微專題“三段式”法解答化學(xué)平衡計(jì)算題-2024高考化學(xué)一輪考點(diǎn)擊破

微專題3“三段式”法解答化學(xué)平衡計(jì)算題突破核心整合“三段式”法如mA(g)+nB(g)?pC(g)+qDmAK=(px說(shuō)明：（1）反應(yīng)物:c（平）=c（始）?c（轉(zhuǎn)）;生成物:c（平）=c（始）+c（轉(zhuǎn)）。（2）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。（3）轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的濃度高考經(jīng)典再研典例[2022全國(guó)乙，28節(jié)選]油氣開(kāi)采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（3）在1470K、100kPa反應(yīng)條件下，將n(H2S):n(Ar)=1:4的混合氣進(jìn)行H2S熱分解反應(yīng)[2H2[解析]設(shè)初始時(shí)H2S為1mol，則Ar為4mol，H22H平衡時(shí)H2S與H2的分壓相等，則n(H2S)=n(H2)，1?2x=2x，可得x=0.25，則H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=0.25×21×100%=50%，平衡時(shí)，n(H2S)=n(H2)=0.5mol，n(S2)=0.25mol，此時(shí)容器中氣體總物質(zhì)的量為情境素材工業(yè)廢氣中硫化氫的回收處理與利用考查角度轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計(jì)算素養(yǎng)立意證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.CO2資源化對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重大意義，因此將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。CO在總壓為pMPa的恒溫恒壓密閉容器中，投入1molCO2、4molH2進(jìn)行上述反應(yīng)，達(dá)到平衡后，若CO2的轉(zhuǎn)化率和[解析]根據(jù)化學(xué)方程式列出“三段式”為：CO2則CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1?a5?2a，同理H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為4?4a5?2a，CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a5?2a，H2O解題思路化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算的解題思維模擬對(duì)點(diǎn)演習(xí)1.[2022湖南長(zhǎng)沙第三次聯(lián)考]CO2甲烷化反應(yīng)為CO2(g)+4H2(g)?CH4(g[解析]在體積為2L的恒溫密閉容器中，通入1molCO2、4molH2CO2則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為K=0.1×0.22.[2022遼寧葫蘆島二模]中國(guó)科學(xué)家為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)而不斷努力，以CO2CO2主反應(yīng)：CO2(g副反應(yīng)：CO2(g500℃時(shí)，向1L恒容密閉容器中充入4molCO2和12molH2，初始?jí)簭?qiáng)為p，20min時(shí)主、副反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得c(H2O)=5mol?L?1，體系壓強(qiáng)為34[解析]初始?jí)簭?qiáng)為p，20min時(shí)主、副反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得c(H2O)=5mol?L?1，則H2O的物質(zhì)的量為5mol，體系壓強(qiáng)為34p，恒溫恒容時(shí)壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量為(4+12)CO2CO2則有：(4?x?y)+(12?4x?y)+x+y+(2x+y)=122x+y=5，解得x=2，y=1。則0～20min內(nèi)，v(CH4)=2mol13.[2021遼寧大連聯(lián)考]甲醇—水蒸氣催化重整生產(chǎn)氫氣是近年來(lái)的一個(gè)熱門研究方向，某項(xiàng)研究表明其原理是甲醇先與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2，CO2再和H2發(fā)生逆變換反應(yīng)生成①CH3ΔH②CO2ΔH向2L的剛性密閉容器中充入1molCH3OH(g)和1.3molH2O(g)，只發(fā)生上述①、②反應(yīng)。測(cè)得H2O(g)、CO2、H2、CO的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度關(guān)系如圖所示，CH3OH(g)的平衡體積分?jǐn)?shù)極低，則圖中的曲線[解析]根據(jù)題干信息，CH3OH(g)的平衡體積分?jǐn)?shù)極低，可以認(rèn)為反應(yīng)①中CH3OH近似完全反應(yīng)，設(shè)生成的CO反應(yīng)②只有反應(yīng)②有CO生成，隨著溫度升高，反應(yīng)②平衡正向移動(dòng)，故CO、H2O的體積分?jǐn)?shù)一直增大，為曲線c或d，有H2O的物質(zhì)的量比CO的大，故曲線c為H2O、曲線d為CO，而CO2、H2的體積分?jǐn)?shù)一直減小，又因?yàn)镠2的物質(zhì)的量大于CO2，故曲線a為H2，b為CO2。若體系在某溫度下經(jīng)5min達(dá)平衡狀態(tài)，平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為4.26molCH3CO2故有：1?y+y?0.8+3y?0.8+0.8+1.3?y+0.8=4.26，解得：y=0.98，故前5min的甲醇的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=4.[2021貴州貴陽(yáng)檢測(cè)]綠水青山就是金山銀山，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、建設(shè)生態(tài)文明是歷史發(fā)展的需要。氮氧化物易導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問(wèn)題，以NOx活性炭粉還原NO。在密閉容器中投入足量活性炭粉和一定量NO，在一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：C(s)+2NO(g)?c0min5min10min15min20minc(NO4.001.00c(N00.501.50c(CO00.60若20min時(shí)總壓強(qiáng)為160kPa，則該溫度下平衡常數(shù)Kp=[解析]根據(jù)題給信息，列“三段式”有C(可知，若20min時(shí)總壓強(qiáng)為160kPa，則p(NO)=1.001.00+1.50+1.50×160kPa5.[2021河北衡水月考]催化劑存在下，在1L的恒容密閉容器中充入0.1molCO和0.3molH2下列說(shuō)法一定正確的是(D)A.升高溫度，CO(B.圖中X點(diǎn)所示條件下，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間不能提高CO的轉(zhuǎn)化率C.圖中Y點(diǎn)所示條件下，改用性能更好的催化劑能提高CO的轉(zhuǎn)化率D.T1℃時(shí)，CO([解析]從題圖可以看出，在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率增大，但無(wú)法判斷溫度升高平衡移動(dòng)的方向，故無(wú)法得出溫度升高化學(xué)平衡常數(shù)增大的結(jié)論，故A錯(cuò)誤；在X點(diǎn)所處條件下，反應(yīng)可能沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間