化学平衡常数、转化率、体积分数及其有关计算补充资料

: (1)如图是1 mol NO和1 mol CO反应生成CO和NO过程22 中能量变化示意图，请写出NO和CO反应的热化学方程式2 _______________。 (2)在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N(g)+3H(g) 2NH(g) ΔH<0，223 其化学平衡常数K与温度t的关系如表: 3 请完成下列问题: ?试比较K、的大小，K_____K(填写“>”、“=”或“<”)。 1K212 ?下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______(填序号字母)。 a.容器内N、H、NH的浓度之比为1?3?2 b.v(N)=3v(H) 正逆22322 c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变 ?400 ?时，反应2NH(g) N(g)+3H(g)的化学平衡常数的值为_____。当322 测得NH和N、H的物质的量分别为3 mol和2 mol、1 mol时，则该反应的v(N) 正3222____v(N)(填写“>”、“=”或“<”)。 逆2 )= ,【解析】(1)由反应过程中的能量变化示意图可知，该反应放热，且ΔH= ,(E,E21 —,,111(368 kJ?mol ,134 kJ?mol)= ,234 kJ?mol，结合题中给出的反应物和生成物可顺利写出热化学方程式: NO(g)+CO(g)==== CO(g)+NO(g)ΔH=-234 kJ?mol-1。 22 (2)?由该反应放热可知温度越高，K值越小，故K>K。?a中达化学平衡状态时，N、H、1222NH的浓度保持不变，但不一定符合化学计量数之比;b中达平衡时v(正)=v(逆)，且速3 率之比等于化学计量数之比，故应为3v(N)正=v(H)逆;c中对于气体体积改变的反22 应，压强不变，表明已达平衡;d中由于气体的质量、容器体积保持不变，故密度一直不变，不能作为达到平衡的标志。所以应选c。 16、已知化学反应?:Fe(s)，CO(g) FeO(s)，CO(g)，其平衡常数为K;化学反应?:21Fe(s)，HO(g) FeO(s)，H(g)，其22 平衡常数为K，在温度973 K和1173 K2 情况下，K、K的值分别如下: 12 (1)通过中的数值可以推断:反应?是_____(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)现有反应?:CO(g)+H2(g) CO(g)+HO(g)，请你写出该反应的平衡常数K的223数学表达式:K= 。 3 (3)能判断反应?已达平衡状态的是_______。 A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变 C.v(H)=v(HO) D.c(CO)=c(CO) 正逆222 4 (4)根据反应?与?可推导出K、K与K之间的关系式_______。据此关系式及上表数据，123 也能推断出反应?是____(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应?在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是________(填写序号)。 A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度 D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量 (5)图甲、乙分别表示反应?在t1时刻达到平衡，在t时刻因改变某个条件而发生变化的2 情况: ?图甲中t时刻发生改变的条件 2 是 。 ?图乙中t时刻发生改变的条件 2 是 。 【解析】(1)反应?，温度升高，K值增大，反应正向进行，则正反应为吸热反应。 (3)反应?是前后气体体积相等的反应，故压强不变不是达平衡的条件，其平衡标志是v(正)=v(逆)或浓度不变。 (5)图甲中～t时刻化学平衡没有移动～反应速率加快～因此t时刻增大压强或使用催化剂,22 图乙中～发生的反应为:CO(g)，HO(g) CO(g)，H(g) ΔH,0～t?t时间段～化22223学平衡向正反应方向移动～因此～对比0?t和t?t图象变化可知～t时刻降低温度或设法1232分离出H. 2 (5)?增大压强或使用催化剂 ?降低温度或从体系中分离出H 2 17、已知CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g)的平衡常数随温度变化如下表: 222 请回答下列问题: 5 (1)上述正向反应是__________反应(选填“放热”或“吸热”)。 (2)若达平衡后降温，则平衡向_______移动，CO2转化率____，正反应速率_______(填写“增大”、“减小”或“不变”)。 3)在850 ?发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向移动的有_____(选填A、B、C、D、E)。 (4)在850 ?时，可逆反应:CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g)，在该容器内各物质的222 浓度变化如下: 则3 min,4 min平衡后，c=__________，CO的转化率为_________。 32 【解析】(1)由表可知温度升高，K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，正反应为放热反应。 (2)平衡后降温，平衡正向移动，K增大，CO2转化率增大，由于降温，正、逆反应速率都减小，但正反应速率大于逆反应速率。 四、高考题练习(见另一份资料“《化学反应速率与化学平衡》海南历年高考题” ) 6 五、课后练习 1(对可逆反应aA(g)，bB(g) cC(g)，dD(g)，达到平衡时，各物质的物质的量浓度应 cdcc满足以下关系:,，为一常数，称为化学平衡常数，其反应的值只与KKKabcc 温度有关，现有反应:CO(g)，HO(g) CO(g)，H(g) Δ<0，在850?时，,1。 HK222 (1)若升高温度到950?，达到平衡________(填“大于”、“小于”或“等于”)1。 K (2)850?时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol HO,1.0 mol 2CO和x mol H，则: 22 ?当x,5.0时，上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 ?若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是__________。 2(高炉炼铁中发生的基本反应之一如下: FeO(s)，CO(g)Fe(s)，CO(g) ΔH>0 2 其平衡常数可表示为K,c(CO)/c(CO)，已知1 100?时K,0.263，且化学平衡常数只2 与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化。 (1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO和CO的体积比值2 ________________，平衡常数K值______________(均填“增大”、“减小”或“不变”)。 ,1,1(2)1 100?时测得高炉中c(CO),0.025 mol?L，c(CO),0.1 mol?L，在这种情2 况下，该反应是否处于化学平衡状态________(填“是”或“否”)。此时，化学反应速率是υ__________υ(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是___________________。 正逆 1([答案](1)小于 (2)?逆反应 ?x<3.0 2([答案](1)增大 增大 (2)否 大于 因温度不变，K值不变，此时c(CO)/c(CO)<0.263，为增大c(CO)/c(CO)22比值，需υ>υ 正逆 [解析](1)反应的正方向是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，c(CO)增大，2c(CO)减小，所以平衡常数K,c(CO)/c(CO)增大。 2 (2)平衡时，二氧化碳、一氧化碳的浓度比值等于平衡常数，若比值不等于平衡常数， c2,1,1就处于非平衡状态。将c(CO),0.025 mol?L，c(CO),0.1 mol?L代入可得,2c ,10.025 mol?L,0.25<0.263。所以此时不是平衡状态，为了使浓度值等于平衡常数，二氧,10.1 mol?L 化碳浓度要增大，一氧化碳浓度要减小。所以，平衡将向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率。 7 3、在密闭容器中，将2.0mol CO与10molHO混合加热到800?，达到下列平衡:CO(g) 2 +HO(g) CO(g) + H(g) K=1.0 ，求CO转化为CO的转化率。 2222 4、将0.050 mol SO(g)和0.030 mol O(g)放入容积为1 L 的密闭容器中，反应2SO(g)+O2222 (g) 2SO(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO)=0.040 mol?L-1。计算该条33件下反应的平衡常数K和SO的平衡转化率。 2 【解析】 2SO,g, + O,g, 2SO,g, 223 3 答案:K=1.6×10 80% 8