1、第二章 化学反应速率和化学平衡 章末复习课 专 题 总 结 对 练 化学反应速率与平衡常数的计算模板(1)列出“三段”起始、转化、平衡写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量、平衡量；根据已知条件列方程计算。(2)计算公式对反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度，对生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度。化学反应速率：vct nVt。反应物转化率：cAcA原100%。平衡时的体积分数：C%nC平n总平100%。平衡常数：KcpCcmAcnB。1F.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 N
2、O2 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 700 p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1(1)研 究 表 明，N2O5(g)分 解 的 反 应 速 率v 2103pN2O5(kPamin1)。t62 min 时，测得体系中 pO22.9 kPa，则此时的 pN2O5_ kPa，v_ kPamin1。(2)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“大于”“等于”或“小于”)，原因是_。
3、(3)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)。解析(1)t62 min 时，体系中 pO22.9 kPa，根据三段式法得 2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)起始 35.8 kPa 0 0 转化 5.8 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 62 min 30.0 kPa 5.8 kPa 2.9 kPa 则 62 min 时 pN2O530.0 kPa，v210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。(2)刚性反应容器的体积不变，25 N2O5(g)完全分解时体系的总压强为
4、 63.1 kPa，升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2N2O4 的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成 NO2 的方向移动，体系物质的量增大，故体系总压强增大。(3)N2O5 完全分解生成 N2O4 和 O2，起始 pN2O535.8 kPa，其完全分解时 pN2O435.8 kPa，pO217.9 kPa，设 25 平衡时 N2O4 转化了 x，则 N2O4 2NO2 平衡 35.8 kPax 2x 358 kPax2x17.9 kPa63.1 kPa，解得 x9.4 kPa。平衡时，pN2O426.4 kPa，pNO218.8 kPa，K
5、p2NO2pN2O418.8226.4kPa13.4 kPa。答案(1)30.0 6.0102(2)大于 温度升高，体积不变，总压强增大；NO2 二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高(3)13.4化工生产与平衡图像的关系【典例】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)12O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)12O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反应的 H1
6、 为_kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A升高温度 B降低温度C增大压强D降低压强图(a)图(b)图(c)(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在 590 之前随温度升高而增大的原因可能是
7、_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)由盖斯定律可知，式式式，即 H1H2H3119 kJ/mol(242 kJ/mol)123 kJ/mol。由图(a)可知，同温下，x MPa 时丁烯的平衡产率高于 0.1 MPa 时的，根据压强减小，平衡向右移动可知，x 小于 0.1。欲提高丁烯的平衡产率，应使平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，因此可以通过升高温度的方法使平衡向右移动；该反应为气体体积增大的反应，因此可以通过降低压强的方法使平衡向右移动，所以 A、D 选项正确。(2)由于氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。
8、(3)该反应的正反应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向右移动，使丁烯的产率增大，另外，反应速率也随温度的升高而增大。由题意知，丁烯在高温条件下能够发生裂解，因此当温度超过 590 时，参与裂解反应的丁烯增多，而使产率降低。答案(1)123 小于 AD(2)氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类2当温度高于 500 K 时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。(1)该反应的化学方程式为_。(2)在一定压强下，测得由 CO2 制取 CH3C
9、H2OH 的实验数据中，起始投料比、温度与 CO2 的转化率的关系如图。根据图中数据分析：降低温度，平衡向_方向移动。在 700 K、起始投料比 nH2nCO21.5 时，H2 的转化率为_。在 500 K、起始投料比 nH2nCO22 时，达到平衡后 H2 的浓度为 a molL1，则达到平衡时 CH3CH2OH 的浓度为_。解析(2)由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2 的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。700 K 时，当氢气与二氧化碳的起始投料比 nH2nCO21.5 时，由图像可知二氧化碳的转化率为 20%，由化
10、学方程式：2CO26H2500 KC2H5OH3H2O，可计算出氢气的转化率为 40%。设起始时 c(CO2)x molL1，则起始时 c(H2)2x molL1，有 2CO2(g)6H2(g)500 K C2H5OH(g)3H2O(g)起始/(molL1):x2x 0 0转化/(molL1):0.6x1.8x 0.3x 0.9x平衡/(molL1):0.4x0.2x 0.3x 0.9x 0.2xa molL1，则 0.3x1.5a molL1。答案(1)2CO26H2 500 K C2H5OH3H2O(2)正反应(或右)40%1.5a molL1Thank you for watching!