第7章 第4讲 速率常数与分压常数（Word教参）-【新高考方案】2024高考化学一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

第4讲 速率常数与分压常数(综合应用课) 在近两年全国各地新高考卷中，经常出现有关化学反应速率常数和压强平衡常数的计算问题。这类试题的陌生度高，计算量大，不少学生感觉到解题困难。现重点分析如何解答这类试题，旨在让学生学会类比迁移知识，解决陌生情境问题。 1．[双选](2022·河北等级考)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～曲线。下列说法错误的是( ) A．随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低 B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z) C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定 解析：选AB 由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝ v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B说法错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C说法正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D说法正确。 2．(2022·辽宁等级考·节选)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－200 J·K－1·mol－1。某合成氨速率方程为：v＝kcαcβ·cγ，根据表中数据，γ＝_____； 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为________________________。 a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率 解析：将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·(0.1p)γ，可得γ＝－1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误。 答案： －1 a 3. (2022·全国甲卷·节选)在1.0×105 Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝____Pa。 解析：从图中可知，1 400 ℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝＝＝ Pa＝7.2×105 Pa。 答案：7.2×105 4．(2021·全国乙卷·节选)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8 ℃时平衡常数K′p＝1.0×104 Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl＝____kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝____(列出计算式即可)。 解析：由题给信息可知，氯铂酸钡固体加热时分解的化学方程式为BaPtCl6===BaCl2＋2Cl2↑＋Pt，该反应的K′p＝p2(Cl2)＝1.0×104 Pa2，所以平衡时p(Cl2)＝0.1 kPa。根据方程式2ICl(g)===I2(g)＋Cl2(g)，设达到平衡时，碘蒸气减小的压强为p kPa，根据平衡时的总压强为32.5 kPa，有32.5 kPa＝(2p＋20.0－p＋0.1)kPa，解得p＝12.4，则平衡时p(I2)＝20.0 kPa－12.4 kPa＝7.6 kPa，p(ICl)＝2×12.4 kPa＝24.8 kPa