新高考化学一轮复习讲义 第7章 专项特训3　多平衡体系的综合分析

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要正确理解基础，不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习，基础就是像盖房子一样，需要着力做好两件大事：一是夯实地基，二是打好框架。
2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。
一轮复习，要以教材为本，全面细致的回顾课本知识，让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点，先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理，对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。
3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。
落实学生解题的三重境界：一是“解”，解决当前问题。二是“思”，总结解题经验和方法。三是“归”，回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字：慢（审题），快（书写），全（要点全面，答题步骤规范）。
4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。
高三复习要突出重点，切忌主次不分，无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情，讲难点、重点、易混点、薄弱点；讲思路、技巧、规范；讲到关键处，讲到点子上，讲到学生心里去。
专项特训3 多平衡体系的综合分析
1．相同温度下，分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g) 2XY3(g) ΔH＝－a kJ·ml－1，实验测得反应的有关数据如下表。
下列叙述正确的是( )
A．对于上述反应，①②中反应的平衡常数K不同
B．①中：从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)＝0.1 ml·L－1·min－1
C．②中：X2的平衡转化率小于10%
D．b>0.1a
答案 D
解析 ①②中反应温度相同，平衡常数K相同，A项错误；①中反应放热0.1a kJ，说明10 min内X2反应了0.1 ml，物质的量浓度改变量为0.1 ml·L－1，所以其平均速率为v(X2)＝
0.01 ml·L－1·min－1，B项错误；据容器①中数据，可算出X2的平衡转化率为10%，容器②是恒温恒压，容器①是恒温恒容，容器②相当于在容器①的基础上加压，平衡右移，所以X2的转化率大于10%，容器②放出的热量比容器①多，C项错误、D项正确。
2．(2021·邢台模拟)T ℃时，在3 L的密闭容器中充入4 ml光气(COCl2)，发生反应：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，同时还发生反应：2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 ml和1 ml，则该温度下CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)的平衡常数K为( )
A.eq \f(1,9) B．2 C.eq \f(1,3) D.eq \f(1,2)
答案 D
解析 设消耗COCl2(g)的物质的量为x，
COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)
起始/ml 4 0 0
变化/ml x x x
平衡/ml 4－x x x
2CO(g)2C(s)＋O2(g)，
起始/ml x 0 0
变化/ml 1 1 0.5
平衡/ml 2 1 0.5
则x＝3 ml，
则平衡浓度：COCl2(g)为eq \f(1,3) ml·L－1，Cl2(g)为1 ml·L－1，CO(g)为eq \f(2,3) ml·L－1，则该温度下，Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的平衡常数K＝eq \f(\f(1,3),1×\f(2,3))＝eq \f(1,2)。
3．CO2催化重整CH4的反应：(Ⅰ)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1，主要副反应：(Ⅱ)H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0，(Ⅲ)4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH3t2。(2)t3℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝eq \f(pC2H2·p3H2,p2CH4)＝eq \f(10－1.3×1043,1032) Pa2＝104.7 Pa2。
5．有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。
某温度下，N2O5 气体在一体积固定的密闭容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应) ΔH＜0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应) ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示：
(1)图中表示O2压强变化的曲线是___________________(填“甲”或“乙”)。
(2)已知N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1，t＝10 h时，p(N2O5)＝________________________________________________________________________ kPa，
v＝________kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。
(3)该温度下2NO2(g)N2O4 (g)反应的平衡常数Kp＝____________kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
答案 (1)乙 (2)28.20 3.38 (3)0.05
解析 (1)根据题图信息分析，随着反应的进行，氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。
(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa ，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa ，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6)kPa ＝28.20 kPa ，N2O5 分解的反应速率v＝0.12p(N2O5) kPa·h－1＝0.12×28.20 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。
(3)N2O5完全分解时，p(NO2)＝53.8 kPa×2＝107.6 kPa，p(O2)＝eq \f(53.8 kPa,2)＝26.9 kPa。
2NO2(g)  N2O4 (g)
起始分压/kPa 107.6 0
改变分压/kPa 2x x
平衡分压/kPa 107.6－2x x
有107.6－2x＋x＋26.9＝94.7 kPa，解得x＝39.8 kPa，平衡常数Kp＝eq \f(39.8,282) kPa－1≈0.05 kPa－1。
6．[2019·天津，7(5)]在1 L真空密闭容器中加入a ml PH4I固体，t ℃时发生如下反应：
PH4I(s)PH3(g)＋HI(g) ①
4PH3(g)P4(g)＋6H2(g) ②
2HI(g)H2(g)＋I2(g) ③
达平衡时，体系中n(HI)＝b ml，n(I2)＝c ml，n(H2)＝d ml，则t ℃时反应①的平衡常数K值为________(用字母表示)。
答案 (b＋eq \f(8c－2d,3))b
解析 反应①生成的n(HI)＝体系中n(HI)＋2×体系中n(I2)＝(b＋2c) ml，反应②中生成的n(H2)＝体系中n(H2)－反应③中生成的n(H2)＝(d－c) ml，体系中n(PH3)＝反应①生成的n(PH3)－反应②中转化的n(PH3)＝[b＋2c－eq \f(2,3)(d－c)] ml＝(b＋eq \f(8c－2d,3)) ml，反应①的平衡常数K＝c(PH3)·c(HI)＝(b＋eq \f(8c－2d,3))b。
7．容积均为1 L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2 ml的NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g) ΔH”“
解析 (2)到达平衡时，c(NO2)＝0.02 ml·L－1，c(N2O4)＝0.09 ml·L－1，K＝eq \f(0.09,0.022)＝225。
(3)甲为绝热容器，乙为恒温容器，该反应为放热反应，则到达平衡时甲的温度高于乙，故
K甲p乙。
8．[2021·山东，20(2)(3)]2­甲氧基­2­甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 ml TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0(Kx表示以物质的量分数表示的平衡常数)，则平衡体系中B的物质的量为________ml，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________________。
(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353 K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为______(填“X”或“Y”)；t＝100 s时，反应Ⅲ的正反应速率v正______逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。
答案 (2)0.9α eq \f(1－α2,0.1α2) 逆向移动 1∶10
(3)X ＜
解析 (2)向某反应容器中加入1.0 ml TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α，则平衡时n(TAME)＝(1－α) ml，n(A)＋n(B)＝n(CH3OH)＝α ml。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则eq \f(nB,nA)＝9.0，将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9α ml，n(A)＝0.1α ml，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝eq \f(\f(1－α,1＋α),\f(0.1α,1＋α)×\f(α,1＋α))＝eq \f(1－α2,0.1α2)。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。根据反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0可知，平衡时n(A)∶n(B)＝1∶9，反应Ⅰ、Ⅱ生成的n(CH3OH)＝n(A)＋n(B)，所以c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。
(3)温度为353 K，反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，eq \f(nB,nA)＝9.0。由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由曲线的变化趋势可知，100 s以后各组分的浓度仍在变化， t＝100 s时eq \f(cB,cA)＝eq \f(0.112,0.011)≈10.2>9，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆。容器
反应条件
起始物质的量/ml
达到平衡所用时间/min
达到平衡过程中的能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热0.1a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ