1、热点专项练10化学反应速率常数及其应用1.(2021湖北模拟)利用CO生产甲醇的反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。在密闭容器中按物质的量之比为21充入H2和CO,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。已知:v(正)=k(正)x(CO)x2(H2),v(逆)=k(逆)x(CH3OH),其中v(正)、v(逆)为正、逆反应速率,k(正)、k(逆)为速率常数,x为各组分的体积分数。Kp为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压体积分数。下列相关说法错误的是()A.该反应的H0B.B点与C点的平衡常数关系为KB=KCC.增大体系压强,k(正)-k(逆)的
2、值将增大D.C点对应的平衡常数Kp=2.(2021江苏七市三模)某科研小组研究臭氧氧化碱吸收法脱除NO工艺,相关反应如下:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)H=-200.9 kJmol-12O3(g)3O2(g)H=-288.8 kJmol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=a kJmol-1已知反应v(正)=k(正)c(NO)c(O3),v(逆)=k(逆)c(NO2)c(O2),k(正)、k(逆)为速率常数,受温度影响。其他条件不变,每次向反应器中充入0.5 mol NO和1.0 mol O3,在不同温度下反应。测得相同时间内,体系中NO的体积分数(NO)随温度的变化如
3、图所示。下列说法正确的是()A.a=+113B.升高温度,k(正)、k(逆)增大,减小C.延长反应时间,可使(NO)由M点移到N点D.用碱液吸收、增大反应器的容积均可提高NO的转化率3.已知2NO+2H22H2O+N2的速率方程为v(正)=k(正)c(NO)c(H2),在800 下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系,数据如表,则下列说法正确的是()实验v(正)111v2214v3122v42x16vA.、的值分别为1、2B.表中的x为4C.降低温度,k(正)可能增大D.若v(逆)=k(逆)c2(H2O)c(N2),则K=4.(2021山东济宁二模)在温度500 K时,向盛有食盐的恒容密闭容器
4、中加入NO2、NO和Cl2,发生如下两个反应:.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)H1.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)H2(1)关于恒温恒容密闭容器中进行的反应和的下列说法中,正确的是(填字母)。a.H1和H2不再变化,说明反应达到平衡状态b.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应达到平衡状态c.同等条件下,反应的速率远远大于反应,说明反应的活化能小,H1”或“”)0。假设反应的速率方程为v=k(-1)0.8(1-n),式中:k为反应速率常数,随温度T升高而增大;为NO平衡转化率,为某时刻NO转化率,n为常数。在=0.8时,将一系列温度下的k、值代入
5、上述速率方程,得到v-T曲线如图所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度Tm,TTm后,v逐渐下降。原因是。参考答案热点专项练10化学反应速率常数及其应用1.C解析从图像上可以看出温度越高,甲醇的体积分数越小,说明升温,平衡逆向移动,该反应的H0,A项正确;B点与C点温度相同,平衡常数相等,B项正确;速率常数只与温度有关,温度不变,k(正)、k(逆)都不变,k(正)-k(逆)的值也不变,C项错误;C点时,甲醇的体积分数是50%,设起始时加入的H2和CO的物质的量为2mol、1mol,则列三段式:2H2+COCH3OH初始/mol210转化/mol2xxx平衡/mol2-2x1-x
6、x甲醇的体积分数=50%,x=0.75mol,平衡常数Kp=,D项正确。2.B解析根据勒夏特列原理可知,反应=2反应-反应,故H3=2(-200.9kJmol-1)-(-288.8kJmol-1)=-113kJmol-1,即a=-113,A错误;升高温度,正逆反应速率均增大,故k(正)、k(逆)增大,反应达到平衡时,v(正)=v(逆),即k(正)c平(NO)c平(O3)=k(逆)c平(NO2)c平(O2),则=K,由图像可知,升高温度,NO的体积分数增大,说明平衡逆向移动,正反应是一个放热反应,故升高温度,K减小,B正确;延长反应时间,化学平衡不移动,故延长时间,不可使(NO)由M点移到N点,
7、C错误;用碱液吸收NO2能使平衡正向移动,NO的转化率增大,由于反应前后气体的体积不变,故增大反应器的容积,平衡不移动,不可提高NO的转化率,D错误。3.B解析比较表中1、2两组的数据可知,NO浓度变为原来的2倍,反应速率变为原来的4倍,故=2,1、3两组数据可知,H2的浓度变为原来的2倍,反应速率变为原来的2倍,故=1,A错误;根据A的分析可知,=2,=1,结合v(正)=k(正)c(NO)c(H2)和表中数据可知,表中的x为4,B正确;降低温度,反应速率减慢,故k(正)不可能增大只能减小,C错误;若v(逆)=k(逆)c2(H2O)c(N2),平衡时v(正)=v(逆),即k(正)(NO)c平(
8、H2)=k(逆)(H2O)c平(N2),则K=,D错误。4.答案(1)b(2)80%(3)升高温度,k增大使v逐渐提高,但降低使v逐渐下降。TTm后,k增大对v的提高小于引起的降低解析(1)反应热仅与反应物和反应产物有关,为定值,故H1、H2不变,不能判断是否达到平衡状态,a错误;颜色不变说明气体的浓度不变,是反应达到平衡的标志,b正确;同等条件下,反应的速率大,说明活化能小,但不能确定反应热的相对大小,c错误。(2)v=0.008molL-1min-1,|c(ClNO)|=0.008molL-1min-110min=0.08molL-1,|n(ClNO)|=0.08molL-12L=0.16
9、mol,列出三段式:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始/mol0.20.10转化/mol0.160.080.16平衡/mol0.040.020.16NO的平衡转化率=100%=80%。恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡时总压p平=p,因为分压=总压物质的量分数,平衡时各气体的分压:p平(NO)=p=p,p平(Cl2)=p=p,p平(ClNO)=p=p,则Kp=。(3)自发反应满足H-TS0,该反应S0,在一定条件下能自发进行必定要求H20。反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率降低,由题中信息可知,升高温度,k增大使v逐渐提高,但降低使v逐渐下降。TTm后,k增大对v的提高小于引起的降低。
