《2025年高考总复习首选用卷化学》

14. （2023·湖北省名校联盟高三3月联合测评）在恒温恒容条件下，向某容器中充入一定量的$N_2O_5$气体发生下列反应：$2N_2O_5(g)\rightleftharpoons 4NO_2(g)+O_2(g)$ $\Delta H＞0$。温度$T$时，部分实验数据如表所示：
|$t/s$|0|50|100|150|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|$c(N_2O_5)/mol\cdot L^{-1}$|4.00|2.5|2.00|2.00|
下列有关说法错误的是 （ ）
A. 温度$T$时，该反应平衡常数$K = 64$
B. $150\ s$后再充入一定量$N_2O_5$，再次达到平衡$N_2O_5$的转化率将增大
C. 达平衡后升高温度，该容器内混合气体的密度不会改变
D. 其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时$N_2O_5$的转化率增大

答案： B [根据题意，列三段式为： 2N₂O₅(g)⇌4NO₂(g) + O₂(g) 起始(mol·L⁻¹) 4 0 0 转化(mol·L⁻¹) 2 4 1 平衡(mol·L⁻¹) 2 4 1 $K = \frac{c^{4}(NO_{2}) \cdot c(O_{2})}{c^{2}(N_{2}O_{5})} = \frac{4^{4}×1}{2^{2}} = 64$，A正确；恒容条件下，再充入一定量N₂O₅相当于加压，该反应的正反应是气体分子数增大的反应，平衡逆向移动，再次达到平衡N₂O₅的转化率将降低，B错误；升高温度，混合气体的总质量、容器的体积都不变，因此气体的密度不变，C正确；其他条件不变时，改为在恒压密闭容器中反应，相当于减压，平衡正向移动，平衡时N₂O₅的转化率增大，D正确。]

15. （2023·辽宁省沈阳等三地市高三三模）接触法制硫酸中在接触室进行反应：$2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons 2SO_3(g)$ $\Delta H$。若向体积均为1 L的甲、乙两恒容容器中分别充入2 mol $SO_2(g)$和1 mol $O_2(g)$，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ）


A. 该反应$\Delta H＞0$
B. 甲容器达到平衡时的平衡常数：$K＜5.625$
C. a、c两点表示两容器气体的总物质的量：$n_a ＜ n_c$
D. a、b两点的反应速率：$v_a ＜ v_b$

答案： C [甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，刚开始压强增大的原因是容器温度升高，则说明题述反应过程放热，即ΔH＜0，A错误。a点为平衡点，此时容器的总压为4p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比，所以可设O₂转化的物质的量浓度为x mol·L⁻¹，则列出三段式如下： 2SO₂(g) + O₂(g)⇌2SO₃(g) 起始浓度(mol·L⁻¹) 2 1 0 变化浓度(mol·L⁻¹) 2x x 2x 平衡浓度(mol·L⁻¹) 2 - 2x 1 - x 2x 则有$\frac{[(2 - 2x) + (1 - x) + 2x]mol}{(1 + 2)mol} = \frac{4p}{5p}$，计算得到x = 0.6，那么化学平衡常数$K = \frac{c^{2}(SO_{3})}{c^{2}(SO_{2}) \cdot c(O_{2})} = \frac{1.2^{2}}{0.8^{2}×0.4} = 5.625$，又因为甲容器为绝热条件，随着反应的进行，体系温度升高、压强增大，若想压强仍为4p，需体系中总物质的量减小，即反应继续正向进行，则平衡常数K＞5.625，B错误。根据A项分析可知，题述密闭容器中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器中为绝热过程，乙容器中为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明此时甲容器中气体的总物质的量小于乙容器中气体的总物质的量，C正确。根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以$v_{a}＞v_{b}$，D错误。]

16. （2022·全国甲卷节选）金属钛（$Ti$）在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石（$TiO_2$）转化为$TiCl_4$，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)$TiO_2$转化为$TiCl_4$有直接氯化法和碳氯化法。在$1000\ ^{\circ}C$时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
（ⅰ）直接氯化：$TiO_2(s)+2Cl_2(g)=TiCl_4(g)+O_2(g)$ $\Delta H_1 = 172\ kJ\cdot mol^{-1}$，$K_{p1} = 1.0×10^{-2}$
（ⅱ）碳氯化：$TiO_2(s)+2Cl_2(g)+2C(s)=TiCl_4(g)+2CO(g)$ $\Delta H_2 = -51\ kJ\cdot mol^{-1}$，$K_{p2} = 1.2×10^{12}\ Pa$
①反应$2C(s)+O_2(g)=2CO(g)$的$\Delta H$为________$kJ\cdot mol^{-1}$，$K_p =$________$Pa$。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是______________________________。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡________移动（填“向左”“向右”或“不”）；温度升高，平衡转化率________（填“变大”“变小”或“不变”）。
(2)在$1.0×10^5\ Pa$，将$TiO_2$、$C$、$Cl_2$以物质的量比$1:2.2:2$进行反应。体系中气体平衡组成比例（物质的量分数）随温度变化的理论计算结果如图所示。

①反应$C(s)+CO_2(g)=2CO(g)$的平衡常数$K_p(1400\ ^{\circ}C)=$________$Pa$。
②图中显示，在$200\ ^{\circ}C$平衡时$TiO_2$几乎完全转化为$TiCl_4$，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是________________________。

答案： 答案
(1)① - 223 1.2×10¹⁴ ②碳氯化反应气体分子数增加，ΔH小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变，且是吸热过程 ③向左 变小
(2)①7.2×10⁵ ②为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl₄产品，提高效益 解析
(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO₂是0.05，TiCl₄是0.35，CO是0.6，反应C(s) + CO₂(g)⇌2CO(g)的平衡常数$K_{p}(1400℃) = \frac{(0.6p_{总})^{2}}{0.05p_{总}} = \frac{(0.6×1.0×10^{5})^{2}}{0.05×1.0×10^{5}} Pa = 7.2×10^{5} Pa$。