2025版高三化學(xué)二輪專項復(fù)習(xí) 專題五 主觀題突破　4

1．(1)一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)，只由基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)，兩個及以上基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)稱為復(fù)雜反應(yīng)，復(fù)雜反應(yīng)的速率取決(等)于慢的基元反應(yīng)速率?；磻?yīng)aA＋bB=cC＋dD的速率方程為v＝k·ca(A)·cb(B)，其中k為速率常數(shù)。已知反應(yīng)NO2＋CO=NO＋CO2，在不同溫度下反應(yīng)機(jī)理不同。①溫度高于490K時，上述反應(yīng)為簡單反應(yīng)，請寫出其速率方程___________________。②溫度高于520K時，該反應(yīng)是由兩個基元反應(yīng)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，其速率方程v＝k·c2(NO2)，已知慢的基元反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物為NO、NO2、NO3，用方程式表示反應(yīng)歷程。第一步：__________________________(慢反應(yīng))。第二步：__________________________(快反應(yīng))。(2)N2O4(g)?2NO2(g)ΔH＝＋57kJ·mol－1該反應(yīng)是高中和大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的經(jīng)典素材。①T1K時，向1L真空容器中加入1molN2O4，達(dá)到平衡時NO2的平衡產(chǎn)率為20%，則該溫度下的平衡常數(shù)K＝________，達(dá)到平衡時吸收的熱量為________kJ。某溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡，NO2與N2O4的混合氣體總壓強(qiáng)為100kPa，密度為同狀態(tài)下氫氣密度的34.5倍，平衡常數(shù)Kp＝________kPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算)。②若v(N2O4)＝k1·c(N2O4)v(NO2)＝k2·c(NO2)，T2溫度下，若k1＝k2，則T2________T1(填“高于”或“低于”)。(3)復(fù)雜反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)由兩個基元反應(yīng)構(gòu)成，2NO(g)=N2O2(g)(快速平衡)N2O2(g)＋O2(g)=2NO2(g)(慢反應(yīng))，已知快反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其正、逆反應(yīng)速率常數(shù)分別為k1和k2，慢反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率常數(shù)分別為k3和k4。若v正＝k·c2(NO)·c(O2)則k＝________(用k1、k2、k3表示)。答案(1)①v＝k·c(NO2)·c(CO)②2NO2＝NO＋NO3NO3＋2CO＝NO＋CO2(2)①0.211.450②高于(3)eq\f(k1·k3,k2)解析(1)①基元反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD的速率方程為v＝k·ca(A)·cb(B)，則溫度高于490K時，簡單反應(yīng)NO2＋CO=NO＋CO2的速率方程為v＝k·c(NO2)·c(CO)；②溫度高于520K時，該反應(yīng)是由兩個基元反應(yīng)構(gòu)成的復(fù)雜反應(yīng)，根據(jù)速率方程v＝k·c2(NO2)可知，慢反應(yīng)的反應(yīng)物為NO2，結(jié)合產(chǎn)物氮氧化物可知，其慢反應(yīng)為：2NO2=NO＋NO3，因總反應(yīng)為NO2＋CO=NO＋CO2，則快反應(yīng)為NO3＋2CO=NO＋CO2；(2)①設(shè)轉(zhuǎn)化的N2O4為xmol/L，則：因達(dá)到平衡時NO2的平衡產(chǎn)率為20%，因理論上1mol/LN2O4產(chǎn)生NO22mol/L，若NO2平均產(chǎn)率為20%，則：eq\f(2xmol/L,2mol/L)＝20%，則x＝eq\f(1,5)，該溫度下的平衡常數(shù)K＝eq\f(（2xmol/L）2,（1－x）mol/L)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(1,5)mol/L))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,5)))mol/L)＝0.2；達(dá)到平衡時吸收的熱量為標(biāo)準(zhǔn)焓變的20%，即57kJ·mol－1×20%＝11.4kJ·mol－1；某溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡，NO2與N2O4的混合氣體總壓強(qiáng)為100kPa，密度為同狀態(tài)下氫氣密度的34.5倍，則混合氣體的摩爾質(zhì)量為34.5×2g/mol＝69g/mol，則：根據(jù)十字相乘法可知平衡后兩種氣體的物質(zhì)的量之比n(NO2)∶n(N2O4)＝23∶23＝1∶1，因平衡NO2與N2O4的混合氣體總壓強(qiáng)為100kPa，平衡常數(shù)KP＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×100kPa))\s\up12(2),\f(1,2)×100kPa)＝50kPa；②若v(N2O4)＝k1·c(N2O4)v(NO2)＝k2·c(NO2)，T2溫度下，若k1＝k2，則平衡產(chǎn)率為50%，與T1溫度相比，平衡向正反應(yīng)方向移動，則T2>T1；(3)由基元反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD的速率方程為v＝k·ca(A)·cb(B)可知，快速平衡2NO(g)=N2O2(g)的正反應(yīng)速率v快正＝k1·c2(NO)①，逆反應(yīng)速率v快逆＝k2·c(N2O2)②，慢反應(yīng)為N2O2(g)＋O2(g)=2NO2(g)，則v慢正＝k3·c(N2O2)·c(O2)，則反應(yīng)速率v正＝eq\f(v快正·v慢正,v快逆)＝eq\f(k1c2（NO）·k3c（N2O2）c（O2）,k2c（N2O2）)·eq\f(k1k3,k2)c2(NO)c(O2)，所以k＝eq\f(k1·k3,k2)。2．苯乙烯是合成樹脂、離子交換樹脂及合成橡膠等的重要單體，常用乙苯為原料合成。其反應(yīng)原理如下：已知：上述反應(yīng)的速度方程為v正＝k正·p乙苯，v逆＝k逆·p苯乙烯·p氫氣，其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速度常數(shù)，p為各組分分壓(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。100kPa下，反應(yīng)氣組成n(乙苯)∶n(H2O)分別按照1∶1、1∶4、1∶9投料，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度變化關(guān)系如圖。(1)圖中n(乙苯)∶n(H2O)＝1∶9的曲線是______(填曲線標(biāo)號)。(2)圖中M點的正反應(yīng)速率和N點的逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v正(M)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(N)。(3)550℃、100kPa，按n(乙苯)∶n(H2O)＝1∶9投料時，eq\f(k正,k逆)＝________kPa(用最簡分?jǐn)?shù)表示)。答案(1)a(2)<(3)eq\f(450,53)解析(1)n(乙苯)∶n(H2O)分別按照1∶1、1∶4、1∶9投料，水蒸氣比例越大，平衡正向移動程度越大，乙苯轉(zhuǎn)化率越大，故圖中n(乙苯)∶n(H2O)＝1∶9的曲線是a。(2)M點、N點均達(dá)到平衡狀態(tài)，M點乙苯的轉(zhuǎn)化率較N點大，則M點乙苯的分壓小于N點，根據(jù)反應(yīng)速率方程可知v正(M)<v逆(N)。(3)550℃、100kPa，按n(乙苯)∶n(H2O)＝1∶9投料時，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，設(shè)乙苯的起始物質(zhì)的量為amol，則水蒸氣物質(zhì)的量為9amol，則平衡時氣體總物質(zhì)的量為(0.4a＋0.6a＋0.6a＋9a)mol＝10.6amol，v正＝k正·p乙苯＝v逆＝k