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2018年高考化学真题分类汇编专题06：化学反应速率和化学平衡
一、多选题
1．（2018·江苏）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
下列说法正确的是（ ）
A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】C,D
【考点】化学反应速率；化学平衡的调控；化学平衡的计算
【解析】【解答】解：对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，υ2 υ1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c2 2c1，p2 2p1，α1（SO2）+α2（SO3） 1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，υ3 υ1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3 c1，p3 p1，α3（SO2） α1（SO2），K3 K1。根据上述分析，A.υ2 υ1，c2 2c1，A项不符合题意；
B.K3 K1，p2 2p1，p3 p1，则p2 2p3，B项不符合题意；
C.υ3 υ1，α3（SO2） α1（SO2），C项符合题意；
D.c2 2c1，c3 c1，则c2 2c3，α1（SO2）+α2（SO3） 1，α3（SO2） α1（SO2），则α2（SO3）+α3（SO2） 1，D项符合题意；
故答案为：CD。
【分析】此题主要是等效平衡的应用，根据极限转化及条件进行判断，其中转化率比较必需看起始浓度的大小。
二、综合题
2．（2018·全国Ⅱ卷） 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1） 催化重整反应为： 。
已知：
该催化重整反应的 。有利于提高 平衡转化率的条件是 （填标号）。
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2L的容器中加入 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 的转化率是50%，其平衡常数为 。
（2）反中催化剂活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：
积碳反应 消碳反应
75 172
活化能/ 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 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,压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示,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
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 (k为速率常数)。在 一定时,不同 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则Pa(CO2)、Pb(CO2)、Pc(CO2)从大到小的顺序为
【答案】（1）247；A；
（2）劣于；相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大；AD；pc(CO2) 、pb(CO2)、pa(CO2)
【考点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】（1）由盖斯定律： =2×（-111）-（-394）-（-75）=247kJ/mol; ＞0为吸热反应，加热或高温有利于正反应的进行，反应物的系数和小于生成物的系数和，所以减压或低压有利于正反应的进行，所以应选择A：高温高压
根据三段式秋各物质的物质的量n
CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)
起始(mol) 2 1 0 0
转化(mol) 0.5 0.5 1 1
平衡(mol) 1.5 0.5 1 1
则平衡常数K= ;(2)①通过表格可看出催化剂Y的积碳反应的活化能答而消碳反应的活化能小，即消碳反应需要的能量低二积碳反应需要的能量相对高，所以催化剂X劣于Y。由图可知消碳量一直是正值，说明消碳量要大于积碳量，即消碳速率增大的比积碳速率增大的快，两个反应均是吸热反应，升高温度均有利于正向进行，故平衡常数K均变大，选AD。②由图可知三种状态下积碳的速率Va＞Vb＞Vc
而积碳速率=K·p(CH4)[p(CO2)]-0.5=
P(CH4)一定时，说明速率与p(CO2)成反比
即：p(CO2)越大速率越小
故：pc(CO2) ＞pb(CO2)＞pa(CO2)
3．（2018·全国Ⅲ卷）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=48 kJ·mol 1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2= 30 kJ·mol 1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH= 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343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α= %。平衡常数K343 K= （保留2位小数）。
②在343 K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、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 = （保留1位小数）。
【答案】（1）2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl
（2）114
（3）22%；0.02；及时移出产物；加入合适的催化剂；增大压强；大于；1.3
【考点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】由盖斯定律，△H=3ΔH1+ΔH2，计算出该反应的反应热；
反应2SiHCl3=SiH2Cl2+SiCl4 △H= +48kJ/mol，为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，所以a曲线对应的温度为343K，由图像可知，α = 22%
2SiHCl3= SiH2Cl2+ SiCl4
起始（mol/L） 1 0 0
转化（mol/L） 0.22 0.11 0.11
平衡（mol/L） 0.78 0.11 0.11
K = = 0.02
② 要提高SiHCl3的转化率，使平衡向正反应方向移动，可以移出生成物实现；缩短达到平衡的时间，就是要加快化学反应速率，则可以增大压强、使用催化剂。
③a的反应温度高于b，所以反应速率更快；
因为k正和k逆是常数，当达到化学平衡时，v正 = v逆，即k正x2(SiHCl3)=k逆x(SiH2Cl2)×x(SiCl4)，因此 =
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×22% 0.22 0.22
平衡 0.78 0.22 0.22
因此 = =
a点 = = ×
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×20% 0.2 0.2
a点 0.8 0.2 0.2
a点 = = × = × = 1.3
【分析】本题考查陌生方程式的书写、盖斯定律求反应热、勒沙特列原理、化学平衡的计算、影响反应速率的因素、结合图像进行分析。
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2018年高考化学真题分类汇编专题06：化学反应速率和化学平衡
一、多选题
1．（2018·江苏）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
下列说法正确的是（ ）
A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
二、综合题
2．（2018·全国Ⅱ卷） 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1） 催化重整反应为： 。
已知：
该催化重整反应的 。有利于提高 平衡转化率的条件是 （填标号）。
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2L的容器中加入 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 的转化率是50%，其平衡常数为 。
（2）反中催化剂活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：
积碳反应 消碳反应
75 172
活化能/ 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 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,压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示,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
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 (k为速率常数)。在 一定时,不同 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则Pa(CO2)、Pb(CO2)、Pc(CO2)从大到小的顺序为
3．（2018·全国Ⅲ卷）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=48 kJ·mol 1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2= 30 kJ·mol 1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH= 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343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α= %。平衡常数K343 K= （保留2位小数）。
②在343 K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、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 = （保留1位小数）。
答案解析部分
1．【答案】C,D
【考点】化学反应速率；化学平衡的调控；化学平衡的计算
【解析】【解答】解：对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，υ2 υ1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c2 2c1，p2 2p1，α1（SO2）+α2（SO3） 1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，υ3 υ1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3 c1，p3 p1，α3（SO2） α1（SO2），K3 K1。根据上述分析，A.υ2 υ1，c2 2c1，A项不符合题意；
B.K3 K1，p2 2p1，p3 p1，则p2 2p3，B项不符合题意；
C.υ3 υ1，α3（SO2） α1（SO2），C项符合题意；
D.c2 2c1，c3 c1，则c2 2c3，α1（SO2）+α2（SO3） 1，α3（SO2） α1（SO2），则α2（SO3）+α3（SO2） 1，D项符合题意；
故答案为：CD。
【分析】此题主要是等效平衡的应用，根据极限转化及条件进行判断，其中转化率比较必需看起始浓度的大小。
2．【答案】（1）247；A；
（2）劣于；相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大；AD；pc(CO2) 、pb(CO2)、pa(CO2)
【考点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】（1）由盖斯定律： =2×（-111）-（-394）-（-75）=247kJ/mol; ＞0为吸热反应，加热或高温有利于正反应的进行，反应物的系数和小于生成物的系数和，所以减压或低压有利于正反应的进行，所以应选择A：高温高压
根据三段式秋各物质的物质的量n
CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)
起始(mol) 2 1 0 0
转化(mol) 0.5 0.5 1 1
平衡(mol) 1.5 0.5 1 1
则平衡常数K= ;(2)①通过表格可看出催化剂Y的积碳反应的活化能答而消碳反应的活化能小，即消碳反应需要的能量低二积碳反应需要的能量相对高，所以催化剂X劣于Y。由图可知消碳量一直是正值，说明消碳量要大于积碳量，即消碳速率增大的比积碳速率增大的快，两个反应均是吸热反应，升高温度均有利于正向进行，故平衡常数K均变大，选AD。②由图可知三种状态下积碳的速率Va＞Vb＞Vc
而积碳速率=K·p(CH4)[p(CO2)]-0.5=
P(CH4)一定时，说明速率与p(CO2)成反比
即：p(CO2)越大速率越小
故：pc(CO2) ＞pb(CO2)＞pa(CO2)
3．【答案】（1）2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl
（2）114
（3）22%；0.02；及时移出产物；加入合适的催化剂；增大压强；大于；1.3
【考点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】由盖斯定律，△H=3ΔH1+ΔH2，计算出该反应的反应热；
反应2SiHCl3=SiH2Cl2+SiCl4 △H= +48kJ/mol，为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，所以a曲线对应的温度为343K，由图像可知，α = 22%
2SiHCl3= SiH2Cl2+ SiCl4
起始（mol/L） 1 0 0
转化（mol/L） 0.22 0.11 0.11
平衡（mol/L） 0.78 0.11 0.11
K = = 0.02
② 要提高SiHCl3的转化率，使平衡向正反应方向移动，可以移出生成物实现；缩短达到平衡的时间，就是要加快化学反应速率，则可以增大压强、使用催化剂。
③a的反应温度高于b，所以反应速率更快；
因为k正和k逆是常数，当达到化学平衡时，v正 = v逆，即k正x2(SiHCl3)=k逆x(SiH2Cl2)×x(SiCl4)，因此 =
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×22% 0.22 0.22
平衡 0.78 0.22 0.22
因此 = =
a点 = = ×
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
起始 1 0 0
转化 1×20% 0.2 0.2
a点 0.8 0.2 0.2
a点 = = × = × = 1.3
【分析】本题考查陌生方程式的书写、盖斯定律求反应热、勒沙特列原理、化学平衡的计算、影响反应速率的因素、结合图像进行分析。
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