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专题02 化学平衡状态、化学平衡的移动
目录
一、
考情探究
2
1.高考真题考点分布..................................................................................................................................................2
2.命题规律及备考策略..............................................................................................................................................2
二、培优讲练........................................................................................................................................3
考点01 化学平衡状态..............................................................................................................................................3
考向01 考查可逆反应的特点..............................................................................................................................6
考向02 考查化学平衡状态的判断......................................................................................................................7
考点02 化学平衡移动..................................................................................................................................................9
考向01 考查化学平衡的移动方向的判断.......................................................................................................13
考向02 考查等效平衡的应用............................................................................................................................14
考向03 考查勒夏特列原理的应用....................................................................................................................15
好题冲关..............................................................................................................................................20
基础过关...............................................................................................................................................................20
题型01 可逆反应的特点....................................................................................................................................20
题型02 化学平衡状态的判断............................................................................................................................25
题型03 影响化学平衡的因素............................................................................................................................31
题型04 等效平衡的应用....................................................................................................................................36
题型05 勒夏特列原理的应用............................................................................................................................40
能力提升...................................................................................................................................................................45
真题感知...................................................................................................................................................................57
1
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1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
可逆反应及反应限度
2023 浙江卷
化学平衡状态本质及特
征
2024 广东卷,2024 吉林卷,2023 海南卷
化学平衡状态的判断方
法
2025 广西卷,2025 云南卷,2025 安徽卷,2025 上海卷,2024 上海卷,2023
湖南卷
化学平衡状态的移动及
影响因素
2025 北京卷,2025 湖北卷,2025 甘肃卷,2025 陕晋青宁卷,2025 江西卷,
2025 云南卷,2025 江苏卷,2025 河南卷,2025 安徽卷,2025 浙江卷,2024
重庆卷,2024 广东卷,2024 天津卷,2024 山东卷,2024 福建卷,2024 海南
卷,2024 湖南卷,2024 安徽卷,2023 海南卷,2023 浙江卷,2023 山东卷,
2023 辽宁卷,2023 河北卷,2023 天津卷,2023 重庆卷,2023 江苏卷,2023
广东卷,2023 北京卷
勒夏特列原理的应用
2025 甘肃卷,2023 北京卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈现,考查内容主要有以下两个方面:(1)考查
化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断;(2)结合化学反应速率或反应热,考查平衡移动的影响
因素,及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断。
【备考策略】
1、了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2、掌握化学平衡的特征。
3、理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。
【命题预测】
预计近年高考仍侧重以试题往往以“碳”综合利用、新能源开发、污染的治理或废物利用等载体,考查平
衡建立、平衡移动、转化率等内容。
2
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考点01 化学平衡状态
1、可逆反应
(1)概念:在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)可逆反应的特点
①同步性:正逆反应同时进行
②等同性:反应条件完全相同
③共存性:①反应不可能进行到底,即反应体系中反应物与生成物共存;②各组分的浓度都大于零。
(3)证明某反应为可逆反应
①检验出某种生成物
②检验量少的反应物是否有剩余
(4)表示:在方程式中用“
”表示,而不用“
”表示。
2、化学平衡状态
(1)概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应
物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
(2)建立:
①对于只加入反应物从正向建立的平衡:
过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(正)最大,v(逆)=0
反应物浓度最大,生成物浓度为零
反应过程中
v(正)逐渐减小, v(逆)逐渐增
大
反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大
平衡状态时
v(正)=v(逆)
各组分的浓度不再随时间的变化而变化
②对于只加入生成物从逆向建立的平衡:
3
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过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(逆)最大,v(正)=0
生成物浓度最大,反应物浓度为零
反应过程中
v(逆)逐渐减小, v(正)逐渐增大
生成物浓度逐渐减小,反应物浓度逐渐增大
平衡状态时
v(正)=v(逆)
各组分的浓度不再随时间的变化而变化
【易错提醒】
1、化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度,即该反应进行的限度。化学反
应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率
2、对于可逆反应来说,当处于化学平衡状态时,转化率、产率达到了最大限度
3、化学平衡状态的特征
(1)逆:化学平衡状态研究的对象是可逆反应
(2)等:平衡时,同一物质的正、逆反应速率相
等
,即:v 正=v 逆≠0(实质)
(3)动:平衡时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡
(4)定:平衡时,各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度
(c)、混合气体的平均摩尔质量(
)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定
(5)变:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡移动
4、化学平衡状态的判断方法
可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征:①v 正=v 逆;②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含
量外其他在反应过程中变化的量,达到平衡后均不再发生变化,即“变化量”达“定量”),以上两个特征
可作为判断可逆反应达平衡的标志
(1)直接标志
①正、逆反应速率相等
a、同种物质:v 正=v 逆≠0,(同一种物质的生成速率等于消耗速率)
b、不同种物质:=
在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比
在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比
②各组分的浓度保持一定
a、各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变
b、各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变
c、反应物的转化率、产物的产率保持不变
(2)常见的判断依据:以mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)为例
类型
判断依据
是否是平衡状态
4
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混合物体系中各
成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了m molA 同时生成m molA ,即
v(正)=v(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n molB 同时消耗了p molC ,则
v(正)=v(逆)
平衡
③在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指
v(逆)
不一定平衡
④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q,v(正)不一定等于v(逆)
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q 时,总压强一定 (其他条件一定)
平衡
②m+n=p+q 时,总压强一定 (其他条件一定)
不一定平衡
混合气体平均相
对分子质量
①
一定时,只有当m+n≠p+q 时
平衡
②
一定时,但m+n=p+q 时
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色一定
平衡
体系的密度
恒温恒容时,密度一定
不一定平衡
恒温恒压时,若m+n≠p+q,则密度一定时
平衡
恒温恒压时,若m+n==p+q,则密度一定时
不一定平衡
【易错提醒】
规避“2”个易失分点
1、化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体
积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
2、不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)
H2(g)+
I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)
H2(g)+
I2(g)。
④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、反应2H2+O2=====2H2O 和2H2O=====2H2↑+O2↑是可逆反应。( )
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2、化学反应的限度就是一个可逆反应达到的平衡状态,可逆反应的转化率不能达到100%。( )
3、化学反应达到化学平衡状态时反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数
成比例。( )
4、可逆反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均保持不变且相等。( )
【答案】1.× 2.√ 3.× 4.×
考向01 考查可逆反应的特点
【例1】(2025·山西·模拟预测)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为
硫及其部分化合物的价态—类别图。下列说法正确的是
A.
和的稀溶液反应生成
B.附着有b 的试管,常用蒸馏水清洗
C.
与足量
反应转移
电子
D.一步可实现转化
【答案】D
【详解】A.根据上述分析可知,a 为H2S,f 为H2SO4;稀硫酸氧化性弱,无法氧化H2S,则H2S 与稀硫酸不
反应,故A 错误;
B.根据上述分析可知,b 为硫单质(S),硫不溶于水,不能用蒸馏水清洗附着硫的试管,需用CS2或热
NaOH 溶液清洗,B 错误;
C.根据上述分析可知,c 为SO2,SO2与O2反应为可逆反应,反应方程式为:2SO2+O2
2SO
⇌
3,即使O2足量,
SO2也不能完全转化,1 mol SO2反应转移电子小于2 mol,故C 错误;
D.c→e→g→h 转化:c(SO2)与水反应生成e(H2SO3),e 与NaOH 反应生成g(Na2SO3),g 被O2氧化生
成h(Na2SO4),每步均为一步转化,D 正确;
综上,答案选择D 项。
【思维建模】
极端假设法确定各物质浓度范围
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可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间,但起始物理量可以为最大值或最小值。
考向02 考查化学平衡状态的判断
【例2】(2025·山东·模拟预测)在2L 的密闭容器中充入4 mol
和5 mol
发生反应:
;一段时间内测得
的转化率
随温度的变化
如图所示。
下列说法错误的是
A.化学反应速率:
B.单位时间内断裂N—H 和O—H 数目相等时达到平衡状态
C.化学反应的平衡常数:
D.5 min 到达b 点,则
【答案】D
【详解】A.a 点氨气的转化率高于c 点,即a 点氨气的浓度低于c 点,又a 点温度低于c 点,所以化学反
应速率:
,A 正确;
B.单位时间内断裂N—H 键数目表示v(正),断裂O—H 键数目表示v(逆),平衡时消耗4 mol
断裂12
mol N—H 键,同时消耗6 mol
断裂12 mol O—H 键,单位时间内断裂N—H 键和O—H 键数目相同,说
明达到平衡状态,B 正确;
C.图中c 点温度高于b 点,该反应为放热反应,平衡后升高温度化学平衡逆向移动,化学平衡常数减小,
故
,C 正确;
D.b 点
的转化率为50%,消耗的
,根据反应方程式:
可知,
,则
,D 错误;
故答案为D。
【思维建模】
判断平衡状态的方法——“逆向相等,变量不变”
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1、“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质
的正反应速率和逆反应速率相等。
特别注意:同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。
2、“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不
变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
【对点1】(2025·广东·二模)以燃煤电厂烟气中的SO3、NH3和H2O 为原料可制备化工产品NH4HSO4.设NA
为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molNH4HSO4晶体中含有离子的总数为3NA
B.1.8g
中含有中子的数目为0.9 NA
C.pH=12 的氨水中含有
的数目为0.01 NA
D.标准状况下,22.4LSO2与11.2LO2充分反应生成SO3,转移电子的数目为2NA
【答案】B
【详解】A.NH4HSO4中含有1 个
和1 个
,1molNH4HSO4晶体中含有离子的总数为2NA,A 错误;
B.
中含有18-8=10 个中子,1.8g
的物质的量为
=0.09mol,含有中子的数目为0.9 NA,B
正确;
C.未说明pH=12 氨水的体积,无法计算含有
的数目,C 错误;
D.标准状况下,22.4LSO2的物质的量为1mol,11.2LO2的物质的量为0.5mol,而SO2和O2反应生成SO3的
过程是可逆的,生成SO3的物质的量小于1mol,转移电子的数目小于2NA,D 错误;
故选B。
【对点2】(2025·湖南益阳·一模)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在容
积不变的密闭容器中,使CO 与
发生如下反应并达到平衡:
△H,在不同温度下达到化学平衡时,
的转化率如图所示。下列说法正确的是
A.平衡常数:
B.正反应速率:
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C.若将容器体积缩小至原来的一半,
的转化率增大
D.反应温度为200℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.由图可知,升高温度,
的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,平
衡常数随着温度的升高而减小,则平衡常数:
,A 错误;
B.由图可知,b 点
的转化率小于平衡转化率,说明此时反应还没有平衡,则正反应速率:
,B
正确;
C.该反应是气体体积不变的反应,若将容器体积缩小至原来的一半,压强增大,平衡不发生移动,
的转化率不变,C 错误;
D.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中容器内的压强是定值,当容器内压强不变时,不能说明反
应达到平衡状态,D 错误;
故选B。
考点02 化学平衡移动
1、化学平衡的移动
(1)概念:当一个可逆反应达到平衡后,如果改变反应条件(如浓度、温度、压强等),原来的平衡状态会被
破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡,这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态
的过程叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动方向的判断
当Q=K 时:可逆反应处于平衡状态,v 正=v 逆;
当Q<K 时:化学平衡向正反应方向移动,v 正>v 逆;
当Q>K 时:化学平衡向逆反应方向移动,v 正<v 逆。
2、影响化学平衡的因素
(1)改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体
参加的反应)
反应前后气
体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移
动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移
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动
反应前后气
体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v 正、v 逆,平衡不移动
(2)化学平衡中的特殊情况
①当反应物或生成物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随
其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。
②同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
③温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。
a、恒温恒容条件
原平衡体系―――――――――→体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动
b、恒温恒压条件
原平衡体系―――――――――→容器容积增大―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
【易错提醒】
压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化,只有引起物质的浓度变化才
会造成平衡移动,否则压强对平衡无影响。
(3)图示影响化学平衡移动的因素
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3、勒夏特列原理
(1)如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变
的方向移动。
(2)适用范围
①勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系,不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原
理。此外,勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。
②勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移
动的几个因素,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的因素对平衡移动
的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
(3)对勒夏特列原理的理解
向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,一段时间后达到
平衡,当改变下列条件后:
①若增大N2的浓度,平衡移动的方向是正向移动;达新平衡时,氮气的浓度与改变时相比较,其变化是
减小。但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度
②若升高温度,平衡移动的方向是逆向移动;达新平衡时的温度与改变时相比较,其变化是降低。但新
平衡时的温度高于原平衡时的温度
③若增大压强,平衡移动的方向是正向移动;达新平衡时的压强与改变时相比较,其变化是减小。但新
平衡时的压强大于原平衡时的压强
4、等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法:极值等量即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O2均为1
mol,三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c 三者的关系满足:c+a=2,+b=1,即与上述平衡等
效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值等比即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
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按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c 三者关系满足:=,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即
等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H2(g)+I2(g)
2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a、b、c 三者关系满足∶=1∶1 或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②平衡等效。
5、虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式:新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增
大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示):新平衡状态可以认为是两个原
平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。
【易错提醒】
两平衡状态间要互为等效应满足四点:①同一条件;②同一可逆反应;③仅仅由于初始投料不同(即建立
平衡的方向可以不同);④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、增大反应物的量,平衡一定会正向移动。( )
2、升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。( )
3、向合成氨的恒容密闭体系中加入稀有气体增大压强,平衡正向移动。( )
【答案】1.× 2.√ 3.×
考向01 考查化学平衡的移动方向的判断
【例1】(2025·吉林·一模)在一容积可变密闭容器中,发生反应
,达平衡后,保持温度不
变,将容器体积增加一倍,当达到新平衡时,B 的浓度由原来的0.2mol/L 减小为0.15mol/L。则下列说法正
确的是
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A.物质A 的转化率减小了
B.平衡向正反应方向移动了
C.物质B 的质量分数减小了
D.化学计量数关系
【答案】B
【详解】A.由分析可知,保持温度不变,将容器体积增加一倍,平衡向正反应方向移动,A 的转化率增大,
A 错误;
B.由分析可知,保持温度不变,将容器体积增加一倍,平衡向正反应方向移动,B 正确;
C.由分析可知,保持温度不变,将容器体积增加一倍,平衡向正反应方向移动,B 的质量分数增大,C 错
误;
D.由分析可知,化学计量数关系为
,D 错误;
故选B。
【思维建模】
判断化学平衡移动方向的思维模型
考向02 考查等效平衡的应用
【例2】(2025·湖南郴州·三模)催化剂的优劣决定了乙苯脱氢制取苯乙烯的经济性。在一定条件下的恒压
密闭容器中,
在某催化剂作用下发生反应
,测得乙苯的平衡转化率及生成
苯乙烯的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
13
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A.曲线II 表示的是生成苯乙烯的选择性
B.c 点正反应速率小于逆反应速率
C.a 点时,向容器中再充入一定量
,乙苯的平衡转化率增大
D.实际生产中控制反应温度应高于
【答案】B
【详解】A.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,乙苯平衡转化率应随温度升高而增大,故曲线II
随温度升高而上升,为平衡转化率; A 错误;
B.曲线上的点均为平衡状态,c 点在平衡曲线上方,高于该温度下乙苯的平衡转化率,说明逆向在进行,
c 点正反应速率小于逆反应速率,故B 正确;
C.a 点为平衡状态,恒压下充入乙苯,相当于等温等压下的等效平衡,乙苯的平衡转化率不变,C 错误;
D.高于630℃时,转化率虽继续增大,但选择性持续下降,过高温度可能导致产率(转化率×选择性)降低
且能耗增加,实际生产温度不宜高于630℃,D 错误;
答案选B。
【思维建模】
两平衡状态间要互为等效应满足四点
①同一条件;②同一可逆反应;③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡时相应物
质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。
考向03 考查勒夏特列原理的应用
【例3】(2025·浙江·一模)下列说法不正确的是
A.
,加水稀释,
增大
B.
,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.
,该反应在高温条件下更易自发进行
D.
,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
【答案】B
14
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【详解】A.加水稀释,
平衡正向移动,
平衡正向移动,
减小的程度比
的小,
增大,A 正
确;
B.
是气体体积增大的反应,压缩容器体积,压强增大,平衡向逆方向移动,但
的浓度增大,气体颜色变深,B 错误;
C.
是气体体积增大的反应,
,
,
时反应能够自
发进行,则该反应在高温条件下更易自发进行,C 正确;
D.增大反应物浓度,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子总数增大,反应速率加快,D 正确;
故选B。
【思维建模】
理解勒夏特列原理的注意问题
1、由“化学平衡”可知,勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离
平衡等),非平衡状态不能用此来分析。
2、由“减弱”可知,只能减弱改变,而不能消除改变,更不能“扭转”外界条件的影响。
3、勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几
个条件,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影
响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。
【对点1】(2025·河南南阳·模拟预测)利用
和
合成甲醇(
),在催化剂作用下涉及以下反应:
反应i
反应ii
反应iii
回答下列问题:
(1)反应iii 在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)反应iii 的反应历程如下图所示,图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,其中吸附在催化剂表面
的物质用*标注,决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为 。
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(3)对于上述
和
合成
涉及的三个反应,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.减小
的浓度有利于提高
的转化率
B.当气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,则反应i 平衡正向移动,反应ii 平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高
在单位时间内的产量
(4)在恒压密闭容器中,按照
投料发生反应i 和反应ii。
Ⅰ.反应达平衡时,测得
转化率和甲醇的选择性
随温度的变化
如图1 所示。
①温度选择
(填“473”、“513”或“553”)时,反应体系内甲醇的产量最高。
②
的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。
Ⅱ.用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
,
随温度的倒数
的变化关系如图2 所示。(已
知:分压=总压×该气体的物质的量分数;压强的单位为
)
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③反应ii 的变化关系对应图2 中 (填“m”或“n”)。
④通过调整温度可调控平衡时的分压比值
,
点对应温度下,平衡时
,则
。
【答案】(1)低温 (2)
(3)BD
(4) 553 升高温度促进反应ii 平衡正向移动的程度大于促进反应i 平衡逆向移动的程度 n 4
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应ⅰ-反应ⅱ可得反应ⅲ ,
,该反应是气体体积减小的反应,
,
时反应能自发进行,则反应ⅲ在低温条件下能自发进行。
(2)结合图像可知,反应
的活化能最大,反应速率最慢,故为决
速步骤。
(3)A.减小H2的浓度,反应ⅰ和反应ⅱ逆向移动,CO2的转化率减小,A 错误;
B.上述CO2和H2合成CH3OH 涉及的三个反应过程中气体总质量不变,总物质的量减小,气体的平均相对
分子质量增大,当气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达平衡,B 正确;
C.反应ⅰ是气体体积减小的反应,则体系达平衡后,若压缩体积,则反应ⅰ平衡正向移动,CO2和H2物质
的量减小,水蒸气浓度增大,导致反应ⅱ平衡逆向移动,C 错误;
D.选用合适的催化剂可以增大反应速率,可以提高CH3OH 在单位时间内的产量,D 正确;
故选BD。
(4)①温度升高,反应ⅰ逆向移动、反应ⅱ正向移动,CH3OH 的选择性减小,由题意可知,起始二氧化
碳的物质的量为
,由图中数据可知,
时,甲醇的物质的量分别为
、
,则
条件下反应达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
②反应为放热反应,反应
为吸热反应,二氧化碳的平衡转化率随温度升高而增大的原因是:升高温度
促进反应
平衡正向移动的程度大于促进反应平衡逆向移动的程度。
③反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,而反应
正反应为吸热反应,升
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高温度平衡正向移动,则平衡常数增大,即反应的
随着
增大而增大,即随着
的降低而增大,反
应
的
随着
的增大而减小,即随着
的降低而减小,结合题干图示可知,反应
对应图2 中。
④通过调整温度可调控平衡时
的值,A 点对应温度下,反应和反应
的压力平衡常数相等,即
,即得
,平衡时
,则
。
【对点2】(2025·江西上饶·二模)随着汽车使用量增大,尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明,
一定条件下存在反应:
。在相同温度下,向两个密闭刚性的甲、乙
容器中都充入一定量的反应物,甲容器保持绝热(即与外界无热量交换),乙容器保持恒温,在相同的温
度下同时开始反应,测得有关数据如表所示,下列说法正确的是
容器编
号
容器体
积/L
起始物质的量/
mol
5s 时物质的量浓度
(mol/L)
10s 时物质的量浓度
(mol/L)
CO
NO
甲
1
2
2
0.3
0.5
乙
2
4
4
0.25
0.5
A.甲、乙两容器达到平衡时,平衡常数:
B.平衡后,往容器甲中再充入2mol CO 和2mol NO,平衡时
C.平衡后,往容器乙再充入1mol CO 和1mol
,NO 的转化率增加
D.其他条件不变,若将乙容器改为恒温恒压,则5s 时
的浓度小于0.25mol/L
【答案】C
【详解】A.甲为绝热容器,5s 时甲容器氮气浓度高说明反应为放热反应,随反应进行温度升高K 减小,
甲的平衡常数小于乙的,A 错误;
B.该反应为放热反应,甲为绝热容器,未平衡前甲容器氮气的浓度应大于乙容器的,但10s 时甲乙容器氮
气浓度相等,说明甲已达到平衡,平衡时氮气浓度为0.5mol/L,则平衡时一氧化氮浓度为1mol/L,再按起
始投料加反应物,反应放热,平衡时一氧化氮浓度小于2mol/L,B 错误;
C.乙为恒温容器,该反应为气体体积减小的反应,平衡后按化学计量系数增加投料的同时压强增大平衡
正移,一氧化氮转化率增大,C 正确;
D.该反应为气体体积减小的反应,其他条件不变,若将乙容器改为恒温恒压,等效于加压,则5s 时氮气
的浓度大于0.25mol/L,D 错误;
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故答案选C。
【对点3】(2025·安徽·三模)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径,实现了人类“向空气中要面包”的梦
想。
和
生成
的反应为:
,
某工艺条件,Fe 作催化剂,控制温度773K,压强
,原料中
和
物质的量之比为
,速率方程
(
为速率常数)。下列关于合成氨工艺
的理解正确的是
A.常温下,合成氨反应能自发进行
B.恒温、恒容条件下,当气体密度不变时,合成氨反应达到平衡
C.控制温度(773K)高于室温,能用勒夏特列原理解释
D.该工艺中及时分离出
,提高反应物的平衡转化率,减慢化学反应速率
【答案】A
【详解】A.根据ΔG=ΔH−TΔS 计算,常温(298K)时ΔG=−92.4 kJ/mol−298K×(−0.2 kJ/K·mol)=−32.8
kJ/mol<0,反应能自发进行。虽然实际工业需高温催化剂,但热力学上常温下可自发,A 正确。
B.恒温恒容下,总质量始终不变,密度=
,故密度始终不变,无法作为平衡判据,B 错误。
C.升高温度(773K)使放热反应的平衡逆向移动(勒夏特列原理),但工业高温主要为提高反应速率
(动力学因素),而非平衡移动,C 错误。
D.分离NH3降低其浓度,根据速率方程v=k·c(N2)·c1.5(H2)·c−1(NH3),分母减小导致速率增大,而非减慢,D
错误;
故选A。
题型01 可逆反应的特点
1.(2025·四川眉山·模拟预测)根据下列实验操作及现象能得出正确结论的是
选
项
实验操作
实验现象
结论
A
常温下将铝片分别插入稀硝酸、浓硝酸中
前者产生无色气
体,后者无明显现
象
稀硝酸的氧化性
比浓硝酸强
B
取
的
溶液,加入1 mL
溶液变红
Fe3+与I-的反应是
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的KI 溶液,充分反应后,再加入KSCN 溶液
可逆反应
C
向
溶液中先滴加稀硫酸,再滴加
溶液
溶液变红
溶液已
变质
D
向淀粉溶液中加入适量稀硫酸并加热,冷却后再加入
少量碘水
溶液变蓝
淀粉未完全水解
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.常温下铝与浓硝酸发生钝化反应,无明显现象,铝与稀硝酸反应生成无色气体NO,因此不能
根据实验现象判断浓硝酸、稀硝酸氧化性强弱,故A 错误;
B.发生
,加入KSCN 溶液,溶液变红,说明反应后溶液中含有Fe3+,根据题中所给量,
KI 不足,Fe3+过量,因此溶液变红不能说明该反应有一定的限度,B 错误;
C.
溶液中加稀硫酸后,
与
形成强氧化性的
,可能将
氧化为
,因此无法证
明
是否变质,C 错误;
D.未中和酸,直接加碘水显蓝色,说明淀粉未完全水解,D 项正确;
故答案为D。
2.(2025·湖北武汉·三模)根据实验操作和现象,所得到的结论错误的是
选项
实验操作和现象
结论
A
溶液中滴加KSCN 溶液未出现红色
配离子稳定性强
B
取两份新制氯水,分别滴加
溶液和淀粉
溶液,前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限度
C
将缺角的明矾晶体放入明矾饱和溶液中,得到有
规则几何外形的完整晶体
晶体具有自范性
D
相同条件下,向等体积
的HA 溶液和H B
溶液中,分别加入足量的Zn,HA 溶液放出的氢
气多
酸性:
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.FeCl3与NH4F 混合溶液中滴加KSCN 未显红色,说明Fe3+与F-形成了更稳定的[FeF6]3-配离子,阻
止了Fe3+与SCN-的显色反应,A 正确;
B.新制氯水中加入AgNO3生成白色沉淀,加入淀粉-KI 溶液变蓝(有I2生成),但淀粉变蓝可能是ClO-而
非Cl2氧化I-所致,而ClO-是Cl2与水反应的产物之一,无法直接证明Cl2未完全反应,不能证明氯气与水的
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反应存在限度,B 错误;
C.缺角明矾晶体在饱和溶液中恢复完整,说明晶体能自发形成规则外形,体现了自范性,C 正确;
D.相同条件下,向等体积
的HA 溶液和H2B 溶液中,分别加入足量的Zn,HA 放出的H2更多,说明
HA 浓度更高,而H2B 浓度更低,HA 的酸性弱于H2B,D 正确;
故选B。
3.(2025·重庆·三模)已知
表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.78g 苯中
键数目为
B.
与稀硝酸反应,转移电子数可能为
C.
与
充分催化氧化为
,转移电子数为
D.向
的
溶液中加氨水至沉淀恰好溶解时,溶液中含
个
【答案】B
【详解】A.苯分子中的大π 键是一个整体,每个苯分子含有1 个离域的大π 键,而非3 个单独的π 键,
78g 苯的物质的量为1mol,其中的大π 键数目为NA,A 项错误;
B.Fe 与稀硝酸反应时,若铁过量,则生成Fe2+,即1mol Fe 转移2mol 电子,转移电子数为2NA,该情况可
能,B 项正确;
C.
为可逆反应,反应物不能完全转化为SO3,则实际转移电子数小于4NA,C 错误;
D.
在溶液中会部分解离,因此实际数目小于NA,D 项错误;
答案选B。
4.(2025·重庆·三模)下列实验操作、现象和结论均正确的是
选
项
实验操作
现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入饱和
溶液,振荡
有固体析出
溶液能使
蛋白质发生变性
B
室温下,用pH 计测定等浓度
溶液和
溶液
的pH
溶液pH 小
于
溶液
电负性:
C
取
溶液和
溶液充分反应
后,再加
振荡、静置
上层溶液显紫红色
Fe3+与I-发生的反应为
可逆反应
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D
将Cu 与浓硫酸反应后的混合物冷
却,再向其中加入蒸馏水
溶液变蓝
有Cu2+生成
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.向鸡蛋清溶液中加入饱和
溶液,振荡后有固体析出,这是由于硫酸铵能够使蛋白
质发生盐析,而不是蛋白质变性,A 错误;
B.电负性:F>Cl,导致CF3COOH 比CCl3COOH 更容易电离产生H+,等浓度时CF3COOH 电离的c(H+)更大,
溶液的酸性更强,因此CF3COOH 溶液的pH 更小,B 正确;
C.Fe3+与I-发生反应生成Fe2+和I2,二者是等物质的量关系反应的,充分反应后向混合溶液中加入密度比水
大、与水互不相溶的溶剂CCl4进行萃取,应该是下层显紫红色,所给现象错误,且题目给的KI 溶液过量,
要证明该反应是可逆反应,应该检验反应后的溶液中是否存在Fe3+,C 错误;
D.浓硫酸与Cu 混合加热反应生成CuSO4、SO2、H2O,由于反应后的溶液中含有未反应的浓硫酸,要检验
反应产生了Cu2+,根据浓硫酸的稀释原则是“注酸入水”,故应待混合物冷却后,将部分混合物滴入到盛
有水的试管中,若溶液显蓝色,就能证明有Cu2+生成,D 错误;
故合理选项是B。
5.(2025·四川内江·三模)室温下,根据下列实验过程及现象,能得出相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向
中滴加酸性
溶液,振荡,溶液褪色
中含有
碳碳双键
B
向酸性
溶液中加入相同体积、不同浓度的
溶液,浓
度越大,溶液黄色越深
越大,化学反应速率
越快
C
向
溶液中滴加2 滴等浓度的
溶液,出现
白色沉淀,振荡试管并向其中加入4 滴等浓度的
溶液,有黄色
沉淀生成
D
取
溶液于试管中,加入
0.1
溶
液,充分反应后滴入5 滴0.1
的KSCN 溶液,溶液变红
与
的反应有一定限
度
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【详解】A.CH2=CHCH2OH 中的碳碳双键可被酸性KMnO4氧化导致褪色,但—CH2OH 也可被氧化导致酸性
KMnO4溶液褪色,褪色现象无法证明碳碳双键存在,A 错误;
B.酸性K2Cr2O7溶液中存在:
,加入NaOH,pH 升高促使
转化为
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(颜色由橙色变黄色),颜色变化是平衡移动结果,与反应速率无关,B 错误;
C.向
溶液中滴加2 滴等浓度的
溶液,出现白色AgCl 沉淀,反应后NaCl 过量,
振荡试管并向其中加入4 滴等浓度的
溶液,有黄色沉淀生成,说明AgCl 转化为AgI,AgCl、AgI 属于同
种类型,则说明Ksp(AgCl) > Ksp(AgI),C 正确;
D.Fe3+与I-反应后,Fe3+过量,即使反应完全,剩余Fe3+与KSCN 显红色,无法证明反应的可逆性或限度,D
错误;
故选C。
6.(2025·河北张家口·二模)碘化钾在医疗上可用于防治甲状腺肿大,也可用于阻断放射性碘摄取。某学
习小组欲在实验室制备一定量的KI 并探究其性质。
回答下列问题:
Ⅰ.制备KI
将200mL 3mol·L-1的KOH 溶液与76.2g I2置于如图所示装置(部分装置略)的仪器a 中,加热使二者充分反应,
停止加热后向a 中缓慢通入H2S,将KIO3还原为KI.
(1)仪器a 的名称为 ;试剂X 不能是硝酸或浓硫酸,原因是 。
(2)该装置有一个缺陷,改正的方法是 ;写出装置B 中I2与KOH 溶液反应的离子方程式:
。
Ⅱ.KI 部分性质的实验探究
(3)通过查阅资料得知,KI 溶液在保存过程中会发生变质,变质的速率与溶液酸碱性有关。现各取2mL 所制
得的KI 溶液分别放入A、B、C 三支试管中,然后向试管B、C 中加入硫酸调节溶液pH,实验过程中的现象
与数据如表所示:
试管序号
A
B
C
室温下溶液的pH
7
5
3
溶液体积/mL
x
3
3
20min 后溶液颜色
无色
浅黄
色
黄色
加入2 滴淀粉溶液后
颜色
无变
化
蓝色
深蓝
色
试管A 中应加入 mL 蒸馏水,60min 后观察到试管A 中溶液变成浅蓝色,则KI 溶液变质快慢与
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溶液pH 的关系是 。
(4)探究FeCl3与KI 的反应。
①将4mL 0.2mol·L-1 FeCl3溶液与2mL 0.2mol·L-1 KI 溶液混合,充分反应后滴加2 滴淀粉溶液,溶液变蓝色,
写出反应的离子方程式: 。
②设计实验方案,探究Fe3+与I-之间的反应是否具有一定的反应限度(写出所用试剂、主要操作过程、现象):
。
【答案】(1)三颈烧瓶(答案合理即可) 两种酸均能将H2S 氧化(答案合理即可)
(2)在装置B 后连接一个盛有NaOH 溶液的尾气处理装置(答案合理即可)
(3) 1
相同时,溶液的pH 越小,变质的速率越快(答案合理即可)
(4)
(答案合理即可) 将2mL KI 溶液与1mL 等浓度的FeCl3溶液混合,充分振荡后,
加入KSCN 溶液,若溶液变红,则说明反应具有限度,反之则不具有限度(答案合理即可)
【详解】(1)仪器a 的名称为三颈烧瓶;浓硫酸、硝酸均具有强氧化性,能氧化H2S,因此使用这两种酸
时无法得到H2S。
(2)H2S 有毒,故应连接一个盛有NaOH 溶液的尾气处理装置;由题干中用H2S 还原KIO3可知,碘与KOH
溶液反应时的氧化产物是KIO3,相应的离子方程式为
。
(3)为得到确定的结论,应使KI 的浓度相等,因此应加入1mL 的水;由溶液颜色的变化可知,
相同
时,pH 越小,KI 与空气中O2反应的速率越快,变质的速率越快。
(4)①滴有淀粉溶液的溶液变蓝,说明有I2生成,FeCl3与KI 反应的离子方程式为
。
②可用足量KI 溶液与少量FeCl3液混合,然后用KSCN 溶液检验Fe3+,根据实验现象判断Fe3+与
之间的反
应是否具有限度,设计实验方案为:将2mL KI 溶液与1mL 等浓度的FeCl3溶液混合,充分振荡后,加入
KSCN 溶液,若溶液变红,则说明反应具有限度,反之则不具有限度。
题型02 化学平衡状态的判断
1.(2025·山西太原·模拟预测)逆水煤气变换反应为:
,这是实现
资源化利用的有效途径。若该反应已达到化学平衡状态,则下列叙述正确的是
A.
和
完全转化为CO 和
B.
、
、CO、
的浓度一定相等
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.CO 的浓度保持不变
【答案】D
【详解】A.可逆反应达到平衡时反应物和生成物共存,不可能完全转化,A 错误;
B.平衡时各物质浓度由初始条件和反应程度决定,不一定相等,B 错误;
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C.平衡时正、逆反应速率相等但不为零(动态平衡),若速率为零,则反应停止,C 错误;
D.平衡状态下各物质浓度不再变化,CO 的浓度保持不变是平衡的直接标志,D 正确;
故选D。
2.(2025·河南信阳·二模)在三个10L 恒容密闭容器中分别加入
和
,发生反应
,不同温度下,反应分钟后
物质的量
如图所示,下列说
法正确的是
A.该反应的
B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙当前状态下反应速率
D.分钟时容器丙中甲醇的体积分数为
【答案】D
【详解】A.由分析可知,升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,
,A 错误;
B.容器甲中
平均反应速率
,
,B 错误;
C.温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙达到平衡状态,但不确定乙是否平衡,不能确定容器乙中
正逆反应速率相对大小,C 错误;
D.
,故甲醇的体积分数为
,D 正确;
故答案选D。
3.(2025·湖南·三模)在某密闭容器中充入等物质的量的
和
,发生反应
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,该反应的速率方程
,其中k 为速率常数,已知速率常
数与反应活化能(
,单位为
)、温度(T,单位为K)的关系式为
(R、C 为常
数),
与催化剂、
的关系如图所示。下列说法正确的是
A.降低温度会导致速率常数k 增大
B.催化剂A 的催化效果比催化剂B 的好
C.使用催化剂B 时,活化能Ea 的范围:
D.依据反应体系中
体积分数不变,可确定该反应达到化学平衡状态
【答案】C
【详解】A.根据关系式
,降低温度T 减小,
增大,Ea 为正值,则-Rlnk 增大,即lnk 减
小,k 减小,A 错误;
B.相同温度(
相同)时,催化剂B 对应的-Rlnk 更小,即lnk 更大,k 更大,反应速率更快,催化效果更
好,B 错误;
C.图像中-Rlnk 与
呈线性关系,斜率为Ea。催化剂B 直线取
=0.9×10-2 K-1时,-Rlnk≈1.5,斜率Ea在
200kJ/mol=
=150 kJ/mol,结合图像趋势,Ea 的范围
为150 kJ/mol < Ea < 200 kJ/mol,C 正确;
D.初始SO2和Cl2等物质的量,反应中按1:1 消耗,平衡时SO2体积分数=
,始终不变,不能判
断平衡,D 错误;
故选C。
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4.(2025·山东·二模)煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应,具体反应是
。向
、
恒容密闭容器中加入
和
,测得体系中
气体密度(
)与时间(t)的关系如图所示(
时,瞬间缩小容器体积为
)。下列说法正确的是
A.M 点时,体系已达平衡状态
B.0→
内,用
表示的平均反应速率为
C.
时,该反应的平衡常数
D.N 点时,向容器中同时充入
和
,则
大于
【答案】C
【详解】A.M 点气体密度ρ=0.033g/cm³,容器体积2L,气体总质量=0.033g/cm3×2000cm3=66g,初始气体
质量为3molH2O 的质量为54g,气体质量增加12g,说明M 点时1molC 完全反应,M 点体系未达平衡状态,
A 项错误;
B.固体C 的浓度视为常数,无法用浓度变化表示反应速率,B 项错误;
C.N 点气体密度ρ=0.064g/cm³,容器体积1L,气体总质量=0.064g/cm3×1000cm3=64g,初始气体质量为
3molH2O 的质量为54g,气体质量增加10g,则消耗
molC、消耗
molH2O,平衡时c(H2O)=
mol/L,
c(CO)=
mol/L,c(H2)=
mol/L,K=
=
mol/L,C 项正确;
D.N 点为缩小体积后新平衡,气体质量64g,说明气体减少2g,对应逆向生成
mol 的C,此时c(H2O)=
mol/L,c(CO)=
mol/L,c(H2)=
mol/L,充入1mol H2O 和1mol H2,则
,平衡逆向移动,v 逆>v 正,D 项错误;
27
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答案选C。
5.(2025·湖南永州·模拟预测)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为
的密闭容器中充入0.2mol
SCl2,发生反应:2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时SCl2的转化
率
与温度
的关系。下列说法正确的是
A.2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
【答案】A
【详解】A.由图可知,升高温度,
的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,
,且正反应可
自发进行,说明
,则
,A 项正确;
B.
,从
,以
表示反应的平均速率为
,B 项错误;
C.反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量
不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分
子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,C 项错误;
D.82℃下,反应达平衡时,
的转化率为90%,则达平衡时,c(
)=
=
,c(
)=c(
)=
=0.045mol/L,该反应的平衡常数K=
=20.25,若起始时在该密
闭容器中充入
和
各
,则Qc=
=1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),D 项
错误;
答案选A。
6.(2025·江西·模拟预测)研究
热分解特性和动力学参数,对回收氟元素具有重要的理论支撑作
用。
28
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已知:①
;
②
;
③
。
(1)基态硅原子的价层电子轨道表示式为 ;
中心原子的杂化类型可能为 (填字
母)。
A.
B.
C.
D.
(2)
。
(3)反应①自由能的变化
随温度的变化如图所示,则反应①的
(列出计算式
即可)。
(4)T℃时,在恒压密闭容器中加入
和
,仅发生反应①,下列说法一定能表明该反
应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.体系中的压强不再改变
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体中,Ar 的体积分数不再改变
D.消耗
的物质的量与生成
的物质的量相等
(5)在体积为
的恒容密闭容器中加入
,仅发生反应①,平衡体系中各组分物质的量随
温度的变化关系如图所示。
29
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①590℃,th 时反应达到平衡,则
内,反应的平均速率
;590℃时,反
应①的平衡常数
。
②其他条件不变,将反应容器的体积变为原来的一半,则590℃达到平衡时,
的物质的量可能为
(填“a”“b”或“c”)
。
【答案】(1)
D (2)+108 (3)
(4)BC
(5)
c
【详解】(1)基态硅原子的价层电子排布式为
,则其价层电子轨道表示式为
;
的中心Si 原子价层电子对数为:
,则其杂化轨道数为6,故选D。
(2)根据盖斯定律可知
。
(3)
,则
。
(4)A.恒压体系中,压强不再改变不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据,A 错误;
B.温度和压强不变,气体的密度与气体的摩尔质量成正比关系,混合气体的摩尔质量不再改变可以说明
反应达到平衡状态,B 正确;
C.Ar 的体积分数为
的体积分数不再改变说明
不再改变,可以说明反应达到平衡
状态,C 正确;
D.无论反应是否达到平衡,消耗
的物质的量与生成
的物质的量均相等,D 错误;
故选BC。
30
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(5)①设消耗了
,列出三段式:
根据图像中
的数据可知
,求出
。
内,反应的平均速率
;
时,反应①的平衡常数为
。
②其他条件不变,将反应容器的体积变为原来的一半,即为
;反应温度为
,平衡常数
,
则达到平衡时,
的物质的量为
,故选c。
题型03 影响化学平衡的因素
1.(2025·河北衡水·三模)研究表明,Rh(
)-
Ⅰ邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(
)-
Ⅰ邻氨
基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示[其中TS 表示过渡态,Rh(
)
Ⅰ配合物简写为TN],关于
反应历程说法正确的是
A.反应历程中只有
做催化剂
B.总反应为
C.增大LiI 的用量,甲醇的平衡转化率增大
D.经定量测定,反应历程中物质TN3 含量最少,可能原因是TN3→TN4 的活化能较高
【答案】B
【详解】A.从图中可看出,LiI 先与甲醇反应生成LiOH 和CH3I,CH3I 参与TN 催化循环最终生成的CH3COI
31
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又与LiOH 反应生成LiI 与终产物乙酸,因此LiI 也属于该反应的催化剂,A 错误;
B.总反应需消去中间产物,反应物为CH3OH 和CO,生成物为CH3COOH,总反应方程式为
,B 正确;
C.LiI 也是反应的催化剂,其用量不影响平衡移动,因此增大LiI 用量不能提高甲醇的平衡转化率,C 错误;
D.反应中TN3 含量最少说明其生成慢(TN2→TN3 反应速率慢)或消耗快(TN3→TN4 反应速率快),即
TN2→TN3 的活化能较高或TN3→TN4 活化能较低,D 错误;
故答案选B。
2.(2025·湖北·一模)氟他胺是一种抗肿瘤药,其合成部分流程如下。已知吡啶是一种有机碱。下列说法
正确的是
A.丙与足量
加成后的产物含3 个手性碳
B.甲属于脂肪烃的衍生物
C.乙不能发生还原反应
D.吡啶能提高丙的产率
【答案】D
【详解】A.由结构简式可知,一定条件下丙与足量氢气发生加成反应生成
,加成产物中
含有如图所示的
⁕
2 个手性碳:
,A 错误;
B.由结构简式可知,甲分子中含有苯环,属于芳香烃的衍生物,不属于脂肪烃的衍生物,B 错误;
C.由结构简式可知,乙分子中含有的苯环一定条件下能与氢气发生还原反应,C 错误;
D.由有机物的转换关系可知,乙转化为丙的反应为:
+
+HCl,吡啶为有机碱,能与反应生成的氯化氢,使平衡向正反应方向移动,提高丙的产率,D 正确;
故选D。
3.(2025·江苏常州·模拟预测)甲烷催化氧化为合成气的主要反应有:
反应1
32
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反应2
将
与
投入密闭容器中反应,不同温度下,相同时间内
转化率、
选择性
与CO 的选择性
随温度的变化如图所示,下列说法正确的是
A.由题可知,
B.在700℃时,容器中生成的
的物质的量为1.44 mol
C.在
时都可能发生
D.该过程中,低温有利于合成气的生成
【答案】C
【详解】A.由图可知,升温CH4转化率增大,但不管反应是放热还是吸热,没有平衡时升温,正反应速率
增大相同时间内CH4转化率都会增大,所以不能判断反应是吸热反应,故A 错误;
B.在700℃时,CH4转化率为0.8,所以转化的CH4为0.8×2mol=1.6mol,据C 守恒可知CO 与CO2共1.6mol
,又CO 的选择性为0.9,n(CO)=1.6mol×0.9=1.44mol,故n(CO2)=0.16mol,故B 错误;
C.根据反应1 和反应2 的化学计量关系,若仅发生这两个反应,则CO 的选择性
与H₂ 的
选择性
应始终相等。但图中两条曲线在各温度下均不重合,说明体系中还发生了其他副
反应,例如
,该说法是合理的,故C 正确;
D.800℃时H2和CO 的选择性接近1,说明高温有利于甲烷催化氧化为合成气反应的进行,即高温有利于
合成气的生成,故D 错误;
故答案为:C。
4.(2025·浙江·一模)
的资源化利用有利于实现“碳中和”。
催化加氢制
的反应体系中,
发生的主要反应如下:
反应1:
33
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反应2:
恒压下,将
的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处
的转化
率及
和
的选择性
随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.曲线③表示CO 的选择性
B.
时出口处
的物质的量大于
时
C.反应1 正反应活化能小于逆反应活化能
D.
【答案】A
【详解】A.甲醇的选择性和CO 的选择性相加等于100%,现已知曲线①为甲醇的选择性,则曲线②为CO
的选择性,曲线③为CO2的转化率,A 不正确;
B.生成CO 的物质的量=转化的CO2总量×CO 选择性,根据图示可知,随着温度增大,CO2转化率和CO 选
择性均增大,则生成的CO 随温度的升高而增大,故
时出口处
的物质的量大于
时,B 正确;
C.反应1 ΔH1=-49.5 kJ/mol(放热),ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能小于逆反应活
化能,C 正确;
D.反应1-反应2 得目标反应,ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.5-41.2=-90.7 kJ/mol,D 正确;
综上所述,答案为A。
5.(2025·辽宁大连·模拟预测)糠醛(FAL)与
发生反应主要涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ途径,有机物的百分含量随
时间变化如图所示,4h 后各物质浓度不再变化,下列说法错误的是
34
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A.4h 时,反应Ⅱ的正、逆反应速率相等
B.该温度下的活化能:
(
)
Ⅰ
(
)
Ⅱ
(
)
Ⅲ
C.FA 是中间产物,糠醛制备FA 为放热反应
D.途径Ⅰ加入催化剂可以改变其平衡转化率
【答案】D
【详解】A.4h 后各物质浓度不再变化,体系达到平衡状态,反应Ⅱ作为可逆反应,平衡时正、逆反应速
率相等,A 正确;
B.活化能越低,反应速率越快。图像中THFA(途径Ⅰ产物)生成速率最慢,2-MF(途径Ⅱ)次之,FU
(途径Ⅲ)最快,故活化能顺序应为
(
)
Ⅰ
(
)
Ⅱ
(
)
Ⅲ,B 正确;
C.FA 的百分含量先升后降,为中间产物;随着反应的进行 FAL 减小,FA 含量增加,说明反应自发进行,
且FAL→FA 的
<0 ,则
<0,为放热反应, C 正确;
D.催化剂仅降低活化能、加快反应速率,不影响平衡状态,无法改变平衡转化率,D 错误;
故选D。
6.(2025·辽宁本溪·模拟预测)NO 的氧化反应
分两步进行:
I.
II.
其能量变化示意图如下图1。向恒容密闭容器中充入一定量的NO 和
,控制反应温度为
和
,测得
随时间的变化曲线如下图2。下列说法不正确的是
35
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A.反应I 在低温下自发进行
B.氧化反应的决速步骤为过程II
C.降低温度,NO 的消耗速率减小
D.升高温度,
减小
【答案】C
【详解】A.反应I 为2NO
N
⇌
2O2,由图1 可知其为放热反应(ΔH<0),且气体分子数减少(ΔS<0)。根据
ΔG=ΔH-TΔS,低温时-TΔS 影响较小,ΔG<0,反应自发进行,A 正确;
B.决速步骤由活化能最大的步骤决定,图1 中反应II 的活化能Ea2大于反应I 的Ea1,故反应II 为决速步骤,
B 正确;
C.NO 的消耗速率由总反应速率决定,而总反应速率由决速步骤II(v=k2[N2O2][O2])决定。降低温度时,k2
减小,但反应I(放热)平衡正向移动使[N2O2]增大,若[N2O2]增大的幅度超过k2减小的幅度,NO 消耗速率
可能增大,并非一定减小,C 错误;
D.升高温度,反应I(放热)平衡逆向移动(2NO
N
⇌
2O2),N2O2生成减少,且反应II(放热)平衡逆向移
动对N2O2的生成影响较小,故c(N2O2)减小,D 正确;
故选C。
题型04 等效平衡的应用
1.(2025·广东·模拟预测)甲醇是重要的化工原料。CO2与H2反应可合成甲醇,反应如下:
,恒容密闭容器中,a mol CO2和3a mol H2,反应达到平衡时,各
组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示。下列说法正确的是
A.随温度升高该反应的平衡常数变大
B.加入合适催化剂有利于提高CO2的平衡转化率
C.
℃时,恒容下充入Ar,压强增大,平衡正向移动,平衡时浓度变小
D.
℃时,恒压下2a mol
与6a mol
反应达到平衡时
【答案】D
【详解】A.由题干图像信息可知,随着温度的升高,平衡体系中H2的浓度增大,说明升高温度上述平衡
逆向移动,故随温度升高该反应的平衡常数变小,A 错误;
B.催化剂只能改变反应速率不能使化学平衡发生移动,故加入合适催化剂不能提高CO2的平衡转化率,B
错误;
C.
℃时,恒容下充入Ar,压强增大,但反应体系中的CO2、H2、CH3OH 和H2O 的能读均不改变,正逆反
应速率均不改变,即平衡不移动,平衡时浓度不变,C 错误;
36
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D.
℃时,恒压下2a mol
与6a mol
就保持CO 2和H2的投料比相等为1:3,二者反应体系达
到等效平衡,故反应达到平衡时
,D 正确;
故答案为:D。
2.(2025·天津河西·模拟预测)工业上一种制
反应为
。某小组分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在同温
T℃下发生反应,该反应过程中的能量变化数据如下表所示:
容器编
号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
①
1
4
0
0
放出热量:20.5kJ
②
2
8
0
0
放出热量:QkJ
下列有关叙述不正确的是
A.容器中反应的平均速率①<②是因为二者的活化能不同
B.该制
反应在此条件下可自发进行
C.容器②中CO 的平衡转化率应等于50%
D.容器②中反应达到平衡状态时Q=41
【答案】A
【详解】A.两容器体积相等,温度相同,容器②中投料更多,反应物的浓度更大,反应速率更快,所以
容器②中反应的平均速率大于容器①,与活化能没有关系,A 错误;
B.反应前后体积不变,正反应放热,依据ΔG=ΔH-TΔS<0 可知该制
反应在此条件下可自发进行,B
正确;
C.平衡时容器①中放热20.5kJ,消耗CO 的物质的量是20.5kJ÷41kJ/mol=0.5mol,CO 的平衡转化率为
50%,该反应前后气体系数之和相等,压强不影响平衡,两容器的投料比相同,所以达到等效平衡,CO 的
转化率相同,均为50%,C 正确;
D.该反应前后气体系数之和相等,压强不影响平衡,两容器的投料比相同,所以达到等效平衡,CO 的转
化率相同,均为50%,则容器②放出的热量为2mol×50%×41kJ/mol=41kJ,D 正确;
答案选A。
3.(2025·浙江·模拟预测)甲胺(
)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为2.0L
的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应
,测
得有关实验数据如下:
容器编
温度/K
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
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号
Ⅰ
530
0.40
0.40
0
0
0.30
Ⅱ
530
0.80
0.80
0
0
Ⅲ
500
0
0
0.20
0.20
0.16
下列说法正确的是
A.正反应的平衡常数
B.达到平衡时,体系中
关系:
C.达到平衡时,转化率:
D.向容器Ⅲ中加入高效催化剂,能增大反应活化能,提高反应转化率
【答案】C
【详解】A.由反应特征可知,反应前后气体分子数相同,则投料比相同时平衡等效,Ⅰ中平衡时水的物
质的量为0.30,若Ⅲ温度也为530K,则平衡时水和
的物质的量应为0.15mol,而实际Ⅲ平衡后
的物质的量为0.16,说明降低温度平衡正向移动,正向为放热反应,正反应的平衡常数K(
)
Ⅰ=
K(
)
Ⅱ<K(
)
Ⅲ,故A 错误;
B.容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容,起始量为2 倍关系,由于该反应为气体体积不变的反应,增大压强,平
衡不发生移动,则达到平衡时,体系中c(CH3OH)关系:2c(CH3OH,Ⅰ)=c(CH3OH,Ⅱ),故B 错误;
C.容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同,若容器Ⅲ温度也为530K,则能建立等效平衡,此时应有α(NH3,Ⅰ)+
α(H2O,Ⅲ)=1,由于容器Ⅲ温度低于530K,降低温度平衡正向移动,而容器Ⅲ是从逆反应方向建立平衡,
则转化率减小,所以达到平衡时,转化率:α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)<1,故C 正确;
D.催化剂只影响反应速率,不影响化学平衡,因此不能提高转化率,D 错误;
故选:C。
4.(2025·上海虹口·调研)一定温度下,向1L 密闭容器中充入2molX 和1molY,发生反应2X(g)
+Y(g)⇌3Z(?)。达到平衡时,容器的压强从原来的P0变为0.4P0。下列说法错误的是
A.Z 不可能为气体
B.达到平衡时容器内有1.8molZ
C.压缩体积,再次达到平衡,X 的浓度不变
D.Y 的体积分数不变说明反应达到平衡状态
【答案】D
【详解】A.若Z 为气体,则反应前后气体的压强不变,题目中压强从原来的P0变为0.4P0故Z 不可能为气
体,故A 正确;
B.根据向1L 密闭容器中充入2molX 和1molY,发生反应2X(g)+Y(g)⇌3Z(?)。达到平衡时,容器的压强从原
来的P0变为0.4P0,则
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则
,则x= 0.6,故达到平衡时容器内有1.8molZ,故B 正确;
C.Z 为非气体,故压缩体积,再次达到平衡,X 的浓度不变,故C 正确;
D.反应体系中只有X 和Y,Y 的体积分数一直为
,故Y 的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态,故
D 错误;
故选D。
5.(2025·全国·模拟预测)—定温度下,在三个体积均为2.0L 的恒容密闭容器中发生反应:
。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
Ⅰ
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
0.40
Ⅲ
0.20
0.090
0.090
已知:
,则下列叙述中正确的是
A.该反应的
B.起始时,
C.达到平衡时,
D.达到平衡时,容器I、Ⅱ中
的体积分数:
【答案】B
【详解】A.对比Ⅰ、Ⅲ可知,
的起始量相等,降低温度,
、
的物质的量
均增多,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,
,A 项错误;
B.恒温恒容下,Ⅱ中甲醇的物质的量是Ⅰ的两倍,等同于给Ⅰ加压,则起始时,
、
,即
,B 项正确;
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C.等同于给Ⅰ加压,但平衡不发生移动,则
为
的2 倍(
)大于
,C 项错误;
D.Ⅱ等同于给Ⅰ加压,平衡不发生移动,各气体组分的体积分数均不变,即
,D 项错误;
故选:B。
6.(2025·甘肃平凉·调研)温度为T 时,向2.0L 恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5,反应PCl5(g)
PCl3(g)+
Cl2(g),经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A.反应在前50 s 的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,若升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的物质的量大于0.4
mol
【答案】C
【详解】A.由表中数据可知50s 内,△n(PCl3)=0.16mol,则反应在前50 s 的平均速率为v(PCl3)=0.0016
mol·L-1·s-1,A 错误;
B.由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.2mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)="0.11"
mol/L,则n′(PCl3)="0.11" mol/L×2L=0.22mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,即△H>
O,B 错误;
C.对于可逆反应:
所以平衡常数
,起
始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2,起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为
0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L,浓度商
,Qc<K,说明平衡向正反应方向移动,反应达
平衡前v(正)>v(逆),C 正确;
D.等效为起始加入2.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率
较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和
2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,D 错误;
故选C。
40
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题型05 勒夏特列原理的应用
1.(2025·陕西西安·二模)下列实验操作或现象能达到实验目的的是
选
项
实验目的
实验操作或现象
A
证明淀粉水解有葡
萄糖生成
将淀粉和稀硫酸混合,水浴加热一段时间,待溶液冷却
后,加入
溶液调至碱性,再加入新制
悬浊
液,加热,有砖红色沉淀产生
B
确定某钠盐为
向某钠盐中滴加稀硫酸,将产生的气体通入品红溶液中,
品红溶液褪色
C
验证勒夏特列原理
向水溶液平衡体系
(红
色)中,加入少量氯化钾固体,观察溶液颜色的变化
D
比较氧化性强弱:
将硫酸酸化的
滴入
溶液中,再滴入
溶液,溶液变红
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.淀粉水解需在酸性条件下进行,水解后需中和至碱性才能与新制Cu(OH)2反应检验有葡萄糖生
成,故A 正确;
B.使品红褪色的气体可能是SO2,但其他含硫钠盐如Na2S2O3与酸反应也可能产生SO2,所以不能确定钠盐
为Na2SO3,故B 错误;
C.FeCl3与KSCN 的平衡中,存在平衡
,KCl 的浓度增加不会使平衡移动,溶液
颜色不变,无法验证勒夏特列原理,故C 错误;
D.Fe(NO3)2溶液中含
,酸性条件下
会氧化Fe2+,干扰H2O2的氧化性验证,故D 错误;
选A。
2.(2025·陕西宝鸡·三模)下图实验室制备乙酸丁酯的装置(加热夹持仪器略去),下列有关说法错误的是
物质
乙酸
1-丁醇
乙酸丁酯
41
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沸点/℃
117.9
117.2
126.3
A.仪器b 可以换成仪器c(蛇形冷凝管)
B.反应可使用浓硫酸作催化剂
C.可采取不断蒸出乙酸丁酯的方式来增大产率
D.分水器中水层高度不变时可停止加热a
【答案】C
【详解】A.仪器b 为冷凝管,作用是冷凝蒸汽,蛇形冷凝管(c)冷凝面积更大、效果更好,且能与分水
器连接,可替换,A 正确;
B.酯化反应常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,B 正确;
C.乙酸丁酯沸点(126.3℃)高于反应物乙酸(117.9℃)和1-丁醇(117.2℃),若蒸出乙酸丁酯需加热至
更高温度,此时反应物会优先大量挥发,反而降低产率,应通过分离生成的水(沸点最低)提高产率,C
错误;
D.分水器中水层高度不变时,说明反应达平衡,可停止加热,D 正确;
故答案选C。
3.(2025·安徽·三模)下列实验操作、现象和得出的相应结论均正确的是
选项
实验目的
实验操作
现象
结论
A
检验存在平衡:
向
稀溶液中加入足量
固体
溶液
从蓝
色变
为黄
绿色
存在
转化为
的平
衡
B
探究温度对反应速
率的影响
取两支试管分别置于冷水和热
水中,向两支试管中各加入
酸性
溶
液,再滴加
的
溶液
热水
试管
的溶
液先
褪色
反应温度越高,
反应速率越大
C
探究蛋白质的盐析
过程是否可逆
向
鸡蛋清溶液中滴加饱和
溶液,振荡,再加入蒸
馏水
蛋白
质先
析
出,
后溶
解
蛋白质的盐析是
可逆过程
D
验证铜与浓硫酸反
应的产物
终止反应,冷却后,取下试
管,向试管中慢慢加入蒸馏水
试管
内溶
液变
铜与浓硫酸反应
生成了硫酸铜
42
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蓝
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.若溶液中存在化学平衡
,向其中加入NaCl 固体后,由
于c(Cl-)增大,平衡正向移动,溶液中c{[Cu(H2O)4]2+}降低,c{[CuCl4]2-}增大,溶液就会由蓝色逐渐变为黄色,
故可以通过溶液颜色变化验证化学平衡的存在,A 正确;
B.草酸、高锰酸钾不稳定,受热都会分解,导致物质浓度降低,也会影响化学反应速率,题目未考虑物
质受热分解对实验现象产生的干扰,结论不可靠,B 错误;
C.CuSO4是重金属盐,将其溶液滴加到蛋白质溶液中会使蛋白质发生变性产生沉淀,由于发生的是化学变
化,因此向产生的沉淀中再加入蒸馏水时也不会重新溶解,而不是发生因蛋白质溶解度降低产生的盐析现
象,C 错误;
D.要验证铜与浓硫酸反应的产物,由于混合溶液中含有大量浓硫酸,应根据浓硫酸稀释时“注酸入水”
的原则,将其冷却后滴入盛有蒸馏水的试管中,若观察到蒸馏水由无色变为蓝色,就证明Cu2+存在,从而
证明二者反应产生了CuSO4,操作顺序不合理,D 错误;
故合理选项是A。
4.(2025·湖南·二模)恒容反应器中,
和
均能催化反应:
(羟基
乙醛),反应历程如图所示,
为中间体,
为过渡态。
下列描述错误的是
A.
催化作用下,达平衡时羟基乙醛的产率较大
B.
催化作用下,“加氢”为决速步骤
C.适当降低反应温度,有利于提升羟基乙醛的平衡转化率
D.其它条件相同时,两种不同催化剂作用下,“
插入”步骤的活化能相同
【答案】A
【详解】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,因此两种催化剂作用下达平衡时羟基乙醛的产率
相同,故A 错误;
43
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B.决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤,
催化下,“加氢”步骤活化能最大,为决速步骤,故B
正确;
C.该反应的ΔH=终态能量-始态能量<0,为放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡正向移动,羟
基乙醛的平衡转化率提高,故C 正确;
D.活化能是过渡态与起始态的能量差,由图可知,两种不同催化剂作用下,“
插入”步骤的起始态(
)与过渡态(
)能量相同,活化能相同,故D 正确;
故答案选A。
5.(2025·广东深圳·一模)下列陈述Ⅰ与陈述II 均正确,且具有因果关系的是
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
H2O 的热稳定性比H2S 的强
H2O 可形成分子间氢键
B
压缩装有NO2的注射器后气体颜色变深
加压,平衡向气体体积减小方向移动
C
N2较稳定,常温下不易发生反应
N 的电负性较大
D
缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中浸泡一
段时间后会慢慢变为完美的立方体块
晶体具有自范性
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.分子的稳定性与共价键键能有关,H2O 比H2S 稳定是因为水分子中H-O 的键能大于H2S 中H-S
的键能,分子间是否形成氢键决定分子熔沸点大小,故A 错误;
B.
,增加压强平衡向气体体积减小方向移动,即向N2O4生成方向移动,由于容器体积减小,
NO2浓度增加,导致气体颜色加深,故B 错误;
C.分子稳定性与键能有关,N≡N 键键能大,N2较稳定,常温下不易发生反应,故C 错误;
D.晶体具有自范性,溶质从溶液中析出,可形成晶体,故D 正确;
故答案为D。
6.(2025·北京顺义·一模)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.由
和
组成的平衡体系,加压后颜色变深
B.向滴有酚酞的
溶液中加入过量
溶液,溶液红色逐渐褪去
C.
溶液加热时,溶液的颜色由蓝绿色变为黄绿色
D.向
溶液中加入5 滴浓NaOH 溶液,溶液颜色由橙色变成黄色
【答案】A
【详解】A.
,该反应前后气体体积不变,所以压强不影响化学平衡的移动,增大
平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,所以不能用平衡移动原理解释,A 项符合题
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意;
B.碳酸根离子水解方程式为:
,加入
后,
与
生成
沉淀,
消耗
,使水解平衡左移,OH⁻浓度降低,红色褪去,可以用平衡移动原理解释,B 项不符合题意;
C.CuCl2溶液中存在平衡
,该反应为吸热反应,温度
升高,平衡正向移动,溶液由蓝绿色变为黄绿色,C 项不符合题意;
D.
在酸性条件为橙红色,水解方程式为:
,加NaOH 中和H⁺,平衡右
移生成黄色
,可以用平衡移动原理解释,D 项不符合题意;
答案选A。
1.(2025·内蒙古呼和浩特·一模)恒温恒容密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨分解反应
,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列
说法正确的是
序
号
时间
表面积
0
20
40
60
80
①
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
1.20
0.80
0.40
③
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.相同条件下,增加氨气浓度或增大催化剂的表面积,反应速率增大
B.实验①,
,
C.实验②,
时处于平衡状态,且
D.实验③,当混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.实验①、实验②中0~20min、20min~40min 氨气浓度变化量都是4.00×10-4mol/L,实验②中
60min 时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气
初始浓度的两倍,实验①60min 时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增
大,A 错误;
B.实验①中v(NH3)=
=2.00×10-5mol-1•L-1•min-1,则v(N2)=
v(NH3)=1.00×10-
5mol-1•L-1•min-1,B 正确;
45
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C.催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达
到平衡时氨气气浓度为4.00×10-4mol/L,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L,而恒温恒容条件
下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min 时处于平衡状态,x<0.2,C 错误;
D.实验③,恒温恒容密闭容器中,当混合气体质量不变,密度保持恒定,不能说明反应达到平衡状态,D
错误;
故选B。
2.(2025·安徽芜湖·模拟预测)用
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.1L 0.01mol/L
溶液中所含O 原子数大于
B.4.6g 乙醇中采取
杂化的原子数为
C.0.1mol 环氧乙烷(
)中所含
键数为
D.1mol
和1mol
充分反应后的分子数为
【答案】B
【详解】A.1L 0.01mol/L
中含有的O 原子数为
,但由于水中
也含有的O 原子,因此所含O 原子数大于
,故A 正确;
B.乙醇的
,乙醇中碳原子和氧原子均采取
杂化,则乙醇中所含
杂化的原子
数目为
,故B 错误;
C.环氧乙烷中的
键、
键、
键均为
键,
环氧乙烷中所含
键数目为
,故C
正确;
D.I2(g)和H2在密闭容器中是可逆反应,反应虽然不能彻底,但属于等体积反应,混合气体的分子数保持
不变,所得混合气体的分子数为2NA,故D 正确;
故答案选B。
3.(2025·河南信阳·调研)一碘甲烷
热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。在催化剂作用下,一
碘甲烷
热裂解时主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
向容积为
的恒容密闭容器中起始投入
,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯占所有气
体物质的量分数的影响如图所示。已知
时,
的转化率为80%。
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下列说法正确的是
A.曲线b 表示反应温度对平衡体系中乙烯物质的量分数的影响
B.
时,
的平衡物质的量浓度为
C.由图像可知,温度越高,催化剂的活性越强
D.
时使用活性更强的催化剂,可以提高曲线a、b 对应物质的物质的量分数
【答案】B
【详解】A.由分析可知,曲线b 表示反应温度对平衡体系中C3H6物质的量分数的影响,A 错误;
B.已知
时,
的转化率为80%,由C 元素守恒可知,体系中2n(C2H4)+
3n(C3H6)+4n(C4H8)=1mol×0.8=0.8mol,由图可知,此时C3H6和C4H8的物质的量分数相等且都为8%,
n(CH3I)=1mol-0.8mol=0.2mol,由反应Ⅰ可知,n(HI)=0.8mol,则
=8%、n(C3H6)=n(C4H8),解得n(C4H8)=
,B 正
确;
C.催化剂需要一定的活性温度,不是温度越高越好,且该图像也不能体现温度对催化剂活性的影响,C 错
误;
D.催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,但平衡不移动,所以400K 时使用活性更强的催化剂,不能
提高C3H6、C4H8的物质的量分数,故D 错误;
故选B。
4.(2024·吉林·高考真题)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,
时其制备过程及相关
物质浓度随时间变化如图所示,
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
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A.
时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.
平均速率(异山梨醇)
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【详解】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,
后异山梨醇浓度才不再变化,所以
时,反
应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A 错误;
B.图像显示该温度下,
后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失
水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:
①>②,故B 正确;
C.由图可知,在
内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,故C 正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化
率,故D 正确;
故答案为:A。
5.(2025·北京海淀·调研)某小组为探究
与
之间的反应,进行了如下实验。
实
验
现
象
①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色
②变为白色悬浊液,最后得到无色澄
①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色
②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后
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清溶液
变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:
;
为白色沉淀,可吸附
;
在溶液中不存在;
呈无色,
呈黄色。
下列结论或推断不合理的是
A.
与
能发生反应:
B.
与
反应的速率快于
与
反应的速率
C.黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有
、
生成
D.
与
生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度
【答案】B
【详解】A.
为白色沉淀,可吸附
而显土黄色,
在溶液中不存在,故
与
能发生反应:
,故A 正确;
B.已知
,结合第一实验,逐滴加入Na2S2O3溶液的实验现象,应该是
附着在CuI 表面的I2先反应,故
与
反应的速率慢于
与
反应的速率,故B 错误;
C.第二个实验,①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色,发生反应
,Cu2+剩余,②逐滴
加入Na2S2O3溶液时,开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,此时生成了
和
;黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,说明溶液中的
几乎全部转化为
;最后
黄色溶液变为无色溶液时,说明
全部被
还原为
,故C 正确;
D.第二个实验中,溶液最后变为无色溶液,故最后溶液中主要为
,故
与
生成
配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度,故D 正确;
故选B。
6.(2021·浙江·高考真题)一定温度下:在
的四氯化碳溶液(
)中发生分解反应:
。在不同时刻测量放出的
体积,换算成
浓度如下表:
0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A.
,生成
的平均速率为
B.反应
时,放出的
体积为
(标准状况)
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C.反应达到平衡时,
D.推测上表中的x 为3930
【答案】D
【详解】A.
,
的变化量为(0.96-0.66)
==0.3
,在此时间段内
的变化量
为其2 倍,即0.6
,因此,生成
的平均速率为
,A 说法不正确;
B.由表中数据可知,反应
时,
的变化量为(1.40-0.35)
==1.05
,其物质的量的变
化量为1.05
0.1L=0.105mol,
的变化量是其
,即0.0525mol,因此,放出的
在标准状况下的
体积为0.0525mol 22.4L/mol=
,B 说法不正确;
C.反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表示该反应的速率时,其数值之比等于化
学计量数之比,
,C 说法不正确;
D.分析表中数据可知,该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后
的浓度会变为原来的
,因此,
的浓度由0.24
变为0.12
时,可以推测上表中的x 为(2820+1110)=3930,D 说法正确。
综上所述,本题选D。
7.(2025·贵州·模拟预测)HCOOH 在H+催化作用下分解
的反应历程,如图所示。
下列说法错误的是
A.反应历程分3 步进行,且第3 步的反应速率最快
B.H+不能改变△H,但能提高单位时间内CO 的产量
C.
比
稳定
D.其他条件不变,升高温度,HCOOH 平衡转化率增大
【答案】D
【详解】A.由图可知出现3 个波峰,反应历程分3 步进行,第3 步活化能最低,反应速率最快,A 正确;
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B.H+做催化剂,不能改变
H,但能提高反应速率,单位时间内CO 的产量增加,B 正确;
C.由图像可知,
的能量比
的能量低,能量越低越稳定,C 正确;
D.由图像可知,HCOOH 分解为放热反应,平衡后温度升高,平衡逆向移动,HCOOH 平衡转化率减小,D
错误;
故选D。
8.(2025·辽宁丹东·二模)工业上以
、
为原料合成
的反应分为如下两步:
ⅰ.
;
ⅱ.
实验测定
的平衡转化率(
)、
的选择性(S)随温度、压强的变化关系如图[选择性
]。
下列说法正确的是
A.压强:
B.反应ⅱ的活化能:
C.压强
、200℃时,以反应ⅱ为主
D.平衡后,压缩容器体积,反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ平衡不移动
【答案】B
【详解】A.反应ⅰ为气体分子数减少的反应,反应ⅱ为气体分子数不变的反应,其他条件不变时,增大
压强,反应ⅰ平衡正向移动,
浓度增大,使反应ⅱ平衡逆向移动,导致
的选择性(S)增大,
则结合图示可知,压强:p1>p2,A 错误;
B.
的选择性与CO 的选择性之和为100%,由图可知,同一压强下,升高温度,
的选择性
减小,即CO 的选择性增大,说明反应ⅰ平衡逆向移动,反应ⅱ平衡正向移动,则反应ⅰ为放热反应,反
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应ⅱ为吸热反应,即反应ⅱ的
,所以反应ⅱ的活化能:
,B 正确;
C.由图可知,压强
、200 ℃时,CH3OH 的选择性(S)很高,说明转化的
中大部分生成了CH3OH,则以
反应ⅰ为主,C 错误;
D.平衡后,压缩容器体积,相当于增大压强,反应ⅰ平衡正向移动,
浓度增大,使反应ⅱ平衡逆
向移动,D 错误;
故选B。
9.(2025·广东深圳·二模)我国提出了2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和的“双碳”目标。研发二氧化
碳被转化为多种基础化学品,如尿素、一氧化碳、甲烷、甲醇等是实现“双碳”目标的有效方法。
I.
(1)工业生产尿素的基本原料为
、
,反应历程中的能量变化如图所示(反应历程中的有关物质均为
气态)。
①基态N 原子价层电子的轨道表示式为 。
②写出制备尿素中决速步骤的热化学方程式 。
③向某恒压的密闭容器中按物质的量之比
通入
和
发生上述反应生成尿素,下列叙述不能说明
反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A.
B.
和
物质的量之比为
C.混合气体的密度不再变化 D.
的体积分数不再变化
II.二氧化碳催化加氢部分热化学反应式如下:
A.
B.
C.
(2)在两个恒压(3.0MPa)密闭装置中放置不同
、
配比的
催化剂,再分别通入反应物混合气[混
合比例
],测得甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率是表示单位物质的
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量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。
①最佳配比的催化剂是 。
②二氧化碳加氢制甲醇的速率方程可表示为
,其中
为速率常数,各物质分压的指
数为反应级数。实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用
催化剂时,反应温
度由
升高到
,若
反应级数
,
反应级数不变,试计算速率常数之比
。
(3)在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将
和
按一定流速通过反应器,二氧化碳转化率和甲
醇选择性
随温度变化关系如图所示,则合成甲醇的适宜温度是 ,曲
线下降的原因是 。
III.浙江大学伍广朋研究员课题组开发出新型有机硼催化剂,利用环氧化合物将
转化为环状碳酸酯,
反应机理如图。
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(4)总反应的化学方程式是 ,该反应的催化剂是物质 (填“i—v”)。
【答案】(1)
或
AB
(2)
2
(3) 236
℃
主反应放热,副反应吸热,温度升高使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动的
程度,因而使二氧化碳转化率、甲醇选择性下降
(4)
ⅰ
【详解】(1)①N 是7 号元素,基态N 原子价层电子排布式为2s22p3,轨道表示式为
。
②活化能大的化学反应速率慢,是决速的步骤,故该步骤的热化学方式为:
或
;
③A.反应达到平衡,正逆反应速率比等于化学计量数之比,即
,
时反应没有达到平衡状态,故选A;
B.起始的投料之比=化学计量数之比=
,不论反应是否达到平衡,其物质的量之比始终为
,不能作
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为判断依据,故选B;
C.反应前后气体总质量不变,体系中进行的反应为
,是个反
应前后气体分子数改变的化学反应,恒压容器中气体体积是变量,所以密度是变量,密度不变时反应一定
达到平衡状态,故不选C;
D.随反应进行,二氧化碳增多,
的体积分数增大,
的体积分数不再变化,说明反应一定达到平
衡状态,故不选D;
选AB。
(2)①根据图示,200℃时催化剂
反应速率最快,所以最佳配比是
;
②由图2 可知,甲醇的平均生成速率之比为
。根据投料比,起始分压
为
,
为
。根据升温后反应级数的变化,列式
,
。
(3)根据图像分析,在
时二氧化碳转化率和甲醇选择性都最高,所以合成甲醇的适宜温度是
;
根据题给的热化学方程式可知,主反应为放热反应,副反应为吸热反应,温度升高使主反应平衡逆向移动
程度大于副反应平衡正向移动的程度,因而使二氧化碳转化率、甲醇选择性下降。
(4)根据反应的机理二氧化碳、
是反应物,
是生成物,该反应的总反应方程式为
;i 是第一步反应的反应物,是最后一步的生成物,i 是催化剂。
10.(2025·天津武清·二模)Co、Ni 是两种重要的金属元素。回答下列问题:
(1)Co 在周期表中的位置为 ,其基态原子核外电子共有 种空间运动状态。
(2)CoO 的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为
,则CoO 晶体的密度为
;两种元素二价氧化物的晶胞类型相同,熔点CoO NiO(填写“>”“<”“=”)。
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(3)Fe、Co、Ni 能与
反应,其中Co 和为Ni 均生产二氯化物,由此推断
和
的氧化性由强
到弱的顺序为 ,
与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式:
。
(4)镍易形成配合物,
的结构如图甲所示。
①Ni(CO)4的熔点为
,沸点为
,则其晶体类型是 ,其分子中σ 键与π 键数目之比
为 。
②常压下羰基化法精炼镍的原理:
。
时,该反应的平衡常数
,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO 反应转化成气态
;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至
制得高纯镍。下列判断错误的是
A.增加
,平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.该反应达到平衡时,
C.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
D.第二阶段,
分解率较低
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 15 (2)
<
(3) CoCl3>Cl2>FeCl3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O
(4) 分子晶体 1:1 AD
【详解】(1)钴是27 号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Co 元素基态原子的核外电子排布式
为1s22s22p63s23p63d74s2,s 轨道、p 轨道、d 轨道的数目分别为1、3、5,1s、2s、3s、4s 共4 种空间运动状
态;2p、3p 共6 种空间运动状态;3d 共5 种空间运动状态;共有15 种空间运动状态
(2)根据晶胞结构,O2-占据了面心和顶点,面心的O2-被2 个晶胞所共有,顶点被8 个晶胞所共有,则
该晶体中有
个O2-;Co2+占据了棱心和体心,棱心的Co2+被4 个晶胞所共有,体心的Co2+被此晶
胞所独有,Co2+含有
,该晶胞含有4 个CoO,
。熔
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点和离子键的强弱有关,离子的半径越小,离子键越强,离子半径r(Co2+)>r(Ni2+),形成的离子键依次增
强,熔点依次升高,则熔点CoO <NiO。
(3)Fe、Co、Ni 能与Cl2反应,其中Co 和为Ni 均生成二氯化物,根据铁和氯气反应生成FeCl3,氧化剂的
氧化性大于氧化产物氧化性,Cl2为氧化剂,FeCl3为还原产物,因此氧化性:Cl2>FeCl3,氯气与Co 和Ni 均
生成二氯化物,说明氯气的氧化性比CoCl3弱,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为
CoCl3>Cl2>FeCl3,Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,发生氧化还原反应生成Cl2、CoCl2、H2O,其离子
方程式:2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O。
(4)①Ni(CO)4的熔点为-19.3℃,沸点为43℃,则其晶体类型是分子晶体;在Ni(CO)4分子中,中心Ni 原
子与4 个配位体的CO 中的C 原子以配位键(σ 键)结合,配位键属于σ 键;在配位体CO 中C 原子与O 原
子之间含有1 个σ 键和2 个π 键,所以Ni(CO)4分子中含有8 个σ 键和8 个π 键,故分子中σ 键与π 键数目
之比为1:1;
②A.平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以增加c(CO),虽然平衡正向移动,但反应的
平衡常数不变,故A 错误;
B.反应的速率之比等于气体的化学计量数之比,所以平衡时有4v 生成[Ni(CO)4]=v 生成(CO),故B 正确;
C.Ni(CO)4的沸点为43 ℃,则第一阶段,在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度,应选50 ℃,故C 正确;
D.加热至230 ℃制得高纯镍,该反应的平衡常数
,可知第二阶段Ni(CO)4分解率较大,故D 错
误;
故选:AD。
1.(2025·江西·高考真题)一定压强下,乙烯水合反应为:
已知:
气体均视为理想气体,下列说法正确的是
A.反应的活化能:
B.恒温恒容充入
,平衡向左移动
C.
随温度升高而降低
D.平衡后,升高温度,
【答案】C
【详解】A.ΔH = E 正 - E 逆,题目中ΔH = -34585 -26.4T,为负值且随温度升高更负,说明E 正 < E 逆,A
错误;
B.恒温恒容充入N2,总压增大但各反应物分压不变,平衡不移动,B 错误;
C.由ΔG = ΔH - TΔS 代入数据得ΔS = -71.59 -26.4lnT,温度T 升高时lnT 增大,ΔS 更小,ΔS 随温度升高而
降低,C 正确;
D.该反应的ΔH<0,为放热反应,升温使放热反应的逆反应速率增加更多,Δv 逆 > Δv 正,D 错误;
故选C。
2.(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应
达到平衡。下列说法正确的
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是
A.达平衡后,
和
的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时
的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的
,达新平衡时
的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时
的转化率减小
【答案】A
【详解】A.达平衡时,各物质的浓度不再变化是化学平衡的基本特征,因此PCl5和PCl3的浓度保持不变,
A 正确;
B.减小容积(加压),平衡向气体物质的量少的一侧(逆反应)移动,PCl5的浓度应升高而非降低,B 错
误;
C.恒容下加入PCl3,平衡逆向移动,生成更多PCl5,其浓度应升高而非降低,C 错误;
D.恒压下加入氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,PCl5的转化率应增大而非减小,D 错误;
故选A。
3.(2023·海南·高考真题)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:
。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v 随
时间t 的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示的是逆反应的
关系
B.
时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到
时,
(
为浓度商)
D.催化剂存在时,
、
都增大
【答案】BD
【详解】A.反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是
正反应的
关系,曲线表示的是逆反应的
关系,故A 错误;
B.t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,故B 正确;
C.反应进行到
时,反应正向进行,故Q<K,故C 错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,使反应的
、
都增大,故D 正确;
故选BD。
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4.(2025·福建·高考真题)在25℃、光照条件下,
产生氯自由基,引发丙烷一氯代反应:
i.
ii.
反应体系中产物n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)
。下列说法错误的是
A.活化能:反应i<反应ii
B.丙烷中的键能:
的
的
C.当丙烷消耗2 mol 时上述反应体系的焓变为
D.相同条件下正丁烷与
发生一氯代反应,产物n(2-氯丁烷):n(1-氯丁烷)
【答案】C
【详解】A.由题干可知:反应体系中产物n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)
,反应ii 的反应速率小于i,反应
的活化能越低,反应速率越快,故反应ii 的活化能大于i,A 正确;
B.键能越小,越易断裂,反应生成更多的2-氯丙烷,说明丙烷中
中的
键能小于
的
,B
正确;
C.根据产物比例,丙烷消耗2 mol 时,有1.2mol 参与反应i,有0.8mol 参与反应ii,上述反应体系的焓变
为1.2ΔH1+0.8ΔH2,C 错误;
D.正丁烷的结构为:
,存在两种类型的
,与丙烷类似,中间的
更易取代,且正
丁烷中间的占比更少,端位更多,因此取代中间的
比例更高,D 正确;
综上所述,答案选C。
5.(2025·云南·高考真题)下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是
A.制备
B.配制
溶液
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C.探究Na 与
反应
D.探究温度对化学平衡的影响
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.
和
固体混合物加热制取氨气,试管口要略向下倾斜,A 错误;
B.配制
溶液,应在烧杯中溶解KCl 固体,B 错误;
C.小块的Na 与水反应可以在试管中进行,不能用坩埚钳来夹持金属钠,应当用镊子,C 错误;
D.两个烧杯中分别盛有热水和冰水,可以通过观察气体的颜色深浅来探究温度对2NO2(红棕色)
N2O4(无
色)平衡的影响,D 正确;
故选D。
6.(2025·浙江·高考真题)氯气、二氧化氯常用于漂白、杀菌,有重要的应用价值。请回答:
(1)下列措施中能提高新制饱和氯水中
浓度的是_______。
A.加
固体
B.加水
C.加
粉末
D.加足量
溶液
(2)氯气常用于自来水消毒。稀氯水中存在如下反应(不考虑其他反应):
I
Ⅱ
Ⅲ
时,在不同
下,约
氯水中部分含氯微粒的平衡浓度对数值
如图所示(溶液体积保持不
变)。
①
分子的空间构型是 。
②在
之间,
浓度增加,其最大来源是 (填含氯微粒符号)。
③该氯水中氯元素质量守恒表达式:
。
④在图中画出
之间,
随
的变化曲线 。
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(3)某研究小组提出,商用
(常含杂质
)在水中易发生如下反应,影响自来水消毒效果。
Ⅳ
V
中
含量对
反应初始速率
的影响如图所示。实验条件:
初始浓度相同。
①
的存在主要加快了反应 (填“Ⅳ”或“V”)。
②指出改变
的影响因素,并解释原因 。
【答案】(1)C (2) V 形(或角形) HClO
(3) V 影响因素是溶液 pH 以及
含量等,原因是Cl2浓度增大、pH 增大,均使溶液中ClO﹣浓度增大,
反应V 的反应物浓度增大,反应速率增大
【详解】(1)饱和氯水中存在平衡:
,平衡正向移动,增加HClO 浓度:
A.加NaCl 固体,
浓度增加,平衡逆向移动,HClO 降低,A 错误;
B.加水,平衡正向移动,HClO 物质的量增加,但浓度降低,B 错误;
C.加
粉末,消耗
,平衡正向移动,HClO 浓度增加,C 正确;
D.加足量
溶液,消耗
,平衡正向移动,但溶液体积会变大,HClO 浓度下降,且足量的
也会和HClO 反应,进一步导致HClO 浓度下降,D 错误;
故答案为C。
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(2)①
分子的中心原子O 的价层电子数为
,O 有2 对孤电子对,空间构型是V 形(或角
形);
②在
之间,
浓度增加,
主要来自 HClO 的电离:
;
③
溶于水生成等量的
和HClO,HClO 进一步转化为
和
,则该氯水中氯元素质量守恒表达式:
;
④由
可知,随着 pH 升高,
减小,
亦随之减
小,且
,代入pH=4 时,
,得到
,同理,pH=9 时,
,
,故
从 pH=4 到9 时,从-11 点位大致呈单调下降曲线递减
到-14 点位,如图所示:
;
(3)①反应Ⅳ是
自身的氧化还原反应,而反应V 是
做氧化剂,将
氧化为
(氯的含氧酸
中并不是化合价越高,氧化性越强),故当
存在时,存在题(2)中Ⅰ和Ⅲ的电离平衡,主要影响的是反应
Ⅴ,即加快了反应Ⅴ的反应速率;
②读图可知,影响
的主要因素有溶液 pH 以及
含量等,原因是Cl2浓度增大、pH 增大,均
使溶液中ClO﹣浓度增大,反应V 的反应物浓度增大,反应速率增大。
7.(2025·湖北·高考真题)
粉末可在较低温度下还原
。回答下列问题:
(1)已知一定温度下:
则
的
(用m 和n 表示)。
(2)图1 分别是
和
下
还原
过程中反应体系电阻
随反应时间
变
化的曲线,可用 (填标号)表示反应的快慢。
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a.
b.
c.
d.
(3)图1 中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。
(4)研究发现
对
的还原性主要来自于其产生的
。一般认为
在
表面被氧化成
有两种可能途径,图2 是理论计算得到的相对能量变化图,据此推测途径 (填“a”或“b”)是主要途
径。
(5)
产生
的可能反应:①
或②
。
将
放在含微量水的
气流中,在
至
的升温过程中固体质量一直增加,由此可断定
的来源之一是反应 (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是
的来源,必须进行的实验
是 。
(6)已知
。研究表明,在相同温度下,用
还原
比直接
用
还原更有优势,从平衡移动原理角度解释原因: 。
【答案】(1)
(2)d (3)Ⅰ (4)a
(5) ② 将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温,看固体质量是否在减小
(6)
消耗H2O(g)同时产生H2(g),H2O(g)的浓度减小,H2(g)的浓度增大均有利于平衡
正向移动,提高Fe 的产率
【详解】(1)①
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②
③
×①+
×②得到反应③,根据盖斯定律可知
=
×
+
×
=
;
(2)随着铁的生成,电阻变小,可用单位时间内电阻的变化量来表示反应速率,即
,选d;
(3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快,曲线Ⅰ电阻变化最快,故曲线Ⅰ对应的反应温度最高;
(4)由图可知途径a 中能垒为1.3eV,比途径b 中小,故途径a 反应速率更快,途径a 是主要途径;
(5)固体质量一直增加,则氢气的来源之一是反应②;若要判断另一个反应是否是H2的来源,必须进行
的实验是:将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温,看固体质量是否在减小;
(6)在相同温度下,用
还原
比直接用
还原更有优势,从平衡移动原理角度解释原
因:
消耗H2O(g)同时产生H2(g),H2O(g)的浓度减小,H2(g)的浓度增大均有利于平衡
正向移动,提高Fe 的产率。
8.(2024·广东·高考真题)含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用 (填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的
可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中, (填元素
符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:
(
)
Ⅰ。兴趣小组在实验室探究
溶液的浓度对反应(
)
Ⅰ的反
应速率的影响。
①用
固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有 。
ii.滴定数据及处理:
溶液
,消耗
盐酸
(滴定终点时,
转化为
),则
。
②实验探究:取①中的
溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入
硫酸钙固体,反
应
后,过滤,取
滤液,用
盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略
水
解的影响)。
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序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则
,测得的平均反应速率之比
。
(4)兴趣小组继续探究反应(
)
Ⅰ平衡的建立,进行实验。
①初步实验 将
硫酸钙(
)加入
溶液中,在
和搅拌条件
下,利用
计测得体系的
随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据
后
不改变,认为反应(
)
Ⅰ已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下
假设:
假设1 硫酸钙固体已完全消耗;
假设2 硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设,乙同学设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离
/
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加
,沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加
无白色沉淀生成
④实验小结 假设1 成立,假设2 不成立。①实验中反应(
)
Ⅰ平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案,并给出反应(
)
Ⅰ平衡已建立的判断依据: 。
【答案】(1)NaOH(其他合理答案也可) (2)S (3)BD
20.0 6:5
(4) 过量稀盐酸 有气体产生 BaCl2溶液 将最少
硫酸钙加入
溶液中,在
和搅拌条件下,利用
计测得体系的
,当pH 不变时,加入Na2SO4固体,若pH 值变
大,说明反应Ⅰ平衡已建立
【详解】(1)浓硫酸与铜丝反应方程式为:
,所产生的尾气为SO2,
可用NaOH 溶液吸收(其他合理答案也可);
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(2)SO2生成石膏(主要成分CaSO4),S 元素的化合价由+4 价上升到+6 价,失去电子,被氧化;
(3)①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度,该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管,故
选BD;根据离子方程式
可知,
;
②总体积应相同,x 为20.0mL;a 中消耗的盐酸体积为
,即
,同理可得,b 中
,由于
,总体积相同时,
;
(4)由结论假设1 成立,假设2 不成立,说明①实验中的沉淀均为CaCO3,要验证沉淀中无CaSO4,可酸
溶后滴加BaCl2将①实验中的反应混合物进行固液分离后,取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加过量稀盐
酸,有气体产生,沉淀完全溶解,继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀均为CaCO3,无
CaSO4;由方程式
可知,假设正反应100%进行,
,质量为0.01mol×136g/mol=1.36g,实验方案为:将最
少
硫酸钙加入
溶液中,在
和搅拌条件下,利用
计测得体系的
,
当pH 不变时,加入Na2SO4固体,若pH 值变大,说明反应Ⅰ平衡已建立。
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