内容正文:
专题7
化学反应速率与化学平衡
过去考什么
山东新高考全练
,答案:P425
1.(2025山东,10,2分;考,点2)在恒容密闭容
速率方程为v=kc.5(H2)·c(CO2),T1、T2
器中,Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和
温度时反应速率常数分别为k1、k2。下列
气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各
说法错误的是(
)
组分物质的量随温度的变化关系(实线部
0.6
0.5
分)如图所示。已知:T2温度时,
0.4
Na2SiF6(s)完全分解;体系中气相产物在
分0.3
数0.2
T、T3温度时的分压分别为p1、3。下列
0.1
0.0
0.001
0.01
0.1
1
10
说法错误的是(
时间s
A.k1>k2
2.0
B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值:
1.5
U(Ti)k1
1.0
v(T2)k2
0.5
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物
0.0
摩尔分数随时间的变化曲线不变
T+增大
TTs
D.T2温度下,改变初始投料比例,可使平衡
A.a线所示物种为固相产物
时各组分摩尔分数与T1温度时相同
B.T1温度时,向容器中通入N2,气相产物
3.(2023山东,14,不定项,4分;考点2)一定
分压仍为1
条件下,化合物E和TFAA合成H的反应
C.小于T3温度时热解反应的平衡常
路径如下:
数K,
OH
OOCCF3
D.T1温度时,向容器中加入b线所示物种,
-CFCO2H
CF:
重新达平衡时逆反应速率增大
TFAA
2.(2024山东,15,不定项,4分;考点1)逆水
COCF
气变换反应:CO2(g)十H(g)一
NH
+CFCO2H
F3C O CF3+
-CF3CO2H
CO(g)十H2O(g)△H>0。一定压力下,
TFAA
按CO2、H2物质的量之比n(CO2):n(H2)
已知反应初始E的浓度为0.10mol·L1,
=1:1投料,T1,T2温度时反应物摩尔分数
TFAA的浓度为0.08mol·L1,部分物种
随时间变化关系如图所示。已知该反应的
的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反
90
O专题7化学反应速率与化学平衡
应过程中的体积变化。下列说法正确的
S2(g)的焓变△H=
(用含△H1、
是(
△H2的代数式表示)。
(2)乙线所示物种为
(填化学式)。
0.10
0.10
反应Ⅲ的焓变△H
0(填“>”“<”
、0.08
0.08
或“=”)。
·0.06
H
0.06
(3)T温度下,体系达平衡时,乙线、丙线所
0.04
●
TFAA
示物种的物质的量相等,若丁线所示物种为
0.02
0.02
G
amol,则S2为
mol(用含a的代数
0 t
t/s
式表示);此时,CaS与CaSO,物质的量的差
A.时刻,体系中有E存在
值n(CaS)-n(CaSO4)
mol(用
B.t2时刻,体系中无F存在
含a的最简代数式表示)。
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
(4)T2温度下,体系达平衡后,压缩容器体
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为
积S2产率增大。与压缩前相比,重新达平
0.08mol·L-1
4.(2025山东,20,12分;考点2)利用CaS循
衡时,HS与H物质的量之比(H,S)
n(H2)
环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单
(填“增大”“减小”或“不变”),H2O
质硫,涉及的主要反应如下:
物质的量n(H2O)
(填“增大”“减
I CaS(s)+2SO2 (g)CaSO (s)+S2 (g)
小”或“不变”)。
△H
5.(2024山东,20,12分,考,点2)水煤气是H2
II.CaSO (s)+4H2 (g)CaS(s)+4HO(g)
的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制
△H2
H2的影响,涉及主要反应如下:
II.SO2 (g)+3H2 (g)H2S(g)+2H2O(g)
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(I)
△H3
△H1>0
恒容条件下,按1 mol CaS,1 mol SO2和
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(II)
0.1molH2投料反应。平衡体系中,各气态
△H2<0
物种的lgn随温度的变化关系如图所示,
CaO (s)+COz(g)CaCOs(s)(II)
n为气态物种物质的量的值。
△H3<0
已知:图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数K=
回答下列问题:
108基本不变。
(1)C(s)+CaO(s)+2H2O (g)
CaCO3(s)+2H2(g)的焓变△H=
0S2
甲
(用代数式表示)。
1
_2
(2)压力p下,C一H2OCaO体系达平衡
后,图示温度范围内C(s)已完全反应,
丙
CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中
7
→增大T
CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系
回答下列问题:
如图所示,则a线对应物种为
(填
(1)反应4H2(g)+2S02(g)=4H2O(g)+
化学式)。当温度高于T1时,随温度升高c
91m
实战
实战高考·化学】
线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是
度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当
HCOOH平衡浓度为xmol·L1时,H+浓
度为
mol·L1,此时反应I的反
应速率v=
mol·L1·h1(用含
0.50
Ka、x和k的代数式表示)。
(3)T2温度下,在密封石英管内完全充满
0.15
1.0mol·L1 HCOOH水溶液,使
----------------------
HCOOH分解,分解产物均完全溶于水,含
To
T
增大
温度/T
碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所
(3)压力p下、温度为T。时,图示三种气体
示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得
的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则反
C0、CO2的浓度分别为0.70mol·L-1、
应CO(g)十H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的
0.16mol·L1,反应Ⅱ达平衡时,测得H2
平衡常数K。=
;此时气体总物质
的浓度为ymol·L1。体系达平衡后
c(CO)
的量为4.0mol,则CaCO3(s)的物质的量为
c(CO2)
(用含y的代数式表示,
mol;若向平衡体系中通入少量
下同),反应Ⅱ的平衡常数为
CO2(g),重新达平衡后,分压p(CO2)将
1.0
CO
(填“增大”“减小”或“不变”),
a.
p(CO)将
(填“增大”“减小”或“不
b
变”)。
ow)/
6.(2023山东,20,12分;考点1、2、3)一定条
件下,水气变换反应C0+H2O一CO2+
0.0
HCOOH
H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应
t
t/h
过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含
有0.10mol·L1盐酸,则图示点a、b、c、d
中的分解反应:
中,CO的浓度峰值点可能是
(填
I.HCOOH-CO+H2O(快)
标号)。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值
Ⅱ.HCOOH-CO2十H2(慢)
时,C02浓度
(填“增大”“减小”或
研究发现,在反应I、Ⅱ中,H+仅对反应I
c(CO)
有催化加速作用;反应I速率远大于反应
“不变”),c00的值
(填“增
Ⅱ,近似认为反应I建立平衡后始终处于平
大”“减小”或“不变”)。
衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
7.(2022山东,20,11分;考点2、3)利用Y丁
回答下列问题:
内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程
(1)一定条件下,反应I、Ⅱ的焓变分别为
中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇
△H1、△H2,则该条件下水气变换反应的焓
(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
变△H
(用含△H1、△H2的代数
0
+2H2、CH2CH20H
反应Ⅱ
(g)+H0((g)
式表示)。
(g)
g)
THF
-2H2 CH,CH,OH
(2)反应I正反应速率方程为v=c(H+)
反应I
BD
®e7CH,CH,CH,CH,oH(g)
BuOH
·c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温
H,0(g)
92
O专题7化学反应速率与化学平衡
已知:①反应I为快速平衡,可认为不受慢
与曲线b相比,曲线c达到(0
CBD/ZBL
反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应I在高压H2氛
围下进行,故H2压强近似等于总压。回答
1.0所需时间更长,原因是
下列问题:
1.0-
(1)以5.0×10-3 mol BL或BD为初始原
0.8
料,在493K、3.0×103kPa的高压H2氛围
0.6
下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡
0.4
时,以BL为原料,体系向环境放热XkJ;以
0.2
BD为原料,体系从环境吸热YkJ。忽略副
0.0
反应热效应,反应I焓变△H
乙
(493K,3.0×103kPa)=
8.(2021山东,20,12分;考点1、2、3)2-甲氧基
kJ·mol-1。
-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加
(2)初始条件同上。x表示某物种i的物质
剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的
的量与除H2外其他各物种总物质的量之
液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
比,xBL和xD随时间t变化关系如图甲所示。
+CH,0H、
AH
实验测得X<Y,则图中表示xL变化的曲线
反应I:
0
是
;反应I平衡常数K,=
TAME
kPa2(保留两位有效数字)。以BL为原料
+CH,OH、
△H
时,右时刻xH,0三
,BD产率=
反应Ⅱ:
(保留两位有效数字)。
B
TAME
1.0
反应Ⅲ:八丫八
△H3
0.8
0.6
回答下列问题:
0.48
0.4
(1)反应I、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平
0.36
0.2
衡常数Kz与温度T的变化关系如图所示。
0.0
据图判断,A和B中相对稳定的是
甲
(用系统命名法命名)
△H的数值范围是
△H2
(3)(xD/xBL)max为达平衡时xBD与xBL的比
(填标号)。
值。(493K,2.5×103kPa)、(493K,3.5×
A.<-1
B.-1≈0
103kPa)、(513K,2.5×103kPa)三种条件
C.0~1
D.>1
下,以5.0×10-3 mol BL为初始原料,在相
5
同体积的刚性容器中发生反应,
反应I
,/工L一随时间t变化关系如图乙所
13
(CBD/xBL)max
2
示。因反应在高压H2氛围下进行,可忽略
1
反应Ⅱ
0
压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,
0.00280.00290.00300.0031
(cBD/xBL)maz最大的是
(填代号);
K
93
实战
实战高考·化学】
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,向某
回答下列问题:
反应容器中加入1.0 mol TAME,控制温度
(1)△H3=
kJ·mo-1。
为353K,测得TAME的平衡转化率为a。
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭
已知反应Ⅲ的平衡常数K3=9.0,则平衡
容器中通人1 mol CO2和3molH2发生上
体系中B的物质的量为
mol,反应
述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为
I的平衡常数Kz1=
。同温同
amol,CO为bmol,此时H2(g)的浓度为
压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃
mol·L1(用含a、b、V的代数
稀释,反应I的化学平衡将
(填“正
式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为
向移动”“逆向移动”或“不移动”);平衡时,
A与CHOH物质的量浓度之比c(A)·
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=
c(CHOH)=
1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和
(3)为研究反应体系的动力学行为,向盛有
CHOH的平衡产率随温度的变化关系如
四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和
下图所示。
CHOH。控制温度为353K,A、B物质的
量浓度c随反应时间t的变化如图所示。
P1
代表B的变化曲线为
(填“X”或
“Y”);t=100s时,反应Ⅲ的正反应速率v哑
P3
逆反应速率撞(填“>”“<”或
·升温
T
“三”)。
→升温
温度
温度
甲
0.16
已知:C02的平衡转化率=
0.12
(100,0.112)
R个
n(C02)初始-(C02)平查X100%
曲线X
n(CO2)初始
0.04
n(CH3OH)平衡
(100,0.011)
曲线Y
CHOH的平衡产率=
n(C02)初始
0.00-
0
100200300400500600
×100%
tis
9.(2020山东,18,12分;考点2、3)探究
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
CHOH合成反应化学平衡的影响因素,有
(填“甲”或“乙”);压强1、2
利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为
由大到小的顺序为
;图乙中
原料合成CHOH涉及的主要反应如下:
T温度时,三条曲线几乎交于一点的原因
I.COz(g)+3H2(g)CH3 OH(g)+
是
H2O(g)△H1=-48.5kJ·mol-1
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和
II.CO(g)+2H2(g)CHs OH(g)
CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为
△H2=-92.4kJ·mol-1
(填标号)。
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g〉
A.低温、高压
B.高温、低压
△H3
C.低温、低压
D.高温、高压
94O实战册参考答案及解析
发生化学反应,但是牺牲阳极上发生了氧化反应,辅助阳极
反应为还原反应,应在阴极上发生反应,即在铜电极上发
上也发生了氧化反应,D不正确。
生反应,故A错误;离子交换膜为质子交换膜,只允许氢
7C解析由题中信息可知,b电极为负极,发生反应
离子通过,C一不能通过,故B错误;水在阳极失去电子发
Cu20+2OH--2e=2Cu0+H2O,然后再发生
生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O
C6H12O6+2CuO=C6H12O7十Cu2O;a电极为正极,发
4eO2个十4H+,每转移1mol电子,生成0.25mol
生反应O2十2H20十4e一4OH,总反应为2C6H12O6
O2,在标准状况下体积为5.6L,故D错误。
十O2一2C6H12O7,A、B正确;根据反应2C6H12O6十O2
们A解析由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为
一2C6H12O7可知,1molC6H12O6参加反应时转移
原电池正极,钠电极为原电池负极。充电时为电解池装
2mol电子,18mgC6H2O6的物质的量为0.1mmol,则消
置,阳离子移向阴极,即钠电极,A错误;放电时Na在a
耗18mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2mmol电子流入,
电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,硫黄粉
C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na十迁移方
在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到
向为b→a,D正确。
Na2Sz,电子在外电路的流动方向为a→b,B正确;由题给
⑧B解析电解过程中,阳极区消耗OH,同时生成
的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为
H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH)减小,A正确;
2Na++Ss+2e一NazS.,C正确;炭化纤维素纸中
阴极区的总反应为H2C2O4+HO-N+H3+6e-+6H寸
含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的
-H3N+CH2COOH+3H2O,1molH2O解离成1mol
导电性能,D正确。
Ht和1 mol OH,故理论上生成1 mol H3N+CH2 COOH双
们C解析由题给信息可知,放电时,Zn2+可插入V2O
极膜中有6mol2O解离,B错误;结合装置图,阳极总反应
层间形成ZnzV2O5·nH2O,V2O5发生还原反应,则放电
为2HCHO-2e+4OH--2HCOO+H2个+2HO,C
时V2O为正极,A正确;Zn为负极,放电时Zn失去电子
正确;阴极区Pb电极上发生反应C2O4十2e十2H+
变为Zn2+,阳离子向正极迁移,则放电时Zn2+由负极向
OHC一COOH十HO,D正确.
正极迁移,B正确;电池在放电时的总反应为xZ十V2O
⑨℃解析由题图可知,该装置为电解池,与直流电源正
十nH2O一ZnzV2O5·nH2O,则其在充电时的总反应
极相连的IrO一Ti电极为电解池的阳极,电极反应式为
为ZnzV2O5·nH2O一xZn+V2O5十nHO,C不正确;
2H2O一4e一O2◆+4H+,铜电极为阴极,电极反应
充电阳极上ZnzV2O5·nH2O被氧化为V2O5,则阳极的
式为2CO2+12H++12e--C2H4+4H2O、2CO2+
电极反应为ZnzV2O5·nH20-2xe-xZn2++V2O5
12H++12e-一C2H5OH十3H2O,C正确,电解池工作
十nH2O,D正确。
时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。析氢
专题7
化学反应速率与化学平衡
山东新高考全练
①D解析Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产
解,T3时温度升高,反应有正向进行的趋势,但反应物不
物均为含氟化合物,则其分解产物为NaF(s)和SiF4(g),
足,则3<Kp,C正确;T1温度时,Kp=(SF4)=1,温
其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)一2NaF(s)十SiF4(g,
度不变,K。不变,则气体分压不变,仍为平衡状态,反应
根据题图数据分析可知,a线代表NaF(s),b线代表SiF4
速率不变,故逆反应速率不变,D错误。
(g),c线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知,该反应为
2CD解析由图可知,T1比T2反应速率快,则T1>T2;
吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。a线所示物种
平衡时T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2
为NaF(s),NaF(s)是固相产物,A正确;T1温度时,向容
温度下;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1:1,则
器中通入N2,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不
达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。根据分析,T1比
变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物
T2反应速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率
分压不变,仍为p1,B正确;T2时,Na2SiF6(s)已完全分
方程知k1>2,A项正确;反应的速率方程为0=
425
答案
实战高考·化学
ca5(H)·c(C02),则T-1c5(H2)·a(C02)
0。(3)T1温度下,体系达到平衡时,H2是amol,根据
(T2)k2g5(H2)·c2(CO2)i
T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下
n0)=100可知H20和S02的物质的量均为
n(H2)
平南时,则一是B项正确:送度不度,仅政支体系
100amol,根据H元素守恒可知H2S为0.1一101a,设平
衡时CaS和S2的物质的量分别为xmol和ymol,根据Ca
初始压力,平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率
元素守恒可知CaSO4是1一x,根据O元素守恒可知2=
改变,反应达到平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间
100a十200a十4-4x,解得x=75a十0.5,根据S元素守恒
的变化曲线变化改变,C项错误;T2温度下,改变初始投
可知2=0.1一101a十100a十1十2y,解得y=0.45+0.5a,
料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和
所以此时CaS和CaSO4的物质的量的差值为2x一1=
CO2的摩尔分数不可能相等,故不能使平衡时各组分摩尔
150a。(4)压缩容器容积,压强增大,反应4H2(g)+2SO2(g)
分数与T温度时相同,D项错误。
→4H2O(g)十S2(g)平衡正向进行,S2的产率增大;温度
3AC解析一定条件下,化合物E和TFAA合成H的
不变,由于m.0》=10给终不变,反应4H(g十2S02(g)
反应路径中,共发生三个反应:①E十TFAA→F,②F→G,
n(H2)
③G=H+TFAA.
三4H2O(g)十S2(g)的平衡常数不变,所以SO2增大,由
A.t1时刻,TFAA浓度为O,则TFAA完全反应,消耗
于反应Ⅲ的平衡常数可表示为K=
0.08mol·L1E,E剩余0.02mol·L1,所以体系中有
Q是g9-10终不支,片以
E存在,正确;B.t2时刻,H为0.08mol·L1,TFAA为
0.06molL1,G为0.01mol·L1,则F为0.01mol·L1,
2,号增大HO)十(2)+n(业S》=0.1.n(山0)
n(H2)
所以体系中有F存在,不正确;C.1之后的某时刻,H为
=100,有101n(2)+n(H2S)=0.1,即101+2(2)
0.02mol·L1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E
和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反
n(2),因为nS)
0.1
增大,故品增大,有a)
应速率快,反应的活化能很小,正确;D.在t2时刻,H为
减小。
0.08mol·L-1,T℉AA为0.06mol·L-1,G为
⑤(1)△H1+△H2+△H3
0.01mol·L1,F为0.01mol·L1,只有F、G全部转
(2)H2当温度高于T1时,CaCO3(s)已完全分解,只发
化为H和TFAA时,IFAA的浓度才能为0.08mol·L1
生反应Ⅱ,温度升高,反应Ⅱ逆向移动,所以CO2的摩尔
而G一H十TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,
分数减小
TFAA的浓度一定小于0.08mol·L1,不正确。
4(1)△H1+△H2
(3)号0.5不变不变
(2)H20<
解析(1)设目标反应C(s)十CaO(s)十2H2O(g)
(3)0.45+0.5a150a
CaCO3(s)+2H2(g)为V,根据盖斯定律,V=I+Ⅱ+
(4)增大减小
Ⅲ,所以△H=△H1十△H2十△H3。(2)图示温度范围内
解析(1)已知:
C(s)已完全反应,则反应I已经进行完全,反应Ⅱ和Ⅲ均
I.CaS(s)++2SO2(g)CaSO4(s)+S2(g)AH
为放热反应,从开始到T1,温度不断升高,反应Ⅱ和Ⅲ逆
Ⅱ.CaSO4(s)+4H(g)=CaS(s)+4HO(g)△H2
向移动,依据反应Ⅱ,H2量减小,摩尔分数减小,CO量升
依据盖斯定律,I+Ⅱ得到反应4H2(g)十2SO2(g)一
高,且二者摩尔分数变化斜率相同,所以a曲线代表H2,
4H2O(g)十S2(g),该反应的焓变为△H1+△H2。(2)由
则c曲线代表CO2,从开始到T1,CO2的摩尔分数升高,
于图示温度范围内反应Ⅱ的平衡常数始终为K=108,根
说明在这段温度范围内,反应Ⅲ占主导,当温度高于T1
据方程式结合平衡常数表达式可知10)-100始终成
时,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应Ⅱ,所以CO2的摩
n(H2)
尔分数减小。(3)压力p下、温度为T0时,H2、CO、CO2
立,因此根据图像可知乙表示的物种是H2O,丁表示的是
的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则H2O(g)的摩尔分
H2,升高温度S2减小,H2O、H2均增大,所以丙表示SO2,
数为0.3,则Kp=
p(C02)×(H2)_0.05p×0.5_
甲表示H2S,因此反应Ⅲ的正反应是放热反应,即△H3<
p(C0)×p(H2O)-0.15p×0.3p
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O实战册参考答案及解析
2衡时H2,C0、CO2的摩尔分教分别为0.50、
c(CO2)·c(H2)
y·y
6y2
c(HCOOH)
0.3-0.85y-y
Γ1-y°
6
0.05,得出H2、C0、CO2、H20物质的量分别为2mol、
0.6mol、0.2mol、l.2mol。这四种气体中的H原子和O
加入0.1mol·L-1盐酸后,H+对反应I起催化作用,加
原子均来自原料中的H2O;此外,由反应Ⅲ可知,1mol
快反应工的反应速率,缩短到达平衡所需时间,故CO浓
CaCO3中有2molO原子也来自原料中的H2O(直接来
度峰值提前,由于时间缩短,反应Ⅱ消耗的HCOOH减
自CO2,间接来自H2O);设平衡时CaCO3(s)的物质的量为
小,体系中HCOOH浓度增大,导致CO浓度大于t1时刻
xmol,由于原料H2O中H、O原子个数比为2:1,根据H、O
的峰值,故c(CO)最有可能在a处达到峰值。此时
原子守饭,平衡时应有号-Q62瓷装登2解得云
c(CO)
c(C02)会小于不含盐酸的浓度,CHCOOH=K(I),
0.5,即CaCO3(s)的物质的量为0.5mol。若向平衡体系中通
温度不变,平衡常数不变。
7(1)-200(X+Y)
入少量00z(g),K。=bC0),温度不变,K,不支,则分压
(2)a和c8.3X10-80.0839%
(CO2)不变;体系中增加了CO2(g),若反应Ⅱ逆向移动,在
(3)c由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的
CO2分压不变的前提下,CO、H2O的分压增大,H2分压减小,
影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动,
则反应Ⅱ的K。将会发生变化,与事实不符,所以为了保证反
应Ⅱ的K,也不变,最终所有物质的分压均不变,即(CO)
(m/增大,故1.0所需时间更长
不变。
解析(1)依题意,结合已知信息,可推定在同温同压下,以
6(1)△H2-△H
等物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时的状态
(2)√Kax kx√Kax
相同,两个平衡完全等效。则以5.0X10-3mol的BL为
(3)55y6y2
原料,达到平衡时放出Xk热量与等物质的量的BD为
a减小不变
6y
1-y
原料达到平衡时吸收Yk热量的能量二者能量差值为
解析(1)根据盖斯定律,反应Ⅱ一反应I=水气变换反
(X+Y)kJ,则1mol时二者能量和为200(X+Y)k,反应I
应,故水气变换反应的焓变△H=△H2一△H1。(2)T1温
为放热反应,因此焓变△H=一200(X十Y)k·mol-1。
度时,HCOOH建立电离平衡,HCOOH一HCOO
(2)实验测定X<Y,则达到平衡时BD物质转化量大于
+H+:
BL物质转化量,平衡状态BD物质的量较小,根据图示可
K。=cHC00)H),c(HC00)=c(Ht),故
C(HCOOH)
知,表示xL变化的曲线是a和c;该平衡状态下BL的分压
是0.48×3.0×103kPa,BD的分压是0.36×3.0×103kPa,H2
c(H+)=√Kax mol·L-1.
的压强近似等于总压,故反应I平衡常数K。=
o=kc(H+)·c(HCOOH)=kx√Kax mol·L-1。
(BD)
0.36×3×103
(3)1时刻,c(CO)达到最大值,说明此时反应I达平衡状
p(BD·p2(H2)-0.48X3X103X3X103)zKPa2≈
态。此时根据碳元素守恒c(CO)十c(CO2)十c(HCOOH)
8.3X10-8kPa-2;以BL为原料时,根据题给反应I、Ⅱ、
=1.0 mol/L,c(HCOOH)=(1.0 mol/L-0.70 mol/L-
Ⅲ可知,体系总物质的量的增加量正好是BD参与反应
0.16 mol/L)-0.14 molL-1,K(I)-c(HCOOH
c(CO)
Ⅱ、Ⅲ的量,也正好是H2O(g)的物质的量,设t1时BL转
化了amol,BD转化了bmol,则体系总物质的量为(5.0
8沿-5,4时到反应Ⅱ达平衡:
HCOOH COz+H2
×103+6)ml,得到88千号-08
转化浓度(mol·L-1)b
b
b
0X2中60.36,解得a=碧×103,6=六×
a-b
则c(H2)=b+0.16=y,b=(y-0.16)mol·L-1,
6
c(HC00H)=0.14-a-b=0.3-a-y,c(C0)=a+0.7,
10-3,则h时刻H,0=5X10°3十b0.08;此时BD的产
c(CO)
。0+0.7=5,a=0.85y。故
K(I)=c(H00o-0.3-a-y
a-b
6
率为5X10”X100%≈39%。(3)依题意,友应I是正向
c(CO)
0.8-5y+0.7
6
放热过程,以BL为初始原料,温度升高则平衡逆向移动,
c(CO2)
y
=52,K(I)-
温度越高,反应速率越快,达到平衡时的时间越短,
427
答案
实战高考·化学
(rD/xBL)nar越小,(D/zBL)na
xD/xL一的值越大;相同温度
=108时,8-80≈102>9,因北,反应川正在
时,压强增大,BD的比重增大,(xBD/xBL)max增大,又可
向逆反应方向移动,故其正反应速率正小于逆反应速
忽略压强对反应速率的影响,则(xBD/cBL)max最大即
率v逆。
b(a+b)
xD/cBL一最小,对应曲线c。
9(1)+40.9
2+
(xBD/xBL)ma.x
(1-a-b)(3-3a-b)
(3)乙
1>2>3T时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子
⑧(1)2-甲基-2-丁烯D(2)0.9a
10(1-a2)
a2
逆向
数相等,压强改变对平衡没有影响(4)A
移动1:10(3)X<
解析(1)根据盖斯定律,由反应I减去反应Ⅱ即可得到反
解析(1)由平衡常数Kx与温度T的变化关系曲线可知,
应Ⅲ,则△H3=△H1-△H2=-49.5kJ·mol-1-
反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注
(-90.4k·mol-1)=+40.9k·mol-1。(2)设达到平
意横坐标为温度的倒数)而减小,说明3个反应均为放热
衡时体系中H2O的物质的量为xmol,CO2的物质的量
为ymol,H2的物质的量为之mol,由碳元素守恒可得a十
反应,因此,A的总能量高于B的总能量,能量越低越稳
b+y=1①,由氧元素守恒可得a十b十x十2y=2②,由氢
定,A和B中相对稳定的是B,用系统命名法命名为2甲
元素守恒可得4a+2x+2z=6③,由①②解得x=a+b,
基-2-丁烯;由盖斯定律可知,I一Ⅱ=Ⅲ,则△H1一△H2
y=1一a一b,即平衡体系中水的物质的量为(a十b)mol,故
=△H3<0,因此△H1<△H2,放热反应的△H越小,其绝
财位越大,则册的数彼范国大于1,适D,
其求度为告产lL1。结合③可得=3-3a-b,则反
(2)353K时TAME的平衡转化率为α,则平衡时
应的牛我含发K-四生9多,专_冬
c(CO2)·c(H2)
n(TAME)=(1-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3 OH)=
amol。已知反应Ⅲ的平衡常数K8=9.0,则nB)
b(a+b)
n(A)
(1-a-b)(3一3a-b。(3)反应I是放热反应,在低温阶
9.0,将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量
段,温度升高,平衡逆向移动,温度越高,CO2的平衡转化
为0.9amol,n(A)=0.1amol,反应I的平衡常数K1=
率越低,此时主要发生反应I;反应Ⅲ为吸热反应,温度
1g
较高时,主要发生反应Ⅲ,反应I为副反应,则温度越高,
1+a
CO2的平衡转化率越高,则图乙表示CO2的平衡转化率
0.1(a
2
10(12)。同温同压下,再向该容器中
随温度的变化关系。由反应I可知,该反应为气体分子
注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应工的化学平衡将向着
数减小的反应,压强越大,CO2的平衡转化率越高,故压
分子数增大的方向移动,即逆向移动。平衡时,TAME的
强由大到小的顺序是p1>2>3。因反应Ⅲ为吸热反
应,温度较高时,以反应Ⅲ为主,而反应Ⅲ是反应前后气
转化率变大,但是平衡常数不变,A与CHOH物质的量浓
体分子数不变的反应,则CO2的平衡转化率几乎不再受
度之比不变,c(A):c(CHOH=0.1a:a=1:10。(3)温
压强影响,故T1温度时,三条曲线几乎交于一,点。(4)对
度为353K,反应Ⅲ的平衡常数K8=9.0,”CB
n(A)
=9.0。
比两个竞争反应,反应I为放热反应,反应Ⅲ为吸热反
应,故采用低温有利于反应I的进行,且反应I为气体分
由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知,X
子数减小的反应,故增大压强有利于CO2转化为
代表的平衡浓度高于y,则代表B的变化曲线为X;由曲
CH3OH。故A正确。
线的变化趋势可知,100s以后各组分的浓度仍在变化,t
山东模拟专练
考点闯关
温度对2的影响大,升高温度2增加的多,1/k2减小,B
日BD解标平衡常数K2:K1=cM)XcX(S)]
正确;M是催化剂,反应前后不变,改变催化剂的量,对平
c(H2)XcXM(S)]
衡转化率无影响,C错误;反应XM(R)一XM(S)中,反
c(M)Xc[XH2(R)]_c[XH (S)]Xc[XM(R)]
应物和生成物都没有H2,增加氢气的量,对平衡无影响,
c(H2)Xc[XM(R)]c[XM(S)]Xc[XH2(R)]
提高H2的压强,平衡时,n[XH2(R)]/n[XH2(S)]不变,D
1
0,A错误;升高温度,1、k2均增大,反应2的活化能大,
正确。
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