2019-2020学年高中化学鲁科版选修4导学课件：2.2.2 平衡转化率 .ppt

第2节 化学反应的限度 第 2 课时 平衡转化率,1.了解平衡转化率的含义。 2.学会平衡浓度的求算。 3.能根据化学平衡计算的方法思路，进行平衡常数、平衡转化率的计算。,学习重难点：,化学平衡计算的方法。,学习目标：,知识回顾,解析,根据表达式,要求平衡时的浓度。,设 NO2 的物质的量为 1 mol，则SO2的物质的量为 2 mol，反应转化的NO2的物质的量为 x mol。,1可逆反应NO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g) H0。在一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应，达平衡时NO2与SO2的体积比为16，求平衡常数。,NO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g) 起始量(mol) 1 2 0 0 转化量(mol) x x x x 平衡时(mol) 1x 2x x x,知识回顾,2PCl5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，该反应的平衡常数K0.45 mol·L1。若此温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入一定量的PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L1。PCl5的起始浓度是_。,0.2 mol·L1,解析 PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g),知识回顾,彻底,105,105,3 平衡常数越大，表示反应进行得越 ，各个化学反应的平衡常数的大小相差很大。一般说来，如果一个反应的平衡常数大于 ，通常认为反应可以进行的较完全；相反，如果一个反应的平衡常数小于 ，则认为这个反应很难进行。,平衡转化率,用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率来表示反应限度。,平衡转化率计算公式,对反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g),A的平衡转化率,B的平衡转化率,(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率,例1 某温度下将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L密闭容器中充分反应,达到平衡后,测得H2的浓度为0.008 mol·L-1。 (1)求该温度下的平衡常数。 (2)求H2的转化率。,=0.25,(1)K =,(0.0080 mol·L-1)2,(0.0040 mol·L-1)2,(2)(H2)=,0.0020 mol·L-1,0.01 mol·L-1,×100%,=20%,平衡（mol·L-1）:,起始（mol·L-1）:,转化（mol·L-1）:,0.008 0,0.01 0.01 0,0.002 0,0.004 0,0.002 0,0.004 0,0.008 0,【解析】,H2 + I 2 2 HI,【答案】 （1）0.25 （2）20 %,注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。,练习1 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=0.06 mol/L,NO=0.24 mol/L, O2=0.12 mol/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。,=1.92 mol·L-1,(1)K =,(0.06mol·L-1)2,(0.12 mol·L-1) × (0.24 mol·L-1)2,平衡（mol·L-1）:,起始（mol·L-1）:,转化（mol·L-1）:,0.06,x 0 0,0.24,0.12,0.24,0.12,0.24,【解析】设初始时NO2的浓度为x,2NO2 2NO+ O2,(2)开始时NO2的浓度 x=0.06 mol·L-1 +0.24 mol·L-1=0.3 mol·L-1,(3)(NO2)=,0.24 mol·L-1,0.3 mol·L-1,×100%,=80%,【答案】（1）1.92 mol·L-1 （2）0.3 mol·L-1 （3）80%,(2)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数,=1,K =,(1.0 mol·L-1)2,(1.0 mol·L-1)2,平衡（mol·L-1）:,起始（mol·L-1）:,转化（mol·L-1）:,1.0,2 2 0 0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,【解析】(1)可知转化的SO2的量为2 mol/L × 50%= 1.0 mol/L。,SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g),1.0,1.0,=1,则K =,(3- x) (2- x),x 2,平衡（mol·L-1）:,起始（mol·L-1）:,转化（mol·L-1）:,3- x,3 2 0 0,x,x,x,x,2- x,(2)设转化的SO2的量为 x,SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g),x,x,解得 x=1.2,所以(SO2)=,1.2 mol·L-1,3 mol·L-1,×100%,=40%,(NO2)=,1.2 mol·L-1,2 mol·L-1,×100%,=60%,【答案】（1）1 （2）40% 60%,练习2 对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将初始浓度为0.4 mol/L的SO2(g)和1.0 mol /L O2(g)混合注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为 80%,试求在该温度下 （1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)、O2(g)、 SO3(g)的平衡浓度。,解：在一定温度下，将初始浓度为0.4 mol/L的SO2(g)和1.0 mol/L O2（g）混合注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2（g）的转化率为80%，二氧化硫转化浓度=0.4mol/L×80%=0.32mol/L： 2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） 起始浓度（mol/L） 0.4 1 0 变化浓度（mol/L） 0.32 0.16 0.32 平衡浓度（mol/L） 0.08 0.04 0.32,（1）反应的平衡常数 K= = L/mol =400 L/mol， 答：此反应的平衡常数为400 L/mol。,（2）依据上述计算可得SO2（g）、O2（g）、 SO3（g）的平衡浓度分别为0.08 mol/L， 0.04 mol/L，0.32 mol/L。 答：SO2（g）、O2（g）、SO3（g）的平衡浓度分别为 0.08 mol/L，0.04 mol/L，0.32 mol/L。,（3）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。,例3 在1 200 时测得下列反应达平衡时,K=1 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 。若反应从CO2(g)和H2(g)开始，且CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为A、B、C三种情况。试计算A情况下各物质的平衡浓度及CO2(g)和H2(g)平衡转化率。,解：令平衡时氢气的浓度变化为x mol/L，则： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 开始（mol/L）：0.01 0.01 0 0 变化（mol/L）：x x x x 平衡（mol/L）：0.01-x 0.01-x x x 所以 =1，解得x=0.005， 所以氢气的转化率为 ×100%=50%， 答：氢气的转化率为50%。,练习3 在2 L的容器中充入 1 mol CO和 1 mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800 时反应达平衡,若K=1。求： （1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，向容器中充入 的是1 mol CO和 2 mol H2O(g)， CO和H2O(g)的平衡浓度和转化率是多少。,解：（1）令平衡时CO的浓度变化为x mol/L，则： CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 开始（mol/L）：0.5 0.5 0 0 变化（mol/L）：x x x x 平衡（mol/L）：0.5-x 0.5-x x x 所以 =1，解得x=0.25， 所以CO的转化率为 ×100%=50%， 答： CO的平衡浓度为0.25 mol/L，CO的转化率为50%。,（2）令平衡时CO的浓度变化为x mol/L，则： CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 开始（mol/L）：0.5 1.0 0 0 变化（mol/L）：x x x x 平衡（mol/L）：0.5-x 1.0-x x x 所以 =1，解得x= ， 所以CO的转化率为 ×100%=66.7%， 所以H2O的转化率为 ×100%=33.3%， 答： CO和H2O(g)的平衡浓度的平衡浓度为0.167mol/L 0.667 mol/L， 转化率分别为66.7% 、33.3% 。,（4）平衡常数的组合(多重平衡),如:知 (1)2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) 平衡常数为K1 (2)2CO2 (g) 2CO(g)+O2 平衡常数为K2 试求 (3) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K3 (4) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K4 的平衡常数K3和K4,由(2)式-(1)式÷2=(3)式,得,由(1)式-(2)式÷2=(4)式,得,练习4 今有下列反应在1 100下: C(s)+S2(g) CS2(g) K1=0.258 Cu2S(s)+H2(g) 2Cu(s)+H2S(g) K2=3.9×10-3 2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) K3=2.3×10-2 试计算C(s)+2Cu2S(s) CS2(g)+4Cu(s)反应的平衡常数。,K=K1·K3·K22,