適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡作業(yè)27化學(xué)平衡的計算新人教版

作業(yè)27化學(xué)平衡的計算A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.(2024·浙江嘉興高三統(tǒng)測)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)N2(g)+3H2(g),測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變更如下表所示,下列說法不正確的是()編號表面積/cm2c(NH3)/(10-3mol·L-1)0min20min40min60min80min①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40③2a2.401.600.800.400.40A.由試驗①、③可知催化劑表面積越大,反應(yīng)速率越快,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率不變B.由試驗數(shù)據(jù)可知相同條件下,增加氨的濃度,該反應(yīng)速率不愿定增大C.試驗①、②達(dá)到平衡后,NH3的體積分?jǐn)?shù)①<②D.試驗③達(dá)到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)約為22.7%2.(2024·浙江紹興陽明中學(xué)段考)T℃時,向兩個等容積的恒容密閉容器中,均以n(NO)∶n(H2)=1∶2充入NO與H2,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)1:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)反應(yīng)2:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)甲為絕熱過程、乙為恒溫過程,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時間變更曲線如圖所示,Z點時NO的轉(zhuǎn)化率為80%。下列說法錯誤的是()A.曲線Y代表乙容器B.氣體的總物質(zhì)的量:nb>ncC.若乙為恒溫恒壓過程,則平衡時NO的轉(zhuǎn)化率小于80%D.曲線Y從起先到Z點,用分壓表示的H2消耗速率為0.14kPa·min-13.(教材選擇性必修1其次章其次節(jié)例題改編)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,在716K時向密閉容器中充入確定量的HI氣體,平衡時氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)為78%。測得v正~x(HI)和v逆~x(H2)的關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論不正確的是()A.該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp約為0.02B.增大體系壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動,平衡常數(shù)Kp不變C.溫度降低,v(正)、v(逆)均減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動D.溫度上升,反應(yīng)重新達(dá)到平衡時,圖中表示平衡的點可能是A和D4.(2024·浙江寧海知恩中學(xué)段考節(jié)選)利用“合成氣”合成甲醇后,甲醇脫水制得二甲醚的反應(yīng)為2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH,其速率方程式為v(正)=k正·c2(CH3OH),v(逆)=k逆·c(CH3OCH3)·c(H2O),k正、k逆為速率常數(shù)且只與溫度有關(guān)。經(jīng)查閱資料,上述反應(yīng)平衡狀態(tài)下存在計算式:lnKc=-2.205+2708.6137T(Kc為化學(xué)平衡常數(shù);反應(yīng)達(dá)到平衡后,僅上升溫度,k正增大的倍數(shù)(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。

5.(2024·溫州十校聯(lián)合體聯(lián)考節(jié)選)500℃時,向容積為2L的密閉容器中通入1molN2和3molH2,模擬合成氨的反應(yīng),容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時間的變更如下表所示:時間/min010203040+∞壓強(qiáng)/MPa20171513.21111(1)達(dá)到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為。

(2)用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=MPa-2(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù),某氣體的分壓等于總壓×該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

B組綜合提升6.(2024·浙江磐安中學(xué)檢測)在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在確定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖,下列有關(guān)說法不正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1C.1100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64D.壓強(qiáng)為p4時,在y點:v(正)>v(逆)7.(2024·浙江衢州一中段考)H2S分解的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH=akJ·mol-1。向容積為1L的恒容密閉容器中加入n(H2S)+n(Ar)=0.1mol的混合氣體(Ar不參加反應(yīng)),測得不同溫度(T1>T2)時H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨n(HA.該反應(yīng)的a<0B.平衡常數(shù)K(X)>K(Z)C.平衡常數(shù)K(X)=0.0125D.維持Y點時n(H2S)不變,向容器中充入Ar氣,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小8.(教材選擇性必修1其次章其次節(jié)練習(xí)與應(yīng)用改編)在某催化劑作用下CO2和H2合成甲醇涉及以下反應(yīng):Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.3kJ·mol-1在恒容密閉容器中,CO2(g)和H2(g)分別投0.8mol·L-1、1.56mol·L-1發(fā)生反應(yīng),平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率及CH3OH和CO的選擇性[n生成(A.同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OH的選擇性應(yīng)選擇在高溫條件下反應(yīng)B.600℃后,上升溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響程度大于反應(yīng)ⅡC.開發(fā)低溫時的高效催化劑,可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.720℃時,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.089.(2024·寧波五校聯(lián)考節(jié)選)對于基元反應(yīng),如aA+bBcC+dD,反應(yīng)速率v(正)=k正·ca(A)·cb(B),v(逆)=k逆·cc(C)·cd(D),其中k正、k逆是取決于溫度的速率常數(shù)。對于基元反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在653K時,速率常數(shù)k正=2.6×103L2·mol-2·s-1,k逆=4.1×103L·mol-1·s-1。(1)計算653K時的平衡常數(shù)K=L·mol-1。

(2)653K時,若NO的濃度為0.006mol·L-1,O2的濃度為0.290mol·L-1,則正反應(yīng)速率為mol·L-1·s-1。

10.(2024·浙江衢州、麗水、湖州高三一模節(jié)選)合成氨是人工固氮最重要的途徑。合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。請回答:壓強(qiáng)為20MPa下,以x(H2)=0.75、x(N2)=0.25(x代表物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))進(jìn)料,反應(yīng)達(dá)平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果如下圖中曲線b所示。(1)若保持壓強(qiáng)不變,以x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.1進(jìn)料,則平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果是曲線(填“a”或“c”)。推斷的依據(jù)是

。

(2)若保持壓強(qiáng)不變,當(dāng)平衡時x(NH3)=0.20,則該溫度下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡常數(shù)Kp=MPa-2(化為最簡式)。[對于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]

作業(yè)27化學(xué)平衡的計算1.C對比試驗①和試驗③,氨氣起始濃度相同,試驗③中催化劑表面積是試驗①中催化劑表面積的2倍,試驗③先達(dá)到平衡狀態(tài),試驗③的反應(yīng)速率大,說明相同條件下,增加催化劑的表面積,反應(yīng)速率增大,A正確;試驗①、②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變更量都是4.00×10-4mol·L-1,試驗①和試驗②催化劑表面積相同,試驗①中氨氣初始濃度是試驗②中氨氣初始濃度的兩倍,說明相同條件下,增加氨氣濃度,反應(yīng)速率并沒有增大,B正確;反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),恒溫恒容的密閉容器中,①的氨氣起始物質(zhì)濃度更大,相當(dāng)于②達(dá)到平衡后又逆向移動,導(dǎo)致NH3的體積分?jǐn)?shù)①>②,C錯誤;由試驗③中數(shù)據(jù)可知,達(dá)平衡時氨氣反應(yīng)了2mol·L-1,則生成氮氣1mol·L-1,生成氫氣3mol·L-1,平衡時體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量濃度分?jǐn)?shù),故氮氣的體積分?jǐn)?shù)為1mol·L-12.C兩個反應(yīng)氣體物質(zhì)的量均減小,恒溫恒容條件下,隨反應(yīng)進(jìn)行,壓強(qiáng)減小,故曲線X代表甲容器,曲線Y代表乙容器。依據(jù)曲線X可知,反應(yīng)起先時壓強(qiáng)增大,反應(yīng)為放熱反應(yīng)。由以上分析可知,A正確;圖中b和c點壓強(qiáng)相等,甲容器為絕熱過程,乙容器為恒溫過程,若兩點氣體物質(zhì)的量相等,則甲容器的壓強(qiáng)大于乙容器壓強(qiáng),現(xiàn)壓強(qiáng)相等則說明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量比乙容器的小,則氣體的總物質(zhì)的量:nb>nc,B正確;恒溫恒容過程中,Z點NO的轉(zhuǎn)化率為80%,若乙為恒溫恒壓過程,相當(dāng)于在恒溫恒容的平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則平衡時NO的轉(zhuǎn)化率大于80%,C錯誤;起始投料為n(NO)∶n(H2)=1∶2,起始總壓強(qiáng)為9kPa,則NO為3kPa,H2為6kPa,依據(jù)信息列三段式,2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)初始/kPa 3 6 0 0轉(zhuǎn)化/kPa 2.4 2.4 1.2 2.4Z點/kPa 0.6 3.6-3x 1.2-x 2.4N2(g)+3H2(g)2NH3(g)轉(zhuǎn)化/kPa x 3x 2xZ點/kPa 1.2-x 3.6-3x 2xZ點容器內(nèi)為6.6kPa,則0.6+3.6-3x+1.2-x+2.4+2x=6.6,解得x=0.6,3.6-3x=1.8,則從起先到Z點,用分壓表示的H2消耗速率為6kPa-1.8kPa30min=0.3.D平衡時氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)為78%,則x(H2)=x(I2)=11%,故HI的平衡分壓為0.78p總,H2、I2的平衡分壓為0.11p總,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=p(H2)·p(I2)p2(HI)=0.11p總×04.答案<解析溫度上升,lnKC減小,KC減小,說明上升溫度,平衡逆向移動,故上升溫度,k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)。5.答案(1)90%(2)48解析假設(shè)到平衡時氮氣轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L-1,則有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始濃度/(mol·L-1) 0.5 1.5 0變更濃度/(mol·L-1) x 3x 2x平衡濃度/(mol·L-1) 0.5-x 1.5-3x 2x依據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比分析,有關(guān)系式:0.5-x+1(1)達(dá)到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為0.45mol(2)用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(0.96.Ap1、p2、p3、p4是四條等壓線,由圖像可知,壓強(qiáng)確定時,溫度越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項錯誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),壓強(qiáng)越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1,B項正確;壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)=0.02mol·L-1,c(CO2)=0.02mol·L-1,c(CO)=0.16mol·L-1,c(H2)=0.16mol·L-1,即平衡常數(shù)K=(0.16)2×(0.16)207.C已知T1>T2,n(H2S)n(Ar)確定時,T1溫度下,H22H2S(g)2H2(g)+S2(g)起始濃度(mol·變化濃度(mol·L-1)平衡濃度(mol·L-1)K(X)=c2(H2)8.D依據(jù)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ可知,反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物是CO,且ΔH2>0,溫度上升該平衡正向移動,從而使CH3OH的產(chǎn)量變少,CO含量增加,故曲線c代表CO的選擇性,曲線a表示CH3OH的選擇性,同時說明ΔH1<0,曲線b表示平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。提高甲醇的選擇性應(yīng)當(dāng)在低溫條件下且CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升先降低再上升,A錯誤;600℃后,上升溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響程度小于反應(yīng)Ⅱ,B錯誤;催化劑不影響平衡的移動,不行以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯誤;720℃時,反應(yīng)Ⅰ的甲醇選擇性是20%,反應(yīng)Ⅱ一氧化碳的選擇性是80%,二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%;反應(yīng)Ⅰ的K=c(CH3OH9.答案(1)2641(2)2.7×10解析(1)653K反應(yīng)達(dá)到平衡時,v正=k正·c2(NO)·c(O2)=v逆=k逆·c2(NO2),該溫度下的平衡常數(shù)K=c2(NO2)c2(NO)·c(O2)=k正k逆=2641L·mol-1。(2)正反應(yīng)速率v正=k正·c2(NO)·c(O2),將數(shù)據(jù)代入,計算得到v正=2.6×103×0.006210.答案(1)a相同溫度下,恒壓充入稀有氣體反應(yīng)物分壓減小,平衡逆向移動(2)1解析(1)若保持壓強(qiáng)不變,以x(