化学平衡计算(带答案).doc

化学平衡计算
 一、有关概念
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：＝
4、 混合气体平均分子量的数学表达式
＝Ｍ１×Ｖ１％＋Ｍ２×Ｖ２％＋Ｍ３×Ｖ３％＋…式中表示混合气体的平均分子量。
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３分别表示混合气体中各组分的相对分子质量。Ｖ１％，Ｖ２％，Ｖ３％分别表示混合气体中各组分的体积分数。
在相同条件下，气体的体积分数等于气体的物质的量分数（组分气体的物质的量与混合气体总物质的量之比）
5、标三量法化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出初始量、变化量、平衡量。这里的量可以是物质的量、物质的量的浓度、体积等。
计算模板：
浓度(或物质的量) aA(g)＋bB(g)cC(g) ＋dD(g)
初始 m n 0 0
变化 ax bx cx dx
平衡 m-ax n-bx cx dx
A的转化率：α(A)＝(ax/m)×100％
C的物质的量(或体积)分数：ω(C)＝×100％
二、强化练习
1．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%
【答案】A
【解析】设A、B起始物质的量都为1mol，A的转化率为x
　 A(g)+2B(g)2C(g)
起始(mol)：1　　　1　　　　　0
转化(mol)：1×x　2(1×x)　　2(1×x)
平衡(mol)：1-x　　1-2x　　　2x
平衡时A和B的物质的量之和与C的物质的量相等：(1-x)＋(1-2x)＝2x，解得x=0.4。
2.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(　　)
A． B． C． D．
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：= 。故应选B。
3．某温度下Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２之间建立起如下的平衡Ｎ２Ｏ４2ＮＯ２，测得平衡混合物对空气的相对密度为2．644，求Ｎ２Ｏ４的分解率。
　　解：设Ｎ２Ｏ４的起始物质的量为1
　　转化了的Ｎ２Ｏ４物质的量为ｘ
　　Ｎ２Ｏ４2ＮＯ２
　　起始物质的量10
　　转化物质的量ｘ2ｘ
　　平衡物质的量1－ｘ2ｘ
　　平衡时混合气体的总物质的量为
　　ｎ总＝1－ｘ＋2ｘ＝1＋ｘ
　　∵＝29·Ｄ＝29×2．644＝76．68
　　已知Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２的相对分子质量分别为92，46，则有：
　　76．68＝（92×（1－ｘ）＋46×2ｘ／1＋ｘ）
　　解得ｘ＝0．2ｍｏｌ
　　∴Ｎ２Ｏ４的分解率为：（0．2／1）×100％＝20％
　　答：Ｎ２Ｏ４的分解率为20％。

差量法

4.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（ ）
①原混合气体的体积为1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL
③反应达平衡时,气体A消耗掉0.05VL ④反应达平衡时，气体B消耗掉0.05V L
A、②③ B、②④ C、①③ D、①④
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。故本题选A。
5.某温度下，在密闭容器中发生如下反应，2A(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 mol×20％=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 mol－0.8 mol =1.2 mol，n(总)=2.4 mol，故A的体积分数为：×100％=50％。
守恒法
6.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。

估算法
7.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
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 <3。故选A。

8.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，经5min后，测得c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1。则A的转化率为(　　)
A．40% B．50% C．60% D．70%
解析：

9.在一密闭容器中，充入5molSO2和4molO2，保持温度、体积不变，当反应2SO2＋O22SO3达平衡时，压强为起始状态的7/9。则SO2的转化率为(　　)
A．40% B．50% C．60% D．80%
解析：

10.合成氨的反应N2＋3H22NH3在一定条件下达到平衡，测得体系中NH3为4mol，起始与平衡时的压强之比为13∶8，且c(H2)始∶c(H2)平＝4∶1，求N2和H2的转化率。
解析：N2的转化率83.3%
N2和H2的转化率75%

11.某温度下，在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3molSO2和0.2mol O2，发生2SO2＋O22SO3反应。5分钟后反应达到化学平衡状态，测得容器中气体压强变为原来的90%。求
(1)以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率。
(2)该反应中SO2的平衡转化率。
解析：(1)0.01mol·L-1·min-1
(2)33.3%

12.在 2L的密闭容器中, 充入 1molN2和3molH2，进行如下反应：
N2＋3H22NH3，2分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了1/10。试计算：(1)平衡时混合气体中H2的体积分数是多少？
(2) N2的转化率为多少？
解析：(1)66.7%(2) 20%

13.在一定条件下已测得反应2CO2====2CO+O2
其平衡体系的平均相对分子质量为M，则在此条件下二氧化碳的分解率为 。

(88-2M)/M

解答： 解：设二氧化碳起始量为2mol，转化物质的量为x，
           2CO2?2CO+O2
起始量     2      0   0
变化量     x     x    0.5x
平衡量     2-x   x     0.5x
依据气体摩尔质量M=
m
n
计算，M=
2mol×44g/mol
2-x+x+0.5x
，
x=
88-2M
0.5M

CO2的分解率=
x
2
=
44-2M
0.5M
=
88-2M
M
，
故选B．

14.在一定条件下，将N2、H2混合气体100mL通人密闭容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小1/5，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求：
⑴原混合气中N2、H2各多少毫升？
⑵H2的转化率是多少？
（1）设原混合气体中N2的体积为x，H2的体积为y，反应中转化的N2的体积为a，则x+y=100mL ①，
         N2+3H2 ⇌2NH3 △V
         1   3    2     2
         a   3a         2a
反应后气体的体积减小了2a，根据容器内的压强比反应前减少1/5，则达到平衡状态时气体的物质的量比反应前减少了
1
5
，
2a
x+y
=
1
5
②，将①带人②解得，a=10mL，
根据三段式：N2 +3H2⇌2NH3 
反应前：x   y     0
体积变化  10mL 30mL   20mL
平衡：x-10  y-30mL  20mL
相同条件下，气体摩尔体积相同，设为Vm，根据质量守恒定律及反应后气体的体积可得，混合气体的平均分子量为：
28×
x
Vm
+2×
y
Vm

x+y−20
Vm

=9 ③，
由③化简有19x-7y+180=0 ④
由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，
答：原混和气体中有N220mL，H280mL；
（2）反应消耗10mL氮气，同时消耗了30mL氢气，所以氢气的转化率为：
30mL
80mL
×100%=37.5%，
答：H2的转化率为37.5%．

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