化学平衡计算的技巧

1、化学平衡计算的技巧化学平衡的一般计算要采用平衡计算模式，模式中的三种量可用物质的量，物质的量浓度，对于气体，还可用体积。对于气体的相关计算，可涉及压强、体积、相对密度和平均相对分子量，故可用到相关规律，如压强比等于物质的量之比，气体体积比等于物质的量之比，质量守恒定律。采用求平均量的计算公式或三角正弦法等。如果已知平衡时总的物质的量或总体积，或平衡时的物质的量与初始物质的量之比，或平衡时与初始的压强之比，或平衡时的平均相对分子量，则要设未知数写出模式，列代数方程式求解。若是已知平衡时的平均相对分子量，则要根据质量守恒定律列代数式求解。 例1：在容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 mol N2O

2、3，恒温t时发生反应：N2O3(g) N2O(g)O2(g)、N2O3(g)O2(g) N2O5(g)，达平衡时，测得c(N2O5)为0.7 mol / L，c(O2)为0.5 mol / L，则 ( BD ) A. c(N2O3)0.8 mol / L B. c(N2O3)0.1 mol / L C. c(N2O)0.5 mol / L D. c(N2O)1.2 mol / L 解析： N2O3(g) N2O(g)O2(g) N2O3(g) O2(g) N2O5(g) 0 0 1.2 0 1.2 1.2 1.2 0.7 0.7 0.7 1.2 1.2 0.5 0.7 c(N2O3)(1.20

3、.7) mol / L0.1 mol / L例2：一定条件下，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：。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为346，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 )A. 0.7 molB. 0.9 mol C. 1.1 molD. 1.3 mol解析：一法：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，2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q x x x2y2.0 解得： x1.2 mol y 2y xy

4、1.1 y0.1 mol1.1 2.0可得：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q 0.9 1.2 1.80.2 0.1 0.20.7 1.1 2.0 二法：用等效平衡办法，将SO3转变为SO2和O2，使原初始量比相同。2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 3 4 6 x 1.1 2.0 ( 5 3 0 ) ( 2.0 1 0 ) x0.7 mol三法：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3( g) 2.1 0 2.1 0 1 2 2.14a 6a 1.1 2 4a 6a ，a0.32SO2(g)O2(g)

5、 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)2.7 2.1 0 2.7 2.1 01.8 0.9 1.8 2 1 20.9 1.2 1.8 0.7 1.1 2 例3：在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q达平衡后，SO2、O2、SO3的物质的量之比为324。其它条件不变，升温达到新平衡时，SO2为1.4 mol，O2为0.9 mol，则此时SO3的物质的量为 ( A ) A. 1.4 mol B. 1.6 mol C. 1.8 mol D. 2.0 mol 解法一： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2

6、SO3 (g) n 0 (mol) a b 0 a b 0 n变 (mol) 2x x 2x a1.4 b0.9n平 (mol) a2x bx 2x 1.4 0.9 b1.6 mol，a0.82.8 mol。 2SO2(g)O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) 2.8 1.6 0 n变 (mol) 1.4 0.7 1.4 n平 (mol) 1.4 0.9 1.4 解法二： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) n 0 (mol) 3a 2a 4a n变 (mol) 2x x 2x n平 (mol) 3a2x 2ax 4a-2x 由题意知，3a2x1.4，2ax0.9，联立二式得

7、：a0.4 mol，x0.1 mol，4a -2x 40.4 mol -20.1 mol1.4 mol ，故应选A。例4：体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的NH3，在相同温度下，发生反应：2NH3N23H2，并达到平衡。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NH3的转化率为p%，则乙容器中NH3的转化率为 ( C )A. 等于p%B. 小于p%C. 大于p%D. 无法确定解析：由于反应向气体分子数增多的方向进行，所以甲容器的压强会大于乙容器，不利于NH3转化为N2和H2，转化率会小些。这与2NO2N2O4恰好相反。例5：在一个容积固定的反应器中，有一可

8、左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下：A、B和C均为4.0 mol、D为6.5 mol、F为2.0 mol，设E为x mol。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写以下空白：(1) 若x4.5，则右侧反应在起始时向_(填“正反应”或“逆反应”)方向时进行，则x的最大取值应小于_。(MCE96.31)(2) 若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？_(填“相等”、“不相等”或“不能确定”)。其理由是：_。解析：(1) 正反应 7.0 提示：设

9、达平衡时E的消耗量为2a mol。 D 2E 2F 起始时： 6.5 x 2.0 平衡时： 6.5a x-2a 2.02a 因左侧反应混合物总的物质的量为12 mol，所以达平衡时，右侧反应需满足： (6.5a)(x2a)(2.02a)12 x3.5a x 2a0 x2a解之：x7.0(2) 不相等 因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。(注：凡是答成“相等”的，无论理由是否正确，此小题均为0分。对于理由，需答出“不同温度下”或“温度不同”等含义，否则此空为0分。)例6：在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反

10、应。各物质的起始加入量如下：M为2.5 mol，N为3 mol，P为0 mol，A、C、D各为0.5 mol，B为x mol。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写以下空白：若达到平衡后，测得M的转化率为75%，请填写下列空白：(1) 达到平衡后，反应器左室气体总的物质的量为 mol。(2) 若欲使右室开始时u正u逆，x的取值范围是 。(3) 若欲使右室开始时u逆u正，x的取值范围是 。答：(1) 2.5 (2) 1x2 (3) 0.5x1解析：(1)2M(g)3N(s) 2P(g) A(g) 4B(g) 2C(g)

11、D(g) 2.5 0 0.5 x 0.5 0.5 1.875 1.875 0.625 1.8750.6251.8750.5x0.50.5 x2.5(2) 当x1.0时不动。要动，x1。若0.5 mol A完全反应，平衡时A为0，则B为2 mol(最大限度)。 A(g)4B(g) 2C(g) D(g) 0.5 0.5 0.5 0.5 2 1.0 0.5 0 x 1.5 1.0 2.5x0，B的初始量应为2。由于可逆反应，B实际上不可能全部反应完，故x2。(3) 若使平衡左移，x1才行。当C耗完时， A(g) 4B(g) 2C(g) D(g) 0.5 0.5 0.5 0.25 1.0 0.5 0.

12、25 0.75 x 0 0.25 2.5x1.5，C的初始量应为0.5。由于可逆反应，C实际上不可能全部反应完，故x0.5。例7：在一定温度下，把4体积SO2和2体积O2通入一个有活塞的体积可变的容器中，活塞一端与大气相通(如图所示)。容器内发生下列反应：2SO2 (g)O2(g) 2SO3(g)热量，当反应达到平衡后，测得混合气体为5体积。(1) 保持上述温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3气体的体积，如果反应过程达到平衡时，混合气体中各物质的含量仍与上述平衡相同，那么： 若a1.5，c2.5，则b 。在此情况下，反应起始时正反应速率将 (填“大于”、“小于”或“等于

13、”)逆反应速率。 若欲使起始时逆反应速率大于正反应速率，则c的取值范围为 。(2) 在反应容器中，若起始时a、b、c值均与(1)相同，但需控制平衡时混合气体为4.5 体积，则可采取的措施是 ，原理是 。解：(1) 反应物间为系数比关系，故b0.75。此时总物质的量为1.50.752.54.755，要使之达到5，则逆反应速率应大于正反应速率，应填：小于。 由 2SO2 (g)O2(g) 2SO3(g)4.0 1.5 0.75 2.5 假设SO2和O2全由SO3生成1.5 0.75 1.5 故可得c的最大值为4。 2SO2 (g) O2(g) 2SO3(g) 1.5 0.75 w (设c的最小值为

14、w) 2x x 2x 1.52x 0.75x w2x 2.25xw2.25xw5 x2.75ww2x0 x代x于另一式中，可得3w5.5，w1.833，故可得：1.833c4。(2) 降低容器内温度；降低温度使平衡向放热反应方向移动，从而使气体体积减小。 例8：在一个固定容器的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，若达平衡时，各物质的浓度分别是：c(H2)0.5 mol / L，c(Br2)0.1 mol / L，c(HBr) 1.6 mol / L。求H2、溴蒸气可能的起绐浓度。 解析：用极限法。若开始时，c(HBr)0 mol / L，则c(H2)

15、0.5 mol / Lmol / L1.3 mol / L，c(Br2)0.1 mol / Lmol / L0.9 mol / L。若开始时c(HBr)最大，则c(Br2)0，c(H2)0.5 mol / L0.1 mol / L0.4 mol / L，故可得出：0.4 mol / Lc(H2)1.3 mol / L，0c(Br2)0.9 mol / L。 例9：将对氢气相对密度为22.4的SO2与O2的混合气56 g通入恒容密闭容器中，在427、1.0110 5Pa下反应达平衡，此平衡气密度折算成标准状况下为2.46 g / L。求达平衡时SO2的转化率。 解析：22.4244.8，2.46 g / L22.4 L