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本文题目：高三化学教案：平衡的计算

【归纳与整理】

一、化学平衡常数------平衡混合物中各组分的物质的量浓度之间的限制关系

1.概念

在一定温度下，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号

表示。

2.表达式

对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：

K=

3.平衡浓度

只写浓度可变的溶液相和气相，纯固态和纯液态物质不写入(浓度视为1)：

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K

Cr2O72 -( aq ) + H2O ( l ) 2 CrO4 2 -( aq ) + 2 H+ ( aq ) K

4.K的意义

平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度(即反应限度)的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大;反之，K越小，表示反应进行的程度越小。

一般地说，K>K 时，该反应进行得就基本完全了。

F2 + H2 2HF K=6.5×1095

Cl2 + H2 2HCl K=2.57×1033

Br2 + H2 2HBr K=1.91×1019

I2 + H2 2HI K=8.67×102

5.影响K的因素

浓度 压强 催化剂 温度

 放热反应,温度升高,平衡常数______________(“变大”、“变小”)

 吸热反应,温度升高,平衡常数______________(“变大”、“变小”)

6.平衡常数K的表达

(1) 化学 计量数扩大 2 倍， K

N2 + 3 H2 2 NH3 K=

1/2 N2 + 3/2 H2 NH3 K=

(2)互逆反应，其平衡常数

2NO2 N2O4 K=

N2O4 2NO2 K=

(3)反应方程式相加 ( 减 )，平衡常数相

NH4I NH3 + HI ①K1=

2HI H2 + I2 ②K2=

2NH4I NH3 + I2 + H2 ③K3=

(4)用实际参加反应的粒子进行表达

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO K=

7.平衡常数K的应用

(1)判断可逆反应进行的限度

(2)判断一个可逆反应是否达到平衡

若用起始时各物质浓度幂之积的比值(用Q表示)与K比较，可判断可逆反应进行的方向。

当Q=K时，可逆反应 ;

当Q>K时，可逆反应 ;

当Q

二、平衡转化率

某个指定反应物的转化率=

三、化学平衡计算

化学平衡计算三步曲

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

n起始/mol a b c d

n变化/mol　　 mx nx px qx

n平衡/mol　 a-mx b-nx c+px d+qx

【例1】已知在800K时，反应：

CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)

若起始浓度c(CO) = 2mol•L-1，c(H2O) = 3mol•L-1，则反应达平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的起始浓度加大为6 mol•L-1，试求此时CO转化为CO2的转化率。

【基本练习】

 转化率有关的计算

1.将1mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g) + 3B(g) 2C(g) (△H<0)。达到平衡时，B的转化率为50%，则A的转化率为

A. 25% B. 30% C. 40% D. 50%

2.将2mol气体A和3mol气体B在一定条件下发生反应：A(g)+3B(g) 2C(g) (△H<0)。达到平衡时，B的转化率为50%，则A的转化率为

A. 25% B. 30% C. 40% D. 50%

3.在一定条件下进行的合成氨反应，当反应达到平衡时，实验测得N2的转化率为25%，而H2的转化率为37.5%。则起始时N2和H2的物质的量之比为：

A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 2∶1

4.在一定温度下，在密闭容器中使NO2分解，2NO2 2NO + O2，反应达到平衡时，容器内压强为原来的1.4倍，则NO2的分解率为

A.20% B.40% C.50% D.80%

5.在一密闭容器中，用等物质的量的A 和B 发生如下反应：A(g)+ 2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若混和气体中A 和B 的物质的量之和与C 的物质的量相等。则这时A的转化率为

A.40% B.50% C.60% D.70%

6.X、Y、Z为三种气体，把a mol X 和 b mol Y充入一密闭容器中，发生反应：X + 2Y 2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足n(X)+ n(Y)= n(Z)，则Y的转化率为

A. B. C. D.

7.如右下图所示两个等体积的容器，A为恒压容器，B为恒容容器。在相同温度下，分别将1 mol N2 和3 mol H2 混合气体充入A、B容器中，发生如下反应：

N2(g)+3 H2 (g) 2NH3 (g); △H=-92.4 kJ/mol 。

保持温度不变，A、B容器中的反应均达到平衡状态。平衡时，A容器中气体体积为起始时的4/5，平衡状态记为P。

试回答下列问题：

(1) 平衡时A容器中NH3 的体积分数是 。若要使B容器中NH3 的体积分数与 A容器中相同，可采取的措施是 。

(2) 若保持温度不变，向B容器中补加c mol NH3 ，再次达到平衡时，A、B两容器中压强恰好相等，则c= 。

(3)若保持温度不变，开始时向容器A中加入a mol N2 、b mol H2和c mol NH3 ，要使反应向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与原A平衡状态P相同，则起始时，c的取值范围是 。

(4)若保持温度不变，开始时向容器B中加入a mol N2 、b mol H2 和 1 mol NH3 ，平衡时，测得放出的热量为23.1 kJ，NH3 的体积分数与A容器平衡状态P相同，则a + b 的值是 。

 化学平衡常数有关的计算

1.在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H<0。反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ;

(2)根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 ;

(3)反应达到平衡后，第8分钟时：

①若升高温度，化学平衡常数K (填写增大、减小或不变)HI浓度的变化正确 ;(用图2中a～c的编号回答)

②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。(用图2中d～f的编号回答)

(4)反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。

2.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：