2022年高考化學一輪復習 第7章 第35講 專項提能特訓13　多平衡體系的綜合分析 (含解析)

專項提能特訓13多平衡體系的綜合分析1.相同溫度下，分別在起始體積均為1L的兩個密閉容器中發(fā)生反應：X2(g)＋3Y2(g)

2XY3(g)

ΔH＝－a

kJ·mol－1，實驗測得反應的有關數(shù)據(jù)如下表。123456容器反應條件起始物質的量/mol達到平衡所用時間/min達到平衡過程中的能量變化X2Y2XY3①恒容13010放熱0.1akJ②恒壓130t放熱bkJ容器反應條件起始物質的量/mol達到平衡所用時間/min達到平衡過程中的能量變化X2Y2XY3①恒容13010放熱0.1akJ②恒壓130t放熱bkJ下列敘述正確的是A.對于上述反應，①②中反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值不同B.①中：從開始至10min內的平均反應速率v(X2)＝0.1mol·L－1·min－1C.②中：X2的平衡轉化率小于10%D.b>0.1a12345√6解析①②中反應溫度相同，平衡常數(shù)K的數(shù)值相同，A項錯誤；①中反應放熱0.1akJ，說明10min內X2反應了0.1mol，物質的量濃度改變量為0.1mol·L－1，所以其平均速率為v(X2)＝0.01mol·L－1·min－1，B項錯誤；據(jù)容器①中數(shù)據(jù)，可算出X2的平衡轉化率為10%，容器②是恒溫恒壓，容器①是恒溫恒容，容器②相當于在容器①的基礎上加壓，平衡右移，所以X2的轉化率大于10%，容器②放出的熱量比容器①多，C項錯誤、D項正確。1234562.甲烷分解體系中幾種氣體的平衡分壓(p，單位為Pa)與溫度(t，單位為℃)的關系如圖所示。(1)t1

℃時，向VL恒容密閉容器中充入0.12molCH4，只發(fā)生反應2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，達到平衡時，測得p(C2H4)＝p(CH4)。CH4的平衡轉化率為______。在上述平衡狀態(tài)某一時刻，改變溫度至t2

℃，CH4以0.01mol·L－1·s－1的平均速率增多，則t1_____(填“>”“＝”或“<”)t2。12345666.7%>解析設平衡時甲烷轉化x

mol，根據(jù)三段式法有：

2CH4(g)

C2H4(g)＋2H2(g)起始量/mol

0.12

0

0變化量/mol

x

x平衡量/mol

0.12－x

x123456123456根據(jù)題圖知，2CH4(g)

C2H4(g)＋2H2(g)為吸熱反應，改變溫度，甲烷的濃度增大，即平衡左移，則溫度降低，t1>t2。解析將氣體的平衡濃度換為平衡分壓，可知t3℃時，該反應的壓強平衡(2)在圖中，t3

℃時，化學反應2CH4(g)

C2H2(g)＋3H2(g)的壓強平衡常數(shù)Kp＝______Pa2。123456104.73.有效除去大氣中的SO2和氮氧化物，是打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重中之重。某溫度下，N2O5氣體在一體積固定的容器中發(fā)生如下反應：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反應)

ΔH＜0,2NO2(g)

N2O4(g)(快反應)

ΔH＜0，體系的總壓強p總和p(O2)隨時間的變化如圖所示：(1)圖中表示O2壓強變化的曲線是_____(填“甲”或“乙”)。123456乙解析根據(jù)反應分析，隨著反應的進行氧氣的壓強從0開始逐漸增大，所以乙為氧氣的壓強變化曲線。解析t＝10h時，p(O2)＝12.8kPa

，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反應的五氧化二氮的分壓為25.6kPa

，起始壓強為53.8kPa，所以10h時p(N2O5)＝(53.8－25.6)kPa

＝28.20kPa

，N2O5分解的反應速率v＝0.12p(N2O5)kPa·h－1＝0.12×28.20kPa·h－1≈3.38kPa·h－1。(2)已知N2O5分解的反應速率v＝0.12p(N2O5)kPa·h－1，t＝10h時，p(N2O5)＝______kPa，v＝______kPa·h－1(結果保留兩位小數(shù)，下同)。12345628.203.38(3)該溫度下2NO2(g)

N2O4(g)反應的平衡常數(shù)Kp＝_____kPa－1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。1234560.05解析N2O5完全分解時，p(NO2)＝53.8kPa×2＝107.6kPa，p(O2)＝

＝26.9kPa。由題可得：2NO2(g)

N2O4(g)起始分壓/kPa

107.6

0改變分壓/kPa

2x

x平衡分壓/kPa

107.6－2x

x有107.6－2x＋x＋26.9＝94.7kPa，解得x＝39.8kPa，平衡常數(shù)Kp＝1234564.[2019·天津，7(5)]在1L真空密閉容器中加入a

molPH4I固體，t

℃時發(fā)生如下反應：PH4I(s)

PH3(g)＋HI(g)

①4PH3(g)

P4(g)＋6H2(g)

②2HI(g)

H2(g)＋I2(g)

③達平衡時，體系中n(HI)＝b

mol，n(I2)＝c

mol，n(H2)＝d

mol，則t

℃時反應①的平衡常數(shù)K值為____________(用字母表示)。123456解析反應①生成的n(HI)＝體系中n(HI)＋2×體系中n(I2)＝(b＋2c)mol，反應②中生成的n(H2)＝體系中n(H2)－反應③中生成的n(H2)＝(d－c)mol，體系中n(PH3)＝反應①生成的n(PH3)－反應②中轉化的n(PH3)＝[b＋2c－1234565.氨催化氧化時會發(fā)生如下兩個競爭反應Ⅰ、Ⅱ。4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH<0

Ⅰ4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)

ΔH<0

Ⅱ為分析某催化劑對該反應的選擇性，在1L密閉容器中充入1molNH3和2molO2，測得有關物質的物質的量與溫度的關系如圖所示。(1)該催化劑在低溫時選擇反應___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。123456Ⅱ解析由圖示可知低溫時，容器中主要產(chǎn)物為N2，則該催化劑在低溫時選擇反應Ⅱ。123456(2)520℃時，4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)的平衡常數(shù)K＝___________(不要求得出計算結果，只需列出數(shù)字計算式)。123456解析兩個反應同時進行反應Ⅰ

4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)變化物質的量濃度/(mol·L－1)0.2

0.25

0.2

0.3反應Ⅱ

4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(g)變化物質的量濃度/(mol·L－1)0.4

0.3

0.2

0.6平衡物質的量濃度/(mol·L－1)0.4

1.45

0.2

0.9123456(3)C點比B點所產(chǎn)生的NO的物質的量少的主要原因是________________________________________________________。123456應，當溫度升高，平衡向左(逆反應方向)移動該反應為放熱反6.容積均為1L的甲、乙兩個容器，其中甲為絕熱容器，乙為恒溫容器。相同溫度下，分別充入0.2mol的NO2，發(fā)生反應：2NO2(g)

N2O4(g)

ΔH<0，甲中NO2的相關量隨時間變化如圖所示。(1)0～3s內，甲容器中NO2的反應速率增大的原因是_________________________________________________。1234560～3s內溫度升高對速率的影響大于濃度降低的影響解析該反應為放熱反應，故0～3s內溫度升高對速率的影響大于濃度降低的影響，導致反應速率增大。123456(2)甲達平衡時，溫度若為T

℃，此溫度下的平衡常數(shù)K＝______。123