发布时间 : 星期五 文章2020高考化学二轮复习专题六化学反应速率化学平衡教案更新完毕开始阅读4518606d094c2e3f5727a5e9856a561252d32132
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，N2O5(g)完全分解]：
t/min p/kPa
0 35.8 40 40.3 80 42.5 160 45.9 260 49.2 1300 61.2 1700 62.3 ∞ 63.1 25℃时N2O4(g)??2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。 答案 13.4
解析 时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的pNO2＝
2pN2O5＝2×35.8kPa＝71.6kPa，pO2＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。由题意知，平衡时体系的
总压强为63.1kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa，设N2O4的压强为xkPa，则
N2O4(g)??2NO2(g) 初始压强/kPa071.6 转化压强/kPax2x 平衡压强/kPax71.6－2x
则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，
p2?NO2?18.82Kp＝＝kPa≈13.4kPa。
p?N2O4?26.4
8．[2018·全国卷Ⅲ，28(3)]三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343K＝________(保留2位小数)。 ②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。
③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v2kx－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的SiHCl正3＝v正－v逆＝
量分数，计算a处的
v正
＝________(保留1位小数)。 v逆
答案 ①22 0.02 ②及时移去产物 改进催化剂 提高反应物浓度 ③大于 1.3 解析 温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，左边曲线达到平衡的时间短，则此曲线代表343K时SiHCl3的转化率变化，右边曲线代表323K时SiHCl3的转化率变化。 ①由题图可知，343K时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1mol·L，则有
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) 起始浓度/mol·L 1 0 0 转化浓度/mol·L 0.22 0.11 0.11 平衡浓度/mol·L 0.78 0.11 0.11
－1－1－1
－1
c?SiH2Cl2?·c?SiCl4?0.112
则343K时该反应的平衡常数K343K＝＝2≈0.02。
c2?SiHCl3?0.78
②在343K时，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。
③温度越高，反应速率越快，a点温度为343K，b点温度为323K，故反应速率：va>vb。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，则有v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2SiHCl32Cl2xSiCl4，
343K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即k正x＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，此时SiHCl3的平衡转
化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0.78＝k逆×0.11，k正/k逆＝0.11/0.78≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有
2
2
2
2
v正
＝v逆
k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4x2SiHCl3k正
＝·k逆xxSiH2ClCl2Si40.02×0.8
＝≈1.3。 20.1
2
(一)连续反应、竞争反应平衡常数的计算
1．加热N2O5依次发生的分解反应为：①N2O5(g)??N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)??N2O(g)＋O2(g)。在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol。则t℃时反应①的平衡常数为( ) A．10.7 C．9.6 答案 B
解析 设N2O5的转化浓度为x，N2O3的转化浓度为y。 N2O5(g)??N2O3(g)＋O2(g) 开始/mol·L400 转化/mol·Lxxx 平衡/mol·L4－xxx
N2O3(g)??N2O(g)＋O2(g) 开始/mol·Lx0x 转化/mol·Lyyy 平衡/mol·Lx－yyx＋y
??x＋y＝4.5mol·L
根据题意得?－1
?x－y＝1.7mol·L?
－1
－1－1－1－1－1－1
B．8.5 D．10.2
所以x＝3.1mol·L
－1
y＝1.4mol·L－1
所以反应①的平衡常数为：
c?O2?·c?N2O3?4.5×1.7
K＝＝＝8.5。
c?N2O5?4－3.1
2．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g) 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)??C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入2molCO2和4molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________(只列算式不计算)。 0.2×1.2答案 反应Ⅰ 4 1.4×2
解析 温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。 CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g) 转化?mol·L?0.20.80.20.4
2CO2＋6H2??C2H4(g)＋4H2O(g) 转化?mol·L?0.41.20.20.8
－1－1
2
c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝1.4mol·L－1 c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2mol·L－1 c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·L－1＝1.2mol·L－1
0.2×1.2
所以K＝4。
1.4×2(二)分压平衡常数的计算
3．下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为10Pa和10Pa)。(已知：丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程)
4
52