1、第第3232讲讲 有关化学平衡的计算有关化学平衡的计算 第第3232讲讲 有关化学平衡的计算有关化学平衡的计算 编读互动 第第3232讲讲 编读互动编读互动 化学平衡的计算主要在于反应物的转化率计算化学平衡的计算主要在于反应物的转化率计算、 产物产物 的产率的产率、百分含量百分含量、平衡浓度等的计算平衡浓度等的计算。 在本讲中在本讲中， 编者主要对化学平衡计算的基本模式编者主要对化学平衡计算的基本模式 平衡平衡“三步曲三步曲”法来求算转化率法来求算转化率、 产率产率、 百分含量等进行百分含量等进行 分析分析。 另外另外，化学平衡的计算还可以用到差量法化学平衡的计算还可以用到差量法、守恒法守恒法
2、、极限极限 法法。编者以例题形式分别呈现给读者编者以例题形式分别呈现给读者， 请特别注意学习消请特别注意学习消 化化。 精品PPT 考点整合 第第3232讲讲 考点整合考点整合 平衡计算基本模式：平衡计算基本模式： mA nB pC qD 初始量初始量 a b c d 变化量变化量 x n mx p mx q mx 平衡量平衡量 ax b n mx c p mx d q mx 第第3232讲讲 考点整合考点整合 注意注意 初始量初始量、 变化量和平衡量可以是物质的量变化量和平衡量可以是物质的量、 物质的量浓物质的量浓 度度，对于气体还可用相同条件下的体积对于气体还可用相同条件下的体积。可为具体
3、数值可为具体数值，也可为相也可为相 对量对量。对反应物而言对反应物而言，变化量为消耗量变化量为消耗量，对生成物而言对生成物而言，变化量为变化量为 增加量增加量。三种量的关系是三种量的关系是： (c平 平)反反 (c初初)反反(c变变)反反 (c平 平)生生 (c初初)生生(c变变)生生 变化量是平衡计算的关键变化量是平衡计算的关键， 因为变化量的比始终是化学方程式因为变化量的比始终是化学方程式 中各物质的化学计量数之比中各物质的化学计量数之比。 反应物的转化率反应物的转化率反应物的转化量 反应物的转化量 该反应物起始量该反应物起始量 100%。 产物的产率产物的产率 产物的实际量产物的实际量
4、该产物的理论量该产物的理论量 100%。 要点探究 第第3232讲讲 要点探究要点探究 探究点一探究点一 化学平衡计算的基本方法化学平衡计算的基本方法 1 化学平衡计算的基本模式化学平衡计算的基本模式平衡平衡“三步曲三步曲”(参见考点整参见考点整 合合) 2基本步骤基本步骤 (1)确定反应物或生成物的起始加入量。确定反应物或生成物的起始加入量。 (2)确定反应过程的变化量。确定反应过程的变化量。 (3)确定平衡量。确定平衡量。 (4)依据题干中的条件建立等式关系进行求解。依据题干中的条件建立等式关系进行求解。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 3可逆反应进行程度的描述方法可逆反应进行程度的描
5、述方法转化率、产率转化率、产率 转化率转化率反应物转化的物质的量 反应物转化的物质的量 或体积、浓度或体积、浓度 反应物起始的物质的量反应物起始的物质的量 或体积、浓度或体积、浓度 100% 产率产率 实际生成产物的物质的量实际生成产物的物质的量 或质量、气体的体积或质量、气体的体积 理论上可得到产物的物质的量理论上可得到产物的物质的量 或质量、气体的体积或质量、气体的体积 100% 4化学平衡计算中对气体定律的运用化学平衡计算中对气体定律的运用 (1)当当 T、V 恒定时，气体压强之比等于气体物质的量之比，即恒定时，气体压强之比等于气体物质的量之比，即 p 平平 p 始始 n 平平 n 始始
6、 。运用此公式可求在温度、体积不变时，平衡前后压强 。运用此公式可求在温度、体积不变时，平衡前后压强 的变化。的变化。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 (2)当当 T、p 恒定时，气体体积之比等于气体的物质的量之比，恒定时，气体体积之比等于气体的物质的量之比， 即即 V 平平 V 始始 n 平平 n 始始 。运用此公式可求温度、压强一定时，平衡前后体积 。运用此公式可求温度、压强一定时，平衡前后体积 的变化。的变化。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 例例 1 2010 开封模拟开封模拟 恒温下恒温下，将将 a mol N2与与 b mol H2的混的混 合气体通入一个固定容积的密闭容器
7、中合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应发生反应：N2(g) 3H2(g) 3(g)。 。 (1)若反应进行到某时刻若反应进行到某时刻 t 时时，n(N2)13 mol，n(NH3)6 mol， 计算计算 a_。 (2)反应达到平衡时反应达到平衡时，混合气体的体积为混合气体的体积为 716.8 L(标准状况标准状况)， 其中其中 NH3的含量的含量(体积分数体积分数)为为 25%。平衡时平衡时 NH3的物质的量为的物质的量为 _。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总的物质的量之比原混合气体与平衡混合气体的总的物质的量之比(写出最简写出最简 整数比整数比，下同下同)n始 始：n平平_。 (
8、4)原混合气中原混合气中 ab_。 (5)达到平衡时达到平衡时，N2和和 H2的转化率之比的转化率之比 (N2)(H2) _。 (6)平衡混合气中平衡混合气中，n(N2)n(H2)n(NH3)_。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 例例 1 (1)16 (2)8 mol (3)54 (4)23 (5)12 (6)332 解析解析 (1)设参加反应的设参加反应的 N2的物质的量为的物质的量为 x。 N2(g)3H2(g) 3(g) 开始时开始时(mol) a b 0 变化变化(mol) x 6 t 时时(mol) 13 6 根据上述关系根据上述关系，解得解得 x3 所以所以，ax1316 第第
9、3232讲讲 要点探究要点探究 (2)平衡时平衡时 NH3的物质的量为的物质的量为 716.8 L 22.4 L mol 125%32 mol25%8 mol (3)可利用差量法计算可利用差量法计算。设反应过程中混合气体总物质的量减少设反应过程中混合气体总物质的量减少 y。 N2(g)3H2(g) 3(g) n 1 3 2 2 8 mol y 解得解得 y8 mol 所以所以，原混合气体总的物质的量为原混合气体总的物质的量为 716.8 L 22.4 L mol 1 8 mol40 mol。 原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为 403254。 (4
10、)前面已计算出原混合气体中前面已计算出原混合气体中 a16，所以所以 H2的物质的量的物质的量 b 401624。所以所以 ab162423。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 (5)反应过程中各物质的物质的量如下反应过程中各物质的物质的量如下： N2(g)3H2(g) 3(g) 开始时开始时(mol) 16 24 转化转化(mol) 4 12 8 平衡时平衡时(mol) 12 12 8 可以计算出可以计算出，N2和和 H2的转化率之比的转化率之比 (N2)(H2) 4 16 12 24 12。 (6) 根 据 第根 据 第 (5) 小 题 中 的 数 据小 题 中 的 数 据 ， 平 衡
11、混 合 气 中平 衡 混 合 气 中 ， n(N2)n(H2)n(NH3)12128332。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查化学平衡的基本计算本题考查化学平衡的基本计算。在讲解时在讲解时，关关 键是要让学生学会解答此类问题的基本方法键是要让学生学会解答此类问题的基本方法， 明确解题的三明确解题的三 大步大步：(1)写出化学方程式写出化学方程式；(2)列出开始反应与平衡时的各列出开始反应与平衡时的各 物质的物质的量或浓度物质的物质的量或浓度；(3)依据题意列方程求解依据题意列方程求解。用化学用化学 平衡计算的基本格式平衡计算的基本格式三态分析法进行计算获得结果三态分析法进
12、行计算获得结果。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 在一定条件下在一定条件下，1 mol N2和和 3 mol H2混合后反应混合后反应， 达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的 5 倍倍，则氮则氮 气的转化率为气的转化率为( ) A20% B30% C40% D50% 第第3232讲讲 要点探究要点探究 变变式题式题 B 设达到平衡时氮气转化的物质的量为设达到平衡时氮气转化的物质的量为 x。 N2 3H2 3 起始起始/mol 1 3 0 转化转化/mol x 3x 2x 平衡平衡/mol 1x 33x 2x n总 总1 molx3 m
13、ol3x2x4 mol2x， m总 总28 g mol 1 1 mol2 g mol 1 3 mol34 g，故故 Mm 总总 n总 总 34 g 4 mol2x 5M(H2)10 g mol 1， ，x0.3 mol， 即即 (N2)30%。 第第3232讲讲 要点探究要点探究 探究点二探究点二 差量法和守恒法在化学平衡计算中的应用差量法和守恒法在化学平衡计算中的应用 例例 2 在在 6 L 的密闭容器的密闭容器，放入放入 3 L X(g)和和 2 L Y(g)，发生反发生反 应应 4X(g)3Y(g)(g)nR(g)，平衡后平衡后，容器内温度不变容器内温度不变， 混合气体压强增加混合气体压
14、强增加 5%，X 浓度减少了浓度减少了1 3， ，求求 n 的值的值。 例例 2 n6 第第3232讲讲 要点探究要点探究 例例 3 将固体将固体 NH4Br 置于密闭容器置于密闭容器，在某温度下发生如下反在某温度下发生如下反 应应： NH4Br=NH3HBr 2 H2 达平衡时达平衡时 c(H2)0.5 mol L 1， ，c(HBr)4 mol L 1， ，则则 c(NH3)_mol L 1。 。 例例 3 5 解析解析 NH4BrNH3HBr 完全反应，完全反应， 2 H2是可是可 逆反应，逆反应，HBr 部分分解。部分分解。c(NH3)应与应与 HBr 未分解时的量相同。根未分解时的量
15、相同。根 据溴元素守恒，据溴元素守恒，HBr 未分解时未分解时 c(HBr)4 mol L 1 2c(Br2)。根据。根据 2 H2，则，则 c(Br2)c(H2)，所以：，所以： c(HBr)4 mol L 1 2c(H2)4 mol L 1 20.5 mol L 1 5 mol L 1。即平衡时 。即平衡时 c(NH3)5 mol L 1。 。 备用习题 第第3232讲讲 备用习题备用习题 2011 临 沂 模 拟临 沂 模 拟 已 知 在 一 定 条 件 下 有已 知 在 一 定 条 件 下 有 CO(g) H2O(g) 2(g) H2(g)，在某一容积为在某一容积为 2 L 的密闭容器
16、的密闭容器 内内，加入加入 0.2 mol 的的 CO 和和 0.2 mol 的的 H2O，在催化剂存在在催化剂存在 的 条 件 下的 条 件 下 ， 高 温 加 热高 温 加 热 ， 发 生 如 下 反 应发 生 如 下 反 应 ： CO(g) H2O(g) 2(g) H2(g)； Ha kJ/mol， 反应达平衡后反应达平衡后， 测得测得 c(CO)c(CO2)32，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A反应放出的热量为反应放出的热量为 0.04a kJ B平衡时平衡时 H2O 的转化率为的转化率为 40% C若将容器的体积压缩为若将容器的体积压缩为 1 L，有利于该反应平衡正有利于该
17、反应平衡正 向移动向移动 D判断该反应达到平衡的依据是判断该反应达到平衡的依据是 CO、H2O、CO2、 H2的浓度都相等的浓度都相等 第第3232讲讲 备用习题备用习题 解析解析 B A 项项： CO(g)H2O(g) 2(g) H2(g) 开始开始(mol): 0.2 0.2 反应反应(mol): a a a a 平衡平衡(mol): 0.2a 0.2a a a (0.2a) a32，解得解得：a0.08 A 项项，反应放出的热量为反应放出的热量为 0.08a kJ；B 项项，平衡时平衡时 H2O 的转的转 化率为化率为 0.08 0.240%；C 项项，该反应前后气体系数相等该反应前后气体系数相等，压强压强 改变改变，该平衡不移动该平衡不移动；D 项项， CO、H2O、CO2、H2的浓度都相的浓度都相 等时等时，不一定是平衡状态不一定是平衡状态。
