化学学习化学反应速率与化学平衡3

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化学平衡常数及转化率

1.化学平衡常数

(1)数学表达式:对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说,

注意 ①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如:

但在非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。如:

②同一化学反应,化学反应方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。如:

因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应。

(2)平衡常数的意义

①平衡常数可表示反应进行的程度。K越大,反应进行的程度越大,K>时,可以认为该反应已经进行完全。转化率也能表示反应进行的程度,转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。

②K的大小只与温度有关,与反应物或生成物起始浓度的大小无关。

(3)浓度商:可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时,生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商(Q)。

当Q=K时,该反应达到平衡状态;

Q<K时,该反应向正反应方向进行;

Q>K时,该反应向逆反应方向进行。

2.转化率

(1)转化率的计算公式

(2)转化率的变化分析:

在一恒容密闭容器中通入amolA、bmolB发生反应aA(g)+bB(g)cC(g),达到平衡后,改变下列条件,分析转化率的变化情况(用“增大”、“减小”或“不变”表示)

aA(g)+bB(g)cC(g)

1.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:

下列说法正确的是( C )

A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol·L-1·min-1

B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0

C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%

D.实验④中,达到平衡时,b>0.

2.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1ΔH10(Ⅰ)

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH20(Ⅱ)

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________________(用K1、K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。

其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2____α1(填“”“”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是_________。

(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为_________________。

(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol·L-1)

可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。

a.向溶液A中加适量水

b.向溶液A中加适量NaOH

c.向溶液B中加适量水

d.向溶液B中加适量NaOH

3.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(   )

4.年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。

(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,在一定温度下,在一容积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO,在t1时刻达到平衡状态。

①能判断该反应达到平衡状态的标志是___CD_____。

A.在单位时间内生成1molCO2的同时消耗了1molCO

B.混合气体的密度不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.混合气体的压强不再变化

②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在下图中补画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线;

③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有_______、_______。(写出2个)

增大压强 向容器中再充入CO气体(答案合理即可)




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