(通用版)2020高考化学二轮复习专题六化学反应速率化学平衡大题题空逐空突破(五)课件
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1、,化学反应速率、平衡的综合计算,专题六 大题题空逐空突破(五),1.化学平衡常数 (1)意义:化学平衡常数K表示反应进行的程度,K越大,反应进行的程度越大。K105时,可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。,1,(3)依据化学方程式计算平衡常数 同一可逆反应中,K正K逆1。 同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍,则新平衡常数K与原平衡常数K间的关系是KKn或K 。 几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。,2.转化率、产率及分压的计算,分压总压物质的量分数 3.常用的气体定律 同温同体积:p(前)p(后)n(前)n(后),1.(201
2、9海南,14)由-羟基丁酸生成-丁内酯的反应如下:,2,1,2,3,4,5,在298 K下,-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 molL1,测得-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题:,(1)该反应在5080 min内的平均反应速率为_molL1min1。,0.000 7,6,7,8,1,2,3,4,5,(2)120 min时-羟基丁酸的转化率为_。 (3)298 K时该反应的平衡常数K_。 (4)为提高-羟基丁酸的平衡转化率,除适当控制反应温度外,还可采取的措施是_。,0.5(50%),将-丁内酯移走,6,7,8,2.2019全国卷,28(1)(2)(4)水煤气变换CO(g
3、)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H0是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。 回答下列问题: (1)Shibata曾做过下列实验:使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。 在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。,1,2,3,4,5,大于,6,7,8,相同温度下,平衡常数越大,反应倾向越大,故CO还原氧化钴的倾向大于H2。
4、,1,2,3,4,5,6,7,8,(2)721 时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。 A.0.50,1,2,3,4,5,C,6,7,8,设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1 mol,容器体积为1 L,在721 下,反应达平衡时H2的物质的量为x mol。 CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol x x x x 平衡/mol 1x 1x x x,1,2,3,4,5,6,7,8,(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中C
5、O和H2分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的 和pCO相等、 和 相等。 计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率 (a)_kPamin1。467 时 和 pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时 和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。,1,2,3,4,5,0.004 7,b c,a d,6,7,8,水煤气变换中CO是反应物,H2是产物,又该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,重新达到平衡时,H2的压强减小,CO的压强增大。 故a曲线代表489 时 随时间变化关系的曲线,d曲线代表489 时pCO随时间变化关系的曲线,b曲线代表467 时
6、随时间变化关系的曲线,c曲线代表467 时pCO随时间变化关系的曲线。,1,2,3,4,5,6,7,8,3.2019全国卷,27(2)(3)改编环戊二烯( )是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题: (2)某温度,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应( (g)I2(g)= (g)2HI(g) H89.3 kJmol1),起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_,该反应的平衡常数Kp_Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有_(填标号)。 A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度,1,2
7、,3,4,5,40%,3.56104,BD,6,7,8,1,2,3,4,5,解析 设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a,平衡时转化的环戊烯的物质的量为x,列出三段式: (g) I2(g)= (g)2HI(g) 起始: a a 0 0 转化: x x x 2x 平衡: ax ax x 2x 根据平衡时总压强增加了20%,且恒温恒容时,压强之比等于气体物质的量之比,,6,7,8,1,2,3,4,5,通入惰性气体,对反应的平衡无影响,A项不符合题意; 反应为吸热反应,提高温度,平衡正向移动,可提高环戊烯的平衡转化率,B项符合题意; 增加环戊烯浓度,能提高I2(g)的平衡转化率,但环戊烯
8、的平衡转化率降低,C项不符合题意; 增加I2(g)的浓度,能提高环戊烯的平衡转化率,D项符合题意。,6,7,8,(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是_(填标号)。 A.T1T2 B.a点的反应速率小于c点的反应速率 C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D.b点时二聚体的浓度为0.45 molL1,1,2,3,4,5,CD,6,7,8,1,2,3,4,5,解析 由相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快可知,T1T2,A项错误; a点和b点温度相同,a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓
9、度,即a点的正反应速率大于b点的正反应速率,因为b点时反应未达到平衡,b点的正反应速率大于逆反应速率,故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C项正确; b点时,环戊二烯的浓度减小0.9 molL1,结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的 ,可知二聚体的浓度为0.45 molL1,D项正确。,6,7,8,4.2019全国卷,28(1)(3)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题: (1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。如图为刚性容器中,
10、进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系:,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,可知反应平衡常数K(300 )_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)c(O2)11的数据计算K(400 ) _(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_、_。,5,大于,O2和Cl2分离能耗较高,HCl转化率较低,6,7,8,解析 由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知,随温度升高,HCl平衡转化率
11、降低,则此反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,即K(300 )大于K(400 )。结合题图可知,c(HCl)c(O2)11、400 时HCl的平衡转化率为84%,列出三段式: 4HCl(g) O2(g) = 2Cl2(g)2H2O(g) 起始 c0 c0 0 0 转化 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 平衡 (10.84)c0 (10.21)c0 0.42c0 0.42c0,进料浓度比c(HCl)c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高,过高则会造成HCl转化率较低。,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化
12、率的方法是_ _。(写出2种),5,增加反应体系压强、,及时除去产物,解析 题述反应是气体体积减小的反应,增大反应体系压强可使反应正向移动,提高HCl的转化率,及时分离出产物也能提高HCl的转化率。,6,7,8,5.2019天津,7(5)在1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体,t 时发生如下反应:,1,2,3,4,5,达平衡时,体系中n(HI)b mol,n(I2)c mol,n(H2)d mol,则t 时反应的平衡常数K值为_(用字母表示)。,6,7,8,解析 反应生成的n(HI)体系中n(HI)2体系中n(I2)(b2c) mol, 反应中生成的n(H2)体系中n(H2)反应中
13、生成的n(H2)(dc) mol,,1,2,3,4,5,6,7,8,6.2018全国卷,27(1)节选对于CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)= 2CO(g)2H2(g) H247 kJmol1,某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡 常数为_mol2L2。,1,2,3,4,解析 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) 起始浓度/molL1 1 0.5 0 0 转化浓度/molL1 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡浓度/molL1 0.75 0.25 0.5 0
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