选修四第二章第三节化学平衡学案 联系客服

①当Qc K,v正>v逆 反应状态 ②当Qc K,v正=v逆 反应状态 ③当Qc K,v正<v逆 反应状态 练习1:请写出下列反应的化学平衡常数表达式K:

①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K= ②2NH3(g) N2(g)+3H2(g) K= ③CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K=

K=

⑤ K= 5、化学平衡常数的应用

(1)利用平衡常数可判断体系是否处于平衡状态及可逆反应的反应方向。 【例2】将2 mol SO2和1 mol O2充入容积为10L的恒容密闭容器,在催化剂作用下发生反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),△H<0。5 min后达到平衡,SO2的转化率为40%。 ⑴书写反应的平衡常数表达式并计算该条件下的平衡常数K。

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⑵如果在某时刻,c(SO2)=0.1mol·l─、c(O2)=0.05mol·l─、c(SO3)=0.1mol·l─,该时刻是处于平衡状态吗?

【例3】在体积为V的密闭容器中充入CO和H2,发生反应为: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH < 0。在达到平衡后,保持H2浓度不变并扩大容器体积至2V,则平衡____________(填字母)。

A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动

作出此判断的理由是__________________________________________________________。 (2)利用平衡常数可判断△H

练习4:在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 该反应为 反应(填“吸热”或“放热”) 练习5:在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化见图,由此图可得出:

(1)温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是_______________。 (2)该反应的△H_________0(填“<”、“=”或“>”)。

(3)利用平衡常数可计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。 【例5】练习2:在一个10L的密闭容器中,存在以下反应:CO(g)+ H2O(g)

CO2(g)+ H2(g),在800℃时K=1,用2.0molCO(g)和2.0molH2O(g)互相混合,加热到800℃,求平衡时各种气体的浓度以及CO的转化率。

练习8: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

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化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO + 2CO

催化剂2CO2

+ N2。

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和CO浓度如表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的?H 0(填写“>”、“<”、“=”)。 (2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。

(3)在该温度下,反应的平衡常数K= 。

(4)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 。

A.选用更有效的催化剂 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

三.对于化学平衡的有关图像问题,可按以下的方法进行分析:

(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。

(2)紧扣可逆反应的特征,看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。

(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。 (4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。

(5)先拐先平。例如,在转化率一时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

(6)定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。 对于反应mA(气) + nB(气)≒ pC(气)+qD(气) △H=QKJ/mol (1)转化率-时间

(2)含量-时间图

先出现拐点的反应先达到平衡,斜率大的曲线表示的温度或压强等数值较大

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练习1:在密闭的容器中进行如下的反应:H2(g)+I2(g)时,产物的量与时间的关系如下图所示,符合图象的正确的判断是( ) A.T1>T2,△H>0 B.T1>T2,△H<0

C.T1<T2,△H>0 D.T1<T2,△H<0 练习2:在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表: 时间(s) 0 0.020 1 0.010 2 0.008 3 0.007 4 0.007 5 0.007

2HI(g),在温度T1和T2

碘化氢的量T1 T2 时间 n(NO) (mol) 三、百分含量(转化率或产率)-温度-压强图像右图中表示NO2的变化的曲线是 _____。 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g);△(3)转化率-温度-压强图 H=QkJ/mol A转化率等压线等温线1.01?107Pa转化300?C200?C100?C判断:Q率<0>p+qP m+n > p+q Q< 0 m+n > p+q Q> 0 四.等效平衡及其分类: 1.等效平衡原理:在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。

由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关,因而,同一可逆反应,从不同状态开始,只要达到平衡时条件(温度,浓度,压强等)完全相同,则可形成等效平衡。

2.等效平衡规律:

等效平衡的广泛定义:只因投料情况的不同,达到平衡后,各组分的物质的量

(或能转化为物质的量)分数相等的平衡状态,互为等效平衡状态。

① 在定温,定容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起

始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。简言之,定温,定容下,归零后,等量即为等效平衡

② 在定温,定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反

应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同,两平衡等效。简言之,定温,定容下,归零后,等比例即为等效平衡

③在定温,定压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效. 简言之,定温,定容下,归零后,等比例即为等效平衡

【当堂练习】: 1.x、y、z都是气体,反应前x、y的物质的量之比是1:2,在一定条件下可逆反应x+2y2z达到平衡时,测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量,则平衡时x的转化率( )

A.80% B.20% C.40% D.60% 2.已知在450℃时,反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的K为50,由此推断出在450℃时,反应2HI(g)

H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为( )

A、50 B、0.02 C100 D无法确定

3.在一个体积恒定的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气)

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0T1.01?106Pam+n1.01?105Pa0温度 压强气)+D(气),达平衡时,C的浓度为W mol/l若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达平衡后,C的浓度仍为W mol/L的是( ) A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD C.3molC+1molB+1molB D.3molC+1molD 4 下列各图是温度(或压强)对应2A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);△H>0的正、逆反应速

率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是( )

A B C D t t p - 8 -

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