2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练37 化学平衡常数及转化率（含解析）

这是一份2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练37 化学平衡常数及转化率（含解析），共16页。试卷主要包含了含磷化合物在生命体中有重要意义，6 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·广东广州二模)反应N(aq)+P(aq)Q(aq),正反应速率可表示为v(正)=k正·c(N)·c(P),逆反应速率可表示为v(逆)=k逆·c(Q),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,只与温度有关,反应的ln k与1T关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.升高温度,v(正)减小、v(逆)增大
C.达到平衡时,k正k逆=c(N)·c(P)c(Q)
D.平衡后加水稀释,达到新平衡后n(Q)减小
2.(6分)(2025·广东湛江一模节选)含磷化合物在生命体中有重要意义。白磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物PCl3和PCl5。
已知:ⅰ.P4(s)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH1=-1 148 kJ·ml-1
ⅱ.P4(s)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH2=-1 499.6 kJ·ml-1
(1)则ⅲ.PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH= 。
(2)实验测得PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)的速率方程为v(正)=k正·c(PCl3)·c(Cl2),v(逆)=k逆·c(PCl5),速率常数k(只与温度、催化剂有关)与活化能的经验关系式为Rln k=-EaT(R为常数,Ea为活化能,T为温度)。
①一定温度下,向密闭容器中充入适量PCl3(g)和Cl2(g),实验测得在催化剂Cat1、Cat2下Rln k与1T的关系如图所示,下列说法正确的是 (填字母)。
A.随温度升高,该反应的速率常数k减小
B.催化剂Cat1的催化效率更高
C.该反应的平衡常数K=k正k逆
D.加入催化剂,反应活化能Ea不变
②一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 ml PCl3(g)和2 ml Cl2(g),发生反应ⅲ,5 min时反应达到平衡,容器中PCl5(g)的物质的量为0.5 ml,Cl2(g)的平均反应速率为 。若此时向该容器中再充入2 ml PCl5(g),当反应再次达到平衡,容器中PCl5(g)的浓度 (填“>”“αⅡ>αⅠ
C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小
D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间:tⅢ>tⅡ>tⅠ
(2)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
研究小组配制了L起始浓度c0(L)=0.02 ml·L-1、M与L起始浓度比c0(M)c0(L)不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“ 0.44
解析:(1)根据盖斯定律,ⅱ×14-ⅰ×14=ⅲ,故反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH=14(ΔH2-ΔH1)=1 148 kJ·ml-1-1 499.6 kJ·ml-14=-87.9 kJ·ml-1。
(2)①温度升高正、逆反应速率均增大,速率常数k增大,A错误;由图可知,催化剂Cat1斜率较小,即改变相同温度,Rln k变化值较小,则活化能E较小,催化剂Cat1的催化效率更高,B正确;平衡时v(正)=k正c(PCl3)·c(Cl2)=v(逆)=k逆c(PCl5),由平衡常数K=c(PCl5)c(PCl3)·c(Cl2)可知K=k正k逆,C正确;催化剂通过改变反应历程,从而改变反应所需的活化能,D错误。
②由三段式:
PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g)
起始/ml220
转化/ml0.50.50.5
平衡/ml1.51.50.5
则Cl2的平均反应速率为v(Cl2)=0.5ml5min×2 L=0.05 ml·L-1·min-1;该反应为气体分子数目减少的反应,平衡后再充入2 ml PCl5(g),相当于初始投入4 ml PCl3(g)和4 ml Cl2(g),压强增大平衡正向移动,平衡时PCl5浓度大于2倍的充入前PCl5浓度,即c(PCl5)>0.5 ml·L-1,该反应平衡常数K=c(PCl5)c(PCl3)·c(Cl2)=×1.52=49≈0.44。
3.D 解析:曲线Ⅰ和曲线Ⅱ平衡时S分压相等,曲线Ⅱ压强变化比较快,可知曲线Ⅱ可能是使用了催化剂,故A正确;T ℃,该反应平衡时S的分压为10 kPa,可知Q的平衡分压为5 kPa,Kp=p2(S)p(Q)=(10 kPa)2×5 kPa=500(kPa)3,故B正确;反应R(s)2S(g)+Q(g),R为固体,S与Q的分压比恒为2∶1,Q的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态,故C正确;T ℃时,M点压缩容器容积,平衡逆向移动,平衡常数K只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,新平衡时c(S)与原浓度相等,故D错误。
4.答案:(1)①sp2 ②(a-b)kJ·ml-1
(2)①0.031 ②D
③
解析:(1)①SO2中心原子为S,价层电子对数为2+6-2×22=3,杂化方式为sp2;②反应热ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=(a-b)kJ·ml-1。
(2)①M点时,SO2(g)和Cl2(g)的投料比为1.0,Δp=72 kPa,起始压强为240 kPa,p(SO2)=p(Cl2)=120 kPa,设SO2(g)变化量为x kPa,列出三段式:
SO2(g) + Cl2(g) SO2Cl2(g)
起始/kPa1201200
变化/kPaxxx
平衡/kPa120-x120-xx
Δp=[240-(120-x+120-x+x)]kPa=72,x=72,p(SO2)=p(Cl2)=48 kPa,p(SO2Cl2)=72 kPa,Kp=p(SO2Cl2)p(SO2)·p(Cl2)=7248×48≈0.031;②根据“等效平衡”原理,该反应中SO2和Cl2的化学计量数之比为1∶1,则SO2和Cl2的进料比互为倒数(如2与0.5)时,Δp相等,所以曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的曲线是D;③反应SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔHαⅡ>αⅠ,B正确;观察图像可知,三组实验反应速率都是前期速率增加,后期速率减小,C错误;硝酸的浓度越高,反应速率越快,体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短,故tⅢ