2025年高考化学一轮复习（新高考版）大单元4 第11章　热点强化19　原子守恒法在多平衡体系计算中的应用

热点强化19原子守恒法在多平衡体系计算中的应用原子守恒法解题的基本思路：热点专练1.[2022·河北，16(2)②]工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g)Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为a，CO2(g)的物质的量为bmol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx＝______________________(写出含有a、b的计算式；对于反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，Kx＝

，x为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，a＝0.90，b＝0.65，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。0.43由已知信息知，转化的CH4(g)为amol，剩余的CH4(g)为(1－a)mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(a－b)mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(1－a－b)mol，H2(g)的物质的量为(3a＋b)mol，则反应混合物的总物质的量为(2a＋2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol，达平衡时，a＝0.90，b＝0.65，则平衡时，CH4(g)为0.1mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25mol，根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为(5－0.90－0.65)mol＝3.45mol，H2(g)的物质的量为3.35mol，平衡混合物的总物质的量为7.8mol，平衡体系中H2(g)的物质的量分数为2.[2020·山东，18(2)]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH3一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为amol，CO为bmol，此时H2O(g)的浓度为_____mol·L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为____________________。由题给反应的化学方程式可知，对于反应Ⅰ，每生成1mol甲醇的同时生成1mol水；对于反应Ⅲ，每生成1mol一氧化碳的同时生成1mol水；对于反应Ⅱ，每消耗1mol一氧化碳的同时生成1mol甲醇；由此可知，生成的水的物质的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物质的量之和，即生成水的物质的量为(a＋b)mol，即水的浓度为

由C原子个数守恒可知，平衡时混合气体中CO2的物质的量为(1－a－b)mol，由H原子个数守恒可知，平衡时混合气体中H2的物质的量为[3－2a－(a＋b)]mol，因此平衡常数K＝3.[2019·天津，7(5)]在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体，t

℃时发生如下反应：PH4I(s)

PH3(g)＋HI(g)

①4PH3(g)

P4(g)＋6H2(g)

②2HI(g)

H2(g)＋I2(g)

③达平衡时，体系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，则t

℃时反应①的平衡常数K值为_____________(用字母表示)。4.加热N2O5时，发生以下两个分解反应：①N2O5

N2O3＋O2，②N2O3

N2O＋O2，在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到T

℃达到化学平衡时O2为9mol，N2O3为3.4mol，则在该温度下反应①的平衡常数为A.8.5 B.9.6C.10.2 D.10.7√假设反应①生成N2O3的物质的量为xmol，反应②中消耗N2O3的物质的量为ymol，则有x－y＝3.4，x＋y＝9，解得x＝6.2，y＝2.8。则反应达到平衡时，N2O5的物质的量为8mol－6.2mol＝1.8mol，该温度下反应①的平衡常数为

＝8.5，故选A。5.二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下：Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)Ⅱ.2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)500K时，在2L密闭容器中充入4molCO和8molH2,4min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则：(1)0～4min，反应Ⅰ的v(H2)＝__________________。0.8mol·L－1·min－1设平衡时CO为xmol，H2为ymol，CH3OH为zmol，则CH3OCH3为2zmol，H2O为2zmol，根据：C守恒：x＋z＋2×2z＝4H守恒：2y＋4z＋6×2z＋2×2z＝2×8O守恒：x＋z＋2z＋2z＝4(2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝______，反应Ⅰ的平衡常数K＝______。80%1.256.在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)，体系中同时存在如下反应：反应Ⅰ：反应Ⅱ：反应

Ⅲ：为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0。(1)则平衡体系中B的物质的量为_______mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。0.9α(2)同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶