2020高考化学二轮复习第1部分专题7化学反应速率和化学平衡教案(含解析)

成氨的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率减小，故a点时反应已达到平衡，b点反应速率慢，且反应没达到平衡，故虽然a、b两点温度相同，但转化率不同。

[答案] (1)M装置中使用了催化剂 (2)M装置中使用了催化剂，a点反应速率快，达到了平衡，b点反应速率慢，没达到平衡

5．在一定条件下，反应：N2O4(g)

2NO2(g)，该反应中N2O4、NO2的消耗速率与自身压

2

强间存在关系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。

k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。在图中标出的点中，能表示反应达到平衡状态的

为________。

1

[解析] 当平衡时，v正＝v逆即v(N2O4)＝v(NO2)，

2121p（NO2）1

所以k1p(N2O4)＝k2p(NO2)，k1＝k2＝k2Kp。

22p（N2O4）2在图中，v(NO2)＝2v(N2O4)时，为平衡状态。 1

[答案] k2Kp B点与D点

26．已知反应CO2(g)＋2H2(g)

CH2O(g)＋H2O(g) ΔH<0。

2

T2 ℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体，容器内气

体压强为1.2 kPa，反应达到平衡时，CH2O的分压与起始

n（H2）

的关系如图所示：

n（CO2）

(1)当

n（H2）

＝2时，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分

n（CO2）

压均增大0.05 kPa，则达到新平衡时，H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)当

n（H2）

＝2.5时，达到平衡状态后，CH2O的分压可能是图象中的________点(填

n（CO2）

“D”“E”或“F”)，原因为

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________。

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[解析] (1)开始时，p(CO2)＝0.4 kPa，平衡时p(CH2O)＝0.24 kPa，p(H2O)＝0.24 kPa，

p(H2)＝0.32 kPa，p(CO2)＝0.16 kPa，Kp＝

0.24×0.24

2；加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压

0.16×0.32

0.29×0.24

均增大0.05 kPa，Q＝2

0.21×0.32

[答案] (1)增大 (2)F 当反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时生成物的百分含量最大，故当

n（H2）

＝2.5时，达到平衡状态后，CH2O体积分数小于C点，故选F

n（CO2）

1

N2(g)＋CO2(g) ΔH<0。 2

7．已知反应：C(s)＋NO2(g)

在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2 ℃，如图所示为不同压强下反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。

(1)请从动力学角度分析，1 050 kPa前，反应中NO2的转化率随着压强增大而增大的原因______________________________；在1 100 kPa时，NO2的体积分数为________。

(2)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在

T2 ℃、1.1×106 Pa时，该反应的化学平衡常数Kp＝________(计算表达式表示)；已知：气体

分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。

[解析] 在1 050 kPa前反应未达到平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高，在1 100 kPa时，NO2的转化率为40%，假设NO2共有1 mol，则

C(s)＋NO2(g)

1

N2(g)＋CO2(g) 2

n(始)/mol 1 0 0

Δn/mol 0.4 0.2 0.4

n(平)/mol 0.6 0.2 0.4 φ(NO2)＝

0.6

×100%＝50%，n(总)＝1.2 mol，进而求出各组分分压，最后求出Kp。 1.2

[答案] (1)1 050 kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，正反应速率加快，NO2转化率提高 50%

0.420.2121（）×（）×1.21.23666

(2)×1.1×10 Pa或×1.1×10 Pa

0.621（）1.24

- 30 -

生产中涉及的图像常见坐标归纳 (1)φ(X)或α(X)—T或P。 (2)φ(X)或α(X)—投料比。 (3)产率—T或P。 (4)产率—T或P—时间。 (5)φ(X)—T—P。 (6)α(X)或产率—T—P。 (7)pX—t(时间)等。

分压平衡常数(Kp)与速率常数(k正、k逆)

(对应学生用书第56页)

■

技

法

透

析

——

技

法

提

能

突

破··························································

1．Kp的两种计算模板 (1)平衡总压为p N2 ＋ 3H2

2NH3

n(平) a b c p(分压)

abc p0 p0 p0

a＋b＋ca＋b＋ca＋b＋c（

c2

p0）

a＋b＋cKp＝。

ab3

（ p0）（ p0）a＋b＋ca＋b＋c(2)刚性容器起始压强为p0，平衡转化率为α 2NO2

N2O4

p(始) p0 0

1

Δp p0α p0α

2

p(平) p0－p0α p0α

12

- 31 -

1p0α2

Kp＝2。

（p0－p0α）2．Kp与k正、k逆的关系 以2NO2

N2O4为例

v（正）＝k正p2（NO2）?

平衡时――→k正p2(NO2)＝ ?

v（逆）＝k逆p（N2O4）?v（正）＝v（逆）

k正p（N2O4）

k逆p(N2O4)―→＝2＝Kp。

k逆p（NO2）

3．[示例]

(2018·全国卷Ⅲ，节选)对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。 (2)在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是______________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有______________________、________________________。

(3)比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝k正xSiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的

[解答思路]

(1)343 K时对应a线。 2SiHCl3(g)

SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)

2

v正

＝________(保留1位小数)。 v逆

c(始) 1 mol·L－1 0 0

Δc 0.22 mol·L 0.11 mol·L 0.11 mol·L

－1

－1

－1

c(平) 0.78 mol·L－1 0.11 mol·L－1 0.11 mol·L－1 α＝K＝

0.22

×100%＝22%， 1

0.11×0.11

≈0.02。 2

0.78

2

2

2

k正0.112

(3)根据题意知：k正xSiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4得，k正×0.78＝k逆×0.11，＝k逆0.782

≈0.02

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