攻略01 化学平衡
定性或半定量判断化学反应方向、限度时,一般用到勒夏特列原理:当外界条件改变时,平衡总是向削弱这种改变的方向移动。
解决化学平衡的定量计算时,一般立足于以下两个基本关系。
(1)各反应物及生成物的物质的量变化值符合化学反应方程计量比。
(2)平衡常数K
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K= 。
应用
①判断反应进行的限度
K值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高。K值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化率低。
K <10−5 10−5~105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全
②判断反应是否达到平衡状态
化学反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在任意状态时,浓度商均为Qc= 。
Qc>K时,反应向逆反应方向进行;
Qc=K时,反应处于平衡状态;
Qc<K时,反应向正反应方向进行。
③利用平衡常数判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
题型一 三段式法
加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5 N2O3+O2,②N2O3 N2O+O2;在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为
A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2
【答案】B
【解析】题设中有两个反应,可理解为先发生反应①,其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应②,且在两个反应中都有O2生成,再由已知条件列方程组求解。
设反应①中生成N2O3物质的量浓度为x,反应②中生成N2O物质的量浓度为y。则:
N2O5(g) N2O3(g)+O2(g)
起始浓度/(mol•L−1) 4 0 0
转化浓度/(mol•L−1) x x x
平衡浓度/(mol•L−1) 4−x x x
N2O3(g) N2O(g)+O2(g)
起始浓度/(mol•L−1) x 0 0
转化浓度/(mol•L−1) y y y
平衡浓度/(mol•L−1) x−y y y
依题意O2的平衡浓度为x+y=4.5 mol•L−1
N2O3的平衡浓度为x−y=1.7 mol•L−1
解得x=3.1 mol•L−1 ,y=1.4 mol•L−1
N2O5的平衡浓度为4 mol•L−1−3.1 mol•L−1=0.9 mol•L−1
N2O的平衡浓度为1.4 mol•L−1
则反应①的平衡常数K=(1.7×4.5)/0.9=8.5
“三段式法”解答化学平衡计算题
(1)步骤
①写出有关化学平衡的化学方程式。
②确定各物质的起始、转化、平衡时的量(物质的量或物质的量浓度)。
③根据已知条件建立等式关系并做解答。
(2)方法:如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol•L−1、b mol•L−1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol•L−1。