秘籍15 原理综合题之速率与平衡相关计算-备战2021年高考化学抢分秘籍（全国通用）

备战2021年高考之抢分秘籍 秘籍15 原理综合题之速率与平衡相关计算 1．[2015·全国卷Ⅰ，28（4）②]Bodensteins研究了下列反应： 2HI(g) H2(g)＋I2(g) 在716 K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/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 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(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为______(以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－1。 【答案】　1.95×10－3 【解析】平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，则＝＝K，k逆＝。 v正＝k正x2(HI)＝0.002 7 min－1×0.852≈1.95×10－3 min－1。 2．[2018·全国卷Ⅰ，28（2）改编]已知2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8 kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×(kPa·min－1)。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时的＝______kPa，v＝________kPa·min－1。 【答案】30.0　6.0×10－2 【解析】　　　　 2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) 起始/kPa 　　　35.8 　　　0 　　　0 62 min时/kPa 　35.8－2.9×2 　　　 2.9 　　　　　　 ＝30.0 所以＝30.0 kPa v＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。 化学反应速率的计算及速率常数 1．化学反应速率的计算 （1）根据图表中数据和定义计算：v(X)＝，即v(X)＝＝，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。 （2）根据化学方程式计算：对于反应“mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 2．速率常数 （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＝k·ca(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)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 3．(2020·全国卷Ⅲ，28)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题： （1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝_______。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。 （3）根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 （4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当____________________。 【答案】（1）1∶4　变大　（2）d　c　小于　（3）×　（4）选择合适催化剂等 【解析】（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4，该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡右移，则n(C2H4)变大。 （2）由平衡图像知，39