專題四轉化率化學平衡常數(shù)

1、化學平衡狀態(tài)的數(shù)量表示方法【復習回顧】勒夏特列原理。1、一定溫度下，在體積為2V的密閉容器中建立化學平衡N(g)+ 3 H2(g) =2NH(g),假設各組分的平衡濃度為均為 C,體系的總壓強為R , 將容器的體積壓縮至 V,則各組分的濃度為 ，體系的總 壓強為。2、一定溫度下，在體積為 2V的密閉容器中建立化學平衡 2HI(g) - H(g) + l2(g),假設各組分的平衡濃度為均為 C,體系的總、壓強為 R ,將容器的 體積壓縮至 V,則各組分的濃度為 ,體系的總壓強 為 0【總結】：化學平衡移動原理的局限性 一、化學平衡狀態(tài)的數(shù)量表示方法一-轉化率1、 轉化率的計算公式2、 轉化率的一

2、般規(guī)律N(g)+ 3 H(g)=2NH(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，其他條件不變，增大N的濃度，代的轉化率 (增大、減小、不變)，N的轉化率?！就卣埂浚涸诠I(yè)生產(chǎn)中，氮氣和氫氣并不是按照1: 3的濃度比例加入反應器,實際操作會加入更多的氮氣，原因 3、特殊規(guī)律年。包)=2NO(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和容器 體積不變，充入NO, NO的轉化率 (增大、減小、不變)，NQ的含 縣里。降。包)=2NO(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和容器 壓強不變，充入NO, NO的轉化率 (增大、減小、不變)，NQ的含 縣里。NQ(g) =2NOg)在一定條件達到化學平衡狀

3、態(tài)，如果保持溫度和容器 體積不變，充入NO, NQ的轉化率 (增大、減小、不變)，NQ的含里 0NO(g) =2NO(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和容器 壓強不變，充入NO, 。的轉化率 (增大、減小、不變)，NQ的含 縣里。2HI(g)H 2(g) + 12(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和容器體積不變，充入HI, HI的轉化率 (增大、減小、不變)，HI的含 縣里。2HI(g) #H2(g)+I2(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和壓 強不變，充入 HI , HI的轉化率 (增大、減小、不變)，HI的含縣里。2HI(g) = h 2(g)+12(g

4、)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和體 積不變，按照物質的量之比1： 1充入H2和I2, HI的轉化率 (增大、 減小、不變)，HI的含量。2HI(g) =/H2(g)+I2(g)在一定條件達到化學平衡狀態(tài)，如果保持溫度和壓 強不變，按照物質的量之比1： 1充入H2和I2, HI的轉化率 (增大、 減小、不變)，HI的含量。【總結】：一般規(guī)律和特殊規(guī)律的使用條件二、化學平衡狀態(tài)的數(shù)量表示方法二-化學平衡常數(shù)1、化學平衡常數(shù)表達式的書寫 1/2N2(g)+ 3/2H 2(g) - - NH(g)降(g)+ 3 H 2(g) 一2NH(g) 2NH(g)_-N(g)+ 3 H 2(g) F

5、eO(s) + CO(g) - Fe(s) + CO 2(g)2F2(g) +2H 2O(l) - Q(g)+4HF(aq) 2NO (g) +NaCl (s) NaNO (s) +C1NO (g) K 1(I)2NO(g) +Cl2 (g) =2ClNO (g)K 2 (II )4NO (g) +2NaCl (s) =*2NaNO(s) +2NO(g) +Cl2 (g)的平衡常數(shù)K= (用 Ki、&表示)。【問題討論】1、表達式中的濃度是可逆反應達到什么狀態(tài)下的濃度？2 、比較和可以得到什么結論？3 、比較和可以得到什么結論？4 、和又能說明什么問題？5 、得到什么結論？2、化學平衡

6、常數(shù)的意義K值越大說明3、影響化學平衡常數(shù)的因素是 一定條件下N(g)+ 3 H(g)=2NH(g)達到化學平衡狀態(tài)，升溫K,降溫,增大壓強K,增加反應物濃度K。三、化學平衡常數(shù)的應用應用一：與轉化率的相互換算，判斷可逆反應的進行程度。例題1、現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：CO(g)+HO(g) 一 CO(g)+Hz(g),知CO和HO的起始濃度均為2mol/L經(jīng)測定該 反應在該溫度下的平衡常數(shù) K=4,試判斷，(1)當CO轉化率為50%時，該反 應是否達到平衡狀態(tài)，若未達到，哪個方向進行？(2)達平衡狀態(tài)時，CO的轉化率應為多少?例題2: (1) 一定條件下，在容積為100 L的密

7、閉容器中發(fā)生反應：CH4(g) + HzO(g)CO(g)+3H2(g) HX1將 1.0 mol CH4 和 2.0 mol HzO(g)通入該密閉容器中，10 min時有0.1 mol CO生成，則10 min內(nèi)該反應的平均速率v(H2) = 。(2)在壓強為0.1 MPa條件下，容積為V L某密閉容器中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH30H(g) CO的轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。co轉化率().1 MP(i該反應的AH 0( 填” < “、” > “或”=")。100c時該反應的平衡常數(shù) K= (

8、 用含a、V的代數(shù)式表示)。在溫度容積不變的情況下，向該密閉容器再增加a mol CO 與2a mol H2 .達到新平衡時,CO的轉化率 L填"增大“、“減小“或“不變"),平衡常數(shù) ( 填"增大”、“減小“或“不變”)。例題3: (2013年山東理綜，29)利用“化學蒸氣轉移法”制備 TaS晶體，發(fā)生如下反應 Ta& (s) +2I2 (g) = TaI 4 (g) +S (g) AH> 0反應的平衡常數(shù)表達式K=，若K=1,向某包容密閉容器中加入1molI 2 (g)和足量TaS (s), I2 (g)的平衡轉化率為 應用二：判斷可逆反應平衡移

9、動的方向判斷依據(jù)：例題1: 298K時，向某密閉容器中充入 N、O,發(fā)生反應N(g)+O2(g) =2NO(g) 達到平衡。寫出該反應的平衡常數(shù)表達式 ;若298K時，K=1X 10-30,測得平衡時 降與Q的濃度均為1mol/L,則NO的平衡 濃度為保持溫度不變，測得反應進行的某一時刻，N、Q、NO濃度分別為10 mol/L、10 mol/L、1X10-5 mol/L ,此時該反應是否達到平衡狀態(tài)？若要達到平衡，反 應應向方向進行，為什么？例題2:恒溫下，在容積為2 L的包容密閉容器 A中通入1 mol N 2與1mol H2的 混合氣體，發(fā)生如下反應： N (g) + 3 H 2(g) 2

10、NH(g) , AH< 0一段時間后，達到平衡，若平衡時氨氣的物質的量為0.4mol。(1)此溫度時該反應的 K值為。(2)若在此溫度下，向另一容積為1 L的包容容器B中按物質的量分別為2 mol、1 mol、1 mol充入此、H2、NH,此時，該反應是否處于平衡狀態(tài) (填“是” 或“否”)，此時，反應向 方向進行。(3)其他條件不變，若降低 A容器的溫度，該反應K值 (填“增 大”、“減小”或“不變”)。變式訓練：恒溫恒壓的容器中，N (g) + 3 H 2(g) = 2NH(g),達到平衡狀態(tài)，N2、H、NH各1 mol。此時再充入3mol N,該反應是否處于平衡狀態(tài) (填 “是”或

11、“否”)。解釋原因：例題3：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s) COz(g) H>0,其平衡常數(shù)可表示為 仁磊1 .已知1 100 C時K=0.263。(1)溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值一平衡常數(shù)K值U 選填"增大” “減小"或“不變”)。(2)為了提高CO的利用率，歷史上曾有人設想增加高爐的高度，最終卻失敗了，請你說明他失敗的原因(3)實際煉鐵時，首先將礦石粉碎，這樣做的主要目的是(4)1 100 c 時測得高爐中 c(CO2)=0.025 molL、 c(CO)= 0.1 mol L .在這

12、種情況下，該反應是否處于化學平衡狀態(tài) L選填"是”或“否")，此時, 化學反應速率是v(正)M 逆)(選填"大于” “小于”或“等于"),其原因是 O綜合練習1、108山東高考】高溫下，某反應達平衡，平衡常數(shù)K-cX.靠)。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是A.該反應的始變?yōu)檎礏.恒溫包容下，增大壓強，代濃度一定減小C升高溫度，逆反應速率減小D.該反應化學方程式為 CO + H2 - CO2 + H22、將固體NHI置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應：NHI(s) =NH(g) +HI(g);2HI(g) = H(g) + 12(g

13、)達到平衡時，c(H) = 0.5 mol/L , c(HI) =4 mol/L ,則此溫度下反應的平衡常數(shù)為()A. 9B.16C. 20D. 253、【10山東高考】一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI (g),發(fā)生反應 2HI(g) 4 H(g) + 12(g) , H物質的量隨時間的變化如圖所示。02min內(nèi)的平均反應速率 v(HI)= 產(chǎn)乩外川該溫度下，H2 (g) +I2 (g) =2HI (g)的平衡常數(shù) I 一k=。y"T.相同溫度下，若開始加入HI (g)的物質的量是原來的2"： "2倍，則 是原來的2倍。a.平衡常數(shù) b. HI 的平衡

14、濃度c.達到平衡的時間 d.平衡時代的體積分數(shù)4、在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下：CO(g)+H2(g)CO(g)+HO(g),其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表：t c70080083010001200K0.60.91.01.72.6請回答下列問題:(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式 K =。該反應的逆反應為 反應。(填“吸熱”或“放熱”)(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(C0 c(H 2) = c(CO c(H3 ,試判斷此時的溫度為 c；(4)若維持此溫度不變，測得密閉容器中HO(g)、CQ、代的平衡濃度分別為1.8mol/L、1.2mo

15、l/L、1.2mol/L ,則 COF衡濃度為(5) 800C,固定容器的密閉容器中，放入混合物，其始濃度為c(CO) =0.01mol/L,c(H2O) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L，則反應開始時，H2。的消耗速率比生成速率 ( 填“大一小”或M不能確定")(6 )830 C,在1L的固定容器的密閉容器中放入 2molCO和1molH,平衡后CO的轉化率為 ,H2的轉化率為.5、超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用 催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2 .化學方程式如下:2

16、NO+2c建幽三2CO2 +刈.AH <0為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO?口 CO濃度如表：時間/s012345c(NO)/mol L，1. 0 X 10，4. 50 m 10“2. 50 M 10“1. 50M 10"1. 0 M 101. 0M 10“c(CO)/mol L，3. 6父 10，3. 05 父 102. 85父 10，2. 75M 10工2. 7父 10，2. 7M 10請回答下列問題(1)在該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=o(2)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是0A.選用更有效的

17、催化劑B.升高反應體系的溫度C.降低反應體系的溫度D.縮小容器的體積(3)研究表明：在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中實 僉bT/ CNO®始濃度/mol L，CO®始濃度/mol L，催化劑的比表回積/ m2，gI280,31. 20x1035. 80x1082R124m350124請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在給出的坐標圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標明各條曲線的實驗編號。

18、6、(2007年山東理綜，28)硫酸生產(chǎn)中，SO催化氧化生成SO; 2SO(g) + O 2(g) 胃胃2SO(g)某溫度下，SO的平衡轉化率(a)與體系總壓強(P)的關系如右圖所示根據(jù)圖示回答下列問題： 將2.0molSQ和1.0molO2置于10L密閉容器中,反應達平衡后，體系總壓強 為0.10Mpa。該反應的平衡常數(shù)等平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)K(B)(填“>” 或 “二”)。7、(2012年山東理綜，29)火箭殘骸中?，F(xiàn)紅棕色氣體，原因為：NQ(g) = 2NO(g) 若在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的包容密閉容器中進行，平衡常數(shù) J 填“增大”、“不變”或“減

19、小”)。8、(2011年山東理綜，28) 一定條件下，將NO與SO以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生NO (g) +SO (g) - - SO (g) +NO(g),測得上述反應平衡時 NO與SO體積比為1:6,則平衡常數(shù)K=。9、(2014年山東理綜,29)2NO 2 (g) +NaCl (s) =NaNO (s) +ClNO (g) K 1 ? H < 0(I)2NO (g) +Cl2 (g) 2ClNO (g)K 2?H < 0(II )(1) 4NO (g) +2NaCl (s) =2NaNO (s) +2N0(g) +Cl2 (g)的平衡常數(shù) K=(用K、&表示)。其它條件保持不變，反應(II )在恒壓條件下進行，平 衡常數(shù)& (填“增大” “減小”或“不變”)。若要使&減 小，可采用的措施是。10、乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題：(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯(C 2H 5OSO 3H)。再水解