化学平衡专题自主招生

1、在400K下的Kp=55atm2,请把Kp换-34Ki=4.2X10K2=2.1X105化学平衡专题例1、已知反应心+3H2(g)=2NH3(g)算成K-例2、已知在25c下:反应2:12(g)+Cl2(g)2ICl(g)反应1:2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)求同温度下，反应3:2HCl(g)+I2(g)=2ICl(g)+H2(g)的平衡常数K3。例3、在高温下，CO2在炽热的碳上还原成CO:C(s)+CO2(g)-：2CO(g)Kp=1.90atm问反应在2.00atm下达成平衡时，CO和CO2的分压各是多少？例4、773K时，将2.00mol$。2和3.00molO2充入容积为10

2、.00dm3的密封容器中，平衡时有1.90molSO3生成。计算反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的K。、Kp以及SO2的转化率。例5、已知N2O4(g)=2NO2(g),在25c的平衡常数KP=0.14。判断总压为101.325kPa时下列体系中反应的方向。(1) N2O4与NO2含量为1：3(物质的量之比)的气体混合物；(2) N2O4与NO2含量等于4：1的气体混合物。【知能训练】1、高炉炼铁的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)AH>0(1)则该反应中平衡常数K=。(2)已知1100c时，K=0.263,温度升高，化学平衡移动后达到新的平

3、衡，高炉内CO2和CO的体积比值,平衡常数K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3) 1100c时，测得高炉中CO2=0.025mol-L1,CO=0.1mol.L1,在这种情况下，该反应是否处于平衡状态(填“是”、“否”)，此时，化学反应速率是。正V逆(填“>”、"="、“<”),其原因是。2、400c下，1L容器内N2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别是：2=1.0molLt、H2=0.50molLNH3=0.50mol-L如果保持温度不变，而要使N2的平均浓度增加到1.1molL-1需要从容器中取走多少摩尔的氢气才能使体系重新达到平衡？3、平衡常数K

4、c的数值大小，是衡量化学反应进行程度的标志。在25c时，下列反应的平衡常数如下：-30N2(g)+O2(g)=2NO(g)K1=1X102H2(g)+02(g)-2H2O(g)K2=2X10812CO2(g)=2C0(g)+02(g)92K3=4X10(1)常温下，NO分解产生02反应的平衡常数的表达式为K=。(2)常温下，水分解产生。2,此时平衡常数值约为K=。(3)常温下，NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为(4)北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装，以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放，而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂，你根据以上有关数据

5、分析，仅使用催化剂除污染气体的可能性。4、在900C、101.325kPa下使CO(g)和H2(g)的混合气体通过催化剂来研究下列平衡：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),把反应达到平衡后的气体进行分析，得到各气体的分压分别为：PCO=21704Pa,pH2=25825Pa,pH2O=pCO=26892Pa,问各气体分压均为2X101.325kPa时反应能否自发进行？5、1273K时H2O(g)通过红热的铁生产H2,发生如下反应：Fe(s)+HzO(g)FeO(s)+H2(g),反应的平衡常数Kp=1.49(Kp是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常(1)计算每生产1.00mo

6、l氢气需通入水蒸气的物质的量为多少？(2) 1273K时，若反应体系中只有0.30mol的铁并通入1.00mol水蒸气与其反应，试计算反应后各组分的物质的量。反应后体系是否处于平衡状态，为什么？(3) 1273K,当1.00mol水蒸气与0.80mol铁接触时，最后各组分的物质的量是多少?例1、已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在400K下的Kp=55atm2,请把Kp换算成Keo分析：根据Kp=Kc(RT)T%给出的Kp和Kc的关系，但要注意取正确的单位。解：Kp=Kc(RT)一：Kc=KpX(RT)4=55atm2X(0.8206Latm/molKx400K)2=5,9104m

7、ol2L2例2、已知在25c下：反应1:2HCl(g)=±力+Cl2(g)Ki=4,2X1034反应2:12(g)+Cl2(g)2ICl(g)K2=2,1X105求同温度下，反应3:2HCl(g)+I2(g)三二2ICl(g)+H2(g)的平衡常数K3。分析：反应3可以看成是反应1和2的加和，即当反应1和2同时发生，就得到反应3,反应1产生的氯气在反应2里被当作反应物，如同催化剂的作用。因此同时发生的反应1和2也可以说是连续反应而得到反应3。因此K3必定可从K1和K2求得。让我们来考察K1,Ch2cCl2ciel和K2的表达式：K1=2；K2=CHClCI2CCl2CCl2在K1式的

8、分子上、在K2式的分母上，若K1和K2相乘就可以消去。剩下的各物质的浓度正好是K3的表达式。2cH2cCl2Gci解：K1K2=-2=K3因此K3=K1,K2cHClcI2cCl2例3、在高温下，CO2在炽热的碳上还原成CO:C(s)+CO2(g)-：2CO(g)Kp=1.90atm问反应在2.00atm下达成平衡时，CO和CO2的分压各是多少？分析：此题有两个未知数：CO和CO2的平衡分压，需要有两个独立方程才能得解。反应在2.00atm下达成平衡的意思是平衡分压的和等于2.00atm。因此，第1个方程是p”+PCO2=2atm；另一个方程则是平衡常数表达式。解：设CO和CO2的平衡分压分别

9、为PCO和PCO2，Pco+Pco2=2atm(Pco)Pco2=1.90atm(Pco)2.00-Pcoatm=1.90atml-Pco=1.22atm(一元二次方程的另一解：一3.12弃去)Pco2=0.78atm例4、773K时，将2.00molSO2和3.00molO2充入容积为10.00dm3的密封容器中，平衡时有1.90molSO3生成。计算反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的Kc、Kp以及SO2O反应时各物质的转化率。分析：解此类题的关键是求出平衡时各物质的平衡浓度（或平衡分压）的量变化之比，即为方程式中各物质的计量数之比。据此，根据起始浓度（或分压）即可求得各物质的

10、平衡浓度（或平衡分压）解：根据题意,此反应是在等温等容条件下进行的O2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度/mol3dm2.00/103.00/10变化浓度/mol3,dm-1.90/10平衡浓度/mol3,dm(2.00-1.90)101一X1.90/1021(3.00->1.90)210+1.90/101.9010Kc_2(0.190)2=(0.010)20.205=1.81>03dm3,molKpKc(RT)一:=1.8他3dm3-mol1(8.31kPa-dm3-mol1。X773K)231.90.SO2的转化率=200100%=95.0%例5、已知N2O4（g）-

11、2NO2（g）,在25c的平衡常数KP=0.14。判断总压为101.325kPa时下列体系中反应的方向。（1）N2O4与NO2含量为1：3（物质的量之比）的气体混合物;（2）N2O4与NO2含量等于4：1的气体混合物。分析：只有在达到平衡时，平衡浓度之间的关系才具有平衡常数的数值，因此，对比Qp和Kp就可得知反应所处的热力学状态。解：（1）该体系内N2O4与NO2的分压分别为13M101.325kPa和一M101.325kPa时,44Qp=PHO?0【PPN2O40P3Q一X101.3254101.325LLX101.3254101.325k)=2.25QP>KP，反应逆向进行。41(2

12、)当体系内N2O4与N02的分压分别为x：101.325kPa和>d01.325kPa时,551101.3255101.3254101.3255101.325=0.05QP<KP,反应正向进行。参考答案：1、(1)CO2/CO(2)增大增大(3)否>CO2/COV0.263,碳元素守恒，故CO2增大，CO减小，即U正将大于U逆。2、0.46mol一，、cN2c。2，一一一82_一3、(1)K=25X10(3)NO>H2O>CO2Cno(4) NO、CO与O2反应进行的程度很大，使用合适的催化剂加快反应速率，在水蒸气存在下生成HNO3和CO2,则基本上可以除去污染气

13、体。或由第1,3个反应及平衡常数可知2CO+2NO=2CO2+N2的K=1/K1K2=2.5X10121,使用合适的催化剂加快反应速率，基本上可以除去污染气体。9、(1)根据平衡常数定义，可利用我0七时各气体的平衡分压计算平衡常数大产26892YJ01325J(21704(25825101325；V01325?(2)中艮据化学反应恒温方程式判断过程能否自发进行。心再=一氏7出Kp-RTnQn_S.314X1173tnl.2M.314X1173In(2x101325仔乂101325I101325)101325J(2x101325：2x101325)101325；1.101325；=-8.314X

14、11731UL29-S.314X1173In"24S3(Jina：-1)或QP=1vKP=1.29表明反应能自发向右进行。5、(1)反应为Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g)Kp=p(H2)/p(H2O)=1.49因为P(H2)=n(H2)RT/Vp(H2O)=n(HzO)RT/V所以Kp=p(H2)/p(H2O)=n(H2)/n(H2O)=1.49当气相中n(H2)=1mol时，气相中还应有1/1.49即0.67mol的HzO(g)存在以维持平衡，故需通入1.67mol的H2O(g)才能产生1molH2(g)o(2)当1.00molH2O(g)与0.30molFe反应时，将生成0.30molH2(g),用于平衡的n(H2O)=0.30/1.49=0.20mol所以当0.30molFe完全反应时共需0.30+0.20=0.5molH2O(g),现有1.00molH2O(g),故Fe可完全反应。此时体系组成为：H2(g):0.30mol;H2O(g):0.70mol;FeO(s)：0.30mol;Fe：已不存在。由于铁已全部反应完，体系未达化学平衡，气相中p(H2)/p(H2O)=0.30/0