有关化学平衡的计算.doc

关于化学平衡的计算教学内容： 有关化学平衡的计算教学目的：1、掌握有关化学平衡计算的常规解法 2、培养学生用化学反应中的定量关系进行技巧解题的能力。重 点：有关化学平衡计算的解题思路和方法。难 点：构造法解题中“构造态”的建立。课堂类型：复习课。教学过程：从高考化学试题分析来看，该类题目的主要特点是一题多点考察，即将反应速率、平均相对分子质量、浓度、压强、转化率、百分含量及化学方程式中的化学计量数的确定等问题相互渗透在一起，进行分析、计算、判断。要达到较好的解决这类问题的目的，就必须在熟悉计算依据、掌握计算模式的基础上，还要注意在解题中总结、归纳、摸索解题技巧。一、 计算中经常运用的一些关系式：1、同温、同压时，气体的密度之比等于其相对分子质量之比。1/2 = M1/M22、同温、同容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比。P1/P2 = n1/n23、混合气体平均分子量的求法：M = 混合气体总质量/混合气体总物质的量4、转化率（对反应物而言） = 已转化的量/转化前的总量 100%（注：算式中的量可以是浓度、分子数、物质的量、体积等。）二、化学平衡的计算：解化学平衡的计算题的一般思路和方法是：建立模式，确定关系，依照题意设计方案。（一）常规解法：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（气） + 2B（气） 2C（气） 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%分析：令起始时，A、B的物质的量各为amol ,反应中A的转化率x mol，则：A（气） + 2B（气） 2C（气） 1 2 2 起始量（mol） a a 0 变化量（mol） x 2x 2x 平衡量（mol）a-x a-2x 2x 则依据题意有：（a-x） + (a-2x) = 2x 即：x = 2/5 a 故A的转化率为：A%=（2/5a）/a 100% = 40%,即答案为A练习：1、在密闭容器有如下反应发生： 3A（气） + B（气） 2C（气），反应开始时，A和B的体积比为3：1，平衡时，A、B、C的物质的量之比为3：1：2，则A的转化率为： A、625% B、40% C、50% D、45%(二)差量法：即利用反应前后的物质的量差n、体积差V压强差P进行求解。 例：反应 2A（气）xC（气）+ B（气），在一定条件下达到平衡后容器内压强增加了P%，A的转化率也是P%，则x值为： A、1 B、2 C、3 D、4分析：此题可用一般方法解决，但比较麻烦，而利用差量法则简便。令起始时参加反应的A为nmol 2A（气）xC（气）+ B（气） n2 x 1 x-1起始量（mol）n 0 0变化量（mol）nP% nP%则X-1=2 解得X=3 故选项为C练习：2、容积可变的密闭容器中盛有试量的N2和H2的混合气体，在一定条件下反应N2+3H22NH3,达平衡时容积为VL，混合气体中氨气占总体积的20%，若压强温度不变，下列推论不正确的是A、N2、 H2混合气体为100VL B原N2、 H2混合气体为1.2VLC、参加反应的N2为0.1VL D、原混合气体中N2、 H2体积比为1：33、100时，把1molN2O4气体通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色，反应进行到2秒时，c(NO2)=0.04mol/L，60S时，体系达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，下列说法正确的是A、2S时以c(N2O4)变化表示的反应速率为0.01molL1S1B、平衡时体系内含N2O40.25molC、2S时体系内压强为开始时的1.1倍D、平衡时，若压缩容器的体积，N2O4的转化率将增大4、一定的条件下，合成氨反应达平衡后，混合气体中NH3的体积占25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物的总体积比值是A、1/5 B、1/4 C、1/3 D、1/2(三)守恒法：气体利用反应前后总质量相等的原则解决问题。 例：把N2O4充入1L的密闭容器中，在47、1.01105Pa时反应N2O4（g）2NO2（g）达平衡，N2O4测得的分解率为40%，则平衡混合气体的平均式量为A、524 B、65.7 C、69 D、87.5分析：令原N2O4为Xmol，则气体总质量为92xg，由： N2O4（g）2NO2（g） n 1 2 1 0.4xmol 0.4xmol故：M=92x/1.4x=65.7 故选项为B练习：5、在某温度下，把平均分子量为69的NO2和N2O4的平衡混合气体增大压强，达到新的平衡时有50%的NO2转化为N2O4，则新的平衡体系的平均相对分子质量是：A.39.43 B .69.8 C. 78.86 D. 696、某氮气和氢气的混合气体的平均分子量是氢气的4.25倍，保持高温高压时，有部分发生反应达平衡后，混合气体的密度比反应前增大了1/4（设反应前后温度和压强不变），则反应中N2的转化率为（ ）A. 20% B. 30% C. 40% D. 50%(四)极限法：此方法是“假设两头，确定之间”，即当不知道可逆反应进行的程度时，可先假设反应按正向（或逆向）进行到底，找出极端值再进行判断或计算。例：在一密闭容器中进行下列反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2. O2. SO3的浓度分别是0.2mol/L,0.1mol/L,0.2mol/L,O2当达到平衡时，可能存在的数据是（ ）A.SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/L B.SO2为0.25mol/LC. SO2. SO3均为0.15mol/L D. SO3为0.4mol/L分析：假设SO2. O2完全转化时，SO3为0.4mol/L，假设SO3完全转化成SO2和 O2时，SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/L，而反应是可逆的，不可能进行到底，故答案为B。练习：7、在一定条件下CO + H2O(g) CO2 + H2 ,反应达到平衡，且平衡时四种物质的浓度均为2mol/l，若H2O(g)的浓度再增加3mol/l，达到平衡后，CO2的浓度可能为 A、1mol/l B、3mol/l C、4mol/l D、5mol/l8、一定温度和压强下，气体X发生反应2X（g）Y（g）+3Z（g），此时平衡混合气体对相同条件下氢气的相对密度为4.25，由此可以导出气体X的相对分子质量为 A、8.5 B、16 C、17 D、34（五）构造法：即假设一种题中不存在的等效状态，再将之与另一种状态进行比较，可使问题顺利解决。例：相同条件下（T=500K）相同体积的甲、乙两容器，甲中充入1g SO2、1g O2，乙中通入2g SO2、2g O2， 下列叙述错误的是A、反应速率：乙甲 B、平衡后O2的浓度：乙甲 C、SO2的转化率：乙甲 D、平衡后SO2的体积分数：乙甲分析：2g so2 2g o21gso2 1go2构造态等效 甲 V升（状态） 2V升（状态）乙2gso2 2go2 V升（状态）由此可看出，状态相当于状态压缩（平衡正动），即乙容器中所达平衡态相当于在甲容器中所达平衡态基础上压缩后右移，故答案只有D。9、体积相同的甲乙容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应2SO2 + O2 2SO3并达平衡。在这个过程中，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的转化率为 A、等于P% B、大于P% C、小于P% D、无法判断10、已知298K时，2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)；H=在相同温度和压强下，向密闭容器中通入2molSO2 和1molO2，达到平衡放出热量为Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1molSO2 和0.5molO2,达到平衡时放出热量为Q2；则下列关系正确的是A、Q2 = Q1/2 B、Q2 Q1/2 C、 Q2 Q1 197KJ D、Q1= Q2197KJ巩固练习：1、（04汕头）在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后保持条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是A.1:5 B.1:4 C.1:3 D.1:22、某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g) 2E(g)。若开始时只充入2molE，达平衡时，混合气体的压强比开始时增大了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%3、（05江苏模拟）在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA气体和1LB气体，在一定条件下发生下列反应：3A(g)+B(g) nC(g)+2D(g)，达到平衡后，A物质的量浓度减少1/2，混合气体的平均摩尔质量增大1/8，则该反应的化学方程式中n的值为 A.4 B.3 C.2 D.14、（06广州）向反应容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应：N2+3H22NH3,达平衡时测得N2的转化率为12%，则在相同的温度和压强下，平衡时混合气体的体积是反应前的 A.94% B.92% C.88% D.76%5、（06烟台）在一定温度下，向一个容积不变的容器中，加入3molSO2和2molO2及固体催化剂，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)；H=196.6kJmol1。平衡时容器内的压强为起始时的90%。加入3molSO2和2molO2发生反应，达到平衡时放出的热量为_。保持温度不变，在相同的容器中将起始物质的物质的量改为amolSO2、bmolO2和cmolSO3（c0），欲使平衡时SO3的体积分数为2/9，O2的体积分数为3/9，则： 达到平衡时，与放出的热量_（填序号）。A.相等 B.前者小于后者 C.前者大于后者 D.无法确定a、b、c必须满足的关系是（一个用含a、c的代数式表示，另一个用含b、c的代数式表示）_。6、（04宣武）在恒温恒压和使用催化剂的条件下，已知：在容积可变的密闭容器中，充入1L含3molH2和1molN2的混合气体，反应达到平衡时有amolNH3生成，N2的转化率为b%。若在恒温、恒压和使用催化剂的条件下，在体积可变的密闭容器中充入xmolH2和ymolN2，反应达到平衡时有3amolN