突破08反應(yīng)原理綜合題(各類平衡常數(shù)、速率常數(shù)、計(jì)算技巧)(解析版)-備戰(zhàn)2020年高考化學(xué)之突破反

1、突破08反應(yīng)原理綜合題(4)限時(shí)：35分鐘1.近期發(fā)現(xiàn)，H2s是繼NO、CO之后第三個(gè)生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：H2s 與 CO2 在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2s(g)+CO2(g)=COS(g) +H2O(g)。在 610 K 時(shí)，將 0.10 mol CO2 與 0.40mol H 2s充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2s的平衡轉(zhuǎn)化率 ai=% ,反應(yīng)平衡常數(shù) K=?！敬鸢浮?.5 2.8X10 3【解析】設(shè)平衡時(shí)H2s轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x mol。H2s(g) + CO2(g)COS(g) + H2

2、O(g)初始/mol0.400.1000轉(zhuǎn)化/molxxxx平衡/mol0.40-x0.10 x xx由題意得：xn no0.40 x+ 0.10-x一 0.02+ x+x解得：x=0.01H2s的平衡轉(zhuǎn)化率“10.01 mol10.40 molX 100% = 2.5%“ c COSK =一c H2O0.012.50.01X 2.5一2.8X 10 3OcH2sc CO20.40-0.010.10-0.012.53512.52.神(As)是第四周期V A族元素，可以形成 As2s3、AS2O5、H3ASO3、H3ASO4等化合物，有著廣泛的用途。回答下列問題：298 K 時(shí)，將 20 mL

3、3x mol L 1Na3AsO3> 20 mL 3x mol L- 1 I2 和 20 mL NaOH 溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO3 (aq) + I2(aq) + 2OH (aq)=AsO4 (aq)+2I (aq)+H2O(l)。溶液中 c(AsO3 )與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。odowEr/min若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為【答案】4y32 xy【解析】反應(yīng)前，三種溶液混合后，c(Na3AsO3)= 3x molL"20 mL + 20 mL+20 mL = x mol L1,同理，明 =x mol L 1,反應(yīng)情況如下:AsO3 (aq) +

4、 I2(aq)+ 2OH (aq)AsO3 (aq)+ 2I (aq) + H2O。)起始濃度/mol L 1 xx00平衡濃度 /mol L 1 x yx y1y2yk=-yyJ2=工。x y x y x 12 x y 23.2019天津，7 (5)在1 L真空密閉容器中加入 a mol PH4I固體，t C時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):PH4I(s)PH3(g) + HI(g)4PH3(g)P4(g) + 6H 2(g) 2HI(g) H2(g)+I2(g)達(dá)平衡時(shí)，體系中n(HI) = b mol,n(I2)=c mol,n(H2) = d mol,則t C時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為(用字母表不)?！敬鸢?/p>

5、】 (b+8c三)b 3【解析】反應(yīng)生成的n(HI)=體系中n(HI)+2X體系中n(I2)=(b+2c) mol,反應(yīng)中生成的n(H2)=體系中n(H2)反應(yīng)中生成的n(H2)=(dc) mol,體系中n(PH3)=反應(yīng)生成的n(PH3) 反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的n(PH3)28c- 2d8c-2d= b+2c (d c) mol = (b+ q ) mol,反應(yīng) 的平衡吊數(shù) K= c(PH3) c(HI) = (b+ q )b。 3334.CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳燒，主要有以下兩個(gè)競爭反應(yīng)：反應(yīng) I : CO2(g) + 4H2(g)CH 4(g) + 2H2O(g)反應(yīng) H : 2CO2(g)

6、+ 6H2(g)C2H 4(g) +4H2O(g)為分析催化劑對反應(yīng)的選擇性，在 1 L密閉容器中充入2 mol CO2和4 mol H2,測得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示：該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)n” )。520 C時(shí)，反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=(只列算式不計(jì)算)。反應(yīng)I0.2 X 1.221.4 X 24【解析】溫度較低時(shí)，CH 4的物質(zhì)的量多，所以該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)CO2(g) + 4H 2(g)CH 4(g) + 2H20(g)轉(zhuǎn)化molL 10.20.80.20.42CO2+ 6H2= C2H4(g) + 4H20(g)轉(zhuǎn)化molL 10.4

7、1.20.20.8c(CO2)=(20.20.4)mol L：1= 1.4 mol L 1 c(H2) = (40.81.2)mol L=2 mol L 1 c(H2O) = (0.4 + 0.8)mol L1=1.2 mol L 10.2 X 1.22所以K=4-。1.4 X 245.用測壓法在剛性密閉容器中研究T C時(shí)4NO(g)=N2(g)+ 2NO2(g)的分解反應(yīng)，現(xiàn)將一定量的NO充入該密閉容器中，測得體系的總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示:(1) 20 min時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率 a=%。(2) TC時(shí)，4NO(g)?N2(g) + 2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(Kp為以分壓表示的平

8、衡常數(shù)反應(yīng)時(shí)間/min010203040壓強(qiáng)/MPa15.0014.0213.2012.5012.50在一定條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,因此可以直接用壓強(qiáng)代替物質(zhì)的量計(jì)算。15x= 13.2, x=1.8, NO 的轉(zhuǎn)化率為4X 1.8a=X 100%= 48%。154NO(g)N2(g) + 2NO 2(g)開始的壓強(qiáng)/MPa1500轉(zhuǎn)化的壓強(qiáng)/MPa4xx2x平衡的壓強(qiáng)/MPa15-4xx2x(1) 20 min 時(shí),(2)平衡時(shí)，15x= 12.5, x= 2.5, NO、N2、NO2 的壓強(qiáng)分別為 5、2.5、5,代入公式 Kp =p N2 p2 NO2p4 NO2.5 X 52

9、_亍一0.1。6.在一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中充入一定量PCl3（g）和Cl2（g）,發(fā)生如下反應(yīng)：PCl3（g） +Cl2（g）PCl5（g）AH,測得PCl3（g）的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間關(guān)系如圖所示。烹jr一ud)e其速率方程：v正=卜正C（PC13） C（C12）, v逆=卜逆C（PCl5）（k是速率常數(shù)，只與溫度有關(guān) ）（1）上述反應(yīng)中，AH 0（填“V"或）,理由是 。k正c PC15（2） M點(diǎn)：k-/PC：（填“v”或“="），升高溫度，k正增大的倍數(shù)k逆增k逆C PC13 C C12大的倍數(shù)（填“大于” “小于”或“等于”）。一 一.k正（3） Ti時(shí)，測得

10、平衡體系中 c（Cl2）=0.25 mol L-1,則記=（要求結(jié)果帶單位）?！敬鸢浮浚?） v T2大于Ti,溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)（2） > 小于（3） 16 L mol 1【解析】（1）由圖像知，T2先達(dá)到平衡，說明 T2大于T1, T2達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率降低，升高溫度，平衡k正向左移動(dòng)，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。（2） M點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，K =,說明濃度商小于平衡常k逆數(shù)；正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向左移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，說明k逆增大的倍數(shù)大于 k正增大的倍數(shù)。（3） Ti下，平衡時(shí)PCl3（g）的轉(zhuǎn)化率為80%,設(shè)PCl3（g）的起始濃度為

11、 c,平衡時(shí)c（PCl3）=0.2c, c（PC15）= 0.8c,c（Cl2）=0.25 mol L11。k正c PCl5一=k逆 c PCl3 c Cl20.8c0.2cx 0.25L mol 1 = 16 L mol 1。7.已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4（g）=2NO2（g）中，v正=卜正c（N2O4）, v逆=卜逆c2（NO2）（卜正、k逆只是溫度的函數(shù)）。若該溫度下的平衡常數(shù) K=10,則卜正=k逆。升高溫度，k正增大的倍數(shù)（填“大于” “小于”或“等于”）k逆增大的倍數(shù)?！敬鸢浮?0大于k逆 c2 NO2、【斛析】當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)， vf = v逆，即k正c（NzO4）=k逆

12、c2（NO2）。卜正=k逆K=10k逆；該c N2O4反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)。8.肌肉中的肌紅蛋白（Mb）與O2結(jié)合生成 MbO2,其反應(yīng)原理可表示為：Mb（aq） + O2（g）= MbO2（aq）,該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K= cMbO1。 9. 2NO(g) +O2(g)=2NO2(g)的反應(yīng)歷程如下: 反應(yīng) I: 2NO(g)N2O2(g)(快)AH1<0V1 正=k1正 c2(NO) , V1 逆=阻逆 c(N2O2); 反應(yīng) n： N2O2(g) + O2(g)2NO2(g)(慢) AH2<0V2F=k2 正

13、c(N2O2) c(O2), V2 逆=k2 逆 c2(NO 2) O (1) 一定條件下，反應(yīng) 2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)K=(用含k1正、k1逆、 。在37 c條件下達(dá)到平衡時(shí)，測得肌紅蛋白的結(jié)合度 (4與 P(O2)c Mb p O2k2正、k2逆的代數(shù)式表示)。反應(yīng)I的活化能 EI(填“>” “<”或“=")反應(yīng)n的活化能 En?！币?一 生成的 CMbO2 - rr 一 的關(guān)系如圖所小“=初始的c MbX 100%。研允表明正反應(yīng)速率 v e= k正c(Mb) p(O2),逆反應(yīng)速率 v逆)°=k逆c(MbO2)(其

14、中k正和k逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù)ini) 91) Rd 7()504。XI)20 H)0(2)試求出圖中c點(diǎn)時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù) K=。已知k逆=60 s * 1,則速率常數(shù)ki£=s(1)試寫出平衡常數(shù) K與速率常數(shù)k正、k逆之間的關(guān)系式為 K =(用含有k正、k逆的式子表示)。1 kPa 1。k正(1) 一 (2) 2 120 k【解析】(1)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),7正=7逆，由于丫正=卜正c(Mb) p(O2), v逆=k逆c(MbO 2),所以k 正 c(Mb)k 正 cMbO2 十一 一p(O2)= k 逆 c(MbO2), =c Mb p O2，而反應(yīng) M

15、b(aq) + O2(g) MbO2(aq)的平衡常數(shù) K = c MbO2(2)已知反應(yīng)速率常數(shù) k隨溫度升高而增大，則升高溫度后k2正增大的倍數(shù) k2逆增大的倍數(shù)(填“大于” “小于”或“等于”)。(2)小于ki正k2正(1) <ki逆k2逆【解析】(1)由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，所以 Vi IE = vi逆、V2正=V2逆，所以 V1正丫2正=V1逆V2逆,口口 I 2八八 八-2八c2 NO2k1正k2正 H4、出即 k1 正c2(NO)k2正c(N2O2)c(O2)= k1逆 c(N2O2)k2 逆 c2(NO2),則有：K= c2 no x c O2 = ki逆 k；因?yàn)闆Q7H2NO(g) + O2(g)=2NO2(g)速率的是反應(yīng)n,所以反應(yīng)I的活化能E1遠(yuǎn)小于反應(yīng)n的活化能E。(2)反應(yīng)2NO(g) + O2(g)=2NO2(g)為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng) I、n的平衡均逆向