摘要:掌握有关化学平衡的计算 笔记与反思 教与学方案 [自学反馈]

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恒温下,将amolN2和bmolH2混合气体通入一个固定体积的密闭容器中,发生如下反应:

3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)

(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值.

(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%.计算平衡时NH3的物质的量.

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=________.

(4)原混合气体中,a∶b=________.

(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比a(N2)∶a(H2)=________.

(6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=________.

解析:(1)根据反应方程式,生成NH3的量等于N2变化量的2倍,a=13+6×1/2=16.

(2)平衡时,混合气体总的物质的量n(平)==32mol,

平衡时NH3的物质的量为32mol×25%=8mol??/span>

(3)根据反应方程式的特点,反应前后气体物质的量变化等于反应过程中生成NH3的物质的量,平衡混合气体中含NH325%.若平衡混合气体为100,其中NH3为25,说明反应过程中气体变化量是25,因此反应前混合气体为100+25=125,所以n(始)∶n(平)=125∶100=5∶4.

(4)由(3)有,a=16,解得:b=24,a∶b=16∶24=2∶3.

(5)反应过程中变化的N2和H2的物质的量之比为1∶3,N2和H2的转化率之比为

a()∶a()==1∶2.

(6)平衡混合气体中各物质的物质的量为:

n(N2)=16-8×1/2=12mol,n(H2)=24-8×3/2=12mol,n(NH3)=8mol,

n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=12∶12∶8=3∶3∶2

答案:(1)a=16 (2)8mol (3)5∶4 (4)2∶3 (5)1∶2 (6)3∶3∶2

归纳:化学平衡的计算,应找准起始量、变化量、平衡量,然后再列式计算.

 

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某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定.
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强(kPa) 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度(×10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
BC
BC
(两个选项).
A.2v(NH3)=v(CO2)     B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变    D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为
1.6×10-8
1.6×10-8
(保留2位有效数字).
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器至一定体积,达新平衡后,氨基甲酸铵固体的质量比原平衡
增加
增加
(填“大”、“小”或“相同”),NH3的物质的量浓度比原平衡
大
大
(填“大”、“小”或“相同”).
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H
>
>
0,熵变△S
>
>
0(填>、<或=).
(2)已知:NH2COONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3?H2O.该小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.

⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率
0.05mol/(L?min)
0.05mol/(L?min)
.
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大
25℃反应物起始浓度较小,但0~6min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15℃大.
25℃反应物起始浓度较小,但0~6min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15℃大.
.
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实际上电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡等,它们都可看作是化学平衡的一种.请根据所学化学知识回答下列问题:
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(1)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数表达式为K=
 
.
②上图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
 
K2(填“>”、“<”或“=”).
③已知在常温常压下:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1;2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1;H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ?mol-1;则,CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H
 
kJ?mol-1.
(2)常温下,如果取0.1mol?L-1HA溶液与0.1mol?L-1NaOH溶液等体积混合(不计混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,请回答下列问题:
①混合后溶液的pH=8的原因(用离子方程式表示):
 
.
②混合溶液中c(Na+)-c(A-)=
 
mol?L-1(填精确计算结果的具体数字).
③已知NH4A溶液为中性、将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断NH4HCO3溶液的pH
 
7(填<、>、=)
④AgCl在溶液中存在如下平衡AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq),在25℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10.现将足量AgCl分别放入下列液体中:a.100mL蒸馏水b.100mL 0.3mol?L-1AgNO3溶液c.100mL0.1mol?L-1MgCl2溶液充分搅拌后冷却到相同温度,溶液中c(Ag+)由大到小的顺序为
 
(填序号).
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