《2020届高三化学二轮复习 《化学反应速率、化学平衡常数及转化率》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高三化学二轮复习 《化学反应速率、化学平衡常数及转化率》（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微专题 全面突破化学反应速率 化学平衡 常数及转化率的判断与计算 1 化学平衡常数 1 意义 化学平衡常数K表示反应进行的程度 K越大 反应进行的程 度越大 K 105时 可以认为该反应已经进行完全 K的大小只与温度 有关 核心知识透析 3 依据化学方程式计算平衡常数 同一可逆反应中 K正 K逆 1 几个可逆反应方程式相加 得总方程式 则总反应的平衡常数等于各 分步反应平衡常数之积 分压 总压 物质的量分数 3 常用的气体定律 同温同体积 p 前 p 后 n 前 n 后 1 2018 全国卷 28 采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术 在含能材料 医药等工业中得到广泛应用 回答下列问题
2、 1 1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银 得到N2O5 该反应的 氧化产物是一种气体 其分子式为 高考真题研究 O2 答案解析 解析 Cl2与AgNO3反应生成N2O5 还应该有AgCl 氧化产物是一种气体 则该气体为O2 123456 2 F Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5 g 分解 反应 2N2O5 g 4NO2 g O2 g 2N2O4 g 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡 体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示 t 时 N2O5 g 完全分解 t min040801602601 3001 700 p kPa35 840 3
3、42 545 949 261 262 363 1 123456 已知 2N2O5 g 2N2O4 g O2 g H1 4 4 kJ mol 1 2NO2 g N2O4 g H2 55 3 kJ mol 1 则反应N2O5 g 2NO2 g 的 H kJ mol 1 解析 令2N2O5 g 2N2O4 g O2 g H1 4 4 kJ mol 1 a 2NO2 g N2O4 g H2 55 3 kJ mol 1 b 53 1 答案解析 123456 研究表明 N2O5 g 分解的反应速率v 2 10 3 kPa min 1 t 62 min时 测得体系中 2 9 kPa 则此时 kPa v kP
4、a min 1 答案解析 解析 由方程式2N2O5 g 4NO2 g O2 g 可知 62 min时 2 9 kPa 则减小的N2O5为5 8 kPa 此时 35 8 kPa 5 8 kPa 30 0 kPa 则 v N2O5 2 10 3 30 0 kPa min 1 6 0 10 2 kPa min 1 30 0 6 0 10 2 123456 若提高反应温度至35 则N2O5 g 完全分解后体系压强p 35 63 1 kPa 填 大小 等于 或 小于 原因是 25 时N2O4 g 2NO2 g 反应的平衡常数Kp kPa Kp为以分压表 示的平衡常数 计算结果保留1位小数 答案 大于 解
5、析 温度提高 体积不变 总压强提高 NO2二聚为放热反应 温度提高 平衡左移 体系物质的 量增加 总压强提高 13 4 123456 解析 时间无限长时N2O5完全分解 故由2N2O5 g 4NO2 g O2 g 知 此时生成的 2 2 35 8 kPa 71 6 kPa 0 5 35 8 kPa 17 9 kPa 由题意知 平衡时体系的总压强为63 1 kPa 则平衡体系中 NO2 N2O4的压强和为63 1 kPa 17 9 kPa 45 2 kPa 设N2O4的压强为 x kPa 则 N2O4 g 2NO2 g 初始压强 kPa 0 71 6 转化压强 kPa x 2x 平衡压强 kPa
6、 x 71 6 2x 123456 123456 3 对于反应2N2O5 g 4NO2 g O2 g R A Ogg提出如下反应历程 第一步 N2O5 NO2 NO3 快速平衡 第二步 NO2 NO3 NO NO2 O2 慢反应 第三步 NO NO3 2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡 下列表述正确的是 填标号 A v 第一步的逆反应 v 第二步反应 B 反应的中间产物只有NO3 C 第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D 第三步反应活化能较高 AC 答案解析 123456 解析 第一步反应快速平衡 说明正 逆反应速率很大 极短时间 内即可达到平衡 A项正确 第二
7、步反应慢 说明有效碰撞次数少 C项正确 由题给三步反应可知 反应的中间产物有NO3和NO B项错误 反应快 说明反应的活化能较低 D项错误 123456 2 2018 全国卷 28 3 三氯氢硅 SiHCl3 是制备硅烷 多晶硅的重要 原料 回答下列问题 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 343 K时反应的平衡转化率 平衡常 数K343K 保留2位小数 22 0 02 答案解析 123456 解析 温度越高 反应速率越快 达到平衡的时间越短 左边曲线达
8、到 平衡的时间短 则此曲线代表343 K时SiHCl3的转化率变化 右边曲线代 表323 K时SiHCl3的转化率变化 由题图可知 343 K时反应的平衡转化率 22 设起始时SiHCl3 g 的 浓度为1 mol L 1 则有 2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g 起始浓度 mol L 1 1 0 0 转化浓度 mol L 1 0 22 0 11 0 11 平衡浓度 mol L 1 0 78 0 11 0 11 则343 K时该反应的平衡常数K343 K c SiH2Cl2 c SiCl4 c2 SiHCl3 0 112 0 782 0 02 123456 在343 K下
9、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 答案解析 及时移去产物 解析 在343 K时 要提高SiHCl3转化率 可采取的措施是及时移去产 物 使平衡向右移动 要缩短反应达到平衡的时间 需加快化学反应 速率 可采取的措施有提高反应物浓度 改进催化剂等 改进催化剂提高反 应物浓度 123456 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x2 k逆x x 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 大于 1 3 解析 123456 解析 温度越高 反应速率越快
10、 a点温度为343 K b点温度为323 K 故反应速率 va vb 反应速率v v正 v逆 k正x2 k逆x x 则有v正 k正x2 v逆 k逆x x 343 K下反应达到平衡状态时 v正 v逆 即k正x2 k逆x x 此时SiHCl3的平衡转化率 22 经计算可得SiHCl3 SiH2Cl2 SiCl4的物质的量分数分别为0 78 0 11 0 11 则有k正 0 782 k逆 0 112 k正 k逆 0 112 0 782 0 02 a 处SiHCl3的平衡转化率 20 此时SiHCl3 SiH2Cl2 SiCl4的物质的量 分数分别为0 8 0 1 0 1 则有v正 v逆 k正x2 k
11、逆x x k正 k逆 x2 x x 0 02 0 82 0 12 1 3 123456 3 2017 全国卷 28 3 H2S与CO2在高温下发生反应 H2S g CO2 g COS g H2O g 在610 K时 将0 10 mol CO2与0 40 mol H2S 充入2 5 L的空钢瓶中 反应平衡后水的物质的量分数为0 02 H2S的平衡转化率 1 反应平衡常数K 答案解析 2 52 8 10 3 123456 解析 设平衡时H2S转化的物质的量为x mol H2S g CO2 g COS g H2O g 初始 mol 0 40 0 10 0 0 转化 mol x x x x 平衡 mo
12、l 0 40 x 0 10 x x x 解得 x 0 01 123456 123456 在620 K重复实验 平衡后水的物质的量分数为0 03 H2S的转化率 2 1 该反应的 H 0 填 解析 温度升高 水的平衡物质的量分数增大 平衡右移 则H2S的 转化率增大 故 2 1 温度升高 平衡向吸热反应方向移动 故 H 0 123456 向反应器中再分别充入下列气体 能使H2S转化率增大的是 填 标号 A H2S B CO2 C COS D N2 答案解析 B 解析 A项 充入H2S H2S的转化率反而减小 B项 充入CO2 增大了一种反应物的浓度 能够提高另一种反应物的 转化率 故H2S的转化
13、率增大 C项 充入COS 平衡左移 H2S的转化率减小 D项 充入N2 对平衡无影响 不改变H2S的转化率 123456 由图可知 溶液酸性增大 的平衡转化率 填 增大 减小 或 不变 根据A点数据 计算出该转化反应的平衡常数为 增大 1 0 1014 答案解析 123456 123456 若平衡时溶液的pH 14 则该反应的平衡常数K为 答案解析 123456 起始浓度 mol L 1 x x 0 0 平衡浓度 mol L 1 x y x y y 2y 123456 6 2014 新课标全国卷 28 3 改编 乙醇是重要的有机化工原料 可 由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产 热化学方程式为
14、 C2H4 g H2O g CH3CH2OH g H 45 5 kJ mol 1 下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度 压强的关系 其中 1 1 123456 答案 列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp 用平衡 分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 123456 图中压强 p1 p2 p3 p4 的大小顺序为 理由是 p4 p3 p2 p1 反应分子数减少 相同温度下 压强增大 乙烯转化率提高 解析 C2H4 g H2O g C2H5OH g 是一个气体体积减小的反应 相同温度下 增大压强 平衡向正反应方向移动 C2H4的转化率提 高 所以p4 p3 p2 p1
15、 答案解析 123456 题组一 分类突破化学平衡常数的计算 1 加热N2O5依次发生的分解反应为 N2O5 g N2O3 g O2 g N2O3 g N2O g O2 g 在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5 加热 到t 达到平衡状态后O2为9 mol N2O3为3 4 mol 则t 时反应 的 平衡常数为 A 10 7 B 8 5C 9 6 D 10 2 考向题组集训 答案解析 12345 解析 设N2O5的转化浓度为x N2O3的转化浓度为y N2O5 g N2O3 g O2 g 开始 mol L 1 4 0 0 转化 mol L 1 x x x 平衡 mol L 1 4
16、x x x N2O3 g N2O g O2 g 开始 mol L 1 x 0 0 转化 mol L 1 y y y 平衡 mol L 1 x y y y 12345 所以x 3 1 mol L 1 y 1 4 mol L 1 所以反应 的平衡常数为 12345 2 CO2经催化加氢可以生成低碳烃 主要有以下两个竞争反应 反应 CO2 g 4H2 g CH4 g 2H2O g 反应 2CO2 g 6H2 g C2H4 g 4H2O g 为分析催化剂对反应的选择性 在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2 测得有关物质的物质的量随温度变化如图 所示 该催化剂在较低温度时主要选择 填 反 应 或 反应 520 时 反应 的平 衡常数K 只列算式不计算 反应 答案解析 12345 解析 温度较低时 CH4的物质的量多 所以该催化剂在较低温度时 主要选择反应 CO2 g 4H2 g CH4 g 2H2O g 转化 mol L 1 0 2 0 8 0 2 0 4 2CO2 6H2 C2H4 g 4H2O g 0 4 1 2 0 2 0 8 c CO2 2 0 2 0 4 mol
