平衡的计算.docx

1、平衡的计算平衡的计算3.2 化学平衡 （5化学平衡的计算） 【归纳与整理】 一、化学平衡常数-平衡混合物中各组分的物质的量浓度之间的限制关系 1概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号 表示。 2表达式 对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：平衡浓度 只写浓度可变的溶液相和气相，纯固态和纯液态物质不写入（浓度视为1）： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K Cr2O72 ( aq ) + H2O ( l ) 2 CrO4 2 (

2、 aq ) + 2 H+ ( aq ) K4K的意义 平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K越小，表示反应进行的程度越小。 一般地说，KK 时，该反应进行得就基本完全了。 F2 + H2 2HF K=6.510l2 + H2 2HCl K=2.571033 Br2 + H2 2HB1019 I2 + H2 2HI K=8.67102 5影响K的因素 浓度压强催化剂温度 放热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”) 

3、;吸热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”) 6平衡常数K的表达 （1） 化学 计量数扩大 2 倍，N2 + 3 H2 2 NH/2 N2 + 3/2 H2 NH（2）互逆反应，其平衡常数 2NO2 N2N2O4 2NO2（3）反应方程式相加 ( 减 )，平衡常数相 NH4I NH3 + HI 2HI H2 + I2 K2= 2NH4I NH3 + I2 + H2 （4）用实际参加反应的粒子进行表达 Cl2 + H2O H+ + Cl- + HCl平衡常数K的应用 （1）判断可逆反应进行的限度 （2）判断一个可逆反应是否达到平衡 若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用Q表示）与K比较，

4、可判断可逆反应进行的方向。 当Q=K时，可逆反应 ； 当QK时，可逆反应 ； 当QK时，可逆反应 。 二、平衡转化率 某个指定反应物的转化率= 三、化学平衡计算 化学平衡计算三步曲 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) n起始/mol a b c d n变化/mol mx nx px qx n平衡/mol a-mx b-nx c+px d+qx 【例1】已知在800K时，反应：(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 若起始浓度c(CO) = 2molL-1，c(H2O) = 3molL-1，则反应达平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的起始浓

5、度加大为6 molL-1，试求此时CO转化为CO2的转化率。 【基本练习】 转化率有关的计算 1将1mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g) + 3B(g) 2C(g) （H0）。达到平衡时，B的转化率为50%，则A的转化率为 A 25% B 30% C 40% D 50% 2将2mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g)+3B(g) 2C(g) （H0）。达到平衡时，B的转化率为50%，则A的转化率为 A 25% B 30% C 40% D 50% 3在一定条件下进行的合成氨反应，当反应达到平衡时，实验测得N2的转化率为25%，而H2的转化率

6、为37.5%。则起始时N2和H2的物质的量之比为： A 11 B 12 C 13 D 21 4在一定温度下，在密闭容器中使NO2分解，2NO2 2NO + O2，反应达到平衡时，容器内压强为原来的1.4倍，则NO2的分解率为 A20% B40% C50% D80% 5在一密闭容器中，用等物质的量的A 和B 发生如下反应：A(g)+ 2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若混和气体中A 和B 的物质的量之和与C 的物质的量相等。则这时A的转化率为 A40% B50% C60% D70% 6X、Y、Z为三种气体，把a mol X 和 b mol Y充入一密闭容器中，发生反应：X + 2Y 2Z，

7、达到平衡时，若它们的物质的量满足n（X）+ n（Y）= n（Z），则Y的转化率为 A B C D 7如右下图所示两个等体积的容器，A为恒压容器，B为恒容容器。在相同温度下，分别将1 mol N2 和3 mol H2 混合气体充入A、B容器中，发生如下反应： N2(g)+3 H2 (g) 2NH3 (g)； H=-92.4 kJ/mol 。 保持温度不变，A、B容器中的反应均达到平衡状态。平衡时，A容器中气体体积为起始时的4/5，平衡状态记为P。 试回答下列问题： (1) 平衡时A容器中NH3 的体积分数是 。若要使B容器中NH3 的体积分数与 A容器中相同，可采取的措施是 。 (2) 若保持温

8、度不变，向B容器中补加c mol NH3 ，再次达到平衡时，A、B两容器中压强恰好相等，则c= 。 (3)若保持温度不变，开始时向容器A中加入a mol N2 、b mol H2和c mol NH3 ，要使反应向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与原A平衡状态P相同，则起始时，c的取值范围是 。 (4)若保持温度不变，开始时向容器B中加入a mol N2 、b mol H2 和 1 mol NH3 ，平衡时，测得放出的热量为23.1 kJ，NH3 的体积分数与A容器平衡状态P相同，则a + b 的值是 。 化学平衡常数有关的计算 1在某一容积为2L的密闭容器内，加入0

9、.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：H2(g)I2(g) 2HI(g)；H0。反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1： （1）该反应的化学平衡常数表达式为 ； （2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 ； （3）反应达到平衡后，第8分钟时： 若升高温度，化学平衡常数K （填写增大、减小或不变）HI浓度的变化正确 ；（用图2中ac的编号回答） 若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。（用图2中df的编号回答） （4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。 2在一定体积的密闭容器中，进行如下化

10、学反应：CO2（g）+ H2（g）CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表： t70080083010001200 K0.60.91.01.72.6 回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式为（2）该反应H 0 （3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 A容器内压强不变 B混合气体中c（CO）不变 Cv正（H2）=v逆（H2O） Dc（CO2）=c（CO） （4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）c（H2）=c（CO）c（H2O），此时t= 3(2007广东省茂名二模)反应Fe（s）+CO2（g） FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s

11、）+H2O（g） FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表： 温度（绝对温度）K1K222（1）推导反应CO2（气）+H2（气） CO（气）+H2O（气）的平衡常数K与K1、K2的关系式： 。 （2）计算K值：温度为973开时K= ；1173开时：K= 。通过K值的计算（1）反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。 （3）在一体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO2和H2O（气），在1173开时发生反应并记录前5min的浓度，第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表： 时间/minCO2H2OCOH2 00.20000.300000 20.174

12、00.27400.02600.0260220.07270.17270.12730.120.03500.13500.1650 前2min，用CO表示的该化学反应的速率是： 。 在34min之间，反应处于 状态（填“平衡”或“非平衡”）。 第6min时，平衡向 方向移动，可能的原因是 。 4(2007山东省泰安市期末)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义，对我国实现农业现代化起着重要作用。根据已学知识回答下列问题： 已知N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3(g) H =92.4kJmol1 （1）合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是 （填序号）； A采用较高压强（20MP

13、a 50MPa） B采用500的高温 C用铁触媒作催化剂 D将生成的氨液化并及时从体系中分离出来 （2）合成氨工业中采用了较高压强（20MPa 50MPa），而没有采用100MPa或者更大压强，试解释没有这么做的理由 ； （3）在容积均为2L（容器体积不可变）的甲、乙两个容器中，分别加入2molN2、6molH2和1molN2、3molH2，在相同温度、催化剂下使其反应。最终达到平衡后，两容器N2转化率分别为甲、乙，则甲容器中平衡常数表达式为 （用含甲的代数式表示），此时甲 乙（填“”、“”“”）。 5(2007上海市调研) 甲烷蒸气转化反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(

14、g),工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2。 已知温度、压强和水碳比 对甲烷蒸汽转化反应的影响如下图： 图1（水碳比为3） 图2（水碳比为3） 图3（800）（1）该反应平衡常数K表达式为_。 （2）升高温度，平衡常数K_（选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），降低反应的水碳比，平衡常数K_。 （3）图2中，两条曲线所示温度的关系是：t1_t2（选填、=或）；在图3中画出压强为2 MPa时，CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。 （4）工业生产中使用镍作催化剂。但要求原料中含硫量小于510-7%，其目的是_。 参考答案: 1【解析】D 2【解析】A 3【解析】B 4【解析】D 5【解析】A 6【解析】B 15【解答】(1)25% 增加N2、H¬2或降低温度 (2) 0(3) 0.8c2 (4)化学平衡常数有关的计算 1【解析】本题为05上海高考题25 （1）K = c2(HI)c(H2)c(I2) （2）0.167mol/L（3） 减小c f （4）见右图 2【解析】 3【解答】（1）K=K1/K2 （2）0.62；1.29；吸热 （3）（CO）=0.0130molL-1nin-1 平衡 右或正反应；升高温度（或减少了H2的浓度） 4【解答】（1）B、C （2）压强越大，消耗的动力越大，对设备的要求越高，而总体经济效益提高不大 （3） ；