化学平衡习题妙解.ppt

* * 平衡习题妙解 可逆反应2A(g)+B(g) xC(g)+D(s) △H=-QkJ/mol (Q＞0) 若恒容密闭容器甲、乙的体积均为1L，一定温度下甲中充入 4 molA、2molB，乙中充入1mol A ,0.5molB,3molC,1.5molD.测得 达到平衡时甲乙两容器中C的体积分数均为0.4。 回答下类问题： （1）甲乙两容器中A的物质的量浓度相等，则x= ； 平衡时B的体积分数 ； 乙中反应开始时 进行(填“逆向”、“正向”或“不移动” ) ； （2.）若只改变乙中充入D的量，欲使反应维持1中方向进行且平衡 时C体积分数仍为0.4 ，则D起始物质的量满足 ； （3） 若x=3，一定温度下将2molA 、1molB 充入体积为v的恒容 容器甲，将6molC 、2molD充入体积2v的恒容容器乙，一段 时间后两容器达到平衡。回答： ①平衡时甲中压强 乙中压强(填“”、“”或“=”)； ②从乙中移走3molC再次平衡,甲中C浓度 乙中C浓度(同上)； ③第二次达到平衡时甲放出的热量为Q1，乙中吸收的为Q2。已知Q1=4Q2 ， 求甲乙中反应物的转化率比 。 解析：甲、乙为体积相等的恒容密闭容器，甲和乙中初始 充入的A和B的物质的量都为2：1，和反应方程中A、B的 化学计量数一致，也就是A和B的浓度比恒定为2：1，达到 平衡甲乙的容器中C的体积分数均为0.4，也就是A和B的 体积分数为0.4和0.2。 （1）甲乙两容器A的物质的量浓度相等，也就是A的物质 的量相等，而且甲、乙中B、C的物质的量也都相等。也 就是4-1=3 mol A 反应能生成3-0=3 mol C。也就是方程中， 气态物质A的化学计量数与C的化学计量数应该一样，也 就是X=2 。也就是方程式为2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s) 。 （注：若无“甲乙两容器中A的物质的量浓度相等”这个条件， 则x=2或3。x=3时，为体积不变的反应，成比例即等效， 平衡时C的体积分数相等。） 平衡时B的体积分数之前说过是0.2，乙中反应开始时1mol A ,0.5molB,3molC，B的体积分数是1/9 0.2,也就是反应需要逆向进行，增加B物质的量，以达到平衡。 还有一种判断反应进行方向的方法：（“三段法”处理后 依Q与K的大小关系判断） 2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s) 初始： 4 2 0 0 转化： 2x x 2x x 平衡： 4-2x 2-x 2x x c（A）=2mol·L-1 c（B）=1mol·L-1 c（C）=2mol·L-1 K=22/(22?1)=1 对于乙容器 Q=32/(12?0.5)=18K 可知反应逆向进行。 2x (4-2x)+(2-x)+2x+x =0.4 解得x=1 （2）2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)，D的是否过量不影响反应的进行和进行的方向。但是当没有D 的时候，逆向反应是没有办法进行的。由上述分析可知n（D）≥0.5mol即可。 也可按下述分析计算： 乙开始时1mol A ,0.5molB,3molC 和D，乙平衡时C体 积分数0.4 与A的体积分数相等，乙中从开始反应到反应 平衡，参加反应的D的物质的量为Y，也就是平衡时A的 物质的量为1+2y，C的物质的量为3-2y = 1+2y ，也就是 y = 0.5。也就是只要D的量大于或等于0.5mol，乙就能达 到和甲一样的平衡。 （3）①x=3，这个反应就是体积不变的反应。平衡后恒温下 平衡移动的方向和体积压力无关。2molA 、1molB 充入体积 为v的恒容容器甲，将6molC 、2molD 充入体积2v的恒容 容器乙，也就是甲中气体的平均物质的量浓度3/v，乙中气体 的平均物质的量浓度6/2v，和甲相等。也就是： 甲中的压强=乙中的压强。 ②从乙中移走3molC再次平衡,也就是相当于2molA 、 1molB 充入体积v的恒容容器甲，3molC ,2molD 充入 体积2v的恒容容器乙。注意此时方程式为 2A