高中化学选修4考点过关：考点5-化学平衡计算(Word版-含解析)

1、考点5化学平衡计算化学平衡是中学化学重要根底之一，是中学化学所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平 衡等知识的核心，对很多知识的学习起着指导作用。而化学平衡计算是高考中的热点之一， 此类试题常把根本概念和根底知识融汇在一起，具有知识联系广、灵活度大、隐含条件多、 概念性强、思维层次高的特点。化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化 率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等，通常的思路是写出平衡式，列 出相关量(起始量、变化量、平衡量)，确定各量之间的关系，列出比例式或等式或依据平衡常 数求解。1.计算模式：化学平衡计算的最根本的方法模式是平衡三段式法。具体步骤是在化学方程式

2、下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解，起始、转化、平衡是化学平衡计算的 三步曲，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。mA(g) + nB(g)一pC(g) + qD(g)n(起始)/mol ab00n(转化)/mol mxnxpxqxn(平衡)/mol a mxb nxpxqx反响可从左向右开始，也可以从右向左开始，也可以多种物质同时充入。可逆反响到达 平衡状态时各物质浓度间的关系。反响物：

3、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各物质的化学计 量数之比。2解题思路：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;根据反响物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并 按模式列表；明确了 始、变、平三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分 的浓度、反响物转化率等，得出题目答案。3.计算公式：(1) 变化量之比等于化学计量数之比v(A) : v(B) : v(C): v(D)= m : n ： p : q(未到达平衡时，cpccqd(2)化学平衡常数K=CA

4、?Bpx/V p qx/V qa mx /Vm b nx /假设用任意状态的生成物浓度幕之积与反响物浓度幕之积的比值称为浓度商，用Q表示。那么其与 K比拟，当QK， v正v 逆；QvK, v 正v 逆。n A 平 a mx(3) 平衡浓度c(A)平=V=厂。n A 消耗mx反响物转化率处)=始x 10。=可x 100%(5)平衡百分含量©(A) =平x 100%(6)平衡时与起始时的压强比0平_ n平a+ b + p + q m np始 n始a+ bx-(同T、V时)，混合气体的密度吒M 1(同T、M 2p时),p= #(同质量的气体时)等。(7)混合气体的密度m a M A + b

5、 M B p (混)=v=(g L 1)(T、V不变时，p不变)。(8)混合气体的平均摩尔质量【例题1】在nL密闭容器中，使m a M A + b M B 1M = =(g mol 1)。n a+ b+ p+ q m n x1molX 和 2molY 在一定条件下反响：aX(g) + bY(g)c Z(g)。到达平衡时，Y的转化率为20%,混合气体压强比原来下降 20%, Z的浓度为Y的浓度的倍,那么a, c的值依次为()A. 1,2B. 3,2C. 2,1D. 2,3【解析】根按麺意可设根抵方程式可得出当Y转优却时，其他爸物质的物质的量变优:齐。.斗mol 0.4mol 齐 由题倉可得,丫的

6、浓度为 I fimoVL,故 c<25=0J5x=a25>ci_cmclT=0.4m(M/L<|><0.4iiK)l=.4mol/L><lL ,所以 b = c。又根据压强比等于其物质的量之比，可得出1 a1 0 2 mol + 1.6 mol + 0.4 mol,1 mol + 2 mol) =1 ，即有 3b = 2a,结合 b = c,可得 a= 3时，c= 2。【答案】B,K值的【例题2】(1)化学平衡常数 K表示可逆反响的进行程度，K值越大，表示大小与温度的关系是：温度升高，K值(填一定增大 一定减小或可能增大也可能减小。(2)在一体积为10

7、 L的容器中，通入一定量的 CO和H2O，在850 C时发生如下反响：CO(g)应速率 v(CO) =mol/(L min)。c/ (motL"1)0,30 <08 0821 1O oo OO0123456 78 (min)師O'C时物质浓度的变化(3)tC(高于850 C )时，在相同容器中发生上述反响，容器内各物质的浓度变化如下表，tC时 0.08 mol/L(填大于小于或(单项选择)，表中56 min之物质浓度(mol/L)的变化时间(min)COH2OCO2H200023C1C2C3C34C1C2C3C356表中34 min之间反响处于 状态；5数值等于 反响在

8、45 min间，平衡逆向移动，可能的原因是间数值发生变化，可能的原因是 。a.增加水蒸气b.降低温度c.使用催化剂d.增加氢气浓度斗 wriTi【解析】根18平衝常数的定义可以作出答复。尸胞空空讐3叽03 maKL nim) (3)由题设表格中数据分析34 u血时各物质的浓度没变，说明处于平衡状态;根据题络表中数据匚工min c(CO) 毎分钟畅少°2<X>moVL：0.伽根据速率与浓度的关随浓度的减小，CO的变化速率减小，所以第 3 min时，c(CO) > 0.138 mol/L 0.031 mol/L >5 min间平衡逆向移动，根据平衡移动的影响因素和

9、题给条件分析应该是参加了生成物，即d; 56 min之间c(CO)减小，而c(H20)和c(CO2)增大，说明一定是增加了水蒸气，使平衡正向移动。【答案】(1)可逆反响进行的程度越大可能增大也可能减小(3)平衡 大于 da在化学平衡的计算中，常常要计算反响物的转化率、各组分的转化浓度、转化的物质的量、平衡浓度、平衡时物质的量等。假设在反响方程式下用三段式列出各物质的开始、转化、平衡的量，能理顺关系，找出与未知的关系，对正确分析和解决问题有很大帮助。【考点练习】1羰基硫(COS可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并到达以下平衡：CO(g

10、)+H2S(g)COS(g)+H(g) K,反响前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。以下说法正确的选项是 ()A. 升高温度,H2S浓度增大，说明该反响是吸热反响 B.压缩容器容积，反响的平衡常数将增大C.反响前H2S物质的量为的平衡转化率为80%2等物质的量的X(g)与 Y(g)在密闭容器中进行反响：X(g)+2Y(g) 3Z(g)+Q(s)出0,以下表达正确的选项是()A. 当容器中X与Y的物质的量之比满足 1 : 2时反响到达平衡qB. 到达平衡时X的转化率为25%那么平衡常数K为C. 到达平衡后 仮应速率2v正(Y)=3v逆(Z)D. 到达平衡后，参加Q,平衡

11、逆向移动3在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反响，到达平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍，那么氮气的转化率为()A. 20%B. 30%C. 40%D. 50%1 1 4在一定温度下，反响2H2(g) + *2(g)一HX(g)的平衡常数为10。假设将的HX(g)通入体积为的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A . 5%B. 17% C. 25% D. 33%5. 将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反响到达平衡：2SO2(g) +O2(g)，2SO3(g)，测得平衡时 SO3的浓度为0.5 mol L71。

12、那么此条件下的平衡常数K为()B. 0.25C. 0.4D.c CO2 H26可逆反响 CO+ H20(g)CO2+ H2，到达平衡时，K =COc H20 ，K是常数， 只与温度有关，与浓度无关。(1) 830 K时，假设起始时：c(CO) = 2 mol/L , c(H2O) = 3 mol/L，平衡时 CO的转化率为 60%,水蒸气的转化率为 ; K值为。(2) 830 K时，假设只将起始时，c(H2O)改为6 mol/L ,那么水蒸气的转化率为 。假设 830 K 时，起始浓度 c(CO) = amol/L , c(H2O) = bmol/L , H2 的平衡浓度 c(H2)= cmo

13、l/La、b、c之间的关系式是 ，当 a= b时，a =。7.TC时，在一个体积为2 L的容器中,A气体与B气体反响生成 C气体，反响过程中A、B、C的浓 度变化如下列图:K(300 C )>K(350 C)。(1) 写出该反响的化学方程式：。(2) 该温度下该反响的平衡常数为_。该反响是 (填 放或 吸热反响。(4) 04 min内,A的平均反响速率为 。(5) 到达平衡时B的转化率为。(6) 恒容条件下，以下措施中能使减小的有 。A.充入氦气B.使用催化剂 C再充入2.4 mol A和1.6 mol BD.降低温度8在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4,发生反响:N2O

14、4(g)一2NO2(g),随着温度升高，混合气体的颜色逐渐变深。请答复以下问题：(1)反响的 出(填 “或“<)0;100时，体系中各物质的浓度随时间的变化如下列图。在060 s内，反响速率v(N2O4)=mol L-1 s-1 ;反响的平衡常数 K1为。fcL I L I ooo ooo 浓度(t-5 iII-1-IT I20 40 6080hJW/s(2)100 C时达平衡后，改变反响温度为T,c(N2O4)以0.0020 mol L-1-s-1的平均速率降低,经10 s又到达平衡。 T(填 “ 或 “ 00 C ,判断理由是 列式计算温度 T时反响的平衡常数 K2。(3) 温度T时

15、反响达平衡后，将反响容器的容积减少一半。平衡向 (填正反响或逆反应方向移动，判断的理由是 。参考答案与解析1.【解析】由题中信息可列三段式：CO(g)+fS(g)'COS(g)+H(g)起始：10 mol xmol转化：2 mol 2 mol 2 mol 2 mol平衡：8 mol (x-2) mol 2 mol 2 molnI-! f(ODS .riHH设容器体积为 V L,由K可得K= .=0.1,解得x=7,C项正确。【答案】C2-【解析】反响中X、Y按照物质的量之比再1 : 2进行反响，而容器申两者物质的量之比为时不一定到达平衡血项错误;设禺Y起始的物质的量都为1血灿容器的体积

16、为V丄迖到平衡时X的物质的量是1molx(l-25%)-0.75 m皿消耗X的物质的量是。臨iu叫那么Y的物质的;1为1 mol-0.25 molx2-0.5 mg生成Z的物质的量为0-25 molx3=O.75 moL那么平衡常数疋歸：忑项正确泄到平衡后引Y)=2v畑C项错i吴;由于Q为固体，参加Q后平i新不移动.D项错误。【答案】B3.【解析】由题意建立三段式如下:N2+ 3H22NH3起始量/mol1 3 0转化量/mol x 3x2x平衡量 /mol 1 x 3-3x2xn 总=1mol x+ 3mol 3x+ 2x= 4mol 2x, m 总=28g mol 1 x ImcHF 2g

17、 mol 1 x 3mo= 34g,故 M34 g4 mol 2x=5M(H2)= 10g mol4.【解析】由题中的反响和数据可知：1 1HX(g)2H2(g) + 2X2(g)的平衡常数 K=。设在该温度m总 n总1, x=,即 a(N2)= 30%。【答案】B下HX(g)的分解反响达平衡后其减小的浓度为xmolLS那么平衡时HX、出、X的浓度分别为x) mol L 1> xmol L 1> xmol L 1,代入K的表达式有=，解得 x=，故可知 HX的转化率为罟"1 X100%= 17%。【答案】1.0 mol L 5.【解析】由题意建立三段式如下:2SO2(g)

18、 + O2(g)2SO3(g)初(mol): 转(mol):平(mol):平衡时各自的浓度 c(SO2)= 0.5 molL 1,c(O2) = 0.25 mol L 1, c(SO3)= 0.5 mol L 1, K = = 4。【答案】A6. 【解析】(1 )由题中信息可列三段式CO + H2O(g)_CO2+ H2起始浓度/(molL 1)23转化浓度/(mol L 1平衡浓度/(mol L 那么 K = 0； X；= 1， °(H2O) = ¥X100% = 40%。(2)设水蒸气的转化浓度为x,由题中信息可列三段式CO + H2O(g) 一CO2H2起始浓度/(m

19、ol L 1)2转化浓度/(mol L 1)xxxx平衡浓度 /(mol L 1)2 x 6 xxxx x15那么 K =耳=1, x= 1.5 mol/L , «日20)=鬃 X100% = 25%。2 x - 6 x6(3) 由题中信息可列三段式：CO+ H2O (g) _ CO2 + H2起始浓度(mol/L) a转化浓度(mol/L)cc平衡浓度(mol/L)a cb cc那么Ja cb c=1，把b= a代入上式，可得a = 2c。【答案】(1)40%1(2)25%(3)ca cb c2c7.【解析】(1)据图可知t1时刻反响到达平衡，这段时间内A、B、C的物质的量的变化值

20、分别为(2)因平衡时A、B、C的物质的量浓度.，.，；：，少，。(3)因为0.8 mol、0.4 mol、0.4 mol,故反响为 2A(g)+B(g)C(g)。分别为 0.8 mol L-1、0.6 mol L-1、0.2 mol L-1,所以平衡常数K(300 C)>K(350 C )，故该反响为放热反响。(4)04 min内,A的平均反响速率为 (2.4 mol-2.0C 4ranlmol)十 2 L 十 4 min=0.05 momin-1。 (5)到达平衡时B的转化率为X 100%=25%恒容条件下充入氦气和使用催化剂，平衡不发生移动，匚L不变;再充入2.4 mol A和1.6 mol B时,平衡正向 进行的程度增