《化学平衡中规律总结》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学平衡中规律总结(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -化学平衡中规律总结解决化学平衡中的一些问题,关键是建立等效平衡的模型。一、转化率:转化率(只针对反应物而言):反应物的转化率反应物转化的物质的量(或体积、浓度)/反应物起始的物质的量(或体积、浓度)100%(一)转化率与浓度的关系1、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化例 1在 557时,密闭容器中进行下列反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。若 CO 起始浓度为 2mol/L,水蒸气浓度为 3mol/L,达到平衡时,测得 CO2 的浓度为1.2mol/L。求 CO 及 H2O 的转化率。例 2若将例 1 中,改成水蒸气浓度为 6mol/L,而其他条件不变,达到
2、平衡时,测得CO2 的浓度为 1.5mol/L。则 CO 转化率为 ,H 2O 的转化率为 。例 3若将例 1 中,改成 CO 起始浓度为 1mol/L,而其他条件不变,达到平衡时,测得CO2 的浓度为 0.75mol/L。则 CO 转化率为 ,H 2O 的转化率为 。例 4若将例 1 中,改成 CO 起始浓度为 2mol/L,水蒸气浓度为 6mol/L,而其他条件不变,达到平衡时,测得 CO2 的浓度为 2.4mol/L。则 CO 转化率为 ,H 2O 的转化率为 。以上三小题转化率可归纳为 CO + H2O(气) CO2 + H2 转化率 CO% H2O%例 1 起始浓度 mol/L2 3
3、 0 0 60% 40%例 2 起始浓度 mol/L2 6 0 0 75% 25% 例 3 起始浓度 mol/L1 3 0 0 75% 25%例 4 起始浓度 mol/L 46 0 0 60% 40%通过以上四题的计算可得出以下结论:1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大,自身转化率下降;2、若容器体积不变,使其它反应物的浓度减小,则自身的转化率也下降。3、若容器体积不变, 对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),达到平衡后,按原比例同倍数的增加反应物 A 和 B 的量若 a+bc+d, A、B 的转化率均增大若 a+b=c+d, A、B 的转化率均不变由此可反映出反
4、应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果,也可能是化学平衡向逆向移动的结果。2、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化举例 V 反应物的转化率(1) 2NO2(g) N2O4(g) V0 减小(3 ) 2HI(g ) H2(g)+I 2(g) V=0 不变例 1:某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:2NO 2(g) N2O4(g),在相同条件下,若分别向容器中通入一定量的 NO2 气体或 N2O4 气体,重新达到平衡后,NO2 的转化率 ( )A都增大 B都减小 C前者增大后者减小 D前者减小后者增大解析:2NO 2(g) N2O4(g)是气体体积减小的可逆反应。反应达到平衡后,- 2 -
5、无论向密闭容器中加入 NO2 还是 N2O4 气体,可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO2 的转化率都增大。答案 A例 2:例一定温度下,将 amol PCl5 通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡:PCl5(g) PCl3(g ) +Cl2(g ),测得平衡混合气体压强为 p1,此时再向反应器中通入 amol PCl5,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为 p2,下列判断正确的是( )A.2p 1p 2 B.PCl5 的转化率增大 C.2p1p 2 D.PCl3%(体积含量)减少解析:PCl 5(g) PCl3(g)+Cl 2(g)是气体体积增大的可逆反应。如反应达到平衡后
6、,再向密闭容器中加入 PCl5, PCl3 的物质的量会有增加,此时可视为加压,平衡向左移动,反应达到新的平衡时 PCl5 在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加,但PCl5 的转化率降低。答案 A例 3: 2HI(g) H2(g)+I 2(g)反应达到平衡后,再向固定密闭容器中加入 HI,使 c(HI)的浓度增大,HI 平衡转化率 。该反应为气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后,再向固定密闭容器中加入 HI,使 c(HI )的浓度增大,HI 平衡转化率不变。对于气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后增加反应物,达到新的化学平衡时反应物的转化率不变。由以上三个例题可以总结为:恒温恒容的
7、容器,当增大某物质的量时,可将浓度问题转换为压强问题,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,最后再判断转化率变化。(二)转化率与压强变化的关系改变压强,若平衡移动,则改变反应物的转化率;若不移动,反应物转化率不变注:改变压强的实质是改变气体的浓度,压强的改变可以看作是实现浓度改变的特殊手段(三)转化率与温度变化的关系温度变化,平衡移动,所以转化率改变如对于 N23H 2 2NH3 H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标 x 的值,重新达到平衡后,纵坐标 y 随 x 变化趋势合理的是选项 x yA 温度 容器内混合气体的密度B CO 的物质的量 CO2 与 CO 的物质的量
8、之比C SO2 的浓度 平衡常数 KD MgSO4 的质量(忽略体积) CO 的转化率【答案】A【解析】该反应为正方向体积增加且吸热。A、升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,密度增大,正确;B、增加 CO 的量,平衡正向移动,但压强增大,转化的量,没有上一平衡多,故比值减小,错误;C、平衡常数只与温度有关,错误;D 因 MgSO4 为固体,增加其量,对 CO 的转化率等相关问题。6.(2013 重庆理综13)将 E 和 F 加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时 G 的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。压强/MPa体积分数/%温度/
9、1.0 2.0 3.0810 54.0 a b915 c 75.0 d1000 e f 83.0bf 915,2.0MPa 时 E 的转化率为 60%该反应的 S0 K(1000 ) K(810)上述中正确的有( )A4 个 B3 个 C2 个 D1 个解析:利用图表分析考察平衡原理。a 与 b、c 与 d、e 与 f 之间是压强问题,随着压强增大,平衡逆向移动,G 的体积分数减小,b75%,e83%;c、e 是温度问题,随着温度升高,G 的体积分数增大,所以正反应是一个吸热反应,所以,K(1000)K(810) ;f 的温度比 b 的高,压强比 b 的小,所以 fb。而,可以令 F 为 1m
10、ol,转化率为 ,则有2 /1+=75%,=75%,正确。该反应是一个气体分子式增大的反应,属于熵增反应,所以正确。选择 A。- 5 -8.(2013 江苏化学15)一定条件下存在反应:CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g),其正反应放热。现有三个相同的 2L 恒容绝热(与外界没有热量交换 )密闭容器 I、II、III,在 I 中充入1molCO 和 1molH2O,在 II 中充入 1molCO2 和 1mol H2,在 III 中充入 2molCO 和2molH2O,700条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是A.容器 I、II 中正反应速率相同B.容器 I、III 中反
11、应的平衡常数相同C.容器 I 中 CO 的物质的量比容器 II 中的多D.容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和小于 1【答案】CD【解析】本题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。A.在 I 中充入 1molCO 和 1molH2O,在 II 中充入 1molCO2 和 1mol H2,刚开始时,容器 I、中正反应速率最大,容器 II 中正反应速率为零。达到平衡时,容器 I 温度大于 700,容器 II温度小于 700,所以,容器 I 中
12、正反应速率大于容器 II 中正反应速率。B.容器 III 可看成容器 I 体积压缩一半,各物质浓度增加一倍,若温度恒定,则平衡不移动;但恒容绝热的情况下,容器 III 中温度比容器 I 高,更有利于平衡向逆反应方向移动,故平衡常数容器 III 小于容器 I。C.若温度恒定,容器 I、II 等效,但两者温度不等。达到平衡时,容器 I 温度大于 700,容器 II 温度小于 700,有利于容器 I 平衡向逆反应方向移动,故容器 I 中 CO 的物质的量比容器 II 中的多。D.若温度恒定,容器 I、II 等效,容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和等于1。但两者温度不等
13、,达到平衡时,容器 I 温度大于 700 ,容器 II 温度小于 700,有利于容器 I 平衡向逆反应方向移动,有利于容器 II 平衡向正反应方向移动,故容器 I 中 CO 的转化率相应减小,容器 II 中 CO2 的转化率同样会相应减小,因此,容器 I 中 CO 的转化率与容器 II 中 CO2 的转化率之和小于 1。2. 2012江苏化学卷 14温度为 T 时,向 2.0L 恒容密闭容器中充入 1.0 molPCl5,反应 PCl5(g) PCl3(g)Cl 2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:t/s 0 50 150 250 350n(PCl3)/ mol0 0
14、.16 0.19 0.20 0.20下列说法正确的是A.反应在前 50 s 的平均速率为 v(PCl3)= 0.0032 molL1 s1B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl 3)= 0.11 molL1 ,则反应的 H 0C.相同温度下,起始时向容器中充入 1.0molPCl5、0.20molPCl 3和 0.20molCl2,达到平衡前 v(正) v(逆)D.相同温度下,起始时向容器中充入 2.0molPCl3、2.0molCl 2,达到平衡时,PCl 3的转化率小于 80%- 6 -【答案 C】解析:本题素材来源于选修四课本第 32 页习题的第 8 题,属于基本理论中化学平
15、衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。A.反应在前 50 s 内的平均速率应该是前 50 s 内 PCl3浓度变化与时间的比值,而不是 PCl3物质的量的变化与时间的比值。B.相同温度下,起始时向容器中充入 1.0molPCl5、0.20molPCl 3和 0.20molCl2应先求平衡常数 K 为 0.025,再求浓度商(Qc)为 0.02,KQc,说明平衡向正反应方向移动。C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时 CO 转化率增大,H 2O 转化率减小,H 2O 的体积分数会增大。D.从