第二章第化学反应限度 计算专题

用心 爱心 专心

第 1页 用心 爱心 专心

第二章第化学反应限度 计算专题

[学习目标]

1.学会用浓度商与平衡常数的关系判断化学反应的方向。

2.掌握平衡常数及转化率的计算技巧。

【课堂互动探究】

化学平衡计算的解题模板：三段式法 对于反应：m A(g)＋n B(g)

p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量(mol)

分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器容积为V L 。

,m A(g),＋,n B(g)

,p C(g),＋,q D(g),

起始(mol),a b 0 0, 变化(mol),mx nx px qx , 平衡(mol),a －mx b －nx px qx ) 建立等式求解：①K ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫px V p ·⎝ ⎛⎭

⎪⎫qx V q ⎝ ⎛⎭⎪⎫a －mx V m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫b －nx V n

②c 平(A)＝a －mx

V (mol·L －1)。

③α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na 。 ④φ(A)＝a －mx

a ＋

b ＋(p ＋q －m －n )x ×100%。

⑤p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b 。 ⑥ρ(混)＝

a ·M (A )＋

b ·M (B )V

(g·L －1

)。

⑦M ＝

a ·M (A )＋

b ·M (B )

a ＋

b ＋(p ＋q －m －n )x

(g·mol －1)。

例1．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)＋CO(g)

Fe(s)＋CO 2(g)(正反应

为吸热反应)，其平衡常数可表达为K ＝[CO 2]/[CO]，已知，1 100°C ，K ＝0.263。

(1)温度升高化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO 2和CO 的体积比值________，平衡常数K 值________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)1 100°C 时测得高炉中[CO 2]＝0.025 mol·L －1，[CO]＝0.1 mol·L －

1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态________(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率v 正________v 逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是________________________。

变式训练1．(2014·吉林市模拟)已知：CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝－41 kJ·mol －1

。相同温度下，在容积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：

A ．容器①中反应达到平衡时，CO 的转化率为80%

B ．容器①中CO 的转化率等于容器②中CO 2的转化率

C ．平衡时，两容器中CO 2的浓度相等

D ．容器①中CO 反应速率等于H 2O 的反应速率

例 2 .已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH >0，请回答下列问题：

(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝1 mol·L －1，c (N)＝2.4 mol·L －

1；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________；

(2)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝4 mol·L －1，c (N)＝a mol·L －

1；

达到平衡后，[P]＝2 mol·L －

1，a ＝________；

(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c (M)＝c (N)＝b mol·L －

1，达到平衡后，M 的转化率为________。

【当堂限时检测】

1．在10 L 密闭容器中，1 mol A 和3 mol B 在一定条件下反应：

A(g)＋x B(g) 2C(g)，2 min 后反应达到平衡时，测得混合气体共3.4 mol ，

用心 爱心 专心

第 2页 用心 爱心 专心

生成0.4 mol C ，则下列计算结果不正确的是( )

A ．平衡时，物质的量比n (A)∶n (B)∶n (C)＝2∶11∶4

B ．x ＝4

C ．B 的平均反应速率为0.04 mol/(L·min)

D ．A 的转化率为20%

2．在一个容积为6 L 的密闭容器中，放入3 L X 气体和2 L Y 气体，在一定条件下发生反

应：4X(g)＋n Y(g)

2Q(g)＋6R(g)，反应达到平衡时，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加了5%，X 的浓度减小1/3，则该反应中的n 值为( ) A ．3 B ．4 C ．5 D ．6 3．在一定条件下，可逆反应N 2＋3H 2 2NH 3，达平衡时[N 2]＝3 mol·L －1

，[H 2]＝3 mol·L －1，[NH 3]＝4 mol·L －1

，则反应开始时N 2浓度不可能是( ) A ．5 mol·L －1 B ．2 mol·L －1 C ．3 mol·L －1 D ．1 mol·L －1

4．(原创题)在相同温度下，先在体积为1 L 的密闭容器中充入1 mol H 2(g)和1 mol I 2(g)，

发生反应：H 2(g)＋I 2(g)

2HI(g)；再在另一体积为2 L 的密闭容器中充入1 mol HI(g)；发生反应：HI(g) 12H 2(g)＋12I 2(g)；达到平衡时，两容器中HI 的体积分数均为50%，则这两者的平衡常数( ) A ．前者大 B ．前者小 C ．相等 D ．无法比较 5．一定温度下，在一定容积的密闭容器中充入N 2和H 2发生反应N 2＋3H 22NH 3并达到平衡，N 2的转化率为c %。向平衡混合物中充入N 2，达到新平衡后，N 2的转化率将

A ．增大

B ．减小

C ．不变

D ．无法确定

6． 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 ＋2Y 2Z ，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 ．65%

7．在一密闭容器中充入1 mol CO 和1 mol H 2O(g)，一定条件下反应：CO(g)＋H 2O(g)

CO 2(g)＋H 2(g)达到平衡时生成0.5 mol CO 2，若在相同条件下将H 2O(g)改为4

mol ，反应达到平衡时生成CO 2的物质的量为( )

A ．1.0 mol

B ．0.8 mol

C ．0.6 mol

D ．2.0 mol

8．(10分)某温度下，将H 2和I 2各0.10 mol 的气态混合物充入10 L 密闭容器中，充分反应，达平衡后测得c (H 2)＝0.008 mol/L ，该反应的平衡常数K 为________；该温度下

2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)的平衡常数K ′为______，反应12H 2(g)＋1

2

I 2(g)

HI(g)

的平衡常数K ″为________。

9. (1)高温下，某反应达平衡，平衡常数K ＝[CO][H 2O]

[CO 2][H 2]

，则反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(2)工业合成氨的反应为N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g)。设在容积为2.0 L 的密闭固定容器中充入0.60 mol N 2(g)和1.60 mol H 2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH 3的物质的

量分数(NH 3的物质的量与反应体系中气体的总的物质的量之比)为47。计算该条件下反应

2NH 3(g)N 2(g)＋3H 2(g)的平衡常数。

10．(14分某温度时，在2 L 密闭容器中气态物质X 和Y 反应生成气态物质Z ，它们

的物质的量随时间的变化如下表所示。

(1)根据下表中数据，在图中画出X 、Y 、Z 的物质的量(n )随时间(t )变化的曲线：

(2)体系中发生反应的化学方程式是

________________________________________________________________________； (3)列式计算该反应在0～3 min 时间内产物Z 的平均反应速率：

____________________________________________________________________； (4)该反应达到平衡时反应物X 的转化率α等于

________________________________________________________________________； (5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z 随时间变化的曲线1、2、3(如图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：

1____________________________________， 2______________，3______________。