高考化学二轮复习化学反应原理题突破08 反应原理综合题（课件精讲） (含解析)

原理综合题（4）（各类平衡常数、速率常数、计算技巧）考情分析

对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)在一定温度下达到化学平衡时，其化学平衡常数计算的表达式为其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压，气体的分压＝气体总压×体积分数（物质的量分数）气体体积之比＝气体物质的量之比气体总压=气体分压之和一、化学平衡常数不容忽视的物质的量分数平衡常数重要结论：当△n=0时，Kc=Kp=Kx在大学教材中并没有提到物质的量分数平衡常数，所以高考中不会作为一个专门的知识点来考查，但是如果我们知道了上述重要结论，对于利用物质的量分数来求平衡常数将变得很熟悉和简单。例1.[2017·全国卷Ⅰ，28(3)①]近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)

COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝__________。2.52.8×10－3典例分析解析设平衡时H2S转化的物质的量为x

mol。

H2S(g)＋CO2(g)

COS(g)＋H2O(g)初始/mol

0.400.10 0 0转化/mol

x

x

x

x平衡/mol

0.40－x

0.10－x

x

x解得：x＝0.01经典三段式法①反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)＝_____mol·L－1·min－1。例2.在1L恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：0.1②T2时该反应的平衡常数K为________。2③T2时Cl2的平衡转化率为_______。50%例1：若按投料比[n(NO)∶n(Cl2)]＝2∶1把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应（产物为NOCl），平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示：①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。<②若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝____(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。解析设NO的物质的量为2mol，则Cl2的物质的量为1mol。例2.[2019·全国卷Ⅱ，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③(

(g)＋I2(g)===

(g)＋2HI(g)

ΔH＝89.3kJ·mol－1)，起始总压为105Pa，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40%3.56×104BD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：

a－x

a－x

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，3.巧用物质的量分数平衡常数2019全国卷1.28（节选）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]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：①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)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②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0.0192。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”）。（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．＜0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50（1）①、②中反应都有△n=0，所以K1=

K2=

很明显，反应②的程度大于反应①（2）总反应=②-①，所以K=K2／K1=1.31，且该反应有△n=0，通过估算可以知X（H2）应该大于0.25且小于0.5(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝kca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·二、速率常数典例分析1.(2016·海南，16)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)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，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ΔH________(填“小于”“等于”或“大于”)0。3小于例3.已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)

2NO2(g)中，v正＝k正·c(N2O4)，v逆＝k逆·c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k正＝____k逆。升高温度，k正增大的倍数______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。解析当反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正·c(N2O4)＝k逆·c2(NO2)。10大于该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数。三、计算技巧三段为：起始、转化（变化）、平衡；所选用的物理量通常为：n、C、P用压强进行的计算总压强应该是(71.6-2x)+x+17.9=63.1kPa，x=26.4kPa可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，用压强进行三段式巧用差量法此时P总=71.6+17.9=89.