高三化学总复习-专题攻略-之化学反应速率和化学平衡下四-化学平衡计算重难突破含解析.doc

化学平衡计算重难突破化学平衡计算方法：方法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（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】设Y的转化率为 X + 2Y 2Z 起始（mol） a b 0 转化（mol） 平衡（mol） 依题意有：+ = ，解得：= 。方法二：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 + 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 LA. B. C. D. 【答案】A【解析】 A + 3B 2C 1 3 2 2 0.05V 0.15V 0.1V 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。方法三：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，则NH3在平衡体系中质量分数为（ ）A. B. C. D. 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。故本题应选B。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充入一升密闭容器中，加热至 t时反应达到了平衡状态。平衡时，c（O2）= 4.5 mol/L, c（N2O3）= 1.62 mol/L,c（N2O）= _ mol/L，此时N2O5的分解率为 _。解析：N2O5的起始浓度为c（N2O5）=，平衡时的气体成份及浓度为：达平衡时的气体成份：N2O5 N2O3 N2O O2平衡浓度（mol/L） 设x 1.62 设y 4.5由N原子守恒：由O原子守恒：解得：x = 0.94 mol/L，y = 1.44 mol/L，所以，c（N2O）= 1.44 mol/L，N2O5的分解率为：。方法四：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87.5%，则化学方程式中的n值是（ ）A. 2 B. 3 C. 4 D. 5【答案】A【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【答案】AC2. 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 . 0.60mol B. 0.95mol C. 1.0mol D. 2.50mol 【答案】B【解析】假设反应向正向进行到底，由于CO仍为1mol，故生成的CO2才为1mol，但由于反应的可逆性，这是不可能的。所以，mol n（CO2 b B、a 0T1温度下的部分实验数据为：t/s05001 0001 500c(N2O5)/mol/ L5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内N2O5分解速率为2.96103 mol/(Ls)BT1温度下的平衡常数为K1125,1 000 s时N2O5转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol/L，则T1K3，则T1T35700 时，向容积为2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O，发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是()A反应在t1 min 内的平均速率为 v(H2) mol/(Lmin)B保持其他条件不变，起始时向容器中充入 0.60 mol CO 和1.20 mol H2O，达到平衡时n(CO2) 0.40 molC保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时 CO 转化率增大，H2O 的体积分数减小D温度升高至800 ，上述反应平衡常数为 0.64，则正反应为吸热反应6在恒温、恒压下，a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生反应：A(g)2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C。则下列说法中正确的是A物质A、B的转化率之比为12B起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为(ab)(ab0.5n)C当2v正(A)v逆(B)时，反应一定达到平衡状态D充入惰性气体(如Ar)，平衡向正反应方向移动7. 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0.75molCO 。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（ ）A 1. 2mol B 1. 5mol C 1. 8mol D 2. 5mol 8二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：(1)利用水煤气合成二甲醚的总反应为：3H2(g)3CO(g) =CH3OCH3(g)CO2(g) H246.4 kJmol1。它可以分为两步，反应分别如下： 4H2(g)2CO(g)=CH3OCH3(g)H2O(g) H1205.1 kJmol1 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H2_。(2) 在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是_(填字母代号)。a降低温度 b加入催化剂 c缩小容器体积 d增加H2的浓度 e增加CO的浓度(3) 在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。问： 反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正)_ v(逆) (填“”、“”或“”)。 平衡时n(CH3OCH3)_，平衡时CO的转化率_。9尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。(1) 工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为_ _。(2) 当氨碳比4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图所示。 A点的逆反应速率v逆(CO2)_B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 NH3的平衡转化率为_。10在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。(1)该反应的化学平衡常数表达式K_。(2)已知在700 时，该反应的平衡常数K10.5，则该温度下反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数K2_，反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常数K3_。(3)已知在1 000 时，该反应的平衡常数K41.0，则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(4)在1 000 下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正)_v(逆)(填“”、“”或“”)。11.在一定条件下，A2 + B22C，达到平衡状态时，测得c（A2）= 0.5 mol/L，c（B2）= 0.1mol/L，c（C）= 1.6 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 _ 。1【答案】B2【答案】C【解析】N23H22NH3起始/mol 2 8 0转化/mol 2/3 2 4/3平衡/mol 4/3 6 4/3平衡时氮气的体积分数为100%15%。3【答案】C【解析】平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器的平衡常数相同。容器、为等效平衡，但两者反应的量不同，故放出的热量不等。若容器的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15 kJ。根据热量的变化可计算出NH3的生成量。4【答案】C【解析】v(N2O5)2.96103 mol/(Ls)，A正确；1 000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三种量如下：2N2O54NO2O2起始(mol/L) 5.00 0 0平衡(mol/L) 2.50 5.00 1.25则K125，(N2O5)100%50%，B正确；T2温度下的N2O5浓度大于 T1温度下的浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2K3，则T1T3，D正确。5【答案】B6【答案】C【解析】根据三段式计算：A(g)2B(g) 2C(g)起始 a b 0转化 n n平衡 (a)(bn) n则A、B转化率之比为b2a，A项错误；起始量与平衡量的物质的量之比为(ab)(ab)，但容器容积可变，即恒压，压强比为11，B项错误；充入惰性气体，恒压容器中的平衡应向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，D项错误。7. 【答案】C8【答案】(1)41.3 kJmol1(2)cd (3)1.75 mol75%【解析】(1)由盖斯定律总反应，故HH1H2，H2HH1246.4 kJmol1205.1 kJmol141.3 kJmol1。(2)降温反应速率会减小，加入催化剂不改变转化率，增加CO浓度会减小CO的转化率，c和d符合题意。(3)3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)始 33 1 1转 3x 3x x x平 33x33x 1x 1x由密度之比等于体积反比，即物质的量的反比，得：解得x0.75CO的转化率为100%75%。9【答案】(1)(2)2(3)吸热(4)【解析】(1)反应物为CO2、NH3，生成物为CO(NH2)2、H2O，再根据原子守恒可得合成尿素的反应方程式。(2)A点时，反应：2NH3CO2CO(NH2)2H2O，处于建立平衡的过程，B点反应处于平衡状态，所以A点CO2的逆反应速率小于B点CO2的正反应速率。根据图示，B点达平衡时CO2的转化率为60%,1 mol CO2消耗0.6 mol，则4 mol NH3消耗1.2 mol，故NH3的平衡转化率为30%。答案：(1)2NH3CO2CO(NH2)2H2O(2)小于30%10解析：(1)根据化学平衡常数的概念K。(2)K22，K3K1 。(3) 由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。(4) CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)起始/mol：3200变化/mol: 1 1 1 1某时刻/mol: 2 1 1 1所以c(CO)0.5 mol/L，c(H2O)0.5 mol/Lc(CO2)1 mol/L，c(H2)0.5 mol/L故v(逆)。11. 【答案】 a = b + 0.4 0.4 a 1.3【解析】（1） A2 + B2 2C起始浓度（mol/L） a b c平衡浓度 0.5 0.1 1.6若反应从正向开始，则转化浓度A2：a- 0.5，B2：b-0.1 ，C：1.6-c，所以，a- 0.5 = b-0.1，即a = b + 0.4。（2）若平衡时，1.6 mol/LC是由A2、B2反应生成，则反应中生成A2的量等于生成B2的量为0.1mol/L，则a的最小值为0.4mol/L，所以a的取值范围是：0.4 a 1.3。