内容正文:
[对应学生用书P52]
考点一 化学反应速率及影响因素
【例1】 (2022·浙江6月选考卷)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是( )
编号
时间/min
c(NH3)/(10-3 mol/L)
表面积/cm2
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol/(L·min)
B.实验②,60min时处于平衡状态,x≠0.40
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
C 解析:实验①中,0~20 min,Δc(NH3)=4.00×10-4 mol/L,则有v(NH3)==2.00×10-5 mol/(L·min),从而可得v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5 mol/(L·min),A正确;实验③中氨气初始浓度与实验①相同,实验③和①达到平衡时氨气浓度均为4.00×10-4 mol/L,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,已知实验②中60 min时处于平衡状态,故x<0.40,B正确;实验①、实验②中0~20 min、20~40 min氨气浓度变化量都是4.00×10-4 mol/L,实验②中60 min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,对比表中数据可知,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C错误;对比实验①和③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积大,实验③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确。
考点二 化学平衡移动及分析
【例2】 (2022·海南卷)某温度下,反应CH2===CH2(g)+H2O(g)⇌CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
C 解析:增大压强,平衡正向移动,则有v正>v逆,由于温度不变,则平衡常数不变,A错误;加入催化剂,v正、v逆同等程度地增大,平衡不移动,故CH3CH2OH(g)的浓度不变,B错误;恒容下,充入一定量的H2O(g),增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,C正确;恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),平衡正向移动,但CH2===CH2(g)的平衡转化率减小,D错误。
考点三 化学平衡常数和转化率的计算
【例3】 (1)(2022·浙江6月选考卷,节选)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧,产生的SO2与其余H2S混合后反应:2H2S(g)+SO2(g)⇌S8(s)+2H2O(g)。在某温度下达到平衡,测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)=2.0×10-5 mol/L、c(SO2)=5.0×10-5 mol/L、c(H2O)=4.0×10-3 mol/L,计算该温度下的平衡常数K=______。
(2)(2022·湖南卷,节选)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ .C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ/mol
Ⅱ .CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ/mol
反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系________(填“吸收”或“放出”)热量________ kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
答案:(1)8.0×108 (2)吸收 31.2 0.02 MPa
解析:(1)将c(H2S)、c(SO2)、c(H2O)代入平衡常数表达式,该温度下平衡常数K===8.0×108。
(2)设反应达平衡时,反应Ⅰ消耗x mol H2O(g)、反应Ⅱ消耗y mol H2O(g),由题中信息可得:
则x+y=50%×1、x-y=0.1,解得x=0.3,y=0.2,故