【学案】2025高考化学大二轮专题复习冲刺方案题型2抢分点3化学平衡及平衡常数

章节:高考化学二轮复习 日期: 类别: 教材:

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[典例1] (2024·新课标卷节选)Ni(CO)4(四羰合镍,沸点43 ℃)可用于制备高纯镍,也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题:

在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下,Ni(s)和CO(g)反应达平衡时,Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑,________________有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=________,该温度下平衡常数Kp=______(MPa)-3。

答案:小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000

解析:随着温度升高,平衡时Ni(CO)4的体积分数减小,说明温度升高平衡逆移,因此该反应的ΔH<0;该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应,因此降低温度和增大压强均有利于Ni(CO)4的生成;由上述分析知,温度相同时,增大压强平衡正向移动,对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大,则压强:p4>p3>p2>p1,即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知,p3、100 ℃条件下达到平衡时,CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9,设初始投入的CO为4 mol,反应生成的Ni(CO)4为x mol,可得三段式:

       Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)

起始(mol)         4        0

转化(mol)         4x       x

平衡(mol)         4-4x    x

反应后总物质的量为(4-3x) mol,根据阿伏加德罗定律,其他条件相同时,气体的体积分数即为其物质的量分数,因此有=0.9,解得x=,因此达到平衡时n转化(CO)=4× mol,CO的平衡转化率α=×100%≈97.3%;气体的分压=总压强×该气体的物质的量


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