2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項選擇）課時過程性評價 微專題突破(四)“三段式”進(jìn)行化學(xué)平衡的計算

微專題突破(四)“三段式”進(jìn)行化學(xué)平衡的計算(30分鐘50分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:轉(zhuǎn)化率或濃度的計算1.(2分)X、Y、Z為三種氣體,把amolX和bmolY充入一密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X+2Y2Z。達(dá)到平衡時,若它們的物質(zhì)的量滿足:n(X)+n(Y)=n(Z),則Y的轉(zhuǎn)化率為 ()A.a+b5×100% C.2(a+b【解析】選B。設(shè)反應(yīng)達(dá)平衡時消耗Y物質(zhì)的量為xmol。則:X+2Y2Z起始量/mol a b 0轉(zhuǎn)變量/mol x2 x 平衡量/mol a-x2 b-x 依題意可得:(a-x2)+(b-x)=x,x=2(a+b)5,Y2.(4分)某溫度下,在2L密閉容器中投入一定量的A、B發(fā)生反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g),12s生成C的物質(zhì)的量為0.8mol(過程如圖所示)。下列說法正確的是()A.4s時,A和B的濃度相等,反應(yīng)建立平衡B.0~2s內(nèi),用A表示的平均反應(yīng)速率為0.3mol·L-1·s-1C.b∶c=3∶4D.平衡時B的轉(zhuǎn)化率為40%【解析】選D。4s時,A和B的濃度相等,圖中兩曲線相交后A、B物質(zhì)的量還在減少,說明還未達(dá)到平衡,故A錯誤;0~2s,A的平均反應(yīng)速率為(10.15mol·L-1·s-1,故B錯誤;12s時,B物質(zhì)的量改變量為0.4mol,C生成物質(zhì)的量為0.8mol,則物質(zhì)的量改變量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,因此化學(xué)計量數(shù)之比b∶c=1∶2,故C錯誤;由圖知12s時平衡,B反應(yīng)了1-0.6=0.4(mol),轉(zhuǎn)化率為0.4mol÷1mol×100%=40%,D正確。3.(4分)(雙選)一定條件下,在2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)。開始時充入4molA、6molB和2molC,在2min末測得C的物質(zhì)的量為3mol。下列說法正確的是 ()A.2min末,A的濃度為2.5mol·L-1B.2min末,B的轉(zhuǎn)化率為8.3%C.用C的濃度變化表示反應(yīng)的平均速率為0.75mol·L-1·min-1D.若將容器的體積變?yōu)?L,其他條件不變,則化學(xué)反應(yīng)速率減慢【解析】選B、D。A.在2min末測得C的物質(zhì)的量是3mol,則C的物質(zhì)的量的變化量為1mol,根據(jù)計量系數(shù)與反應(yīng)物質(zhì)的量的變化量關(guān)系,A的物質(zhì)的量的變化量為1.5×1mol=1.5mol,2min末時A的濃度為4mol-1.5mol2L=1.25mol·L-1,故A錯誤;B.B的物質(zhì)的量的變化量為0.5×1mol=0.5mol,2min末,B的轉(zhuǎn)化率為0.5mol6mol0.25mol·L-1·min-1,故C錯誤;D.若將容器的體積變?yōu)?L,其他條件不變,反應(yīng)體系各組分的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率降低,故D正確。題組二:體積分?jǐn)?shù)的計算4.(4分)一定溫度下在密閉容器中,amolSO2和bmolO2發(fā)生反應(yīng),平衡時有cmolSO3生成,則在平衡混合氣體中SO2所占的體積分?jǐn)?shù)為 ()A.a-ca+C.ca+b-【解析】選B。利用題給信息可建立以下三段式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始量(mol) a b 0變化量(mol) c 0.5c c平衡量(mol) a-c b-0.5c c在平衡混合氣體中SO2所占的體積分?jǐn)?shù)為a-ca-5.(2分)在容積可變的密閉容器中,2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)接近于 ()A.5% B.10% C.15% D.20%【解析】選C。根據(jù)題意可知,發(fā)生反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為8mol×25%=2mol,因此可得下列“三段式”:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)初始(mol) 2 8 0轉(zhuǎn)化(mol) 23 2 平衡(mol) 43 6 平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),即為434題組三:速率與限度的計算6.(4分)(雙選)一定條件下,在體積為10L的固定容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反應(yīng)過程如圖所示:下列說法正確的是 ()A.t1min時,正、逆反應(yīng)速率相等B.X曲線表示NH3的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系C.0~8min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.75mol·L-1·min-1D.10~12min內(nèi),N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=0.0025mol·L-1·min-1【解析】選B、D。t1min時,只是X和Y的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),正、逆反應(yīng)速率不相等,A錯誤;根據(jù)圖像可知,達(dá)到平衡時X、Y的物質(zhì)的量的變化量Δn(X)∶Δn(Y)=0.6mol∶0.9mol=2∶3,則Y曲線表示H2的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系,X曲線表示NH3的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系,B正確;0~8min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=(1.2-0.3)mol8min×10L=0.01125mol·L-1·min-1,C錯誤;根據(jù)H2的變化量可計算出10~12min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率=0.0025mol·L-1·min-1,D正確。7.(4分)已知:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),現(xiàn)將2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測得v(D)=0.25mol·L-1·s-1,下列推斷正確的是 ()A.v(C)=0.2mol·L-1·s-1B.z=1C.B的轉(zhuǎn)化率為25%D.C平衡時的濃度為0.5mol·L-1【解析】選D。2s后A的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)的A為2mol×50%=1mol,則2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)開始(mol) 2 2 0 0轉(zhuǎn)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錯誤;因反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,由A可知,z=2,故B錯誤;B的轉(zhuǎn)化率為1.5mol2mol×100%=75%,故C錯誤;C綜合應(yīng)用·拓思維8.(4分)一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)。反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:t/minn(A)/moln(B)/moln(C)/mol02.02.4050.9101.6151.6下列說法正確的是 ()A.0~5min用A表示的平均反應(yīng)速率為0.09mol·L-1·min-1B.該反應(yīng)在10min后才達(dá)到平衡C.平衡狀態(tài)時,c(C)=0.6mol·L-1D.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%【解析】選C。v(C)=ΔcΔt=0.9mol2L5min=0.09mol·L-1·min-1,同一反應(yīng)中反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,3v(A)=v(C),所以v(A)=0.03mol·L-1·min-1,A錯誤;15min時n(B)=1.6mol,消耗了2.4mol-1.6mol=0.8mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知這段時間內(nèi)消耗A的物質(zhì)的量為0.4mol,所以15min時n(A)=1.6mol,與10min時A的物質(zhì)的量相同,說明10~15min這段時間內(nèi)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),但無法確定是10min時達(dá)到平衡,還是10min前已經(jīng)達(dá)到平衡,B錯誤;根據(jù)B項分析可知平衡時消耗的B為0.8mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知生成C的物質(zhì)的量為1.2mol,濃度為c(C)=1.2mol9.(4分)在一定溫度和催化劑的作用下,可將CO2轉(zhuǎn)化為燃料CH4,該反應(yīng)為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。300℃時,一定量的CO2和H2的混合氣體在2L恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),5min后達(dá)到平衡,此時各物質(zhì)的濃度如表所示:物質(zhì)CO2(g)H2(g)CH4(g)H2O(g)濃度/(mol·L-1)0.20.8a1.6下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.a=0.8,CO2(g)與H2(g)的起始物質(zhì)的量之比為1∶4B.容器內(nèi)混合氣體的壓強不變時,則該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)C.5min內(nèi),用H2表示該反應(yīng)的速率v(H2)=0.32mol·L-1·min-1D.增大CO2的用量,可加快正反應(yīng)速率【解析】選C。列出“三段式”(單位:mol·L-1):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始量 x y 0 0轉(zhuǎn)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與H2的起始物質(zhì)的量之比為1.0∶4.0=1∶4,故A正確;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)和不相等的可逆反應(yīng),壓強恒定說明混合氣體的總物質(zhì)的量不變,說明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故B正確;v(H2)=Δc(H2)Δt=3.2mol·L-15min=0.64mol·L-1·min-1,故C錯誤;增大10.(2分)在2L密閉容器中,把2molX和2molY混合,發(fā)生如下反應(yīng):3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g),當(dāng)反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡,測得P的濃度為0.8mol·L-1,Q的濃度為0.4mol·L-1,則下列判斷中,不正確的是 ()A.n=4B.X的轉(zhuǎn)化率為60%C.X的平衡濃度為0.4mol·L-1D.2min內(nèi)Y的平均速率為0.4mol·L-1·min-1【解析】選D。據(jù)題意,可列出三段式:3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g)起始濃度(mol·L-1) 1 1 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) 0.6 0.2 0.8 0.4平衡濃度(mol·L-1) 0.4 0.8 0.8 0.4化學(xué)計量數(shù)之比等于轉(zhuǎn)化量之比,則n=4,A正確;α(X)=Δc(X)c起始(X)×100%=60%,B正確;X的平衡濃度為0.4mol·L-1,C正確;2min內(nèi)Y的平均速率為v(Y)=11.(4分)某條件下,在2L絕熱密閉容器中投入2molSO2和bmolO2,如圖是反應(yīng)體系中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.前10min,v(SO3)=0.1mol·L-1·min-1B.反應(yīng)達(dá)到平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為70%C.b的取值范圍一定大于等于0.7D.反應(yīng)過程中溫度保持不變【解析】選B。 2SO2+O2SO3起始物質(zhì)的量 2 b 0改變物質(zhì)的量 1.0 0.5 1.010分鐘物質(zhì)的量 1.0 b-0.5 1.010min時,v(SO3)=1.0210=0.05(mol·L-1·min 2SO2+O2SO3起始物質(zhì)的量 2 b 0改變物質(zhì)的量 1.4 0.7 1.4平衡物質(zhì)的量 0.6 b-0.7 1.4平衡時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為1.42因為反應(yīng)為可逆反應(yīng),所以氧氣肯定有剩余,即b-0.7>0,則b一定大于0.7,不能等于0.7,C錯誤;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),正向達(dá)到平衡時,溫度升高,D錯誤。遷移創(chuàng)新·提素能12.(12分)恒溫下,將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時刻t時,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,計算a的值:__________。(3分)

提示:16。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)開始/mol a 0變化/mol 3 6t時刻/mol 13 6在t時刻生成了6molNH3,消耗了3molN2,所以a=13+3=16。(2)若反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合氣體的體積為716.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))為25%。計算平衡時NH3的物質(zhì)的量:____________________________。(3分)

提示:8mol。n(NH3)平=716.8(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫最簡整數(shù)比,下同)n始∶n平=__________。(3分)

提示:5∶4。平衡混合氣體的總物質(zhì)的量為n平=n(N2)平+n(