化学平衡计算(带答案)Word文件下载.doc
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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-bxcxdx
A的转化率:
α(A)=(ax/m)×
C的物质的量(或体积)分数:
ω(C)=×
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( )
A.B.C.D.
解析:
设Y的转化率为X+2Y2Z
起始(mol)ab0
转化(mol)
平衡(mol)
依题意有:
+=,解得:
=。
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+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1.1VL
③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0.05VL
A、②③B、②④C、①③D、①④
A+3B2C
1322
0.05V0.15V0.1V0.1V
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) △n
2 2 1 1
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:
×
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、B、
C、D、
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。
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
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%
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%
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。
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。
(1)0.01mol·
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?
(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
0.5x
平衡量
2-x
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
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=100mL①,
N2+3H2
⇌2NH3
△V
1
3
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
x+y
②,将①带人②解得,a=10mL,
根据三段式:
N2
+3H2⇌2NH3
反应前:
x
y
体积变化
10mL
30mL
20mL
平衡:
x-10
y-30mL
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×
Vm
+2×
y
x+y−20
=9③,
由③化简有19x-7y+180=0④
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%,
H2的转化率为37.5%.
6
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