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文档简介

1、学习必备欢迎下载化学平衡计算题求解技巧知识体系和复习重点一、化学平衡常数(浓度平衡常数)及转化率的应用1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的数学表达式( 2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小, K 值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低。2、有关化学平衡的基本计算(1) 物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度起始浓度 - 转化浓度生成物:平衡浓度起始浓度 +转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。(2) 反应的转化率 ( ) : 反应物转化的物质的量 (或质量、浓度) × 100反应物起始的物质的量 (或

2、质量、浓度)(3) 在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论:恒温、恒容时:;恒温、恒压时:n1/n 2=V1/V 2(4) 计算模式(“三段式”)浓度 ( 或物质的量 )aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始mnOO转化axbxcxdx平衡m-axn-bxcxdxA 的转化率:(A)= ( ax/m )× 100C的物质的量分数:(C) × 100技巧一:三步法三步是化学平衡计算的一般格式,根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一,可用mol、 mol/L ,也可用 L。例 1、X、 Y、

3、Z 为三种气体,把a mol X和 b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X + 2Y2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X) + n (Y) = n ( Z),则 Y 的转化率为()A、 a b 100% B 、 2(a b) 100%C 、 2( ab)100% D 、 (a b)100%55b55a解析:设 Y 的转化率为X+2Y2Z起始( mol) ab0转化( mol)1 bbb2平衡( mol) a1 bbbb1 b + b22(ab) 100% 。故应选 B。依题意有: ab = b ,解得:=25b学习必备欢迎下载技巧二:差量法差量法用于化学平衡计算时,可以是体积差量

4、、压强差量、物质的量差量等等。例 2、某体积可变的密闭容器,盛有适量的A 和 B 的混合气体,在一定条件下发生反应:A+3B2C,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L ,其中 C 气体的体积占 10%,下列推断正确的是()原混合气体的体积为 1.2VL原混合气体的体积为1.1VL反应达平衡时 , 气体 A 消耗掉 0.05VL反应达平衡时,气体B 消耗掉 0.05V LA、B、C、D、解析:A+3B2CV小13220.05V0.15V0.1V0.1V所以原混合气体的体积为VL + 0.1VL = 1.1VL ,由此可得:气体 A 消耗掉0.05VL ,气体 B 消耗掉 0.1

5、5VL 。故本题选 A。专练某温度下,在密闭容器中发生如下反应,2A(g)2B(g) C(g) ,若开始时只充入2 mol A气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20,则平衡时A 的体积分数为。解析:等温度、等体积时,压强增大了20,也就是气体的物质的量增多了2 mol ×20 =0.4 mol,即平衡时气体的物质的量变为2.4 mol 。2A(g)2B(g)+C(g)n2211变化0.8 mol0.4 mol平衡时, n(A)=2 mol 0.8 mol =1.2 mol, n(总 )=2.4 mol,故 A 的体积分数为:1.2mol ×100 =50 。2.4

6、mol技巧三:守恒法1、质量守恒例 3、a mol N2 与 b mol H2 混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH 3,则 NH3 在平衡体系中质量分数为()A、17c100%B、17c2b28a100%28a17c2bC、c100%D、34cbc28a100%a2bN2 和 H2 混合气的总质量。解析:由质量守恒定律可知:在平衡体系中的混合气体总质量应等于反应前即 NH 在平衡体系中的质量分数为17c100% 。故本题应选 B。328a2b2、原子个数守恒例 4、加热时, N2 O5可按下列分解: N2O5N2O3 + O2、 N2O3 又可按下列分解:N 2O3N2O+

7、 O2。今将 4 molNO 充入一升密闭容器中,加热至t 时反应达到了平衡状态。平衡时,c( O) = 4.5 mol/L,252c( N2O3) = 1.62 mol/L,c( N2O) = _ mol/L,此时 N2O5 的分解率为 _ 。学习必备欢迎下载解析: N2O5 的起始浓度为 c( N2O5)= 4mol4mol / L ,平衡时的气体成份及浓度为:1L达平衡时的气体成份:N2O5N2O3N2OO2平衡浓度( mol/L )设 x1.62设 y4.5由 N 原子守恒:2x1.6222 y24由 O原子守恒: 5x1.623y4.52 54解得: x = 0.94 mol/L,

8、y = 1.44 mol/L,所以,c ( N O) = 1.44 mol/L, N O 的分解率为:2254mol / L 0.94mol / L100%76.5% 。4mol / L专练一定温度下,反应2SO22(g)3223)=2:3:4 。缩小体积,(g) O2SO (g) 达到平衡时, n(SO ):n(O ):n(SO反应再次达到平衡时,n(O232 的物质的量应是 ()=0.8 mol , n(SO )=1.4 mol ,此时 SOA 0.4 molB 0.6 molC 0.8 molD 1.2 mol解析:设第一次平衡时n(SO2232) 、n(O )、n(SO )分别为 2x

9、mol 、3xmol 、4xmol ,第二次平衡时n(SO )=ymol 。由 O 元素守恒得: 2x·2 3x·2 4x·3=2y 0.8 ×21.4 × 3由 S 元素守恒得: 2x 4x=y 1.4 解得: x=0.3 , y=0.4 。答案: A 。专练一定条件下,在一密闭容器中通入一定量SO 2 和 O 2 的混合气体,发生如下反应:2SO 2 (g)+O 2 (g)2SO 3(g)+ Q(Q>0) 。反应达平衡后SO 2、O2 和SO 3 的物质的量之比为346,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,O2 和SO 3 的

10、物质的量分别是1 1 mol和2 0 mol,此时容器内 SO 2 的物质的量应是A 0 7 molB 0 9 molC 1 1 molD 1 3 mol解析:设第一种平衡状态下O2 为x,则SO 3 为 3 ,变成第二种平衡时O2 变化量为y,22SO 2g O2g2SO 3g Qx3 x3x 2 y 2 0解得:x 1 2 mol22y2yx y 1 1y 0 1 mol答案:A。1 12 0技巧四:估算法学习必备欢迎下载例 5、在一定体积的密闭容器中放入3L 气体 R和 5L 气体 Q,在一定条件下发生反应:2R( g) + 5Q(g )4X( g) + nY( g)反应完全后, 容器温

11、度不变, 混合气体的压强是原来87.5%,则化学方程式中的n 值是(A、2B、3C、4D、5)解析:本题貌似化学平衡的计算,但实则不然,题干中最关键的一句话为“压强是原来明体积和温度不变,压强减小了,故该反应是气体的物质的量减小的反应,即2 + 5 > 4 + n故选 A。87.5%”说,即 n <3 。技巧五:赋值法例 6、在一密闭容器中,用等物质的量的A 和 B 发生如下反应:A+ 2B2C,反应达到平衡时,若混合气体中A 和(g)( g)(g)B 的物质的量之和与C 的物质的量相等,则这时A 的转化率为()A、40%B、50%C、60%D、70%解析:由题意可知: 设 A 反

12、应掉一半(即转化率为50%),则可推知B全部反应掉 (即转化率为很显然,这是不可能的,故A 的转化率必小于50%。正确答案应选A。100%),技巧六:极端假设法化学平衡研究的对象是可逆反应,这类反应的特点是不能进行到底。据此,若假定某物质完全转化(或完全不转化),可求出其它物质的物质的量(或物质的量浓度、气体体积)的范围。1、判断化学平衡移动方向例 7、在一密闭容器中,aA( g)新的平衡时,B 的浓度是原来的60%,则(A、平衡向正反应方向移动了BC、物质 B 的质量分数增加了DbB ( g) 达平衡后, 保持温度不变,将容器体积增加一倍,)、物质 A 的转化率减少了、 a > b当达

13、到解析:保持温度不变,将容器体积增加一倍(即减小压强) ,假如化学平衡不移动,则各种物质的浓度都应是原平衡时的一半,但现在生成物 B 的浓度却是原平衡的 60%,这说明平衡向正反应方向发生移动, A 的转化率升高,所以化学计量数 b > a,又由于 B 的物质的量增加, B 的质量增加,物质 B 的质量分数必然增大(因为总质量保持不变)。故本题应选AC。2、判断生成物的量例 8、在一密闭容器中充入1molCO和 1molH2O( g),在一定条件下发生反应:2( g)2 ( g)2( g)+ H2( g)22 ( g)改为 4mol 时,在上述条CO+ H OCO,达到平衡时,生成3mo

14、lCO,当 H O件下生成的 CO2为()A、 0.60molB、0.95molC、 1.0molD、2.50mol解析:假设反应向正向进行到底,由于CO仍为 1mol,故生成的2ol ,但由于反应的可逆CO才为 1m性,这是不可能的。所以,2 mol < n ( CO2 < 1mol。故选 B。33、确定平衡时各物质的浓度范围例 9、在密闭容器中进行( g)+ 4Y2( g)2Z2(g)+ 3Q2( g)2222的开始浓度X的反应中,其中 X、 Y、 Z 、 Q分别为 0.1mol/L、 0.4mol/L、 0.2mol/L, 0.3mol/L,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可

15、能是()A、 c(X2) = 0.15mol/LB、 c( Y2) = 0.9mol/L2D2C、 c(Z ) = 0.3mol/L、 c( Q) = 0.6mol/L解析:假设正向进行到底时,则生成物c( Z2) = 0.4mol/L、 c(Q2) = 0.6mol/L,但此反应实为可逆学习必备欢迎下载反应,由此可推知:c( Z2) = 0.3mol/L可能, c(Q2) = 0.6mol/L是不可能的。又假设反应向逆反应方向进行到底时,则反应物c(X2) = 0.2mol/L、 c(Y2) = 0.8mol/L,同时由于该反应的可逆性,故c( X2) = 0.15mol/L可能,而 c(

16、Y2) = 0.9mol/L是不可能的。综上所述,该题正确答案是 BD。专练某密闭容器中进行如下反应:X(g) 2Y(g)2Z(g) ,若要使平衡时反应物的总物质的量与生成物的总物质的量相等,则X 、 Y的初始物质的量之比k 应满足()A 1 k 3B 1/4 k 3/2C 3 k 4D 1/4 k2/3解析:设x、 y 分别为 X 、 Y 的初始物质的量。若反应物X 全部转化,据题意有:y 2x=2x,即: k=x/y=1/4;若反应物Y 全部转化,据题意有:x y/2=y,即: k=x/y=3/2。由于可逆反应的反应物不可能全部转化,故1/4k 3/2。答案:B 。技巧七:虚拟状态法例 1

17、0、在一密闭容器中充入1molNO2,建立如下平衡:2NON2O4,测得它条件不变下,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2 的转化率为b%,则A、 a > bB、a < bC、 a = bD、无法确定解析:直接判断a 与 b 的关系,比较难,但可以虚拟假设一个中间过程。NO2 的转化率为 a%,在其 a 与 b 的关系为( )P V TP2VTP V TNO2NO2NO 21mol2mol2mol易知与两过程等效,NO2 的转化率均为a%,若将容器加压,使容积减小到原来的一半,即与容积相等, 因 2NON2 O4,加压时平衡向正反应方向移动,故达新平衡后NO2的转化率

18、b%必大于 a%。答案应选 B。本题属于反应后气体体积减小的反应,除此之外,同学们在解题过程中还有如下情况:( 1)反应前后气体体积不变的反应:如将题干中的NO2 改为 HI 气体,即发生反应:2HIH+ I,则会得出a = b的结论。(g)2( g)2( g)( 2)反应前后气体体积增大的反应:如将题干中的2NH3( g)N 2( g)+3H2(g),则会得出a > b的结论。NO2 改为NH3,即发生反应:技巧八:参照物法例 11、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入等物质的量的SO2 和 O2,在相同温度下发生反应:2 SO2 + O 22SO3,并达到平衡。在这过程中,甲容器保

19、持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中 SO2 的转化率为p%,则乙容器中SO2 的转化率()A、等于 p%B、大于 p%C、小于 p%D、无法判断解析:以甲为参照物,甲容器保持体积不变,由化学方程式可知反应过程中甲容器内压强越来越小,而乙容器保持压强不变 乙容器体积减小 相当于加压(与甲比较) 反应向正向进行。故乙容器中 SO2 的转化率大,故本题应选 B。技巧九:等效平衡法例 12、在一恒定的容器中充入2molA 和 1molB 发生反应: 2A+ B(g)xC,达到平衡后, C( g)( g)的体积分数为 %;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A: 0.6mol、 B: 0.

20、3mol 、C: 1.4mol学习必备欢迎下载充入容器,达到平衡后,C 的体积分数仍为%,则 x 值为()A、只能为 2B、只能为3C、可能是 2,也可能是3D、无法确定解析:根据题意,这两平衡为等效平衡。等效平衡有两种类型(对于可逆反应:mA(g)+ nB ( g)pC ( g) + qD( g):类恒温恒容:若m + n = p + q,只要“极限转换”后,与原起始物质的物质的量(或浓度)相等,就可以达到相同平衡状态。若m + np + q ,只要“极限转换”后,对应物质的物质的量之比相等,就可达珐相同的平衡状态。类恒温恒压:只要“极限转换”后,对应物质的物质的量之比相等,就可达到相同的平

21、衡状态。本题属于类(恒温恒容) ,由于已知方程式中 x 未知,故有两种可能:一是 x 3(即系数不等) ,二是 x = 3 (即系数相等) 。若 x3, 2A(g) + B(g)xC ( g)2100.60.31.4极限换算 0.62.80.31.4x0x依题意可得:若 X=3时,则(0.62.8= 2x0.31.4解得: x = 2符合题意。= 1x0.62.81.42.81.4) =4.6:2.3=2: 1。):( 0.3x) =( 0.6):( 0.3x33符合题意。故本题正确答案为C。专练在一个固定容积的密闭容器中,加入2 molA 和 1 molB ,发生反应: 2A(g) B(g)

22、3C(g) D(g) ,达平衡时,C 的浓度为Wmol /L ,若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比做起始物质,达平衡后, C 的浓度仍为Wmol/L 的是()A 4molA + 2 molBB 2molA + 1molB + 3molC + 1molDC 3molC + 1molD + 1molBD 3molC + 1molD解析:本题考查恒温恒压下的等效平衡,可以采用“一边倒 ”的方法。结合本题情况,可将选项中各物质均倒向反应物A 和 B,若为 2 molA 1 molB ,则可达到等效平衡,达平衡后,C 的浓度仍为Wmol/L 。A 选项:因 A 、B 投料是原来的2 倍,又是一个固

23、定容积的容器,达到平衡时C 的浓度必然大于Wmol/L 。B 选项:把 “ 3molC + 1molD 倒”向反应物, 则反应物的物质的量也是4molA + 2 molB ,实际上相当于与选项A 投料完全相同,达到平衡时C 的浓度必然大于Wmol/L 。C 选项:把 “ 3molC + 1molD 倒”向反应物,相当于投入 2 molA 和 2 molB ,与起始投入2 molA 和 1 molB 的平衡相比较,平衡向右发生移动,则达到平衡学习必备欢迎下载时 C 的浓度必然大于Wmol/L 。D 选项:把 3molC + 1molD 倒向左边,恰好相当于2 molA 1 molB ,与原平衡的起始投料相同,达平衡后,C 的浓度仍为Wmol/L 。答案: D 。技巧十:讨论法对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零例 13、在一定条件下,2222,A + B2C ,达到平衡状态时, 测得 c( A )= 0.5 mo

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