回答下列问题
(1)已知合成氨反应:N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH=-46.2 kJ·mol-1,标准平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强,p(NH3)、p(N2)、p(H2)为各组分的平衡分压,如p(NH3)=x(NH3)p,p为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。若往一密闭容器中加入的N2、H2起始物质的量之比为1∶3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则Kθ=___________ (用含w的最简式表示)。
(2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入2 mol CH4、2 mol CO2,控制适当条件使其发生反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1,测出CH4的某个平衡物理量X随着温度、压强的变化如图所示
①X___________ (填“能”或“不能”)表示平衡体系中CH4的体积分数;p1、p2的大小关系为___________ ,b点浓度商Qc与对应温度下的平衡常数K相比,较大的是___________
②若容器容积为2 L,a点时c(CH4)=0.4 mol·L-1,则相应温度下的平衡常数K=___________
(1)已知合成氨反应:N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH=-46.2 kJ·mol-1,标准平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强,p(NH3)、p(N2)、p(H2)为各组分的平衡分压,如p(NH3)=x(NH3)p,p为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。若往一密闭容器中加入的N2、H2起始物质的量之比为1∶3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则Kθ=
(2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入2 mol CH4、2 mol CO2,控制适当条件使其发生反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1,测出CH4的某个平衡物理量X随着温度、压强的变化如图所示
①X
②若容器容积为2 L,a点时c(CH4)=0.4 mol·L-1,则相应温度下的平衡常数K=
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(已下线)题型二 反应速率及速率常数的计算-备战2024年高考化学答题技巧与模板构建(已下线)02 常考题空2 有关反应速率、转化率、速率常数的计算 (解析)-备战2023年高考化学大题逐空突破系列(全国通用)
更新时间:2023-05-06 18:53:45
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【推荐1】现有反应mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则
(1)该反应的逆反应是________ 热反应,且m+n______ (填“>”“<”或“=”)p。
(2)减压时,A的质量分数________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率________ ,B的转化率________ 。
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比将________ 。
(1)该反应的逆反应是
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【推荐2】Cu的化合物在生活及科研中有重要作用,不同反应可制得不同状态的Cu2O
(1)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
①在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。当收集的N2体积为3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为________ ;
②一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.20 mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ;测得20 min时O2的物质的量为0.0016 mol,则前20 min的反应速率v(H2O)=_________________ ;该温度下,反应的平衡常数表达式K=_________________ ;下图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为______ ,t2时改变的条件可能为______________ ;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为________________ ;
(2)已知:ΔH=-293kJ·mol-1
ΔH=-221kJ·mol-1
请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式________ ;
(3)用电解法也可制备Cu2O。原理如右上图所示,则阳极电极反应可以表示为________ 。
(1)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
①在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。当收集的N2体积为3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为
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【推荐3】某学习小组研究可逆反应 ,请回答下列问题。
(1)将一定量的NO2和N2O4混合气体充入恒容密闭容器中,反应一段时间,能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
(2)将玻璃球分别浸泡在甲、乙两个烧杯中,向甲中加入NH4NO3晶体,此烧杯中NO2球的红棕色变浅,说明平衡向_______ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,所以NH4NO3晶体溶于水是_______ (填“放热”或“吸热”)过程。
(3)将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。
①b点的操作是_______ 注射器(填“压缩”或“拉伸”)。
②c点与a点相比,c(NO2)_______ ,c(N2O4)_______ (填“增大”或“减小”)。
③若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则温度Tb_______ Tc(填“>”、“<”或“=”)。
(1)将一定量的NO2和N2O4混合气体充入恒容密闭容器中,反应一段时间,能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.容器内气体颜色保持不变 |
B.单位时间内消耗2n mol NO2,同时生成n mol N2O4 |
C.容器内气体的压强不随时间变化 |
D.容器内气体质量不随时间变化 |
(3)将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。
①b点的操作是
②c点与a点相比,c(NO2)
③若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则温度Tb
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【推荐1】甲烷氯化的过程中会产生副产物,利用以下反应可以实现的循环利用。分别将和充入两个体积相同的恒容密闭容器中,分别在和温度下进行反应,测得容器内总压强与反应时间的变化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应的速率方程(k为速率常数),下列说法正确的是_______(填标号)。
(2)T1_______ T2(填“>”或“<”);T1、T2时,的平衡转化率分别为_______ 、_______ 。该反应的_______ 0(填“>”或“<”)。
(3)T2时,反应的_______ (为以物质的量分数表示的平衡常数)。
回答下列问题:
(1)该反应的速率方程(k为速率常数),下列说法正确的是_______(填标号)。
A.使用催化剂,k不变 |
B.温度升高,k增大 |
C.平衡后分离出水蒸气,k变小 |
D.平衡后再充入和,两种反物的转化率都增大 |
(3)T2时,反应的
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解题方法
【推荐2】工业上可利用CO2来制备清洁液体颜料甲醇,有关化学反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=﹣49.6kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ•mol-1
(1)反应Ⅰ在___ (填“低温”或“高温”)下可自发反应。
(2)有利于提高上述反应甲醇平衡产率的条件是___ 。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)在Cu﹣ZnO/ZrO2催化下,CO2和H2混合气体,体积比1:3,总物质的量amol进行反应,测得CO2转化率、CH3OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示(选择性:转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比)。
①下列说法正确的是___ 。
A.压强可影响产物的选择性
B.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减小
C.由图1可知,反应的最佳温度为220℃左右
D.及时分离出甲醇和水以及使氢气和二氧化碳循环使用,可提高原料利用率
②250℃时,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,平衡时容器体积为VL,CO2转化率为25%,CH3OH和CO选择性均为50%,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数为___ 。
③分析图2中CO选择性下降的原因___ 。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=﹣49.6kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ•mol-1
(1)反应Ⅰ在
(2)有利于提高上述反应甲醇平衡产率的条件是
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)在Cu﹣ZnO/ZrO2催化下,CO2和H2混合气体,体积比1:3,总物质的量amol进行反应,测得CO2转化率、CH3OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示(选择性:转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比)。
①下列说法正确的是
A.压强可影响产物的选择性
B.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减小
C.由图1可知,反应的最佳温度为220℃左右
D.及时分离出甲醇和水以及使氢气和二氧化碳循环使用,可提高原料利用率
②250℃时,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,平衡时容器体积为VL,CO2转化率为25%,CH3OH和CO选择性均为50%,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数为
③分析图2中CO选择性下降的原因
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【推荐3】工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表:
(1)用H2表示前2 h 的平均反应速率v(H2)=__________________________ ;
(2)该温度下,CO2的平衡转化率为________ 。
(3)在温度为T,压强为P的条件下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3 通入一恒压密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=________ (用含P的表达式表示,其中用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的ΔH________ 0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为________ 。
③为提高H2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是______________ 。(答出一条即可)
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.90 | 0.85 | 0.83 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
(2)该温度下,CO2的平衡转化率为
(3)在温度为T,压强为P的条件下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3 通入一恒压密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的ΔH
②曲线c表示的物质为
③为提高H2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是
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解题方法
【推荐1】CO还原脱硝技术可有效降低烟气中的NOx的排放量。
(1)汽车在行驶过程中会产生有害气体CO、NO,在催化剂作用下发生如下脱硝反应:,该反应平衡常数的表达式K=______________ ,在570 K时,K值极大,为1×1059,但汽车上仍需装备尾气处理装置,其可能原因是________________ 。
(2)以Mn3O4为脱硝反应的催化剂,研究者提出如下反应历程,将历程补充完整。
第一步:___________________________________ ;
第二步:
(3)T℃、2L密闭容器中,充入各1mol的CO和NO混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0 时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如下图所示:
①比较大小:a处v正______ b处v逆(填“>”、“<”或“=”)
②若t0 =10min,反应从开始到达平衡CO气体的平均反应速率v( CO) =_____ 。
③NO的平衡转化率为______ ,T℃时反应的化学平衡常数K=_________ 。
④T℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(CO)=0.2mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,则此时该反应_______ 进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
(1)汽车在行驶过程中会产生有害气体CO、NO,在催化剂作用下发生如下脱硝反应:,该反应平衡常数的表达式K=
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第一步:
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(3)T℃、2L密闭容器中,充入各1mol的CO和NO混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0 时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如下图所示:
①比较大小:a处v正
②若t0 =10min,反应从开始到达平衡CO气体的平均反应速率v( CO) =
③NO的平衡转化率为
④T℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(CO)=0.2mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,则此时该反应
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解题方法
【推荐2】(1)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应______ 热
m+n______ p+q
(2)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应______ 热 m+n_____ p+q
正反应__ 热 m+n__ p+q
(3)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应_______ 热
正反应_______ 热
正反应_______ 热
m+n_______ p+q
(4)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)有如图所示的关系,则:
a:P1______ P2;T1_____ T2;
b:m+n______ p;
c:该反应正反应为______ 反应
正反应
m+n
(2)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应
正反应
(3)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应
正反应
正反应
m+n
(4)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)有如图所示的关系,则:
a:P1
b:m+n
c:该反应正反应为
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