1、专项提能特训专项提能特训 13多平衡体系的综合分析多平衡体系的综合分析 1相同温度下，分别在起始体积均为 1 L 的两个密闭容器中发生反应：X2(g) 3Y2(g)2XY3(g)Ha kJmol 1，实验测得反应的有关数据如下表。 容器反应条件 起始物质的量/mol 达到平衡所 用时间/min 达到平衡过 程中的能量 变化 X2Y2XY3 恒容13010放热 0.1a kJ 恒压130t放热 b kJ 下列叙述正确的是() A对于上述反应，中反应的平衡常数 K 的数值不同 B中：从开始至 10 min 内的平均反应速率 v(X2)0.1 molL 1min1 C中：X2的平衡转化率小于 10%
2、 Db0.1a 答案D 解析中反应温度相同，平衡常数 K 的数值相同，A 项错误；中反应放热 0.1a kJ，说 明 10 min 内 X2反应了 0.1 mol， 物质的量浓度改变量为 0.1 molL 1， 所以其平均速率为 v(X2) 0.01 molL 1min1，B 项错误；据容器中数据，可算出 X2的平衡转化率为 10%，容器 是恒温恒压，容器是恒温恒容，容器相当于在容器的基础上加压，平衡右移，所以 X2 的转化率大于 10%，容器放出的热量比容器多，C 项错误、D 项正确。 2甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为 Pa)与温度(t，单位为)的关系如图所示。 (1)t1时，
3、向 V L 恒容密闭容器中充入 0.12 mol CH4，只发生反应 2CH4(g)C2H4(g) 2H2(g)，达到平衡时，测得 p(C2H4)p(CH4)。CH4的平衡转化率为_。在上述平衡状 态某一时刻，改变温度至 t2，CH4以 0.01 molL 1s1 的平均速率增多，则 t1_(填 “”“”或“(2)104.7 解析(1)设平衡时甲烷转化 x mol，根据三段式法有： 2CH4(g)C2H4(g)2H2(g) 起始量/mol0.1200 变化量/molx x 2 x 平衡量/mol0.12x x 2 x 结合题意知 0.12xx 2，解得 x0.08，故 CH 4的平衡转化率为0
4、.08 0.12100%66.7%。根据题 图知，2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)为吸热反应，改变温度，甲烷的浓度增大，即平衡左移， 则温度降低，t1t2。(2)将气体的平衡浓度换为平衡分压，可知 t3时，该反应的压强平衡常 数 KppC2H2p 3H2 p2CH4 10 1.31043 1032 Pa2104.7Pa2。 3有效除去大气中的 SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。某温度下，N2O5气 体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)(慢反应)H 0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)H0，体系的总压强 p总和 p(O2)随时间
5、的变化如图所示： (1)图中表示 O2压强变化的曲线是_(填“甲”或“乙”)。 (2)已知 N2O5分解的反应速率 v0.12p(N2O5) kPah 1， t10 h 时， p(N2O5)_ kPa， v_kPah 1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp_kPa 1(Kp为以分压表示的 平衡常数)。 答案(1)乙(2)28.203.38(3)0.05 解析(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从 0 开始逐渐增大，所以乙为氧气的压 强变化曲线。 (2)t10 h 时，p(O2)12.8 kPa ，由 2N2O5(g)=4NO2(g)
6、O2(g)分析，反应的五氧化二氮的 分压为 25.6 kPa ， 起始压强为 53.8 kPa， 所以 10 h 时 p(N2O5)(53.825.6)kPa 28.20 kPa ， N2O5分解的反应速率 v0.12p(N2O5) kPah 10.1228.20 kPah13.38 kPah1。 (3)N2O5完全分解时，p(NO2)53.8 kPa2107.6 kPa，p(O2)53.8 kPa 2 26.9 kPa。 由题可得：2NO2(g)N2O4(g) 起始分压/kPa107.60 改变分压/kPa2xx 平衡分压/kPa107.62xx 有 107.62xx26.994.7 kPa
7、，解得 x39.8 kPa，平衡常数 Kp39.8 282 kPa 10.05 kPa1。 42019天津，7(5)在 1 L 真空密闭容器中加入 a mol PH4I 固体，t 时发生如下反应： PH4I(s)PH3(g)HI(g) 4PH3(g)P4(g)6H2(g) 2HI(g)H2(g)I2(g) 达平衡时，体系中 n(HI)b mol，n(I2)c mol，n(H2)d mol，则 t 时反应的平衡常数 K 值为_(用字母表示)。 答案(b8c2d 3 )b 解析反应生成的 n(HI)体系中 n(HI)2体系中 n(I2)(b2c) mol，反应中生成的 n(H2)体系中 n(H2)
8、反应中生成的 n(H2)(dc) mol，体系中 n(PH3)反应生成的 n(PH3)反应中转化的 n(PH3)b2c2 3(dc) mol(b 8c2d 3 ) mol，反应的平衡常 数 Kc(PH3)c(HI)(b8c2d 3 )b。 5氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应、。 4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H0 为分析某催化剂对该反应的选择性， 在 1 L 密闭容器中充入 1 mol NH3和 2 mol O2， 测得有关 物质的物质的量与温度的关系如图所示。 (1)该催化剂在低温时选择反应_(填“”或“”)。
9、 (2)520 时， 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)的平衡常数 K_(不要求得出计算 结果，只需列出数字计算式)。 (3)C 点比 B 点所产生的 NO 的物质的量少的主要原因是_。 答案(1)(2) 0.220.96 0.441.453 (3)该反应为放热反应，当温度升高，平衡向左(逆反应方向)移动 解析(1)由图示可知低温时，容器中主要产物为 N2，则该催化剂在低温时选择反应。 (2)两个反应同时进行 反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) 变化物质的量浓度/(molL 1) 0.20.250.20.3 反应4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H
10、2O(g) 变化物质的量浓度/molL 1 0.40.30.20.6 平衡物质的量浓度/molL 10.4 1.450.20.9 故 520 时 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)的平衡常数 K 0.220.96 0.441.453。 6容积均为 1 L 的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别 充入 0.2 mol 的 NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H”“”或“”，下同)K乙，p甲_p乙。 答案(1)03 s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响(2)225(3) 解析(1)该反应为放热反应，故 03 s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响，导致 反应速率增大。(2)到达平衡时，c(NO2)0.02 molL 1，c(N2O4)0.09 molL1，K0.09 0.022 225。(3)甲为绝热容器，乙为恒温容器，该反应为放热反应，则到达平衡时甲的温度高于乙， 故 K甲p乙。
