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1、专题六化学平衡计算题求解技巧教师1化学平衡计算专题 教师版 化学平衡计算题求解技巧 知识体系和复习重点 一、化学平衡常数及转化率的应用 1、化学平衡常数 化学平衡常数的数学表达式 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()：反应物转化的物质的量100 反应物起始的物质的量(3)在密闭容器中有气
2、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：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 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 dx A的转化率：(A)=100 C的物质的量分数：(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
3、X + 2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n+ n= n，则Y的转化率为 a+b2(a+b)2(a+b)(a+b)100% B、100% C、100% D、100% 55b55a解析：设Y的转化率为a X + 2Y 2Z A、 起始 a b 0 1ba ba ba 21 平衡a-ba b-ba ba 22(a+b)1100%。故应选B。 依题意有：a-ba+ b-ba = ba，解得：a= 5b2 转化 第 1 页 共 8 页 化学平衡计算专题 教师版 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
4、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 原混合气体的体积为1.2VL 原混合气体的体积为1.1VL 反应达平衡时,气体A消耗掉0.05VL 反应达平衡时，气体B消耗掉0.05V L A、 B、 C、 D、 解析： A + 3B 2C DV小 1 3 2 2 0.05V 0.15V Q0.1V 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(
5、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 mol20=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) n 2 2 1 1 变化 0.8 mol 0.4 mol 平衡时，n(A)=2 mol0.8 mol =1.2 mol，n(总)=2.4 mol，故A的体积分数为：技巧三：守恒法 1、质量守恒 例3、a mol N2与b mol H2混合，要一定条件下反应达到平衡，生成了c mol NH3
6、，则NH3在平衡体系中质量分数为 1.2mol100=50。 2.4mol17c17c100% B、100% 28a+2b-17c28a+2bc34c100% D、100% C、a+b+c28a+2bA、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N2和H2混合气的总质量。即NH3在平衡体系中的质量分数为第 2 页 共 8 页 17c100%。故本题应选B。 28a+2b化学平衡计算专题 教师版 2、原子个数守恒 例4、加热时，N2O5可按下列分解：N2O5 N2O3 + O2、N2O3又可按下列分解： N2O3 N2O + O2。今将 4 molN2O5充入一升密闭容器
7、中，加热至 t时反应达到了平衡状态。平衡时，c= 4.5 mol/L, c= 1.62 mol/L,c= _ mol/L，此时N2O5的分解率为 _。 解析：N2O5的起始浓度为c=4mol=4mol/L，平衡时的气体成份及浓度为： 1L达平衡时的气体成份：N2O5 N2O3 N2O O2 平衡浓度 设x 1.62 设y 4.5 由N原子守恒：2x+1.622+2y=24 由O原子守恒：5x+1.623+y+4.52=54 解得：x = 0.94 mol/L，y = 1.44 mol/L，所以，c= 1.44 mol/L，N2O5的分解率为：4mol/L-0.94mol/L100%=76.5%
8、。 4mol/L专练一定温度下，反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)=0.8 mol，n(SO3)=1.4 mol，此时SO2的物质的量应是( ) A0.4 mol B0.6 mol C0.8 mol D1.2 mol 解析：设第一次平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2xmol、3xmol、4xmol，第二次平衡时n(SO2)=ymol。 由O元素守恒得：2x23x24x3=2y0.821.43 由S元素守恒得：2x4x=y1.4 解得：x=0.3，y=0.4。答案：A
9、。 专练一定条件下，在一密闭容器中通入一定量SO2和O2的混合气体，发生如下反应： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q(Q0)。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为346，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O2和SO3的物质的量分别是1.1 mol和2.0 mol，此时容器内SO2的物质的量应是( ) A. 0.7 mol B. 0.9 mol C. 1.1 mol D. 1.3 mol 解析：设第一种平衡状态下O2为x，则SO3为2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q 3，变成第二种平衡时O2变化量为y， 2 x 第 3 页 共 8 页 33x x2y2
10、.0 解得： x1.2 mol 22化学平衡计算专题 教师版 y 2y xy1.1 y0.1 mol 答案：A。 1.1 2.0 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+ 5Q 4X + nY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、2 B、3 C、4 D、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 b 解析：保持温度不变，将容器体积增加一倍，假
11、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。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1molH2O，在一定条件下发生反应： CO+ H2O CO2 + H2，达到平衡时，生成2molCO2，当H2O改为4mol时，在上述条3件下生成的CO2为 A、0.60mol B、0.95mol C、1.0mol D、2.50mol 解析：假设反应向正向进行到底，由于CO仍为1mol，故生
12、成的CO2才为1m ol，但由于反应的可逆性，这是不可能的。所以，2mol b B、a b的结论。 技巧八：参照物法 例11、体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充入等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2 SO2 + O2 2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率 A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断 解析：以甲为参照物，甲容器保持体积不变，由化学方程式可知反应过程中甲容器内压强越来越小，而乙容器保持压强不变乙容器体积减小相当于加压反应向正向进行。故乙容器中第 5 页 共 8
13、页 化学平衡计算专题 教师版 SO2的转化率大，故本题应选B。 技巧九：等效平衡法 例12、在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A + B xC，达到平衡后，C的体积分数为%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为%，则x值为 A、只能为2 B、只能为3 C、可能是2，也可能是3 D、无法确定 解析：根据题意，这两平衡为等效平衡。 等效平衡有两种类型+ nB pC+ qD）： 类恒温恒容：若m + n = p + q，只要“极限转换”后，与原起始物质的物质的量相等，就可以达到相同平衡
14、状态。若m + n p + q，只要“极限转换”后，对应物质的物质的量之比相等，就可达珐相同的平衡状态。 类恒温恒压：只要“极限转换”后，对应物质的物质的量之比相等，就可达到相同的平衡状态。 本题属于类，由于已知方程式中x未知，故有两种可能：一是x 3，二是x = 3。 若x 3，2A + B xC 2 1 0 0.6 0.3 1.4 极限换算0.6+ 依题意可得： 0.6+2.81.4 0.3+ 0 xx2.8 = 2 x1.4 0.3+ = 1 解得：x = 2 符合题意。 x2.81.42.81.4若X = 3时，则：=：=4.6:2.3=2：1。 xx33专练在一个固定容积的密闭容器中
15、，加入2 molA和1 molB，发生反应：2A(g)B(g)3C(g)符合题意。故本题正确答案为C。 D(g)，达平衡时，C的浓度为Wmol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比做起始物质，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L的是 A4molA + 2 molB B2molA + 1molB + 3molC + 1molD C3molC + 1molD + 1molB D3molC + 1molD 解析：本题考查恒温恒压下的等效平衡，可以采用“一边倒”的方法。结合本题情况，可将选项中各物质均倒向反应物A和B，若为2 molA1 molB，则可达到等效平衡，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L。 A选项：因A、B投料是原来的2倍，又是一个固定容积的容器，达到平衡时C的浓度必然大于Wmol/L。第 6 页 共 8 页
