专题四转化率化学平衡常数

1、化学平衡状态的数量表示方法【复习回顾】勒夏特列原理。1、一定温度下，在体积为2V的密闭容器中建立化学平衡N(g)+ 3 H2(g) =2NH(g),假设各组分的平衡浓度为均为 C,体系的总压强为R , 将容器的体积压缩至 V,则各组分的浓度为 ，体系的总 压强为。2、一定温度下，在体积为 2V的密闭容器中建立化学平衡 2HI(g) - H(g) + l2(g),假设各组分的平衡浓度为均为 C,体系的总、压强为 R ,将容器的 体积压缩至 V,则各组分的浓度为 ,体系的总压强 为 0【总结】：化学平衡移动原理的局限性 一、化学平衡状态的数量表示方法一-转化率1、 转化率的计算公式2、 转化率的一

2、般规律N(g)+ 3 H(g)=2NH(g)在一定条件达到化学平衡状态，其他条件不变，增大N的浓度，代的转化率 (增大、减小、不变)，N的转化率。【拓展】：在工业生产中，氮气和氢气并不是按照1: 3的浓度比例加入反应器,实际操作会加入更多的氮气，原因 3、特殊规律年。包)=2NO(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和容器 体积不变，充入NO, NO的转化率 (增大、减小、不变)，NQ的含 县里。降。包)=2NO(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和容器 压强不变，充入NO, NO的转化率 (增大、减小、不变)，NQ的含 县里。NQ(g) =2NOg)在一定条件达到化学平衡状

3、态，如果保持温度和容器 体积不变，充入NO, NQ的转化率 (增大、减小、不变)，NQ的含里 0NO(g) =2NO(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和容器 压强不变，充入NO, 。的转化率 (增大、减小、不变)，NQ的含 县里。2HI(g)H 2(g) + 12(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和容器体积不变，充入HI, HI的转化率 (增大、减小、不变)，HI的含 县里。2HI(g) #H2(g)+I2(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和压 强不变，充入 HI , HI的转化率 (增大、减小、不变)，HI的含县里。2HI(g) = h 2(g)+12(g

4、)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和体 积不变，按照物质的量之比1： 1充入H2和I2, HI的转化率 (增大、 减小、不变)，HI的含量。2HI(g) =/H2(g)+I2(g)在一定条件达到化学平衡状态，如果保持温度和压 强不变，按照物质的量之比1： 1充入H2和I2, HI的转化率 (增大、 减小、不变)，HI的含量。【总结】：一般规律和特殊规律的使用条件二、化学平衡状态的数量表示方法二-化学平衡常数1、化学平衡常数表达式的书写 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)的平衡常数K= (用 Ki、&表示)。【问题讨论】1、表达式中的浓度是可逆反应达到什么状态下的浓度？2 、比较和可以得到什么结论？3 、比较和可以得到什么结论？4 、和又能说明什么问题？5 、得到什么结论？2、化学平衡

6、常数的意义K值越大说明3、影响化学平衡常数的因素是 一定条件下N(g)+ 3 H(g)=2NH(g)达到化学平衡状态，升温K,降温,增大压强K,增加反应物浓度K。三、化学平衡常数的应用应用一：与转化率的相互换算，判断可逆反应的进行程度。例题1、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+HO(g) 一 CO(g)+Hz(g),知CO和HO的起始浓度均为2mol/L经测定该 反应在该温度下的平衡常数 K=4,试判断，(1)当CO转化率为50%时，该反 应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？(2)达平衡状态时，CO的转化率应为多少?例题2: (1) 一定条件下，在容积为100 L的密

7、闭容器中发生反应：CH4(g) + HzO(g)CO(g)+3H2(g) HX1将 1.0 mol CH4 和 2.0 mol HzO(g)通入该密闭容器中，10 min时有0.1 mol CO生成，则10 min内该反应的平均速率v(H2) = 。(2)在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH30H(g) CO的转化率与温度、压强的关系如下图所示。co转化率().1 MP(i该反应的AH 0( 填” < “、” > “或”=")。100c时该反应的平衡常数 K= (

8、 用含a、V的代数式表示)。在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO 与2a mol H2 .达到新平衡时,CO的转化率 L填"增大“、“减小“或“不变"),平衡常数 ( 填"增大”、“减小“或“不变”)。例题3: (2013年山东理综，29)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS晶体，发生如下反应 Ta& (s) +2I2 (g) = TaI 4 (g) +S (g) AH> 0反应的平衡常数表达式K=，若K=1,向某包容密闭容器中加入1molI 2 (g)和足量TaS (s), I2 (g)的平衡转化率为 应用二：判断可逆反应平衡移

9、动的方向判断依据：例题1: 298K时，向某密闭容器中充入 N、O,发生反应N(g)+O2(g) =2NO(g) 达到平衡。写出该反应的平衡常数表达式 ;若298K时，K=1X 10-30,测得平衡时 降与Q的浓度均为1mol/L,则NO的平衡 浓度为保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N、Q、NO浓度分别为10 mol/L、10 mol/L、1X10-5 mol/L ,此时该反应是否达到平衡状态？若要达到平衡，反 应应向方向进行，为什么？例题2:恒温下，在容积为2 L的包容密闭容器 A中通入1 mol N 2与1mol H2的 混合气体，发生如下反应： N (g) + 3 H 2(g) 2

10、NH(g) , AH< 0一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4mol。(1)此温度时该反应的 K值为。(2)若在此温度下，向另一容积为1 L的包容容器B中按物质的量分别为2 mol、1 mol、1 mol充入此、H2、NH,此时，该反应是否处于平衡状态 (填“是” 或“否”)，此时，反应向 方向进行。(3)其他条件不变，若降低 A容器的温度，该反应K值 (填“增 大”、“减小”或“不变”)。变式训练：恒温恒压的容器中，N (g) + 3 H 2(g) = 2NH(g),达到平衡状态，N2、H、NH各1 mol。此时再充入3mol N,该反应是否处于平衡状态 (填 “是”或

11、“否”)。解释原因：例题3：高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s) COz(g) H>0,其平衡常数可表示为 仁磊1 .已知1 100 C时K=0.263。(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值一平衡常数K值U 选填"增大” “减小"或“不变”)。(2)为了提高CO的利用率，历史上曾有人设想增加高炉的高度，最终却失败了，请你说明他失败的原因(3)实际炼铁时，首先将矿石粉碎，这样做的主要目的是(4)1 100 c 时测得高炉中 c(CO2)=0.025 molL、 c(CO)= 0.1 mol L .在这

12、种情况下，该反应是否处于化学平衡状态 L选填"是”或“否")，此时, 化学反应速率是v(正)M 逆)(选填"大于” “小于”或“等于"),其原因是 O综合练习1、108山东高考】高温下，某反应达平衡，平衡常数K-cX.靠)。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是A.该反应的始变为正值B.恒温包容下，增大压强，代浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D.该反应化学方程式为 CO + H2 - CO2 + H22、将固体NHI置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NHI(s) =NH(g) +HI(g);2HI(g) = H(g) + 12(g

13、)达到平衡时，c(H) = 0.5 mol/L , c(HI) =4 mol/L ,则此温度下反应的平衡常数为()A. 9B.16C. 20D. 253、【10山东高考】一定温度下，向1L密闭容器中加入1molHI (g),发生反应 2HI(g) 4 H(g) + 12(g) , H物质的量随时间的变化如图所示。02min内的平均反应速率 v(HI)= 产乩外川该温度下，H2 (g) +I2 (g) =2HI (g)的平衡常数 I 一k=。y"T.相同温度下，若开始加入HI (g)的物质的量是原来的2"： "2倍，则 是原来的2倍。a.平衡常数 b. HI 的平衡

14、浓度c.达到平衡的时间 d.平衡时代的体积分数4、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K与温度t的关系如下：CO(g)+H2(g)CO(g)+HO(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t c70080083010001200K0.60.91.01.72.6请回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式 K =。该反应的逆反应为 反应。(填“吸热”或“放热”)(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(C0 c(H 2) = c(CO c(H3 ,试判断此时的温度为 c；(4)若维持此温度不变，测得密闭容器中HO(g)、CQ、代的平衡浓度分别为1.8mol/L、1.2mo

15、l/L、1.2mol/L ,则 COF衡浓度为(5) 800C,固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO) =0.01mol/L,c(H2O) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L，则反应开始时，H2。的消耗速率比生成速率 ( 填“大一小”或M不能确定")(6 )830 C,在1L的固定容器的密闭容器中放入 2molCO和1molH,平衡后CO的转化率为 ,H2的转化率为.5、超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用 催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 .化学方程式如下:2

16、NO+2c建幽三2CO2 +刈.AH <0为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO?口 CO浓度如表：时间/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请回答下列问题(1)在该温度下，反应的平衡常数K=o(2)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是0A.选用更有效的

17、催化剂B.升高反应体系的温度C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积(3)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中实 佥bT/ CNO®始浓度/mol L，CO®始浓度/mol L，催化剂的比表回积/ m2，gI280,31. 20x1035. 80x1082R124m350124请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。

18、6、(2007年山东理综，28)硫酸生产中，SO催化氧化生成SO; 2SO(g) + O 2(g) 胃胃2SO(g)某温度下，SO的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如右图所示根据图示回答下列问题： 将2.0molSQ和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后，体系总压强 为0.10Mpa。该反应的平衡常数等平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)K(B)(填“>” 或 “二”)。7、(2012年山东理综，29)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：NQ(g) = 2NO(g) 若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的包容密闭容器中进行，平衡常数 J 填“增大”、“不变”或“减

19、小”)。8、(2011年山东理综，28) 一定条件下，将NO与SO以体积比1:2置于密闭容器中发生NO (g) +SO (g) - - SO (g) +NO(g),测得上述反应平衡时 NO与SO体积比为1:6,则平衡常数K=。9、(2014年山东理综,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)的平衡常数 K=(用K、&表示)。其它条件保持不变，反应(II )在恒压条件下进行，平 衡常数& (填“增大” “减小”或“不变”)。若要使&减 小，可采用的措施是。10、乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C 2H 5OSO 3H)。再水解