化學平衡計算

1、考點過關(上)考點5化學平衡計算化學平衡是中學化學重要基礎之一，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的量、濃度、轉化率、百分含量、氣體混合物的密度、平均摩爾質量、壓強等，通常的思路是寫出平衡式，列出相關量(起始量、變化量、平衡量)，確定各量之間的關系，列出比例式或等式或依據平衡常數求解。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”。具體步驟是在化

2、學方程式下寫出有關物質起始時的物質的量、發(fā)生轉化的物質的量、平衡時的物質的量(也可以是物質的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據題意列式求解，起始、轉化、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，根據題意和恰當的假設列出起始量、轉化量、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)/molab00n(轉化)/molmxnxpxqxn(平衡)/molamxb-nxpxqx反應可從左向右開始，也可以從右向左開始，也可以多種物質同時充入?？赡娣磻_到平衡狀態(tài)時各物質濃度間的關系。反應物：平衡濃度

3、=起始濃度-轉化濃度；生成物：平衡濃度=起始濃度+轉化濃度，其中各物質的轉化濃度之比等于它們在化學方程式中各物質的化學計量數之比。2 .解題思路：具體題目要具體分析，靈活設立，一般設某物質的轉化量為x；根據反應物、生成物及變化量的三者關系代入未知數確定平衡體系中各物質的起始量、變化量、平衡量并按“模式”列表；明確了“始”、“變”、“平”三個量的具體數值，再根據相應關系求平衡時某成分的濃度、反應物轉化率等，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學計量數)。cp化學平衡常數K

4、=cmcq-ncpx/Vpma-mxV態(tài)的生成物濃度哥之積與反應物濃度哥之積的比值稱為濃度商，用Q表示。則其與K比較,當Q>K,v正<丫逆；Q：K,vf>v逆。(3)平衡濃度c(A)n平amx平=-V=v-0(4)反應物轉化率a(A)=n-X100*mxX100%n起始a一s一.一n平(5)平衡百分含量。(A)=X100%,p平n平a+bp+qm-nx平衡時與起始時的壓強比Knr片b(同T、.),混合氣體的密度比=竺(同T、p時)，艮2=(同質量的氣體時)等。P2M2P2V、一一、日maMbM1一一、i一(7)混合氣體的號度p(混)=v=V(g”)(T、V不變時，p不變)。、

5、maMAbM1(8)混合氣體的平均摩爾質量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：aX(g)+bY(g)=cZ(g)。達到平衡時，Y的轉化率為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】根據題意，可設黃二1,根據方程式可得出當丫轉化劉時，其他各物質的物質的量變化:"X®+白ac70.4111610.4molT><0.4mol由題意可得,Y的濃度為1.6moVLj故4Z尸業(yè)25火¥尸

6、0.25xL6m&L=0.4md/LQ><4inol=0.4mMLML,所以b=c。又根據壓強比等于其物質的量之比，可得出0.4ab1.6mol+0.4mol1mol+2mol10.2一.一.一一1,即有3b=2a,結合b=c,可得a=3時，c=2?！敬鸢浮緽【例題2(1)化學平衡常數K表示可逆反應的進行程度，K值越大，表示,K值的大小與溫度的關系是：溫度升高，K值(填“一定增大”“一定減小”或“可能增大也可能減小”)。(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：CO(g)+KO(g)=CO(g)+Ha+QQ>0),CO和H2O

7、的濃度變化如圖所示，則04min間平均反應速率v(CO)=mol/(L-min)。Ac/(moLL1)o08083211o*ooooo012345678t(min)850C時物質濃度的變化tC(高于850C)時，在相同容器中發(fā)生上述反應，容器內各物質的濃度變化如下表，tC時物質濃度(mol/L)的變化時間(min)COHbOCQH200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623CiC2C3C34CiC2C3C350.1160.2160.08460.960.2660.104表中34min之間反應處于狀態(tài)；Ci數彳K0.08mol/L(填"大于"&quo

8、t;小于”或“等于”)。反應在45min間，平衡逆向移動，可能的原因是(單選)，表中56min之間數值發(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)根據平衡常數的定義可以作出回答。(2)WC0)二"包號普厘=0.03ooHL-nmi),(3)由題設表格中數據分析34min時各物質的濃度沒變，說明處于平衡狀態(tài)才艮據題給表中數據"2mmc(CO)每分鐘漏少坦曳空也押羽型匹根據速率與濃度的關系，隨濃度的減小，8的變化速率減小，所以第3min時，c(CO)>0.138mol/L-0.031mol/L>0.08mol/L.45

9、min間平衡逆向移動，根據平衡移動的影響因素和題給條件分析應該是加入了生成物，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?！敬鸢浮?1)可逆反應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，常常要計算反應物的轉化率、各組分的轉化濃度、轉化的物質的量、平衡濃度、平衡時物質的量等。若在反應方程式下用“三段式”列出各物質的開始、轉化、平衡的量，能理順關系，找出已知與未知的關系，對正確分析和解決問題有很大幫助?！究键c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

10、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,反應前CO物質的量為10mol,平衡后CO物質的量為8mol。下列說法正確的是()A.升高溫度,H2s濃度增大，表明該反應是吸熱反應B.壓縮容器容積，反應的平衡常數將增大C.反應前H2S物質的量為7molD.CO的平衡轉化率為80%2 .等物質的量的X(g)與Y(g)在密閉容器中進行反應：X(g)+2Y(g)-3Z(g)+Q(s)AH>0,下列敘述正確的是()A.當容器中X與丫的物質的量之比滿足1：2時反應達到平衡，IB.達到平衡時X的轉化率為25%,則平衡常數K為.IC.達

11、到平衡后，反應速率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，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，則氮氣的轉化率為()A20%B.30%C40%D.50%4 .在一定溫度下，反應；H(g)+，2(g)=HX(g)的平衡常數為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L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，在一定條件下反應達到平衡：2SQ(g)+Q(g)=i2SQ(g),測得平衡時SO

12、的濃度為0.5molL一。則此條件下的平衡常數K為()A.4B,0.25C,0.4D,0.2C2c2一6 .已知可逆反應caHaO(g)U"CO+H>,達到平衡時，K=cch，K是常數，只與溫度有關，與濃度無關。(1)830K時，若起始時：c(CO)=2mol/L,c(HzO)=3mol/L,平衡時CO的轉化率為60%水蒸氣的轉化率為;K值為。(2)830K時，若只將起始時，c(H2O)改為6mol/L,則水蒸氣的轉化率為。若830K時，起始濃度c(CO)=amol/L,c(±O)=bmol/L,H2的平衡濃度c(H2)=cmol/La、b、c之間的關系式是,當a=b

13、時，a=。7 .TC時，在一個體積為2L的容器中，A氣體與B氣體反應生成C氣體，反應過程中A、BC的濃度變化如圖所示已知：K(300C)>K(350C)o(1)寫出該反應的化學方程式：(2)該溫度下該反應的平衡常數為該反應是(填“放”或“吸”)熱反應。(4)04min內,A的平均反應速率為。(5)達到平衡時B的轉化率為。(6)恒容條件下，下列措施中能使減小的有?；駻.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：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：反應的

14、AH(填“>”或“<”)0;100C時，體系中各物質的濃度隨時間的變化如圖所示。在060s內，反應速率v(N2c4)=mol-L-1-s-1;反應的平衡常數K為。0.120度0.100o0.08010.060-0.040*020no2III-T-t-I1°20406080時間人(2)100C時達平衡后，改變反應溫度為T,c(N2Q)以0.0020mols-1的平均速率降低，經10s又達到平衡。T(填“>”或“<”)100C,判斷理由是。列式計算溫度T時反應的平衡常數Ka。(3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半。平衡向(填“正反應”或“逆反應”)方

15、向移動，判斷的理由是。參考答案與解析1 .【解析】由題中信息可列三段式：CO(g)+H2s(g)-COS(g)+H(g)起始10molxmol00轉化：2mol2mol2mol2mol平衡：8mol(x-2)mol2mol2mol設容器體積為VL,由K=0.1可得K=1=0.1,解得x=7,C項正確。【答案】C幽"/2 1解析】反應中X、Y按照物質的量N比為1：2進行反應，而容器中兩者物質的量之比為1:2時不一定達到平衡事項錯誤;設X、Y起始的物質的量都為1mg容器的體積為VL達到平衡E寸X的物質的量是1molx(l-25%)=0.75moL消耗X的物質的量是0.25mol同Y的物質

16、的量為1mol-0.25molx2=0.5m»L生成Z的物質的量為0.253T>.75wL則平衡常數后姿建W，B項正確達到平衡后3串=2v武Z),C項錯誤;由于Q為固體，加入Q后平衡不移動,D項錯誤.【答案】B3 .【解析】由題意建立三段式如下：N2+3H2NH起始量/mol130轉化量/molx3x2x平衡量/mol1-x3-3x2xn總=1molx+3mol3x+2x=4mol2x,m總=28g-mol1xImol+2g-mol1x3mol=34g,ml故M=/cn總4mol2x34g5MH2)=10gmol1,x=0.3mol,即a(N2)=30%【答案】114 .【解析

17、】由題中的反應和數據可知：HX(g)U"2H2(g)+聲色)的平衡常數K=0.1。設在該溫度下HX(g)的分解反應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-L1>0.5xmol-L1>0.5xmol-L1,代入K的表達式有1.0-x1x2=0.1,解得1.q、，0.17mol-Lx=0.17,故可知HX的轉化率為11.0mol-LX100%R17%【答案】B5 .【解析】由題意建立三段式如下:2SQ(g)+Q(g)2SQ(g)初(mol):420轉(mol):212平(mol):212平衡時各自的濃度c(SQ)=0.5molL

18、1,c(O2)=0.25mol-L1,c(SOs)=0.5molL1,K0.520.52X0.25=4O【答案】A6 .【解析】(1)由題中信息可列三段式：CdhbO(g)FCQ+H起始濃度/(molLI2300轉化濃度/(mol-L1)1.21.21.21.2平衡濃度/(mol-L1)0.81.81.21.2nrt1.2X1.2八1.2°,°,則K=na=1，"620)=X100險40%0.8X1.83(2)設水蒸氣的轉化濃度為x,由題中信息可列三段式：CaHaO(g)CO2+H2起始濃度/(molLI2600轉化濃度/(mol-L1)xxxx平衡濃度/(mol

19、LJ2-x6-xxxx,x1.5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轉化濃度(mol/L)cccc平衡濃度(mol/L)acbccc2ic,、，一則=1,把b=a代入上式，可得a=2c。a-cb-c2_c_【答案】(1)40%1(2)25%(3)acbc=12c7.【解析】(1)據圖可知t1時刻反應達到平衡，這段時間內A、RC的物質的量的變化值分別為0.8mol、0.4mol、0.4mol,故反應為2A(g)+B(g)=C(g)。(2)因平衡時A、B、C的物質的量濃度分別為0.8molL-1、0.6molL-1、0.2molL-1,所以平衡常數K=;=0.52。(3)因為K(300C)>K(350C),故該反應為放熱反應。(4)04hsmol,L_1)XUfimol*IT1min內,A的平均反應速率為(2.4mol-2.0mol)+2L+4min=0.05mol-L-1min-1。(5)到達OJmd一一.，、平衡時B的轉化率為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1.6