化學(xué)平衡專題自主招生

1、在400K下的Kp=55atm2,請把Kp換-34Ki=4.2X10K2=2.1X105化學(xué)平衡專題例1、已知反應(yīng)心+3H2(g)=2NH3(g)算成K-例2、已知在25c下:反應(yīng)2:12(g)+Cl2(g)2ICl(g)反應(yīng)1:2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)求同溫度下，反應(yīng)3:2HCl(g)+I2(g)=2ICl(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K3。例3、在高溫下，CO2在熾熱的碳上還原成CO:C(s)+CO2(g)-：2CO(g)Kp=1.90atm問反應(yīng)在2.00atm下達(dá)成平衡時，CO和CO2的分壓各是多少？例4、773K時，將2.00mol$。2和3.00molO2充入容積為10

2、.00dm3的密封容器中，平衡時有1.90molSO3生成。計(jì)算反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的K。、Kp以及SO2的轉(zhuǎn)化率。例5、已知N2O4(g)=2NO2(g),在25c的平衡常數(shù)KP=0.14。判斷總壓為101.325kPa時下列體系中反應(yīng)的方向。(1) N2O4與NO2含量為1：3(物質(zhì)的量之比)的氣體混合物；(2) N2O4與NO2含量等于4：1的氣體混合物?！局苡?xùn)練】1、高爐煉鐵的基本反應(yīng)之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)AH>0(1)則該反應(yīng)中平衡常數(shù)K=。(2)已知1100c時，K=0.263,溫度升高，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平

3、衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值,平衡常數(shù)K值(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3) 1100c時，測得高爐中CO2=0.025mol-L1,CO=0.1mol.L1,在這種情況下，該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)(填“是”、“否”)，此時，化學(xué)反應(yīng)速率是。正V逆(填“>”、"="、“<”),其原因是。2、400c下，1L容器內(nèi)N2、H2、NH3三種氣體的平衡濃度分別是：2=1.0molLt、H2=0.50molLNH3=0.50mol-L如果保持溫度不變，而要使N2的平均濃度增加到1.1molL-1需要從容器中取走多少摩爾的氫氣才能使體系重新達(dá)到平衡？3、平衡常數(shù)K

4、c的數(shù)值大小，是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。在25c時，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：-30N2(g)+O2(g)=2NO(g)K1=1X102H2(g)+02(g)-2H2O(g)K2=2X10812CO2(g)=2C0(g)+02(g)92K3=4X10(1)常溫下，NO分解產(chǎn)生02反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=。(2)常溫下，水分解產(chǎn)生。2,此時平衡常數(shù)值約為K=。(3)常溫下，NO,H2O,CO2三種化合物分解放出氧氣的傾向大小順序?yàn)?4)北京市政府要求全市對所有尾氣處理裝置完成改裝，以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染氣體的排放，而改裝后的尾氣處理裝置主要是加入有效催化劑，你根據(jù)以上有關(guān)數(shù)據(jù)

5、分析，僅使用催化劑除污染氣體的可能性。4、在900C、101.325kPa下使CO(g)和H2(g)的混合氣體通過催化劑來研究下列平衡：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),把反應(yīng)達(dá)到平衡后的氣體進(jìn)行分析，得到各氣體的分壓分別為：PCO=21704Pa,pH2=25825Pa,pH2O=pCO=26892Pa,問各氣體分壓均為2X101.325kPa時反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？5、1273K時H2O(g)通過紅熱的鐵生產(chǎn)H2,發(fā)生如下反應(yīng)：Fe(s)+HzO(g)FeO(s)+H2(g),反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=1.49(Kp是以各平衡混合氣體分壓表示的化學(xué)平衡常(1)計(jì)算每生產(chǎn)1.00mo

6、l氫氣需通入水蒸氣的物質(zhì)的量為多少？(2) 1273K時，若反應(yīng)體系中只有0.30mol的鐵并通入1.00mol水蒸氣與其反應(yīng)，試計(jì)算反應(yīng)后各組分的物質(zhì)的量。反應(yīng)后體系是否處于平衡狀態(tài)，為什么？(3) 1273K,當(dāng)1.00mol水蒸氣與0.80mol鐵接觸時，最后各組分的物質(zhì)的量是多少?例1、已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在400K下的Kp=55atm2,請把Kp換算成Keo分析：根據(jù)Kp=Kc(RT)T%給出的Kp和Kc的關(guān)系，但要注意取正確的單位。解：Kp=Kc(RT)一：Kc=KpX(RT)4=55atm2X(0.8206Latm/molKx400K)2=5,9104m

7、ol2L2例2、已知在25c下：反應(yīng)1:2HCl(g)=±力+Cl2(g)Ki=4,2X1034反應(yīng)2:12(g)+Cl2(g)2ICl(g)K2=2,1X105求同溫度下，反應(yīng)3:2HCl(g)+I2(g)三二2ICl(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K3。分析：反應(yīng)3可以看成是反應(yīng)1和2的加和，即當(dāng)反應(yīng)1和2同時發(fā)生，就得到反應(yīng)3,反應(yīng)1產(chǎn)生的氯氣在反應(yīng)2里被當(dāng)作反應(yīng)物，如同催化劑的作用。因此同時發(fā)生的反應(yīng)1和2也可以說是連續(xù)反應(yīng)而得到反應(yīng)3。因此K3必定可從K1和K2求得。讓我們來考察K1,Ch2cCl2ciel和K2的表達(dá)式：K1=2；K2=CHClCI2CCl2CCl2在K1式的

8、分子上、在K2式的分母上，若K1和K2相乘就可以消去。剩下的各物質(zhì)的濃度正好是K3的表達(dá)式。2cH2cCl2Gci解：K1K2=-2=K3因此K3=K1,K2cHClcI2cCl2例3、在高溫下，CO2在熾熱的碳上還原成CO:C(s)+CO2(g)-：2CO(g)Kp=1.90atm問反應(yīng)在2.00atm下達(dá)成平衡時，CO和CO2的分壓各是多少？分析：此題有兩個未知數(shù)：CO和CO2的平衡分壓，需要有兩個獨(dú)立方程才能得解。反應(yīng)在2.00atm下達(dá)成平衡的意思是平衡分壓的和等于2.00atm。因此，第1個方程是p”+PCO2=2atm；另一個方程則是平衡常數(shù)表達(dá)式。解：設(shè)CO和CO2的平衡分壓分別

9、為PCO和PCO2，Pco+Pco2=2atm(Pco)Pco2=1.90atm(Pco)2.00-Pcoatm=1.90atml-Pco=1.22atm(一元二次方程的另一解：一3.12棄去)Pco2=0.78atm例4、773K時，將2.00molSO2和3.00molO2充入容積為10.00dm3的密封容器中，平衡時有1.90molSO3生成。計(jì)算反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的Kc、Kp以及SO2O反應(yīng)時各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。分析：解此類題的關(guān)鍵是求出平衡時各物質(zhì)的平衡濃度（或平衡分壓）的量變化之比，即為方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。據(jù)此，根據(jù)起始濃度（或分壓）即可求得各物質(zhì)的

10、平衡濃度（或平衡分壓）解：根據(jù)題意,此反應(yīng)是在等溫等容條件下進(jìn)行的O2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始濃度/mol3dm2.00/103.00/10變化濃度/mol3,dm-1.90/10平衡濃度/mol3,dm(2.00-1.90)101一X1.90/1021(3.00->1.90)210+1.90/101.9010Kc_2(0.190)2=(0.010)20.205=1.81>03dm3,molKpKc(RT)一:=1.8他3dm3-mol1(8.31kPa-dm3-mol1。X773K)231.90.SO2的轉(zhuǎn)化率=200100%=95.0%例5、已知N2O4（g）-

11、2NO2（g）,在25c的平衡常數(shù)KP=0.14。判斷總壓為101.325kPa時下列體系中反應(yīng)的方向。（1）N2O4與NO2含量為1：3（物質(zhì)的量之比）的氣體混合物;（2）N2O4與NO2含量等于4：1的氣體混合物。分析：只有在達(dá)到平衡時，平衡濃度之間的關(guān)系才具有平衡常數(shù)的數(shù)值，因此，對比Qp和Kp就可得知反應(yīng)所處的熱力學(xué)狀態(tài)。解：（1）該體系內(nèi)N2O4與NO2的分壓分別為13M101.325kPa和一M101.325kPa時,44Qp=PHO?0【PPN2O40P3Q一X101.3254101.325LLX101.3254101.325k)=2.25QP>KP，反應(yīng)逆向進(jìn)行。41(2

12、)當(dāng)體系內(nèi)N2O4與N02的分壓分別為x：101.325kPa和>d01.325kPa時,551101.3255101.3254101.3255101.325=0.05QP<KP,反應(yīng)正向進(jìn)行。參考答案：1、(1)CO2/CO(2)增大增大(3)否>CO2/COV0.263,碳元素守恒，故CO2增大，CO減小，即U正將大于U逆。2、0.46mol一，、cN2c。2，一一一82_一3、(1)K=25X10(3)NO>H2O>CO2Cno(4) NO、CO與O2反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，使用合適的催化劑加快反應(yīng)速率，在水蒸氣存在下生成HNO3和CO2,則基本上可以除去污染氣

13、體?；蛴傻?,3個反應(yīng)及平衡常數(shù)可知2CO+2NO=2CO2+N2的K=1/K1K2=2.5X10121,使用合適的催化劑加快反應(yīng)速率，基本上可以除去污染氣體。9、(1)根據(jù)平衡常數(shù)定義，可利用我0七時各氣體的平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)大產(chǎn)26892YJ01325J(21704(25825101325；V01325?(2)中艮據(jù)化學(xué)反應(yīng)恒溫方程式判斷過程能否自發(fā)進(jìn)行。心再=一氏7出Kp-RTnQn_S.314X1173tnl.2M.314X1173In(2x101325仔乂101325I101325)101325J(2x101325：2x101325)101325；1.101325；=-8.314X

14、11731UL29-S.314X1173In"24S3(Jina：-1)或QP=1vKP=1.29表明反應(yīng)能自發(fā)向右進(jìn)行。5、(1)反應(yīng)為Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g)Kp=p(H2)/p(H2O)=1.49因?yàn)镻(H2)=n(H2)RT/Vp(H2O)=n(HzO)RT/V所以Kp=p(H2)/p(H2O)=n(H2)/n(H2O)=1.49當(dāng)氣相中n(H2)=1mol時，氣相中還應(yīng)有1/1.49即0.67mol的HzO(g)存在以維持平衡，故需通入1.67mol的H2O(g)才能產(chǎn)生1molH2(g)o(2)當(dāng)1.00molH2O(g)與0.30molFe反應(yīng)時，將生成0.30molH2(g),用于平衡的n(H2O)=0.30/1.49=0.20mol所以當(dāng)0.30molFe完全反應(yīng)時共需0.30+0.20=0.5molH2O(g),現(xiàn)有1.00molH2O(g),故Fe可完全反應(yīng)。此時體系組成為：H2(g):0.30mol;H2O(g):0.70mol;FeO(s)：0.30mol;Fe：已不存在。由于鐵已全部反應(yīng)完，體系未達(dá)化學(xué)平衡，氣相中p(H2)/p(H2O)=0.30/0