化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計(jì)算

2014屆化學(xué)三輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)一編號(hào)：1-1內(nèi)容：化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算課時(shí)：2課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：巧用“三段式”解決化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算問(wèn)題(反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、K等)【課堂例題】碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一種值得期待的新的生活方式，請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)研究碳及其化合物的性質(zhì)。近年來(lái)，我國(guó)儲(chǔ)氫納米碳管研究取得重大進(jìn)展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒(雜質(zhì))，這種碳納米顆?？捎醚趸瘹饣ㄌ峒儯浞磻?yīng)化學(xué)方程式為：—C+—K2Cr2O7+====—COJ+—K2SO4+—C2(SO4)3+—H2O請(qǐng)完成并配平上述化學(xué)方程式。其中氧化劑是，氧化產(chǎn)物是甲醇是一種新型燃料，甲醇燃料電池即將從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH]=—116kJmo卜11已知：CO(g)+—O(g)=CO(g)^H2=—283kJ?mo卜122221H(g)+O(g)=HO(g)AH3=—242kJ?mo卜122223則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式為;在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230°C、250°C、270°C三請(qǐng)回答：種溫度下合成甲醇的規(guī)律。上圖是上述三種溫度下不同的h2和CO的起請(qǐng)回答：始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。在上述三種溫度中，曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是利用圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出曲線Z在對(duì)應(yīng)溫度下CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g)的平衡常數(shù)K.(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)③在某溫度下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中，5min時(shí)達(dá)到平衡，各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度(mol?L」)變化如下表所示：Omin5min10minCO0.10.05H20.20.2ch3oh00.040.05若5min?10min只改變了某一條件，所改變的條件【課堂鞏固】某化學(xué)興趣小組對(duì)反應(yīng)：2HI(g)H2(g)+I2(g)△H進(jìn)行以下研究：1、耳時(shí)，向體積為1L的密閉容器中充入2molHI(g),lOmin后反應(yīng)達(dá)到平衡。已知，此時(shí)I2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%。則H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為，K=(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)2、T2時(shí)，向體積為1L的密閉容器中充入2molHI(g)，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡。已知，此時(shí)HI的轉(zhuǎn)化率為60%。K=(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)；則H2的平均反應(yīng)速率為；兒T2(填＞、=或＜,下同)；△H03、T3時(shí)，向體積為1L的密閉容器中充入2molHI(g)，20min后反應(yīng)達(dá)到平衡。已知，達(dá)到平衡H2的平均反應(yīng)速率為0.02mol/(Lmin)。K=(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)；HI的轉(zhuǎn)化率=T1T3(填＞、=或＜)4、一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入H2(g)、I2(g)各lmol，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-26.5KJ/mol所放出的熱量為5.3KJ。求此時(shí)的平衡常數(shù)K(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)【課后提升】1.(16分)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；AH=-867kJ?mol-i。該反應(yīng)可用于消除氮氧化物的污染。在130°C和180°C時(shí)，分別將0.50molCH4和amolNO2充入1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：頭驗(yàn)編號(hào)溫度時(shí)間/min0102040501130Cn(CH)/mol40.500.350.250.100.102180Cn(CH)/mol40.500.300.180.15(1)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的目的是.180C時(shí)，反應(yīng)到40min,體系(填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，理由；CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為。已知130C時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為6.4,試計(jì)算a的值。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)一定條件下，反應(yīng)時(shí)間t與轉(zhuǎn)化率“(NO2)的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D像中畫(huà)出180°C時(shí)，壓強(qiáng)為P2(設(shè)壓強(qiáng)P2>P])的變化曲線，并做必要的標(biāo)注。根據(jù)已知求算：AH2=。CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；AH22、(17分)(1)常溫下，將2種一元酸分別和NaOH溶液等體積混合，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:組別一元酸NaOH混合溶液的pH甲C(HX)=0.1mol/LcCNaOH)=0.1mol/LpH=9乙C(HY)=c1mol/LcCNaOH)=0.1mol/LpH=7甲組實(shí)驗(yàn)中混合溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)?，由水電離出的c(OH-)=mol/L。乙組實(shí)驗(yàn)中HY為強(qiáng)酸，則HY溶液的c1.(填“<”,“=”或“>”)0.1mol/L。(2)汽車(chē)使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n(NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

NC轉(zhuǎn)化溝N2NC轉(zhuǎn)化溝N2的轉(zhuǎn)化率%為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和MNO)/n(CO)比例分別為、用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無(wú)污染的物質(zhì)。CH4與NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。⑶工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)=CHQH(g)AH下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。溫度250C300C350CK2.0410.2700.012由表中數(shù)據(jù)判斷AH0(填“>”、“=”或“V”)。某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)lOmin后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則此時(shí)的溫度為°C。③請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中的畫(huà)出②中求得溫度下CO、h③請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中的畫(huà)出②中求得溫度下CO、h2和ch3oh的濃度隨時(shí)間變化的曲線，并是：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△!=-90?8kJ?mol「，TC下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為1