高中化学化学反应原理课件222平衡转化率（33张）

第2课时平衡转化率第2章

第2节学习目标定位1.知道平衡转化率的含义。2.学会平衡浓度的求算。3.能根据化学平衡计算的方法思路，进行平衡常数、平衡

转化率的计算。一平衡转化率的概念及计算达标检测提升技能二平衡转化率的影响因素内容索引一平衡转化率的概念及计算新知导学1.平衡转化率的概念：平衡时______了的某反应物的量(物质的量或浓度)与_______该反应物的量之比。平衡转化率可描述化学反应的限度。2.平衡转化率计算公式对反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)A的平衡转化率α(A)＝

×100%B的平衡转化率α(B)＝

×100%转化前已转化3.在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气体混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到下列平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，K＝0.25。则氢气的转化率是_____。20%答案

解析设氢气的转化率为x。

H2(g)＋

I2(g)2HI(g)起始浓度(mol·L－1)

0.010.010转化浓度(mol·L－1)0.01x0.01x0.02x平衡浓度(mol·L－1)0.01－0.01x0.01－0.01x0.02xK＝

＝

＝0.25解得x＝20%。4.在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数是_______。答案

解析

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始物质的量(mol)280转化物质的量(mol)2平衡物质的量(mol)6所以平衡时氮气的体积分数＝

≈15.4%。15.4%化学平衡的计算模式及解题思路(1)计算模式

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始量

a

b

0

0变化量

mx

nx

px

qx平衡量

a－mx

b－nx

px

qx①对于反应物：平衡量＝起始量－变化量②对于生成物：平衡量＝起始量＋变化量归纳总结(2)基本解题思路①设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量，并按(1)中“模式”列表。③解答题设问题：明确“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率、平衡时某成分的浓度、平衡常数、平均相对分子质量等，给出题目答案。1.反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求在该温度下：(1)此反应的平衡常数。活学活用答案解析1本题是已知初始浓度和平衡转化率，求平衡常数和平衡浓度。设平衡时SO2的浓度为xmol·L－1

SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)起始浓度(mol·L－1)

220

0平衡浓度(mol·L－1)

x

x

2－x

2－x由题意可知

×100%＝50%，x＝1，(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2mol·L－1，试求达到化学平衡时各物质的浓度。

答案解析[SO3]＝[NO]＝1.2mol·L－1，[SO2]＝1.8mol·L－1，[NO2]＝0.8mol·L－1设达平衡时NO的浓度为ymol·L－1

SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)起始浓度(mol·L－1)3200平衡浓度(mol·L－1)3－y2－y

y

y因为温度不变，平衡常数不变，K＝1则＝

＝1，y＝1.2平衡浓度：[SO2]＝3mol·L－1－1.2mol·L－1＝1.8mol·L－1[NO2]＝2mol·L－1－1.2mol·L－1＝0.8mol·L－1

[SO3]＝[NO]＝1.2mol·L－1。二平衡转化率的影响因素初始浓度CO2/mol·L－1H2/mol·L－1α(H2)α(CO2)①0.01000.0100_________②0.01000.0120________③0.01000.0080__________1.在1200℃时测得反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)达平衡时，K＝2.25。试计算CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为下列三种情况下的CO2、H2的平衡转化率，填写下表：新知导学60%60%54%65%66%53%2.分析上表计算结果，可得出的结论是(1)同一化学反应，不同物质的起始物质的量之比等于化学计量数之比时，其转化率____。(2)增大H2的浓度，CO2转化率的变化是____，H2转化率的变化是____。(3)减小H2的浓度，CO2转化率的变化是____，H2转化率的变化是_____。增大相等减小减小增大平衡常数与平衡转化率(1)平衡常数和平衡转化率都能____表示化学反应的限度。平衡常数只与____有关，而平衡转化率的影响因素有________________等。(2)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。(3)反应物的转化率与浓度的关系①对于多种物质参加的反应，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，增大A(g)的浓度，B(g)的转化率一定增大，A(g)的转化率一定减小。归纳总结温度定量温度、浓度、压强②对于分解反应，要具体分析反应前后各物质的化学计量数的关系，对于反应前后化学计量数的和不变的反应，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)，不论如何改变HI的浓度，HI的转化率都不变，对于反应前后化学计量数的和不相等的反应，如2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，增加氨的浓度，氨的转化率减小。对任意化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)若A、B的起始浓度之比为a∶b，则α(A)＝α(B)。

在相同的温度下建立平衡时，有关A、B转化率的说法正确的是①A的转化率为甲<丙<乙<丁

②A的转化率为甲<乙<丙<丁③B的转化率为甲>乙>丙>丁

④B的转化率为丁>乙>丙>甲A.①③

B.②④

C.①④

D.②③

解析甲容器乙容器丙容器丁容器A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol2.相同体积的四个密闭容器中，进行同样的四个可逆反应，2A(g)＋B(g)3C(g)＋2D(g)。起始时各容器中所装A、B的物质的量如下表：活学活用答案根据转化率的变化规律：丁中A的转化率最大，甲中A的转化率最小，丙容器比乙容器所含物质的量大，相当于丙中的压强大于乙中的压强，因该反应是一个气体体积增大的反应，所以乙中A的转化率大于丙中A的转化率，即丁>乙>丙>甲；B的转化率用同样的方法确定为甲>乙>丙>丁。

3.在一定条件下，向两个体积固定的密闭容器中分别充入一定量的PCl5(g)和NO2(g)，两个容器中的反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)和2NO2(g)N2O4(g)均达到平衡，PCl5和NO2的转化率均为a%。保持温度、容积不变，向两个容器中分别再充入1molPCl5(g)和1molNO2(g)，又达到平衡，PCl5和NO2的转化率分别为b%和c%。下列关系中正确的是A.b>a>c

B.c>a>bC.a>b>c

D.a＝b＝c答案

解析反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)达到平衡后又充入PCl5，平衡向右移动，但压强的增大有利于向逆反应方向进行，所以PCl5的转化率降低；反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后又充入NO2，c(NO2)的增大和压强的增大都有利于向正反应方向进行，故NO2的转化率增大。故选B。达标检测提升技能1.实验室用4molSO2与2molO2进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－196.64kJ·mol－1，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为

A.40% B.50%C.80% D.90%答案解析√1234根据放出314.624kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为×2＝3.2mol，故SO2的转化率为

×100%＝80%。12342.已知t

℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。(1)t

℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝__。答案解析1234n(CO)∶n(CO2)＝1/K＝

＝4。4(2)若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t

℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝____。答案解析1230.05FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)起始(mol)0.02

x

0

0转化(mol)0.01

0.01

0.01

0.01平衡(mol)0.01

x－0.010.010.01所以x＝0.05mol。4某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于___________。3.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)答案解析123800mol－1·L4从图示可知，当p＝0.10MPa时，α＝0.8。转化的SO2为80%×2.0mol÷10L＝0.16mol·L－1。

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度(mol·L－1)0.2

0.1

0转化浓度(mol·L－1)0.16

0.08

0.16平衡浓度(mol·L－1)0.04

0.02

0.161234(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)___(填“>”“<”或“＝”)K(B)。答案解析平衡状态由A变到B时，温度不变，平衡常数不变，故K(A)＝K(B)。123＝44.将等物质的