第4章 化学平衡题解精选文档.ppt

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1、第4章 化学平衡题解本讲稿第一页，共三十一页14.密闭容器中，密闭容器中，CO和和H2O在某温度下反应在某温度下反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)+H2(g)平衡时，设平衡时，设c c(CO)=0.1mol/L,(CO)=0.1mol/L,c c(H(H2 2O)=0.2mol/L,O)=0.2mol/L,c c(CO(CO2 2)=0.2mol/L,)=0.2mol/L,问此温问此温度下反应的平衡常数度下反应的平衡常数 K K=?=?反应开始前反应物的浓度各是反应开始前反应物的浓度各是多少？平衡时多少？平衡时 COCO 的转化率是多少？的转化率是多少？解：解：平衡时各组分的分压根据公式

2、计算平衡时各组分的分压根据公式计算 可知可知 本讲稿第二页，共三十一页平衡时平衡时H H2 2的浓度应该等于的浓度应该等于COCO2 2的浓度的浓度,那么那么本讲稿第三页，共三十一页对应的相对分压为：对应的相对分压为：本讲稿第四页，共三十一页本讲稿第五页，共三十一页从方程式可知，从方程式可知，1mol CO 1mol CO 可以生成可以生成 1mol CO1mol CO2 2所以反应所以反应开始前反应物的浓度为：开始前反应物的浓度为：平衡时平衡时 CO CO 的转化率是：的转化率是：转转本讲稿第六页，共三十一页15.要使上例要使上例平衡时系统中平衡时系统中COCO 的转化率为的转化率为80%8

3、0%，问反应前，问反应前CO和和H2O的物质的量之比应为多少？的物质的量之比应为多少？解：解：CO(g)H2O(g)=CO2(g)+H2(g)设初始设初始 a ba b则平衡时则平衡时,a-80%a b-80%a 80%a 80%a,a-80%a b-80%a 80%a 80%a本讲稿第七页，共三十一页本讲稿第八页，共三十一页16.已知反应CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)在密闭容器中在密闭容器中进行，进行，373K时时K=1.5108，反应开始时，反应开始时，c(CO)=0.035molL-1，c(Cl2)=0.027molL-1，(COCl2)=0.0molL-1。计算。计算373K

4、反应达到平衡时，各反应达到平衡时，各物质的分压及物质的分压及CO的转化率。的转化率。解：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)由于正反应程度非常大，反应物剩余不多，其中由于正反应程度非常大，反应物剩余不多，其中Cl2最少。最少。又由于在密闭容器中进行，可以用平衡浓度代替物质的量又由于在密闭容器中进行，可以用平衡浓度代替物质的量ni进行进行计算，设计算，设Cl2的平衡浓度为的平衡浓度为x，那么，那么，本讲稿第九页，共三十一页Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)0.035-(0.027-x)平衡浓度为：平衡浓度为：x 0.027-x 0.027 0.035-0.027=0.008平衡分压为：

5、平衡分压为：p(Cl2)=x103RTp(CO)=0.008103RTp(COCl)=0.027103RT本讲稿第十页，共三十一页Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)相对分压为：相对分压为：p(Cl2)=x103RT/105=xRT/100p(CO)=0.008103RT/105=0.008RT/100p(COCl)=0.027103RT/105=0.035RT/100代入标准平衡常数表达式：代入标准平衡常数表达式：本讲稿第十一页，共三十一页平衡分压为：平衡分压为：p(Cl2)=7.310-101038.31373 =2.310-3 Pa=2.310-6kPa p(CO)=0.008103

6、8.31373=2.5104 Pa =25kPap(COCl)=0.0271038.31373=8.4104 Pa =84kPa 本讲稿第十二页，共三十一页 CO的转化率的转化率本讲稿第十三页，共三十一页19.已知在已知在937时，下列两平衡反应的时，下列两平衡反应的Fe(s)CO2(g)=FeO(s)+CO(g)K 1.47FeO(s)H2(g)=Fe(s)+H2O(g)K0.420 问：在该温度下，反应问：在该温度下，反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)H2O(g)的的 K K=?=?解：解：反应反应 CO2(g)+H2(g)=CO(g)H2O(g)是是根据多重平衡规则可知根据多重平衡

7、规则可知本讲稿第十四页，共三十一页20.N20.N2 2O O4 4按下式分解按下式分解NONO2 2在某温度下反应在某温度下反应N N2 2O O4 4(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)(g)已知，已知，5252达到平衡时，有一半达到平衡时，有一半N N2 2O O4 4分解，并知道平衡系分解，并知道平衡系统的总压力为统的总压力为100kPa100kPa。问。问K Kp p和和K K 各为多少？各为多少？解：解：设平衡时，设平衡时，N2O4的物质的量为的物质的量为n，根据题意可知，根据题意可知，NO2的量的量为为2n平衡时系统中物质的总量为平衡时系统中物质的总量为本讲稿第十五页，共三十

8、一页本讲稿第十六页，共三十一页本讲稿第十七页，共三十一页本讲稿第十八页，共三十一页24.已知反应已知反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在在937K 时时K12.810-2，在，在1730K时时K2 1.010+3，计算：，计算：该反应是该反应是吸热还是放热反应？吸热还是放热反应？该反应的该反应的 是多少？是多少？解：解：温度对平衡常数影响的公式为：温度对平衡常数影响的公式为：本讲稿第十九页，共三十一页由公式可知，温度升高由公式可知，温度升高K2增大增大，系统为吸热反应，系统为吸热反应该反应的该反应的 可以用公式进行计算可以用公式进行计算本讲稿第二十页，共三十一页吸热反应！吸热反应

9、！本讲稿第二十一页，共三十一页 例题例题1 1：某容器中充有某容器中充有N N2 2O O4 4(g)(g)和和NONO2 2(g)(g)混合混合物，物，n n(N(N2 2O O4 4):n n(NO(NO2 2)=10.0)=10.0:1.01.0。在。在308K308K，0.100MPa0.100MPa条件下，发生反应：条件下，发生反应：(1)(1)计算平衡时各物质的分压；计算平衡时各物质的分压；(2)(2)使该反应系统体积减小到原来的使该反应系统体积减小到原来的1/21/2，反应在反应在308K308K，0.200MPa0.200MPa条件下进行，平衡向条件下进行，平衡向何方移动？何方

10、移动？N2O4(g)NO2(g)；K (308)=0.315本讲稿第二十二页，共三十一页解：解：(1)(1)反应在恒温恒压条件下进行反应在恒温恒压条件下进行。平衡时平衡时p pB B/kPa/kPa平衡时平衡时n nB B/mol 1.00-/mol 1.00-x x 0.10+2 0.10+2x x开始时开始时n nB B/mol 1.00 0.100/mol 1.00 0.100N N2 2O O4 4(g)2NO(g)2NO2 2(g)(g)以以1molN1molN2 2O O4 4为计算基准。设有为计算基准。设有x x molmol的的N2O4 被分解，则被分解，则n n总总=(1.0

11、0(1.00-x-x)+(0.100+2.100+2x x)=1.10+)=1.10+x x本讲稿第二十三页，共三十一页本讲稿第二十四页，共三十一页本讲稿第二十五页，共三十一页例题例题2.反应反应H2(g)I2(g)=2HI(g)在在773K时，时，K1120，在，在623K时，时，K217.0。计算：。计算：该反应的该反应的 ；437K437K时的时的K3(437)；在在623K623K时，时，H H2 2(g)(g)、I I2 2(g)(g)和和HI(g)(g)的起始分压分别为的起始分压分别为405.2kPa、405.2kPa、202.6kPa，平衡将向何方移动？，平衡将向何方移动？本讲稿第二十六页，共三十一页解：解：温度对平衡常数影响的公式为：温度对平衡常数影响的公式为：本讲稿第二十七页，共三十一页本讲稿第二十八页，共三十一页437K时的时的K计算如下算如下：本讲稿第二十九页，共三十一页本讲稿第三十页，共三十一页当当H H2 2(g)(g)、I I2 2(g)(g)和和HI(g)(g)的起始分压分别为的起始分压分别为405.2kPa、405.2kPa、202.6kPa时，可以根据反应商判断平衡的移动时，可以根据反应商判断平衡的移动情况。反应商计算如下：情况。反应商计算如下：平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动！本讲稿第三十一页，共三十一页