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化学平衡计算题求解技巧讲解

化学平衡计算题求解技巧

技巧一:

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%

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+2Y

2Z,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、

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+3B

2C,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1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL

③反应达平衡时,气体A消耗掉0.05VL④反应达平衡时,气体B消耗掉0.05VL

A、②③B、②④C、①③D、①④

专练.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2molA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。

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:

N2O5

N2O3+O2、N2O3又可按下列分解:

N2O3

N2O+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)=4.5mol/L,c(N2O3)=1.62mol/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)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,此时SO2的物质的量应是(  )

  A.0.4mol   B.0.6mol  C.0.8mol   D.1.2mol

 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87.5%,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、0.60molB、0.95molC、1.0molD、2.50mol

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0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L,0.3mol/L,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可能是()

A、c(X2)=0.15mol/LB、c(Y2)=0.9mol/L

C、c(Z2)=0.3mol/LD、c(Q2)=0.6mol/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:

2NO2

N2O4,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+O2

2SO3,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:

0.6mol、B:

0.3mol、C:

1.4mol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+B2

2C,达到平衡状态时,测得c(A2)=0.5mol/L,c(B2)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/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+H2

CO+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()

A1.2mol       B1.5mol          C1.8mol      D2.5mol

考点1浓度与转化率的计算

1.(08海南卷)X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:

1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:

X+2Y

2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:

2,则Y的转化率最接近于()

A.33%B.40%C.50%D.65%

2.(08广东卷)将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g)

2HBr(g)

g平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反

应,平衡时Br2(g)的转化率为b。

a与b的关系是()

A.a>bB.a=bC.a<bD.无法确定

3.(07宁夏卷)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%

4.(07江苏卷)一定温度下可逆反应:

A(s)+2B(g)

2C(g)+D(g);H<0。

现将1molA和2molB加入甲容器中,将4molC和2molD加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。

下列说法正确的是()

图1图2图3

A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍

B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增大

C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体

积分数是甲中C的体积分数的2倍

D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中

反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)

5.(05广东)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是

A.达到化学平衡时,4υ正(O2)=5υ逆(NO)

B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态

C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大

D.化学反应速率关系是:

2υ正(NH3)=3υ正(H2O)

6.(04北京)在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:

已知H2和I2的起始浓度均为0.1mol·L-1时,达平衡时HI的浓度为0.16mol·L-1。

若H2和I2的起始浓度均变为0.2mol·L-1,则平衡时H2的浓度(mol·L-1)是

A.0.16B.0.08C.0.04D.0.02

7.(04理综)某温度下在密闭容器中发生如下反应:

2E(g)若开始时只充入2molE(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2molM和1molN的混合气体达平衡时M的转化率为

A.20%B.40%C.60%D.80%

8.(04广东)一定温度下,反应2SO2+O2

2SO3,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)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,此时SO2的物的量应是

A.0.4molB.0.6molC.0.8molD.1.2mol

9.(04全国)恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

⑴若反应达平衡时某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值

⑵反应达平衡时,混合气体的体积为726.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为

25%。

计算平衡时NH3的物质的量。

⑶原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),

n(始)∶n(平)=。

⑷原混合气体中,a∶b=。

⑸达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=。

⑹平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。

10.(08江苏卷)将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密

闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:

2SO2+O2

2SO3(正反应放热)。

反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28L;

再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6L(以上

气体体积均为标准状况下的体积)。

(计算结果保留一位小数)

请回答下列问题:

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是。

(填字母)

a.SO2和SO3浓度相等b.SO2百分含量保持不变

c.容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等

e.容器中混合气体的密度保持不变

(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是。

(填字母)

a.向装置中再充入N2b.向装置中再充入O2

c.改变反应的催化剂d.生高温度

(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。

(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?

考点2有关平衡常数的计算

11.(08宁夏卷)将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:

①NH4I(s)

NH3(g)+HI(g);②2HI(g)

H2(g)+I2(g)。

达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为()

A.9B.16C.20D.25

12.(08山东卷)高温下,某反应达平衡,平衡常数K=

.恒容时,温度升高,H2浓度减小。

下列说法正确的是()

A.该反应的焓变为正值

B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小

C.升高温度,逆反应速率减小

D.该反应化学方程式为CO+H2O=CO2+H2

13.(08广东卷)碘钨灯比白炽灯使用寿命长。

灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:

W(s)+I2(g)

WI2ΔH<0(温度T1<T2)。

下列说法正确的是()

A.灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的WI2(g)会分解出W1W重新沉积到灯丝上

B.灯丝附近温度越高,WI2(g)的转化率越低

C.该反应的平衡常数表达式是

D.利用该反应原理可以提纯钨

14.(08宁夏卷)

已知可逆反应:

M(g)+N(g)

P(g)+Q(g);△H>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:

c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·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:

c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=。

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:

c(M)=c(N)=bmol·L-1,达到平衡后,M的转化率为。

15.(08上海卷)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)

2NO2(g)体系中,n(NO)

随时间的变化如表:

(1)写出该反应的平衡常数表达式:

K=___________________。

已知:

K(300℃)>K(350℃),该反应是________热反应。

(2)右图中表示NO2的变化的曲线是____________。

用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。

(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。

a、v(NO2)=2v(O2)b、容器内压强保持不变

c、v逆(NO)=2v正(O2)d、容器内的密度保持不变

(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__________。

a、及时分离出NO2气体b、适当升高温度

c、增大O2的浓度d、选择高效的催化剂

16.(07广东卷)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。

(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。

计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。

(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有(填字母)

(A)升高温度(B)降低温度(C)增大压强

(D)减小压强(E)加入催化剂(G)移出氧气

(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要的化工原料,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。

酸溶过程中需保

持溶液足够酸性,其原因是__________________________________________________。

17.(07海南卷)PCl5的热分解反应为:

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10.0L的密闭容器中充入2.00molPCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。

计算该温度下的平衡常数。

18.(07上海卷)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催

化剂为Cu2O/ZnO):

CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

根据题意完成下列各题:

(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=,升高温度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=。

(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是

a.氢气的浓度减少b.正反应速率加快,逆反应速率也加快

c.甲醇的物质的量增加d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂

Cu2O的量不变,原因是:

_______________________________________(用化学方程式

表示)。

19.(07宁夏卷)氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:

□SiO2+□C+□N2

□Si3N4+□CO

(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);

(2)该反应中的氧化剂是__________,其还原产物是_____________。

(3)该反应的平衡常数表达式为K=_______________________;

(4)将知上述反应为放热反应,则其反应热H________零(填“大于”、“小于”或“等于”);

升高温度,其平衡常数值________(填“增大”、“减小”或“不变”);

(5)若使压强增大,则上述平衡向_______反应方向移动(填“正”或“逆”);

(6)若已知CO生成速率为v(CO)=18mol/(L·min),则N2消耗速率为v(N2)

=__________mol/(L·min)。

20.(07山东卷)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。

综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)。

某温度下,SO2

的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。

根据图示回答下列问题:

①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。

该反应的平衡常数等于____________。

②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);H=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);H=-1160kJ/mol

若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为

_____________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_________kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)

经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。

转化流程如图所示:

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式_____________________________(不必配平)。

 

参考答案

4:

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:

N2O5N2O3N2OO2

平衡浓度(mol/L)设x1.62设y4.5

由N原子守恒:

由O原子守恒:

解得:

x=0.94mol/L,y=1.44mol/L,所以,c(N2O)=1.44mol/L,N2O5的分解率为:

 

解析:

设第一次平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2xmol、3xmol、4xmol,第二次平衡时n(SO2)=ymol。

由O元素守恒得:

2x·2+3x·2+4x·3=2y+0.8×2+1.4×3……①

由S元素守恒得:

2x+4x=y+1.4……②

  解得:

x=0.3,y=0.4。

答案:

A。

解析:

设第一种平衡状态下O2为x,则SO3为

,变成第二种平衡时O2变化量为y,

2SO2g+O2g

2SO3g+Q

x

x

x+2y=20解得:

x=12mol

y2yx-y=11y=01mol

1120

答案:

A。

例五:

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。

例六解析:

由题意

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