高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)蘇教專用課時集訓(xùn)專題七第4課時化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計算

第4課時化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計算課時集訓(xùn)測控導(dǎo)航表知識點(diǎn)題號化學(xué)平衡常數(shù)的概念與應(yīng)用1,2化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率相關(guān)計算3,4,5,6一、選擇題1.汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)為NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)ΔH=373.4kJ·mol1。在一容積為5L的恒容密閉容器中充入0.2molNO和0.5molCO,5min后該反應(yīng)達(dá)到平衡,此時N2的物質(zhì)的量為0.06mol。下列說法正確的是(D)A.達(dá)到平衡后,若只升高溫度,化學(xué)平衡正向移動B.達(dá)到平衡后,再通入稀有氣體,逆反應(yīng)速率增大×103mol·L1·min1D.使用催化劑,平衡常數(shù)不變解析:A項(xiàng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),只升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向(即逆反應(yīng)方向)移動,錯誤;B項(xiàng),恒溫恒容條件下,通入稀有氣體,反應(yīng)混合物各組分的濃度不變,正、逆反應(yīng)速率都不變,錯誤;C項(xiàng),0～5min內(nèi),N2的平均反應(yīng)速率為0.06mol5L5min×103mol·L1·min1,速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故v(NO)=2v(N2×103mol·2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1;反應(yīng)HI(g)12H2(g)+12I2(g)的平衡常數(shù)為K2,則K1、K2的關(guān)系式為(平衡常數(shù)為同溫度下的測定值)(C)1=2K21=K1=1K22解析:反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1,則相同溫度下,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)為1K1,故反應(yīng)HI(g)12H2(g)+12I2(g)的平衡常數(shù)K2=1K1,故K13.將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對數(shù)(lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示,下列說法不正確的是(C)ΔH>0B.A點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(A)=103的體積分?jǐn)?shù)不變時,該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D.30℃解析:lgK越大,平衡常數(shù)K值越小,由圖可知,隨著溫度升高,平衡常數(shù)K值增大,則升高溫度平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,故A項(xiàng)正確;A點(diǎn)對應(yīng)的lgK=2.294,則平衡常數(shù)K(A)=10,故B項(xiàng)正確;因反應(yīng)物氨基甲酸銨為固體,則反應(yīng)體系中氣體只有NH3和CO2,反應(yīng)得到NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為2∶1,反應(yīng)開始后NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變,所以NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),故C項(xiàng)不正確;30℃時,B點(diǎn)的濃度商Qc4.工業(yè)上消除氮氧化物的污染,可用如下反應(yīng):CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=akJ·mol1,在溫度T1和T2時,分別將0.50molCH4和1.2molNO2充入體積為1L的密閉容器中,測得n(CH4)隨時間變化數(shù)據(jù)如下表:時間/minn(CH4)/mol溫度010204050T1T2……下列說法不正確的是(D)A.10min內(nèi),T1時v(CH4)比T2時小B.溫度:T1<T2C.ΔH:a<0D.平衡常數(shù):K(T1)<K(T2)解析:根據(jù)題意可知,10min內(nèi),T1時v(CH4)=0.015mol·L1·min1,T2時v(CH4)=0.02mol·L1·min1,T1時v(CH4)比T2時小,A項(xiàng)正確;升高溫度,反應(yīng)速率加快,T2>T1,B項(xiàng)正確;溫度升高,平衡時CH4剩余量增多,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)放熱,所以a<0,C項(xiàng)正確;T1時反應(yīng)進(jìn)行的更為徹底,因此平衡常數(shù)K(T1)>K(T2),D項(xiàng)不正確。二、非選擇題2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:25℃時N2O5其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時間t的變化如下表所示[t=∞時,N2O5(g)完全分解]:t/min0408016026013001700∞p/kPa6①研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=2×103×pN2O5(kPa·min1)。t=62min時,測得體系中pOkPa·min1。

②若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 。

③25℃時N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。

(2)對于反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2慢反應(yīng)第三步NO+NO32NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是(填字母)。

A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))32與NO3的碰撞僅部分有效解析:(1)①由方程式2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)可知,62min時,pO2=2.9kPa,則減小的N2O5為5.8kPa,此時pN2O5=35.8kPa5.8kPa=30.0kPa,則v(N2O5)=2×103×30.0kPa·min1×102②溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高,NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高。③時間無限長時N2O5完全分解,故由2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)知,此時生成的pNO2=2pN2O5=2×35.8kPa=71.6kPa,pO2×35.8kPa=17.9kPa。由題意知,平衡時體系的總壓強(qiáng)為63.1kPa,則平衡體系中NO2、NxkPa,則N2O4(g)2NO2(g)轉(zhuǎn)化壓強(qiáng)/kPa x 2x則x+(71.62x)=45.2,解得x=26.4,71.6kPa26.4kPa×2=18.8kPa,Kp=p2(NO(2)第一步反應(yīng)快速平衡,說明正、逆反應(yīng)速率很大,極短時間內(nèi)即可達(dá)到平衡,A正確;第二步反應(yīng)慢,說明有效碰撞次數(shù)少,C正確;由題給三步反應(yīng)可知,反應(yīng)的中間產(chǎn)物有NO3和NO,B錯誤;反應(yīng)快,說明反應(yīng)的活化能較低,D錯誤。答案:(1)①×102②大于溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高③13.4(2)AC6.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高,CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。完成下列填空:(1)目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300℃升至400℃,重新達(dá)到平衡,判斷下列表格中各物理量的變化。(填“增大”“減小”或“不變v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率α(2)相同溫度時,上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡,各物質(zhì)的平衡濃度如下表:c(CO2)/(mol·L1)c(H2)/(mol·L1)c(CH4)/(mol·L1)c(H2O)/(mol·L1)平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。