化学反应速率和化学平衡高考典型试题赏析.doc

论文题目：化学反应速率和化学平衡高考典型试题赏析作者姓名：胡月明学校：江苏省泰州市田家炳实验中学邮编：225300联系电话:15896003471化学反应速率和化学平衡高考典型试题赏析胡月明江苏省泰州市田家炳实验中学 邮编：225300 手机：15896003471 摘 要对实验数据的分析能力和图像分析能力的考察一直是高考中的热点和难点，近几年的高考中，此类热点经常体现在化学反应速率和化学平衡的考题中，本文围绕相关热点，对近年来高考中出现的此类题型进行分析和总结。关键词高考试题 化学反应速率和化学平衡 分析能力 分类研究化学反应速率和化学平衡是历年高考的必考内容，而对学生实验数据的分析能力和图像分析能力的考察能比较全面地反映学生对这部分知识点的理解情况和运用能力。此类题型一般需要通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素（如：浓度，压强，温度，催化剂等），并进行有关反应速率的计算、平衡转化率的计算，平衡浓度的计算，以及的判断；对学生的计算能力，分析能力，观察能力和文字表述能力等进行全方位考查。学生需要有扎实的基础知识和比较强的观察和分析能力，才能进行准确的表述和计算。近几年的高考中，2010年全国卷第27题，2009年全国卷II理综第27题及2009年安微卷理综卷第28题均为此种类型的考题。（2010全国卷1）27.（15分）在溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。请回答下列问题：（1）与比较，和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：_；_；（2）实验平衡时B的转化率为_；实验平衡时C的浓度为_；（3）该反应的_0，判断其理由是_；（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：实验：=_；实验：=_。【答案】（1）加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小（2）40%（或0.4）；0.06mol/L；（3）；升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应（4）0.014mol/(L·min)；0.008mol/(L·min)【解析】（1）使用了（正）催化剂；通过对图像进行分析可以看出，和两种情况A的平衡浓度相同，即最终所达到的平衡状态是相同的，而比达到平衡状态所需要的时间短，即的反应速率加快并且相对于来说平衡没有移动，所以由影响反应速率和影响平衡的因素可知所改变的条件是加入了（正）催化剂；升高温度；从图像来看相对于有两个变化：1、达到平衡状态时反应物A的浓度小于；2、比达到平衡状态所需要的时间短，即的反应速率更快。所以中改变的条件使反应速率加快同时使平衡发生了移动，由于平衡发生了移动，首先可以排除催化剂引起的速率改变；该反应是在溶液中进行的反应，所以也不可能是改变压强引起速率的改变；又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率。因而只能是升高温度加快了反应速率，同时造成了平衡状态的改变。（2）为了简化计算可以假设溶液为1L，从图像中可以看出，中达平衡时A转化了0.04mol，由反应计量数可知B转化了0.08mol，所以B转化率为；同样在中A转化了0.06mol，则由反应计量数可得出生成C为0.06mol,溶液体积不变，即平衡时c(C)=0.06mol/L。(3) 0；在第（1）题中已经得出结论，即相对于温度更高，由和进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正方向移动，而升高温度是使反应向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，即0。（4）仔细观察图上的读数，可以看出当反应进行到4.0min时，实验的A的浓度为：0.072mol/L,则c(A)=0.10 mol/L -0.072 mol/L =0.028mol/L，v(A)= c(A)/ t =0.007 mol/(L·min)v(B)=2 v(A)=0.014mol/(L·min)；反应进行到4.0min时实验的A的浓度为：0.064mol/L，则c(A)= 0.10 mol/L -0.064 mol/L =0.036mol/L,v(A)= c(A)/ t =0.009 mol/(L·min)v(C)=v(A)=0.009mol/(L·min)（2009年安微卷理综）28.（17分）Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验编号实验目的T/KPHc/10-3mol·L-1H2O2Fe2+为以下实验作参考29836.00.30探究温度对降解反应速率的影响298106.00.30数据处理实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。（2）请根据右上图实验曲线，计算降解反应在50150s内的反应速率：v（p-CP）= mol·L-1·s-1解释与结论（3）实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因： 。（4）实验得出的结论是：PH等于10时， 。思考与交流（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法： 【答案】（1）实验编号实验目的T/KPHc/10-3mol·L-1H2O2Fe2+为以下实验作参考29836.00.30探究温度对降解反应速率的影响31336.00.30探究溶液的PH对降解反应速率的影响298106.00.30（2）8.0×10-6(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）（5）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷等其他合理答案均可）【解析】 (1)本小题考察学生的实验设计能力。实验是参照实验，所以与实验相比，实验和只能改变一个条件，这样才能起到对比实验的目的，则实验是探究温度对反应速率的影响，则T=313K，pH=3，c(H2O2)=6.0 mol·L-1，c(Fe2)=0.30 mol·L-1，实验显然是探究pH的大小对反应速率的影响；（2）仔细观察图像，50s时，c(p-CP)=1.2mol·L-1 ，150s时，c (p-CP)=0.4mol·L-1，所以在50150s内，c (p-CP)=0.8mol·L-1，则v（p-CP）=0.08mol·L-1·s-1；（3）温度过高时，H2O2容易分解，造成c(H2O2)浓度减小，导致反应速率减小；（4）从图中看出，pH=10时，c(p-CP)不变，即反应速率为零，说明碱性条件下，有机物p-CP不能降解；（5）从第（4）可以得出，在反应液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反应停止。（2009理综(全国卷2)）27. (15分)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。（1）根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线：t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90(2) 体系中发生反应的化学方程式是_;(3) 列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率：_;(4) 该反应达到平衡时反应物X的转化率等于_;(5) 如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线、（如右图所示）则曲线、所对应的实验条件改变分别是： _ _ _【答案】(1)(2) X + 2Y2Z(3) =0.083mol/L·min(4) 45%(5) 升高温度 加入（正）催化剂 增大压强【解析】（1）根据实验数据作图是化学实验中常用的分析方法，由题目中表格给出的数据，在坐标系中找出相应的点，然后用光滑的曲线描点即可。（2）本小题可以直接使用表格中的任意一组数据或者根据第（1）题所作图像得出某一时段参加反应的X、Y和生成的Z的物质的量之比为1:2:2,从而由各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是： X + 2Y2Z（3）根据图像可知在3min时，生成物Z的物质的量为0.5mol， 其平均速率为v(Z)=0.083mol/L·min（4）从表格中数据可以看出，X的转化率为×100%=45%。（5）由题目所给图象可知，在1中，平衡时Z的物质的量小于原平衡的物质的量，说明平衡逆向移动，而该反应的正反应使气体体积减小，同时又为放热反应，所以减小气体压强或者升高温度都能使平衡逆向移动，但从图中可以看到，1中达到平衡所需的时间比原平衡少，即反应速率加快，所以1中所改变的条件只能是升高温度。在2中，平衡时Z的物质的量与原平衡相同，且达到平衡的速率加快，所以2中改变的条件为加入（正）催化剂；在3中，平衡时Z的物质的量大于原平衡的物质的量，平衡正向移动，而该反应的正反应使气体体积减小，同时又为放热反应，所以增加气体压强或者降低温度都能使平衡正向移动，从图中可以看到，3中达到平衡所需的时间比原平衡少，即反应速率加快，所以3中所改变的条件为加压。 结语：以上三条高考题类型相似又各有特色，在高三复习中，对高考题进行适当地分类研究，有助于帮助学生跳出题海，使学生能够举一反三，能起到事半功倍的效果。