化学平衡计算的一般思路和方法

2018-12-22 20:21

化学平衡计算的一般思路和方法——建模思想

化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等,通常的思路是写出平衡式,列出相关量(起始量、变化量、平衡量),确定各量之间的关系,列出比例式或等式或依据平衡常数求解。 如以下反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,

达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为V L。

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a-mx b-nx px qx

pxpqxq)·()VV则有:(1)K=

a-mxmb-nxn()·()

VV(

(2)对于反应物:n(平)=n(始)-n(变); 对于生成物:n(平)=n(始)+n(变)。 a-mx(3)c平(A)=。

V(4)α(A)平=(5)φ(A)=(6)

mxmxnxmb×100%,α(A)∶α(B)=∶=。 aabnaa-mx×100%。

a+b+(p+q-m-n)xp(平)a+b+(p+q-m-n)x=。 p(始)a+ba·M(A)+b·M(B)

(g/L)。

V(7)ρ(混)=(8)M=

a·M(A)+b·M(B)

(g/mol)。

a+b+(p+q-m-n)x CO2(g)+

例1、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

t℃ 700 0.6 800 0.9 850 1.0 1000 1.7 1200 2.6 K 回答下列问题:

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = (2)该反应为 反应(选填吸热、放热)

(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c c(CO)·c(H2O)=(CO2)·c(H2),试判断此时的温度为

(4)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2,则:

- 1 -

① 当x=5.0时,上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 ② 在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a b(填“大于”“小于”或“等于”)

c(CO2)·c(H2)

例2.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平

c(CO)·c(H2O)

衡常数如下表: t℃ K 700 1.67 800 1.11

830 1.00

1 000 0.60

1 200 0.38

下列有关叙述不正确的是( )

A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

B.上述反应的正反应是放热反应

c(CO2)c(H2O)

C.若平衡浓度符合关系式=,则此时的温度为1 000 ℃

3c(CO)5c(H2)

D.若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO2为0.4 mol,该反应达到平衡状态

例3、在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:

下列说法错误的是:w.w.w..c.o.m ..

A.反应达到平衡时,X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y

2Z,其平衡常数为1600

C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 等效平衡

1.等效平衡的概念: 2.等效平衡的建立条件 建立“相对等效”平衡的条件

① 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:H2(g) + I2(g)

2HI(g),在“恒温、

恒容”下,建立“相对等效”平衡的条件是: ;在

“恒温、恒压”下,建立“相对等效”平衡的条件是: ②对于反应前后气体分子数改变的反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3 (g) ,在“恒温、恒

容”下,建立“相对等效”平衡的条件是: ;在“恒

温、恒压”下,建立“相对等效”平衡的条件是:

“等效”的本质

- 2 -

例1、在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)

甲 乙 丙 CO2 H2 CO CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、

H2O(g) 0 mol 0 mol 丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表: a mol 2a mol 0 mol a mol a mol 0 mol 0 mol 0 mol a mol a mol a mol 丁 a mol 0 mol a mol 上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是 ( ) A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙 C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲 例2、恒温、恒压下,在一可变容器下反应,A(g) + B(g)

C(g)

(1) 开始时,放入1 mol A和1 mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为 mol

(2) 若开始时放入3 mol A、3 mol B,到达平衡后生成C的物质的量为 mol (3) 若开始时,放入 X mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是Y mol 和3a mol ,则X= ,Y=

(4) 若在(3)的平衡状态上再加入3 mol C,待再次平衡后,C的物质的量分数是

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