【南方凤凰台】高考化学(广东专用)一轮复习第6单元+ 化学反应速率和化学平衡典题演示(含解析)
高考化学一轮总复习《化学平衡》精品课件标准版文档
专题:平衡移动及勒沙特列原理
可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的 建立过程叫做化学平衡的移动
平衡移动的本质:条件的改变,引起正逆反应速率的变化! 平衡的移动必然引起转化率的改变!
2.外界条件对化学平衡的影响
①浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向 移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向 移动。
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),ng=(p+q)-(m+n)
例1 A、B、C、D都是皆易溶于水的弱电解质或离
子,且在水溶液中达到下列化学平衡,则加水稀释
后,平衡向正反应方向移动的是( C ) (3)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,
各组分的含量一定。
(1)用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等。
化学平衡的特点
(1)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)
(2)等:正反应速率=逆反应速率 (对同一物质而言)
(3)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,
各组分的含量一定。
(各种物质)
(4)同:一定条件下平衡的建立与途径无关,在一定 条件下可建立相同的平衡(等效平衡)
(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条 件下建立新的平衡。
例:可逆反应。2HI(g)
H2(g)+I2(g)在密闭容器中
进行,当下列4项中某项不取随时间变化时,才能说明
反应已达平衡(CD)
A. 容器内压强 C. 各组分浓度
B. 平均相对分子质量 D. 混合气体颜色
例:在一定条件下,反应2NO + O2
平衡的标志( CD)
2NO2达到
A NO、O2、NO2分子数目比是2:1:2 B. 反应混合物中各组成物质的浓度相等
一轮复习排查落实集训六化学反应速率与化学平衡
一轮复习排查落实集训六化学反应速率与化学平衡1.判断正误·辨析概念(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)温度越高,活化分子百分数越大(√)(2)固体和纯液体的浓度是固定的,增加固体或纯液体的用量,化学反应速率保持不变(√)(3)增大反应物的浓度,活化分子百分数增大(×)(4)其他条件不变,温度越高,反应速率越快(√)(5)正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动(×)(6)在一定条件下,平衡向正反应方向移动,正反应速率变大(×)(7)由温度或压强改变引起的平衡正向移动,反应物的转化率一定增大(√)(8)平衡向正反应方向移动,反应物的转化率都增大(×)(9)对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志(×)(10)对于C(s)+CO2(g)2CO(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均能作为达到化学平衡状态的标志(√)(11)化学平衡常数只受温度的影响,与反应物或生成物的浓度变化无关;温度越高,化学平衡常数越大(×)(12)K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O),升高温度,K增大,则CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0(×)2.问题专练·深度思考(1)压强改变,反应速率是否一定改变?提示:不一定。
①对于固体和纯液体物质参加的反应,压强对其体积的影响很小,固体和纯液体的浓度可看作不变,压强对无气体参加的化学反应的速率无影响;②一定温度下,对于有气体物质参加的化学反应,若保持反应容器体积不变,充入与反应无关的气体,体系压强增大,但气体物质的浓度不变,化学反应速率不变。
(2)对于反应A(g)2B(g)+C(g),当减小压强时,平衡向正反应方向移动,因此物质B的浓度增大,这种说法是否正确?为什么?提示:不正确。
高考化学一轮复习:化学反应速率和化学平衡
重点知识归纳
1.化学反应速率
(1)意义:表示化学反应进行快慢的物理量 。 (2)表示方法: ①定性判断方法:根据反应物消耗、生成 物产生的快慢(用气体、沉淀等可见现象) 来粗略比较。
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②定量表示方法:用单位时间内 反应物浓度的减少或生成物浓度的增 加来表示。
c 即: v ,常用单位有: t
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2.化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有 关,浓度越大反应速率越快,因为增大浓 度使单位体积内的活化分子数目增多,有 效碰撞次数(频率)也就增加。对气体反 应加大压强,缩小体积,气体的浓度增大 ,反应速率加快。升温使反应速率加快, 因为升温可以增大分子中活化分子的百分 数,使有效碰撞次数(频率)增加。
高考化学一轮复习
化学反应速率和化学平衡
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热点知识剖析 化学反应速率和化学平衡这部分知识的考点 有化学反应速率的表示方法与影响因素、 化学平衡状态的判断、外界条件对化学平 衡的影响、化学平衡的计算等内容。特别 注意:催化剂在生产、生活和科学研究领 域中的重大作用,化学平衡建立的过程, 利用化学平衡常数进行简单计算。把化学 平衡理论与化工生产、生活实际结合起来, 训练处理数据、阅图能力及定量计算能力。
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在一定温度下,达到化学平衡时,生成物浓度 幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数, 这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常 数),对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),化学平衡
c C c D K m n c A c (B) 常数的表达式为 ,化学平衡常数越 大,说明正向反应进行的程度越大,化学平衡常 数只受 温度 影响,同一条件下,正逆反应的化 学平衡常数之间的关系是K正=1/K逆。
【南方凤凰台】(广东专用)2021届高考化学二轮温习 专题六 化学反应速度 化学平衡检测与评估(1)
专题六化学反映速度化学平稳1. (2021·汕头金山中学期末)在必然体积的密闭容器中,进行如下化学反映:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平稳常数K和温度T的关系如下表:T/℃700 8008310001200K0.60.9 1.0 1.7 2.6回答以下问题:(1) 该反映的化学平稳常数表达式为K= 。
(2) 该反映为(填“吸热”或“放热”)反映。
(3) 以下能判定该反映是不是达到化学平稳状态的依据是(填字母)。
a. 容器中压强不变b. 混合气体中c(CO)不变c. v正(H2)=v逆(H2O)d. c(CO2)=c(CO)(4) 某温度下,平稳浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判定现在的温度为℃。
2. (2021·广州一模改编)氨是最重要的化工产品之一。
用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反映为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
(1)某温度下,向容积为10L的密闭容器中通入2molNH3和1molCO2,反映达到平稳时CO2的转化率为50%。
该反映的化学平稳常数表达式为K= 。
该温度下平稳常数K的计算结果为。
(2)为进一步提高CO2的平稳转化率,以下方法能达到目的的是(填字母)。
A. 提高NH3的浓度B. 增大压强C. 及时转移生成的尿素D. 利用更高效的催化剂3. (2021·江门一模改编)在必然条件下,NO与NO2混合可生成N2O3,反映的化学方程式为NO(g)+NO2(g)N2O3(l) ΔH<0。
右以下图表示必然量的NO、NO2混合气体发生反映时,c(NO2)在前25s内的转变。
该反映进行到45s时达到平稳,测得c(NO2)约为0.010mol·L-1。
(1) 前20s内,NO2的平均反映速度为。
(2) 其他条件不变,①升高温度,NO2的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
广东省2024高考化学总复习第6章化学反应与能量专题13化学反应的速率与限度教案
专题十三 化学反应的速率与限度考纲展示考情汇总备考指导1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.知道催化剂在生产、生活和科学探讨领域中的重大作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程。
2024年7月:13 2024年6月:30,33 2024年1月:19,30,40 2024年6月:34,43 2024年:18,39,43,51 2024年:18,39,44化学反应速率的重点是有关计算及影响因素;对于化学平衡的推断,应利用“正逆进行、速率相等,变量不再变更”进行推断。
化学反应速率及其影响因素 1.化学反应速率 (1)定义用来描述化学反应快慢程度的物理量,用单位时间内反应物浓度的削减量或生成物浓度的增加量来表示。
(2)计算①计算公式:v (A)=Δc (A )Δt。
说明:v (A)表示化学反应速率,Δc (A)表示某物质的浓度 变更;Δt 表示反应的时间变更。
②单位:mol·(L·s)-1或mol·(L·min)-1。
③重要规律:速率之比=化学计量数之比。
2.影响化学反应速率的因素 (1)内因反应物本身的性质。
(2)外因 ①浓度在其他条件不变的状况下:增大反应物浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物浓度,可以减小化学反应速率。
②温度在其他条件不变的状况下: 上升温度,可以增大化学反应速率; 降低温度,可以减小化学反应速率。
③压强在其他条件不变的状况下,对于有气体参与的化学反应: 增大压强,可以增大化学反应速率; 减小压强,可以减小化学反应速率。
④催化剂多数状况下,运用催化剂能够加快化学反应速率。
⑤反应物间的接触面积 在其他条件不变的状况下:增大固体反应物间的接触面积,可以增大化学反应速率。
[学考真题对练]1.(2024·6月广东学考)肯定条件下反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)在恒容密闭容器中进行,从反应起先至10 s 时,O 2的浓度削减了0.3 mol·L -1。
【南方凤凰台】(广东专用)2021届高考化学二轮提优 专题六 化学反应速度 化学平稳导学案 (1)
"【南方凤凰台】(广东专用)2021届高考化学二轮提优专题六化学反映速度化学平稳导学案 "1. (2021·广东高考第31题节选)大气中的部份碘源于O3对海水中I-的氧化。
将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1) 在溶液中存在化学平稳:I2(aq) + I-(aq) -3I(aq),其平稳常数表达式为K= 。
?(2) 为探讨Fe2+ 对O3氧化I-反映的阻碍(反映体系如上图),某研究小组测定两组实验中-3I浓度和体系pH,结果见以下图和下表。
编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3+I- 5.211.0第2组O3+I-+Fe2+ 5.2 4.1①第1组实验中,致使反映后pH升高的缘故是? 。
②反映体系图中的A为,由Fe3+生成A的进程能显著提高I-的转化率,缘故是。
③第2组实验进行18s后,-3I浓度下降。
致使下降的直接缘故有(双选,填字母)。
A. c(H+)减小B. c(I-)减小C. I2(g)不断生成D. c(Fe3+)增加2. (2021·广东高考第31题)碘在科研与生活中有重要应用。
某爱好小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探讨反映条件对化学反映速度的阻碍。
已知:S22-8O+2I-2S2-4O+I2(慢)I2+2S22-3O2I-+S42-6O(快)(1) 向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入必然量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变成蓝色。
为确保能观看到蓝色,S22-3O与S22-8O初始的物质的量需知足的关系为n(S22-3O)∶n(S22-8O) 。
(2) 为探讨反映物浓度对化学反映速度的阻碍,设计的实验方案如下表:实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶淀粉溶液液①10.00.0 4.0 4.0 2.0②9.0 1.0 4.0 4.0 2.0③8.0V' 4.0 4.0 2.0表中V'= mL,理由是。
2024届高考化学一轮复习教案(人教版)第六单元 化学反应速率与化学平衡 第1讲
第六单元化学反应速率与化学平衡第1讲化学反应速率复习目标1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法并能够进行简单计算。
2.理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂)对反应速率的影响。
3.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
考点一化学反应速率1.化学反应速率提醒:化学反应速率在一定条件下,也可以用其他物理量表示。
如单位时间内气体体积变化、压强变化、颜色变化、固体质量变化等。
2.分析化学反应速率与化学计量数的关系(1)同一化学反应在相同条件下可以用不同物质的浓度变化来表示反应速率,质。
(2)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中各物质的02化学计量数之比。
例如,对于反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)03m∶n∶p∶q。
请指出下列各说法的错因(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。
错因:反应速率大,反应现象不一定明显,如酸碱中和反应。
(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。
错因:单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加均表示正反应速率。
(3)某化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1,是指某时刻该反应的瞬时速率为0.8 mol·L-1·s-1。
错因:0.8__mol·L-1·s-1是指一段时间内的平均反应速率。
(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。
错因:同一反应在同一条件下,不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,但都表示该反应的反应速率。
一、化学反应速率计算的方法归纳1.定义式法:找出各物质的起始量、某时刻量,求出转化量,利用定义式v(A)=Δc(A)Δt=Δn(A)V·Δt来计算。
高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡(2021年整理)
广东省雷州市 2018 年高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡广东省雷州市 2018 年高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学 反应速率和化学平衡编辑整理:尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对 文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(广东省雷州市 2018 年高三化 学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡)的内容能够给您的工作和学 习带来便利。
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本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快 业绩进步,以 下为广东省雷州市 2018 年高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学 平衡的全部内容。
1广东省雷州市 2018 年高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡专题一 化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率及其影响因素1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学领域中的重要作用. 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率 考点一错误!的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律. [基础自主落实]1.化学反应速率2.化学反应速率与化学计量数的关系(1)内容:对于已知反应 mA(g)+nB(g)==pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的之比,即 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=.(2)实例:一定温度下,在密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)==2C(g).已知 v(A)=0。
6 mol·L-1·s-1,则 v(B)=mol·L-1·s-1,v(C)=mol·L-1·s-1。
高中化学第一轮复习化学反应速率和化学平衡
规律方法·解题指导
第1讲
规律方法 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
④2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol·L-1
其中正确的是
()
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④ (2)若①②中用 A、B 表示反应的平均速率分别为 0.3 mol·L-1·s-1、
0.6 mol·L-1·s-1,哪种物质表示的反应速率更快?
(3)若物质 A 的转化率经过计算为 30%,那么,物质 B 的转化率
影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,
需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一
本
条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学
催化剂),通入1mol N2和3 mol H2,3min后,测得容器内的压强是 开始时的0.9倍,在此时间v (H2)为( C )
A. 0.2 mol/(L·min)
B. 0.6 mol/(L·min)
C. 0.1 mol/(L·min)
D. 0.3 mol/(L·min)
[例5] 某温度时,在2L密闭容器中,
课 栏
都为 20 mL,但选项 D 中反应温度最高、反应物 Na2S2O3
目 开
的浓度最大,其反应速率最大,故最先看到浑浊(有硫单
关 质生成)。
答案 D
3.从活化分子角度的理论解释 (1)有效碰撞、活化分子和活化能 ①有效碰撞:能发生反应的分子之间的碰撞。 ②活化分子:能够发生有___效__碰__撞__的分子。 ③活化能:如图
高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 等效平衡(2021年整理)
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反应速率与化学平衡 等效平衡例题1:已知2SO 2 (g) + O 2 (g)2SO 3 (g );ΔH = -197 kJ·m o l -1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2 m o l SO 2和1 m o l O 2;(乙) 1 m o l SO 2和0。
5 m o l O 2 ;(丙) 2 m o l SO 3 .恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是A .容器内压强P :P 甲=P 丙 〉 2P 乙B .SO 3的质量m :m 甲=m 丙 〉 2m 乙C .c(SO 2)与c(O 2)之比k :k 甲=k 丙 > k 乙D .反应放出或吸收热量的数值Q :Q 甲=G 丙 〉 2Q 乙 例题2:若过程I 与过程II 温度相同,则关于反应 N 2O 4(g )2NO 2 (g )在下列过程中发生的变化描述 正确的是:A .a'<b',a >bB .在平衡I 向平衡II 过渡的过程中,v (逆)>v (正)C .a’=a , b'=bD .平衡II 与平衡IV 中N 2O 4的质量分数相等例题3:已知:t ℃时,2H (g )+ Y (g )2I (g )ΔH = -196。
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(2014·全国卷Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:(1)反应的ΔH(填“大于”或“小于”)0;100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示,在060 s时段,反应速率v(N2O4)为mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为。
(2)100 ℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。
①T(填“大于”或“小于”)100 ℃,判断理由是。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2=。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减小一半,平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是。
[答案](1)大于0.0010.36(2)①大于正反应方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高②平衡时,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.160 mol·L-1c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10 s=0.02 mol·L-1K2=20.160.02=1.28(3)逆反应对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动[解析](1)根据题意结合反应N2O4(g)2NO2(g)知,随温度升高,混合气体的颜色变深,则二氧化氮的浓度增大,说明平衡向正反应方向移动;根据温度对化学平衡的影响规律“当其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动”知,该反应正反应方向为吸热反应,ΔH 大于0。
根据题给图像知,060 s 时段,N 2O 4的物质的量浓度由0.100 mol ·L -1降低为0.040 mol ·L -1,物质的量浓度变化为0.060 mol ·L -1,根据公式v=ct ∆∆计算,v(N 2O 4)=-10.060l 60?mo L s ⋅=0.001 mol ·L -1·s -1。
分析题给图像知,二氧化氮的平衡浓度为0.120mol ·L -1,四氧化二氮的平衡浓度为0.040 mol ·L -1,结合反应N 2O 4(g)2NO 2(g)知,K 1=2224c (NO )c(N O )=20.1200.040=0.36。
(2)①根据题意知,改变反应温度为T 后,c(N 2O 4)以0.002 0 mol ·L -1·s -1的平均速率降低,即反应N 2O 4(g)2NO 2(g)平衡向正反应方向移动,又该反应正反应为吸热反应,故改变的条件为升高温度,T 大于100 ℃。
②根据题意知,平衡时,c(NO 2)=0.120 mol ·L -1+0.002 mol ·L -1·s -1×10 s ×2=0.160 mol ·L -1,c(N 2O 4)=0.040 mol ·L -1-0.002 mol ·L -1·s -1×10 s=0.02 mol ·L -1,K 2=2224c (NO )c(N O )=20.160.02=1.28。
(3)根据题意知,反应达平衡后,将反应容器的体积减小一半,即增大压强,根据压强对化学平衡的影响规律;当其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质系数减小的方向移动知,反应N 2O 4(g)2NO 2(g)的平衡向逆反应方向移动。
(2014·全国卷)下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H 2O)∶n(C 2H 4)=1∶1](1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A 点的平衡常数K p = (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)图中压强(p 1、p 2、p 3、p 4)的大小顺序为 ,理由是 。
(3)气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃,压强6.9 MPa ,n(H 2O)∶24n(C H )=0.6∶1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措有 、 。
[答案] (1)0.07 MPa -1(2)p 4>p 3>p 2>p 1 反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率升高 (3)增大n(H 2O)∶n(C 2H 4)的比值 及时把生成的乙醇液化分离 [解析] (1)①A 点乙烯的平衡转化率是20%。
根据反应: CH 2=CH 2+H 2O C 2H 5OH 起始/mol: 1 1 0 转化/mol: 0.2 0.2 0.2 平衡/mol:0.80.80.2则平衡时乙烯的分压:p(C 2H 4)=7.85 MPa ×0.8mol1.8mol =3.488 9 MPa 水蒸气的分压:p(H 2O)=7.85 MPa ×0.8mol1.8mol =3.488 9 MPa 乙醇的分压:p(C 2H 5OH)=7.85 MPa ×0.2mol1.8mol =0.872 2 MPa则平衡常数K p =25242p(C H OH)p(C H )p(H O)⋅=0.8722MPa3.4889MPa 3.4889MPa ⨯=0.07 MPa -1(2)通过反应可以看出压强越大,乙烯的转化率越高,通过在300 ℃时转化率可得出:p 4>p 3>p 2>p 1。
(3)可以增大H 2O 的浓度,及时分离出生成的乙醇。
(2014·浙江卷)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO 2,严重破坏生态环境。
采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO 4的形式固定,从而降低SO 2的排放。
但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与CaSO 4发生化学反应,降低脱硫效率。
相关反应的热化学方程式如下:CaSO 4(s)+CO(g)CaO(s)+SO 2(g)+CO 2(g)ΔH 1=+218.4 kJ ·mol -1(反应Ⅰ)CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)请回答下列问题:(1)反应Ⅰ能自发进行的条件是。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数K p时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅱ的K p=(用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是(填字母)。
(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是。
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS 质量百分数的关系曲线。
则降低该反应体系中SO2生成量的措施有(填字母)。
A. 向该反应体系中投入石灰石B. 在合适的温度区间内控制较低的反应温度C. 提高CO的初始体积百分数D. 提高反应体系的温度(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。
图1 图2[答案] (1)高温(2)424p (CO )p (CO)(3)C(4)如果气相中SO 2和CO 2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则标明两个反应同时发生(5)ABC(6)[解析] (1)由ΔG=ΔH-T ΔS<0时自发,ΔH>0,则T 要大,故应选择高温。
(2)根据固体的浓度为常数,则反应的平衡常数为K p=424p (CO )p (CO)。
(3)反应Ⅰ为吸热反应,产物的能量高于反应物,反应Ⅱ放热,产物的能量低于反应物,反应Ⅰ的速率(v 1)大于反应Ⅱ的速率(v 2),反应Ⅰ的活化能低。
(4)反应Ⅰ中生成二氧化硫,监测SO 2和CO 2两种气体的浓度之比随时间发生变化,则标明两个反应同时发生。
(5)向该反应体系中投入石灰石,产生二氧化碳,使反应Ⅰ逆向进行,则降低反应体系中二氧化硫生成量,A 正确;在合适的温度区间内控制较低的反应温度,由图可以看出最低温度的硫化钙的含量最高,B 正确,D 错误;由图可以看出提高CO 的体积分数,可以提高硫化钙的含量,C正确。
(6)反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),故二氧化硫增加的快,反应到达平衡快;随着反应Ⅱ的进行,二氧化碳的浓度增大,使反应Ⅰ逆向移动。
(2014·北京卷)NH3经一系列反应可以得到HNO3,如下图所示。
(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。
在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如右图)。
①比较p1、p2的大小关系:。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH12NO2(g)N2O4(l) ΔH2下列能量变化示意图正确的是(填字母)。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是,说明理由:。
[答案](1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)①p1<p2②减小(3)①A②2N2O4+O2+2H2O4HNO3(4)氨气根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多[解析](1)氨气和氧气在催化剂作用下发生氧化还原反应,生成NO和水,化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(2)①该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质的量减小的方向移动,即向正反应方向移动,即压强越高,NO的平衡转化率越大,根据图示知,相同温度下,压强p1时NO的转化率<p2时NO的转化率,故p1<p2。
②其他条件不变时,升高温度,平衡向着吸热反应方向移动,又根据图示知,相同压强下,随着温度的升高,NO的转化率降低,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,故逆反应方向为吸热反应,则正反应方向是放热反应,则随着温度的升高,该反应的平衡常数减小。
(3)①2NO2(g)N2O4(g)ΔH1①2NO2(g)N2O4(l) ΔH2②根据盖斯定律:①-②得N2O4(g)N2O4(l)ΔH3=ΔH1-ΔH2,一般来说,物质由气态变为液态,放出热量,即ΔH3=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1>ΔH2,由降低温度,将NO2转化为N2O4,可知该反应为放热反应,即0>ΔH1>ΔH2,即反应物2NO2(g)的总能量大于生成物N2O4(g)和N2O4(l)的总能量,且前者放出的热量小,故答案为A。