2020高考化学二轮复习专题六化学反应速率化学平衡教案

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c6?H2?·c2?CO2?10×4010210

③K==33=2×10,根据图表数据623K时,Kⅰ×Kⅱ≈2×10。

c?CH3OCH3?·c?H2O?10×0.2

④根据反应的化学方程式可知,当生成物二氧化碳的浓度越大时,氢气的产率越高。结合图像知,a、b、c由小到大的顺序为c

(2)①如图所示,相同温度下,水醚比为1时CO体积分数最高。②根据题干信息结合工业生产需要分析得,实际生产中选择反应温度为250℃的原因为相同条件下,温度过高CO体积分数较高,温度过低反应速率较小;选择水醚比为3~6的原因为相同条件下,水醚比<3,CO体积分数过高,水醚比>6,H2含量过低。

6.研究处理NOx、SO2对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:

(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:

①SO2(g)+NH3·H2O(aq)===NH4HSO3(aq) ΔH1=akJ·mol

②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)===(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) ΔH2=bkJ·mol ③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=ckJ·mol

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=________。 (2)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)??N2(g)+CO2(g) ΔH= -34.0kJ·mol,用活性炭对NO进行吸附。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图1所示:

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①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是__________________ __________________________________; 在1100K时,CO2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1050K、1.1×10Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=______(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。 (3)在高效催化剂的作用下,用CH4还原NO2也可消除氮氧化物的污染。在相同条件下,选用

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A、B、C三种不同催化剂进行反应,生成N2的物质的量与时间变化关系如图2所示,其中活化能最小的是________(填字母)。

(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)??N2(g) +2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol。实验测得,v正=k正·c(NO)·c(CO) ,v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。 ②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则

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2

2

2

k正

=________(保留2位有效数字)。 k逆

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答案 (1)(2a+2b+c)kJ·mol (2)①1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大 20% ②4 (3)A (4)①< ②0.25

解析 (1)利用盖斯定律,将①×2+②×2+③可得2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=(2a+2b+c)kJ·mol。(2)①在1050K前反应未达到平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO转化率增大;达到平衡后,升高温度,平衡左移,NO的转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g)??N2(g)+CO2(g),假设加入1molNO,在1100K时,NO的转化率为40%,则Δn(NO)=0.4mol,故n(CO2)=0.2mol,由于反应前后气体的总物质的量不变,故混合气体中CO2的体积分数为

0.2mol

×100%=20%。②根据反应C(s)+1mol

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2NO(g)??N2(g)+CO2(g),假设加入1molNO,在1050K时,α(NO)=80%,平衡时n(NO)=0.2mol,

n(N2)=0.4mol,n(CO2)=0.4mol,各物质的平衡分压p分(NO)=

0.2mol6

×1.1×10Pa,p分(N2)1mol

0.4mol0.4mol0.4mol66

×1.1×10Pa,p分(CO2)=×1.1×10Pa,故反应的化学平衡常数Kp=1mol1mol1mol

0.4mol0.2mol6662

×1.1×10××1.1×10÷(×1.1×10)=4。(3)A反应速率快,先达到平衡,

1mol1mol故活化能最小。(4)①正反应为放热反应,升高温度平衡左移,则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数。②当反应达到平衡时,v正

k正c?N2?·c2?CO2?-1

=v逆,故=2=K,根据化学方程式可知,平衡时c(NO)=c(CO)=0.6mol·L,2k逆c?NO?·c?CO?k正c?N2?·c2?CO2?0.2×0.4220

c(N2)=0.2mol·L,c(CO2)=0.4mol·L,故=2==≈0.25。

k逆c?NO?·c2?CO?0.62×0.6281

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