第4章化学平衡题解ppt课件

1、第第4章章 化学平衡题解化学平衡题解14.密闭容器中，密闭容器中，CO和和H2O在某温度下反应在某温度下反应CO(g)H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 平衡时，设平衡时，设c(CO)=0.1mol/L,c(H2O)=0.2mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,问此温度下反应的平衡常数问此温度下反应的平衡常数 K=? 反应开始前反应物反应开始前反应物的浓度各是多少？平衡时的浓度各是多少？平衡时 CO 的转化率是多少？的转化率是多少？解：解：平衡时各组分的分压根据公式计算平衡时各组分的分压根据公式计算 可知可知 iip Vn RT iin RTpV 310ic RT310COCOp

2、cRT30.110RT22310COCOpcRT30.210RT22310H OH OpcRT30.210RT22310HHpcRT30.210RT平衡时平衡时H2H2的浓度应该等于的浓度应该等于CO2CO2的浓度的浓度, ,那么那么对应的相对分压为：对应的相对分压为：3/0.110 /COCOpppRTp223/0.210 /H OH OpppRTp223/0.210 /COCOpppRTp223/0.210 /HHpppRTp33330.210 /0.210 /0.110 /0.210 /RTpRTpRTpRTp0.2 0.20.1 0 22.222K)OH()CO()H()CO(2 .

3、01 . 02 . 02 . 0ccccKOHCOHCO222pppp从方程式可知，从方程式可知，1mol CO 1mol CO 可以生成可以生成 1mol CO2 1mol CO2所以所以反应开始前反应物的浓度为：反应开始前反应物的浓度为：CO=0.1+0.2=0.3mol/Lc2=0.2+0.2=0.4mol/LH Oc平衡时平衡时 CO CO 的转化率是：的转化率是：0.2CO =100=66.70.3化化率率转转15.要使上例平衡时系统中要使上例平衡时系统中CO 的转化率为的转化率为80%，问反，问反应前应前CO和和H2O的物质的量之比应为多少？的物质的量之比应为多少？解：解： CO(

4、g)H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 设初始设初始 a b则平衡时则平衡时, a-80%a b-80%a 80%a 80%a2)OH()CO()H()CO(K222cccc2)%80()%80(%80%80abaaaaaba2 . 344 . 6ba46 . 91256 . 94ba16.已知反应CO(g)+Cl2 (g) COCl2(g)在密闭容器中进行，373K时K=1.5108，反应开始时，c(CO)=0.035molL-1 ，c(Cl2)=0.027molL-1，(COCl2)=0.0molL-1 。计算373K反应达到平衡时，各物质的分压及CO的转化率。解：CO(g)+Cl

5、2 (g) COCl2(g) 由于正反应程度非常大，反应物剩余不多，其中由于正反应程度非常大，反应物剩余不多，其中Cl2Cl2最最少。又由于在密闭容器中进行，可以用平衡浓度代替物少。又由于在密闭容器中进行，可以用平衡浓度代替物质的量质的量ni ni进行计算，设进行计算，设Cl2Cl2的平衡浓度为的平衡浓度为x x，那么，那么，Cl2 (g) +CO(g)COCl2(g) 0.035-(0.027-x) 平衡浓度为：平衡浓度为：x 0.027-x 0.027 0.035-0.027 = 0.008平衡分压为：平衡分压为：p(Cl2)= x103RTp(CO)= 0.008103RTp(COCl)

6、= 0.027103RTCl2 (g) +CO(g)COCl2(g) 相对分压为：相对分压为：p(Cl2)= x103RT/105=xRT/100p(CO)= 0.008103RT/105=0.008RT/100p(COCl)= 0.027103RT/105=0.035RT/100代入标准平衡常数表达式：代入标准平衡常数表达式：22p(COCl )Kp(Cl ) p(CO)0.0271000.008100100RTRTxRT81.5 1080.027 100 x0.008RT 1.5 10827 1008 8.31 373 1.5 101017.3 10mol L平衡分压为：平衡分压为：p(C

7、l2)= 7.310-101038.31373 =2.310-3 Pa= 2.310-6kPa p(CO)= 0.0081038.31373=2.5104 Pa =25kPap(COCl)= 0.0271038.31373=8.4104 Pa =84kPa CO的转化率的转化率CO100%CO已转化的浓度的初始浓度0.027100%0.035x77.1%19.已知在已知在937时，下列两平衡反应的时，下列两平衡反应的Fe(s)CO2 (g) = FeO (s) +CO (g) K 1.47FeO(s)H2 (g) = Fe (s) +H2O (g) K0.420 问：在该温度下，反应问：在该温

8、度下，反应CO2 (g) +H2(g) = CO (g)H2O(g) 的的 K=?解：解：反响反响 CO2 (g) +H2(g) =CO (g)H2O(g) 是是根据多重平衡规则可知根据多重平衡规则可知12KKK1.47 0.4200.6220. N2O420. N2O4按下式分解按下式分解NO2NO2在某温度下反应在某温度下反应N2O4(g) = 2NO2(g) N2O4(g) = 2NO2(g) 知，知，5252达到平衡时，有一半达到平衡时，有一半N2O4N2O4分解，并知道平分解，并知道平衡系统的总压力为衡系统的总压力为100kPa100kPa。问。问KpKp和和KK各为多少？各为多少？

9、解：解：设平衡时，设平衡时，N2O4的物质的量为的物质的量为n，根据题意可知，根据题意可知，NO2的量为的量为2n平衡时系统中物质的总量为平衡时系统中物质的总量为23nnnn总22NONOnppn总总2424N ON Onppn总总133nppn总总2233nppn总总44131333.003kPkPapa总224222()313NOpN OppKpp总总224223213NON OpppKppp总总22313100410010031001.33kPakPakPakPa24.已知反应已知反应CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) 在在937K 时时K12.810-2，在，在1730

10、K时时K2 1.010+3，计算：该反应是吸热还是放热反应？计算：该反应是吸热还是放热反应？ 该反应的该反应的 是多少？是多少？rmH解：解：温度对平衡常数影响的公式为：温度对平衡常数影响的公式为：22111 2lg2.303rmHKTTKRTT由公式可知，温度升高由公式可知，温度升高K2K2增大增大 ，系统为吸热反应，系统为吸热反应该反应的该反应的 可以用公式进行计算可以用公式进行计算rmH22111 2lg2.303rmHKTTKRTT321.0 101730937lg2.8 102.303 8.3141730 937rmH321.0 101730937lg2.8 102.303 8.31

11、41730 937rmH321730 9371.0 102.303 8.314 lg17309372.8 10rmH1730 9372.303 8.3147934.551kJmol178.09吸热反应！吸热反应！ 例题1：某容器中充有N2O4(g) 和NO2(g)混合物，n(N2O4):n (NO2)=10.0:1.0。在308K， 0.100MPa条件下，发生反应： (1)计算平衡时各物质的分压； (2)使该反应系统体积减小到原来的1/2，反应在308K，0.200MPa条件下进行，平衡向何方移动？N2O4(g) NO2(g)； K (308)=0.315解：解：(1)(1)反应在恒温恒压条

12、件下进行。反应在恒温恒压条件下进行。0 .10010. 1210. 0 0 .10010. 100. 1xxxx平衡时平衡时pB/kPapB/kPa平衡时平衡时nB/mol 1.00-x 0.10+2xnB/mol 1.00-x 0.10+2x开始时开始时nB/mol 1.00 0.100nB/mol 1.00 0.100N2O4(g) 2NO2(g)N2O4(g) 2NO2(g)以以1molN2O41molN2O4为计算基准。设有为计算基准。设有x molx mol的的N2O4 N2O4 被分解，则被分解，则n n总总=(1.00-x )+(0.100+2x)=1.10+x=(1.00-x

13、)+(0.100+2x)=1.10+x0337.0432.032.42xx222240.10 2100kPa1.10100kPa(NO ) 0.3151.00100kPa(N O ) 1.10100kPaxxppKxppxkPa6 .42kPa0 .100234. 010. 1234. 0210. 0NO2pkPa4 .57kPa0 .100234. 010. 1234. 000. 1ON42p234. 0 xkPa0 .200)2(总，压缩后pkPa2 .85kPa6 .422)(NO2pkPa8 .114kPa4 .572)ON(42p2242(N O )85.2 1000.6320.31

14、5(NO )114.8 100ppQpp,Q K平衡向逆向移动。例题例题2. 反应反应H2 (g)I2 (g) = 2HI (g) 在在773K时，时，K1120，在，在623K时，时，K217.0。计算：。计算：该反应的该反应的 ；437K时的时的K3 (437) ；在在623K时，时，H2(g)、I2(g) 和和HI (g) 的起始分压分别的起始分压分别为为405.2kPa、405.2kPa、202.6kPa，平衡将向何方，平衡将向何方移动？移动？rmH解：解：温度对平衡常数影响的公式为：温度对平衡常数影响的公式为：22111 2lg2.303rmHKTTKRTT17.0623773lg1202.303 8.314623 773rmH623 77317.02.303 8.314 lg623773120rmH623 7732.303 8.314 ( 0.849)150 152.2kJmol437K时的时的K计算如下：计算如下：22111 2lg2.303rmHKTTKRTT352.2 1000437623lg17.02.303 8.314437 623K1.86 52.2 10001862.303 8.314437 6233lg1.86lg17.0K 1.861.230.63 30.234K当当H2(g)H2(g)、I2(