1、专题限时集训(六)化学反响速率和化学平衡(限时:45分钟)(对应学生用书第139页)1(2023沧州模拟)目前,对碳、氮及化合物的研究备受关注。:.2C(s)2NO(g)N2(g)2CO(g)H414.8 kJmol1.2CO(g)O2(g)2CO2(g)H566 kJmol1.2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H759.8 kJmol1答复以下问题:(1)表示碳的燃烧热的热化学方程式为_。(2)某催化剂的M型、N型均可催化反响为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率()如下图。由图推
2、断以下说法正确的选项是_(填选项字母)。Aa、b、c、d点均到达平衡状态B该反响的平衡常数K(b)K(c)Cb点反响物的有效碰撞几率最大D图中五个点对应状态下,a点反响速率最慢e点CO的转化率突然减小的可能原因为_。假设b点容器中c(O2)0.5 molL1,那么T0 时该反响的平衡常数K_。(3)T1 时,向刚性容器中充入2 mol NO和2 mol CO,发生反响。5 min时到达平衡状态,测得容器中n(N2)0.8 mol、c(CO2)0.32 molL1。05 min内,用NO表示的反响速率v(NO)_。反响进行到2 min时,v正(CO)_v逆(CO2)(填“增大升高温度,容积不变,
3、压强增大(或反响为气体分子总数减小的放热反响,温度升高,平衡逆向移动,气体总物质的量增大,压强增大)2二氧化硫在一定条件下可以发生如下反响:SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)H42 kJmol1在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比n0(NO2)/n0(SO2)进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率(NO2)。局部实验结果如下图:(1)如果要将图中C点对应的平衡状态改变为B点对应的平衡状态,那么应采取的措施是_。(2)假设A点对应实验中,SO2(g)的起始浓度为c0 molL1,经过t min到达平衡状态,那么该时段化学反响速率v
4、(NO2)_molL1min1。(3)图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断:TC_TD(填“或“0,S0)。实验测得:v正v(NO2)消耗k正c2(NO2),v逆v(NO)消耗2v(O2)消耗k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆为速率常数,仅受温度影响。当温度改变为T2时,假设k正k逆,那么T1_T2(填“或“),得出该结论的理由是_。答案T15(2023抚顺一模)工业制硫酸,在接触室发生反响:2SO2(g)O2(g)2SO3(g),在1 L的恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,在不同温度下测得c(SO3)与时间的关系如图1:(1)能证明反响已经到达
5、平衡状态的是_。c(SO2)c(O2)c(SO3)212单位时间内生成n mol SO3的同时消耗n mol SO2反响速率2v(SO3)正v(O2)逆温度和体积一定时,容器内压强不再变化(2)反响的H_0(填“或“)。(3)反响开始到10 min时,SO2的平均反响速率v(SO2)_ molL1min1。t2时该反响的平衡常数K_。(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入SO2(g)和O2(g),平衡时SO3的体积分数(SO3)随的变化图像如图2,那么A、B、C三状态中,SO2的转化率最小的是_点,当3时,到达平衡状态SO3的体积分数可能是D、E、F三点中的_点。解析(3)2SO
6、2(g)O2(g)2SO3(g)反响开始前/(molL1):210变化的量/(molL1): 1 0.5 1平衡时的量/(molL1): 1 0.5 1反响开始到10 min时SO2的平均反响速率v(SO2)0.1 molL1min1,t2时该反响的平衡常数K2。(4)越大,SO2越多,SO2的转化率越小。2时,平衡时,(SO3)最大。答案(1)(2)(3)0.12(4)CF6(2023银川一模)T1 时,在刚性反响器中以投料比为13 的NO(g)与O2(g)反响,其中NO2二聚为N2O4的反响可以迅速到达平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示t时,NO(g)完全反响。t/min0408
7、0160260700p/kPa32.830.729.929.429.228.826.9(1)NO(g)与O2(g)合成的反响速率v4.2102p2(NO)p(O2)(kPamin1),t42 min时,测得体系中p(O2)22.4 kPa,那么此时的v_ kPamin1(计算结果保存1位小数)。(2)假设降低反响温度至T2 ,那么NO(g)与O2(g)完全反响后体系压强p(T2 )_(填“大于“等于或“小于)26.9 kPa,原因是_。(:2NO2(g)N2O4(g)H0)(3)T1 时,反响N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,保存2位小数)。解析(
8、1)T1 ,起始时p(NO)32.8 kPa8.2 kPa,p(O2)32.8 kPa24.6 kPat42 min时,p(O2)22.4 kPa,p(O2)2.2 kPa,故42 min时,p(NO)(8.24.4)kPa3.8 kPa,p(NO2)4.4 kPa。故v4.2102p2(NO)p(O2)(kPamin1)4.21023.8222.4(kPamin1)13.6(kPamin1)。(3)假设NO全部转化为NO2,那么p(NO2)8.2 kPa,p(O2)20.5 kPa,设平衡时p(N2O4)x,N2O4(g)2NO2(g)p(始)/kPa08.2p(变)/kPa x 2xp(平
9、)/kPa x 8.22xx8.22x20.526.9解得:x1.8,平衡常数Kp11.76。答案(1)13.6(2)小于温度降低,体积不变,体系压强减小,同时,降温时2NO2(g)N2O4(g)右移,气体物质的量减小,总压强降低(3)11.767(2023湖北七市联考)(1)合成氨反响:N2(g)H2(g)NH3(g)H46.2 kJmol1,标准平衡常数K,其中p为标准压强,pNH3、pN2、pH2为各组分的平衡分压,如pNH3xNH3p,p为平衡总压,xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。假设往一密闭容器中参加的N2、H2起始物质的量之比为13,反响在恒定温度和标准压强下进行,NH3
10、的平衡产率为w,那么K_(用含w的最简式表示)。(2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入2 mol CH4、2 mol CO2,控制适当条件使其发生如下反响:CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1,测出CH4的某个平衡物理量X随着温度、压强的变化如下图。X_(填“能或“不能)表示平衡体系中CH4的体积分数;p1、p2的大小关系为_,b点浓度商Qc与对应温度下的平衡常数K相比,较大的是_。假设容器容积为2 L,a点时c(CH4)0.4 molL1,那么相应温度下的平衡常数K_。解析(1)设n(N2)1 mol,那么n(H2)3 mol,N2转化的为a mol, N2
11、(g)H2(g)NH3(g)n(始)/mol1 3 0n/mol a 3a 2an平/mol 1a 33a 2a理论生成NH3 2 mol,故w,aw。又因为pp,因此:K。(2)压强一定时升高温度,X表示的物理量增加,而升温有利于平衡向右移动,故X不能表示平衡体系中CH4的体积分数。X可以看成是平衡体系中CH4的转化率,由于正反响是气体分子数增加的反响,压强越小越有利于平衡向右移动,CH4的平衡转化率越大,故p1p2。b点时反响未到达平衡状态,此时反响正向进行,故此时浓度商小于对应温度下的平衡常数。甲烷的初始浓度为1 molL1,反响中消耗的浓度为0.6 molL1,由此可求出平衡时c(CO2)0.4 molL1、c(CO)c(H2)1.2 molL1,故K12.96。答案(1)(2)不能p1p2K12.96- 7 -