35 专题七 化学反应速率与化学平衡 命题角度探究篇（Word教参）-【优化指导】2024高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

≡命题角度探究篇≡ 角度❶ 反应速率常数的应用 根据化学反应速率常数计算化学平衡常数(K) (1)根据达到平衡时v正＝v逆，确定正、逆反应速率常数(k正、k逆)和反应物、生成物浓度之间的定量关系。 (2)根据化学方程式书写平衡常数的表达式，并将k正、k逆的定量关系代入表达式，确定平衡常数(K)与k正、k逆的关系，代入数值计算K。 在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 mol N2O和4 mol CO，发生反应N2O(g)＋CO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH<0。已知：k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，v正＝k正·c(N2O)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)，A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100 s内的反应速率为4×10-4 mol·L-1·s-1 B．曲线N表示B容器中N2O的转化率随时间的变化 C．Q点v正大于P点v逆 D．T ℃时，＝ C　解析：曲线N在100 s时N2O的转化率为10%，则转化的物质的量为1 mol×10%＝0.1 mol，0～100 s内v(CO)＝v(N2O)＝＝＝1×10-4 mol·L-1·s-1，A错误；该反应为放热反应，绝热条件相当于恒温时体系温度升高，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，故曲线M表示B容器中N2O的转化率随时间的变化，B错误；Q和P点均未达到平衡状态，反应正向进行，两点各物质的物质的量浓度相同，Q点温度高于P点，则Q点v正大于P点v逆，C正确；容器A为恒温T ℃，平衡时N2O的转化率为25%，利用容器A可得三段式： 由于反应速率v正＝k正·c(N2O)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)，平衡时v正＝v逆，则＝＝＝，D错误。 角度❷ CO2的利用与“碳中和” (2022·北京延庆区一模)在一定温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0，测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是(　　) A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1 mol B．该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量 C．该反应的化学平衡常数K＝ D．其他条件相同时，若起始充入2 mol CO2和6 mol H2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25% C　解析：根据质量守恒定律可知，1 mol CO2参与反应，平衡时混合气体中C原子的物质的量仍为1 mol，A正确；该反应的ΔH＜0，则该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，B正确；利用“三段式法”计算： CH3OH的物质的量分数为25%，则有x/[1－x＋3(1－x)＋x＋x]×100%＝25%，解得x＝ mol，计算可得该反应的化学平衡常数K＝，C错误；其他条件相同时，若起始充入2 mol CO2和6 mol H2，相当于在原平衡基础上缩小容积至原来的，而缩小容积，平衡正向移动，CH3OH的物质的量分数增大，大于25%，D正确。 (2023·广东佛山一模)碳中和是我国的重要战略目标，以H2和CO2为原料合成CH4受到广泛关注。该过程主要涉及以下反应： 反应 Ⅰ ：4H2(g)＋CO2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1<0 反应 Ⅱ ：H2(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0 回答下列问题： (1)已知：ΔG＝ΔH－TΔS，反应 Ⅰ 的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)，反应 Ⅰ 和 Ⅱ 的吉布斯自由能(ΔG)与热力学温度(T)之间的关系如图所示，ΔH1＝________ kJ·mol-1。 (2)向密闭容器中充入3 mol H2、1 mol CO2反应合成CH4，平衡时各组分的体积分数随温度变化如图所示。 ①在工业上，常选用350 ℃作为合成温度，原因是_______________________。 ②450 ℃时CO2对甲烷的选择性＝________(保留2位有效数字，已知：选择性＝生成CH4的物质的量/参与反应的CO2的物质的量)，该温度下反应 Ⅱ 的Kp＝________(保留2位有效数字，已知：分压＝组分物质的量分数×总压)。 答案：(1)＜　－165 (2)①350 ℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高　②93.75%　0.22 解析：(1)反应 Ⅰ 是一个气体体积减小的放热反应，则该反应的ΔS＜0，由反应 Ⅰ 和 Ⅱ 的吉布斯自由能(ΔG)与热力学温度(T)之间的关系图所示信息可知，曲线2代表反应