内容正文:
2024届增分小专题
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
化学反应平衡常数Kc、Kp的计算技能
占比分析 素养剖析
近几年高考试题,几乎每套试题中都要考查浓度化学平衡常数和分压化学平衡常数,这已经成为高考必考题型,化学反应速率常数与平衡常数的关系考查也逐渐成型。这三类平衡常数的考查,很好体现了定量探究化学平衡的学科素养,考查了学生综合运用知识分析问题、探究问题的关键能力。
考点分析·辨明考向
题型精讲·成竹在胸
√
1. (2023年江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列说法正确的是
A. 该反应的△S<0
B. 该反应的平衡常数K=
C. 题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为
H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之
间发生作用
D. 该反应中每消耗1molH2S,转移电子的数
目约为2×6.02×1023
一、浓度平衡常数Kc的计算
解析:A.左侧反应物气体计量数之和为3,右侧生成物气体计量数之和为5,△S>0 ,A错误;
B.由方程形式知,K= ,B错误;
C.由题图知,经过步骤Ⅰ后,H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力,C正确;
D.由方程式知,消耗1molH2S同时生成2molH2,转移4mole-,数目为4×6.02×1023,D错误;
2. (2023年重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
在恒容条件下,按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ的△H<0,反应Ⅱ的△H>0
B.M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C.N点H2O的压强是CH4的3倍
D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料,则曲线
之间交点位置不变
√
解析:A.随着温度的升高,甲烷含量减小、一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零,A错误;
B.M点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料V(CO2)∶V(H2)=1∶1,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数K= =1,B错误;
C.N点一氧化碳、甲烷物质的量相等,结合反应方程式的系数可知,生成水得总的物质的量为甲烷的3倍,结合阿伏伽德罗定律可知,H2O的压强是CH4的3倍,C正确;
D.反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应;若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料,相当于增加氢气的投料,会使得甲烷含量增大,导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变,D错误;
0.031
4. (2023年河北卷)氮是自然界重要元素之一,研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
已知:1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质 N2(g) O2(g) NO(g)
能量/kJ 945 498 631
回答下列问题:
(1)恒温下,将1mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21,其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中,假设体系中只存在如下两个反应:
i.N2(g)+O2(g) 2NO(g) K1 △H1
ii.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) K2 △H2=-114kJ∙mol-1
①△H1=_______kJ∙mol-1。
②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有_______(填标号)。
A.缩小体积 B.升高温度 C.移除NO2 D.降低N2浓度
③若上述平衡体系中c(NO2)=amol·L-1,c(NO)=bmol·L-1,则c(O2)=_________
mol·L-1,K1=____________________________(写出含a、b、V的计算式)。
181
CD
解析:(1)①△H1=反应物总键能-生成物总键能=(945kJ/mol+498kJ/mol)-2×631kJ/mol=+181kJ/mol;故答案为:+181;
②A.缩小体积,所有物质浓度均增大,A不符合题意;
B.升高温度,平衡向着放热方向进行,反应i为吸热反应,则升温平衡正向进行,NO浓