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化學(xué)平衡常數(shù)與平衡圖像李仕才授課主題化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)方向的判斷教學(xué)目的能夠?qū)懗龌瘜W(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式;可以計算出物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率;教學(xué)重難點判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的變化判斷;焓變、熵變及化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系教學(xué)內(nèi)容本節(jié)知識點講解1.化學(xué)平衡常數(shù)(1)定義在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,生成物濃度幕之積與反應(yīng)物濃度幕之積的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù)),用K表示。(2)表達(dá)式對于一般的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g).一-pC(g)+qD(g),K-o(3)應(yīng)用①判斷反應(yīng)進(jìn)行的限度K值大,說明反應(yīng)進(jìn)行的程度大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率高。K值小,說明反應(yīng)進(jìn)行的程度小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率低。K <103 103~105 >105反應(yīng)程度 很難進(jìn)行 反應(yīng)可逆 反應(yīng)可接近完全②判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)cc(C)-cd(D)化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)PC(g)+dD(g)在任意狀態(tài)時,濃度商均為Q-S^一高。cCa(A)-Cb(B)Q>K時,反應(yīng)向逆反應(yīng)?方向進(jìn)行;cQ-K時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);cQ<K時,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。c③利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)
若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2.轉(zhuǎn)化率對于一般的化學(xué)反應(yīng):aA+bB=cC+dD,達(dá)到平衡時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為/、A的初始濃度一A的平衡濃度 c(A)c(A)a(A)= 」、…… X100%=-°~K-X100%人的初始濃度 c0(A)[%a)為起始時A的濃度,c(A)為平衡時A的濃度]反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的變化判斷判斷反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化時,不要把平衡正向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來,要視具體情況而定。常見有以下幾種情形:反應(yīng)類型條件的改變反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化有多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容時只增加反應(yīng)物A的用量反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大同等倍數(shù)地增大(或減小)反應(yīng)物A、B的量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m+n>p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均增大m+n<p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均減小m+n=p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均不變只有一種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g):—4nB(g)+pC(g)增加反應(yīng)物A的用量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m>n+p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大m<n+p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小m=n+p反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率不變3.化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、自發(fā)過程1.含義在一定條件下,不需要借助外力作用就能自動進(jìn)行的過程。.特點(1)體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或放出熱量);(2)在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。.自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。.判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)焓變與反應(yīng)方向研究表明,對于化學(xué)反應(yīng)而言,絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行,且反應(yīng)放出的熱量越多體系能量降低得也越多,反應(yīng)越完全??梢姡磻?yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。(2)熵變與反應(yīng)方向①研究表明,除了熱效應(yīng)外,決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個因素是體系的混亂度大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。②熵和熵變的含義a.熵的含義熵是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號1表示。同一條件下,不同物質(zhì)有不同的熵值,同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同,一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。b.熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化,用AS表示,化學(xué)反應(yīng)的八5越大,越有利于反應(yīng)期進(jìn)行。(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)①AH—TAS<0.反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。②AH-TAS=。反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。③AH—TAS>0.反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。例題解析考向一化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素典例1 在一定條件下,已達(dá)平衡的可逆反應(yīng):2A(g)+B(g):—2c也),下列說法中正確的是C2CA.平衡時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系:K=——-C2AcBB.改變條件后,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C.如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑,平衡常數(shù)會隨之變化D.若平衡時增加A和B的濃度,則平衡常數(shù)會減小鞏固練習(xí).研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(s)=NaNO3(s)+ClNO(g)%A4<0(1)2NO(g)+Cl2(g)-2ClNO(g)K2AH2<0(II)4NO2(g)+2NaCl(s)u*NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=(用K。鳥表示)。(2)為研究不同條件對反應(yīng)(II)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2m。lN0和0.1m。lCl/10min時反應(yīng)(II)達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5X1Omol-LT-min-i,則平衡后n(Cl2)二mol,NO的轉(zhuǎn)化率a「。其他條件保持不變,反應(yīng)(I)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率%_(填“>”“<”或“二"),平衡常數(shù)鳥(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K減小,可采取的措施是 。2平衡常數(shù)的幾個易錯點(1)正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);若方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會改變。(2)能代入平衡常數(shù)表達(dá)式的為氣體、非水溶液中的H2O、溶液中的溶質(zhì),固體與純液體以及溶液中H2O的濃度可看為常數(shù),不能代入。一例題解析考向二化學(xué)平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用典例1 (1)在密閉容器中充入2.0molCO和10mol是O(g),發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)^^CO2(g)+H2(g),800℃時反應(yīng)達(dá)平衡,若K=1。求CO和H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。PCl5的熱分解反應(yīng)如下:PCl5(g)^^PCl3(g)+Cl2(g)o①寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式;②已知某溫度下,在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00molPC1達(dá)到平衡后,測得容器內(nèi)PCl3的濃度為0.150mol/L。計算該溫度下的平衡常數(shù)。鞏固練習(xí)1.在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)COjg)+H2(g)-XO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表:T/℃ 700 800 830 1000 1200K0.60.91.01.72.6回答下列問題:(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式" 。(2)該反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)某溫度下,各物質(zhì)的平衡濃度符合下式: 3c(CO)?c(H)=5c(CO)?c("O),試判斷此時的溫度為。(4)若830℃時,向容器中充入1molCO、5molH。,反應(yīng)達(dá)到平衡后,其化學(xué)平衡常數(shù)K(填“大于”“小于”或“等于")1.0。(5)830℃時,容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下,擴(kuò)大容器的體積,平衡 (填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動。(6)若1200℃時,在某時刻平衡體系中CO2、4、CO、H2O的濃度分別為2mol-L-i、2mol?L-i、4mol-L-i、4mol-L-1,則此時上述反應(yīng)的平衡移動方向為(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動”)。例題解析考向三轉(zhuǎn)化率的計算與比較典例1在容積相同的A、B兩個密閉容器中,分別充入2mol$。2和1molO/使它們在相同溫度下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2-^2SO3并達(dá)到平衡。在反應(yīng)過程中,若A容器保持體積不變,B容器保持壓強(qiáng)不變,當(dāng)A中的SO2的轉(zhuǎn)化率為25%時,則B容器中SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)是A.25% B.>25%<25% D.12.5%.在一密閉容器,aA(g)-"^bB(g)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則A.平衡向逆反應(yīng)方向移動了B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了a>b重難點考向一:焓變、熵變及化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系典例1:下列反應(yīng)中,一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()2KClOjs)===2KCl(s)+3O2(g) AH=-78.03kJ/molAS=1110J/(mol?K)CO(g)===C石墨,s)+1/2Q2(g)AH=+110.5kJ/molAS=—89.36J/mol?K4Fe(OH)(s)+2HO(l)+O(g)===4Fe(OH)(s)AH=—444.3kJ/molAS=—280.1J/mol?K2 2 2 3D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO;(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) AH=+37.301kJ/molAS=184.05J/(mol?K)歸納總結(jié):焓變、熵變和溫度對化學(xué)反應(yīng)方向的影響AHASAH—TAS反應(yīng)情況十永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下過程均自發(fā)進(jìn)行十永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進(jìn)行十十低溫為正;高溫為負(fù)低溫時非自發(fā);高溫時自發(fā)低溫為負(fù);高溫為正低溫時自發(fā);高溫時非自發(fā)1.下列說法錯誤的是A.某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,因此該反應(yīng)是熵增反應(yīng)B.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的AH>0C.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的AH<0D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的AH>0本知識點小結(jié)化學(xué)平衡圖象題的解題方法化學(xué)平衡圖象類試題是高考的熱點題型,該類試題經(jīng)常涉及到的圖象類型有物質(zhì)的量(濃度)、速率一時間圖象,含量一時間一溫度(壓強(qiáng))圖象,恒溫、恒壓曲線等,圖象中蘊含著豐富的信息量,具有簡明、直觀、形象的特點,命題形式靈活,難度不大,解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點,明確反應(yīng)條件,認(rèn)真分析圖象充分挖掘蘊含的信息,緊扣化學(xué)原理,找準(zhǔn)切入點解決問題。該類題型在選擇題和簡答題中都有涉及,能夠很好地考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力,在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)引起足夠的重視。1.常見的化學(xué)平衡圖象以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g), 、cC(g)AH=QkJ*mol1(1)含量一時間一溫度(或壓強(qiáng))圖:
(曲線a用催化劑,口 ;b不用催化劑或化學(xué)計量數(shù)a+(曲線a用催化劑,口 ;b不用催化劑或化學(xué)計量數(shù)a+b=c時曲線a的壓強(qiáng)大于b的壓強(qiáng))[C好 (B%—卜y(p1>p2,a+b>c)0(p1>p2,a+b<c)(2)恒壓(溫)線(如圖所示):該類圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(a),橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見類型如下所示:(若a(若a+b>c,則p1>P2>p3,AH<0)(若T1>T2,則AH>0,a+b>c)(3)速率田間圖象根據(jù)丫4圖象,可以很快地判斷出反應(yīng)進(jìn)行的方向,根據(jù)v正、v逆的變化情況,可以推斷出外界條件的改變情況。以合成氨反應(yīng)為例:N2(g)+3H2(g)一2NH3(g) AH<0。條件c(N)增大2。⑷減小C^)增大
ED一ED一[f圖]一明確橫縱坐標(biāo)的含義;函向一分析曲線變化推勢及其原因,聯(lián)想相關(guān)知區(qū)期―識解答問題:畫一根據(jù)要求選出或?qū)懗稣_答案口(2)解題步驟看面(縱、橫坐標(biāo)的意義) 二看線(線的走向和變化趨勢)詈圖像|t4三看點(起點、拐點、終點)四看輔助線(如等溫線.等壓緩、平衡線)〔五看量的變化(如濃度變化、溫度變化)行」/聯(lián)想平衡移動原理,分析條件對反應(yīng)速率、區(qū)一1!化學(xué)平衡移動的影響r-J-nj利用原理,結(jié)合圖像,分析圖像中所代表反應(yīng)一判斷一速率變化或化學(xué)平衡的緩.作出判斷以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g). “cC(g)為例:(1)“定一議二”原則在化學(xué)平衡圖象中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義三個量,確定橫坐標(biāo)所表示的量后,討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系或確定縱坐標(biāo)所表示的量,討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。如圖:C哧]PX或P"IJ%{或pDo P(或一這類圖象的分析方法是“定一議二”,當(dāng)有多條曲線及兩個以上條件時,要固定其中一個條件,分析其他條件之間的關(guān)系,必要時,作一輔助線分析。(2)“先拐先平,數(shù)值大”原則在化學(xué)平衡圖象中,先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(如圖A)或表示的壓強(qiáng)較大(如圖B)。C%| A%]FA-圖A表示T4,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。圖B表示p2,A是反應(yīng)物,正反應(yīng)為氣體總體積縮小的反應(yīng),即a+b>c。等效平衡.含義(1)化學(xué)平衡狀態(tài)與建立平衡的條件有關(guān),與建立平衡的途徑無關(guān)。(2)對于同一可逆反應(yīng),在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,無論是從正反應(yīng)(反應(yīng)物)、逆反應(yīng)(生成物)或從中間狀態(tài)(既有反應(yīng)物、也有生成物)開始,只要建立平衡后,平衡混合物中各組分的比例相同,或各組分在混合物中的百分含量相等,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。(3)注意只是組分的百分含量相同,包括體積百分含量、物質(zhì)的量百分含量或質(zhì)量百分含量,而各組分的濃度不一定相等。.審題方法(1)注意反應(yīng)特點:反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量是否發(fā)生變化。(2)分清平衡建立的條件:是恒溫恒壓還是恒溫恒容。.理解等效平衡的意義(1)對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng),如2SO2(g)+O2(g)r 、2SO3(g)等溫等壓、等溫等容下建立平衡如下圖:等混、等壓口VL容易得出A與C等效,A與D不等效。因為C-D是對反應(yīng)前后氣體體積有變化的反應(yīng)加壓,平衡發(fā)生了移動。結(jié)論:對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng),恒溫恒壓時只要起始加入的物質(zhì)按方程式化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),比例相同就可建立等效平衡;而恒溫恒容時,則需起始加入的物質(zhì)按方程式化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),完全相同才能建立等效平衡,因為反應(yīng)物物質(zhì)的量的變化會引起平衡的移動。10(2)對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量沒有變化的反應(yīng),如:H2(g)+I2(g)^一^2HI(g)等溫等壓、等溫等容下建立平衡如下圖:等溫、等壓13VL容易得出A與C等效,A與D等效。因為C-D平衡不發(fā)生移動。對反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)加壓,平衡不移動。結(jié)論:對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),無論是恒溫恒壓還是恒溫恒容,只要加入的物質(zhì)按方程式化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),比例相同就可建立等效平衡。當(dāng)堂檢測1、常溫下,將一定量的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(固體體積忽略不計)發(fā)生反應(yīng):H2NCOONH4(s)=2加31)+821)4比達(dá)到平衡時測得c(CO2)=amol?L-1。溫度不變,達(dá)到平衡后壓縮容器體積至原來的一半,達(dá)到新平衡時測得。3%)=乂1^1?1-1。下列說法正確的是( )A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時表明達(dá)到平衡狀態(tài)B.達(dá)到新平衡時,4口為原來的2倍C.上述反應(yīng)達(dá)到新平衡狀態(tài)時x=2aD.上述反應(yīng)體系中,壓縮容器體積過程中n(H2NCOONH4)4變2、NOx是大氣污染物之一,主要來源于工業(yè)煙氣及汽車尾氣等。除去NOx的方法統(tǒng)稱為脫硝,一般有干法脫硝[選擇性催化劑法(SCR)]、濕法脫硝等。請完成下列問題:⑴汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)反應(yīng)N2(g)+O2(g) -2NO(g)o2000K時,向固定容積的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的n2、O2發(fā)生上述反應(yīng),各組分體積分?jǐn)?shù) (①)的變化如圖1所示。N2的平衡轉(zhuǎn)化率為。,勃質(zhì)的:NJnwiao.0.0.0ver,勃質(zhì)的:NJnwiao.0.0.0ver版相佗粗口123450jM/min; ~忤LL :⑵在密閉、固定容積的容器中,一定最NO發(fā)生分解的過程中,NO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化關(guān)系如圖2所示。①反應(yīng)2NO(g)、一-N2(g)+O2(g) AH 0(填“〉”或“<”)。②一定溫度下,能夠說明反應(yīng)2NO(g)'?一^^^^。乂山已達(dá)到化學(xué)平衡的 (填序號)。a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b.混合氣體的密度不發(fā)生變化c.NO、N2、O2的濃度保持不變 d.2V(NO^=v(N2)逆3、二甲醚(CHOCH)的十六烷值高,燃燒尾氣中污染物少,可代替柴油。在反應(yīng)器中將CO混合加氫可合成二3 3 2甲醚,包括以下兩個反應(yīng):I.CO2(g)+3H2(g), 、CH30H(g)+H2O(g)II.2CH30H(g)r 、CH30cH3(g)+與O(g)①已知1℃時,在2L的恒容密閉容器中加入1molCOJD2mol耳,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)『^CH30H(g)+H2O(g),測得反應(yīng)在不同時刻各組分的量如下:物質(zhì)CO2H2CHOH3HO2起始物質(zhì)的量/mol12005min時物質(zhì)的量/mol0.2平衡時物質(zhì)的量/mol0.4在0?5min內(nèi),H2O(g)的平均反應(yīng)速率v(H2O)=;4的平衡轉(zhuǎn)化率a(H)=。2②某科研小組計算了反應(yīng)I在溫度503K?543K間,反應(yīng)壓強(qiáng)分別是3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、127MPa的情況下甲醇的平衡產(chǎn)率(甲醇實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量之比),結(jié)果如圖1所示。
12pn'-'..的¥用戶宰pn'-'..的¥用戶宰則該反應(yīng)的AHI(填“>”“〈”或“二”,下同)0。a~e曲線分別對應(yīng)不同的壓強(qiáng)條件,則e對應(yīng)的壓強(qiáng)是,理由是。(3)在2L恒容密閉容器中充入3molCO、3molH/發(fā)生反應(yīng)容密g)+3Hjg)三 -CH3OCH3(g)+CO2(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。①下列事實能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是(填序號)。a.CO2的濃度不再發(fā)生變化 b.3V正(CO)=v逆(CO2)c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化 d.CHOCH與CO的物質(zhì)的量比為1:13 3 2②對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(p)代替物質(zhì)的量濃度(c)也可以表示平衡常數(shù)(記作B BKp),則A點平衡常數(shù)Kp=。課堂總結(jié)家庭作業(yè)1、光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途。工業(yè)上常利用廢氣CO2通過反應(yīng):C(s)+CO2(g)-^2CO(g)AH>0,制取合成光氣的原料氣CO。在體積可變的恒壓(p總)密閉容器中充入1molCO與足量的碳發(fā)生上述反應(yīng),在平衡時體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示:6507 8(X1 925溫度/T圖1①T℃時,在容器中若充入稀有氣體,v正v逆(填“>”“<”或“二"),平衡移動(填“正向”“逆向”或“不”,下同);若充入等體積的CO和CO,平衡移動。2②CO體積分?jǐn)?shù)為40%時,CO2的轉(zhuǎn)化率為。③已知:氣體分壓(p分)二氣體總壓X體積分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù)\的表達(dá)式為;800℃時,Kp=(用含p總的代數(shù)式表示)。(3)利用CH4的還原性,通過反應(yīng):CH4(g)+2NO2(g)=^N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH,可消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃時,分別將1.0molCH4和1.0molNO2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),測得NO”T轉(zhuǎn)化率a(NO)在不同溫度、壓強(qiáng)下隨時間變化的關(guān)系如圖2所示。則上述反應(yīng)的AH0(填“>”“〈”或“二”,下同);壓強(qiáng):p1p2。2、鐵的單質(zhì)及化合物有著重要的用途,根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題:(1)已知:①3Fe(s)+2O2(g)^=Fe3O4(s)AHj-1118.4kJ/mol②2H2(g)+O2(g)^=2H2O(g) AH2=-483.8kJ/mol寫出鐵與氣態(tài)水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。(2)t℃時,在2L恒溫恒容密閉容器中,按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過10min后,F(xiàn)e的物質(zhì)的量變?yōu)?.25mol。FeH2O(g)Fe3O4H22.0mol4.0mol1.0mol1.0mol容器中H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為;此段時間內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是。(3)在25℃下,KjFe(OH)J=4X10-38,向濃度為0.1mol-L-1的FeCl3溶液中逐滴加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH為5時,溶液中c(Fe3+)為mol-L-1。(4)高爐煉鐵的主要反應(yīng)為CO(g)+1FeO(s)=CO(g)+2Fe(s),已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡3 23 2 3常數(shù)如下:溫度/℃100011501300平衡常數(shù)4.03.73.514
①該反應(yīng)的AH0(填“>”或“<”)。②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是 ;已知1150c時,某時刻測得高爐中c(CO)=0.3652mol?L-i,c(CO)=0.1mol-L-i,此時正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率(填“>”“〈”或“二”)。③當(dāng)容器內(nèi)氣體密度恒定時,該反應(yīng)(填“一定”“可能”或“沒有”)達(dá)到平衡狀態(tài);在1000℃時,反應(yīng)達(dá)到平衡,適當(dāng)增加Fe2O3的量,CO的轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”或“不變”)。3、“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注,CO2的捕集、利用與封存成為科學(xué)家研究的重要課題。研究82與CH4,反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為CO和絲,對減緩燃料危機(jī)、減小溫室效應(yīng)具有重要的意義。ch4的電子式為。(2)已知:2CO(g)+O2(g)^=2CO2(g) AH=-566kJ-
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