(完整版)化学平衡计算(带答案)

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：12n n ＝12P P ；恒温、恒压时：12n n ＝12

V V 4、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) a A(g)＋b B(g)c C(g) ＋d D(g)

初始 m n 0 0

变化 ax bx cx dx

平衡 m-ax n-bx cx dx

A 的转化率：α(A)＝(ax /m )×100％

C 的物质的量(或体积)分数：ω(C)＝ cx m ax n bx cx dx

-+-++×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x

A(g)+2B(g)2C(g)

起始(mol)：1 1 0

转化(mol)：1×x 2(1×x) 2(1×x)

平衡(mol)：1-x 1-2x 2x

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 解析：设Y 的转化率为α X + 2Y 2Z 起始（mol ） a b 0

转化（mol ） αb 2

1 αb αb 平衡（mol ）-a αb 21 -b αb αb

依题意有：-a αb 21+ -b αb = αb ，解得：α= %1005)(2⨯+b

b a 。故应选B 。 3．某温度下Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２之间建立起如下的平衡Ｎ２Ｏ４

2ＮＯ２，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ｘ Ｎ２Ｏ４2ＮＯ２

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 + 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（ ）

①原混合气体的体积为1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL

③反应达平衡时,气体A 消耗掉0.05VL ④反应达平衡时，气体B 消耗掉0.05V L

A 、②③

B 、②④

C 、①③

D 、①④

解析： A + 3B 2C 小V ∆

1 3

2 2

∴0.05V ∴0.15V Θ0.1V ∴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 。

5.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：2.4mol 1.2mol ×100％=50％。

守恒法

6.a mol N 2与b mol H 2混合，要一定条件下反应达到平衡，生成了c mol NH 3，则NH 3在平衡体系中质量分数为（ ）

A 、

%1001722817⨯-+c b a c B 、%10022817⨯+b

a c C 、%100⨯++c

b a

c D 、%10022834⨯+b a 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N 2和H 2混合气的总质量。即NH 3在平衡体系中的质量分数为%10022817⨯+b

a c 。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 、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 。

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5molSO 2和4molO 2，保持温度、体积不变，当反应2SO 2＋O 22SO 3达平衡时，压强为起始状态的7/9。则SO 2的转化率为( )

A ．40%

B ．50%

C ．60%

D ．80%

解析：

10.合成氨的反应N 2＋3H 22NH 3在一定条件下达到平衡，测得体系中NH 3为4mol ，起始与平衡时的压强之比为13∶8，且c(H 2)始∶c(H 2)平＝4∶1，求N 2和H 2的转化率。

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0.2mol O2，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 2 0 0

变化量x x 0.5x

平衡量2-x x 0.5x

依据气体摩尔质量M=

m

n

计算，M=

2mol×44g/mol

2-x+x+0.5x

，

x=

88-2M

0.5M

CO2的分解率=

x

2

=

44-2M

0.5M

=

88-2M

M

，

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=100mL ①，

N2+3H2 ⇌2NH3 △V

1 3

2 2

a 3a 2a

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

1

5

，

2a

x+y

=

1

5

②，将①带人②解得，a=10mL，

根据三段式：N2 +3H2⇌2NH3

反应前：x y 0

体积变化10mL 30mL 20mL

平衡：x-10 y-30mL 20mL

相同条件下，气体摩尔体积相同，设为V m，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×

x

V m

+2×

y

V m

x+y−20

V m

=9 ③，

由③化简有19x-7y+180=0 ④

由①④联立，解得x=20mL，y=80mL，

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：

30mL

80mL

×100%=37.5%，

答：H2的转化率为37.5%．