2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）课时过程性评价 微专题突破(四)“三段式”进行化学平衡的计算

微专题突破(四)“三段式”进行化学平衡的计算(30分钟50分)题组过关·夯基础题组一:转化率或浓度的计算1.(2分)X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY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+b5×100% C.2(a+b【解析】选B。设反应达平衡时消耗Y物质的量为xmol。则:X+2Y2Z起始量/mol a b 0转变量/mol x2 x 平衡量/mol a-x2 b-x 依题意可得:(a-x2)+(b-x)=x,x=2(a+b)5,Y2.(4分)某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g),12s生成C的物质的量为0.8mol(过程如图所示)。下列说法正确的是()A.4s时,A和B的浓度相等,反应建立平衡B.0~2s内,用A表示的平均反应速率为0.3mol·L-1·s-1C.b∶c=3∶4D.平衡时B的转化率为40%【解析】选D。4s时,A和B的浓度相等,图中两曲线相交后A、B物质的量还在减少,说明还未达到平衡,故A错误;0~2s,A的平均反应速率为(10.15mol·L-1·s-1,故B错误;12s时,B物质的量改变量为0.4mol,C生成物质的量为0.8mol,则物质的量改变量之比等于化学计量数之比,因此化学计量数之比b∶c=1∶2,故C错误;由图知12s时平衡,B反应了1-0.6=0.4(mol),转化率为0.4mol÷1mol×100%=40%,D正确。3.(4分)(双选)一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)。开始时充入4molA、6molB和2molC,在2min末测得C的物质的量为3mol。下列说法正确的是 ()A.2min末,A的浓度为2.5mol·L-1B.2min末,B的转化率为8.3%C.用C的浓度变化表示反应的平均速率为0.75mol·L-1·min-1D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,则化学反应速率减慢【解析】选B、D。A.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量的变化量为1mol,根据计量系数与反应物质的量的变化量关系,A的物质的量的变化量为1.5×1mol=1.5mol,2min末时A的浓度为4mol-1.5mol2L=1.25mol·L-1,故A错误;B.B的物质的量的变化量为0.5×1mol=0.5mol,2min末,B的转化率为0.5mol6mol0.25mol·L-1·min-1,故C错误;D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,反应体系各组分的浓度减小,化学反应速率降低,故D正确。题组二:体积分数的计算4.(4分)一定温度下在密闭容器中,amolSO2和bmolO2发生反应,平衡时有cmolSO3生成,则在平衡混合气体中SO2所占的体积分数为 ()A.a-ca+C.ca+b-【解析】选B。利用题给信息可建立以下三段式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始量(mol) a b 0变化量(mol) c 0.5c c平衡量(mol) a-c b-0.5c c在平衡混合气体中SO2所占的体积分数为a-ca-5.(2分)在容积可变的密闭容器中,2molN2和8molH2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于 ()A.5% B.10% C.15% D.20%【解析】选C。根据题意可知,发生反应的氢气的物质的量为8mol×25%=2mol,因此可得下列“三段式”:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)初始(mol) 2 8 0转化(mol) 23 2 平衡(mol) 43 6 平衡时氮气的体积分数等于其物质的量分数,即为434题组三:速率与限度的计算6.(4分)(双选)一定条件下,在体积为10L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应过程如图所示:下列说法正确的是 ()A.t1min时,正、逆反应速率相等B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系C.0~8min内,H2的平均反应速率v(H2)=0.75mol·L-1·min-1D.10~12min内,N2的平均反应速率v(N2)=0.0025mol·L-1·min-1【解析】选B、D。t1min时,只是X和Y的物质的量相等,反应没有达到平衡状态,正、逆反应速率不相等,A错误;根据图像可知,达到平衡时X、Y的物质的量的变化量Δn(X)∶Δn(Y)=0.6mol∶0.9mol=2∶3,则Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系,X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系,B正确;0~8min内,H2的平均反应速率v(H2)=(1.2-0.3)mol8min×10L=0.01125mol·L-1·min-1,C错误;根据H2的变化量可计算出10~12min内N2的平均反应速率=0.0025mol·L-1·min-1,D正确。7.(4分)已知:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),现将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中,2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25mol·L-1·s-1,下列推断正确的是 ()A.v(C)=0.2mol·L-1·s-1B.z=1C.B的转化率为25%D.C平衡时的浓度为0.5mol·L-1【解析】选D。2s后A的转化率为50%,则反应的A为2mol×50%=1mol,则2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)开始(mol) 2 2 0 0转化(mol) 1 1.5 1 0.5z2s后(mol) 1 0.5 1 0.5zv(C)=1mol2L2s=0.25mol·L-1·s-1,故A错误;因反应速率之比等于化学计量数之比,由A可知,z=2,故B错误;B的转化率为1.5mol2mol×100%=75%,故C错误;C综合应用·拓思维8.(4分)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示:t/minn(A)/moln(B)/moln(C)/mol02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是 ()A.0~5min用A表示的平均反应速率为0.09mol·L-1·min-1B.该反应在10min后才达到平衡C.平衡状态时,c(C)=0.6mol·L-1D.物质B的平衡转化率为20%【解析】选C。v(C)=ΔcΔt=0.9mol2L5min=0.09mol·L-1·min-1,同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比,3v(A)=v(C),所以v(A)=0.03mol·L-1·min-1,A错误;15min时n(B)=1.6mol,消耗了2.4mol-1.6mol=0.8mol,根据化学方程式可知这段时间内消耗A的物质的量为0.4mol,所以15min时n(A)=1.6mol,与10min时A的物质的量相同,说明10~15min这段时间内反应处于平衡状态,但无法确定是10min时达到平衡,还是10min前已经达到平衡,B错误;根据B项分析可知平衡时消耗的B为0.8mol,根据化学方程式可知生成C的物质的量为1.2mol,浓度为c(C)=1.2mol9.(4分)在一定温度和催化剂的作用下,可将CO2转化为燃料CH4,该反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。300℃时,一定量的CO2和H2的混合气体在2L恒容密闭容器中发生上述反应,5min后达到平衡,此时各物质的浓度如表所示:物质CO2(g)H2(g)CH4(g)H2O(g)浓度/(mol·L-1)0.20.8a1.6下列有关说法不正确的是 ()A.a=0.8,CO2(g)与H2(g)的起始物质的量之比为1∶4B.容器内混合气体的压强不变时,则该反应达平衡状态C.5min内,用H2表示该反应的速率v(H2)=0.32mol·L-1·min-1D.增大CO2的用量,可加快正反应速率【解析】选C。列出“三段式”(单位:mol·L-1):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始量 x y 0 0转化量 0.8 3.2 0.8 1.6平衡量 0.2 0.8 a 1.6由“三段式”知,a=0.8,x=1.0,y=4.0,CO2与H2的起始物质的量之比为1.0∶4.0=1∶4,故A正确;该反应为反应前后气态物质系数和不相等的可逆反应,压强恒定说明混合气体的总物质的量不变,说明该反应达平衡状态,故B正确;v(H2)=Δc(H2)Δt=3.2mol·L-15min=0.64mol·L-1·min-1,故C错误;增大10.(2分)在2L密闭容器中,把2molX和2molY混合,发生如下反应:3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g),当反应经2min达到平衡,测得P的浓度为0.8mol·L-1,Q的浓度为0.4mol·L-1,则下列判断中,不正确的是 ()A.n=4B.X的转化率为60%C.X的平衡浓度为0.4mol·L-1D.2min内Y的平均速率为0.4mol·L-1·min-1【解析】选D。据题意,可列出三段式:3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g)起始浓度(mol·L-1) 1 1 0 0转化浓度(mol·L-1) 0.6 0.2 0.8 0.4平衡浓度(mol·L-1) 0.4 0.8 0.8 0.4化学计量数之比等于转化量之比,则n=4,A正确;α(X)=Δc(X)c起始(X)×100%=60%,B正确;X的平衡浓度为0.4mol·L-1,C正确;2min内Y的平均速率为v(Y)=11.(4分)某条件下,在2L绝热密闭容器中投入2molSO2和bmolO2,如图是反应体系中部分物质的物质的量随时间的变化曲线。下列有关说法正确的是 ()A.前10min,v(SO3)=0.1mol·L-1·min-1B.反应达到平衡时,SO2的转化率为70%C.b的取值范围一定大于等于0.7D.反应过程中温度保持不变【解析】选B。 2SO2+O2SO3起始物质的量 2 b 0改变物质的量 1.0 0.5 1.010分钟物质的量 1.0 b-0.5 1.010min时,v(SO3)=1.0210=0.05(mol·L-1·min 2SO2+O2SO3起始物质的量 2 b 0改变物质的量 1.4 0.7 1.4平衡物质的量 0.6 b-0.7 1.4平衡时二氧化硫的转化率为1.42因为反应为可逆反应,所以氧气肯定有剩余,即b-0.7>0,则b一定大于0.7,不能等于0.7,C错误;该反应为放热反应,正向达到平衡时,温度升高,D错误。迁移创新·提素能12.(12分)恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(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:__________。(3分)

提示:16。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始/mol a 0变化/mol 3 6t时刻/mol 13 6在t时刻生成了6molNH3,消耗了3molN2,所以a=13+3=16。(2)若反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量:____________________________。(3分)

提示:8mol。n(NH3)平=716.8(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比,下同)n始∶n平=__________。(3分)

提示:5∶4。平衡混合气体的总物质的量为n平=n(N2)平+n(