適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡作業(yè)27化學(xué)平衡的計(jì)算新人教版

作業(yè)27化學(xué)平衡的計(jì)算A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.(2024·浙江嘉興高三統(tǒng)測(cè))恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)N2(g)+3H2(g),測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變更如下表所示,下列說(shuō)法不正確的是()編號(hào)表面積/cm2c(NH3)/(10-3mol·L-1)0min20min40min60min80min①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40③2a2.401.600.800.400.40A.由試驗(yàn)①、③可知催化劑表面積越大,反應(yīng)速率越快,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率不變B.由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知相同條件下,增加氨的濃度,該反應(yīng)速率不愿定增大C.試驗(yàn)①、②達(dá)到平衡后,NH3的體積分?jǐn)?shù)①<②D.試驗(yàn)③達(dá)到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)約為22.7%2.(2024·浙江紹興陽(yáng)明中學(xué)段考)T℃時(shí),向兩個(gè)等容積的恒容密閉容器中,均以n(NO)∶n(H2)=1∶2充入NO與H2,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)1:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)反應(yīng)2:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)甲為絕熱過(guò)程、乙為恒溫過(guò)程,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時(shí)間變更曲線如圖所示,Z點(diǎn)時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為80%。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.曲線Y代表乙容器B.氣體的總物質(zhì)的量:nb>ncC.若乙為恒溫恒壓過(guò)程,則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率小于80%D.曲線Y從起先到Z點(diǎn),用分壓表示的H2消耗速率為0.14kPa·min-13.(教材選擇性必修1其次章其次節(jié)例題改編)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,在716K時(shí)向密閉容器中充入確定量的HI氣體,平衡時(shí)氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)為78%。測(cè)得v正~x(HI)和v逆~x(H2)的關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論不正確的是()A.該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp約為0.02B.增大體系壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動(dòng),平衡常數(shù)Kp不變C.溫度降低,v(正)、v(逆)均減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.溫度上升,反應(yīng)重新達(dá)到平衡時(shí),圖中表示平衡的點(diǎn)可能是A和D4.(2024·浙江寧海知恩中學(xué)段考節(jié)選)利用“合成氣”合成甲醇后,甲醇脫水制得二甲醚的反應(yīng)為2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH,其速率方程式為v(正)=k正·c2(CH3OH),v(逆)=k逆·c(CH3OCH3)·c(H2O),k正、k逆為速率常數(shù)且只與溫度有關(guān)。經(jīng)查閱資料,上述反應(yīng)平衡狀態(tài)下存在計(jì)算式:lnKc=-2.205+2708.6137T(Kc為化學(xué)平衡常數(shù);反應(yīng)達(dá)到平衡后,僅上升溫度,k正增大的倍數(shù)(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。

5.(2024·溫州十校聯(lián)合體聯(lián)考節(jié)選)500℃時(shí),向容積為2L的密閉容器中通入1molN2和3molH2,模擬合成氨的反應(yīng),容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變更如下表所示:時(shí)間/min010203040+∞壓強(qiáng)/MPa20171513.21111(1)達(dá)到平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為。

(2)用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=MPa-2(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù),某氣體的分壓等于總壓×該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

B組綜合提升6.(2024·浙江磐安中學(xué)檢測(cè))在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在確定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測(cè)得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1C.1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64D.壓強(qiáng)為p4時(shí),在y點(diǎn):v(正)>v(逆)7.(2024·浙江衢州一中段考)H2S分解的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH=akJ·mol-1。向容積為1L的恒容密閉容器中加入n(H2S)+n(Ar)=0.1mol的混合氣體(Ar不參加反應(yīng)),測(cè)得不同溫度(T1>T2)時(shí)H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨n(HA.該反應(yīng)的a<0B.平衡常數(shù)K(X)>K(Z)C.平衡常數(shù)K(X)=0.0125D.維持Y點(diǎn)時(shí)n(H2S)不變,向容器中充入Ar氣,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小8.(教材選擇性必修1其次章其次節(jié)練習(xí)與應(yīng)用改編)在某催化劑作用下CO2和H2合成甲醇涉及以下反應(yīng):Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.3kJ·mol-1在恒容密閉容器中,CO2(g)和H2(g)分別投0.8mol·L-1、1.56mol·L-1發(fā)生反應(yīng),平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率及CH3OH和CO的選擇性[n生成(A.同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OH的選擇性應(yīng)選擇在高溫條件下反應(yīng)B.600℃后,上升溫度對(duì)反應(yīng)Ⅰ的影響程度大于反應(yīng)ⅡC.開(kāi)發(fā)低溫時(shí)的高效催化劑,可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.720℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.089.(2024·寧波五校聯(lián)考節(jié)選)對(duì)于基元反應(yīng),如aA+bBcC+dD,反應(yīng)速率v(正)=k正·ca(A)·cb(B),v(逆)=k逆·cc(C)·cd(D),其中k正、k逆是取決于溫度的速率常數(shù)。對(duì)于基元反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在653K時(shí),速率常數(shù)k正=2.6×103L2·mol-2·s-1,k逆=4.1×103L·mol-1·s-1。(1)計(jì)算653K時(shí)的平衡常數(shù)K=L·mol-1。

(2)653K時(shí),若NO的濃度為0.006mol·L-1,O2的濃度為0.290mol·L-1,則正反應(yīng)速率為mol·L-1·s-1。

10.(2024·浙江衢州、麗水、湖州高三一模節(jié)選)合成氨是人工固氮最重要的途徑。合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。請(qǐng)回答:壓強(qiáng)為20MPa下,以x(H2)=0.75、x(N2)=0.25(x代表物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))進(jìn)料,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果如下圖中曲線b所示。(1)若保持壓強(qiáng)不變,以x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.1進(jìn)料,則平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率與溫度的結(jié)果是曲線(填“a”或“c”)。推斷的依據(jù)是

。

(2)若保持壓強(qiáng)不變,當(dāng)平衡時(shí)x(NH3)=0.20,則該溫度下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡常數(shù)Kp=MPa-2(化為最簡(jiǎn)式)。[對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]

作業(yè)27化學(xué)平衡的計(jì)算1.C對(duì)比試驗(yàn)①和試驗(yàn)③,氨氣起始濃度相同,試驗(yàn)③中催化劑表面積是試驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍,試驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài),試驗(yàn)③的反應(yīng)速率大,說(shuō)明相同條件下,增加催化劑的表面積,反應(yīng)速率增大,A正確;試驗(yàn)①、②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變更量都是4.00×10-4mol·L-1,試驗(yàn)①和試驗(yàn)②催化劑表面積相同,試驗(yàn)①中氨氣初始濃度是試驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍,說(shuō)明相同條件下,增加氨氣濃度,反應(yīng)速率并沒(méi)有增大,B正確;反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),恒溫恒容的密閉容器中,①的氨氣起始物質(zhì)濃度更大,相當(dāng)于②達(dá)到平衡后又逆向移動(dòng),導(dǎo)致NH3的體積分?jǐn)?shù)①>②,C錯(cuò)誤;由試驗(yàn)③中數(shù)據(jù)可知,達(dá)平衡時(shí)氨氣反應(yīng)了2mol·L-1,則生成氮?dú)?mol·L-1,生成氫氣3mol·L-1,平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量濃度分?jǐn)?shù),故氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為1mol·L-12.C兩個(gè)反應(yīng)氣體物質(zhì)的量均減小,恒溫恒容條件下,隨反應(yīng)進(jìn)行,壓強(qiáng)減小,故曲線X代表甲容器,曲線Y代表乙容器。依據(jù)曲線X可知,反應(yīng)起先時(shí)壓強(qiáng)增大,反應(yīng)為放熱反應(yīng)。由以上分析可知,A正確;圖中b和c點(diǎn)壓強(qiáng)相等,甲容器為絕熱過(guò)程,乙容器為恒溫過(guò)程,若兩點(diǎn)氣體物質(zhì)的量相等,則甲容器的壓強(qiáng)大于乙容器壓強(qiáng),現(xiàn)壓強(qiáng)相等則說(shuō)明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量比乙容器的小,則氣體的總物質(zhì)的量:nb>nc,B正確;恒溫恒容過(guò)程中,Z點(diǎn)NO的轉(zhuǎn)化率為80%,若乙為恒溫恒壓過(guò)程,相當(dāng)于在恒溫恒容的平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),則平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率大于80%,C錯(cuò)誤;起始投料為n(NO)∶n(H2)=1∶2,起始總壓強(qiáng)為9kPa,則NO為3kPa,H2為6kPa,依據(jù)信息列三段式,2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)初始/kPa 3 6 0 0轉(zhuǎn)化/kPa 2.4 2.4 1.2 2.4Z點(diǎn)/kPa 0.6 3.6-3x 1.2-x 2.4N2(g)+3H2(g)2NH3(g)轉(zhuǎn)化/kPa x 3x 2xZ點(diǎn)/kPa 1.2-x 3.6-3x 2xZ點(diǎn)容器內(nèi)為6.6kPa,則0.6+3.6-3x+1.2-x+2.4+2x=6.6,解得x=0.6,3.6-3x=1.8,則從起先到Z點(diǎn),用分壓表示的H2消耗速率為6kPa-1.8kPa30min=0.3.D平衡時(shí)氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)為78%,則x(H2)=x(I2)=11%,故HI的平衡分壓為0.78p總,H2、I2的平衡分壓為0.11p總,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=p(H2)·p(I2)p2(HI)=0.11p總×04.答案<解析溫度上升,lnKC減小,KC減小,說(shuō)明上升溫度,平衡逆向移動(dòng),故上升溫度,k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)。5.答案(1)90%(2)48解析假設(shè)到平衡時(shí)氮?dú)廪D(zhuǎn)化濃度為xmol·L-1,則有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始濃度/(mol·L-1) 0.5 1.5 0變更濃度/(mol·L-1) x 3x 2x平衡濃度/(mol·L-1) 0.5-x 1.5-3x 2x依據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比分析,有關(guān)系式:0.5-x+1(1)達(dá)到平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為0.45mol(2)用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(0.96.Ap1、p2、p3、p4是四條等壓線,由圖像可知,壓強(qiáng)確定時(shí),溫度越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),壓強(qiáng)越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1,B項(xiàng)正確;壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí),甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)=0.02mol·L-1,c(CO2)=0.02mol·L-1,c(CO)=0.16mol·L-1,c(H2)=0.16mol·L-1,即平衡常數(shù)K=(0.16)2×(0.16)207.C已知T1>T2,n(H2S)n(Ar)確定時(shí),T1溫度下,H22H2S(g)2H2(g)+S2(g)起始濃度(mol·變化濃度(mol·L-1)平衡濃度(mol·L-1)K(X)=c2(H2)8.D依據(jù)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ可知,反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物是CO,且ΔH2>0,溫度上升該平衡正向移動(dòng),從而使CH3OH的產(chǎn)量變少,CO含量增加,故曲線c代表CO的選擇性,曲線a表示CH3OH的選擇性,同時(shí)說(shuō)明ΔH1<0,曲線b表示平衡時(shí)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。提高甲醇的選擇性應(yīng)當(dāng)在低溫條件下且CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升先降低再上升,A錯(cuò)誤;600℃后,上升溫度對(duì)反應(yīng)Ⅰ的影響程度小于反應(yīng)Ⅱ,B錯(cuò)誤;催化劑不影響平衡的移動(dòng),不行以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;720℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的甲醇選擇性是20%,反應(yīng)Ⅱ一氧化碳的選擇性是80%,二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%;反應(yīng)Ⅰ的K=c(CH3OH9.答案(1)2641(2)2.7×10解析(1)653K反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正=k正·c2(NO)·c(O2)=v逆=k逆·c2(NO2),該溫度下的平衡常數(shù)K=c2(NO2)c2(NO)·c(O2)=k正k逆=2641L·mol-1。(2)正反應(yīng)速率v正=k正·c2(NO)·c(O2),將數(shù)據(jù)代入,計(jì)算得到v正=2.6×103×0.006210.答案(1)a相同溫度下,恒壓充入稀有氣體反應(yīng)物分壓減小,平衡逆向移動(dòng)(2)1解析(1)若保持壓強(qiáng)不變,以x(