化学平衡常数第二课时

平衡浓度mol/L: 0.02-x 平衡浓度
C(HI)2
(2x)2 K= = (0.02-x)2 C(H2)C(I2)
X=0.0040mol/L C(H2)=c(I2)=0.016mol/L C(HI)=0.0080mol/L 答:略 略
(2)已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及 (2)已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率
1： 反应 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 在一定条 2(g 2(g 3(g 件下进行。设投入的N mol， mol， 件下进行。设投入的N2为1 mol，H2为3 mol， 在一体积恒定，温度恒定的容器中反应， 在一体积恒定，温度恒定的容器中反应，测得 平衡时的压强是原来的90%，求转化率α 平衡时的压强是原来的90%，求转化率α1。然 后再充入1 温度不变， 后再充入1 mol N2 和3 mol H2 ，温度不变，计 算新平衡的转化率α 算新平衡的转化率α2。
在密闭容器中,将 例2:在密闭容器中 将2.0molCO与10molH2O混合加热 在密闭容器中 与 混合加热 达到下列平衡: 到800℃,达到下列平衡 ℃ 达到下列平衡 CO(g)+H2O(g) ≒CO2(g)+H2(g) K=1.0 转化为CO 的转化率. 求CO转化为 2的转化率 转化为
x,V为容器容积 解:设达到平衡时CO转化为CO2的物质的量为x,V为容器容积 设达到平衡时CO转化为CO 的物质的量为x,V CO转化为 CO(g)+H2O(g) ≒CO2(g)+H2(g) 起始浓度: 起始浓度: 平衡浓度: 平衡浓度: K= 2.0 V 2.0 2.0-x V 10 V 10-x V =1.0 0 V x V X=1.66 0 V x V
二、有关化学平衡常数的计算
对于反应: 对于反应 aA + bB cC + dD
达到平衡后各物质的浓度变化关系： 达到平衡后各物质的浓度变化关系： ①反应物：平衡浓度 = 初始浓度 - 转化浓度 反应物： ②生成物：平衡浓度 = 生成物：
初始浓度 + 转化浓度
③各物质的转化浓度之比等于它们的化学计量数之比
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节化学平衡
化学平衡常数
第二课时
应用： 应用：判断是否达到平衡及平衡移动方向
对于可逆反应，在一定温度的任意时刻， 对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，生成物浓 任意时刻 度和反应物浓度有如下关系： 度和反应物浓度有如下关系：
叫该反应的浓度商 （1）QC＜K ，反应向正方向进行 ） （2）QC＝K ，反应处于平衡状态 ） （3）QC＞K ，反应向逆方向进行 ）
解： 起始n 起始 转化n 转化 平衡n 平衡
N2 + 3H2 2NH3 1 3 0 -a -3a +2a 1-a 3-3a 2a (1-a) + (3-3a) + 2a = 4×90% a = 0.2 α1 = 20%
N2
起始n 起始n 转化n 转化n 平衡n 平衡n
+
3H2
2NH3
2 6 0 -b -3b +2b 2-b 6-3b 62b K=0.015 解得： b = 0.61 解得： α2 = 30.5%
高炉炼铁中发生的基本反应如下: 例题 : 高炉炼铁中发生的基本反应如下 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ；△H>0 已知1100℃，K=0.263，此温度下，某时刻 ℃ 已知 ，此温度下， 测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L， 测得高炉中 ， c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否 ， 处于平衡状态_______(填“是”或“否”)， 处于平衡状态 填 ， 方向进行， 此时化学反应向 方向进行，其原因是 。
此类题目的解答一般采用列三行， 此类题目的解答一般采用列三行，填空的方式 列三行 弄清楚各物质的物理量之间的关系。 弄清楚各物质的物理量之间的关系。
aA + bB
起始浓度(mol/L) 起始浓度 变化浓度(mol/L) 变化浓度 平衡浓度(mol/L) 平衡浓度
cC + dD
(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数 已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数
c(CO2)c(H2) C(CO)C(H2O)
CO转化为 2的转化率为 转化为CO 的转化率为83%. 转化为 答:略 略
【练习】: 练习】
发生反应： 在2L的容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),发生反应： 的容器中充入 和 发生反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡 ℃时反应达平衡, 若k=1.求： 求 的平衡浓度和转化率。 （1）CO的平衡浓度和转化率。 ） 的平衡浓度和转化率 （2）若温度不变，上容器中充入 的是 的是1mol CO和 2mol ）若温度不变， 和 H2O(g)， CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 的平衡浓度和转化率是多少。 ， 和 的平衡浓度和转化率是多少 的是1mol CO和 4mol （3）若温度不变，上容器中充入 的是 ）若温度不变， 和 H2O(g)， CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 的平衡浓度和转化率是多少。 ， 和 的平衡浓度和转化率是多少 的转化率达到90%，在题干 （4）若温度不变，要使 ）若温度不变，要使CO的转化率达到 的转化率达到 ， 物质的量为多少。 的条件下还要充入 H2O(g) 物质的量为多少。
平衡转化率： 平衡转化率：
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 反应物 的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示： 的平衡转化率
A的初始浓度− A的平衡浓度 α ( A)% = ×100% A的初始浓度 − A初始的物质的量 A的平衡物质的量 − α ( A)% = ×100% A初始的物质的量 n −n A( g )初始的体积− A( g )的平衡时体积 α ( A)% = ×100% A 解(1)根据题意得 H2 + 根据题意得
起始浓度mol/L: 起始浓度 平衡浓度mol/L: 平衡浓度 K= 0.01 0.0080
I2 ≒ 0.01 0.0080
2HI 0 0.0040
C(HI)2 C(H2)C(I2)
=0.25
解(2)设H2的消耗浓度为 设 的消耗浓度为x
H2 起始浓度mol/L: 起始浓度 + I2 ≒ 0.02 0.02-x 2HI 0 2x =0.25 0.02
例1:在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入 1:在某温度下, 0.10mol的气态混合物充入 在某温度下 10L的密闭容器中 充分反应,达到平衡后, 的密闭容器中, 10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得 C(H2)=0.0080mol/L. (1)求该反应的平衡常数 (1)求该反应的平衡常数 (2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各 (2)在上述温度下,该容器中若通入H 在上述温度下 0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度. 0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度. 试求达到化学平衡状态时各物质的浓度
3. 一定温度下的密闭容器中存在如下反应： 一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
2SO2+O2
2SO3
已知C(SO2) 始 =0.4mol/L， C(O2) 始 =1mol/L经测定 已知 ， 经测定 该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断， 该反应在该温度下的平衡常数 ，试判断， （ 1）当 SO2 转化率为50 ％ 时 ， 该反应是否达到 ） 转化率为 平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？ 平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？ 的转化率应为多少？ （2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？ ）达平衡状态时，