201X-201x版高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度 第2课时学

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第2课时 平衡转化率

[学习目标定位] 1.知道平衡转化率的含义。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。

一、平衡转化率的概念及表达式

1.平衡转化率的概念：平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量或浓度)与转化前该反应物的量之比。平衡转化率可描述化学反应的限度。 2.平衡转化率计算公式 对反应aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)

A的初始浓度－A的平衡浓度

A的平衡转化率α(A)＝×100%

A的初始浓度

例1 在25 ℃时，密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：

物 质 初始浓度/mol·L －1－1A 2 B 3 1.5 C 0 1 平衡浓度/mol·L 1.5

则A的平衡转化率为________，B的平衡转化率为________。 答案 25% 50%

2 mol·L－0.5 mol·L

解析 αA＝×100%＝25%， －1

2 mol·L3 mol·L－1.5 mol·LαB＝＝50%。 －1

3 mol·L考点 平衡转化率 题点 平衡转化率的计算

特别提醒 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。

－1

－1

－1

－1

精品

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(2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。

(3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。

例2 实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行下列反应： 2SO2(g)＋O2(g)

－1

2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ· mol，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为( ) A.40% C.80% 答案 C

314.624 kJ解析 根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为－1×2

196.64 kJ·mol3.2 mol

＝3.2 mol，故SO2的转化率为×100%＝80%。

4 mol考点 平衡转化率 题点 平衡转化率的计算

二、平衡转化率与化学平衡常数的计算 1.计算模型(三段式法) mA(g)＋nB(g)

B.50% D.90%

pC(g)＋qD(g)

初始量 a b 0 0 变化量 mx nx px qx 平衡量 a－mx b－nx px qx (1)对于反应物：平衡量＝初始量－变化量 (2)对于生成物：平衡量＝初始量＋变化量 2.计算思路

(1)设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 (2)列出三个量：用含x的式子表示平衡体系中各物质的初始量、变化量、平衡量。 (3)列式计算：根据平衡时含x的相应关系列式求解。 例3 化学反应2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)是硫酸制造工业的基本反应，若在一定温度下，

将0.1 mol的SO2(g)和0.06 mol O2(g)注入体积为2 L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.08 mol SO3(g)，试求在该温度下： (1)此反应的平衡常数。 (2)SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。

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答案 (1)1 600 mol·L (2)80% 66.7% 解析 (1) 2SO2(g)＋O2(g)

－1

－1

2SO3(g)

初始浓度(mol·L) 0.050 0.030 0 转化浓度(mol·L) 0.040 0.020 0.040 平衡浓度(mol·L) 0.010 0.010 0.040 [SO3]K＝＝2

[SO2][O2]

2

－1－1

0.040 mol·L－1

－12－1＝1 600 mol·L。

0.010 mol·L×0.010 mol·L

－1

－12

0.04 mol·L

(2)α(SO2)＝－1×100%＝80%

0.05 mol·L0.020 mol·L

α(O2)＝－1×100%≈66.7%。

0.030 mol·L考点 平衡转化率与化学平衡常数的计算的综合

题点 已知初始浓度和平衡浓度计算平衡转化率和平衡常数 例4 反应SO2(g)＋NO2(g)

－1

－1

SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为

2 mol·L的SO2(g)和NO2(g)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50%，试求在该温度下： (1)此反应的平衡常数。

(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L

－1

－1

，试求达到化学平衡时各物质的浓度。

－1

－1

－1

答案 (1)1 (2)[SO3]＝[NO]＝1.2 mol·L，[SO2]＝1.8 mol·L，[NO2]＝0.8 mol·L 解析 (1)设平衡时SO2的浓度为x mol·L SO2(g)＋NO2(g)初始浓度mol·L平衡浓度mol·L

－1

－1

SO3(g)＋NO(g)

2 2 0 0 x x 2－x 2－x

－1

2－x由题意可知×100%＝50%，x＝1，

2[SO3][NO]1 mol·L×1 mol·LK＝＝－1－1＝1。 [SO2][NO2]1 mol·L×1 mol·L(2)设达平衡时NO的浓度为y mol·L SO2(g)＋NO2(g)初始浓度mol·L平衡浓度mol·L

－1

－1

－1

－1

SO3(g)＋NO(g)

3 2 0 0 3－y 2－y y y－1

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