《化学平衡常数及其有关计算》

第十课时 化学平衡常数 一、课程信息及名师简 课程信息 章节 人教版选修4《化学反应原理》第二章第三节 课时 第四课时 课程名称 化学平衡常数及有关计算 课程介绍 能够利用化学平衡常数进行简单计算 名师简介 授课教师 曾国琼 所在单位 广东仲元中学 教师职称 高级教师（特级教师） 二、名师授课 教学环节 授课语言 备注 【一、学习目标】 PPT第2页 【二、知识结构】 PPT第3页——PPT第11页 【三、通关小测】 PPT第12页——PPT第14页 【四、例题讲解】 例题讲解一（基础）：PPT第15页 例题讲解二（拓展）：PPT第16页——PPT第17页 【五、归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 】 PPT第18页——PPT第20页 三、练习指导 练习指导 题目+答案+解题思路 练习1 工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为4/7。计算 1 该条件下N2的平衡转化率； ② 该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数。 【参考答案】N2的平衡转化率：66.7% 该条件下反应2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常数为0.005 【解题思路】 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 起始浓度/ mol·L－1 0.3 0.8 0 转化浓度/ mol·L－1 X 3x 2x 平衡浓度/ mol·L－1 0.3-x 0.8-3x 2x 2x/(0.5-2x) = 4/7 x = 0.2 N2的转化率为0.2/0.3 = 66.7% K = = = 0.005 练习2 黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。 (1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。 【参考答案】平衡常数为 1.6×103 mol·L－1；SO2的平衡转化率为80% 【解题思路】 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) 起始浓度/ mol·L－1 0.050 0.030 0 平衡浓度/ mol·L－1 (0.050－0.040) (0.030－0.040/2) 0.040 = 0.010 = 0.010 所以，K = = = 1.6×103 mol·L－1。 (SO2) = ×100% = 80% 练习3 已知可逆反应CO+H2O(气) CO2+H2在1073K达到平衡时,c(CO)=0.25mol/L 、c(H2O)=2.25mol/L、c(CO2)=0.75mol/L、c(H2)=0.75mol/L,计算 (1)平衡常数Kc; (2)一氧化碳和水蒸气的起始浓度 (3)一氧化碳的平衡转化率。 【参考答案】（1） 1 （2）1mol·L-1 3mol·L-1 （3）75% 【解题思路】 （1） K = = 1 (2) CO + H2O(气) CO2 + H2 起始浓度/ mol·L－1 x y 0 0 转化浓度/ mol·L－1 0.75 0.75 0.75 0.75 平衡浓度/ mol·L－1 0.25 2.25 0.75 0.75 x = 1mol/L y = 3mol/L (3)CO的转化率= 0.75/1 = 75% 练习4 某温度下，向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和 1.00 mol I2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.020 0 mol·L-1。试求该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数。 【参考答案】 64.0 【解题思路】 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始时各物质的浓度/mol·L-1 0.100 0.100 0 变化的各物质的浓度/mol·L-1 0.0800 0.0800 0.160 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.0200 0.0200 0.160 K = = = 64.0 练习5 在一定温度下，10 L密闭容器中加入5 molSO2、 4 molO2，经10 min后反应达平衡时有3 molSO2发生了反应。试计算： （1）用SO2表示该反应的反应速率为多少？ （2）O2的转化率为多少？ （3）平衡常数K为多少？ 【参考答案】（1）V(SO2) = 0.030 mol/(L•min) （2）O2的转化率：37.5% （3）K = 9 L/mol 【解题思路】 （1）V(SO2)=3mol/（10L×10min）= 0.030 mol/(L•min) （2） 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 起始时各物质的浓度/mol·L-1 0.5 0.4 0 变化的各物质的浓度/mol·L-1 0.3 0.15 0.3 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.2 0.25 0.3 O2的转化率为 ×100% = 37.5% （3） K = = = 9 四、课后测试 课后测试 题目+答案+解题思路 测试1 在某温度下，将H2和I2各0.10mol/L的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得 c(H2)=0.008mol/L. （1）求该反应的平衡常数及各物质的量百分数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入0.20mol/L HI。试求达到化学平衡状态时各物质的量百分数。 （3）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2各0.30mol/L。试求达到化学平衡状态时各物质的量百分数. 【参考答案】（1）K=0.25 ，H2%= I2%=40% （2）H2%= I2%=40% （3）H2%= I2%=40% 【解题思路】（1） H2(g) + I2 (g) 2HI (g) c(起始)/mol/L 0.010　　 0.010 　　　　0 c(转化)/mol/L 0.0020 0.0020 0.0040 c(平衡)/mol/L 0.0080 0.0080 0.0040 K1= = = 0.25 H2%= I2%= （0.0080÷0.020）×100% = 40% HI%= （0.0040÷0.020）×100% = 20% （2） H2(g) + I2 (g) 2HI (g) c(起始)/mol/L 0 　　 0 0 .020 c(转化)/mol/L x x 2x c(平衡)/mol/L (0 .030- x ) (0 .030- x ) 　 2x K2= = = 0.25 x = 0.0080mol/L H2%= I2%= （0.0080÷0.020）×100% =40% HI%= （0.0040÷0.020）×100% = 20% （2） H2(g) + I2 (g) 2HI (g) c(起始)/mol/L 0 .030 　 0 .030 0 c(转化)/mol/L x x 2x c(平衡)/mol/L x 　　　　 x 　( 0 .020 －2x) K3= = = 0.25 x = 0.0060mol/L H2%= I2%= （0.024÷0.060）×100% = 40% = 20% 测试2 可逆反应2SO2 + O2 2SO3 ，已知起始浓度c(SO2) = 0.4mol/L, c(O2)=1mol/L , 某温度下达到平衡时，二氧化硫的转化率为80%，计算平衡时各物质的浓度和反应的平衡常数。 【参考答案】19.04 【解题思路】 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 起始时各物质的浓度/mol·L-1 0.4 1 0 变化的各物质的浓度/mol·L-1 2x x 2x 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.4-2x 1-x 2x SO2的转化率为 ×100% = 80% x = 0.16 （3） K = = = 19.04 测试3 PCl5的热分解反应如下：PCl5（g）PCl3(g)＋Cl2(g) （1）写出反应的平衡常数表达式； （2）已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。 【参考答案】（1）K＝ 或K＝ （2）K＝0.45 【解题思路】 PCl5（g） PCl3(g) ＋ Cl2(g) 起始时各物质的浓度/mol·L-1 0.2 0 0 变化的各物质的浓度/mol·L-1 x x x 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.2-x x x x = 0.150 mol/L （3） K = = = 0.45 测试4 在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3） NO2的转化率。 【参考答案】 (1) 1.92 mol/L (2) 0.30 mol/L (3) 80% 【解题思路】 2NO2（g） 2NO(g) ＋ O2(g) 起始时各物质的浓度/mol·L-1 x 0 0 变化的各物质的浓度/mol·L-1 0.24 0.24 0.12 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 0.06 0.24 0.12 （1） K = = = 1.92 mol/L （2）0.24 mol/L+ 0.06mol/L = 0.30 mol/L （3） NO2的转化率为 ×100% = 80% 测试5 对于反应2SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g),若在一定温度下，将2mol的SO3(g)放入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的量为0.6mol,试求 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）求温度不变时SO3(g) SO2(g)+1/2 O2(g),的浓度平衡常数。 （3）若已知密闭容器中的总压为100KPa,求该反应的压强平衡常数。 【参考答案】B 【解题思路】 0.1602 0.0200·0.0200 c(CO2)·c(H2) c(CO) ·c(H2O) c2 (HI) c (I2)·c(H2) ( 0 .020 －2x) 2 x2 0.0080·0.0080 c2 (HI) c (I2)·c(H2) c2 (HI) c (I2)·c(H2) x2 ( 0 .030 －2x) 2 x2 0.0080·0.0080 0.00402 0.0080·0.0080 c2 (HI) c (I2)·c(H2) 0.32 0.22·0.25 c2 (SO3) c2 (SO2)·c(O2) 0.15 mol·L-1 0.40 mol·L-1 2x 0.4 c2 (SO3) c2 (SO2)·c(O2) 0.322 0.082·0.84 0.24 0.3 c (PCl3) ·c(Cl2) c(PCl5) 0.150×0.150 0.0500 0.242×0.12 0.062 c2 (NO) ·c(O2) c2(NO2) c(N2)·c3(H2) c2(NH3) c(N2)·c(H2) c2(NH3) 6 / 6 _1243624206.unknown _1243782872.unknown _1243958465.unknown _1243782963.unknown _1243624685.unknown _1229256191.doc