化学平衡移动解题技巧

化学平衡计算专题 教师版 第 1 页 共 8 页 化学平衡计算题求解技巧 知识体系和复习重点知识体系和复习重点 一 化学一 化学平衡常数 浓度平衡常数 及转化率的应用平衡常数 浓度平衡常数 及转化率的应用 1 化学平衡常数 1 化学平衡常数的数学表达式 2 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 2 有关化学平衡的基本计算 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 100 或质量 浓度 反应物起始的物质的量 或质量 浓度 反应物转化的物质的量 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 n1 n2 V1 V2 4 计算模式 三段式 浓度 或物质的量 aA g bB g cC g dD g 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m ax n bx cx dx A 的转化率 A ax m 100 C 的物质的量分数 C 100 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 mol L 也可用 L 例 1 X Y Z 为三种气体 把 a mol X 和 b mol Y 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 100 5 ba 100 5 2 b ba 100 5 2 ba 100 5 a ba 解析 设 Y 的转化率为 X 2Y 2Z 起始 mol a b 0 转化 mol b 2 1 b b 平衡 mol a b 2 1 b b b 依题意有 解得 故应选 B a b 2 1 b b b 100 5 2 b ba 化学平衡计算专题 教师版 第 2 页 共 8 页 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 V L 其中 C 气体的体积占 10 下列推 断正确的是 原混合气体的体积为 1 2VL 原混合气体的体积为 1 1VL 反应达平衡时 气体 A 消耗掉 0 05VL 反应达平衡时 气体 B 消耗掉 0 05V L A B C D 解析 A 3B 2C 小 V 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 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 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 2 4mol 1 2mol 技巧三 守恒法 1 质量守恒 例 3 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 100 17228 17 cba c 100 228 17 ba c C D 100 cba c 100 228 34 ba c 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 100 228 17 ba c 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 4 molN2O5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 5 mol L c N2O3 1 62 mol L c N2O mol L 此时 N2O5的分解率为 化学平衡计算专题 教师版 第 3 页 共 8 页 解析 N2O5的起始浓度为 c N2O5 平衡时的气体成份及浓度为 Lmol L mol 4 1 4 达平衡时的气体成份 N2O5 N2O3 N2O O2 平衡浓度 mol L 设 x 1 62 设 y 4 5 由 N 原子守恒 422262 1 2 yx 由 O 原子守恒 4525 4362 1 5 yx 解得 x 0 94 mol L y 1 44 mol L 所以 c N2O 1 44 mol L N2O5的分解率为 5 76 100 4 94 0 4 Lmol LmolLmol 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 8 mol n SO3 1 4 mol 此时 SO2的物质的量应是 A 0 4 mol B 0 6 mol C 0 8 mol D 1 2 mol 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 由 S 元素守恒得 2x 4x y 1 4 解得 x 0 3 y 0 4 答案 A 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 1 1 mol 和 2 0 mol 此时容 器内 SO2的物质的量应是 A 0 7 molB 0 9 mol C 1 1 molD 1 3 mol 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 2 3 2SO2 g O2 g 2SO3 g Q x x x 2y 2 0 解得 x 1 2 mol 2 3 2 3 y 2y x y 1 1 y 0 1 mol 答案 A 化学平衡计算专题 教师版 第 4 页 共 8 页 1 1 2 0 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 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 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 60 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 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 3 2 述条件下生成的 CO2为 A 0 60mol B 0 95mol C 1 0mol D 2 50mol 解析 假设反应向正向进行到底 由于 CO 仍为 1mol 故生成的 CO2才为 1mol 但由于反应的可 逆性 这是不可能的 所以 mol n CO2 b B a b 的结论 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 2 SO2 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 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 NO2 1mol NO2 2mol NO2 2mol 化学平衡计算专题 教师版 第 6 页 共 8 页 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 SO2的转化率大 故本题应选 B 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 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 则 x 值为 A 只能为 2 B 只能为 3 C 可能是 2 也可能是 3 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 类恒温恒容 若 m n p q 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 若 m n p q 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 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 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 3 即系数不等 二是 x 3 即系数相等 若 x 3 2A g B g xC g 2 1 0 0 6 0 3 1 4 极限换算 0 x 8 2 6 0 x 4 1 3 0 依题意可得 2 x 8 2 6 0 1 解得 x 2 符合题意 x 4 1 3 0 若 X 3 时 则 4 6 2 3 2 1 x 8 2 6 0 x 4 1 3 0 3 8 2 6 0 3 4 1 3 0 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 2 molA 和 1 molB 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 2 molB B 2molA 1molB 3molC 1molD C 3molC 1molD 1molB D 3molC 1molD 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 2 molA 1 molB 则可达到等效平衡 达平衡后 C 的浓度仍为 化学平衡计算专题 教师版 第 7 页 共 8 页 Wmol L A 选项 因 A B 投料是原来的 2 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 Wmol L B 选项 把 3molC 1molD 倒向反应物 则反应物的物质的量也是 4molA 2 molB 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 Wmol L C 选项 把 3molC 1molD 倒向 反应物 相当于投入 2 molA 和 2 molB 与起始投入 2 molA 和 1 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 Wmol L D 选项 把 3molC 1molD 倒向左边 恰好相当于 2 molA 1 molB 与原平衡的起始投料相同 达平衡后 C 的浓度仍为 Wmol L 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 13 在一定条件下 A2 B2 2C 达到平衡状态时 测得 c A2 0 5 mol L c B2 0 1mol L c C 1 6 mol 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 解析 1 A2 B2 2C 起始浓度 mol L a b c 平衡浓度 0 5 0 1 1 6 若反应从正向开始 则转化浓度 A2 B