高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3化学平衡3化学平衡常数真题导思含解析 人教版选修4

高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3化学平衡3化学平衡常数真题导思含解析 人教版选修4

化学平衡常数 ‎1．(2017年高考·天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 解析：A错：增加c(CO)，平衡正向移动，温度不变，反应的平衡常数不变；B对：第一阶段，生成的Ni(CO)4是气态，应选择高于其沸点的反应温度，故选50 ℃；C错：230 ℃时，化学平衡常数K＝2×10－5，有利于反应逆向进行，Ni(CO)4分解率较高；D错：反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)。‎ 答案：B ‎2．(2018年高考·课标全国卷Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：‎ ‎(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为____________。‎ ‎(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：‎ t/min ‎0‎ ‎40‎ ‎80‎ ‎160‎ ‎260‎ ‎1 300‎ ‎1 700‎ ‎∞‎ p/kPa ‎35.8‎ ‎40.3‎ ‎42.5‎ ‎45.9‎ ‎49.2‎ ‎61.2‎ ‎62.3‎ ‎63.1‎ 3‎ ‎①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)‎ ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1‎ ‎2NO2(g) N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1‎ 则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min时，测得体系中pO2＝2.9 kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。‎ ‎③若提高反应温度至35 ℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。‎ ‎(3)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：‎ 第一步　N2O5 NO2＋NO3快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应 第三步　NO＋NO3―→2NO2快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。‎ A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)‎ B．反应的中间产物只有NO3‎ C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 解析：本题考查氧化还原反应、反应热的计算、化学反应速率、化学平衡及化学平衡常数的计算。‎ ‎(1)氯气具有强氧化性，氮元素化合价不变，Ag应以AgCl形式存在，则被氧化的是氧元素，对应的氧化产物为O2，反应的化学方程式为4AgNO3＋2Cl2===4AgCl＋2N2O5＋O2。‎ ‎(2)①2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1　a ‎2NO2(g) N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1b 3‎ 根据盖斯定律，由－b可得：N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋53.1 kJ·mol－1。‎ ‎②由2N2O5(g)～O2(g)可知，pO2＝2.9 kPa时N2O5分压减小5.8 kPa，此时pN2O5＝(35.8－5.8)kPa＝30.0 kPa。v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)＝2×10－3×30(kPa·min－1)＝6.0×10－2kPa·min－1。‎ ‎④t＝∞时，N2O5完全分解。‎ ‎2N2O5===2N2O4　＋　O2‎ ‎2 2 1‎ ‎35．8 kPa pN2O4 pO2‎ pN2O4＝35.8 kPa　pO2＝17.9 kPa 设达平衡时，N2O4分压减小了x kPa。‎ ‎　　　　　　　　　N2O4　 2NO2‎ 开始分压/kPa 35.8 0‎ 变化分压/kPa x 2x 平衡分压/kPa 35.8－x 2x ‎(35.8－x)kPa＋2x kPa＋17.9 kPa＝63.1 kPa，解得x＝9.4，则平衡时pN2O4＝26.4 kPa，pNO2＝18.8 kPa，K＝kPa≈13.4 kPa。‎ ‎(3)第一步反应为快反应，其逆反应的速率也比第二步反应的速率快，A正确；从反应方程式看，中间产物有NO3、NO，B错误；由于第二步反应是慢反应，说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；第三步是快反应，故其活化能应较低，D错误。‎ 答案：(1)O2‎ ‎(2)①＋53.1　②30.0　6.0×10－2　③大于　温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高　④13.4‎ ‎(3)AC 3‎