魯科版高中化學(xué)選擇性必修第一冊第2章第4節(jié)第2課時(shí)有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算能力課課件

第2課時(shí)有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算(能力課)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨通過化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、平衡濃度等的計(jì)算的練習(xí)，形成化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算的思維模型。探究任務(wù)1．平衡常數(shù)的計(jì)算步驟(1)寫出有關(guān)可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式，寫出平衡常數(shù)表達(dá)式。(2)利用“三段式”，確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。(3)將平衡濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式。舊知回顧舊知回顧

1．有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，可采用“三段式”法求解所謂“三段式”就是“初始”“轉(zhuǎn)化”“平衡”三個(gè)階段。在解題時(shí)，給每一種反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物填上或計(jì)算出這三個(gè)階段的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。未知的量可設(shè)為未知數(shù)，最后根據(jù)題目要求列出方程求解。探究要點(diǎn)典例導(dǎo)航2．主要計(jì)算類型(1)化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算。(2)轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算。(3)反應(yīng)中某組分的量的計(jì)算。3．溫度和壓強(qiáng)對轉(zhuǎn)化率(α)的影響溫度或壓強(qiáng)改變后，若引起平衡向正反應(yīng)方向移動，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大，反之，則轉(zhuǎn)化率減小。4．改變反應(yīng)物用量對轉(zhuǎn)化率(α)的影響(1)反應(yīng)物不止一種時(shí)，如mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)。①只增大一種反應(yīng)物的濃度，該物質(zhì)本身轉(zhuǎn)化率減小，其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。如增大c(A)，則平衡正向移動，α(A)減小，α(B)增大。②若同等比例同倍數(shù)增大c(A)、c(B)，其影響結(jié)果相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，當(dāng)m＋n＝p＋q時(shí)，α(A)、α(B)不變；當(dāng)m＋n＞p＋q時(shí)，α(A)、α(B)增大；當(dāng)m＋n＜p＋q時(shí)，α(A)、α(B)減小。(2)反應(yīng)物只有一種時(shí)，如aA(g)??bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影響結(jié)果相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，當(dāng)a＝b＋c時(shí)，α(A)不變；當(dāng)a＞b＋c時(shí)，α(A)增大；當(dāng)a＜b＋c時(shí)，α(A)減小?！纠}】將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。在一定條件下達(dá)到平衡，測得c平(SO2)＝0.040mol·L-1。(1)該條件下的平衡常數(shù)為__________________。(2)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。(3)相同條件下，再向容器中加入0.050molSO2(g)和

0.030molO2(g)，到達(dá)新的平衡時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”“減小”或“不變”)。2.5(mol·L-1)-120%

增大

1．(雙選)將1molM和2molN置于體積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：M(s)＋2N(g)??P(g)＋Q(g)

ΔH。反應(yīng)過程中測得P的體積分?jǐn)?shù)在不同溫度下隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．若X、Y兩點(diǎn)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1>K2B．溫度為T1時(shí)，N的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，平衡常數(shù)K＝4C．無論溫度為T1還是T2，當(dāng)容器中氣體密度或壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)D．降低溫度、增大壓強(qiáng)、及時(shí)分離出產(chǎn)物均有利于提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率√√

變小(2)在上圖A點(diǎn)對應(yīng)的溫度下，向某剛性密閉容器中加入足量焦炭和一定量水蒸氣，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，已知起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為80kPa，10分鐘后體系達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?00kPa。平衡時(shí)CO的分壓p(CO)＝____kPa，平衡時(shí)水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_____%。840

C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)起始/kPa

80

00轉(zhuǎn)化/kPa

x

x

x平衡/kPa

80－x

x

x

CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)起始/kPa

x80－x

0

x轉(zhuǎn)化/kPa

y

y

y

y平衡/kPa

x－y

80－x－y

y

x＋y

1．(雙選)在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)??Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如表：5知能反饋

隨堂評估243題號1溫度/℃2580230平衡常數(shù)/(mol-3·L3)5×10421.9×10-5下列說法不正確的是(

)A．上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．在25℃時(shí)，反應(yīng)Ni(CO)4(g)??Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為0.5mol3·L-3C．在80℃時(shí)，測得某時(shí)刻N(yùn)i(CO)4、CO濃度均為0.5mol·L-1，則此時(shí)v正>v逆D．在80℃達(dá)到平衡時(shí)，測得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L-15243題號1√√

5243題號12．在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時(shí)間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是(

)523題號14A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)的ΔH>0B．圖中X點(diǎn)所示條件下，延長反應(yīng)時(shí)間不能提高NO的轉(zhuǎn)化率C．圖中Y點(diǎn)所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO的轉(zhuǎn)化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10-4mol·L-1，NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K>2000523題號14√

523題號143．(雙選)向容積為2L的真空密閉容器中加入活性炭(足量)和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)＋2NO(g)??N2(g)＋CO2(g)

ΔH>0，NO物質(zhì)的量變化如表所示，反應(yīng)在T1

℃、T2

℃下分別達(dá)到平衡時(shí)容器的總壓強(qiáng)分別為p1kPa、p2kPa(用平衡分壓代替平衡濃度也可求出平衡常數(shù)Kp，某組分分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。523題號41物質(zhì)的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minNO2.01.20.50.50.60.70.7

523題號41√√

523題號41

523題號41

5243題號125%不變(3)溫度不變的條件下向該平衡體系中再充入1molCO2和1molH2，則達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。(4)若在相同條件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則達(dá)到平衡時(shí)，混合物中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的________(填字母)。A．16.67%

B．22.2%

C．33.3%

D．36.8%5243題號125%B

5243題號1

5243題號1

5243題號1

5243題號15．將H2、NO、O2按體積比3∶2∶1充入恒溫恒壓(200℃、100kPa)容器中，發(fā)生反應(yīng)：4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)??N2(g)＋4H2O(g)，平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)為0.1。NO的平衡轉(zhuǎn)化率為________，平衡常數(shù)Kp＝____________(kPa)-2(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。243題號1550%0.04(kPa)-2[解析]將H2、NO、O2按體積比3∶2∶1充入恒溫恒壓(200℃、100kPa)容器中，發(fā)生反應(yīng)：4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)??N2(g)＋4H2O(g)；設(shè)生成N2

x

mol，H2、NO、O2起始量分別為3mol、2mol、1mol，則

4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)??N2(g)＋4H2O(g)起始/mol

3

2

1

0

0轉(zhuǎn)化/mol

4x

2x

x

x

4x平衡/mol

3－4x

2－2x

1－x

x

4x243題號15

243題號15一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1，在恒溫恒容的密閉容器中通入2molN2和6molH2，達(dá)到平衡時(shí)放出熱量73.6kJ，則N2的轉(zhuǎn)化率為(

)A．40%

B．80%

C．30%

D．60%課時(shí)分層作業(yè)(十七)有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算題1112

題號1352468791011122．一定條件下，將一定量的A、B的混合氣體充入密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)

ΔH>0。當(dāng)由M平衡點(diǎn)到N平衡點(diǎn)過程中，溫度與對應(yīng)變化及M點(diǎn)、N點(diǎn)平衡混合氣體中某些氣體的物質(zhì)的量如圖所示。則M點(diǎn)平衡到N點(diǎn)平衡過程中B的轉(zhuǎn)化率是(

)題1112A．24%

B．30%

C．60%

D．48%

題號1352468791011123．100℃時(shí)，把0.5molN2O4通入容積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO2的濃度為0.02mol·L-1。60s時(shí)，反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.6倍。下列說法正確的是(

)A．0～2s內(nèi)用N2O4表示的反應(yīng)速率為0.01mol·L-1·s-1B．在2s時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.1倍C．平衡時(shí)，n(N2O4)＝0.25molD．平衡時(shí)，N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%題1112B

[N2O4和NO2之間存在轉(zhuǎn)化關(guān)系：

N2O4(g)??2NO2(g)起始物質(zhì)的量/mol0.5

0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol0.05

0.02×52s時(shí)物質(zhì)的量/mol0.5－0.05

0.02×5題號135246879101112

題號1352468791011124．加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)??N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)??N2O(g)＋O2(g)；在2L密閉容器中充入6molN2O5，加熱到t

℃，達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為8mol，N2O3為3.2mol。則t

℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為(

)A．10.7mol·L-1

B．8.5mol·L-1C．32mol·L-1 D．64mol·L-1題1112

題號135246879101112

題號135246879101112A．圖甲中w2＞1B．圖乙中，A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)C．溫度為T1K、w＝2時(shí)，Cl2的轉(zhuǎn)化率為50%D．若在恒容絕熱裝置中進(jìn)行上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大題號135246879101112√

題號135246879101112二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)6．在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，通過下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個(gè)容積均為2L的恒容密閉容器中投入SO2(g)、O2(g)和SO3(g)，其相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。下列判斷正確的是(

)題號135246879101112

甲乙丙丁起始物質(zhì)的量n(SO2)/mol0.40.80.80.4n(O2)/mol0.240.240.480.28n(SO3)/mol0000.4SO2的平衡轉(zhuǎn)化率/%80α1α2α3SO3的平衡含量/%abcdA．平衡時(shí)，α1＞α2B．平衡時(shí)，c平(SO2，丙)＝2c平(SO2，甲)C．平衡時(shí)，c＜dD．該溫度下，平衡常數(shù)為400mol-1·L題號135246879101112√D

[丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增加了氧氣的量，平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，A錯(cuò)誤；丙中的投料是甲中的二倍，相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上加壓，則平衡正向移動，故平衡時(shí)，c平(SO2，丙)<2c平(SO2，甲)，B錯(cuò)誤；開始時(shí)，將丁中的SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2，O2時(shí)，n(SO2)＝(0.4＋0.4)mol＝0.8mol，n(O2)＝(0.28＋0.2)mol＝0.48mol，所以丙、丁為等效平衡，平衡時(shí)SO3含量相等，c＝d，C錯(cuò)誤；甲中，n(SO2)＝0.4mol，n(O2)＝0.24mol，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則可建立下列三段式：題號135246879101112

題號1352468791011127．甲、乙均為1L的恒容密閉容器，向甲中充入1molCH4和1molCO2，乙中充入1molCH4和

n

molCO2，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(

)題號135246879101112A．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．773K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)小于12.96(mol·L-1)2C．H2的體積分?jǐn)?shù)：φ(b)＞φ(c)D．873K時(shí)，向甲平衡體系投入高效催化劑能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率√8．將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值的負(fù)對數(shù)(－lgK)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是(

)題1112A．C點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)的值為10-3.638B．v正(NH3)＝2v逆(CO2)時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)C．NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D．30℃時(shí)，B點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的v(正)>v(逆)√CD

[A項(xiàng)，C點(diǎn)對應(yīng)平衡常數(shù)的值的負(fù)對數(shù)(－lg

K)＝3.638，該點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)的值為10-3.638，正確；B項(xiàng)，v正(NH3)＝2v逆(CO2)時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，正確；C項(xiàng)，體系中兩種氣體的物質(zhì)的量之比始終不變，所以NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，30℃時(shí)，B點(diǎn)未平衡，最終要達(dá)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)的值的負(fù)對數(shù)要變大，此時(shí)的－lgQ<－lgK，Q>K，因此B點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的v(正)<v(逆)，錯(cuò)誤。]題號135246879101112

題號135246879101112√√

題號135246879101112三、非選擇題10．已知可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，平衡常數(shù)為K。(1)557℃時(shí)，若起始濃度：CO為1mol·L-1，H2O為1.5mol·L-1，平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為60%，則H2O的轉(zhuǎn)化率為______；K為_____。(2)557℃時(shí)，若起始濃度改為CO為1mol·L-1，H2O為3mol·L-1，平衡時(shí)H2O的轉(zhuǎn)化率為________。題號13524687910111240%125%

題號135246879101112

題號13524687910111211．亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑，可由NO和Cl2反應(yīng)得到，化學(xué)方程式為2NO(g)＋Cl2(g)??2NOCl(g)。題號135246879101112(1)在1L恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同溫度下測得c(NOCl)與時(shí)間t的關(guān)系如圖A所示：①反應(yīng)開始到10min時(shí)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)＝________mol·L-1·min-1。②T2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝____mol-1·L。③T2時(shí)Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。題號1352468791011120.1

2

50%

(2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1