分利用能量。 合成氨反应 为气体物质的量减小的反应，加压利于反应正向进行；此外， 循环利用可反复利用原料，提 高原料利用率。

8．煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO 2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把

硫元素以 CaSO 4的形式固定，从而降低 SO 2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 C O 又会

与 CaSO 4 发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下： CaSO 4(s)＋CO(g)

CaO(s) ＋ SO 2(g) ＋ CO 2(g) ΔH 1＝218.4 kJ m·ol －

1(反应Ⅰ )

CaSO 4(s)＋ 4CO(g) CaS(s) ＋ 4CO 2(g) ΔH 2＝－ 175.6 kJ m·ol 1(反应Ⅱ ) 请回答下列

问题：

(1) 反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是 _____ 。

(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp 时用气体组分 (B)的平衡压强 p(B) 代替该气体物 质的量的浓度 c(B) ，则反应Ⅱ的 Kp ＝ (用表达式表示 )。

(3) ____________ 假设某温度下，反应Ⅰ的速率 (v 1 )大于反应Ⅱ的速率 (v 2 )，则下列反应过程能量变化示意 图正确的是 。

(4) 通过监测反应 体系中气 体浓度 的变化可 判断反 应Ⅰ和 Ⅱ是否同 时发生 ，理由 是

1－x) 2x

＋( 3 － 3x)＋

×100%＝ 42%，则 x ＝

0.59

CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中

SO 2 生成量的措施有 。 B ．在合适的温度区间控制较低的反应温度

D ．提高反应体系的温度 (6) 恒温恒容条件下， 假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生， 且 v1>v2 ，请在图 (b)画出反应体系中 c(SO 2) 随时间 t 变化的总趋势图。

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应

体系中 量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中 A ．向该反应体系中

投入石灰石 C ．提高 CO 的初始体积百分数

CaS 质

p 4 (CO 2) (1)高温 (2 p (CO) (3)C

则表明两个反应同时发生

［解析］ (1)反应Ⅰ是一个熵增焓增的反应， 由 ΔG ＝

ΔH － T ΔS 知，只有在高温下反应Ⅰ的 ΔG 才有可能小于 0，反应才具有自发性。 (3) 由于反应Ⅰ是吸热反应， 故反应Ⅰ生成物所具有的 能量高于反应物， A 、D 项排除；反应Ⅰ的速率 (v1) 大于反应Ⅱ的速率 (v2) ，说明反应Ⅰ的活 化分子百分数比较大、 活化能低于反应Ⅱ， 反应Ⅰ的中间产物所具有的能量低， B 排除。 (4) 因反应Ⅱ中没有 SO2 生成，故若监测过程中， SO2、 CO2 浓度比保持不变，说明只发生反 应Ⅰ，若发生变化，则说明反应Ⅰ、Ⅱ同时进行。 (5) 加入的石灰石分解可生成 CO2，这有

利于两个反应的平衡向左进行，从而可减少 SO2 的生成， A 项可行；由图像知，初始的 CO 浓度越大、温度低些时， CaS 的含量越高，依硫守恒知，此条件下生成的 SO2 较少， B 、C

项可行， D 项不可行。 (6)因反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率，故开始时体系内 c(SO2)是快 速增大的，随着第Ⅱ个反应中生成的 CO2 的增加， SO2 的百分含量又会降低，当达到平衡 时其百分含量会保持不变，由此可绘制出相应的图像。

(b ) (4)如果气相中 SO2和CO2 两种气体的浓度之比随时间发

生变化，

9．物质 (t-BuNO) 2 在正庚烷溶剂中发生如下反应： (t-BuNO) 2 2(t-BuNO)

α) (1)当 (t-BuNO) 2的起始浓度( c0)为 0.50 mol ·L-1时，实验测得 20℃时的平衡转化率是 65 % 。列式计算 20℃时上述反应的平衡常数

(2)一定温度下，随着 (t-BuNO) 2 的起始浓度增大，其

平衡转化率(填“增大”、“不变”或“减小”)。

已知 20℃时该反应在 CCl4 溶剂中的平衡常数为 1.9，

若将反应溶剂正庚烷改成 CCl 4，并保持 (t-BuNO) 2起

始浓度相同，则它在 CCl4 溶剂中的平衡转化率 (填“大

于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化

率。

(3)实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ ·-1，m活o化l 能

(4) 该反应的 ΔS 0(填 “>”、 “< ”或“＝ ”)。在

下有利于该反应自发进行。

(5) 随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的 关系(即比色分析) ，可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器是 A ．pH 计 B ．元素分析仪 C ．分光光度计 D ．原子吸收光谱仪

(6) 通过比色分析得到 30℃时(t-BuNO) 2浓度随时间的变化关系如下图所示，请在同一图中 绘出 t-BuNO 浓度随时间的变化曲线。

2c 0 2

答案： K

(1)

c 0 1 4 0.5 0.65 0.65

mol L

1 0.65

-1

2.4 mol L -1

(2)减小 小于

(填“较高”或“较低 ”)温度