难点4 三段式应用与速率常数-2021年高考化学专练【热点·重点·难点】(原卷版）

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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 CH4，一般还含有 C2H6等烃类，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) ΔH，

③ 容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为 α。反应

的平衡常数 Kp=_________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：

r=k×，其中 k为反应速率常数。

① 设反应开始时的反应速率为 r1，甲烷的转化率为 α时的反应速率为 r2，则 r2=_____ r1。

② 对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。

A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加 H2浓度，r增大

C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k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：

(2)在2 L 密闭绝热容器中，投入 4 mol N2和6 mol H2，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 T1T2T3T4

n(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)=2v逆(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T1___________(填“>”“<”或“=”)T3。

③在T3温度下，达到平衡时 N2的体积分数___________。

(3)N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NO2转换的热化学方程式为 N2O4(g) 2NO2(g)　△H。上述反

应中，正反应速率 v正=k正·p(N2O4)，逆反应速率 v逆=k逆·p2(NO2)，其中 k正、k逆为速率常数，则该反应的化

学平衡常数 Kp为___________(以k正、k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 k逆=5×102 kPa-1·s-1，当 N2O4分解 10%时，v逆=___________kPa·s-1。

(4)T℃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：

①表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”、“B”或“C”。与(1)中的实验条件(1.01×105 Pa、450℃)

相比，改变的条件可能是___________。

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℃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1molCH4与1molCO2充入1L 的恒容密闭容器中，使其发生反应 CH4(g)+CO2(g)

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。

①1200K 之前CO2的平衡转化率大于 CH4可能的原因是___。

②923K 时，该反应在 10min 达到平衡，则 0～10min 内CH4的平均反应速率为__mol·L-1·min-1。

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