平衡转化率及平衡的相关计算

2.2.3 平衡转化率及平衡的相关计算

【学习目标】

1、 会列出“三行式”并利用三行式的数据进行平衡转化率和平衡常数的计算

2、 能知道平衡转化率和化学平衡常数的异同 【重难点】化学平衡转化率、平衡常数的计算

【温故知新区】

对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)，在某温度下达到平衡的平衡常数表达式为？

【课前预习区】

1、对于可逆反应：aA(g)+bB(g)

cC(g)+ dD(g)，

反应物A 的平衡转化率可以表示为： 反应物B 的平衡转化率可以表示为：

【课堂互动区】

三、平衡转化率α

1、平衡转化率表达式： 对于可逆反应：aA(g)+bB(g)

cC(g)+ dD(g)，

反应物A 的平衡转化率可以表示为：

2、平衡转化率的有关计算：

I 、已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率：

【例题1】化学反应2SO 2（g ）＋O 2（g ）

2SO 3（g ）是硫酸制造工业的基本反应。将0.050mol 的SO 2（g ）

和0.030mol 的O 2（g ）注入体积为1.0L 的密闭反应器，并置于某较高温度下的恒温环境中，达到化学平衡后，测的反应器中有0.44 mol SO 3（g ），求该温度下反应的平衡常数及SO 2和O 2平衡转化率。

【小结】

【变式练习】

1、在密闭容器中，将NO 2加热到某温度时，可进行如下反应： 2NO 2

2NO+O 2，在平衡时各物质的浓度分别是：[NO 2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,

[O 2]=0.12mol/L.试求：

（1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO 2的浓度。 （3） NO 2的转化率。

2、在某温度下，将H 2(g)和I 2(g)各0.1mol 混合物充入10L 的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H 2]=0.0080mol/L ，求： (1)反应的平衡常数。

(2)其它条件不变，充入的H 2(g)和I 2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。

II 、已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数： 【例题2】反应SO 2(g)+ NO 2(g)

SO 3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L 的SO 2(g)

和NO 2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO 2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的平衡常数。

（2）若SO 2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少？

【变式练习】在一密闭容器中进行如下反应：2SO 2＋O 2

2SO 3，SO 2的起始浓度是0.4 mol/L ，而 O 2 的起始

浓度是1mol/L ，当80%的SO 2转化为SO 3时反应即达到平衡，求平衡时O 2的浓度和平衡常数。

III、已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率：

【例题3】1200℃时测得反应CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g）的平衡常数K为2.25。若反应从CO2（g）和H2（g）开始，且CO2（g）和H2（g）的初始浓度均为0.0100 mol/L时，计算各物质的平衡浓度及CO2和H2的平衡转化率。

【变式练习】CO2和H2的混合气体加热到1123K时可建立下列平衡：CO2＋H2 CO＋H2O，此温度下K＝1，假若平衡时有90%的氢气变成了水，求起始时二氧化碳和氢气的物质的量之比。(1:9)

） CO

1、（2011全国改编）已知CO + 2H2=CH3OH，在某温度时，将1molCO和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______；

2、（2012全国8）合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为

CO（g）+ H2O(g) −−−→

←−−−

催化剂

CO2(g) + H2(g) △H ＜0

反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（）

A 增加压强

B 降低温度

C 增大CO 的浓度

D 更换催化剂

3、（2010全国改编）将0.23 mol SO2和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则反应的平衡常数K= 。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则SO2的平衡浓度（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率（填“升高”、“不变”或“降低”），SO3的体积分数（填“增大”、“不变”或“减小”）。

【课后巩固区】

1、（2011全国改编）在容积可变的密闭容器中，2mol

2

N和8mol

2

H在一定条件下反应，达到平衡时，

2

H 的转化率为25％，则平衡时氨气的体积分数接近于（）

A．5％B．10％C．15％D．20％

2.(08年宁夏理综·12)将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g) H2(g)＋I2(g)

达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L－1，c(HI)=4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为（）

A．9 B．16 C．20 D．25

3．(08年海南化学·10)X、Y、Z三种气体，取X和Y按1︰1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3︰2，则Y的转化率最接近于( )

A．33% B．40% C．50% D．66%

4．(08年山东理综·14)高温下，某反应达到平衡，平衡常数K=

c(CO)·c(H2O)

c(CO2)·c(H2)

。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是（）

A．该反应的焓变为正值

B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小

C．升高温度，逆反应速率减小

D．该反应的化学方程式为CO＋H2O

高温

催化剂

CO2＋H2

5.(09年宁夏理综·13)在一定温度下，反应

1

2

H2(g)+

1

2

X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于（）

A．5% B．17% C．25% D．33%

6.(09年天津理综·5)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力，CO吸入肺中