平衡常數(shù)及計(jì)算

《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》復(fù)習(xí)學(xué)案平衡常數(shù)及關(guān)于速率、平衡的計(jì)算―、化學(xué)平衡常數(shù)1、概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，幕之積與幕之積的比值是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù)。對(duì)于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g).-pC(g)+qD(g),一定溫度下，達(dá)到平衡時(shí)，有：K=理解：(1)K表示可逆反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行的限度。K值越大，反應(yīng)進(jìn)行程度越大；當(dāng)K>105時(shí)，說(shuō)明該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。K僅與溫度有關(guān)，與濃度、壓強(qiáng)等無(wú)關(guān)。書(shū)寫(xiě)K表達(dá)式時(shí)，固體、純液體、稀溶液中水的濃度視為常數(shù)，不再寫(xiě)出。K值與可逆反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)形式有關(guān)：若反應(yīng)方向改變或方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，K也會(huì)改變。例1、反應(yīng)N2(g)+3H2(g)—2NH3(g),200C時(shí)K=0.64,400C時(shí)K=6.0X10-4o該反應(yīng)的AH_O,判斷依據(jù)是o200C時(shí)，對(duì)于NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g),K=o例2、CuB「2分解的熱化學(xué)方程式為：2CuBr2(s)-2CuBr(s)+Br2(g)AH=+105.4kJ/molo在密閉容器中將過(guò)量CuBr2于487K下加熱分解，平衡時(shí)p(Br2)^]4.66XW3Pao寫(xiě)出該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=如果反應(yīng)體系的體積不變，提S)反應(yīng)溫度，則p(B「2)將會(huì)(填“增大”、“不變”或“減小”)。如反應(yīng)溫度不變，將反應(yīng)體系的體積增加一倍，貝UP(B「2)的變化范圍為。2、K之應(yīng)用：K是定量研究平衡體系的工具，可幫助我們判斷體系是否達(dá)到平衡、平衡移動(dòng)的方向、可逆過(guò)程進(jìn)行的方向等。濃度商Q：對(duì)于一可逆過(guò)程，如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),某時(shí)刻時(shí)，Q=o可逆過(guò)程總是從不平衡到平衡，Q從QIK逐漸到Q=K。若Q>K,則平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)或反應(yīng)向方向進(jìn)行。Q=K,則QvK,則平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)或反應(yīng)向方向進(jìn)行。例3、請(qǐng)利用K判斷改變條件后平衡移動(dòng)的方向。500C、某密閉容器中，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)平衡后，保持容積不變，充入。2若保持壓強(qiáng)不變，充入。2：將容器容積壓縮至原容積一半：對(duì)于2H++2CrO42_Cr2O72-+H2O,達(dá)平衡后向溶液中加入一定量水例3、某恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),在不同溫度下K值如T/C70080083010001200K1.671.111.000.600.38(1)830C時(shí)，若起始通入COImol、H2O3mol,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為多少?(2)上述條件下平衡后，若t〔時(shí)刻向容器中充入CO、CO?各0.25mol,則此時(shí)v正v逆。(思考:此時(shí)能用勒夏特列原理判斷平衡移動(dòng)方向嗎？)若(1)條件下達(dá)平衡后，L時(shí)刻向容器中充入0.25molCO,并迅速將溫度升高至1000C,則平衡移動(dòng)方向如何？為什么？例4、25C時(shí)，某恒容密閉容器中2NO2(g)T=^N2O4?達(dá)到平衡。(1)充入一定量NO》則NO?體積分?jǐn)?shù)o(2)充入一定量N2O4,貝UNO2體積分?jǐn)?shù)o3、應(yīng)用k定量研究其它平衡體系：請(qǐng)寫(xiě)出以下可逆過(guò)程的平衡常數(shù)表達(dá)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、為什么溫度一定時(shí)，醋酸越稀，其電離度越大？醋酸鈉越稀，其水解度越大？例6、為什么BaC03能溶于鹽酸而B(niǎo)aS04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,其目的是當(dāng)pH=4時(shí)，F(xiàn)e3+即沉淀完全而Cg未損失。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明。二、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的計(jì)算例&(10天津卷第10題改編)已知反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2。0)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在2L密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量如下：物質(zhì)CH.OHCH3OCH3H2On/mol0.881.21.2比較此時(shí)*v誹(填Q”“v或二”。若加入CH3OH后，經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡，該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH$OH)=例9、(13全國(guó)卷n第28題)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g),在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)A(g)AAB(g)+C(g)Ah=+85.1kJmol-1反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：CO(g)+H2O(g)CO2+H2(g)反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表(表中七2斗)：時(shí)間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問(wèn)題:(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為o/⑵由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P。計(jì)算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率aA)的表達(dá)式為'平衡時(shí)人的車(chē)為，列式并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)Komol,n(A)=molo②下表為反應(yīng)物A「列說(shuō)法正確的是⑶①由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)Po表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n三和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A),n,=-L7TJRJ占、J/M5y04816mol,n(A)=molo②下表為反應(yīng)物A「列說(shuō)法正確的是反應(yīng)在Lmin內(nèi)的平均速率為h(2)O.lmol/LCuSO4溶液中含有少量Fe3+,加入CuO即可除去Fe3+,請(qǐng)用離子方程式和適當(dāng)?shù)奈淖謈(A)/(molL-1c(A)/(molL-1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時(shí)間間隔(At)的規(guī)律，得出的結(jié)論是，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(A)為molL-io例10、一定條件下，合成氨氣反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20.0%,與反應(yīng)前的體積相比，反應(yīng)后體積縮」'的百分率是O三、課堂練習(xí)：1、在一定溫度下，反應(yīng)1/2l%(g)+1/2X2(g)—HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1-0L的密閉容器中，在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于()5%B.17%C.25%D.33%2、在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，電的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于()A、5%B、10%C、15%D、20%3、(11江蘇卷)700C時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和電0,發(fā)生反應(yīng)：反應(yīng)時(shí)間/minn(CO)/molH2O/mol01.200.60ti0.80七20.20保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入保持其他條件不變，向平衡體系中再通入率增大，也0的體積分?jǐn)?shù)增大0.60molC0和1.20molH2O,到達(dá)平衡時(shí)n(CO2)=0.40mol0.20molH2O,與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化溫度升至800C,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)4、(13上海卷)某恒溫密閉容器中，可逆反應(yīng)A(s)B+C(g)△H=-QkJ/mol(Q>0)達(dá)到平衡。縮小容器體積，重新達(dá)到平衡時(shí)，C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是()產(chǎn)物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài)平衡時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)n(AL.?n(CL.=1:1保持體積不變，向平衡體系中加入B,平衡不移動(dòng)若開(kāi)始時(shí)向容器中加入1molB和1molC,達(dá)到平衡時(shí)放出熱量Q5、(13福建卷)恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應(yīng)，按下表數(shù)據(jù)投料，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得體系壓強(qiáng)升高。簡(jiǎn)述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系：物質(zhì)A―IBICID6、金屬鴇用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金，以