人教版化学选修四——化学平衡计算解题技巧.ppt

1、化学平衡专题,化学平衡计算解题技巧,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。,一、化学平衡常数及转化率的应用,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 (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： n1/n2=P1

2、/P2 ； 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。,技巧一：三步法,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 + 2Y 2Z，

3、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（ ） 解 ：设Y的转化率为 X + 2Y 2Z 起始（mol） a b 0 转化（mol） 平衡（mol） a- b-,依题意有：a- +b- =,解得：,=,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。,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，在一定条件下发生反应：A(g) +3B(g) 2C(g)，若维持温

4、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(g) + 3B(g) 2C(g) 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。,技巧二：差量法,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

5、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 mol20=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 mol0.8 mol =1.2 mol，n(总)=2.4 mol，故A的体积分数为：100=50。,技巧三：守恒法1、质量守恒,例3、a mol 与b mol 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

6、数为（ ） NH3在平衡体系中体积分数为（ ） 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 。, N2 + 3H2 2 NH3 n(减)=2,变化 c/2mol 3c/2mol cmol cmol,平衡时总量为(a+b)mol-cmol,平衡时NH3体积分数为cmol/(a+b)mol-cmol,技巧三：守恒法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

7、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 _。 解析：N2O5的起始浓度为c（N2O5）=4mol/L， 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： 由O原子守恒： 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： 。,技巧三：守恒法2、原子个数守恒,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

8、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 3。故选A。,R（g）+ 5Q（g） 4X（g） + nY（g） n(前-后) 2 5 4 n 3 -n 变化 x 5x/2 2x nx/2 （3 n）x/2 （3 n）x/2= 8(1- 87.5%) （3 n）x=2

9、n=1,2 时 x=1,2 （n,x0）,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% 解析：由题意可知：设A反应掉一半（即转化率为50%），则可推知B全部反应掉（即转化率为100%），很显然，这是不可能的，故A的转化率必小于50%。正确答案应选A。,(三段式) 设等物质的量A和B各1mol A（g） + 2B（g） 2C（g） 起始 1mol 1mol 0 变化 nmol 2nmol 2

10、nmol 平衡 1-n 1-2n 2n 建立等式 (1-n)+(1-2n) =2n n=0.4 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。,技巧六：极端假设法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 解析：保持温度不变，将容器体积增加

11、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。,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2/3molCO2，当H2O（g）改为4mol时，在上述条件下生成的CO2为（ ） A、0.60mo B、0.95mol C、1.0mol D、2.5

12、0mol 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2/3mol n（CO2 1mol。故选B。,技巧六：极端假设法2、判断生成物的量,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 B、c（Y2）= 0.9mol/L C、c（Z2）= 0.3mol/L D、c（Q2）= 0.6mol/L

13、解析：假设正向进行到底时，则生成物c（Z2）= 0.4mol/L、c（Q2）= 0.6mol/L，但此反应实为可逆反应，由此可推知：c（Z2）= 0.3mol/L可能，c（Q2）= 0.6mol/L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（X2）= 0.2mol/L、c（Y2）= 0.8mol/L，同时由于该反应的可逆性，故c（X2）= 0.15mol/L可能，而c（Y2）= 0.9mol/L是不可能的。综上所述，该题正确答案是BD。,技巧六：极端假设法3、确定平衡时各物质的浓度范围,技巧六：极端假设法,专练某密闭容器中进行如下反应： X(g)2Y(g) 2Z(g)，若要使平

14、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()A1k3 B1/4k3/2 C3k4D1/4k2/3 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：y2x=2x，即：k=x/y=1/4； 若反应物Y全部转化，据题意有：xy/2=y，即：k=x/y=3/2。 由于可逆反应的反应物不可能全部转化，故1/4k3/2。答案：B。,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

15、a与b的关系为（ ） A、a b B、a b C、a = b D、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。,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，而乙容器保持压强不变 乙容器体积减小 相

16、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,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（） A4molA + 2 molB B2molA+1molB +3molC+1molD C3molC + 1molD + 1molB D3molC + 1molD 解析：本题考查恒温恒容下的等效平衡，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

17、倒向反应物A和B，若为2 molA1 molB，则可达到等效平衡，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L。,答案：D,技巧九：等效平衡法,专练某温度下的密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g) 2E（g），若开始时只充入2 mol E(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2 mol M和1 mol N的混合气体，则达平衡时M的转化率为 （ ） A20% B.40% C.60% D.80% 设M的转化率为 。恒容等效平衡时量相等。 已知平衡 2M(g) + N(g) 2E(g)n(总)=1 起始 0 0 2 变化 0.8 0.4 0.8 20.2=0.4 平衡 0.

18、8 0.4 1.2,0.8 0.4 1.2,C,本题为恒温恒容时的等效平衡问题，解决这类问题时注意以下两个方面： （1）对于两边气体分子数不相等的可逆反应，起始量相等(或一边倒相同)，则两平衡等效平衡时的量也相等、百分含量和浓度也相等。 （2）对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，只要量之间比相等（或一边倒后量的比例对应相同），则两平衡等效平衡时的百分含量相等、物质的量和浓度不一定相等,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