有关化学平衡的计算

有关化学平衡的计算

一. 化学平衡计算公式

对于可逆反应：

1、各物质的变化量之比＝方程式中相应系数比

2、反应物的平衡量＝起始量－消耗量生成物的平衡量＝起始量＋增加量

表示为（设反应正向进行）：

起始量（mol） a b c d

变化量（mol）x（耗）

（耗）（增）（增）

平衡量（mol）

3、反应达平衡时，反应物A（或B）的平衡转化率（%）

说明：计算式中反应物各个量的单位可以是mol/L、mol，对于气体来说还可以是L或mL，但必须注意保持分子、分母中单位的一致性。

4、阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的三个重要推论。

①恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的总压强与其总物质的量成正比。

②恒温、恒压时：，即任何时刻反应混合气体的总体积与其总物质的量成正比。

③恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的密度与其反应混合气体的平均相对分子质量成正比。

5、混合气体的密度

6、混合气体的平均相对分子质量的计算。

①其中M（A）、M（B）……分别是气体A、B……的相对分子质量；a%、b%……分别是气体A、B……的体积（或摩尔）分数。

②

7、化学平衡计算的技巧性较强，在平时的学习过程中要加强解题方法的训练，力争一题多解。解题中常用的方法有：①差量法②极端假设法③守恒法④估算法等。

练习

1 0.02molCO与0.02mol水蒸气在2L密闭容器里加热至1200℃经2min达平衡，生成CO2和H2，已知V（CO）=0.003mol／（L·min），求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。

2 一定条件下，在密闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时，混合气中氨占25％（体积比），若混合前有100mol N2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。

3. X 、Y 、Z 为三种气体。把a molX 和b molY 充入一密闭容器中。发生反应X ＋2Y 2Z ，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.%1005⨯+b a

B.%1005)

(2⨯+b

b a C.

%1005)(2⨯+b a D. %1005⨯+a

b

a 4.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO 2和O 2，在相同温度下发生反应：2 SO 2+O 2 2 SO 3，

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SO 2的转化率为p%，则乙容器中SO 2的转化率 ( )

A. 等于p%

B.大于p%

C.小于p%

D.无法判断

5、.在容积为2 L 的密闭容器中，有反应m A(g)+n

B(g) p C(g) +q D(g)，经过5 min 达到平衡，此时各

物质的变化为A 物质的量浓度减少a mol·L －1，B 的平均反应速率v (B)=a /15 mol·L －1·min －

1，C 增加2a /3 mol·L －1

，这时若增加系统压强，发现A 与C 的百分含量不变，则m ∶n ∶p ∶q 为（ ）。 A.3∶1∶2∶2 B.1∶3∶2∶2 C.1∶3∶2∶1 D.1∶1∶1∶1 6. 在可逆反应

C+D 中，A 、B 、C 、D 均为气态物质。已知：起始浓度A 为5 mol ·L -1，B 为3 mol ·L -1，C 的反应速率为0.5 mol ·L -1·min -1;反应开始至达平衡需2 min ，平衡时D 的浓度为0.5 mol ·L -1，关于此反应的下列说法中，正确的是(B )

A. A 和B 的平衡浓度之比为5∶3

B.x =1

C.B 的平衡浓度为1.5 mol ·L -1

D.A 的转化率为20%

7．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g) 2C(g)(正反应为放热反应)；某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误．．．．的是 A ．图I 研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化 剂效率较高

B ．图I 研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高

C ．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高

D ．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催

化剂效率较高 8．反应2A(g)B(g)+x C(g)，在一定条件下达到平衡时，密闭容器内的压强增大了p%，测得A 的转化率为p%，则x 的值为 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4

9. 在5L 的密闭容器中充入2molA 气体和1molB 气体，在一定条件下发生反应：

2A(g) + B(g) 2C(g)达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的6

5，则A 的转化率为

10. 下图是可逆反应A+2B

的化学反应速率和化学平衡随外界条件改变而变化的情况。由图可推断(1)正反应是 反应。

(2)若A 、B 是气体，则C 的状态是 ，D 的状态是 。 11.反应

B(g) +2C(g)在一定条件下达到平衡时，密闭容器内的压强增大了30%，A 转化了20%，则x = 。

时间

加压

9.(1)放热；(2)气态，非气态10.3

难点8——可逆反应2NO

O4的特殊性

1.对反应2NO 2(g)N2O4(g)，在一定条件下达到平衡，在温度不变时，欲使c(NO2)／c(N2O4)的比值增大，应采取的措施是( )

A.体积不变，增加NO2的物质的量

B.体积不变，增加N2O4的物质的量

C.使体积增大到原来的2倍

D.充入N2，保持压强不变

【思路点拨】根据等同平衡原理，相同条件下向容器中充入2molNO2和充入1mol的N2O4达到的平衡是相同的。也就是说，反应2NO 2(g)N2O4(g)的任一平衡状态都可以理解为从一定量NO2或N2O4开始反应建立的。所以在体积不变的情况下，向某一平衡体系中充入NO2或N2O4都可以等效设计为向平衡体系中充入一定量的相同的平衡混合气体，其效果都相当于加大压强。因为加压使平衡右移，所以c(NO2)／c(N2O4)的比值减小。

保持压强不变充入N2，容器体积增大，相当于容器减压，平衡左移，所以c(NO2)／c(N2O4)的比值增大。【解答】CD

【解法指要】加入NO2，平衡向正反应方向移动；加入N2O4，平衡向逆反应方向移动。但两者移动的结果却是相同的，都相当于加压。这是由反应的特殊性决定的。

2.(河南高考大综合)恒温恒压下，在容积可变的器皿中，反应2NO 2(g)N2O4(g) 达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数( )

A.不变

B.增大

C.减小

D.无法判断

【思路点拨】根据等同平衡原理，恒温恒压下，无论向容积可变的器皿中加入多少NO2，达到平衡时，N2O4的体积分数都相等。所以可以将过程等效设计为：先将平衡后通入的一定量NO2置于另一个相同条件下的容器中达到相同的平衡，再将它与原平衡混合气体混合，由于是恒压，所以混合时平衡不移动，N2O4的体积分数不变。

注意：不能教条地认为加入NO2，平衡右移，N2O4的体积分数一定增大。事实上平衡右移，只不过是让加入的这部分NO2也达到与原平衡相同的平衡罢了。

【解答】A

【解法指要】用上述方法还可以证明：恒温、恒压条件下向平衡体系中加入一定量的N2O4或NO2和N2O4的混合物，达到新的平衡后，NO2和N2O4的体积分数不变，浓度也不变。

◆难点解说：可逆反应2NO 2(g)N2O4(g)的反应物和生成物都只有一种，所以有关它的化学平衡问题有一些特殊性。

首先我们来证明：在一定温度下，任意量的NO2或N2O4或NO2和N2O4的混合气，都可以建立相同的平衡。证明过程如下：

①一定温度下，假设1molNO2在V L容器中达到某一平衡，则n mol在nV L容器一定达到同一平衡。即任意量的NO2可以在建立相同的平衡(容器的容积可以不同)。同理，任意量的N2O4可以建立相同的平衡。

②相同条件下，2molNO2和1mol的N2O4达到的平衡是相同的，所以任意量的NO2和N2O4可以建立相同的平衡。

③NO2和N2O4的混合气体，无论其总量的多少，也无论NO2和N2O4的体积比是多少，都可以理解成NO2和N2O4分别单独建立相同的平衡后再混合。所以任意量的NO2和N2O4的混合气体可以建立相同的平衡。

根据上述结论，向某一平衡体系中加入任意量的NO2或N2O4或NO2和N2O4的混合气体的问题，都可以转换成加入不同量的相同平衡混合气体问题了。若在恒温恒容条件下，就相当于原平衡加压；若在恒温恒压条件下，就相当于原平衡混合物的量增大。

在理解上述两个“相当于”时要注意，它们都是指的反应结果，而不是实际反应过程。例如，恒温恒容条件下，平衡体系中加入N2O4的实际反应过程是平衡向生成NO2的方向移动，即有一部分N2O4转化成NO2了；而反应的结果却相当于平衡向生成N2O4的方向移动，因为转化成NO2的N2O4所占的比例比原来小，N2O4在混合物中的百分含量反而增大了。这两者并不矛盾。