化学平衡计算题求解技巧.docx
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化学平衡计算题求解技巧
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(浓度平衡常数)及转化率的应用
1、化学平衡常数
(1)化学平衡常数的数学表达式
(2)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(α):
α=×100%
(3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,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(“三段式”)
浓度(或物质的量)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
起始mnOO
转化axbxcxdx
平衡m-axn-bxcxdx
A的转化率:
α(A)=(ax/m)×100%
C的物质的量分数:
ω(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amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足:
n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为()
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的混合气体,在一定条件下发生反应:
A+3B2C,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为VL,其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是()
①原混合气体的体积为②原混合气体的体积为
③反应达平衡时,气体A消耗掉④反应达平衡时,气体B消耗掉L
A、②③B、②④C、①③D、①④
技巧三:
守恒法
1、质量守恒
例3、amolN2与bmolH2混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了cmolNH3,则NH3在平衡体系中质量分数为()
A、B、
C、D、
2、原子个数守恒
例4、加热时,N2O5可按下列分解:
N2O5N2O3+O2、N2O3又可按下列分解:
N2O3N2O+O2。
今将4molN2O5充入一升密闭容器中,加热至t℃时反应达到了平衡状态。
平衡时,c(O2)=mol/L,c(N2O3)=mol/L,c(N2O)=_______mol/L,此时N2O5的分解率为________。
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)=mol,n(SO3)=mol,此时SO2的物质的量应是( )
A.mol B.mol C.mol D.mol
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(Q>0)。
反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3∶4∶6,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11mol和20mol,此时容器内SO2的物质的量应是
A07molB09molC11molD13mol
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(g)+5Q(g)4X(g)+nY(g)反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来%,则化学方程式中的n值是()
A、2B、3C、4D、5
技巧五:
赋值法
例6、在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:
A(g)+2B(g)2C(g),反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为()
A、40%B、50%C、60%D、70%
技巧六:
极端假设法
化学平衡研究的对象是可逆反应,这类反应的特点是不能进行到底。
据此,若假定某物质完全转化(或完全不转化),可求出其它物质的物质的量(或物质的量浓度、气体体积)的范围。
1、判断化学平衡移动方向
例7、在一密闭容器中,aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()
A、平衡向正反应方向移动了B、物质A的转化率减少了
C、物质B的质量分数增加了D、a>b
2、判断生成物的量
例8、在一密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g),在一定条件下发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),达到平衡时,生成molCO2,当H2O(g)改为4mol时,在上述条件下生成的CO2为()
A、B、C、D、
3、确定平衡时各物质的浓度范围
例9、在密闭容器中进行X(g)+4Y2(g)2Z2(g)+3Q2(g)的反应中,其中X2、Y2、Z2、Q2的开始浓度分别为L、L、L,L,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可能是()
A、c(X2)=LB、c(Y2)=L
C、c(Z2)=LD、c(Q2)=L
专练.某密闭容器中进行如下反应:
X(g)+2Y(g)2Z(g),若要使平衡时反应物的总物质的量与生成物的总物质的量相等,则X、Y的初始物质的量之比k应满足( )
A.1<k<3 B.1/4<k<3/2 C.3<k<4 D.1/4<k<2/3
技巧七:
虚拟状态法
例10、在一密闭容器中充入1molNO2,建立如下平衡:
2NO2N2O4,测得NO2的转化率为a%,在其它条件不变下,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2的转化率为b%,则a与b的关系为()
A、a>bB、a 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: 2SO2+O22SO3,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 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(g)+B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为ω%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A: 、B: 、C: 充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为ω%,则x值为() A、只能为2B、只能为3 C、可能是2,也可能是3D、无法确定 专练.在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应: 2A(g)+B(g)3C(g)+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( ) A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD 技巧十: 讨论法 对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零 例13、在一定条件下,A2+B22C,达到平衡状态时,测得c(A2)=mol/L,c(B2)=L,c(C)=mol/L,若A2、B2、C起始浓度分别为a、b、c(mol/L),试回答: (1)a、b应满足的关系是___________; (2)a的取值范围是___________。 专练: 在一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在850℃时,气体混合物达到下式所示平衡: CO2+H2CO+H2O。 已知达到平衡时生成。 那么当H2改为9mol,在上述条件下平衡时生成CO和H2O的物质的量之和可能为() A1.2mol B1.5mol C1.8mol D2.5mol 平衡常数的相关练习: 1.高炉炼铁中发生的基本反应之一: FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);正反应吸热 (l)该反应中平衡常数的表达式K==。 (2)已知1100℃时K=。 温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比,平衡常数K值。 (均填增大、减小或不变) (3)1100℃时测得高炉中c(CO2)=L,c(CO)==/L,在这种情况下该反应是否处于平衡状态(填是或否),此时化学反应速率是v(正)v(逆)(填=、>或<),其原因是。 2.现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。 火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。 主要反应为: 焙烧炉中: 2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2① 鼓风炉中: 2C+O2=2CO② 鼓风炉中: ZnO(s)+CO(g)Zn(g)+CO2(g)③ ⑴请写出反应③的平衡常数表达式,若在其它条件不变时,在鼓风炉中增大CO的浓度,平衡将向移动,此时平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 3、PCl5的热分解反应如下: PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) (1) 写出反应的平衡常数表达式; (2) 已知某温度下,在容积为的密闭容器中充入PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为L。 计算该温度下的平衡常数。 4、(09天津)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应: CO+HbO2O2+HbCO,37℃时,该反应的平衡常数K=220。 HbCO的浓度达到HbO2浓度的0、02倍,会使人智力受损。 据此,下列结论错误的是 A、CO与HbO2反应的平衡常数K= B、人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少 C、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0、02时,人的智力才会受损 D、把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动 5.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K= (2)该反应△H0 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 A.容器内压强不变B.混合气体中c(CO)不变 C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO) (4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),此时t=℃;反应CO+H2O(g)CO2+H2在800℃时达到平衡, 分别改变下列条件,K发生改变的是() A.将压强减小至原来的一半B.将反应温度升高至1000℃ C.及时把CO2分离掉D.增大水蒸气的浓度 6、向l的AgNO3溶液中加入l的盐酸
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