平衡常数及计算

《化学反应速率和化学平衡》复习学案平衡常数及关于速率、平衡的计算―、化学平衡常数1、概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，幕之积与幕之积的比值是一个常数，该常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g).-pC(g)+qD(g),一定温度下，达到平衡时，有：K=理解：(1)K表示可逆反应在一定温度下进行的限度。K值越大，反应进行程度越大；当K>105时，说明该反应进行得基本完全。K仅与温度有关，与浓度、压强等无关。书写K表达式时，固体、纯液体、稀溶液中水的浓度视为常数，不再写出。K值与可逆反应的书写形式有关：若反应方向改变或方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小，K也会改变。例1、反应N2(g)+3H2(g)—2NH3(g),200C时K=0.64,400C时K=6.0X10-4o该反应的AH_O,判断依据是o200C时，对于NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g),K=o例2、CuB「2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)-2CuBr(s)+Br2(g)AH=+105.4kJ/molo在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解，平衡时p(Br2)^]4.66XW3Pao写出该反应平衡常数表达式K=如果反应体系的体积不变，提S)反应温度，则p(B「2)将会(填“增大”、“不变”或“减小”)。如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，贝UP(B「2)的变化范围为。2、K之应用：K是定量研究平衡体系的工具，可帮助我们判断体系是否达到平衡、平衡移动的方向、可逆过程进行的方向等。浓度商Q：对于一可逆过程，如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),某时刻时，Q=o可逆过程总是从不平衡到平衡，Q从QIK逐渐到Q=K。若Q>K,则平衡向反应方向移动或反应向方向进行。Q=K,则QvK,则平衡向反应方向移动或反应向方向进行。例3、请利用K判断改变条件后平衡移动的方向。500C、某密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后，保持容积不变，充入。2若保持压强不变，充入。2：将容器容积压缩至原容积一半：对于2H++2CrO42_Cr2O72-+H2O,达平衡后向溶液中加入一定量水例3、某恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),在不同温度下K值如T/C70080083010001200K1.671.111.000.600.38(1)830C时，若起始通入COImol、H2O3mol,则CO的平衡转化率为多少?(2)上述条件下平衡后，若t〔时刻向容器中充入CO、CO?各0.25mol,则此时v正v逆。(思考:此时能用勒夏特列原理判断平衡移动方向吗？)若(1)条件下达平衡后，L时刻向容器中充入0.25molCO,并迅速将温度升高至1000C,则平衡移动方向如何？为什么？例4、25C时，某恒容密闭容器中2NO2(g)T=^N2O4©达到平衡。(1)充入一定量NO》则NO?体积分数o(2)充入一定量N2O4,贝UNO2体积分数o3、应用k定量研究其它平衡体系：请写出以下可逆过程的平衡常数表达式：CHQCOOHAA=CH.COO+H+K°=OOd(用Kw、知表示)H2oH++OH-Kw=(稀溶液)CHqCOO-+Hoa,CHoCOOH+OH-Kk=O£D11BaCO3(aq)Ba2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=Fe(OH)3Fes+(aq)+3OH(aq)(用Kw、知表示)例5、为什么温度一定时，醋酸越稀，其电离度越大？醋酸钠越稀，其水解度越大？例6、为什么BaC03能溶于盐酸而BaS04不溶？例7、已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2X10-20,Ksp[Fe(OH)2]=8.0X10-16.Ksp[Fe(OH)3]=4.0X10-38。⑴欲除去CuS04溶液中混有的Fe2+,常加入少量H2O2,其目的是当pH=4时，Fe3+即沉淀完全而Cg未损失。请通过计算进行说明。二、有关化学反应速率及化学平衡的计算例&(10天津卷第10题改编)已知反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2。0)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在2L密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：物质CH.OHCH3OCH3H2On/mol0.881.21.2比较此时*v诽(填Q”“v或二”。若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，该时间内反应速率v(CH$OH)=例9、(13全国卷n第28题)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应A(g)AAB(g)+C(g)Ah=+85.1kJmol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：CO(g)+H2O(g)CO2+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中七2斗)：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题:(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为o/⑵由总压强P和起始压强P。计算反应物A的转化率aA)的表达式为'平衡时人的车为，列式并计算反应的平衡常数Komol,n(A)=molo②下表为反应物A「列说法正确的是⑶①由总压强P和起始压强Po表示反应体系的总物质的量n三和反应物A的物质的量n(A),n,=-L7TJRJ占、J/M5y04816mol,n(A)=molo②下表为反应物A「列说法正确的是反应在Lmin内的平均速率为h(2)O.lmol/LCuSO4溶液中含有少量Fe3+,加入CuO即可除去Fe3+,请用离子方程式和适当的文字c(A)/(molL-1c(A)/(molL-1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(At)的规律，得出的结论是，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为molL-io例10、一定条件下，合成氨气反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比，反应后体积缩」'的百分率是O三、课堂练习：1、在一定温度下，反应1/2l%(g)+1/2X2(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()5%B.17%C.25%D.33%2、在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，电的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于()A、5%B、10%C、15%D、20%3、(11江苏卷)700C时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和电0,发生反应：反应时间/minn(CO)/molH2O/mol01.200.60ti0.80七20.20保持其他条件不变，起始时向容器中充入保持其他条件不变，向平衡体系中再通入率增大，也0的体积分数增大0.60molC0和1.20molH2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol0.20molH2O,与原平衡相比，达到新平衡时CO转化温度升至800C,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应4、(13上海卷)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)B+C(g)△H=-QkJ/mol(Q>0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是()产物B的状态只能为固态或液态平衡时，单位时间内n(AL.•n(CL.=1:1保持体积不变，向平衡体系中加入B,平衡不移动若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q5、(13福建卷)恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：物质A―IBICID6、金属鸨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以