化学平衡计算.doc

1、已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c0(M)＝1 mol·L－1，c0(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c0(M)＝4 mol·L－1，c0(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，[P]＝2 mol·L－1，a＝________；
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c0(M)＝c0(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
2、(1)反应aA(g)bB(g)＋cC(g)在一容积不变的容器内进行，反应达到平衡后(以下填“增大”、“减小”或“不变”)：
①若a＝b＋c，增大A的浓度，A的转化率________。
②若a>b＋c，增大A的浓度，A的转化率________。
(2)若反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，容器体积固定不变，且起始时A与B的物质的量之比为a∶b。
①平衡时A与B的转化率之比是________。 ②若增大A的浓度，则A的转化率________。
③若同时同等倍数地增大A、B的浓度，则a＋b与c＋d满足什么关系时，A与B的转化率同时增大？a＋b______c＋d(填“>”、“＝”或“<”)。
3、在密闭容器中给CO(g)和H2O(g)的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)且K＝1。若用2 mol CO(g)和10 mol H2O(g)相互混合并加热至800 °C，则CO的转化率为________。
二、选择题
4、下列说法中正确的是(　　)
A．平衡常数的大小不能反映化学反应可能进行的程度 B．K值越小，反应物的转化率越大
C．K值越大，反应物的转化率越大 D．温度越高，K值越大
5、在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)＋C(g)；(2)A(g)C(g)＋D(g)。当达到平衡时，测得[A]＝2.5 mol·L－1，[C]＝2.0 mol·L－1。则下列说法中正确的是(　　)
A．达到平衡时A的总转化率为40% B．达到平衡时[B]为1.0 mol·L－1
C．达到平衡时[B]＝2[D] D．达到平衡时[D]＝2[B]
6、一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A．16.7%        B．20.0%     C．80.0%      D．83.3%
7、在密闭容器中，充入SO2和18O原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡后，18O存在于(　　)
A．只存在于氧气中           B．只存在于SO3中
C．只存在于SO2和SO3中         D．SO2、SO3、O2中都存在
8、3 mol H2和1 mol N2放入密闭容器中，使用催化剂发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，从反应开始到平衡过程中，不可能出现的是(　　)
A．2 mol NH3               B．0.5 mol NH3
C．0.9 mol N2               D．H2和NH3物质的量相等
9、已知在一定条件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1。向一密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，达平衡时SO2的转化率为90%，放出的热量为Q1；向另一相同容器中加入2 mol SO3，在相同条件下，达平衡时吸收的热量为Q2，则下列关系中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．Q>Q1>Q2     B．Q1>Q2>Q     C．Q1>Q>Q2     D．Q1＝Q2>Q
三、计算题
10、在常压和500℃时把O2和SO2按1∶2体积比混合，如果混合前O2为10 mol，平衡混合气体中SO3占总体积的91%。求：
(1)平衡时有多少摩尔O2？ (2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是多少？
(3)SO2的转化率是多少？
11、在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol·L－1，求：
(1)达平衡时CO的转化率； (2)该温度下的K。
12、已知在800 K时，反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，若初始浓度c0(CO)＝2 mol·L－1，c0(H2O)＝3 mol·L－1，则反应达到平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的初始浓度加大为6 mol·L－1，试求此时CO转化为CO2的转化率。
参考答案
一、填空题
1、(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41%
解析　解答本题要把握以下两点：①运用三段式求出平衡转化率。②温度不变平衡常数不变。
(1)　　　　　M(g)　＋　N(g)　P(g)＋　Q(g)
      1         2.4         0      0
  1×60%     1×60%     1×60%  1×60%
    0.4         1.8          0.6     0.6
因此N的转化率为：×100%＝25%
(2)由于该反应的ΔH>0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。
(3)根据(1)可求出各平衡浓度：[M]＝0.4 mol·L－1　[N]＝1.8 mol·L－1
[P]＝0.6 mol·L－1　[Q]＝0.6 mol·L－1 因此化学平衡常数K＝
＝＝ 由于温度不变，因此K不变，达到平衡后
[P]＝2 mol·L－1　[Q]＝2 mol·L－1 [M]＝2 mol·L－1　[N]＝(a－2)mol·L－1
K＝＝＝ 解得a＝6
(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为：
[M]＝b(1－x)mol·L－1　[N]＝b(1－x)mol·L－1 [P]＝bx mol·L－1　[Q]＝bx mol·L－1
K＝ ＝＝ 解得x＝41%
2、(1)①不变　②增大　(2)①1∶1　②减小　③>
解析　(1)①若a＝b＋c，增大A的浓度，可理解为同等倍数地增加A、B、C的平衡混合气体，即相当于加压，但平衡不移动，A的转化率不变。②若a>b＋c，增大A的浓度，可理解为同等倍数地增加A、B、C的平衡混合气体，即相当于加压，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大。
(2)①起始时A与B的物质的量之比与方程式中A、B的化学计量数之比相同，则A与B的转化率相等。②增大A的浓度，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，但A的转化率减小。③同时同等倍数地增大A、B的浓度，若a＋b＝c＋d，A、B的转化率均不变；若a＋b>c＋d，A、B的转化率同时增大；若a＋b<c＋d，A、B的转化率同时减小。
3、83.3% 解析　设CO的转化率为x，容器容积为V L
　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
n(始)(mol):  2    10           0      0
n(变)(mol):  2x   2x           2x      2x
n(平)(mol): 2－2x 10－2x        2x      2x
由K＝知： 1＝ 解得：x≈0.833，即83.3%。
二、选择题
4、C 5、B　[设反应(1)有a mol的A转化，反应(2)中有b mol的A转化，有
　　　2A(g)2B(g)＋C(g)
转化(mol)  a       a     
　　　A(g)C(g)＋D(g)
转化(mol)  b      b     b
则由题意可知，5 mol－(a＋b) mol＝2.5 mol·L－1×1 L，即a＋b＝2.5 mol；＋b＝2.0 mol·L－1×1 L，即＋b＝2.0 mol，联立两式解得a＝1.0 mol，b＝1.5 mol。对A选项，达平衡时A的总转化率＝×100%＝50%，故A不正确；[B]＝＝1.0 mol·L－1，故B选项正确；[B]＝1.0 mol·L－1，[D]＝＝1.5 mol·L－1，故C、D选项均不正确。]
6、A　[假设反应起始状态，N2、H2物质的量分别为a、b，生成NH3物质的量为x
　　　　　N2　＋　3H2　2NH3
起始点  a  b  0
转化  0.5x  1.5x  x
平衡  a－0.5x  b－1.5x  x
×100%＝20%
x＝
平衡后n(总)＝a＋b－x＝ 反应后体积缩小百分率×100%＝16.7%。]
7、．D　[该反应是可逆反应，正反应、逆反应同时存在；化学平衡是动态平衡，正反应发生时，18O存在于SO3中，逆反应发生时，SO3中的18O又可以转化到SO2中。]
8、A　[可逆反应不可能进行到底。当生成2 mol NH3时，N2和H2的物质的量均为0，这种情况不可能出现。]
9、A　[两平衡等效。
　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　　ΔH＝－Q kJ·mol－1
起始：  2 mol  1 mol  0
变化：  1.8 mol  0.9 mol  1.8 mol
平衡：  0.2 mol  0.1 mol  1.8 mol
Q1＝0.9Q
　2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1
起始：  2 mol  0  0
平衡：  1.8 mol  0.2 mol  0.1 mol
变化：  0.2 mol  0.2 mol  0.1 mol
Q2＝0.1Q　所以Q>Q1>Q2]
三、计算题
10、(1)0.62 mol　(2)6.0%　(3)93.8%
解析　设有物质的量为x的 O2转化
　2SO2(g)　　＋　　O2(g)　2SO3(g)
起始  20 mol  10 mol  0
转化  2x  x  2x
平衡  20 mol－2x  10 mol－x  2x
则×100%＝91%，x＝9.38 mol (1)n(O2)平＝10 mol－9.38 mol＝0.62 mol
(2)×100%＝6.0% (3)α(SO2)＝×100%＝93.8%。
11、(1)50%　(2)0.028 mol－2·L2
解析　设CO反应的浓度为x，则H2反应的浓度为2x，由题意可得：
c0(H2)＝＝10 mol·L－1， c0(CO)＝2 mol/0.5 L＝4 mol·L－1，
　　　　2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
  10  4  0
  2x  x  2
  10－2x  4－x  2
解得：x＝2 mol·L－1　10－2x＝6 mol·L－1 4－x＝2 mol·L－1
(1)α(CO)＝c反应(CO)/c0(CO)×100%＝2 mol·L－1/4 mol·L－1×100%＝50%
(2)K＝＝＝0.028 mol－2·L2。
12、此时CO转化为CO2的转化率为75%。
解析　(1)平衡转化率与平衡常数不同，它受到反应物初始浓度的影响。
(2)平衡转化率的数学表达式是涉及平衡转化率计算的基本依据。
由第一次平衡时CO的转化率可求出平衡时各物质的浓度：[CO]＝0.8 mol·L－1，[H2O]＝1.8 mol·L－1，[H2]＝1.2 mol·L－1，[CO2]＝1.2 mol·L－1，K＝＝＝1，假设第二次平衡时，CO的转化浓度为x。
　　　　　CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)
    2      6    0 0
 2－x  6－x    x     x 则＝1，解得x＝1.5 mol·L－1，故CO的转化率为×100%＝75%。
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