化学平衡移动解题技巧
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化学平衡计算题求解技巧
知识体系和复习重点
一、化学平衡常数(浓度平衡常数)及转化率的应用
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。
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(α):α=(或质量、浓度)
反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量×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: ;恒温、恒压时:n 1/n 2=V 1/V 2
(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:α(A)=(ax/m )×100%
C 的物质的量分数:ω(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 。
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 ,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 2
1 -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 。
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 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 。
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%。 技巧三:守恒法
1、质量守恒
例3、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 。 2、原子个数守恒
例4、加热时,N 2O 5可按下列分解:N 2O 5 N 2O 3 + O 2、N 2O 3又可按下列分解: N 2O 3 N 2O + O 2。今将 4 molN 2O 5充入一升密闭容器中,加热至 t ℃时反应达到了平衡状态。平衡时,c (O 2)= 4.5 mol/L, c (N 2O 3)= 1.62 mol/L,c (N 2O )= _______ mol/L ,此时N 2O 5的分解率为 ________。
解析:N 2O 5的起始浓度为c (N 2O 5)=L mol L
mol /414=,平衡时的气体成份及浓度为: 达平衡时的气体成份:N 2O 5 N 2O 3 N 2O O 2
平衡浓度(mol/L ) 设x 1.62 设y 4.5
由N 原子守恒:422262.12⨯=+⨯+y x
由O 原子守恒:4525.4362.15⨯=⨯++⨯+y x
解得:x = 0.94 mol/L ,y = 1.44 mol/L ,所以,c (N 2O )= 1.44 mol/L ,N 2O 5的分解率为:%5.76%100/4/94.0/4=⨯-L
mol L mol L mol 。 专练.一定温度下,反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)达到平衡时,n(SO 2):n(O 2):n(SO 3)=2:3:4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O 2)=0.8 mol ,n(SO 3)=1.4 mol ,此时SO 2的物质的量应是( )
A .0.4 mol
B .0.6 mol
C .0.8 mol
D .1.2 mol
解析:设第一次平衡时n(SO 2)、n(O 2)、n(SO 3)分别为2xmol 、3xmol 、4xmol ,第二次平衡时n(SO 2)=ymol 。
由O 元素守恒得:2x·2+3x·2+4x·3=2y +0.8×2+1.4×3……①
由S 元素守恒得:2x +4x=y +1.4……②
解得:x=0.3,y=0.4。答案:A 。
专练.一定条件下,在一密闭容器中通入一定量SO 2和O 2的混合气体,发生如下反应:
2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)+Q (Q >0)。反应达平衡后SO 2、O 2和SO 3的物质的量之比为3∶4∶6,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,O 2和SO 3的物质的量分别是1.1 mol 和2.0 mol ,此时容器内SO 2的物质的量应是( )
A . 0.7 mol
B . 0.9 mol
C . 1.1 mol
D . 1.3 mol
解析:设第一种平衡状态下O 2为x ,则SO 3为
2
3,变成第二种平衡时O 2变化量为y , 2SO 2(g )+O 2(g ) 2SO 3(g )+Q x 23x 2
3x +2y =2.0 解得: x =1.2 mol y 2y x -y =1.1 y =0.1 mol 答案:A 。
1.1
2.0
技巧四:估算法