化学平衡计算(带答案)

1化学平衡计算一、有关概念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(α)：α＝()()反应物转化的物质的量或质量反应物起始的物质的量或质量、浓度、浓度×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：12nn＝12PP；恒温、恒压时：12nn＝12VV4、混合气体平均分子量的数学表达式＝Ｍ１×Ｖ１％＋Ｍ２×Ｖ２％＋Ｍ３×Ｖ３％＋…式中表示混合气体的平均分子量。Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３分别表示混合气体中各组分的相对分子质量。Ｖ１％，Ｖ２％，Ｖ３％分别表示混合气体中各组分的体积分数。在相同条件下，气体的体积分数等于气体的物质的量分数（组分气体的物质的量与混合气体总物质的量之比）5、标三量法化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出初始量、变化量、平衡量。这里的量可以是物质的量、物质的量的浓度、体积等。计算模板：浓度(或物质的量)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)初始mn00变化axbxcxdx平衡m-axn-bxcxdxA的转化率：α(A)＝(ax/m)×100％C的物质的量(或体积)分数：ω(C)＝ cxmaxnbxcxdx×100％二、强化练习1．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%【答案】A【解析】设A、B起始物质的量都为1mol，A的转化率为xA(g)+2B(g)2C(g)起始(mol)：110转化(mol)：1×x2(1×x)2(1×x)平衡(mol)：1-x1-2x2x平衡时A和B的物质的量之和与C的物质的量相等：(1-x)＋(1-2x)＝2x，解得x=0.4。2.X、Y、Z为三种气体，把amolX和bmolY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()2A．%1005baB．%1005)(2bbaC．%1005)(2baD．%1005)(aba解析：设Y的转化率为X+2Y2Z起始（mol）ab0转化（mol）b21bb平衡（mol）ab21bbb依题意有：ab21+bb=b，解得：=%1005)(2bba。故应选B。3．某温度下Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２之间建立起如下的平衡Ｎ２Ｏ４2ＮＯ２，测得平衡混合物对空气的相对密度为2．644，求Ｎ２Ｏ４的分解率。解：设Ｎ２Ｏ４的起始物质的量为1转化了的Ｎ２Ｏ４物质的量为ｘＮ２Ｏ４2ＮＯ２起始物质的量10转化物质的量ｘ2ｘ平衡物质的量1－ｘ2ｘ平衡时混合气体的总物质的量为ｎ总＝1－ｘ＋2ｘ＝1＋ｘ∵＝29·Ｄ＝29×2．644＝76．68已知Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２的相对分子质量分别为92，46，则有：76．68＝（92×（1－ｘ）＋46×2ｘ／1＋ｘ）解得ｘ＝0．2ｍｏｌ∴Ｎ２Ｏ４的分解率为：（0．2／1）×100％＝20％答：Ｎ２Ｏ４的分解率为20％。差量法4.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+3B2C，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10%，下列推断正确的是（）①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL③反应达平衡时,气体A消耗掉0.05VL④反应达平衡时，气体B消耗掉0.05VLA、②③B、②④C、①③D、①④解析：A+3B2C小V1322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。35.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2molA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2mol×20％=0.4mol，即平衡时气体的物质的量变为2.4mol。2A(g)2B(g)+C(g)△n2211变化0.8mol0.4mol平衡时，n(A)=2mol－0.8mol=1.2mol，n(总)=2.4mol，故A的体积分数为：2.4mol1.2mol×100％=50％。守恒法6.amolN2与bmolH2混合，要一定条件下反应达到平衡，生成了cmolNH3，则NH3在平衡体系中质量分数为（）A、%1001722817cbacB、%10022817bacC、%100cbacD、%10022834bac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%10022817bac。故本题应选B。估算法7.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、2B、3C、4D、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+54+n，即n3。故选A。8.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，经5min后，测得c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1。则A的转化率为()A．40%B．50%C．60%D．70%解析：9.在一密闭容器中，充入5molSO2和4molO2，保持温度、体积不变，当反应2SO2＋O22SO3达平衡时，压强为起始状态的7/9。则SO2的转化率为()A．40%B．50%C．60%D．80%解析：10.合成氨的反应N2＋3H22NH3在一定条件下达到平衡，测得体系中NH3为4mol，起始与平衡时的压强之比为13∶8，且c(H2)始∶c(H2)平＝4∶1，求N2和H2的转化率。4解析：N2的转化率83.3%N2和H2的转化率75%11.某温度下，在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3molSO2和0.2molO2，发生2SO2＋O22SO3反应。5分钟后反应达到化学平衡状态，测得容器中气体压强变为原来的90%。求(1)以SO3的浓度变化表示该反应的化学反应速率。(2)该反应中SO2的平衡转化率。解析：(1)0.01mol·L-1·min-1(2)33.3%12.在2L的密闭容器中,充入1molN2和3molH2，进行如下反应：N2＋3H22NH3，2分钟后达到平衡状态，相同温度下，测得平衡时混合气体的压强比反应前混合气体的压强减小了1/10。试计算：(1)平衡时混合气体中H2的体积分数是多少？(2)N2的转化率为多少？解析：(1)66.7%(2)20%13.在一定条件下已测得反应2CO2====2CO+O2其平衡体系的平均相对分子质量为M，则在此条件下二氧化碳的分解率为。(88-2M)/M解答：解：设二氧化碳起始量为2mol，转化物质的量为x，2CO2?2CO+O2起始量200变化量xx0.5x平衡量2-xx0.5x依据气体摩尔质量M=5mn计算，M=2mol×44g/mol2-x+x+0.5x，x=88-2M0.5MCO2的分解率=x2=44-2M0.5M=88-2MM，故选B．14.在一定条件下，将N2、H2混合气体100mL通人密闭容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小1/5，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求：⑴原混合气中N2、H2各多少毫升？⑵H2的转化率是多少？（1）设原混合气体中N2的体积为x，H2的体积为y，反应中转化的N2的体积为a，则x+y=100mL①，N2+3H2⇌2NH3△V13226a3a2a反应后气体的体积减小了2a，根据容器内的压强比反应前减少1/5，则达到平衡状态时气体的物质的量比反应前减少了15，2ax+y=15②，将①带人②解得，a=10mL，根据三段式：N2+3H2⇌2NH3反应前：xy0体积变化10mL30mL20mL平衡：x-10y-30mL20mL相同条件下，气体摩尔体积相同，设为Vm，根据质量守恒定律及反应后气体的体积可得，混合气体的平均分子量为：28×xVm+2×yVmx+y−20Vm=9③，由③化简有19x-7y+180=0④由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，7答：原混和气体中有N220mL，H280mL；（2）反应消耗10mL氮气，同时消耗了30mL氢气，所以氢气的转化率为：30mL80mL×100%=37.5%，答：H2的转化率为37.5%．