第2章 讲评拓展课2 分压常数(Kp) 反应速率与平衡图像-【名师导航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步讲义(人教版2019)

讲评拓展课2　分压常数(Kp)　反应速率与平衡图像 1．掌握分压常数(Kp)等特殊平衡常数的计算。 2．学会分析化学反应速率与平衡图像的有关问题。 分压常数(Kp)的有关计算 在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol NO，发生反应2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)，平衡时，NO的体积分数与温度(℃)、压强(Pa)的关系如图所示。 (1)C点NO的平衡转化率为____________________________________________； 若C点在10 min达到平衡，则10 min内CO的平均反应速率为________。 (2)若用物质的量分数代替平衡浓度，则C点时平衡常数Kx的计算式为____________________________________________________________________。 (3)若起始容器内压强为p Pa，则C点时该反应的平衡常数Kp＝____________(用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数)。 [解析]　 (1) 2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g) 起始量/mol　 4 4 0 0 转化量/mol 2x 2x x 2x 平衡量/mol 4－2x 4－2x x 2x 由题意：＝40%，解得：x＝0.5。 α(NO)＝×100%＝25% v(CO)＝ mol·L-1·min-1＝0.05 mol·L-1·min-1。 (2)根据(1)可知平衡时n(NO)＝3 mol，n(CO)＝3 mol，n(N2)＝0.5 mol，n(CO2)＝1 mol，故Kx＝。 (3)起始压强为p Pa，平衡时压强为×p Pa＝p Pa，NO、CO分压为p，N2的分压为p，CO2分压为p，Kp＝＝＝。 [答案]　(1)25%　0.05 mol·L-1·min-1　 (2)　(3) 1．Kp的有关计算模型 (1)Kp的一般表达式 [以aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)为例] Kp＝[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数或体积分数×总压强]。 (2)Kp计算的两种模板 [以N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)为例] 模板1：设反应平衡时总压为p0， N2(g) ＋ 3H2(g)⥫⥬2NH3(g) n(始) 1 mol 3 mol 0 Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol p(X) p0 p0 p0 Kp＝ 模板2：刚性反应器(恒容容器) N2(g) ＋ 3H2(g)⥫⥬2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 2．Kx的表达式 如：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的Kx＝(其中的n为平衡时的物质的量)。 1．(2021·全国乙卷，T28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Kp′＝1.0×104Pa2，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]　①由题意得反应： BaPtCl6(s)BaCl2(s)＋2Cl2(g)＋Pt(s)，平衡常数Kp′＝p2(Cl2)＝1.0×104 Pa2，故平衡时p(Cl2)＝0.1 kPa ②设达到平衡时，碘蒸气减小的压强为p kPa，根据三段式法得 　 　　　　　I2(g)　＋　Cl2(g)⥫⥬2ICl(g) P/kPa 20.0 0 Δp/kPa p p 2p p(平)/kPa 20.0－p 0.1 2p 由题意：2p＋20.0－p＋0.1＝32.5 p＝12.4，故pICl＝24.8 kPa， K＝＝＝。 [答案]　24.8　 2．N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。 [解析]　Kp＝，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比为v(NO2)∶v(N2O4)＝k2p2(NO2)∶k1p(N2O4)＝2∶1，则Kp＝＝，k1＝。 [答案]　Kpk2 速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应：aA(g)＋bB(g)⥫⥬gG(g)＋hH(g) v正＝k正·ca(A)·cb(B) v逆＝k逆·cg(G)·ch(H) 平衡常数K＝＝ 反应达平衡时，v正＝v逆，故K＝。 化学反应速率与平衡图像分析 　化学平衡图像的类型与解题方法 (1)速率—时间图像(v-t图像)： Ⅰ　　　　　 　Ⅱ　　　　　　Ⅲ 解题方法：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ.v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，降低温度或减小压强，使v′正、v′逆突然减小，且v′正＞v′逆。 Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。 (2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像： Ⅰ　　　　 　　Ⅱ　　　　　　Ⅲ 解题方法——“先拐先平数值大”。 在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。 Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 (3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像： 解题方法——“定一议二”。 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。 (4)几种特殊图像 ①对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。 ②对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正<v逆。 对于反应A2(g)＋2B2(g)⥫⥬2AB2(g)　ΔH＜0，下列各图所表示的变化合理且符合勒夏特列原理的是(　　) A　　　 　B　　　　　C　　　　　D D　[升高温度平衡应逆向移动，逆反应速率应大于正反应速率，不符合勒夏特列原理，故A错误；升高温度平衡应逆向移动，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理但不符合先拐温度越高原则，故B错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，不符合勒夏特列原理，故C错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理，故D正确。] 化学平衡图像题的解题流程 1．下列叙述与下图相对应的是(　　) ① 　　　　　　　② A．对于达到平衡状态的N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)，图①表示在t0时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动 B．由图②可知，p2＞p1，T1＞T2满足反应：2A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0 C．图③表示的反应方程式为2A===B＋3C D．对于反应2X(g)＋3Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH＜0，图④y轴可以表示Y的百分含量 B　[图①，如果在t0时刻充入了一定量的NH3，逆反应速率瞬间增大，正反应速率瞬间不变，v′正应与平衡点相连，A错误；增大压强，反应速率增大，升高温度，反应速率增大，故先达到平衡，由先拐先平知p2＞p1，T1＞T2，压强增大平衡正向进行，C的百分含量增大，图像符合，温度越高，C%含量减小，升温平衡逆向进行，图像符合，B正确；从图像可知到t1时刻，A的浓度减少(2.0－1.2)mol·L-1＝0.8 mol·L-1，B的浓度增加0.4 mol·L-1，C的浓度增加1.2 mol·L-1，反应为可逆反应，根据浓度变化之比等于化学计量数之比，确定化学反应方程式为2A⥫⥬B＋3C，C错误；从图像可知，温度T升高，y降低，而对于反应2X(g)＋3Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH＜0，升高温度，平衡左移，Y的百分含量升高，故y轴不能表示Y的百分含量，D错误。] 2．反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)的速率和平衡图像如下，下列判断正确的是(　　) A．由图1可知，T1＜T2，该反应的正反应为放热反应 B．由图2可知，该反应m＋n＜p C．图3中，表示反应速率v正＞v逆的是点3 D．图4中，若m＋n＝p，则a曲线一定使用了催化剂 AC　[由图2可知增大压强，平衡正向移动，m＋n＞p，B错误；由图4可知，若m＋n＝p，增大压强和使用催化剂，均能缩短到达平衡的时间，但平衡不移动，D错误。] 1．下列能用来描述可逆反应2A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0的正确图像是 (　　) A　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　D C　[A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，图像不符，错误；B项，增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应速率增大的倍数比逆反应速率增大的倍数大，图像不符，错误；C项，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，C的百分含量减小，正确；D项，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，图像不符，错误。] 2．在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m＝不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。图中A点原料气的成分是n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，下列有关说法正确的是(已知：用分压表示的平衡常数为Kp，分压＝总压×物质的量分数)(　　) A．该反应是吸热反应 B．m1＜m2＜m3 C．A点时SO2的分压p(SO2)＝4.0×103Pa D．在500 ℃、m3的条件下，该反应的平衡常数 D　[由图可知，m不变时，温度越高，SO2的平衡转化率越小，则升高温度平衡逆向移动，该反应为放热反应，A项错误；相同条件下，增大氧气的量可增大二氧化硫的平衡转化率，则m越小，SO2的平衡转化率越大，则m1＞m2＞m3，B项错误；A点原料气的成分是n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，二氧化硫的平衡转化率为88%，则： SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g) 起始量/mol 10 24.4 0 转化量/mol 8.8 4.4 8.8 平衡量/mol 1.2 20 8.8 平衡时SO2、O2、SO3的分压分别为×105Pa、×105Pa、×105Pa，即p(SO2)＝1 200 Pa，C项错误；平衡常数与m无关，则500 ℃、m3的条件下，该反应的平衡常数，D项正确。] 3．反应mX(g)⥫⥬nY(g)＋pZ(g)　ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．该反应的ΔH＞0 B．m＜n＋p C．B、C两点的化学平衡常数：KB＞KC D．A、C两点的反应速率：v(A)＜v(C) C　[由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m＜n＋p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC；A、C两点的温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点。] 4．T ℃时，向容积均为1 L的甲、乙两个恒容容器中分别加入足量碳和0.1 mol H2O(g)，发生反应：H2O(g)＋C(s)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0。甲容器控制绝热条件，乙容器控制恒温条件，两容器中压强随时间的变化如图所示。 (1)图中代表甲容器的曲线为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)乙容器中，从反应开始到达到平衡，v(H2O)＝____________mol·L-1·min-1；T ℃下，该反应的平衡常数Kp＝________(用含p的代数式表示)。 [解析]　(1)甲容器控制绝热条件，该反应为吸热反应，随着反应的进行，体系温度降低，转化率降低，产生的气体总量较少，压强较小，则图中代表恒容绝热密闭容器的曲线为Ⅱ。(2)乙容器为恒温恒容密闭容器，曲线Ⅰ代表该容器的变化，设平衡时水蒸气反应的物质的量为x mol，8 min达到平衡，压强变为原来的1.8倍，列三段式： H2O(g)＋C(s)⥫⥬CO(g)＋H2(g) 始/mol 0.1 0 0 变/mol x x x 平/mol 0.1－x x x ＝，解得x＝0.08，v(H2O)＝＝0.01 mol·L-1·min-1；该反应的平衡常数 Kp＝＝ ＝3.2p kPa。 [答案]　(1)Ⅱ　(2)0.01　3.2p kPa 讲评拓展课培优练(二)　分压常数(Kp)　反应速率与平衡图像 一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．对于H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，ΔH＜0，根据如图，下列说法错误的是(　　) A．t2时可能使用了催化剂 B．t3时可能采取减小反应体系压强的措施 C．t5时采取升温的措施 D．反应在t6时刻，HI体积分数最大 D　[改变压强、使用催化剂，平衡均不移动，t2时可能增大压强或使用催化剂，A正确；t3时正、逆反应速率同等程度减小，可能为减小压强，B正确；t5时正、逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件为升高温度，C正确；平衡逆向移动，HI的体积分数减小，t6时HI的体积分数不是最大，D错误。] 2．(2023·常州中学高二月考)已知SO2的催化氧化原理为2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，反应达到平衡状态时，SO3的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．在A点时，v正＜v逆 B．反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)的ΔH＜0 C．若B、C点的平衡常数分别为KB、KC，则KB＞KC D．恒温恒压下，向平衡体系中通入氦气，平衡不移动 AD　[A项，A点时平衡向正向进行，v正＞v逆，错误；D项，恒温恒压通氦气，相当于减压，平衡逆向移动，错误。] 3．反应aM(g)＋bN(g)⥫⥬cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数φ(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是(　　) A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增大 B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增大 C．同温同z时，增大压强，平衡时Q的体积分数增大 D．同温同压时，增大z，平衡时Q的体积分数增大 B　[催化剂同等程度地影响正、逆反应速率，对平衡移动无影响，故同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数不变，A项错误；同压同z时，温度升高，M的体积分数减小，说明正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则平衡时Q的体积分数增大，B项正确；同温同z时，增大压强，M的体积分数增大，说明a＋b<c＋d，平衡向逆反应方向移动，则Q的体积分数减小，C项错误；由图像可知，z值越大，M的体积分数越小，越有利于M的转化率的提高，但Q的体积分数不一定增大，若加入N的物质的量较多，虽然有利于平衡右移，但Q的体积分数依然减小，D项错误。 ] 4．(2023·嘉祥一中高二月考)在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)⥫⥬3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得某一时刻混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　) A．M点时，Y的转化率最大 B．升高温度，平衡常数减小 C．W点时v正>v逆 D．W、M两点Y的正反应速率相同 BC　[曲线上最低点Q对应的状态为平衡状态，继续升高温度，X的体积分数增大，平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，A错误；Q点后升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，B正确；曲线上Q点之前反应未达到平衡，W点不是平衡点，此时反应正向进行，即v正>v逆，C正确；W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高反应速率越大，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，D错误。] 5．可逆反应：aA(g)＋bB(s)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图，下列判断正确的是 (　　) A．T1＜T2　ΔH＞0 B．T1＞T2　ΔH＜0 C．p1＜p2　a＝c＋d D．p1＜p2　a＋b＝c＋d C　[先拐先平数值大，则T1＜T2、p1＜p2；升高温度，C的百分含量减小，平衡逆向移动，则ΔH＜0；增大压强，A的百分含量不变，平衡不移动，则a＝c＋d，故C正确。] 6．(2022·河北选择性考试)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 AB　[A.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)逐渐增大，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，错误；B.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)，错误；C.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，正确；D.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，正确。] 二、非选择题 7．甲烷干法重整制H2同时存在如下反应： 主反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 副反应：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 温度为T ℃，压强为p0的恒压密闭容器中，通入2 mol CH4和1 mol CO2发生上述反应。平衡时H2O(g)的分压为p，甲烷的转化率为40%。则主反应的平衡常数Kp＝______(用含p、p0的计算式表示)。 [解析]　设副反应中二氧化碳转化的物质的量为y mol， 　 　　CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g) Δn(mol) y y y y ， 甲烷的转化率为40%， CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g) Δn(mol) 0.8 0.8 1.6 1.6 平衡时各物质的物质的量为CH4：(2－0.8)mol＝1.2 mol，CO2(1－0.8－y)mol，CO：(1.6＋y)mol，H2O：y mol，H2：(1.6－y)mol，n(总)＝4.6 mol。 各物质分压：p(H2O)＝p0＝p，y＝；p(CO2)＝p0＝－p；p(CH4)＝p0＝p0，p(CO)＝p0＝＋p，p(H2)＝p0＝－p。 故Kp＝。 [答案]　 8．将0.40 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH。在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示： (1)T1℃，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。 (2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 (3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有________(填字母，下同)。 A．增大N2O4的起始浓度 B．升高温度 C．向混合气体中通入NO2 D．使用高效催化剂 (4)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是________。 A．a、c两点的反应速率：a>c B．a、b两点N2O4的转化率：a>b C．a、c两点气体的颜色：a深，c浅 D．由a点到b点，可以用加热的方法 [解析]　(1)T1℃时，v(N2O4)＝v(NO2)＝＝0.001 25 mol·L-1·s-1。(2)由图可知反应在T1℃比T2℃先到达平衡状态，所以T1℃>T2℃，由于T1℃平衡时n(NO2)多于T2℃平衡时，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热方向移动，所以ΔH>0。(3)A项，增大N2O4的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小；B项，升高温度，平衡向右移动，增大；C项，通入NO2相当于增大压强，减小；D项，使用高效催化剂，平衡不移动，不变。(4)A项，由图可知：a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：a、b两点平衡时压强相同，温度不同，a点NO2的体积分数大于b点，而反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g) ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2体积分数增大，温度T4>T3，转化率a>b；C项，由图像可知，a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，NO2浓度大，故气体颜色c点比a点深；D项，由B项分析知，a点平衡时温度T4高于b点平衡时温度T3，故由a点到b点需要降低温度。 [答案]　(1)0.001 25　(2)>　(3)AC　(4)B 9．(2021·广东选择性考试，T19节选)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 b)CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 c)CH4(g)⥫⥬C(s)＋2H2(g)　ΔH3 d)2CO(g)⥫⥬CO2(g)＋C(s)　ΔH4 e)CO(g)＋H2(g)⥫⥬H2O(g)＋C(s)　ΔH5 设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。 反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图所示。 (1)反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。 (2)反应c的相对压力平衡常数表达式为＝____________。 (3)在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：______________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　⇒随温度的升高的变化趋势⇒a、c反应为吸热反应，e反应为放热反应。 (3)A点c反应的＝＝1＝⇒p(CH4)＝＝ kPa＝16 kPa；又p初始(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa⇒α(CH4)＝×100%＝68%。 [答案]　(1)ac　(2)　(3)A点对应温度下，c反应的＝＝1＝，故p(CH4)＝＝ kPa＝16 kPa，又p初始(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，所以，α(CH4)＝×100%＝68% 10．纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＝a kJ·mol-1。 (1)按＝2投料比将H2与CO充入V L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则a________(填“>”或“<”)0；压强p1、p2、p3由小到大的关系是________。 (2)在温度为T1 ℃时，向某恒容密闭容器中充入H2和CO发生上述反应，起始时c(H2)＝c(CO)＝2.0 mol·L-1。达到平衡时，CO的转化率为图中的M点对应的转化率，则在该温度下，对应的N点的平衡常数为________(保留3位有效数字)。 (3)p3压强下，Q点对应的v正________(填“>”“＝”或“<”)v逆。 [解析]　(2) CO(g) ＋ 2H2(g) ⥫⥬ CH3OH(g) 　c始/(mol·L-1) 2.0 2.0 0 　Δc/(mol·L-1) 2.0×40% 2×2.0×40% 2.0×40% 　c平/(mol·L-1) 1.2 0.4 0.8 K＝≈4.17，M、N的温度相同，故N的平衡常数为4.17。 [答案]　(1)<　p3<p2<p1　(2)4.17　(3)> 11．用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)⥫⥬2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图。 (1)c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)________v正(d)(填“>”“＝”或“<”，下同)。 (2)b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为____________________________________________________________________。 (3)T3～T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　(1)温度越高，反应速率越快，d点温度高，则c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)<v正(d)。(2)根据图像，温度为T3时反应达平衡，此后温度升高，c(CO2)增大，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，则Kb>Kc>Kd。 [答案]　(1)<　(2)Kb>Kc>Kd　(3)T3～T4区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，不利于CO2的捕获 19/20 学科网（北京）股份有限公司 $$