高三专题复习等效平衡计算.docx
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高三专题复习等效平衡计算
高三复习专题:
等效平衡计算
题型一:
可逆反应在恒温恒容或恒温恒压条件下建立等效平衡的条件
【例题1】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:
N2+3H2
2NH3。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3(见下表已知项)。
在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
对下列编号①~③的状态,填写表中空白。
已知
编号
起始状态物质的量n/mol
平衡时NH3的物质的量
n/mol
N2
H2
NH3
1
4
0
a
①
6
0
②
1
③
m
g(g≥4m)
【例题2】在一个体积固定的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应
2A(g)+B(g)
3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为amol·L-1。
若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为amol·L-1的是()
A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD
【变式1】上题变为:
在一个体积可变的密闭容器中﹍﹍若维持容器压强和温度不变﹍﹍达到平衡后,C的浓度不是amol·L-1的是()
【归纳】等效平衡:
在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应从两种不同的起始状态开始反应,达到平衡后,若两种平衡体系中任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相等,则两化学平衡互称为等效平衡。
【例题3】可逆反应A(g)+B(g)
2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1molA和1molB,在某温度下达到平衡时,C的浓度是amol·L-1,体积分数为m%;若向容器中充入1molC,在同样的温度下达到平衡时,C的浓度是bmol·L-1,体积分数为n%,则m和n的关系是__________,a和b的关系是__________
【归纳】等效平衡规律:
对于可逆反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),在两种不同起始状态下反应,达平衡后互为等效平衡的条件是:
反应条件 系数关系 等效平衡条件
若m+n≠p+q 极限转化后起始投料必须完全相同
恒温恒容
若m+n=p+q 极限转化后起始投料比相同(或投料完全相同)
恒温恒压 极限转化后起始投料比相同(或投料完全相同)
题型二:
通过建立等效平衡的中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小
【例题4】体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:
2SO2+O2
2SO3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SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为()
A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断
A组基础巩固型
.恒压下,在-个可变容积的密闭容器中发生如下反应:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(g)+H2O(g)
若开始时放入2molNH3和1molCO2,达平衡后,生成amolH2O;若开始时放入xmolNH3、2molCO2和1molH2O(g),达平衡后,H2O的物质的量是3amol,则x为
A1molB2molC3molD4mol
.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是
A保持温度和容器体积不变,充入1molSO2(g)B保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3(g)
C保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g)D保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)
.在一个固定容积的密闭容器中,加入mmolA、nmolB,发生下列反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)平衡时C的浓度是wmol/L,若容器体积和温度不变,起始时放入amolA、bmolB、cmolC,若要平衡后C的浓度仍为wmol/L,则a、b、c应满足的关系是
Aa︰b︰c=m︰n︰pBa︰b=m︰n(ap/m)+c=p
C(mc/p)+a=m,(nc/p)+b=nDa=m/3,b=n/3,c=2p/3
.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:
2A(g)+B(g)
3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。
其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是
A2molCB2molA1molB和1molHe(不参加反应)
C1molB和1molCD2molA3molB和3molC
.一定温度下将amolPCl5充入一密闭容器中达到如下平衡:
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g),此时压强为P1;再向容器中通入amolPCl5,在同温下又达到平衡时的压强为P2,则下列说法中正确的是
A2P1>P2B2P1=P2C2P1<P2DP1<P2
.在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:
2NO2(g)
N2O4(g)达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数
A不变B增大C减小D无法判断
.某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:
2A(g)
B(g),在相同条件下,若分别再向容器中通入一定量的A气体或B气体,重新达到平衡后,容器内A的体积分数比原平衡时
A都增大B部减小C前者增大后者减小D前者减小后者增大
.在一定温度下,在一固定容积的密闭容器中存在着如下的平衡:
2NO2
N2O4现在维持容器温度和容积均不变的情况下,向容器中补充agNO2,待建立新的平衡时,平衡混和物中NO2的含量比原平衡状态
A增大B减小C不变D以上三种情况都有可能
.某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2
N2O4(正反应放热),达平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使混和气体平均分子量增大的是
A通入N2B通入NO2C通入N2O4D升高温度
.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是
A保持温度和容器体积不变,充入1molSO3(g)B保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3(g)
C保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g)D保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)
.某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应:
A(g)+3B(g)
2C(g)达到平衡时,测得平衡时的物质的量之比为A︰B︰C=2︰2︰1。
保持温度不变,再以2︰2︰1的体积比充入A、B和C,则
A平衡向正方向移动B平衡不移动
CC的百分含量增大DC的百分含量可能减小
.两个体积相同的密闭容器A和B,在A中充入SO2和O2各1g。
在B中充入SO2和O2各2g。
加热到相同温度时,有如下反应:
2SO2+O2
2SO3,对此反应下列说法正确的是
AA、B两容器中反应速率相等
BA、B两容器中SO2的转化百分率相等
CA、B两容器中混合气体达平衡后,各组分的百分含量相等
DA、B两容器中混合气体达平衡前后,各自的总质量相等
.将1molSO2和1molO2通入密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡,平衡体系中有SO3,此时若移走O2和molSO2,则反应达到新平衡时SO3的物质的量为
ABC小于D大于,小于
.在恒温、恒容的条件下,有反应2A(g)+2B(g)
C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。
途径Ⅰ:
A、B的起始浓度均为2mol/L;途径Ⅱ:
C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。
则以下叙述正确的是
A两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成相同
B两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同
C达平衡时,途径Ⅰ的反应速率v(A)等于途径Ⅱ的反应速率v(A)
D达平衡时,途径Ⅰ所得混合气的密度为途径Ⅱ所得混合气密度的1/2
.甲、乙两容器都发生反应2A(g)+B(g)
xC(g),两容器温度和初始压强相同。
甲容器中充入2molA和1molB,达平衡后,C在平衡混合气中的体积分数为
、物质的量为n1;乙容器中充入、和,达平衡后C在平衡混合气中的体积分数为
、物质的量为n2。
下列说法中正确的是
A若甲、乙两容器均为恒容容器,则x必等于2B若甲、乙两容器均为恒压容器,则x必等于3
C若甲为恒压容器、乙为恒容容器,且x≠3,则n1必大于n2
D若甲为恒容容器、乙为恒压容器,且x=3,则n1必大于n2
.在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行如下的反应:
H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)
已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项),在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号
(1)、
(2)、(3)的状态,填写表中的空白。
起始状态(mol)
平衡时HBr的物质的量(mol)
编号
H2
Br2
HBr
—
已知
1
2
0
a
(1)
2
4
0
(2)
1
(3)
m
n(n≥2m)
.现有起始时容积相同的甲、乙两个密闭容器,如右图所示。
(1)在甲容器中加入2mol三氧化硫,乙容器中加入2mol二氧化硫和1mol氧气,如甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,在相同的温度下(500℃)反应均达平衡。
则两容器内压强甲______乙,(填大于、小于或等于);容器内混合气体的密度甲______乙。
(2)若在两个容器中,甲中加入2mol三氧化硫,乙中加入4mol三氧化硫,起始时两容器内的温度和压强均相同,反应过程中,温度保持一定。
反应达平衡后三氧化硫的分解率甲_______乙,理由是____________________________________,若达平衡后,甲容器内三氧化硫的物质的量为amol,则乙容器中三氧化硫的物质的量________2amol。
(填,大于、小于或等于)
.已知在t℃、pkPa时,往容积可变的密闭容器中,充入2molA和1molB,此时容器的容积为VL。
保持恒温恒压,发生反应:
2A(g)+B(g)
2C(g);达到平衡时,平衡混合气体中C的体积分数为。
试回答下列有关问题:
(1)维持容器的温度和压强不变,起始时往上述容器中充入4molC,则反应达到平衡时,平衡混合气体中C的体积分数为,容器的容积为。
(2)若另选一容积固定不变的密闭容器,仍控制温度为t℃,使4molA和2molB反应。
达到平衡时,平衡混合气体中C的体积分数仍为,则该密闭容器容积为。
(3)若控制温度为t℃,另选一容积为VL的固定不变的密闭容器,往其中充入一定量的A和B,使反应达到平衡时,平衡混合气体中的C的体积分数仍为。
则充入的A和B的物质的量应满足的关系是:
an(B)<n(A)<bn(B),其中a=,b=。
(本问要求计算过程)
.如图Ⅰ,在恒压密闭容器M中加入2molA和2molB,起始时容器体积为VL,发生如下反应并达到化学平衡状态:
2A()+B()
xC(g);ΔH<0
平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为ymol。
(1)根据题中数据计算,x=_________、y=_________;
(2)如图Ⅱ,在体积为VL的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ(t0时达平衡),平衡时容器中C的物质的量为zmol。
由于反应物A、B的状态未知,则z和y的大小也不确定,请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系(仿照情形①、可不填满):
可能的情形
A、B是否为气态
z与y的大小关系
M(B)与M(C)的大小关系
(M表示摩尔质量)
A
B
①
是
不是
z=y
前面的结论与此无关
②
③
B组能力提升型
.如右图,向A充入1molX、1molY,向B中充入2molX、2molY,起始时A、B的体积相等都等于aL,在相同温度和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中各自发生下述反应,X(g)+Y(g)
2Z(g)+W(g);ΔH<0。
A保持恒压,B保持恒容,达平衡时,A的体积为。
下列说法错误的是
A反应速率:
v(B)>v(A)BA容器中X的转化率为80%
C平衡时的压强:
PB=2PAD平衡时Y体积分数:
A>B
.相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:
2X(g)+Y(g)
3W(g)+2Z(g)起始时四个容器所装X、Y的量分别为:
甲(X:
2mol,Y:
1mol)乙(X:
1mol,Y:
1mol)丙(X:
2mol,Y:
2mol)丁(X:
1mol,Y:
2mol)在相同温度下,建立平衡时,X或Y的转化率大小关系为
AX的转化率为:
甲<丙<乙<丁BX的转化率为:
甲<乙<丙<丁
CY的转化率为:
甲>丙>乙>丁DY的转化率为:
丁>乙>丙>甲
.如图用注射器(50mL或更大些的)吸入约20mLNO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞达到Ⅰ处)。
吸入气体后,将细管端用橡皮塞加以封闭。
然后把注射器的活塞往外拉到Ⅱ处。
观察当活塞反复地从Ⅱ到Ⅰ及从Ⅰ到Ⅱ时,管内混合气体颜色的变化。
ⅠⅡ
.在如图所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行如下的反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)(正反应放热)
(1)若起始温度相同,分别向三个容器中充入3molA和1molB,则达到平衡时各容器中C物质的百分含量由大到小的顺序为(填容器编号)
(2)若维持温度不变,起始时②中投入3molA、1molB;③中投入3molA、1molB和2molC,则达到平衡时,两容器中B的转化率②③(填<、>或=)
(3)若维持②③容器内温度和压强相等,起始时在②中投入3molA和1molB,在③中投入amolA和bmolB及cmolC,欲使达平衡时两容器内C的百分含量相等,则两容器中起始投料量必须满足(用含A、B、C的关系式表达):
.有a、b两个极易导热的密闭容器,a保持容积不变,b中的活塞可上下移动,以保持内外压强相等。
在相同条件下将3molA,1molB分别同时混合于a、b两容器中,发生反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)+D(g)
(1)达到平衡时,a中A的浓度为Mmol/L。
C的浓度为Nmol/L,b中A的浓度为mmol/L,C的浓度为nmol/L,则M____m;N_____n(填>、<、=、无法比较)
(2)保持温度不变,按下列配比分别充入a、b两容器,达平衡后,a中C的浓度为Nmol·L-1的是,b中C的浓度为nmo1·L-1的是。
A6molA+2molBB3molA+2molCC2molC+1molB+1molD
D2molC+1molDEC+B+1molC+D
(3)若将2molC和2molD充入a中,保持温度不变,平衡时A的浓度为Wmol·L-1,C的浓度为Ymol·L-1,则W和M,Y和N之间的关系为W___M,Y___N。
(4)保持温度不变,若将4molC和2molD充入a中,平衡时A的浓度为Rmo1·L-1,则
AR=2MBR<MCM<R<2MDR>2M
.I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:
A(g)+B(g)
C(g)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为mol。
(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=mol,y=mol。
平衡时,B的物质的量(选填一个编号)
(甲)大于2mol(乙)等于2mol
(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是。
II.若维持温度不变,在一个与
(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。
将b与
(1)小题中的a进行比较(选填一个编号)。
(甲)a<b(乙)a>b(丙)a=b(丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是。
化学平衡图像
1.分析图像型问题一般从下列方面入手:
⑴看清各坐标轴所代表的量的意义,弄清曲线所表示的是哪些量的关系;
⑵弄清曲线上点的意义,特别是某些特殊点(如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等);
⑶弄清曲线“平”与“陡”的意义,即斜率大小的意义;
⑷弄清曲线函数的增减性。
2.解题技巧:
⑴“先拐先平,数值大”:
在含量——时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大;
⑵“定一议二”:
在含量——T/P曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
即确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标的量后(通常可做一垂线),讨论横坐标与曲线的关系。
【例1】可逆反应aA(s)+bB(g)
cC(g)+dD(g);反应过程中,当其他条件不变时,某物质在混合物中的含量与温度(T)、压强(p)的关系如下图,据图分析,以下正确的是
A.T1>T2,正反应吸热
B.T1<T2,正反应放热
C.p1>p2,a+b=c+dD.p1<p2,b=c+d
【强化练习】
1.反应L(s)+aG(g)=bR(g)达到平衡时,温度和压强对该反应yP2P1
速率的影响如图所示,图中P1>P2,x轴表示温度,y轴表示平衡
混合气体中G的体积分数。
有下列判断:
①正反应是放热反应;
②正反应是吸热反应;③a>b;④a<b。
其中正确的是
A.①③B.①④C.②③D.②④x
2.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:
A(g)+3B(g)
2C(g);(正反应放热)
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Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高
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
3.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);正反应放热。
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,下列分析正确的是:
IIIIII
A.图I研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图II研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图III研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图III研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
化学计算中的方法和技巧
计算方法
原理
说明
差量法
质量差
利用物质在反应前后的质量差求解
根据物质变化前后某种量发生变化的方程式或关系式,找出所谓“理论差量”。
利用该法关键有两点:
①弄清差量的原因;②弄清差量与什么量成比例。
体积差
利用气体物质在反应前后的体积差量求解
守恒法
质量
守恒
从宏观上看,化学反应前后的质量相等
是巧妙选择化学式或溶液中某两种数(如正负化合价总数、阴阳离子所带的正负电荷总数)相等,或几个连续(或平行)的方程式前后某微粒(如离子、原子、电子)的物质的量保持不变作为解题依据。
电荷
守恒
①在电解质溶液中,由于整个溶液呈中性,所以阴、阳离子所带的电荷总量必须相等。
②在离子方程式中,反应物所带正(负)电荷总量与生成物所带正(负)电荷总量相等。
电子
守恒
在氧化还原过程中,总是存在着得电子总数等于失电子总数,在原电池和电解池中通过两极的电子数必然相等。
原子
守恒
反应前原子总数等于反应后产物以各种形式存在的总数
关系式法
粒子
守恒
从微观上看,化学反应前后同种元素的原子个数必然相等。
是计算中用来表示已知量与未知量成正比例关系的
式子。
方程式
叠加
对循环反应(前一反应的某一产物,在参加后续反应后,又再生成,使反应循环下去)将方程式相加,消去循环项。
平均值法
平均
式量
即用平均相对原子质量或相对分子质量判断物质成分或含量
是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。
它依据数学原理是:
两个数A1和A2的平均值A,A介于A1和A2之间。
应用于混合物的分析(定量、定性),常用的技巧:
十字交叉法。
平均摩电子质量
反应中平均转移1mol电子所需混合物的质量,其值介于两组分之间
平均
组成
在混合物的计算中,可以把平均组成作为中介,以此讨论可能的组成
极值法
是把所研究的对象或过程变化通过假设,推到理想的极限值,使因果关系变得十分明显,从而得出正确的判断,或者将化学问题抽象成数学的极限问题求解。
常用于求有关存在“极限值”的计算题,如某些化学平衡的计算,平行反应的计算,混合物的计算等。
估算法
是从化学原理出发,充分利用边界条件,并运用近似值、平均值、极限值、等于、大于或小于等数学方法,对化学问题的定量问题进行估量、评价、推断,从而得出正确结论的一种思维方法。
特别适用于计算型选择题,由选项结合题意判断。
参考答案
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- 专题 复习 等效 平衡 计算