高三化学平衡的计算Word文档格式.docx
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Cl2+H2
2HClK=2.57×
1033
Br2+H2
2HBrK=1.91×
1019
I2+H2
2HIK=8.67×
102
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”)
✧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,K
N2+3H2
2NH3K=
1/2N2+3/2H2
NH3K=
(2)互逆反应,其平衡常数
2NO2
N2O4K=
N2O4
2NO2K=
(3)反应方程式相加(减),平衡常数相
NH4I
NH3+HI①K1=
2HI
H2+I2②K2=
2NH4I
NH3+I2+H2③K3=
(4)用实际参加反应的粒子进行表达
Cl2+H2O
H++Cl-+HClOK=
7.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,可判断可逆反应进行的方向。
当Q=K时,可逆反应;
当Q>
K时,可逆反应;
当Q<
K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/molabcd
n变化/mol mxnxpxqx
n平衡/mol a-mxb-nxc+pxd+qx
【例1】已知在800K时,反应:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)
若起始浓度c(CO)=2mol•L-1,c(H2O)=3mol•L-1,则反应达平衡时,CO转化成CO2的转化率为60%,如果将H2O的起始浓度加大为6mol•L-1,试求此时CO转化为CO2的转化率。
【基本练习】
Ø
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)(△H<
0)。
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)
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的转化率为37.5%。
则起始时N2和H2的物质的量之比为:
A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶1
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
A.20%B.40%C.50%D.80%
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
A.40%B.50%C.60%D.70%
6.X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应:
X+2Y
2Z,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1molN2和3molH2混合气体充入A、B容器中,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);
△H=-92.4kJ/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)若保持温度不变,向B容器中补加cmolNH3,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amolN2、bmolH2和cmolNH3,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amolN2、bmolH2和1molNH3,平衡时,测得放出的热量为23.1kJ,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0.8mol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);
△H<
0。
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:
①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a~c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是。
(用图2中d~f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:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
(2)该反应△H0
(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
C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(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)+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)
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
(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/min
CO2
H2O
CO
H2
0.2000
0.3000
2
0.1740
0.2740
0.0260
3
c1
c2
c3
4
5
0.0727
0.1727
0.1273
6
0.0350
0.1350
0.1650
前2min,用CO表示的该化学反应的速率是:
在3~4min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=-92.4kJ·
mol-1
(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(20MPa~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α甲、α乙,则甲容器中平衡常数表达式为(用含α甲的代数式表示),此时α甲α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(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2MPa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5×
10-7%,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、H2或降低温度
(2)0.5
(3)0.8<
c≤2(4)5.5
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- 化学平衡 计算