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首页 专题六-化学平衡计算题求解技巧教师版(已整理完)

专题六-化学平衡计算题求解技巧教师版(已整理完).doc

专题六-化学平衡计算题求解技巧教师版(已整理完)

豆浆
2019-05-18 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《专题六-化学平衡计算题求解技巧教师版(已整理完)doc》,可适用于高等教育领域

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、化学平衡常数 ()化学平衡常数的数学表达式 ()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。、有关化学平衡的基本计算()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。()反应的转化率(α):α=×%()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:nn=VV()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maxnbxcxdxA的转化率:α(A)=(axm)×%C的物质的量分数:ω(C)=×%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、molL也可用L。例、X、Y、Z为三种气体把amolX和bmolY充入一密闭容器中发生反应XYZ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XYZ起始(mol)ab转化(mol)平衡(mol)EMBEDEquationEMBEDEquation依题意有:EMBEDEquationEMBEDEquation=解得:=。故应选B。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、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:ABC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气体的体积占下列推断正确的是()①原混合气体的体积为VL②原混合气体的体积为VL③反应达平衡时,气体A消耗掉VL④反应达平衡时气体B消耗掉VLA、②③B、②④C、①③D、①④解析:ABCVVVV所以原混合气体的体积为VLVL=VL由此可得:气体A消耗掉VL气体B消耗掉VL。故本题选A。专练.某温度下在密闭容器中发生如下反应A(g)B(g)+C(g)若开始时只充入molA气体达平衡时混合气体的压强比起始时增大了%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%也就是气体的物质的量增多了mol×%=mol即平衡时气体的物质的量变为mol。  A(g)B(g)  C(g)   △n              变化molmol平衡时n(A)=mol-mol=moln(总)=mol故A的体积分数为:×%=%。技巧三:守恒法、质量守恒例、amolN与bmolH混合要一定条件下反应达到平衡生成了cmolNH则NH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N和H混合气的总质量。即NH在平衡体系中的质量分数为。故本题应选B。、原子个数守恒例、加热时NO可按下列分解:NONOO、NO又可按下列分解:NONOO。今将molNO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(O)=molL,c(NO)=molL,c(NO)=molL此时NO的分解率为。解析:NO的起始浓度为c(NO)=平衡时的气体成份及浓度为:达平衡时的气体成份:NONONOO平衡浓度(molL)设x设y由N原子守恒:由O原子守恒:解得:x=molLy=molL所以c(NO)=molLNO的分解率为:。专练.一定温度下反应SO(g)+O(g)SO(g)达到平衡时n(SO):n(O):n(SO)=::。缩小体积反应再次达到平衡时n(O)=moln(SO)=mol此时SO的物质的量应是(  )  A.mol   B.mol  C.mol   D.mol  解析:设第一次平衡时n(SO)、n(O)、n(SO)分别为xmol、xmol、xmol第二次平衡时n(SO)=ymol。由O元素守恒得:x·+x·+x·=y+×+×……①由S元素守恒得:x+x=y+……②  解得:x=y=。答案:A。专练.一定条件下在一密闭容器中通入一定量SO和O的混合气体发生如下反应:SO(g)O(g)SO(g)Q(Q>)。反应达平衡后SO、O和SO的物质的量之比为∶∶保持其它条件不变降低温度后达到新的平衡时O和SO的物质的量分别是?mol和?mol此时容器内SO的物质的量应是??A??molB??molC??molD??mol解析:设第一种平衡状态下O为x则SO为变成第二种平衡时O变化量为ySO?g?+O?g?SO?g?+Qxxx+y=?解得:x=?molyyx-y=?y=?mol答案:A。??技巧四:估算法例、在一定体积的密闭容器中放入L气体R和L气体Q在一定条件下发生反应:R(g)Q(g)X(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、B、C、D、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”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>n即n<。故选A。技巧五:赋值法例、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)B(g)C(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、B、C、D、解析:由题意可知:设A反应掉一半(即转化率为)则可推知B全部反应掉(即转化率为)很显然这是不可能的故A的转化率必小于。正确答案应选A。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。、判断化学平衡移动方向例、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解析:保持温度不变将容器体积增加一倍(即减小压强)假如化学平衡不移动则各种物质的浓度都应是原平衡时的一半但现在生成物B的浓度却是原平衡的这说明平衡向正反应方向发生移动A的转化率升高所以化学计量数b>a又由于B的物质的量增加B的质量增加物质B的质量分数必然增大(因为总质量保持不变)。故本题应选AC。、判断生成物的量例、在一密闭容器中充入molCO和molHO(g)?在一定条件下发生反应:CO(g)HO(g)CO(g)H(g)达到平衡时生成molCO当HO(g)改为mol时在上述条件下生成的CO为()A、molB、molC、molD、mol解析:假设反应向正向进行到底由于CO仍为mol故生成的CO才为mol但由于反应的可逆性这是不可能的。所以mol<n(CO<mol。故选B。、确定平衡时各物质的浓度范围例、在密闭容器中进行X(g)Y(g)Z(g)Q(g)的反应中其中X、Y、Z、Q的开始浓度分别为molL、molL、molLmolL当反应达到平衡后各物质的浓度不可能是()A、c(X)=molLB、c(Y)=molLC、c(Z)=molLD、c(Q)=molL解析:假设正向进行到底时则生成物c(Z)=molL、c(Q)=molL但此反应实为可逆反应由此可推知:c(Z)=molL可能c(Q)=molL是不可能的。又假设反应向逆反应方向进行到底时则反应物c(X)=molL、c(Y)=molL同时由于该反应的可逆性故c(X)=molL可能而c(Y)=molL是不可能的。综上所述该题正确答案是BD。专练.某密闭容器中进行如下反应:X(g)+Y(g)Z(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.<k<   B.<k<  C.<k<   D.<k<  解析:设x、y分别为X、Y的初始物质的量。若反应物X全部转化据题意有:y-x=x即:k=xy= 若反应物Y全部转化据题意有:x-y=y即:k=xy=。 由于可逆反应的反应物不可能全部转化故<k<。答案:B。技巧七:虚拟状态法例、在一密闭容器中充入molNO建立如下平衡:NONO测得NO的转化率为a在其它条件不变下再充入molNO待新平衡建立时又测得NO的转化率为b则a与b的关系为()A、a>bB、a<bC、a=bD、无法确定解析:直接判断a与b的关系比较难但可以虚拟假设一个中间过程Ⅱ。PVTPVTPVTⅠⅡⅢ易知Ⅰ与Ⅱ两过程等效NO的转化率均为a若将容器Ⅱ加压使容积减小到原来的一半即与Ⅰ容积相等因NONO加压时平衡向正反应方向移动故达新平衡后NO的转化率b必大于a。答案应选B。本题属于反应后气体体积减小的反应除此之外同学们在解题过程中还有如下情况:()反应前后气体体积不变的反应:如将题干中的NO改为HI气体即发生反应:H:fanwencaijitwo秋季开学典演讲稿年教师节庆祝活动发言材料docHI(g)H(g)I(g)则会得出a=b的结论。()反应前后气体体积增大的反应:如将题干中的NO改为NH即发生反应:NH(g)N(g)H(g)则会得出a>b的结论。技巧八:参照物法例、体积相同的甲、乙两个容器中分别都充入等物质的量的SO和O在相同温度下发生反应:SOOSO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SO的转化率为p则乙容器中SO的转化率()A、等于pB、大于pC、小于pD、无法判断解析:以甲为参照物甲容器保持体积不变由化学方程式可知反应过程中甲容器内压强越来越小而乙容器保持压强不变乙容器体积减小相当于加压(与甲比较)反应向正向进行。故乙容器中SO的转化率大故本题应选B。技巧九:等效平衡法例、在一恒定的容器中充入molA和molB发生反应:A(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:mol、B:mol、C:mol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B、只能为C、可能是也可能是D、无法确定解析:根据题意这两平衡为等效平衡。等效平衡有两种类型(对于可逆反应:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)):Ⅰ类恒温恒容:①若mn=pq只要“极限转换”后与原起始物质的物质的量(或浓度)相等就可以达到相同平衡状态。②若mnpq只要“极限转换”后对应物质的物质的量之比相等就可达珐相同的平衡状态。Ⅱ类恒温恒压:只要“极限转换”后对应物质的物质的量之比相等就可达到相同的平衡状态。本题属于Ⅰ类(恒温恒容)由于已知方程式中x未知故有两种可能:一是x(即系数不等)二是x=(即系数相等)。若xA(g)B(g)xC(g)极限换算依题意可得:==解得:x=符合题意。若X=时则():()=():()=:=:。符合题意。故本题正确答案为C。专练.在一个固定容积的密闭容器中加入molA和molB发生反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g)达平衡时C的浓度为WmolL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WmolL的是(  )  A.molAmolB  B.molAmolBmolCmolD  C.molCmolDmolB  D.molCmolD解析:本题考查恒温恒压下的等效平衡可以采用“一边倒”的方法。结合本题情况可将选项中各物质均倒向反应物A和B若为molA+molB则可达到等效平衡达平衡后C的浓度仍为WmolL。A选项:因A、B投料是原来的倍又是一个固定容积的容器达到平衡时C的浓度必然大于WmolL。B选项:把“molCmolD”倒向反应物则反应物的物质的量也是molAmolB实际上相当于与选项A投料完全相同达到平衡时C的浓度必然大于WmolL。C选项:把“molCmolD”倒向反应物相当于投入molA和molB与起始投入molA和molB的平衡相比较平衡向右发生移动则达到平衡时C的浓度必然大于WmolL。D选项:把molCmolD倒向左边恰好相当于molA+molB与原平衡的起始投料相同达平衡后C的浓度仍为WmolL。答案:D。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、在一定条件下ABC达到平衡状态时测得c(A)=molLc(B)=molLc(C)=molL若A、B、C起始浓度分别为a、b、c(molL)试回答:()a、b应满足的关系是()a的取值范围是。解析:()ABC起始浓度(molL)abc平衡浓度若反应从正向开始则转化浓度A:B:C:所以=即a=b。()若平衡时molLC是由A、B反应生成则反应中生成A的量等于生成B的量为molL则a的最小值为molL所以a的取值范围是:≤a≤。专练:在一个密闭容器中充入molCO和molH在℃时气体混合物达到下式所示平衡:COHCOHO。已知达到平衡时生成molCO。那么当H改为mol在上述条件下平衡时生成CO和HO的物质的量之和可能为()Amol???????Bmol??????????Cmol??????Dmol【分析解答】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。CO??HCO??HO起始???????????????????变化?x?????x????????x?????x平衡????????????在此基础上增加H的用量平衡右移CO的转化率增大CO、HO的物质的量均增大。设平衡移动后CO、HO的物质的量为a则a>=。但CO不能完全转化(若CO完全转化则a=)故a<。因而a的取值范围:<a<。答案为C。NOmolNOmolNOmolunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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