人教版高中化学大题优练6 以能量和平衡为主线串联反应原理 教师版.docx

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优选例题
例：氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol−l
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol−l
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol−l
若某反应的平衡常数表达式为：，请写出此反应的热化学方程式 。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
c(N2O5)(mol/L)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
①反应开始时体系压强为P0，第3.00min时体系压强为p1，则p1∶p0=_______；2.00min~4.00min内，NO2的平均反应速率为_______。
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_______。
a．NO2和O2的体积比保持不变 b．容器中压强不再变化
c．2v正(NO2)=v逆(N2O5) d．气体的平均相对分子质量保持不变
(3)N2O4与NO2之间存在反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH=Q kJ·molˉ1。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率［α(N2O4)］随温度变化如图所示。
如图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强p0为200kPa，该温度下反应的平衡常数Kp=_______(小数点后保留一位数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（1）2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ·molˉ1
（2）1.975∶1 0.25mol·Lˉ1·minˉ1 b、d
（3）213.3kPa
【解析】(1)根据平衡常数可得反应方程式④：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，将上述三个已知方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律可知④=②×2-③-①，则有2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.5kJ/mol；(2)①同温同压下，气体的物质的量之比等于压强之比；根据已知条件列出三段式：
2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g)

反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，所以p1∶p0=(0.35+1.30+0.325)∶1=1.975∶1；2min~4min内，Δc(N2O5)=(0.50-0.25)mol/L=0.25mol/L，v(N2O5)===0.125mol/(L·min)；v(NO2)=2v(N2O5)=
0.25mol·L−1·min−1。故答案为1.975∶1；0.25mol·L−1·min−1；②变量不变达平衡。a．NO2和O2的浓度比始终等于化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b．恒温恒容时，压强与气体的总物质的量成正比，该反应气体的总物质的量是变量，则压强也是变量，当压强不变时，反应达到平衡，故b正确；c．v正(NO2)=2v逆(N2O5)时才能说明反应达到平衡，故c错误；d．该反应气体的总质量不变，若反应向右进行，气体的总物质的量增大，气体的平均相对分子质量减小，当气体的平均相对分子质量不再改变时，则反应达到平衡状态，故d 正确。故答案为：bd。(3)设起始时N2O4的物质的量为1mol，则a点时其转化量为0.4mol，列三段式得：
N2O4(g) 2NO2(g)

根据压强之比等于物质的量之比得：p平==1.4×200=280kPa，p(NO2)=kPa=160kPa，p(N2O4)=kPa=120kPa，Kp=kPa，故答案为：213.3kPa。
模拟优练
1．合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。
(1)CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，其工艺过程中涉及如下反应：
反应① CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
反应② CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol−1
反应③ CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3=-36.0kJ·mol−1
反应④ O2(g)+H2(