1、 专题限时集训(六) 化学反应速率和化学平衡 (限时：45 分钟) 1(2019 沧州模拟)目前，对碳、氮及化合物的研究备受关注。已知： .2C(s)2NO(g)N2(g)2CO(g) H414.8 kJ mol 1 .2CO(g)O2(g)2CO2(g) H566 kJ mol 1 .2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g) H759.8 kJ mol 1 回答下列问题： (1)表示碳的燃烧热的热化学方程式为_。 (2)某催化剂的 M 型、N 型均可催化反应为 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中 分别充入等量的 CO 和 O2，在相同时间段内，不同温度
2、下测得 CO 的转化率()如图所示。 由图推断下列说法正确的是_(填选项字母)。 Aa、b、c、d 点均达到平衡状态 B该反应的平衡常数 K(b)K(c) Cb 点反应物的有效碰撞几率最大 D图中五个点对应状态下，a 点反应速率最慢 e 点 CO 的转化率突然减小的可能原因为_ _。 若 b 点容器中 c(O2)0.5 mol L 1，则 T 0 时该反应的平衡常数 K_。 (3)T1 时，向刚性容器中充入 2 mol NO 和 2 mol CO，发生反应。5 min 时达到平衡状态，测得容器 中 n(N2)0.8 mol、c(CO2)0.32 mol L 1。 05 min 内，用 NO 表
3、示的反应速率 v(NO)_。 反应进行到 2 min 时，v正(CO)_v逆(CO2)(填“”“ 增大 升高温度，容积不变，压强增大(或反应为气体分子总数减 小的放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，压强增大) 2二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应： SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g) H42 kJ mol 1 在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比n0(NO2)/n0(SO2)进行多组实验(各次实验 的温度可能相同，也可能不同)，测定 NO2的平衡转化率(NO2)。部分实验结果如图所示： (1)如果要将图中 C 点对应的平衡状态改变为 B 点对应
4、的平衡状态，则应采取的措施是 _。 (2)若 A 点对应实验中，SO2(g)的起始浓度为 c0 mol L 1，经过 t min 达到平衡状态，则该时段化学反应 速率 v(NO2)_mol L 1 min1。 (3)图中 C、D 两点对应的实验温度分别为 TC和 TD，通过计算判断：TC_TD(填“”“”或“0，S0)。实验测得：v正v(NO2)消耗k正c2(NO2)， v逆v(NO)消耗2v(O2)消耗k逆c2(NO) c(O2)，k正、k逆为速率常数，仅受温度影响。当温度改变为 T2时，若 k 正k逆，则 T1_T2(填“”或“”“”或“”)。 (3)反应开始到 10 min 时，SO2的
5、平均反应速率 v(SO2)_ mol L 1 min1。t 2时该反应的平衡常 数 K_。 (4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入SO2(g)和O2(g)， 平衡时SO3的体积分数(SO3) 随nSO2 nO2 的变化图像如图 2，则 A、B、C 三状态中，SO2的转化率最小的是_点，当nSO2 nO2 3 时， 达到平衡状态 SO3的体积分数可能是 D、E、F 三点中的_点。 解析 (3) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 反应开始前/(mol L 1)： 2 1 0 变化的量/(mol L 1): 1 0.5 1 平衡时的量/(mol L 1): 1 0.5 1 反应开
6、始到 10 min 时 SO2的平均反应速率 v(SO2)c t 1 mol L 1 10 min 0.1 mol L 1 min1， t2时该反应的平衡常数 K c2SO3 cO2 c2SO2 12 0.5 122。 (4)nSO2 nO2 越大，SO2越多，SO2的转化率越小。 nSO2 nO2 2 时，平衡时，(SO3)最大。 答案 (1) (2) (3)0.1 2 (4)C F 6(2019 银川一模)T1 时，在刚性反应器中以投料比为 13 的 NO(g)与 O2(g)反应，其中 NO2二聚 为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示t时，NO
7、(g)完全反应。 t/min 0 40 80 160 260 700 p/kPa 32.8 30.7 29.9 29.4 29.2 28.8 26.9 (1)NO(g)与O2(g)合成的反应速率v4.2 10 2 p2(NO) p(O 2)(kPa min 1)， t42 min时， 测得体系中p(O 2) 22.4 kPa，则此时的 v_ kPa min 1(计算结果保留 1 位小数)。 (2)若降低反应温度至 T2 ，则 NO(g)与 O2(g)完全反应后体系压强 p(T2 )_(填“大于”“等于” 或 “ 小 于 ”)26.9 kPa ， 原 因 是 _ 。 ( 已 知 ： 2NO2(g
8、)N2O4(g) H0) (3)T1 时，反应 N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数 Kp_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，保 留 2 位小数)。 解析 (1)T1 ，起始时 p(NO)32.8 1 4 kPa8.2 kPa， p(O2)32.8 3 4 kPa24.6 kPa t42 min 时， p(O2)22.4 kPa， p(O2)2.2 kPa， 故 42 min 时， p(NO)(8.24.4)kPa3.8 kPa， p(NO2) 4.4 kPa。 故 v4.2 10 2 p2(NO) p(O 2)(kPa min 1)4.2 102 3.82 22.4(kPa min1)1
9、3.6(kPamin1)。 (3)假设 NO 全部转化为 NO2，则 p(NO2)8.2 kPa，p(O2)20.5 kPa，设平衡时 p(N2O4)x， N2O4(g)2NO2(g) p(始)/kPa 0 8.2 p(变)/kPa x 2x p(平)/kPa x 8.22x x8.22x20.526.9 解得：x1.8， 平衡常数 Kpp 2NO 2 pN2O4 8.22 1.82 1.8 11.76。 答案(1)13.6 (2)小于 温度降低，体积不变，体系压强减小，同时，降温时 2NO2(g)N2O4(g)右 移，气体物质的量减小，总压强降低 (3)11.76 7(2019 湖北七市联考
10、)(1)已知合成氨反应：1 2N2(g) 3 2H2(g) NH3(g) H46.2 kJ mol 1，标准 平衡常数 K pNH3/p pN2/p0.5pH2/p1.5，其中 p 为标准压强，pNH3、pN2、pH2为各组分的平衡分压，如 pNH3 xNH3p，p 为平衡总压，xNH3为平衡系统中 NH3的物质的量分数。若往一密闭容器中加入的 N2、H2起始 物质的量之比为 13，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为 w，则 K_(用含 w 的最简式表示)。 (2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入 2 mol CH4、 2 mol CO2， 控制适当条件使其发生如下反应： CH
11、4(g) CO2(g)2CO(g)2H2(g) H247 kJ mol 1，测出 CH 4的某个平衡物理量 X 随着温度、压强的变 化如图所示。 X_(填“能”或“不能”)表示平衡体系中 CH4的体积分数；p1、p2的大小关系为_，b 点浓 度商 Qc与对应温度下的平衡常数 K 相比，较大的是_。 若容器容积为 2 L，a 点时 c(CH4)0.4 mol L 1，则相应温度下的平衡常数 K_。 解析 (1)设 n(N2)1 mol，则 n(H2)3 mol，N2转化的为 a mol， 1 2N2(g) 3 2H2(g) NH3(g) n(始)/mol 1 3 0 n/mol a 3a 2a
12、n 平/mol 1a 33a 2a 理论生成 NH3 2 mol，故2a 2 w，aw。 又因为 pp，因此： K xNH3 xN21 2 xH2 3 2 2w 42w 1w 42w 1 2 33w 42w 3 2 4w2w 3 31w2。 (2)压强一定时升高温度，X 表示的物理量增加，而升温有利于平衡向右移动，故 X 不能表示平衡体 系中 CH4的体积分数。X 可以看成是平衡体系中 CH4的转化率，由于正反应是气体分子数增加的反应，压 强越小越有利于平衡向右移动，CH4的平衡转化率越大，故 p1p2。b 点时反应未达到平衡状态，此时反应 正向进行，故此时浓度商小于对应温度下的平衡常数。甲烷的初始浓度为 1 mol L 1，反应中消耗的浓度 为 0.6 mol L 1，由此可求出平衡时 c(CO 2)0.4 mol L 1、c(CO)c(H 2)1.2 mol L 1，故 K12.96。 答案 (1) 4w2w 3 31w2 (2)不能 p1p2 K 12.96
