内容正文:
专项突破四 分压平衡常数(Kp)、速率常数(k正、k逆)、速率与平衡图像解题策略
二轮 · 化学
一、分压平衡常数(Kp)与速率常数(k正、k逆)
突破分压平衡常数(Kp)与速率常数(k正、k逆)计算的难关,方法:审清题意——记住解题模板——强化训练——感悟升华——内化成能力。方法要点如下:
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[例1] 氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8
+90.8
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解析:(1)ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×3×390.8 kJ·mol-1-(946 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1×3)=+90.8 kJ·mol-1。
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(2)已知该反应的ΔS=198.9 J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行?__________(填字母)。
A.25 ℃ B.125 ℃
C.225 ℃ D.325 ℃
CD
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(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示:
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①若保持容器容积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1
时间内的反应速率:v(H2)=________mol·L-1·min-1
(用含t1的代数式表示);
②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是______(用图中a、b、c、d表示),理由是____________________________________________________________________________________________________________________________;
b
体积压缩一半的瞬间,N2的压强变大为80 kPa,该反应为气体分子
数增大的反应,加压平衡逆向移动,N2的压强随着平衡逆向移动而变小
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0.48
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[题组训练1]
1.(2022 ·山东潍坊一模)碘及其化合物有着多方面的用途,用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题:
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实验测得,反应Ⅰ、Ⅱ的ΔH随温度的变化如图1所示,在体积为1 L的密闭容器中,起始投料1 mol CH3I(g),反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图2所示。
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+66.3
反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ、Ⅲ放热,升高温度,反应Ⅰ平
衡正向移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,三者均使C2H4的物质的量分数增加
80%
0.64
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①则Kp2=_________。
②实验测得平衡体系总压强为5.0×107 Pa,HI的分压为3.6×107 Pa,H2的分压为7.2×106 Pa,已知该反应的正反应速率为v正=k正·x(H2)·x(I2),逆反应速率为v逆=k逆·x2(HI),其中k正、k逆为速率常数,x为物质的量分数,若k正=b min-1,在t=40 min时,v正=______________min-1(用含b的代数式表示)。
36
1.44×10-2b
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p0(1+α)
50.5
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(1)上图中表示O2压强变化的曲线是_______(填“甲”或“乙”)。
(2)已知N2O5分解的反应速率v=0.12p(N2O5)kPa·h-1,t=10 h时,p(N2O5)=_____kPa,v=________kPa·h-1(结果保留两位小数,下同)。
解析:(2)t=10 h时,p(O2)=12.8 kPa,根据2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)分析,反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa,起始压强为53.8 kPa,所以10 h时p(N2O5)=53.8 kPa-25.6 kPa=28.2 kPa,N2O5分解的反应速率v=0.12p(N2O5) kPa·h-1=0.12×28.2 kPa·h-1≈3.38 kPa·h-1。
乙
28.2
3.38
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0.05
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(1)