人教版选修四《化学平衡》

4－x
12－3x
2x
4 mol＋12 mol p kPa ＝ 4mol－x＋12mol－3x＋2x 0.95p kPa x＝0.4mol 故平衡时：n(N2)＝4mol－0.4mol＝3.6mol，A正确。 n(H2)＝12mol－1.2mol＝10.8mol，B正确。 0.4mol 平衡时N2的转化率：α(N2)＝ ×100%＝10%， 4 mol C正确。
A．x＝2 B．A的转化率为41.67% C．B的平衡浓度为0.75mol· L－ 1 23 D．反应前后混合气体的压强比为 22
解析：根据反应方程式中反应物和生成物的关系式与 达平衡时C的生成量和D的平均反应速率推算出5min后反 应物、生成物的变化量和平衡量： 5A(g)＋4B(g) 起始量(mol): 转化量(mol): 平衡量(mol): 6 2.5 3.5 5 2 3 6C(g)＋xD(g) 0 3 3 0 2 2
答案：(1)此温度下的平衡常数K＝0.05，PCl5的分解 率为50%。 (2)升高温度，K值增大，说明正反应是吸热）
(2)有关化学平衡计算题的一般解法 有关化学平衡的计算，可采用“三行式法”求解。所谓 “三行式”就是“起始”、“转化”、“平衡”三个阶段。在解题 时，给每一种反应物或生成物填上或计算出这三个阶段的 物质的量或浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目 要求列出方程求解。 “三行式法”对常见的有关化学平衡的简单计算都适 用。
平衡物质的量/mol
0.2－x
x
x
n平 p平 0.2－x＋x＋x 当T、V一定时， ＝ ， ＝1＋50%， 0.2 n始 p始 解得x＝0.1mol。 平衡时各物质的浓度为： 0.2 mol－0.1 mol － c(PCl5)＝ ＝0.05mol· L 1 2L
0.1 mol c(PCl3)＝c(Cl2)＝ ＝0.05mol· L－ 1 2L cPCl3cCl2 0.05×0.05 K＝ ＝ ＝0.05 0.05 cPCl5 0.1 mol α(PCl5)＝ ×100%＝50% 0.2 mol (2)升高温度，K值增大，说明正反应是吸热反应，则 逆反应是放热反应。
3．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( A．平衡常数K只与反应本身及温度有关
)
B．改变反应物浓度或生成物的浓度都会改变平衡常 数K C．加入催化剂不改变平衡常数K D．平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓 度、压强无关
答案：A、C
4．在一定温度下，4mol A在2L的密闭容器里分解， 达到平衡时，测得已有50%的A分解成B和C， A(g) ( ) A．4 C．2 B． 3 D．1 2B(g)＋C(g)。此温度时，该反应的平衡常数为
2x 0.8 平衡时NH3的体积分数φ(NH3)＝ ＝ × 16－2x 16－0.8 100%≠10%，D不正确。
答案：D
7．把6mol A和5mol B的混合气体通入容积为4 L的密 闭容器中，在一定条件下发生如下反应：5A(g)＋4B(g) 6C(g)＋xD(g)，经5min后反应达到平衡，此时生成3mol的 C，并测得D的平均反应速率为0.1mol· L－ 1· min－1。下列说 法正确的是( )
第二章
化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
课时作业3 化学平衡常数和化学平衡计算
课 前 预 习
课 堂 练 习
课 后 作 业
课前预习：
1．化学平衡常数 (1)化学平衡常数的含义及其表达式 在一定温度下，当一个可逆反应 达到 化学平衡 时，生 成物 浓度幂之积 与反应物 浓度幂之积 的比值是一个常 数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常 数)，符号用“ K ”表示。
6 x 依C和D的关系量可知： ＝ ；所以x＝4故A选项不正 3 2 确。 2.5 mol A的转化率： ×100%＝41.67%， 6 mol B正确。 3 mol B的平衡浓度： ＝0.75mol/L， 4L C正确。
反应前后混合气体的压强比： p前 n前 6 mol＋5 mol 22 ＝ ＝ ＝ p平 n平 3.5 mol＋3 mol＋3 mol＋2 mol 23 D项不正确。
答案：A
9．在一定条件下，将N2和H2按体积比1∶3混合充入 某密闭容器中，发生反应：N2＋3H2 2NH3。当反应达
平衡时，恢复到原温度和压强下，测得NH3的体积分数为 40%，则N2在平衡混合体系中的体积分数为 A．15% C．30% B．20% D．40% ( )
解析：由于N2和H2按体积比1∶3混合，反应时按化学 计量数1∶3反应，则平衡时N2与H2的体积比仍为1∶3。所 1 以N2的体积分数：(1－40%)× ＝15%。 4
解析：本题是化学平衡状态的基础性题目，考查了同 温同体积下，气体的物质的量之比等于压强比的基本理 论，并用三行式解法解答此题。 设达到平衡状态时有物质的量为x的N2转化为NH3， 则有： N2＋3H2 起始物质的量/mol 转化物质的量/mol 4 x 12 3x 2NH3 0 2x
平衡物质的量/mol
③K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无 关。 ④对于只有固体、水参加或生成的反应来说，固体、 水的浓度视为“1”。
(2)化学平衡常数的应用 ①可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可 逆反应是否达到平衡及不平衡时向何方向建立平衡。例 如：对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在
答案：A
5．已知某温度下，反应H2(g)＋I2(g) 常数为K，则同一温度下，反应HI(g) 的平衡常数为( 1 A.K 1 C. K ) B. K D．K2
2HI(g)的平衡
1 1 H (g)＋ I2(g) 2 2 2
答案：C
6．某温度时，在一体积为2L的密闭容器中，通入 112g N2和24g H2，此时容器内压强为pkPa。在该温度和催 化剂作用下，H2和N2反应并达到平衡状态。测得平衡时压 强为0.95pkPa，下列说法不正确的是 A．平衡时，N2的物质的量为3.6mol B．平衡时，H2的物质的量为10.8mol C．平衡时，N2的转化率为10% D．平衡时，NH3的体积分数为10% ( )
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋
qD(g)，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平衡常数
cpC· cqD cnB 的表达式为：K＝ cmA·
特别提醒：①化学平衡常数值的大小是可逆反应进行 程度的标志。它能够表示可逆反应进行的完全程度。可以 说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在 性质的定量体现。 ②K值越大，说明反应进行的越完全，反应物转化率 越大；反之，反应进行的程度越小，转化率越小。
3．有关化学平衡的基本计算 一般表示如下(三行式解法)： mA(g)＋nB(g) 起始浓度 变化浓度 平衡浓度 a mx b nx pC(g)＋qD(g) c px d qx
a－mx
b－nx
c＋px
d＋qx
此三种浓度中，只有变化浓度之比等于计量数之比。
课堂练习：
1．下列关于平衡常数的说法正确的是 ( ) A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度， 生成物浓度用平衡浓度 B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值 C．平衡常数的大小与温度有关，而与浓度、压强、 催化剂等无关 D．从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
答案：B、C
8．在密闭容器中充入4mol HI，在一定温度下 2 HI(g) H2(g)＋I2(g)达到平衡时，有30%的HI发生 ( )
分解，则平衡时混合气体总的物质的量是 A．4mol C．2.8mol B．3.4mol D．1.2mol
解析：2mol HI(g)分解生成1mol H2和1mol I2(g)。所 以，平衡时混合气体的总物质的量和开始时HI的物质的量 相等。
答案：C、D
2．对于3Fe(s)＋4H2O(g) 的化学平衡常数的表达式为 cFe3O4· cH2 A．K＝ cFe· cH2O c4H2O C．K＝ 4 c H2
答案：D
Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应 ( )
cFe3O4· c4H2 B．K＝ cFe· c4H2O c4H2 D．K＝ 4 c H2O
2．有关化学平衡的基本计算及解题方法 (1)必须掌握的有关平衡的几个基本关系 ①可逆反应达到平衡过程中各物质浓度间的关系 对反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度 对生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式 中各物质的化学计量数 之比。
②反应物的转化率 反应物的转化浓度或物质的量 a．转化率＝ × 100% 反应物的起始浓度或物质的量 b．反应物的转化率与浓度变化的关系 (Ⅰ)对于有多种物质参加的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)来说，增大A的浓度，B的转化率一定增大， 而A的转化率则是减小的。
答案：A
10．把41.7gPCl5放入2L密闭容器中，在一定条件下 反应：PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)，当反应达平衡时，测 得压强比原来增加了50%。求： (1)此温度下的平衡常数及PCl5的分解率。 (2)如果升高温度，K值增大，该反应的逆反应是吸热 反应还是放热反应？
解析：(1)41.7g PCl5的物质的量为： 41.7g ＝0.2mol。 208.5g/mol 设发生分解的PCl5的物质的量为x，则 PCl5(g) 起始物质的量/mol 转化物质的量/mol 0.2 x PCl3(g)＋Cl2(g) 0 x 0 x
一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关 系：
cpC· cqD Q＝ m ，Q叫该反应的浓度商。 c A· cnB Q<K，反应向正反应方向进行 Q＝K，反应处于平衡状态 Q>K，反应向逆反应方向进行
②利用K可判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。