第七章 化学反应速率与化学平衡 课件(共71张PPT) 2024届高考化学一轮复习专题训练

(共71张PPT)
2024届高考化学一轮复习专题训练课件★★
第七章　化学反应速率与化学平衡
第17练　 化学反应速率
的计算及影响因素
1.[2022浙江6月·20,2分,难度★★☆☆☆]
恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是(　　)
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
C
编号 时间/minc(NH3)/(10-3 mol·L-1)表面积/cm2 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
【解析】　由表格中数据可知,0~20 min,平均反应速率v(N2)=v(NH3)/2=(2.40-2.00)×10-3 mol·L-1/(20 min×2)=
1.00×10-5 mol·L-1·min-1,A项正确;催化剂表面积的大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10-4 mol·L-1,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4 mol·L-1,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60 min平衡时x≠0.4,B项正确;对比实验①、②可知,增加氨气的浓度,反应速率不变,C项错误;对比实验①、③可知,催化剂表面积增大,反应速率增大,D项正确。
2.[2021辽宁·12,3分,难度★★☆☆☆]
某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.条件①,反应速率为0.012 mol·L-1·min-1
D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时,半衰期为62.5 min
B
【解析】　根据曲线①、②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大,A项正确;根据曲线①、③对应的反应物浓度和反应时间,可计算出其对应的反应速率分别为=0.012 mol·L-1·min-1、,所以反应速率与降冰片烯浓度无关,B项错误,C项正确;结合图象可知,条件②下降冰片烯完全反应耗时125 min,则对应的半衰期为125 min×=62.5 min,D项正确。
新考法
3.[2022河北·13,4分,难度★★★☆☆][双选]
创新命题角度,本题结合速率方程和速率常数进行考查,考查考生提取信息的能力
恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X Y;②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图a为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图b为反应①和②的ln k~曲线。下列说法错误的是(　　　　)
A.随c(X)的减小,反应①、②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
AB
新考法
【解析】　
【图象分析】　起始时加入一定量X,则X的浓度逐渐减小,Y的浓度先增大后减小,Z的浓度逐渐增大;根据图b,增大即T降低,反应①、②的ln k均减小。
新考法
恒温恒容条件下,速率常数不变,反应速率与物质的浓度相关,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,则反应①的速率减小,反应②的速率先增大后减小,A项错误;根据X Y、Y Z,可知在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,故v(X)=v(Y)+v(Z),在Y的浓度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于X和Y的减少量,故v(Z)=v(X)+v(Y),B项错误;升高温度可以加快反应①的速率,但反应①的速率常数随温度升高而增大的程度小于反应②的,且反应②的速率随Y浓度的增大而增大,故要提高Y的产率需要提高反应温度且控制反应时间,C项正确;由图b知,温度低于T1即大于时,k1>k2,反应①为快反应,反应②为慢反应,总反应速率由慢反应决定,D项正确。
第18练　 化学平衡状态的判断
及平衡移动的影响因素
1.[2022浙江6月·19,2分,难度★★☆☆☆]
关于反应Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)　ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(　　)
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度
D
【解析】　题给反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,c(HClO)减小,A项正确;加入的醋酸钠会电离成Na+和CH3COO-,CH3COO-可结合溶液中的H+使c(H+)减小,平衡正向移动,故c(HClO)增大,B项正确;稀释氯水,题给反应平衡正向移动,反应HClO(aq) H+(aq)+ClO-(aq)平衡正向移动,c(Cl-)减小的程度比c(HClO)的小,故c(Cl-)/c(HClO)增大,C项正确;加AgNO3溶液产生白色沉淀,说明Cl2溶于水有Cl-生成,加淀粉KI溶液,溶液变蓝色,说明有碘单质生成,而Cl2、HClO均能氧化I-,不能证明题给反应存在限度,D项错误。
2.[2022海南·8,2分,难度★★☆☆☆]
某温度下,反应CH2＝CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是(　　)
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2＝CH2(g),CH2＝CH2(g)的平衡转化率增大
C
【解析】　增大压强,该反应平衡正向移动,v正>v逆,但平衡常数只与温度有关,因此平衡常数不变,A项错误;加入催化剂,平衡不移动,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度不变,B项错误;恒容下,充入一定量的H2O(g),反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动,C项正确;恒容下,充入一定量的CH2＝CH2 (g),平衡向正反应方向移动,H2O(g)的平衡转化率增大,但CH2＝CH2 (g)的平衡转化率减小,D项错误。
3.[2022广东·13,4分,难度★★★☆☆]
恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH<0
B. a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
C
【解析】　温度越高,达到平衡时,H2的物质的量越少,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应的ΔH>0,A项错误;结合题中反应及图象曲线变化趋势可知a上面的曲线为n(H2O)随温度的变化曲线,B项错误;向平衡体系中充入惰性气体,参与反应的各气体浓度保持不变,平衡不移动,C项正确;BaSO4为固态,向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率不变,D项错误。
4.[2021天津·16,14分,难度★★★☆☆]
CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g),回答下列问题:
(1)CH4的电子式为　　　　　　　　,CS2分子的立体构型为　　　　　　　　。
(2)某温度下,若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为　　　　　。
②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是　　　　(填序号)。
a.气体密度
b.气体总压
c.CH4与S2体积比
d.CS2的体积分数
(3)一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650 ℃的条件下进行此反应,不采用低于600 ℃的原因是　 　 。
(4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单质硫(S),可实现废物利用,保护环境。写出其中一个反应的化学方程式 　 。
【解析】【参考答案】　(每空2分)(1)H　直线形
(2)①30%　②d
(3)放热　600 ℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600 ℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢
(4)2H2S+SO2 3S+2H2O、2xH2S+2NOx 2xS+2xH2O+N2、2H2S+O2 2S+2H2O(写出任意一个,或者其他合理答案)
【解题思路】　(1)CH4的电子式为H,CS2分子的中心原子C价层电子对数是2,无孤电子对,故CS2的立体构型是直线形。 　　　　
(2)① 设S2与CH4起始物质的量分别为2a mol、a mol,当CS2体积分数为10%时,CH4的转化率为x,列三段式:
　　　　 2S2(g)+ CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)
起始量/mol 　 2a　　　　a　 　　0　　　0
变化量/mol 2ax ax ax 2ax
某时刻量/mol 2(1-x)a (1-x)a ax 2ax
则CS2体积分数为×100%=10%,解得x=30%。②反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g)中全为气体,气体总质量不变,容器的体积不变,故反应过程中气体密度一直不变,a项错误;该反应为气体分子数不变的反应,容器容积恒定,反应过程中气体总压一直不变,b项错误;起始时按化学计量数之比投料,则反应过程中CH4与S2的体积比始终等于化学计量数之比,c项错误;CS2的体积分数不变时,该反应一定达到平衡,d项正确。(3)据图分析,CH4的平衡转化率随温度升高而降低,说明生成CS2的反应为放热反应;600 ℃时CH4平衡转化率高达99%,低于600 ℃时,S2浓度明显偏小,且反应速率慢,因此,工业上通常采用在600~650 ℃的条件下进行此反应。(4)H2S→S是氧化过程,找出燃煤废气中的氧化性气体,如SO2、O2、NOx等,写出反应的化学方程式即可。
5.[2022福建·13,13分,难度★★★☆☆]
异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到,催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下:
Ⅰ.C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g)　ΔH1=+52 kJ·mol-1
Ⅱ.2C3H6(g) C6H12(g)　ΔH2=-97 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g) 6CO2(g)+8H2O(g)　ΔH=-3 750 kJ·mol-1,则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为 　 。
(2)在1 350 ℃下,刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表:
①4~8 μs内,(C3H8O)=　　ppm·μs-1。
②t　　　16(填“>”“<”或“=”)。
反应时间/μs 0 4 8 12 t 20
H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100
(3)在恒温刚性密闭容器中,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是　　　　　　　　　(填标号)。
a.H2O(g)的分压不变
b.混合气体密度不变
c.n(C3H6)=2n(C6H12)
d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)
(4)在一定条件下,若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%,则丙烯的产率为　　　　　。
(5)如图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lg Qp与温度的关系曲线。[已知:对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),任意时刻Qp=,式中p(X)表示物质X的分压]
①在350 ℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时,反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的　　　　　点(填“甲”“乙”或“丙”),判断依据是　 　 。
②350 ℃时,在密闭容器中加入一定量的C3H8O,体系达到平衡后,测得C6H12的分压为x MPa,则水蒸气的分压为　 　　　MPa(用含x的代数式表示)。
【解析】【参考答案】　(除标明外,每空2分)(1)2C3H6(g)+9O2(g) 6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-3 854 kJ·mol-1　
(2)①190(1分)　②>(1分)　(3)ad　(4)58.8%　(5)①甲(1分)　反应Ⅰ平衡曲线为N,恒压时充入水蒸气,Qp>Kp　
②(+2x)
【解题思路】　(1)将题给反应依次编号为①、②、③,利用盖斯定律,由③-①×2得:2C3H6(g) +9O2 (g) 6CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-3 854 kJ·mol-1。(2)①由表中数据知,4~8 μs内,H2O的浓度变化为(3 200-2 440) ppm,则(C3H8O)=(H2O)==190 ppm·μs-1。②随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,比较表中数据知t>16。(3)反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数变化的反应,当H2O(g)的分压不变时,反应达到平衡,a正确;反应体系中均为气体,气体质量为定值,反应体系为恒温刚性密闭容器,容器体积不变,故混合气体密度为定值,b错误;化学平衡的标志是体系中各物质的浓度或物质的量不变,n(C3H6)=2n(C6H12),不能说明反应体系中各物质的量不变,即不能判断反应为平衡状态,c错误;由方程式知,v正(H2O)=v逆(C3H8O)=v逆(H2O),正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,d正确。(4)设C3H8O为1 mol,由于C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g)的转化率为98%,则反应Ⅰ生成的C3H6为0.98 mol,2C3H6(g) C6H12(g)的转化率为40%,反应Ⅱ消耗的C3H6为0.98 mol×40%=0.392 mol,则丙烯的产率为×100%=58.8%。
(5)
①对于反应Ⅰ,恒压时充入水蒸气,Qp增大,因此反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的甲点。②设起始时C3H8O为1 mol,反应Ⅰ中消耗a mol C3H8O,反应Ⅱ中生成b mol C6H12,则:
　　　　
　　　　　C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol a a a
　　　　　2C3H6(g) C6H12(g)
转化量/mol 2b b
则平衡时C3H8O为 (1-a) mol,C3H6为 (a-2b) mol,C6H12为 b mol,H2O为 a mol,气体的总物质的量为(1-a+a-2b+b+a) mol=(1+a-b) mol,又体系达平衡后,测得C6H12的分压为x MPa,则×p总=x MPa,由图象可知,350 ℃时,反应Ⅱ的
lg Qp=0,则=1 MPa-1,解得p(C3H6)=×p总= MPa,结合×p总=x MPa,可求得p(H2O)=×p总=
(+2x) MPa。
第19练　 化学平衡常数、
转化率的相关计算
1.[2022辽宁·12,3分,难度★★★☆☆]
某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
下列说法错误的是(　　)
A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1
B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)C.3 min时,Y的体积分数约为33.3%
D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol
B
时间段/min 产物 Z的平均生成速率/(mol·L-1·min-1)
0~2 0.20
0~4 0.15
0~6 0.10
【解析】　由表可知,产物Z的生成速率随时间的推移呈减小趋势,2 min时产物Z的浓度为0.4 mol·L-1,则1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A项正确;由表可知,4 min时Z的物质的量为0.15 mol·L-1·min-1×4 min×1 L=0.6 mol,6 min时Z的物质的量也为0.6 mol,说明4 min时反应已达平衡,根据题目信息列三段式:
　　　　　　　2X(s) Y(g)+2Z(g)
起始量/mol　　　2.0　 　　0　　0
反应量/mol　　　0.6　 　　0.3　0.6
平衡量/mol　　　1.4　 　　0.3　0.6
故该反应的平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.62×0.3=0.108,2 min时Y的浓度为0.2 mol·L-1,Z的浓度为0.4 mol·L-1,加入0.20 mol Z后,Z的浓度为0.6 mol·L-1,此时Qc=c2(Z)·c(Y)=0.62×0.2=0.072<0.108,反应正向进行,v正(Z)>v逆(Z),B项错误;由反应方程式可知,X为固体,生成物Y和Z均为气体,且物质的量之比为1∶2,故Y的体积分数始终为33.3%,C项正确;5 min时反应已达到平衡状态,结合上述分析可知,此时X的物质的量为1.4 mol,D项正确。
2.[2022重庆·14,3分,难度★★★☆☆]
两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s) NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　p1=3.6×104 Pa
反应2:2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)　p2=4×103 Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是(　　)
A.反应2的平衡常数为4×106 Pa2
B.通入NH3,再次平衡后总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105 Pa
D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
B
【解析】　反应2达平衡时总压强p2=4×103 Pa,则p(H2O)=p(CO2)=2×103 Pa,Kp=p(H2O)×p(CO2)=4×106 Pa2,A项正确;通入NH3,温度不变,则反应2的Kp=p(H2O)×p(CO2)不变,即H2O(g)、CO2的分压不变,反应1的Kp=p(NH3)×p(H2O)×p(CO2)也不变,则NH3的分压也不变,故再次平衡后总压强不变,B项错误;反应1达平衡时的总压强p1=3.6×104 Pa,若仅发生反应1,则p(NH3)=p(H2O)=p(CO2)=1.2×104 Pa,Kp=p(NH3)×p(H2O)×p(CO2)=1.728×1012 Pa3,结合A项分析可得,平衡体系中p(NH3)==4.32×105 Pa,故平衡后总压强为2×103 Pa+2×103 Pa+4.32×105 Pa=4.36×105 Pa,C项正确;缩小体积,温度不变,则平衡常数不变,结合B项分析可知,D项正确。
3.[2019江苏·15,4分,难度★★★☆☆][双选]
在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是(　　　　)
A.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2 000
BD
【解析】　A项,实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率,虚线表示相同条件下NO的平衡转化率,由题图知,随着温度升高,NO的平衡转化率减小,即温度升高,反应2NO+O22NO2的平衡逆向移动,说明该反应为放热反应,ΔH<0,错误;B项,X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率,所以反应没有达到平衡状态,延长反应时间,可以提高NO的转化率,正确;C项,Y点时反应已达平衡状态,增加O2的浓度,平衡正向移动,NO的转化率会提高,错误;D项,设起始时c(NO)=a mol·L-1,则:
　　　　　 2NO+　O2　　　　2NO2
起始/(mol·L-1) a 5.0×10-4 0
转化/(mol·L-1) 0.5a 0.25a 0.5a
平衡/(mol·L-1) 0.5a 5.0×10-4-0.25a 0.5a
K=,当0.25a=0时,K=2 000,但0.25a>0,所以K>2 000,正确。
4.[2023山东·20,12分,难度★★★★☆]
一定条件下,水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)
Ⅱ.HCOOHCO2+H2(慢)
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
回答下列问题:
(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为:v=kc(H+)·c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时,H+浓度为　　　　mol·L-1,此时反应Ⅰ正反应速率v=　　　　mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。
(3)T3温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16 mol·L-1,反应Ⅱ达平衡时,测得H2的浓度为y mol·L-1。体系达平衡后=　　　　　　　　(用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为　　　　　　　。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是
　　　　(填标号)。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),的值　　 　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
【解析】【参考答案】　(1)ΔH2-ΔH1(1分)　(2)(2分)　kx(1分)　(3)(2分)　(2分)　b(2分)　减小(1分)　不变(1分)
【解题思路】　(1)根据盖斯定律,由Ⅱ-Ⅰ可得水气变换反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1。(2)根据HCOOHHCOO-+H+,设平衡时H+浓度为a mol·L-1,则HCOOH电离平衡常数Ka=,a=,此时反应Ⅰ正反应速率v= k·c(H+)·c(HCOOH)=kx mol·L-1·h-1。
(3)
反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,此点CO浓度最大,说明反应Ⅰ此时处于平衡状态,结合碳原子守恒和题中给出的CO、CO2浓度,可知t1时刻HCOOH的浓度为(1.0-0.70- 0.16) mol·L-1=0.14 mol·L-1,则反应Ⅰ的平衡常数K1==5
由上述分析及近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态,知t1时刻之后一氧化碳的浓度始终是甲酸浓度的5倍,反应Ⅱ平衡时c(CO2)=c(H2)=y mol·L-1,则结合碳原子守恒知,平衡体系中c(HCOOH)=×(1.0-y) mol·L-1,c(CO)=×(1.0-y) mol·L-1,,反应Ⅱ的平衡常数K2=。加入0.10 mol·L-1盐酸后,H+作催化剂,反应Ⅰ的反应速率加快,达平衡的时间缩短,催化剂不影响平衡移动,故CO的浓度峰值不变,则CO新的浓度峰值点可能是b点。由图可知,与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度减小(从b点做竖直垂线,观察CO2浓度变化)。温度不变,反应Ⅰ的平衡常数值不变,故的值不变。
5.[2021湖南·16,14分,难度★★★☆☆]
氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体, 且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　　　　　kJ·mol-1。
(2)已知该反应的ΔS=198.9 J·mol-1· K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行 　　　　(填标号)。
A.25 ℃　　　　 B.125 ℃
C.225 ℃ D.325 ℃
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=　　　　mol·L-1·min-1
(用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是　　　　 (用图中 a、b、c、d表示),理由是　 　 。
③在该温度下,反应的标准平衡常数K =　　　　(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g)　K =,其中p =100 kPa,pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
方法Ⅱ.氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
(4)电解过程中OH-的移动方向为　　　　　　　(填“从左往右”或“从右往左”)。
(5)阳极的电极反应式为 　 。
【解析】【参考答案】　(除标明外,每空2分)(1)+90.8(1分)
(2)CD(1分)
(3)①　②b　t2时,快速缩小容器体积为原来的一半,即对反应体系加压,压强增大为原来的2倍,N2的分压瞬时增大为原来的2倍,随后反应2NH3(g) 3H2(g)+N2(g)平衡逆向移动,N2的分压减小,符合该变化趋势的为b线
③0.48
(4)从右往左
(5)2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O
【解题思路】　(1)根据键能与反应热的关系,ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=390.8 kJ·mol-1×6-(946+436.0×3) kJ·mol-1=+90.8 kJ·mol-1。(2)因为反应自发进行,故ΔG=ΔH-TΔS=+90.8 kJ·mol-1-T×198.9×10-3 kJ·mol-1·K-1<0,T>457 K,即温度高于184 ℃,选C、D。(3)①根据2NH3(g) 3H2(g)+N2(g),由图象可知,t1时p(NH3)=p(H2)=120 kPa,p(N2)=40 kPa,设t1时气体的总物质的量为n,则,解得n=0.14 mol,则t1时n(NH3)=n(H2)=0.14 mol×=0.06 mol,故v(H2)= mol·L-1·min-1。
②t2时,快速缩小容器体积为原来的一半,即将反应体系的压强增大为原来的2倍,N2的分压瞬时增大为原来的2倍,随后反应2NH3(g) 3H2(g)+N2(g)的平衡逆向移动,N2的分压减小,变化趋势的曲线为b线。③根据平衡时总压为280 kPa,NH3、H2、N2的分压分别是120 kPa、120 kPa、40 kPa,代入公式得Kθ==0.48。(4)因为左侧电极上NH3→N2,NH3失去电子,所以左侧电极为阳极,电解质溶液中的OH-向阳极移动,移动方向为从右往左。(5)阳极反应是NH3-e-→N2,电解质溶液为KOH溶液,故阳极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O。
新考法
6.[2022河北·16,14分,难度★★★☆☆]
创新命题角度,本题中(2)②中考查了以物质的量分数表示的平衡常数的计算
氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为 　 。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
Ⅰ　CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
Ⅱ　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是　　　　(填标号)。
A.增加CH4(g)用量
B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g)
D.加入催化剂
新考法
②恒温恒压条件下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为a,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=　　　　(写出含有a、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数)。其他条件不变,H2O(g)起始量增加到5 mol,达平衡时a=0.90,b=0.65,平衡体系中H2(g)的物质的量分数为
　　　　(结果保留两位有效数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在　　　　(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2放电的电极反应式为 　 。
(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→
　　　　(用b~j等代号表示)。
新考法
【解析】【参考答案】　(每空2分)(1)H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1　(2)①BC　②　43%　(3)负　 (4)CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2- nCO2↑+(n+1)H2O　(5)b→e→h→j
【解题思路】　(1)H2的燃烧热是指1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量,根据1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,可得①H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-242 kJ·mol-1;根据1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,可得②H2O(l) H2O(g)　 ΔH=+44 kJ·mol-1;根据盖斯定律,由①-②可得H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-242 kJ·mol-1-44 kJ·mol-1=-286 kJ·mol-1。(2)①增加CH4(g)用量,反应Ⅰ的平衡正向移动,但CH4(g)的平衡转化率减小,A项错误;反应Ⅰ为气体体积增大的反应,恒温恒压下通入稀有气体,容器体积增大,相当于减压,反应Ⅰ的平衡正向移动,CH4(g)的平衡转化率增大,B项正确;移除CO(g),反应Ⅰ的平衡正向移动,CH4(g)的平衡转化率增大,C项正确;加入催化剂,平衡不移动,CH4(g)的平衡转化率不变,D项错误。
新考法
②由题中信息可得:
　　　　　　 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
转化量/mol　 　a　　　　a　　a　　　　3a
平衡量/mol　　1-a　　1-a-b　　a-b　　3a+b
　　　　　　 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
转化量/mol　 　b　　　　b　　 b　　　 b
平衡量/mol　　a-b　 1-a-b　 　　b 　　3a+b
则达平衡时气体的总物质的量为(2+2a) mol,反应Ⅰ的平衡常数Kx=。其他条件不变,H2O(g)的起始量增加到5 mol,达到平衡时,a=0.90,b=0.65,
新考法
则:
　　　　　　　CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
转化量/mol 0.90 0.90 0.90 2.70
平衡量/mol 0.10　　5-0.90-0.65　0.90-0.65　2.70+0.65
　　　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
转化量/mol 0.65　0.65　　　0.65　　0.65
平衡量/mol 0.90-0.65　5-0.90-0.65 　0.65　　2.70+0.65
则达平衡时气体的总物质的量为7.8 mol,H2(g)的物质的量分数为×100%=43%。(3)氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2 2H2O,H2发生氧化反应,故在负极发生反应。(4)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2在负极发生氧化反应转化为CO2和H2O。(5)活化能越小,反应进行的趋势越大,由此结合图象可得出甲醇分子逐步脱氢最可行的途径。
第20练　 化学反应速率与
化学平衡图象分析
1.[2022广东·15,4分,难度★★★☆☆]
在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(　　)
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 mol·L-1·min-1
D
【解析】 催化剂只能决定化学反应快慢，不能决定反应是否发生，A项错误；由图象曲线变化规律可知，相同时间内，催化剂Ⅰ导致的浓度变化更大，则催化剂Ⅰ使反应活化能更低，B项错误；2 min时，a曲线和催化剂Ⅱ曲线浓度变化的量相等，与反应中X、Y的化学计量数矛盾，a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化，C项错误；使用催化剂Ⅰ时，0~2 min内，v(X)= D项正确。
【思维拓展】 反应快慢也可通过图象中的斜率比较，斜率越大，反应速率越快。
2.[2021重庆·12,3分,难度★★★☆☆]
甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中发生异构化反应:CH3NC(g) CH3CN(g),反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc,k为速率常数(常温下为常数),a点和b点反应速率相等,即v(a)=v(b)。下列说法错误的是(　　)
A.bf段的平均反应速率为1.0×10-4 mol·L-1·min-1
B.a点反应物的活化分子数多于d点
C.T1>T2
D.3v(d)=2v(e)
C
【解析】 bf段的平均反应速率v＝ ＝1.0×10-4? mol·L-1·min-1，A项正确；a点速率比d点速率大，则a点反应物的活化分子数多于d点，B项正确；a点甲异腈浓度比b点低，根据a点和b点反应速率相等，知a点温度比b点高，即T1＜T2，C项错误；d点甲异腈浓度为a点的一半，则v(d)＝v(a)，e点甲异腈浓度为b点的，则v(e)＝v(b)，v(a)＝v(b)?，故v(d)∶v(e)＝∶＝2∶3，即3v(d)＝2v(e)，D项正确。
3.[2023湖南·13,3分,难度★★★☆☆]
向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x(x=)随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.x1B.反应速率:vb正C.点a、b、c对应的平衡常数:KaD.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
B
【解析】
结合图象分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图象可知平衡常数Ka＜Kb=Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，即达到平衡状态，D项正确。
【图象分析】
4.[2023山东·14,4分,难度★★★☆☆][双选]
一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10 mol·L-1,TFAA的浓度为0.08 mol·L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(　　　　)
A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08 mol·L-1
AC
【解析】 t1时刻TFAA浓度为0，则TFAA完全反应，消耗的E为0.08 mol·L-1，E剩余0.02 mol·L-1，故体系中有E存在，A正确；由题给反应路径和物料守恒知，体系中TFAA、G、F的总浓度应为0.08 mol·L-1，由题图知，t2时刻TFAA和G的浓度之和小于0.08 mol·L-1，则体系中一定存在F，B项错误；由图可知，反应刚开始TFAA的浓度就迅速减小为0，则E和TFAA的反应速率非常快，该反应的活化能很小，C正确；G→H的反应为可逆反应，反应达平衡后，TFAA会有一部分存在于G中，则达平衡后TFAA的浓度小于0.08 mol·L-1，D错误。
5.[2021湖南·11,4分,难度★★★☆☆][双选]
已知:A(g)+2B(g) 3C(g)　ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　　　)
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数φ:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)
D.平衡常数K:K(Ⅱ)BC
【解析】　反应前后气体分子数不变,在恒温恒容密闭容器中压强一直保持不变,A错误;由题图知,t2时改变条件,平衡逆向移动,且t2时刻正反应速率瞬时不变,所以改变的条件是向容器中加入C,B正确;该反应是气体分子数不变的反应,起始充入1 mol A和3 mol B,投料比为1∶3,t2时刻加入C,相当于按投料比为1∶2加入A和B,则加入C后相当于体系中A和B的投料比大于1∶3,平衡状态Ⅱ相当于平衡状态Ⅰ再充入A所达到的平衡,故平衡时A的体积分数φ:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ),C正确;温度不变,平衡常数不变,D错误。
6.[2022山东·20,11分,难度★★★★☆]
利用γ—丁内酯(BL)制备1,4—丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1—丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行,故H2压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以5.0×10-3 mol BL或BD为初始原料,在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热X kJ;以BD为原料,体系从环境吸热Y kJ。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变ΔH(493 K,
3.0×103 kPa)=　　　　kJ·mol-1。
(2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其他各物种总物质的量之比,xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X(3)(xBD/xBL)max为达平衡时xBD与xBL的比值。(493 K,2.5×103 kPa)、(493 K,3.5×103 kPa)、(513 K,2.5×103 kPa)三种条件下,以5.0×10-3 mol BL为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,(xBD/xBL)max最大的是　　　　(填代号);与曲线b相比,曲线c达到=1.0所需时间更长,原因是　 　 。
【解析】【参考答案】　(1)-200(X+Y)或-(2分)　(2)ac(2分)　8.3×1(2分)　0.08(1分)　39%(1分)　(3)c(2分)　c与b温度一致,但c氢气压强更大,平衡转化率较大(平衡正向移动,反应的限度更大,转化得更多),需时更长(1分)
【解题思路】　(1)忽略副反应,则起始时充入5.0×1mol BL与起始时充入5.0×1mol BD所达平衡等效,BL的转化率和BD的转化率之和为100%,放出的热量和吸收的热量之和等于该反应的反应热,故5.0×1mol BL完全转化为5.0×1mol BD释放的热量为(X+Y) kJ。反应Ⅰ的焓变为1 mol BL完全转化为1 mol BD的能量变化,故反应Ⅰ的ΔH=-=-200(X+Y) kJ·mo。(2)图甲中a、b表示反应物,c、d表示生成物。实验测得X,故图中表示xBL变化的曲线为ac。根据图示,起始时充入5.0×1mol BL,达平衡时xBL=0.48,xBD=0.36,BL(g)+2H2(g) BD(g)的压强平衡常数Kp=,,根据氢气压强近似等于总压,反应在恒压条件下进行,
知Kp==8.3×1 kP。以BL为原料时,t1时刻xBL=0.48,xBD=0.36,根据BD(g) THF(g)+H2O(g)、BD(g)+H2(g) BuOH(g) +H2O(g),知=xTHF+xBuOH,且+xTHF+xBuOH=1-0.48-0.36=0.16,故=0.08。由上述分析知,xTHF+xBuOH=0.08,则t1时刻BL(g)、BD(g)、THF(g)和BuOH(g)的物质的量之比为0.48∶0.36∶0.08=12∶9∶2,故BD的产率为×100%=39%。(3)BL(g)+2H2(g) BD(g)为气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强,平衡正向移动,xBD增大,xBL减小,(xBD/xBL)max增大,即温度越低、压强越大,(xBD/xBL)max越大,由于可以忽略压强对反应速率的影响,故曲线a表示(513 K,2.5×103 kPa)、曲线b表示(493 K,2.5×103 kPa)、曲线c表示(493 K,3.5×103 kPa),曲线c中(xBD/xBL)max最大。
【难点点拨】　第(1)问中反应分别从正反应方向和逆反应方向进行,而正反应的∣ΔH∣+逆反应的∣ΔH∣=该反应的焓变。第(2)问中产率的计算是难点,计算BD的理论产量时需注意,还应有0.48的BL转化为BD,且0.08的BD发生副反应,所以BD的产率为×100%。
新考法
7.[2022北京·14,3分,难度★★★☆☆]
创新命题形式,本题以CO2捕获和转化的图示为载体,对反应速率进行有关考查,考查考生的分析能力
CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,将恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积炭。下列说法不正确的是(　　)
C
新考法
A.反应①为CaO+CO2 CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1 min~t3 min,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不变,推测有副反应CH4C+2H2
C.t2 min时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率
D.t3 min之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
新考法
【解析】　根据图示知,A项正确;若只发生反应②,则n(H2)=n(CO),而t1 min~t3 min,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不变,结合反应过程中始终未检测到CO2,催化剂上有积炭,可推测有副反应,且反应②和副反应中CH4和H2的化学计量数之比均为1∶2,B项正确;t2 min时,H2的流出速率为2 mmol·min-1,CO的流出速率约为1.5 mmol·min-1,<2,说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2的速率,C项错误;根据图2知,t3 min后,CO的生成速率为0,CH4的流出速率逐渐增大,最终恢复到1 mmol·min-1,H2的生成速率逐渐减小至0,说明t3 min后反应②不再发生,副反应逐渐停止,D项正确。
新考法
8.[2023新课标·29,15分,难度★★★☆☆]
创新命题形式,本题第(4)小题,给出了不同压强下以两种不同组成进料所得到的两个图象,考查考生的辨析能力
氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据图1数据计算反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的ΔH=　　　kJ·mol-1。
(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为　　　　(填步骤前的标号),理由是　 　。
新考法
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287 pm,密度为7.8 g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为=0.75、=0.25,另一种为=0.675、=0.225、xAr=0.10。(物质i的摩尔分数:xi=n1/n总)
新考法
①图中压强由小到大的顺序为　　　　　　　　　　　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是　　　　　　　　　　　　。
③图3中,当p2=20 MPa、=0.20时,氮气的转化率α=　　　　。该温度时,反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp=　　　　MPa-1(化为最简式)。
新考法
【解析】【参考答案】　(除标明外,每空2分)(1)-45　(2)(ⅱ)(1分)　氮氮三键的键能最大,使其断裂需要的能量最多(1分)　(3)　(4)①p1【解题思路】　(1)该反应的ΔH=断裂旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量=(473+654) kJ·mol-1-(339+397+436) kJ·mol-1=-45 kJ·mol-1。(2)根据图1能量转换关系可知,键能: N≡N键>H—H键,断裂N≡N键需要吸收的能量最多,结合图2反应机理知,步骤(ⅱ)为该反应的速率控制步骤。(3)晶胞参数a=287 pm,则晶胞体积为(287×10-10)3 cm3,晶体密度为7.8 g·cm-3,则晶胞质量为7.8×(287×10-10)3 g,设晶胞中Fe原子数为N,则×56=7.8×(287×10-10)3,N=。(4)①工业合成氨为气体分子数减小的反应,当温度相同时,压强越大,平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大,结合图3或图4均能得出压强由小到大的顺序为p1新考法
③结合p2=20 MPa、=0.20,以及图3对应的进料气的组成,设进料气中N2和H2分别为0.25 mol和0.75 mol,设达平衡时N2的转化量为x mol,列三段式:
　　　　 N2(g)+H2(g) NH3(g)
起始量/mol 0.25 0.75 0
变化量/mol x 3x 2x
平衡量/mol 0.25-x 0.75-3x 2x
则根据=0.20得=0.20,解得
x=,则N2的转化率α=×100%≈33.33%。此时N2、H2、NH3对应的平衡分压分别为p2、p2、p2,则Kp=,整理并代入p2=20 MPa得Kp= MPa-1。