化學平衡計算

1、考點過關(guān)(上)考點5化學平衡計算 化學平衡是中學化學重要基礎(chǔ)之一，是中學化學所涉及的溶解平衡、電離平衡、水解平衡等知識的核心，對很多知識的學習起著指導(dǎo)作用。而化學平衡計算是高考中的熱點之一，此類試題常把基本概念和基礎(chǔ)知識融匯在一起，具有知識聯(lián)系廣、靈活度大、隱含條件多、概念性強、思維層次高的特點?；瘜W平衡的計算一般涉及到各組分的物質(zhì)的量、濃度、轉(zhuǎn)化率、百分含量、氣體混合物的密度、平均摩爾質(zhì)量、壓強等，通常的思路是寫出平衡式，列出相關(guān)量(起始量、變化量、平衡量)，確定各量之間的關(guān)系，列出比例式或等式或依據(jù)平衡常數(shù)求解。 1 .計算模式：化學平衡計算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是

2、在化 學方程式下寫出有關(guān)物質(zhì)起始時的物質(zhì)的量、發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時的物質(zhì)的量(也可 以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據(jù)題意列式求解，起始、轉(zhuǎn)化、平衡是化 學平衡計算的“三步曲”，三步是化學平衡計算的一般格式，根據(jù)題意和恰當?shù)募僭O(shè)列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。但要注意計算的單位必須保持統(tǒng)一，可用mol、mol/L,也可用L。 nA(g)+nB(g)-pC(g)+qD(g) n(起始)/molab00 n(轉(zhuǎn)化)/molmxnxpxqx n(平衡)/molamxb-nxpxqx 反應(yīng)可從左向右開始，也可以從右向左開始，也可以多種物質(zhì)同時充入?？赡娣磻?yīng)達到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)濃度間的關(guān)

3、系。反應(yīng)物：平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；生成物：平衡濃 度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度，其中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。 2 .解題思路：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x；根據(jù)反應(yīng) 物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按“模式”列表；明確了“始”、“變”、“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求平衡時某成分的濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等，得出題目答案。 3.計算公式： (1)變化量之比等于化學計量數(shù)之比v(A):v(B):v(C):v(D)=m：n：p：q(未達到平衡 時，用于確定化學方程式中未知的化

4、學計量數(shù))。 (4)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率a(A)=n-X100*mxX100% n起始a 一小.一n平 平衡百分含量。(A)=X100% (6)平衡時與起始時的壓強比巴=a+bqJ口x(同T、V時)，混合氣體的p始n始a+b 密度比上2=(同T、p時)，艮2=(同質(zhì)量的氣體時)等。P2M2P2V 、“一，一、maMbM一、 (7)混合氣體的號度p(混)=V=V(g”)(T、V不變時，p不 變)。 、maMAbM1 (8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M=m=亦JgmolT)。 na十bp十q-nrinx 【例題1】在nL密閉容器中，使1molX和2molY在一定條件下反應(yīng)：aX(g)+bY(g)=cZ(g)。

5、達到平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為20%混合氣體壓強比原來下降20%Z的濃度為Y的濃度的0.25 倍，則a,c的值依次為（） A.1,2B.3,20.2,1D.2,3 【解析】根據(jù)題意，可設(shè)黃二1,1,根據(jù)方程式可得出當丫轉(zhuǎn)化劉時，其他各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化: XX+ +白 a ac 70.4111610.4molTK,v正V逆。 (3)平衡濃度c(A) n平amx 平=-V=V-0 0.4a b 1.6mol+0.4mol 1mol+2mol 10.2一.一.一 一1,即有3b=2a,結(jié)合b=c,可得a=3時，c (2)在一體積為10L的容器中，通入一定量的CO和hbO,在850c時發(fā)生如下反應(yīng)：CO(

6、g)+KO(g)=CO(g)+Ha+QQ0),CO和H2O的濃度變化如圖所示，則04min間平均反應(yīng)速率v(CO)=mol/(L-min)。 Ac/(moLL1) 012345678t(min) 850C時物質(zhì)濃度的變化 tC(高于850C)時，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下表，tC 時物質(zhì)濃度(mol/L)的變化 時間(min) CO HbO CQ H2 0 0.200 0.300 0 0 2 0.138 0.238 0.062 0.062 3 Ci C2 C3 C3 4 Ci C2 C3 C3 5 0.116 0.216 0.084 6 0.96 0.266 0.10

7、4 表中34min之間反應(yīng)處于狀態(tài)；Ci數(shù)彳K0.08mol/L(填大于小 于”或“等于”)。 反應(yīng)在45min間，平衡逆向移動，可能的原因是(單選)，表中56min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是。 a.增加水蒸氣b.降低溫度c.使用催化劑d.增加氫氣濃度 【解析】Q)Q)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可以作出回答。(2)WC0)(2)WC0)二包號普厘=0.03ooHL=0.03ooHL- -nmi),nmi),(3)(3)由題設(shè)表格中數(shù)據(jù)分析3 34 4minmin時各物質(zhì)的濃度沒變，說明處于平衡狀態(tài)才艮據(jù)題給表中數(shù)據(jù)22mmmmc(CO)c(CO)每分鐘漏少坦曳空也押羽型匹根據(jù)速率與濃度的關(guān)系，隨濃

8、度的減小，8 的變化速 率減小，所以第3min時，c(CO)0.138mol/L-0.031mol/L0.08mol/L.45min間平衡逆向移動，根據(jù)平衡移動的影響因素和o08083211oo08083211o *ooooo*ooooo 題給條件分析應(yīng)該是加入了生成物，即d;56min 之間c(CO)減小，而c(H2O)和c(CQ)增大，說明一定是增加了水蒸氣，使平衡正向移動。 【答案】(1)可逆反應(yīng)進行的程度越大可能增大也可能減小(2)0.03(3)平衡大于 da 在化學平衡的計算中，常常要計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、各組分的轉(zhuǎn)化濃度、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的 量、平衡濃度、平衡時物質(zhì)的量等。若在反應(yīng)方程式下

9、用“三段式”列出各物質(zhì)的開始、轉(zhuǎn)化、平衡的量，能理順關(guān)系，找出已知與未知的關(guān)系，對正確分析和解決問題有很大幫助。 【考點練習】 1 .默基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容 器中，將CO和H2s混合加熱并達到下列平衡：CO(g)+H2s(g)=COS(g)+H(g)K=0.1,反應(yīng)前 CO物質(zhì)的量為10mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。下列說法正確的是() A.升高溫度,H2s濃度增大，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.壓縮容器容積，反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大 C.反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7molD.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80% 2 .等物質(zhì)的量的X(g)與Y(g)

10、在密閉容器中進行反應(yīng)：X(g)+2Y(g)-3Z(g)+Q(s)AH0,下列敘述正確的是() A.當容器中X與丫的物質(zhì)的量之比滿足1：2時反應(yīng)達到平衡 ，I B.達到平衡時X的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡常數(shù)K 為. I C.達到平衡后，反應(yīng)速率2V正(Y)=3v逆(Z) D.達到平衡后，加入Q,平衡逆向移動 3 .在一定條件下，1molN2和3molH2混合后反應(yīng)，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同 壓下氫氣的5倍，則氮氣的轉(zhuǎn)化率為() A20%B.30%C40%D.50% 4 .在一定溫度下，反應(yīng)；H(g)+，2(g)=HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入 體積為1.0

11、L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于() A.5%B.17%C.25%D.33% 5 .將4molSO2與2molO2放入4L的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)達到平衡：2SQ(g)+ Q(g)=i2SQ(g),測得平衡時SO的濃度為0.5molL一。則此條件下的平衡常數(shù)K為() A.4B,0.25C,0.4D,0.2 C2c2一 6 .已知可逆反應(yīng)caHaO(g)UCO+H,達到平衡時，K=cch，K是常數(shù)，只 與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。 (1)830K時，若起始時：c(CO)=2mol/L,c(HzO)=3mol/L,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為;K值為。 (2)

12、830K時，若只將起始時，c(H2O)改為6mol/L,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為。 若830K時，起始濃度c(CO)=amol/L,c( O)=bmol/L,H2的平衡濃度c(H2)=cmol/L a、b、c之間的關(guān)系式是,當a=b時，a=。 7 .TC時，在一個體積為2L的容器中，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體，反應(yīng)過程中A、BC的濃度變化如圖所示已知：K(300C)K(350C)o (1)寫出該反應(yīng)的化學方程式： (2)該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 該反應(yīng)是(填“放”或“吸”)熱反應(yīng)。 (4)04min內(nèi),A的平均反應(yīng)速率為。 (5)達到平衡時B的轉(zhuǎn)化率為。 (6)恒容條件下，下列措施中能使減小的有

13、。 或 A.充入氨氣B.使用催化劑C.再充入2.4molA和1.6molBD.降低溫度 8 .在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2Q,發(fā)生反應(yīng)：N2Q(g)-2NG(g),隨著溫度升高混合氣體的顏色逐漸變深。請回答下列問題： 反應(yīng)的AH(填“”或“”或“.75wL0.253T.75wL則平衡常數(shù)后姿建W W，B B項正確達到平衡后3 3串=2v=2v武Z),CZ),C項錯誤; 由于Q Q為固體，加入Q Q后平衡不移動,D D項錯誤.【答案】B B 3 .【解析】由題意建立三段式如下：2040608020406080時間人 NO2III - -T T-t t - -I I1 N2+3H2

14、NH 起始量/mol130 轉(zhuǎn)化量/molx3x2x 平衡量/mol1-x3-3x2x n總=1molx+3mol3x+2x=4mol2x,m總=28g-mol1xImol+2g-mol1x3mol=34g, 11 4 .【解析】由題中的反應(yīng)和數(shù)據(jù)可知：HX(g)U2H2(g)+聲色)的平衡常數(shù)K=0.1。設(shè)在該 溫度下HX(g)的分解反應(yīng)達平衡后其減小的濃度為xmol”一：則平衡時HXH、X的濃度分 別為(1.0-x)mol-L10.5xmol-L10.5xmol-L1,代入K的表達式有 17%【答案】B 5 .【解析】由題意建立三段式如下: 2SQ(g)+Q(g)2SQ(g) 初(mol)

15、:420 轉(zhuǎn)(mol):212 平(mol):212 6 .【解析】(1)由題中信息可列三段式： CdhbO(g)FCQ+H 起始濃度/(molLI2300 轉(zhuǎn)化濃度/(mol-L1)1.21.21.21.2 平衡濃度/(mol-L1)0.81.81.21.2 nrt1.2X1.2八1.2 , , 則K=na=1，620)=X100險40%0.8X1.83 (2)設(shè)水蒸氣的轉(zhuǎn)化濃度為x,由題中信息可列三段式： CaHaO(g)CO2+H2 起始濃度/(molLI2600 轉(zhuǎn)化濃度/(mol-L1)xxxx 平衡濃度/(molLJ2-x6-xxx x,x1.5 ml 故M=/ c n總4mol2

16、x 34g 5MH2)=10gmol1,x=0.3mol,即 a(N2)=30%【答案】 1.0-x 1 x2 =0.1,解得 1 .q、，0.17mol-L x=0.17,故可知HX的轉(zhuǎn)化率為1 X100%R 平衡時各自的濃度 c(SQ)=0.5molL1,c(O2)=0.25mol-L 1,c(SOs)=0.5molL1,K 0.52 0.52X0.25 =4O【答案】A 則K=x-=1,x=1.5mol/L,a(H2O)=6-X100*25% (3)由題中信息可列三段式： CaH2O(g)-CO+Hb 起始濃度(mol/L)ab00 轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)cccc 平衡濃度(mol/L)

17、acbccc 2 ic,、，一 則=1,把b=a代入上式，可得a=2c。 a-cb-c 2 _c_ 【答案】(1)40%1(2)25%(3)acbc=12c 7.【解析】(1)據(jù)圖可知t1時刻反應(yīng)達到平衡，這段時間內(nèi)A、RC的物質(zhì)的量的變化值分別 為0.8mol、0.4mol、0.4mol,故反應(yīng)為2A(g)+B(g)=C(g)。(2)因平衡時A、B、C的物質(zhì)的量濃度分別為0.8molL-1、0.6molL-1、0.2molL-1,所以平衡常數(shù) K=;=0.52。(3)因為K(300C)K(350C),故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(4)04 hsmol,Lhsmol,L1 1) )汕，fimol*IT

18、fimol*IT1 1 min內(nèi),A的平均反應(yīng)速率為(2.4mol-2.0mol)+2L+4min=0.05mol-L-1min-1。(5)到達 OJmdOJmd一一.，、 平衡時B的轉(zhuǎn)化率為X100%=25%(6)恒容條件下充入氨氣和使用催化劑，平衡不發(fā)生移 府加 動，不變;再充入2.4molA和1.6molB時，平衡正向進行的程度增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增 加 大，故減??；降低溫度，平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，故三土減小。 二C C迎 【答案】(1)2A(g)+B(g)-C(g)(2)0.52(3)放(4)0.05molL-1min-1(5)25%(6)CD 解析】由于NS為紅棕色氣體NdNd為無色氣體，升高溫度，混合氣體的顏色加漪說明NS氣體的濃度增大， 即升高溫度平衡向生成二氧化氮氣體的方向移動,又因為升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)， 即根據(jù)反應(yīng)速率的定義可求出Ng*Ng*的反應(yīng)速率油題中圖像可知平衡時NgNg和N N二 5 的濃度，將數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達式計算即可。聿)由題意，改變溫度,的濃度減小.則是升高溫度Q100Q100匕根據(jù)速率和時間，求出減少的NQNQ的濃度為S02S02m&M,m&M,則平衡時NQNQ的濃度為0.0200.020molL-1,NO2為0.16mol