微专题2全面突破化学反应速率、化学平衡常数及转化率的判断与计算课件.pptx
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- 关 键 词:
- 专题 全面 突破 化学反应 速率 化学平衡 常数 转化 判断 计算 课件
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1、微专题2全面突破化学反应速率、化学平衡 常数及转化率的判断与计算1.化学平衡常数化学平衡常数(1)意义:化学平衡常数K表示反应进行的程度,K越大,反应进行的程度越大。K105时,可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。核心知识透析(3)依据化学方程式计算平衡常数同一可逆反应中,K正K逆1。几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。分压总压物质的量分数3.常用的气体定律常用的气体定律同温同体积:p(前)p(后)n(前)n(后)1.(2018全国卷,28)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
2、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_。高考真题研究O2答案解析解析解析Cl2与AgNO3反应生成N2O5,还应该有AgCl,氧化产物是一种气体,则该气体为O2。123456(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:2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)2N2O4(g)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 的变化如下表所示t时,N2O5(g)完全分解:t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.5
3、45.949.261.262.363.1123456已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)的H_kJmol1。解析解析令2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol1a2NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1b53.1答案解析123456研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v2103 kPamin1。t62 min时,测得体系中 2.9 kPa,则此时 _kPa,v_kPamin1。答案解析解析解析由方程式2N2O5(g)=4N
4、O2(g)O2(g)可知,62 min时,2.9 kPa,则减小的N2O5为5.8 kPa,此时 35.8 kPa5.8 kPa30.0 kPa,则v(N2O5)210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。30.06.010212345625N Op25N Op2Op2Op25N Op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“大小”“等于”或“小于”),原因是_。25 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)。答案大于解析温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二
5、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13.4123456解析解析时间无限长时N2O5完全分解,故由2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)知,此时生成的 2 235.8 kPa71.6 kPa,0.535.8 kPa17.9 kPa。由题意知,平衡时体系的总压强为63.1 kPa,则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa17.9 kPa45.2 kPa,设N2O4的压强为x kPa,则 N2O4(g)2NO2(g)初始压强/kPa071.6转化压强/kPax2x平衡压强/kPax71.62x1234562NOp25N Op2Op123456(3)对于反
6、应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5NO2NO3快速平衡第二步NO2NO3 NONO2O2慢反应第三步NONO3 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NO3C.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AC答案解析123456解析解析第一步反应快速平衡,说明正、逆反应速率很大,极短时间内即可达到平衡,A项正确;第二步反应慢,说明有效碰撞次数少,C项正确;由题给三步反应可知,反应的中间产物有NO3和NO,B项错
7、误;反应快,说明反应的活化能较低,D项错误。1234562.2018全国卷,28(3)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率_%。平衡常数K343K_(保留2位小数)。220.02答案解析123456解析解析温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,左边曲线达到平衡的时间短,则此曲线代表343 K时SiHCl3的转化率变化,右边曲线代表323 K时SiHCl3的
8、转化率变化。由题图可知,343 K时反应的平衡转化率22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 molL1,则有 2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)起始浓度/molL1 100转化浓度/molL1 0.220.11 0.11平衡浓度/molL1 0.780.11 0.11则343 K时该反应的平衡常数K343 Kc(SiH2Cl2)c(SiCl4)/c2(SiHCl3)0.112/0.7820.02。123456在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是_;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有_、_。答案解析及时移去产物解析解析在343 K时,要提高
9、SiHCl3转化率,可采取的措施是及时移去产物,使平衡向右移动;要缩短反应达到平衡的时间,需加快化学反应速率,可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。改进催化剂提高反应物浓度123456比较a、b处反应速率大小:va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正x2 k逆x x ,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的 _(保留1位小数)。答案大于1.3解析1234563SiHCl22SiH Cl4SiCl解析解析温度越高,反应速率越快,a点温度为343 K,b点温度为323 K,故反应速率:vavb。反应速率vv正v逆k正x2 k逆x x ,则
10、有v正k正x2 ,v逆k逆x x ,343 K下反应达到平衡状态时v正v逆,即k正x2 k逆x x ,此时SiHCl3的平衡转化率22%,经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11,则有k正0.782k逆0.112,k正/k逆0.112/0.7820.02。a处SiHCl3的平衡转化率20%,此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,则有v正/v逆(k正x2 )/(k逆x x )k正/k逆x2 /(x x )0.020.82/0.121.3。1234563SiHCl22SiH Cl4SiCl3
11、SiHCl22SiH Cl4SiCl3SiHCl22SiH Cl4SiCl3SiHCl22SiH Cl4SiCl3SiHCl22SiH Cl4SiCl3.2017全国卷,28(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率1_%,反应平衡常数K_。答案解析2.52.8103123456解析解析设平衡时H2S转化的物质的量为x mol。H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)初始/mol 0.40 0
12、.10 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 0.40 x 0.10 x x x解得:x0.01,123456123456在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率2_1,该反应的H_0(填“”“解析解析温度升高,水的平衡物质的量分数增大,平衡右移,则H2S的转化率增大,故21。温度升高,平衡向吸热反应方向移动,故H0。123456向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是_(填标号)。A.H2S B.CO2 C.COS D.N2答案解析B解析解析A项,充入H2S,H2S的转化率反而减小;B项,充入CO2,增大了一种反应物的浓度,能够提高另一种
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