（通用版）2020高考化学二轮复习 专题六 化学反应速率 化学平衡大题题空逐空突破（五）课件

专题六大题题空逐空突破(五)1.化学平衡常数(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。高考必备1(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K＝cpC·cqDcmA·cnB。另可用压强平衡常数表示：Kp＝ppC·pqDpmA·pnB[p(C)为平衡时气体C的分压]。(3)依据化学方程式计算平衡常数①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。nK2.转化率、产率及分压的计算反应物转化率＝反应物的变化量反应物的起始量×100%产物的产率＝生成物的实际产量生成物的理论产量×100%分压＝总压×物质的量分数3.常用的气体定律同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)同温同压强：ρ前ρ后＝M前M后＝V后V前＝n后n前1.(2019·海南，14)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：真题演练212345在298K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180mol·L－1，测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：t/min215080100120160220∞c/mol·L－10.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132(1)该反应在50～80min内的平均反应速率为________mol·L－1·min－1。0.000767812345(2)120min时γ-羟基丁酸的转化率为__________。(3)298K时该反应的平衡常数K＝____。(4)为提高γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是________________。t/min215080100120160220∞c/mol·L－10.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.1320.5(50%)114将γ-丁内酯移走6782.[2019·全国卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH0]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(s)，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”)。12345大于678相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H2。12345解析由题给信息①可知，H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)(i)K1＝cH2OcH2＝1－0.02500.0250＝39；由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)(ii)K2＝cCO2cCO＝1－0.01920.0192≈51.08。678(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.0.25B.0.25C.0.25～0.50D.0.50E.0.5012345C678设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1mol，容器体积为1L，在721℃下，反应达平衡时H2的物质的量为xmol。CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)起始/mol1100转化/molxxxx平衡/mol1－x1－xxx解析实验①和②的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)－(i)得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K＝K2K1＝51.0839≈1.31。K＝x21－x2＝1.31，若K取1，则x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若K取4，则x≈0.67，φ(H2)≈0.34。氢气的物质的量分数介于0.25与0.34之间，故选C。12345678(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和pCO相等、和相等。计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率(a)＝________kPa·min－1。467℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是___、___。489℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是____、___。12345v2OHp2COp2Hp2Hp2Hp0.0047bcad678水煤气变换中CO是反应物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489℃时随时间变化关系的曲线，d曲线代表489℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467℃时随时间变化关系的曲线，c曲线代表467℃时pCO随时间变化关系的曲线。解析由题图可知，30～90min内，v(a)＝4.08－3.80kPa90min－30min≈0.0047kPa·min－1。123452Hp2Hp6783.[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1234540%3.56×104BD67812345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：aa00转化：xxx2x平衡：a－xa－xx2x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，得a＋aa－x＋a－x＋x＋2x＝11.2，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为0.4aa×100%＝40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为p总4、p总4、p总6、p总3，67812345通入惰性气体，对反应③的平衡无影响，A项不符合题意；反应③为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。则Kp＝p总6×p总32p总4×p总4＝827p总，根据p总＝1.2×105Pa，可得Kp＝827×1.2×105Pa≈3.56×104Pa。678(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是______(填标号)。A.T1T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－112345CD67812345解析由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1T2，A项错误；a点和b点温度相同，a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度，即a点的正反应速率大于b点的正反应速率，因为b点时反应未达到平衡，b点的正反应速率大于逆反应速率，故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C项正确；b点时，环戊二烯的浓度减小0.9mol·L－1，结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的，可知二聚体的浓度为0.45mol·L－1，D项正确。678124.[2019·全国卷Ⅲ，28(1)(3)]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：123456781234可知反应平衡常数K(300℃)__________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400℃)＝______________________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是______________________、________________。5大于0.422×0.4221－0.844×1－0.21c0O2和Cl2分离能耗较高HCl转化率较低678解析由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K(300℃)大于K(400℃)。结合题图可知，c(HCl)∶c(O2)＝1∶1、400℃时HCl的平衡转化率为84%，列出三段式：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)起始c0c000转化0.84c00.21c00.42c00.42c0平衡(1－0.84)c0(1－0.21)c00.42c00.42c0则K(400℃)＝c2Cl2·c2H2Oc4HCl·cO2＝0.422×0.4221－0.844×1－0.21c0；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高，过高则会造成HCl转化率较低。123456781234(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是___________________________________。(写出2种)5增加反应体系压强、及时除去产物解析题述反应是气体体积减小的反应，增大反应体系压强可使反应正向移动，提高HCl的转化率，及时分离出产物也能提高HCl的转化率。6785.[2019·天津，7(5)]在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体，t℃时发生如下反应：12345PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)①4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)③达平衡时，体系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，则t℃时反应①的平衡常数K值为______________(用字母表示)。(b＋8c－2d3)b678解析反应①生成的n(HI)＝体系中n(HI)＋2×体系中n(I2)＝(b＋2c)mol，反应②中生成的n(H2)＝体系中n(H2)－反应③中生成的n(H2)＝(d－c)mol，体系中n(PH3)＝反应①生成的n(PH3)－反应②中转化的n(PH3)＝[b＋2c－23(d－c)]mol＝(b＋8c－2d3)mol，反应①的平衡常数K＝c(PH3)·c(HI)＝(b＋8c－2d3)b。123456786.[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选]对于CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO