平衡转化率的计算课件.ppt

1、 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率平衡转化率来表示反应限度。来表示反应限度。表达式：表达式：反应物反应物A的平衡转化率：的平衡转化率：%100)()(%100)(00AcAAcAAAA的初始浓度的平衡浓度的初始浓度%100%100)(始平始初始的物质的量的平衡物质的量初始的物质的量nnnAAAA 定义：定义：平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比反应物的量之比。例：反应例：反应CO+H2OH2+CO2在在773K时平衡常时平衡常数数K=9，如反应开始时如反应开始时C(H2O)=

2、C(CO)=0.020molL-1求求CO的转化率。的转化率。解：解：CO+H2OH2+CO2 初始初始0.02 0.02 0 0变化变化 x x x x 平衡平衡 0.02-x 0.02-x x xK=x/(0.02-x)2=9 x/(0.02-x)=3解得解得 x=0.015molL-1转化率转化率=(0.015/0.020)100=75(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率衡转化率 例例1：对于反应：对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在若在一定温度下，将一定温度下，将0.1mol的的SO2(g)和和0.06mol O2(g

3、)注注入一体积为入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有得容器中有0.088mol的的SO3(g)试求在该温度下试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。）此反应的平衡常数。（2）求）求SO2(g)和和O2(g)的的平衡转化率。平衡转化率。注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。脱离具体的反应物谈平衡转化率。练习练习1.在密闭容器中，将在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可

4、进加热到某温度时，可进行如下反应：行如下反应：2NO2 2NO+O2，在平衡时各物在平衡时各物质的浓度分别是：质的浓度分别是：NO2=0.06mol/L,NO=0.24mol/L,O2=0.12mol/L.试求：试求：（1）该温度下反应的）该温度下反应的平衡常数。平衡常数。（2）开始时）开始时NO2的浓度。的浓度。（3）NO2的转化率。的转化率。（1）1.92（2）0.3mol/L（3）80%(2)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数例例2:反应反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若若在一定温度下，将物质的量浓度均为在一定温度下，将物质的量浓

5、度均为2mol/L的的SO2(g)和和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中态时，测得容器中SO2(g)的转化率为的转化率为60%，试求：，试求：在该温度下。在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数。）此反应的浓度平衡常数。（2）若）若SO2、NO2的初始浓度均增大到的初始浓度均增大到3mol/L,则则SO2转化率变为多少？转化率变为多少？（1）2.25（2）60%练习练习2:已知某温度下反应已知某温度下反应:2NO2(g)N2O4(g)若若在体积为在体积为2L的密闭容器中充入的密闭容器中充入2mol的的NO2(g),达平衡达平衡时时NO2的转化

6、率为的转化率为50%,求求 （1）该温度下反应的浓度平衡常数。）该温度下反应的浓度平衡常数。（2）若温度不变，当）若温度不变，当NO2的初始浓度为的初始浓度为2mol/L时，时，NO2的转化率为多少。的转化率为多少。（1）1（2）61.3%（3）已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。）已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。例例3、在、在1200时测得下列反应达平衡时时测得下列反应达平衡时,k=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反应从。若反应从CO2(g)和和H2(g)开始，且开始，且CO2(g)和和H2(g)的的初始浓度初始浓度分别为分别为A、B、C三种情况

7、。试计算三种情况。试计算A情况下各物质情况下各物质的平衡浓度及的平衡浓度及CO2(g)和和H2(g)平衡转化率。平衡转化率。初始浓度初始浓度ABCCo(H2)mol/L0.01000.01200.0080Co(CO2)mol/L 0.01000.01000.0100（A）0.004、0.006 60%1200反应反应H H2 2(g)+CO(g)+CO2 2(g)H(g)H2 2O(g)+CO(g)O(g)+CO(g)的不的不同反应物浓度及相应的平衡转化率同反应物浓度及相应的平衡转化率初始浓度初始浓度/molL/molL-1-1平衡转化率平衡转化率/%/%H2CO2a(H2)a(CO2)A0.

8、01000.010060.060.0B0.01200.01005465C0.00800.01006653交流交流 研讨研讨1、提高一种反应物在反应物中的比例，可使另一种反应物的转化率升高，而本身的转化率降低。2、当两种反应物的物质的量之比等于系数之比时，二者的转化率相同。交流研讨 结论三、反应条件 对化学平衡的影响 序序号号实验内容实验内容实验实验记录记录实验结论实验结论(平衡移动平衡移动方向方向)温度变化温度变化混合气体颜色混合气体颜色c(NO2)1 1将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入冷水中瓶放入冷水中2 2将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入热水中瓶放入热水中活动活动探究探究温度对化学平衡的影

9、响温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响2NO2(g)N2O4(g)红棕色红棕色无色无色H 57.2kJ.mol-1红棕色红棕色 序序号号实验内容实验内容实验实验记录记录实验结论实验结论(平衡移动平衡移动方向方向)温度变化温度变化混合气体颜色混合气体颜色c(NO2)1 1将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入冷水中瓶放入冷水中2 2将充有将充有NO2的烧的烧瓶放入热水中瓶放入热水中降温降温颜色变浅颜色变浅减小减小正向正向升温升温颜色变深颜色变深增大增大逆向逆向活动活动探究探究温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响正正 向向正正 向向 升高温度，平衡向吸热方向移动；升高温度，平衡向吸热方向移动；降

10、低温度，平衡向放热方向移动。降低温度，平衡向放热方向移动。降温降温HI=0.80molL-1H2=0.40molL-1I2=0.40molL-1升温升温HI=1.20molL-1H2=0.20molL-1I2=0.20molL-1N2=19.5 molL-1H2=38.5 molL-1NH3=11 molL-1N2=20molL-1H2=40molL-1NH3=10molL-1N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H02NH3(g)N2(g)+3H2(g)H=+92.2kJmol-11002.00.0015K/(molL-1)2873673473 T/K0.6016.8K/(molL-1)-1

11、333298T/K2NO2(g)温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。在一定体积的在一定体积的 密闭容器中，反应密闭容器中，反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化学平衡常数和温度的关系如下表：的化学平衡常数和温度的关系如下表：t t/70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式该反应的化学平衡常数表达式K=。(2)该该反应的正反应为反应的正反应为 反应反应(填填”吸热吸热”或或”放热放热”)。(3)某温度下某温度下,平衡浓度符合下式：平衡浓度

12、符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，可判断此时的温度为可判断此时的温度为 。吸热吸热COH2OCO2H2830改改 变变 浓浓 度度Q Q、K关系关系平衡移动方向平衡移动方向增增大大反应物反应物 增增大大c c(FeCl3)或或c c(KSCN）增增大大生成物生成物增增大大c c Fe(SCN)3 正正 向向逆逆 向向 请根据反应请根据反应 Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq)的平衡常数的平衡常数K 与与浓度商浓度商Q Q=的关系的关系,讨论改变反应物或生成物浓度对化学讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡的影响。平衡的影响。Q Q K交流交流 研讨

13、研讨c(Fe3+)c3(SCN-)cFe(SCN)3 请根据提供的试剂和仪器，按照设计的实验请根据提供的试剂和仪器，按照设计的实验 方案证明上述预测。方案证明上述预测。试剂：试剂：0.01 molL-1 FeCl3溶液、溶液、0.03 molL-1KSCN溶溶液、液、1molL-1 FeCl3溶液、溶液、1molL-1KSCN溶溶液液 仪器：胶头滴管、点滴板等仪器：胶头滴管、点滴板等编号编号实验内容实验内容实验现象实验现象实验结论实验结论1 先加先加5滴滴0.03molL-1KSCN溶溶液液，再再取取2滴滴0.01 molL-1 FeCl3溶液溶液与与之之混合，观察颜色变化混合，观察颜色变化；

14、然后再加然后再加2滴滴1molL-1 FeCl3溶液溶液，观察颜色变化观察颜色变化。2 先加先加5滴滴0.03molL-1KSCN溶溶液液，再再取取2滴滴0.01 molL-1 FeCl3溶液溶液与与之之混合，观察颜色变化混合，观察颜色变化；然后再加然后再加2滴滴1molL-1 KSCN溶溶液液，观察颜色变化观察颜色变化。溶液呈血红色溶液呈血红色后加深后加深溶液呈血红色溶液呈血红色后加深后加深活动活动探究探究正向移动正向移动正向移动正向移动浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响Fe3+3SCN-Fe(SCN)32、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响结论：结论：(其它条件不变的情况下）

15、其它条件不变的情况下）条件改变条件改变平衡移动方向平衡移动方向C反反增大增大C生生增大增大C反反减小减小C生生减小减小向正反应方向移动向正反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动向逆反应方向移动向正反应方向移动向正反应方向移动浓度对化学平衡影响的原因说明：说明：改变纯固体、纯液体的量对化学平衡无影响。改变纯固体、纯液体的量对化学平衡无影响。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=_ 197.8kJmol-1是硫酸制造工业的基本反是硫酸制造工业的基本反 应。在生产中通常采用通应。在生产中通常采用通入入过量的空气过量的空气的方法。为什么？的方法。为什么？提高提高O2在原料气

16、中的比例，使在原料气中的比例，使SO2的平衡的平衡转化率提高，从而降低生产成本。转化率提高，从而降低生产成本。思考思考 浓度浓度借助借助Q Q与与K的相对大小进行判断的相对大小进行判断 升高温度升高温度，平衡向，平衡向吸热吸热方向移动方向移动 降低温度降低温度，平衡向，平衡向放热放热方向移动方向移动温度温度温度对化学平衡的影响是温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的通过改变平衡常数来实现的改变浓度，若改变浓度，若Q Q K，平衡平衡逆向逆向移动移动改变浓度，若改变浓度，若Q Q 0 B.正反应的正反应的H0 C.升高温度，平衡正向移动升高温度，平衡正向移动 D.降低温度，平衡正向移动降低温度，平衡正向移动BD 4.)。5.变深变深正向正向变大变大黄黄橙红橙红左左