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专题七化学反应速率和化学平衡

A组统一命题·课标卷题组
考点一化学反应速率
1.(课标Ⅰ,9,6分,0.359)已知分解1molH2O2放出热量98kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
H2O2+I- H2O+IO-慢
H2O2+IO- H2O+O2+I-快
下列有关该反应的说法正确的是 ()
-浓度有关
-也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98kJ·mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解题关键熟悉催化剂对化学反应速率的影响、反应的活化能等概念,认真分析反应机理是解答本题的关键。2.(课标Ⅲ,28,15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:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 
ΔH1=48kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) 
ΔH2=-30kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为kJ·mol-1。
(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323
K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:vavb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正 -k逆  ,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处的
 =(保留1位小数)。答案(1)2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl
(2)114

②及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)
解析本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡的移动及相关计算。
(1)依据题意知,SiHCl3遇潮气时发烟的化学方程式为2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl。
(2)由盖斯定律可知ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48kJ·mol-1-30kJ·mol-1=114kJ·mol-1。
(3)①反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1,由于ΔH1>0,升高温度,化学平衡
正向移动,SiHCl3的转化率增大,故曲线a表示343K,观察图像知,343K时反应的平衡转化率为22%;设起始时SiHCl3的物质的量浓度为c,列出“三段式”:
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始c00
ccc
ccc
故K343K= = ≈0.02。
②已知2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1,该反应的正反应是气体体积不变
的吸热反应,故要在温度不变的情况下提高SiHCl3转化率可采取的措施是及时移去产物;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有提高反应物压强(浓度)和改进催化剂等。③a、b处SiHCl3的转化率相等,但a处温度比b处高,故va大于vb;依据题意知v正=k正 ,v逆=k逆
  ,由平衡时v正=v逆知, = =0.02,对于a处,列出“三段式”计算知, =0.8,
 =0.1, =0.1,故a处 = = ≈1.3。考点二化学平衡
1.(课标Ⅱ,27,14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
已知:②C4H10(g)+ O2(g) C4H8(g)+H2O(g)
ΔH2=-119kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) H2O(g)
ΔH3=-242kJ·mol-1
反应①的ΔH1为kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。 
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是
。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是、;590