非选择题特色练2 速率常数与平衡常数的相关计算（Word练习）-【精讲精练】2024年高考化学二轮专题辅导与训练(A版)

特色练2　速率常数与平衡常数的相关计算 [对应学生用书P245] 1．一定条件下，CO2与H2反应可合成乙烯(CH2===CH2)。反应热化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g) ΔH===－367 kJ·mol－1。 已知上述反应中，v正＝k正·c2(CO2)·c5(H2)，v逆＝k逆·c(CH2===CH2)·c4(H2O)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)，在T1℃时达到平衡。 已知k正＝0.5k逆，该反应的Kc＝____；T2℃下，达平衡时，若k正＝0.8k逆，则T1____T2(填“＞”“＝”或“＜”)。 解析　Kc＝，当反应达到平衡时，v正＝k正·c2(CO2)·c6(H2)＝v逆＝k逆·c(CH2===CH2)·c4(H2O)，则Kc＝＝0.5；T2℃下，达平衡时，若k正＝0.8k逆，则Kc＝＝0.8，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，则T1＞T2。 答案　0.5　＞ 2．升高温度，绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的化学反应速率却随着温度的升高而减小。科学研究表明，反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)分为以下两步： 反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)　ΔH1＜0 v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c(N2O2) 反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH2＜0，v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2) 其反应历程如图1所示。 (1)决定2NO(g)＋O2(g)===2NO2反应速率的是____________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)，其理由是________________________________。根据反应速率与浓度的关系式分析，升高温度该反应速率减小的原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为K＝______________________。由实验数据得到v2正与c(O2)的关系可用图2表示，当x点升高到某一温度，反应重新达到平衡时，则可能达到的点为________(填字母)。 解析　(1)反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ，反应Ⅱ是慢反应，决定2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)反应速率的是慢反应反应Ⅱ，根据反应速率与浓度的关系式分析，升高温度该反应速率减小的原因是：温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ均逆向进行，反应Ⅰ是快反应，c(N2O2)减小对反应速率的影响大于k2正c(O2)增大对反应速率的影响； (2)反应达到平衡时，v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，代入得k1正c2(NO)·k2正c(N2O2)c(O2)＝k1逆c(N2O2)·k2逆c2(NO2)，因此平衡常数K＝＝，升高温度，平衡左移，c(O2)增大，又因该反应升高温度，反应速率下降，因此v2正下降，所以新的点在x点的右下方，为a点。 答案　(1)反应Ⅱ　反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ，反应Ⅱ是慢反应　温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ均逆向进行，反应Ⅰ是快反应，c(N2O2)减小对反应速率的影响大于k2正c(O2)增大对反应速率的影响 (2)　a 3．顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1,2­二甲基环丙烷可以发生如图1转化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。 回答下列问题： (1)已知：t1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K＝________；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 (2)t2温度下，图2中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号)，平衡常数值K2＝________；温度t1________t2(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是___________________________________________________________________ _______________________