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化学平衡常数
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1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
3.能进行平衡常数、转化率的简单计算。
2
1.表达式
2.意义及影响因素
(1)K值越大,说明反应进行的程度______,反应物的转化率也______。
(2)K只受______的影响,与物质的浓度、压强变化无关。
越大
越大
温度
3.应用
(2)判断可逆反应的反应热
【判一判】 正误判断(正确打“√”,错误打“×”)。
(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度。( )
(2)温度升高,平衡常数一定增大。( )
(3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动。( )
(4)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数。( )
(5)化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小,平衡常数不会发生改变。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
D
B
题组二 平衡常数的应用
3.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。
A
A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量
B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度
1.一个模式——“三段式”
2.明确三个关系
(1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。
(2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。
(3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。
3.掌握四个公式
题组一 平衡常数与转化率相结合的相关计算
1.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。
在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
C
C
A.图甲中w2>1
B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数
C.温度为T1、w=2时,Cl2的转化率为50%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强增大
B
4.CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时,反应Ⅰ的平衡常数K=________(只列算式不计算)。
(1)p1、p2、p3的大小:________。
(2)若初始时通入7.0 mol O2,p2为7.0 kPa,则A点平衡常数Kp=________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,写出计算式即可)。
若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
7.丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下:
(1)总压分别为100 kPa、10 kPa 时发生该反应,平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示:
100 kPa时,C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是________、________。
(2)某温度下,在刚性容器中充入C3H8,起始压强为10 kPa,平衡时总压为13.3 kPa,C3H8的平衡转化率为________。该反应的平衡常数Kp=________kPa(保留1位小数)。
答案 (1)a d (2)33% 1.6
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时,上述反应的平衡常数K=________ kPa-1。已知k逆=60 s-1,则速率常数k正=________s-1·kPa-1。
10.(2022·青岛模拟)乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料,用途广泛。
答案 (1)B
答案 (2)0.025 mol·L-1·min-1 0.75
【课堂点拨】
(1)假设基元反应为aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
(1)对于一般可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),反应达到平衡后,K
= ,K称为化学平衡常数,简称平衡常数。
(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))
(2)平衡常数与方程式的关