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化学平衡计算题

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(α):α=(或质量、浓度)反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量×100% (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:n 1/n 2=V 1/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 m n O O转化 ax bx cx dx平衡 m-ax n-bx cx dxA 的转化率:α(A)=(ax/m )×100%C 的物质的量分数:ω(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 、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 + 2Y 2Z ,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 、%1005⨯+b aB 、%1005)(2⨯+b b aC 、%1005)(2⨯+b aD 、%1005)(⨯+ab a 解析:设Y 的转化率为α X + 2Y 2Z起始(mol ) a b 0转化(mol ) αb 21 αb αb 平衡(mol )-a αb 21 -b αb αb 依题意有:-a αb 21+ -b αb = αb ,解得:α= %1005)(2⨯+b b a 。

故应选B 。

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、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 + 3B 2C ,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( )①原混合气体的体积为 1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL③反应达平衡时,气体A 消耗掉0.05VL ④反应达平衡时,气体B 消耗掉0.05V LA 、②③B 、②④C 、①③D 、①④解析: A + 3B 2C 小V ∆1 32 2∴0.05V ∴0.15V Θ0.1V ∴0.1V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0.15VL 。

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) △n2 2 1 1变化 0.8 mol 0.4 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:2.4mol1.2mol ×100%=50%。

技巧三:守恒法1、质量守恒例3、a mol N 2与b mol H 2混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH 3,则NH 3在平衡体系中质量分数为( )A 、%1001722817⨯-+c b a c B 、%10022817⨯+ba c C 、%100⨯++cb ac D 、%10022834⨯+b a c 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N 2和H 2混合气的总质量。

即NH 3在平衡体系中的质量分数为%10022817⨯+b a c 。

故本题应选B 。

2、原子个数守恒例4、加热时,N 2O 5可按下列分解:N 2O 5N 2O 3 + O 2、N 2O 3又可按下列分解: N 2O 3 N 2O + O 2。

今将 4 molN 2O 5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 2)= 4.5 mol/L, c (N 2O 3)= 1.62 mol/L,c (N 2O )= _______ mol/L ,此时N 2O 5的分解率为 ________。

解析:N 2O 5的起始浓度为c (N 2O 5)=L mol Lmol /414=,平衡时的气体成份及浓度为:达平衡时的气体成份:N 2O 5 N 2O 3 N 2O O 2平衡浓度(mol/L ) 设x 1.62 设y4.5由N 原子守恒:422262.12⨯=+⨯+y x由O 原子守恒:4525.4362.15⨯=⨯++⨯+y x解得:x = 0.94 mol/L ,y = 1.44 mol/L ,所以,c (N 2O )= 1.44 mol/L ,N 2O 5的分解率为:%5.76%100/4/94.0/4=⨯-Lmol L mol L mol 。

专练.一定温度下,反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)达到平衡时,n(SO 2):n(O 2):n(SO 3)=2:3:4。

缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O 2)=0.8 mol ,n(SO 3)=1.4 mol ,此时SO 2的物质的量应是( )A .0.4 molB .0.6 molC .0.8 molD .1.2 mol解析:设第一次平衡时n(SO 2)、n(O 2)、n(SO 3)分别为2xmol 、3xmol 、4xmol ,第二次平衡时n(SO 2)=ymol 。

由O 元素守恒得:2x·2+3x·2+4x·3=2y +0.8×2+1.4×3……①由S 元素守恒得:2x +4x=y +1.4……②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、O 2和SO 3的物质的量之比为3∶4∶6,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,O 2和SO 3的物质的量分别是1 1 mol 和20mol ,此时容器内SO 2的物质的量应是A 07 molB 09 mol C1 1 mol D 1 3 mol 解析:设第一种平衡状态下O 2为x ,则SO 3为23,变成第二种平衡时O 2变化量为y ,2SO 2g +O 2g 2SO 3g +Qx 23x 23x +2y =20 解得: x =12 mol y 2y x -y =1 1y =0 1 mol 答案:A 。

1 1 20 技巧四:估算法例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87.5%”说明体积和温度不变,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 ,即n <3。

故选A 。

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 (g) + 2B(g) 2C(g),反应达到平衡时,若混合气体中A和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100%),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。

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) bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()A、平衡向正反应方向移动了B、物质A的转化率减少了C、物质B的质量分数增加了D、a > b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1molH 2O (g ),在一定条件下发生反应:CO (g )+ H 2O (g ) CO 2(g ) + H 2(g ),达到平衡时,生成32molCO 2,当H 2O (g )改为4mol 时,在上述条件下生成的CO 2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CO 2才为1m ol ,但由于反应的可逆性,这是不可能的。

所以,32mol < n (CO 2 < 1mol 。

故选B 。

3、确定平衡时各物质的浓度范围例9、在密闭容器中进行X (g )+ 4Y 2(g ) 2Z 2(g )+ 3Q 2(g )的反应中,其中X 2、Y 2、Z 2、Q 2的开始浓度分别为0.1mol/L 、0.4mol/L 、0.2mol/L ,0.3mol/L ,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可能是( )A 、c (X 2)= 0.15mol/LB 、c (Y 2)= 0.9mol/LC 、c (Z 2)= 0.3mol/LD 、c (Q 2)= 0.6mol/L 解析:假设正向进行到底时,则生成物c (Z 2)= 0.4mol/L 、c (Q 2)= 0.6mol/L ,但此反应实为可逆反应,由此可推知:c (Z 2)= 0.3mol/L 可能,c (Q 2)= 0.6mol/L 是不可能的。

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