化学平衡常数

哈六中化学组 速率方程专题一、速率方程平均速率：V=Ct 瞬时速率：=limCt=dCdt对于无 固体和纯液体参加的反应：aA+bB=cC+dD =kCAmCBnK:速率常数，受温度影响 。阿伦尼乌斯方程 k=Ae-EaRT阿伦尼乌斯方程推论：1.活化能Ea 、A、R为常数，T增大，k变大，反应变快。2.温度一定A相近，Ea与k成反比，即活化能越大反应越慢3.不同反应温度对速率影响程度不同，由于lnk与1/T呈直线关系斜率为-Ea/R，则在温度变化相同时，Ea越大的反应k的变化越大。m和n为各反应物反应级数由实验测得，反应级数不同对应速率方程中速率常数单位不同。反应级数可以为整数，分数，0，或负数。级数为0的物质的浓度对反应速率无影响，级数为负数说明该物质 对反应起阻滞作用。基元反应：人们将能够再一次化学行为中完成 的 反应（一次碰撞就完成）称为基元反应。如：C2H5ClC2H4+HClNO2+CONO+CO2 非基元反应也称为总和反应：当总和反应只包含一个基元反应时，为简单反应。不止一个基元反应的称为复杂反应，一个复杂反应要经过若干个基元反应才能完成。例如：2NO+2H2=N2+2H2O2NO+H2=N2+H2O2 (慢)H2O2+H2=2H2O (快)两个步骤完成，而总反应速率由较慢的一个过程决定=kCNO2CH2注意：总速率方程不等同于慢反应的速率方程，两式中K值不同。速率方程表达式有一化学反应aAbB=C，根据影响化学反应速率的因素可得v（C）kcm(A)cn(B)。其中k是与温度有关的常数，为测k、m、n的值，在298 K时，将A、B溶液按不同的浓度混合，得到下列实验数据:(1)根据上表可求得:m_，n_，k_。(2) 当c(A)=c(B)=2.0mol/L时，用B表示的初始反应速率为_。答案：(1)1 2 1.210-2L2mol-2s-2 (2) 0.144molL-1s-11.【2017江苏卷】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。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，受温度影响。下列说法正确的是A达平衡时，容器与容器中的总压强之比为45 B达平衡时，容器中比容器中的大C达平衡时，容器中NO的体积分数小于50%D当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2 T1【答案】CD2.2018 国三28（15分）三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式_。（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJmol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) H2=30 kJmol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的H=_ kJmol1。（3）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323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 343 K时反应的平衡转化率=_%。平衡常数K343 K=_（保留2位小数）。在343 K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_、_。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v=v正v逆=，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处=_（保留1位小数）。28（15分）（1）2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl（2）114（3）220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强（浓度） 于1.33无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。（2）平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素_。（3）上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正_kPas1。42018全国二卷CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_（填标号）。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压某温度下，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。（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X_Y（填“优于”或“劣于”），理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是_填标号）。AK积、K消均增加 Bv积减小，v消增加 CK积减小，K消增加 Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。答案：27（14分）（1）247A（2）劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大AD5.2016海南卷顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s1，k(逆)=0.002s1，该温度下反应的平衡常数值K1=_；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则_0(填“小于”“等于”或“大于”)。（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_(填曲线编号)，平衡常数值K2=_；温度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是_。答案：（1）3 小于（每空2分，共4分）（2）B（1分） 7/3（2分）大于（1分）放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动（1分）6.2015全国一卷28（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为_。（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_，已知Ksp（AgCl）=1.810-10，Ksp（AgI）=8.510-17。（3）已知反应2HI(g) =H2(g) + I2(g)的H= +11kJmol1，1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g) + I2(g)在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：_。 上述反应中，正反应速率为v正= k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(