专题五　主观题突破　5.平衡常数(或速率常数)与数学对数的融合应用 2024年高考化学二轮复习课件+讲义

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1.[2021·全国乙卷，28(3)]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。McMrris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)　Kp12NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2，反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
结合图可知，温度越高， 越小，lg Kp2越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH大于0。
②反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝__________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”), 写出推理过程：________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
由图可知：lg Kp2(T′)－lg Kp2(T)>
|lg Kp1(T′)－lg Kp1(T)|＝lg Kp1(T)－lg Kp1(T′)，则：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0
Ⅰ.2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)Kp1Ⅱ.2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2Ⅰ＋Ⅱ得2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)，则2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝Kp1·Kp2。
2.[2021·广东，19(4)]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(a)CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1(b)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2(c)CH4(g) C(s)＋2H2(g)　ΔH3(d)2CO(g) CO2(g)＋C(s)　ΔH4(e)CO(g)＋H2(g) H2O(g)＋C(s)　ΔH5
设 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0 ＝100 kPa)。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_____(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为 ＝__________。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶ n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。
3.[2021·山东，20(1)(2)]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：(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是________________(用系统命名法命名)； 的数值范围是____(填标号)。A.<－1 B.－1～0C.0～1 D.>1
由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即ΔH1＜0、ΔH2＜0、ΔH3＜0，因此，B的总能量低于A的总能量，能量越低越稳定，A
和B中相对稳定的是B，其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，Ⅰ－Ⅱ＝Ⅲ，则ΔH1－ΔH2＝ΔH3＜0，因此ΔH1＜ΔH2，由于放热反应的ΔH越小，其绝对值越大，则 的数值范围是大于1。
(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，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)＝________。
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 ＝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
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。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH物质的量浓度之比不变，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。
1.乙苯脱氢反应为 (g) (g)＋H2(g)　ΔH＞0。其速率方程式为v正＝k正·p乙苯，v逆＝k逆·p苯乙烯·p氢气(k正、k逆为速率常数，只与温度有
2.T ℃时，2NO2(g) N2O4(g)，该反应正、逆反应速率与浓度的关系为v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c(N2O4)(k正、k逆为速率常数)。(1)图中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是______(填“m”或“n”)。
v正＝k正c2(NO2)，则lg v正＝lg k正＋2lg c(NO2)，v逆＝k逆·c(N2O4)，则lg v逆＝lg k逆＋lg c(N2O4)，lg v逆～lg c(N2O4)的线斜率较小，则图中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是n。
(2)T ℃时，向刚性容器中充入一定量NO2气体，平衡后测得c(N2O4)为1.0 ml·L－1，则平衡时，v正＝______(用含a的表达式表示)。
图中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是n，则lg k逆＝a，k逆＝10a，lg k正＝a＋2，k正＝10a＋2，反应达平衡时，v逆＝v正，即k正·c2(NO2)＝k逆·
时，向刚性容器中充入x ml·L－1 NO2，平衡后测得c(N2O4)为1.0 ml·L－1，列出三段式：　　　　　　 2NO2(g) N2O4(g)起始/(ml·L－1) x 0转化/(ml·L－1) 2 1.0平衡/(ml·L－1) x－2 1.0
(3)T ℃时，向2 L的容器中充入5 ml N2O4气体和1 ml NO2气体，此时v正____(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。
3.我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp：ⅰ.3N2H4(l)===4NH3(g)＋N2(g)　ΔH1　Kp1ⅱ.4NH3(g)===2N2(g)＋6H2(g)　ΔH2　Kp2绘制pKp1－T和pKp2－T的线性关系如图所示(已知：pKp＝－lg Kp)：(1)由图可知，ΔH1______(填“＞”或“＜”)0。
由图可知，Kp1随着温度的升高而减小，则平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH1<0。
(2)反应3N2H4(l)===3N2(g)＋6H2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH____(填“＞”或“＜”)0，写出推理过程：______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
设T2>T1，由图可知：pKp1(T2)－pKp1(T1)>∣pKp2(T2)－pKp2(T1)∣，则
pKp1(T2)－pKp1(T1)> pKp2(T1)－pKp2(T2)，pKp1(T2)＋pKp2(T2)>pKp1(T1)＋pKp2(T1)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]，即K(T1)>K(T2)，因此该反应正反应为放热反应
由盖斯定律可知，ⅰ＋ⅱ得反应3N2H4(l)===3N2(g)＋6H2(g)，则该反应的K＝Kp1·Kp2。
4.(2023·山东济宁高三一模)2022年12月中央经济工作会议强调，“加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。CO2甲烷化是目前研究的热点方向之一，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下：反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0在体积相等的多个恒容密闭容器中。分别充入1 ml CO2和4 ml H2发生上述反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)，在不同温度下反应相同时间，测得lg k、H2转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为v正＝k正·c(CO2)·c4(H2)，v逆＝k逆·c(CH4)·c2(H2O)，其中k正、k逆为速率常数，只受温度影响。
图中信息可知，代表lg k正曲线的是______(填“MH”或“NG”)，反应Ⅰ活化能Ea(正)____(填“>”或“＜”)Ea(逆)；c点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系__________(用含v正、v逆的代数式表示)，T3 K下反应达到平衡，体系压强为p，则Kp＝_______。
图中信息可知，温度越高， 越小，MH和NG是lg k与温度关系曲线，abc是H2转化率与温度关系曲线， 从后往前看，温度升高，从b到a氢气转
化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，即lg k逆大于lg k正，则代表lg k正曲线的是NG；该反应是放热反应，反应Ⅰ活化能Ea(正)＜Ea(逆)；
　 　 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)开始/ml 1 4 0 0转化/ml 0.4 1.6 0.4 0.8平衡/ml 0.6 2.4 0.4 0.8