内容正文:
速率常数、平衡常数的分析应
复习目标
1.了解速率常数、平衡常数的关系。
2.掌握化学平衡常数的计算。
1.化学平衡常数
(1)意义:化学平衡常数K表示反应进行的程度,K越大,反应进行的程度
越大。K>10时,可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。
(2)化学平衡常数表达式:对于可逆化学反应mA(g)十nB(g)pC(g)+qD(g)
在一定温度下达到化学平衡时,K=(Q)D)。另可用压强平衡常数表
c"(A)c"(B)
示:K,=P(QpDC)为平衡时气体C的分压]。
p"(A)p"(B)
(3)依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中,K正·K逆=1。
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小倍,则新平衡常数K'与
原平衡常数K间的关系是K'=或K'K。
③几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于各
分步反应平衡常数之积。
2.转化率、产率及分压的计算
反应物的变化量
反应物的转化率=
反应物的起始量
×100%
生成物的实际产量
产物的产率=
生成物的理论产量
×100%
分压=总压X物质的量分数
3.常用的气体定律
同温同体积:p(前):p(后)=n(前):(后)
p(前)M(前)后)n(后)
同温同压强·后)一M后)一(前)m(前)
4速率常数与化学平衡常数关系的应用
温度为T1,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应CH4(g)十
H2O(g)C0(g)+3H2(g)△H=十206.3kJ·mol一1,该反应中,正反应速
率为o正=k正c(CH4)c(H2O),逆反应速率为v逆=k逆c(CO)c3(H2),k正、k逆
为速率常数,受温度影响。
己知T时,k正=k逆,则该温度下,平衡常数K=1;当温度改变为T2
时,若k正=1.5k逆,则T2>(填“>”“=”或“<”)T1。
解析
解题步骤及过程:
步骤1带入特殊值
平衡时0正=0送,即k正c(CH4)c(HO)=k逆c(CO)c3(H2);
步骤2适当变式求平衡常数
K=cCOc=
k正=k递,K1=1
c(CH4)c(H2O)k逆
步骤3求其他
=COcH)_k在
c(CH4)c(HO)k逆
k正=1.5k逆,K2=1.5;1.5>1,平衡正向移动,升高温度平衡向吸热方
向移动;则T2>T1。
1.[2022·全国乙卷,28(3)(4)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普
遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(3)在1470K、100kPa反应条件下,将n(H_2S)∶n(Ar)=1:4的混合气进
行H_2S热分解反应。平衡时混合气中H_2S与H_2的分压相等,H_2S平衡转化
率为_50%,平衡常数K_p=_4.76_kPa。
解析
假设在该条件下,硫化氢和氩起始投料的物质的量分别为10l和
4mol,平衡时转化的n(H2S)=xmol,根据三段式可知:
2H2S(g)S2(g)+2H2(g)
始/mol1
0
0
变/molx
0.5x
平/mol1-x
0.5x
平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1一x=x,解
得x=0.5,