2021高中化学高考难点4三段式应用与速率常数学生考试版

难点4三段式应用与速率常数 【命题规律】 本专题考点为高考必考点。主要考查利用三段式进行平衡常数、转化率的计算，利用信息提供的公式 进行速率常数的计算。考查的核心素养以证据推理和模型构建为主。 【备考建议】 2021年高考备考应关注以图表为信息背景的三段式的计算。 【限时检测】(建议用时：30分钟) 1. 【2020新课标II】天然气的主要成分为CH4, —般还含有C2H6等炷类，是重要的燃料和化工原料。 (1) 乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) \H, ③ 容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(,)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为a-反应 的平衡常数弓= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。 (2) 高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4 朝T C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为： 尸*xcc%，其中左为反应速率常数。 ① 设反应开始时的反应速率为n，甲烷的转化率为a时的反应速率为r2,则r2=n» ② 对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是 o A.增加甲烷浓度，r增大 B.增加田浓度，r增大 C.乙烷的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，A减小 2. 【山东省济南市2021届高三4月阶段性检测】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下 列问题： ⑵在2 L密闭绝热容器中，投入4 mol N2和6molH2,在一定条件下生成NH3,测得不同温度下，平衡时 NH3的物质的量数据如下表： 温度/K Ti t2 t3 74 〃(NH3)/mol 3.6 3.2 2.8 2.0 ① 下列能说明该反应已达到平衡状态的是。 A. 3v正(H2)=2w(NH3)B.容器内气体压强不变 C.混合气体的密度不变D.混合气的温度保持不变 ② 温度Ti(填“或，=”)乃。 ③ 在『3温度下，达到平衡时N2的体积分数 o (3) N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NCh转换的热化学方程式为N20“g) =2NO2(g) 上述反应中，正反应速率v正“正汐（NQ）,逆反应速率v&=k^p2（NO2）,其中左正、S为速率常数，则该反应的化 学平衡常数焰为（以左正、左逆表示）。若将定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解（温度298K、 压强110 kPa）,已知该条件下独=5x102 kPa-yi,当N2O4分解10%时，皿=kPas （4）T°C时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：N2（g）+3H2（g） =2NH3（g）,反应过程中各物质浓度的变化 曲线如图所示： 0.6 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 时间/min 5 4 3 2 1 0.0.0.0.0. (- J -OE 二秘舞 0.0 ① 表示压浓度变化的曲线是（填“A”、“B”或“C”。与⑴中的实验条件（1.01x105 Pa、450°C）相比, 改变的条件可能是 O ② 在0〜25 min内N2的平均反应速率为。在该条件下反应的平衡常数为 mol-2 L2（保留两 位有效数字）。 3. 【四川省成都市蓉城名校联盟2021届高三第三次联考】CH4和CO2一样是主要的温室气体，且性质稳 定，但CH4的温室效应约为相同质量CO2的120倍，在1000°C以上CH4会完全分解为炭黑。研究如何转化 CO2和CH4对减少温室气体的排放，改善大气环境具有重要的意义。 （3）某化学实验小组将lmolCH4与ImolCCh充入1L的恒容密闭容器中，使其发生反应 CH4（g）+CO2（g）峰» 2CO（g）+2H2（g）,测得CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。 ① 1200K之前CO2的平衡转化率大于CH4可能的原因是—。 ② 923K时，该反应在lOmin达到平衡，则。〜lOmin内CH4的平均反应速率为 molLLmiiyi。 (4)2014年我国科学家成功实现甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳炷和氢气等高值化学品。 某化学研究室将2molCH4充入1L的密闭容器中，在单中心铁的催化作用下，CH4主要转化为C2H4,同时 还有C6H6(g)>田生成，反应达到平衡时测得n(C2H4)=0.6moh C6H6(g)=0.05moL则反应 2CH4(g)峰与C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数K=—(计算结果保留一位小数)。 4. 【天津武清区2021届高三一模测试】醛类物质的用途广泛。如，甲醛蒸气可对空气消毒、甲醛溶液可 用于生物标本的防腐等；脂肪醛类一般具有麻醉、催眠作用等。回答下列问题： II. 利用乙二醛(OHC-CHO)催化氧化法合成乙醛酸的反应原理为： 2OHC — CHO(aq) + O2 (g) 7~~2OHC - COOH(aq) 可能发生副反应有：2OHC-COOH(aq) + O2(g) ^^2H2C2O4 (草酸) 在反应瓶内加入含ImolOHC-CHO(乙二醛)的反应液2L,加热至45-60°C,通入氧气并保持氧气压强 为0.12MPa,反应3h达平衡状态，得到的混合液中含0.84molOHC-COOH(乙醛酸)， 0.12mol H2C2O4(W)> 0.04mol OHC—CHO(乙二醛)(溶液体积变化可忽略不计)。 (1) 草酸的平均生成速率为 mol-171 h *o (2) 通过化学反应原理分析，增大压强有利于加快反应速率，对于乙二醛的转化率的影响是(填 “增大”或“减小”)。 (3) 如图所示为起始时氧醛比［］对乙醛酸产率的影响,则选择最佳氧醛比为o n (乙二醛) 5. 【云南省2021届高三第二次复习统一检测】近年来，有机液体氢化物储氢技术己被认为是长距离、大 规模氢能输送的有效手段。其中某制氢、储氢系统包括以下三个阶段。回答下列问题： III. 释氢 (3)一定条件下，环己烷的气相脱氢反应为：O(g) ^0o ①恒压下，。起始浓度相同时，该反应在有、无分子筛膜时环己烷的平衡转化率随温度的变化如图所示, 其中分子筛膜能选择性分离出H2。 环己烷平衡转化率随温度升高而增大的原因是 o A点环己烷平衡转化率高于B点的原因为 o ②某温度下，恒容密闭容器中，若。的起始物质的量浓度为amol-L1,达到平衡时，H2的产率为b,则 该温度下反应的平衡常数*=(mol・L』)3(用含a、b的代数式表示)。 6. 【重庆市2021年普通高中学业水平选择考适应性测试】内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。 (1)内酯可以通过有机猿酸异构化制得。某梭酸A在0.2 mol/L盐酸中转化为内酯B的反应可表示为 A(aq)=B(aq),忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol/L时，A的转化率随 时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 00 A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.