高考热点专题训练压强平衡常数和速率方程.docx
- 文档编号:10907817
- 上传时间:2023-02-23
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:364.94KB
高考热点专题训练压强平衡常数和速率方程.docx
《高考热点专题训练压强平衡常数和速率方程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考热点专题训练压强平衡常数和速率方程.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考热点专题训练压强平衡常数和速率方程
2020高考热点专题训练
化学平衡常数(Kp)及速率常数的计算
题组一、气体分压及压强平衡常数单项训练
1、(2019全国1节选)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在
。
489℃时pH2和pCO随时间变
467℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是
化关系的曲线分别是、。
2、[2019全国Ⅱ节选]环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、
塑料等生产。
回答下列问题:
(1)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)+I2(g)
(g)+2HI(g)③ΔH3=89.3kJm·ol-1,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为,该反应的平衡常数Kp=Pa。
达到平衡后,欲增加环戊
烯的平衡转化率,可采取的措施有(填标号)。
A.通入惰性气体B.提高温度C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度
(2)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。
不同温度下,溶液中环戊
二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是(填标号)。
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45molL·-1
3、(2015全国1节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
回答下列问题:
(1)Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH=+11kJm·ol1,在716K时,
气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数
2上述反应中,正反应速率为v正=k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。
若k
正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=min-1
3由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,
K的计算式为:
相应的点分别为(填字母)
4、一定温度时,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?
mol-1的平衡常数数值
Kp=4.801×0-2,向容器中充入2molH2和1molCO,反应(i)达平衡状态时,甲醇的分压
p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为(Kp
是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
5、SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应
为:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
若在T1℃、0.1MPa
①图中A点时,SO2的转化率为
条件下,往一密闭容器通入SO2和O2[其中n(SO2):
n(O2)=2:
1],测得容器内总压强与反应时间如图所
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,刻C点的正反应速
率vc(正)与A点的逆反应速率vc(逆)的大小关系为vc(正)vc(逆)(填“>、”“<或”“=”)
③图中B点的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算.分压=总压×物
质的量分数)
6、将CO2和甲烷重整制合成气(CO和H2)是CO2资源化利用的有效途径。
合成气用于制备甲醇的反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H=﹣90.1kJ/mol
1在T℃时,容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投人反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
起始反应物投入量
2molH2、lmolCO
1molCH3OH
2molCH3OH
平
c(CH3OH)/mol/L
c1
c2
c3
衡
反应的能量变化ZkJ
x
y
z
数
体系压强/Pa
P1
P2
P3
据
反应物转化率
a1
a2
a3
列说法正确的是
57.5。
2在T℃、恒容条件下,该反应的平衡常数Kp=6.0×10﹣3(kPa)﹣2.若甲容器中反应达到平衡时p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为(Kp
是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数,分压=总压×物质的量分数)7、325K、起始压强为100kPa时,在恒容的密闭容器中充入4.6gNO2,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g),达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为
1NO2与N2O4的消耗速率与其浓度的关系如图所示,图中交
点A表示该反应所处的状态为
A.平衡状态B.向正反应方向移动
C.向逆反应方向移动D.无法判断
2平衡时NO2的转化率为,此条件下的
Kp=(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)题组二、涉及化学平衡综合训练
1、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
(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
(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:
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,N2O4(g)完全分解):
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知:
2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=-4.4kJm·ol-1
2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2=-55.3kJm·ol-1
1
则反应N2O5(g)=2NO2(g)+2O2(g)的ΔH=kJm·ol-1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率?
?
=2×10-3×?
?
?
2?
?
5(?
?
?
?
?
·?
min-1)。
t=62min时,测得体系中?
?
?
?
2=2.9kPa,则此时的?
?
?
2?
?
5=kPa,v=kPam·in-1
3若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)63.1kPa(填“大
于”“等于”或“小于”,)原因是
425℃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)
(3)
R.A.Ogg提出如下反应历程:
对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),
第一步N2O5NO2+NO3快速平衡
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
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
2、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=48kJm·ol-1
-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·m-1ol
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的
ΔH=kJm·ol-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323K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:
υaυb(填“大于”小“于”或“等于”)。
反应速率υ=υ正
-υ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)
3、氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
回答下列问题:
I.
(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2moINO2的能量变化)。
1
moINO氧化为NO2的焓变△H=kJ/mol
(2)某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g)K=6.7×1016
b.2NO(g)N2(g)+O2(g)K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是(填“a或”“b”;)反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
的K=
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2),其中k为速率
常数,该反应的历程为:
第一步:
NO+NO=N2O2快速平衡
第二步:
N2O2+O22NO2慢反应
第一步反应中:
v(正)=k1c2(NO),ν(逆)=k
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,
II.氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括
一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3),副产物少于其它水消毒剂。
工业上可利用反应2C12(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)制备二氯胺。
在恒温条件下,将2molCl2和1moINH3充入某密闭容器中发生上述反应,测得平衡时Cl2和HC1的物质的量浓度与平衡总压的
点(填“A”“或B“”C”;)
关系如图所示。
则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是
Kp(C)=(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算,
计算C点时该反应的压强平衡常数分压=总压×物质的量分数。
)4、乙炔可用于照明、焊接及切割金属,也是制备乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维
等的基本原料。
甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。
回答下列问题:
(1)已知:
则
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
1若用分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化
剂表面CH4的裂解过程如图1所示。
从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是
(填标号),其理由是
2在恒容密闭容器中充入amol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率
[α(CH4)]与温度(to℃)的关系如图2所示,to℃后CH4的转化率突减的原因可能是
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/oC)的关系如图3所示。
1t1℃时,向VL恒容密闭容器中充入0.12molCH4,只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),
达到平衡时,测得p(C2H4)=p(CH4)。
CH4的平衡转化率为。
在上述平衡状
态某一时刻,改变温度至t2℃,CH4以0.01mol/(L.s)的平均速率增多,则tlt2(填“>、”
2
在图3中,t3℃时,化学反应2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=5、氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。
研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
回答下列问题:
(1)已知:
2NO2(g)=N2O4(g)△H=-55.3kJ/mol
N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)△H=+53.1kJ/mol
则:
N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g)△H=kJ/mol
(2)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),脱硝机理如图1。
若反应中n(NO)︰n(O2)=2︰1,则总反应的化学方程式为;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分
数)的关系如图2,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
△H<0。
实验测得:
υ正=υ(NO消)耗=2υ(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2),υ逆=(NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。
不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
①从0~2s内该反应的平均速率υ(NO)=mol/(L·s)
②T1温度时化学平衡常数K=L/mol(结果保留3位有效数字)
3化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=。
若将容器的温度
改变为T2时其k正=k逆,则T2T1(填“>、”“<或”“=")
4已知2NO(g)+O2(g)2NO2的反应历程为:
第一步NO+NON2O2快速反应第二步N2O2+O2→2NO2慢反应
下列叙述正确的是
A.υ第(一步的正反应)<υ第(二步的反应)B.总反应快慢由第二步决定
C.第二步的活化能比第一步的高D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
6、乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产或间接水合法生产。
回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙
醇。
写出相应反应的化学方程式:
(2)已知:
甲醇的脱水反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1=-23.9kJm·ol-1甲醇制烯烃的反应2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2=-29.1kJm·ol-1
乙醇的异构化反应C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)ΔH3=+50.7kJm·ol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔHkJm·ol-1。
与间
接水合法相比,气相直接水合法的优点是
(3)
[其中n(H2O)∶
(用平衡
理由是
如图所示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n(C2H4)=1∶1]
分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为
3气相直接水合法常采用的工艺条件为:
磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃、压强
6.9MPa,n(H2O)∶n(C2H4)=0.6∶1。
乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,
除了可以适当改变反应温度和压强外,还可采取的措施有7、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1平衡常数K1反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?
mol-1平衡常数K2反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2):
n(H2)=1:
1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。
下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是
A.容器内气体密度保持不变B.CO2体积分数保持不变
C.该反应的平衡常数保持不变D.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)
反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=(用
K1和K2表示)
(3)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实结果如图。
①△H10(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有
C.增大CO2和H2的初始投料比D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(4)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为(用
a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物
质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。
写出
上述反应压力平衡常数KP为(用P0表示,并化简)
题组一
1、0.0047bcad
2、
(1)89.3
(2)40%3.56×104D(3)CD
0.1080.108-3
3、①K2;②k逆=k正/K;1.95×10-3;③A、E
0.7842
4、61.5%(2分,62%只得1分)
5、①选D;②44.4%;
6、①B(2分)②40%(2分)0.0056(2分)
题组二
1、【2018年高考新课标Ⅰ卷】
(1)O2
(2)①53.1②30.06.0×10-2
3大于温度提高,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
413.4(3)AC
2、【2018年高考新课标III卷】
(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl
(2)114
(3)①220.02②及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)③大于1.3
3、Ⅰ.
(1)-56(2分)【得分要点】多写单位且单位正确不扣分,掉负号不得分。
(2)b;(2分)3.3×1013(2分)
(3)AC(2分)【得分要点】见错无分,漏写得1分。
Ⅱ.
(1);(2分)
(2)B;(2分)0.5MPa-1(3分)
【得分要点】漏写单位或单位写错扣1分。
4、
5、
(1).-2.2
(2)6NO+3O2+2C2H43N2+4CO2+4H2O350℃左右、负载率3.0%
6、【2014年高考新课标Ⅰ卷第28题】(15分)
1)C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H;C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+H2SO4;
2)-45.5污染小,腐蚀性小等;(3)①K=0.07(MPa)-1;②P1 n(C2H4)的比。 7、 (1)CD(2分) (2)K1/K2(2分)(3)①<(2分)②A(2分) (4)①2-a/2(2分)②0.500molL·-1·h-1(2分);8/P02(2分)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 热点 专题 训练 压强 平衡常数 速率方程