第七章 培优加练7 多平衡体系的综合分析-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

培优加练7　多平衡体系的综合分析 1.工业上利用NH3和CO2制取尿素[CO(NH2)2],有关反应的热化学方程式如下: 反应Ⅰ:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH=a kJ·mol-1 反应 Ⅱ :H2NCOONH4(l)H2O(l)+ CO(NH2)2(l)　ΔH=b kJ·mol-1 下列有关说法正确的是(　C　) A.反应2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+CO(NH2)2(l)的ΔH=(a-b)kJ·mol-1 B.反应Ⅰ在一定温度下能自发进行,则a>0 C.采用高压,既能加快反应的速率又能提高原料的平衡转化率 D.生产过程中及时将水分离出去,可以加快反应Ⅱ的正反应速率 解析:根据盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅱ得2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+CO(NH2)2(l)　ΔH=(a+b)kJ·mol-1,故A错误;反应Ⅰ是熵减的反应,ΔS<0,反应Ⅰ在一定温度下能自发进行,说明ΔG=ΔH-TΔS<0,则a<0,故B错误;反应Ⅰ是气体体积减小的反应,增大压强,化学反应速率加快,平衡正向移动,原料的平衡转化率增大,故C正确;反应Ⅱ中水是液态,其浓度视为定值,生产过程中及时将水分离出去,对反应速率无影响,故D错误。 2.(2022·四川绵阳一诊模拟节选)减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳、氮及其化合物,在生产、生活中有重要意义。 (1)对温室气体CO2的研究一直是科技界关注的重点。用H2加催化剂还原CO2是解决温室效应的重要手段之一。CO2在Cu-ZnO催化下,可同时发生反应Ⅰ、Ⅱ,其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。 Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.8 kJ/mol Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　ΔH2=+41.2 kJ/mol 对于有气体参加的反应,表示平衡常数Kp时,用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的平衡浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=　　　　　　　　　[已知:气体各组分的分压p(B),等于总压乘以其体积分数]。  在Cu-ZnO存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达到平衡时,容器内各气体物质的量如下表: CO2 H2 CH3OH CO H2O(g) 总压/ kPa 起始/ mol 5.0 7.0 0 0 0 p0 平衡/ mol n1 n2 p 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时,p0=1.2p,则表中n1=　　　　;若此时n2=3.0,则反应Ⅰ的平衡常数Kp=　　　　(无需带单位,用含总压p的式子表示)。  (2)汽车尾气是雾霾形成的原因之一,研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成。可采用氧化还原法脱硝:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0。 根据图示判断提高脱硝效率的最佳条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;氨氮的物质的量之比一定时,在400 ℃时,脱硝效率最大,其可能的原因是　  　。  用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH>0。在T ℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如表: 时间/min 0 10 20 30 40 50 c(NO)/ (mol/L) 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 c(N2)/ (mol/L) 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 c(CO2)/ (mol/L) 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 30 min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是　　　　(填字母)。  A.通入一定量的CO2 B.加入合适的催化剂 C.适当缩小容器的体积 D.通入一定量的NO E.加入一定量的活性炭 F.适当升高温度 解析:(1)在条件一定的情况下,气体的分压和物质的量成正比,而物质的量与浓度也成正比,因此可用压强来代替浓度,因此Kp=;若只发生反应Ⅱ,反应前后气体分子数不变,压强是不变的,因此只有反应Ⅰ能改变压强;根据化学计量数之比可知,每生成1 mol甲醇,气体分子总数就要减少2 mol,则====1.2,解得n1=1.0。此时体系中气体总物质的量为10 mol,因此p(H2O)=,p(CH3OH)=,又因为体系中一共消耗了3 mol CO2,所以平衡时剩余的CO2的分压为p(CO2)=,同理p(H2)=,代入反应Ⅰ的化学平衡常数表达式Kp=,解得Kp=。 (