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    2021年高考化学一轮复习讲义 第7章 专项提能特训15 多平衡体系的综合分析
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    2021年高考化学一轮复习讲义 第7章 专项提能特训15 多平衡体系的综合分析

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    专项提能特训15 多平衡体系的综合分析

    1CO常用于工业冶炼金属在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg 与温度(t)的关系曲线如图下列说法正确的是(  )

    A通过增高反应炉的高度延长矿石和CO接触的时间能减少尾气中CO的含量

    BCO不适宜用于工业冶炼金属Cr

    CCO还原PbO2的反应ΔH0

    D工业冶炼金属Cu高温有利于提高CO的转化率

    答案 B

    解析 A项,增高反应炉的高度,增大CO与铁矿石的接触时间,不能影响平衡移动,CO的利用率不变,错误;B项,由图像可知用CO冶炼金属铬时,lg 一直很大,说明CO转化率很低,不适宜,正确;C项,由图像可知CO还原PbO2的温度越高lg 越大,说明CO转化率越低,平衡逆向移动,故ΔH0,错误;D项,由图像可知用CO冶炼金属铜时,温度越高lg 越大,故CO转化率越低,错误。

    21 mol N2O5置于2 L密闭容器中在一定温度下发生下列反应2N2O5(g)2N2O4(g)O2(g)N2O4(g)2NO2(g)达到平衡时c(O2)0.2 mol·L1c(NO2)0.6 mol·L1则此温度下反应的平衡常数为(  )

    A3.2  B0.2  C.  D.

    答案 B

    解析 N2O5分解得到N2O4部分转化为NO2(g),平衡时c(O2)0.2 mol·L1c(NO2)0.6 mol·

    L1,则平衡时c(N2O4)2c(O2)c(NO2)0.2 mol·L1×2×0.6 mol·L10.1 mol·L1,平衡时c(N2O5)2c(O2)0.5 mol·L10.2 mol·L1×20.1 mol·L1,故反应的平衡常数K0.2

    3(2019·原创)甲烷制取氢气的反应方程式为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)在三个容积均为1 L的恒温恒容密闭容器中按表中起始数据投料(忽略副反应)甲烷的平衡转化率与温度压强的关系如下图所示

    容器

    起始物质的量/mol

    CH4的平衡转化率

    CH4

    H2O

    CO

    H2

    0.1

    0.1

    0

    0

    50%

    0.1

    0.1

    0.1

    0.3

    /

    0

    0.1

    0.2

    0.6

    /

     

    下列说法正确的是(  )

    A起始时容器中甲烷的正反应速率大于甲烷的逆反应速率

    B该反应为吸热反应压强p2p1

    C达到平衡时容器CO的物质的量满足n(CO)n(CO)

    D达到平衡时容器中总压强pp

    答案 B

    解析 A项,根据容器中反应数据计算平衡常数K0.067 5,依据容器中起始物质的量可以计算出浓度商Q0.27>K,所以起始时,容器中甲烷的正反应速率小于甲烷的逆反应速率;B项,随着温度升高甲烷的平衡转化率增大,说明升温使平衡右移,正反应为吸热反应;由于正反应是气体体积增大的反应,加压使平衡左移,所以p2>p1C项,根据勒夏特列原理和等效平衡模型分析,中起始物质的量相当于两份中起始物质的量合并压缩,虽然平衡逆向移动,但最终平衡时一氧化碳的物质的量仍比多;D项,中相当于在中达到平衡后,又加入了0.1 mol H2O(g),平衡正向移动,气体的总物质的量增大,所以平衡后总压强一定会比中大。

    42NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程如下

    反应2NO(g)N2O2(g)() ΔH1<0

    v1k1·c2(NO)v1k1·c(N2O2)

    反应N2O2(g)O2(g)2NO2(g)() ΔH2<0 v2k2·c(N2O2)·c(O2)v2k2·c2(NO2)

    (1)一定条件下反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态平衡常数K__________(用含k1k1k2k2的代数式表示)反应的活化能E____________(>”“<)反应的活化能E

    (2)已知反应速率常数k随温度升高而增大则升高温度后k2增大的倍数__________(大于”“小于等于)k2增大的倍数

    答案 (1) < (2)小于

    解析 (1)由反应达平衡状态,所以v1v1v2v2,所以v1·v2v1·v2,即k1·c2(NO)·k2·c(N2O2)·c(O2)k1·c(N2O2)·k2·c2(NO2),则有:K;因为决定2NO(g)O2(g)2NO2(g)速率的是反应,所以反应的活化能E远小于反应的活化能E

    (2)反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)为放热反应,温度升高,反应的平衡均逆向移动,由于反应的速率大,导致c(N2O2)减小且其程度大于k2c(O2)增大的程度,即k随温度升高而增大,则升高温度后k2增大的倍数小于k2增大的倍数。

    5[2019·天津,7(5)]1 L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体t 时发生如下反应

    PH4I(s)PH3(g)HI(g) 

    4PH3(g)P4(g)6H2(g) 

    2HI(g)H2(g)I2(g) 

    达平衡时体系中n(HI)b moln(I2)c moln(H2)d molt 时反应的平衡常数K值为________(用字母表示)

    答案 (b)b

    解析 反应生成的n(HI)=体系中n(HI)2×体系中n(I2)(b2c) mol,反应中生成的n(H2)=体系中n(H2)-反应中生成的n(H2)(dc) mol,体系中n(PH3)=反应生成的n(PH3)-反应中转化的n(PH3)[b2c(dc)] mol(b) mol,反应的平衡常数Kc(PH3)·c(HI)(b)b

    6氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应

    4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) 

    4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g) ΔH<0 

    为分析某催化剂对该反应的选择性1 L密闭容器中充入1 mol NH32 mol O2测得有关物质的物质的量与温度的关系如图所示

    (1)该催化剂在低温时选择反应________(“Ⅰ”“Ⅱ”)

    (2)520 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)的平衡常数K________(不要求得出计算结果只需列出数字计算式)

    (3)C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因是___________________________

    ________________________________________________________________________

    答案 (1) (2) (3)该反应为放热反应当温度升高平衡向左(逆反应方向)移动

    解析 (1)由图示可知低温时,容器中主要产物为N2,则该催化剂在低温时选择反应

    (2)两个反应同时进行

    反应     4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)

    变化物质的量  0.2   0.25   0.2   0.3

    浓度(mol·L1)

    反应                  4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)

    变化物质的量浓度mol·L1   0.4      0.3    0.2    0.6

    平衡物质的量浓度mol·L10.4     1.45   0.2    0.9

    520 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)的平衡常数K

    (3)已知4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) ΔH<0,正反应是放热反应,当反应达到平衡后,温度升高,平衡向左(逆反应方向)移动,导致NO的物质的量逐渐减小,即C点比B点所产生的NO的物质的量少。

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