20xx屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)和分壓平衡常數(shù)學(xué)案-資料下載頁
2025-04-05 06:04本頁面
【正文】 化工原料，可通過下列反應(yīng)合成：Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2Ⅲ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3回答下列問題(1)反應(yīng)(Ⅰ)的 ΔS________(填“”或“”)0，ΔH1＝________(用ΔHΔH3表示)。(2)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的自然對數(shù)值lnKp(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))與溫度的關(guān)系如圖甲所示①反應(yīng)(Ⅱ)的ΔH________(填“”或“”)0。②480 K時，lnKp(Ⅰ)＋lnKp(Ⅱ)＋lnKp(Ⅲ)＝_______________。③某溫度下， mol mol H2發(fā)生反應(yīng)(Ⅰ)，達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為90%，若平衡時總壓強為5 MPa，則Kp＝________(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓物質(zhì)的量分數(shù))。(3)若用CO和CO2混合氣體合成甲醇，起始時均控制＝，CO的平衡轉(zhuǎn)化率X(CO)與溫度及壓強的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是________(填字母)。A．p1p2p3B．升高溫度，反應(yīng)速率和X(CO)均減小C．起始時若p2＝ MPa， MPaD．其他條件不變，增大，X(CO)增大【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)后氣體分子數(shù)減小，則ΔS0；已知：Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2，Ⅲ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅱ＋Ⅲ可得CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，則反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)熱ΔH1＝ΔH2＋ΔH3；(2)①由圖可知，當(dāng)溫度升高時，lnKp減小，則Kp減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH0；②由于反應(yīng)Ⅰ可以通過反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ相加得到，所以Kp(Ⅰ)＝Kp(Ⅱ)Kp(Ⅲ)，所以lnKp(Ⅰ)＝lnKp(Ⅱ)＋lnKp(Ⅲ)，由圖可知，當(dāng)溫度為480 K時，lnKp(Ⅰ)＝－4，所以lnKp(Ⅰ)＋lnKp(Ⅱ)＋lnKp(Ⅲ)＝－4－4＝－8；③平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為90%，則參與反應(yīng)的n(CO)＝ mol90%＝ mol，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，參與反應(yīng)的n(H2)＝ mol2＝ mol，反應(yīng)生成的n(CH3OH)＝ mol；則反應(yīng)達到平衡時n(CO)＝ mol－ mol＝ mol、n(H2)＝ mol－ mol＝ mol、n(CH3OH)＝ mol；則平衡時CO產(chǎn)生的分壓p(CO)＝5 MPa＝MPa，H2產(chǎn)生的分壓p(H2)＝5 MPa＝MPa，CH3OH產(chǎn)生的分壓p(CH3OH)＝5 MPa＝MPa，因此該反應(yīng)用分壓表示的平衡常數(shù)Kp＝＝＝ (MPa)－2；(3)由于合成甲醇的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，因此增大壓強，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，因此相同溫度下，轉(zhuǎn)化率越大，壓強越大，故p1p2p3，故A錯誤；升高溫度，反應(yīng)速率加快，故B錯誤；由于＝，因此可令n(H2)＝ mol、n(CO＋CO2)＝ mol，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，可得等式＝，即＝，解得p(H2)＝ MPa，故C正確；其他條件不變時，增大，則相當(dāng)于增大c(H2)，平衡正向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故D正確。答案：(1) ΔH2＋ΔH3(2)①?、冢?③(MPa)－2(3)CD
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