化学平衡的相关计算(三段式法)
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2014-2015学年度第一学期高二级理科化学导学案第1周编号:3 总编号:3 使用日期:主备人:周军锋审核人:班级:姓名:包组领导:3A(g)+ B(g)=== 2C(g)+ 2D(g)开始物质的量3mol 0 0转化的物质的量mol 1mol平衡时物质的量 2 mol 1mol 1 mol由D的生成量,根据方程式可计算出A、B的转化量分别为、。
所以,B的转化率为=20%。
根据平衡时A的物质的量,A的平衡浓度为2L=L。
探究案合作探究一在一个容积为3L的密闭容器里进行如下反应:反应开始时,,2min末。
(1)试用、和的浓度分别表示该反应的反应速率(2)并求出2min末的浓度合作探究二某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入 SO2和 O2,发生2SO2+O2 2SO3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.合作探究三27.将6 mol H2和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反应:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的倍。
试计算:(1)H2的反应速率是多少(2)CO的转化率为多少检测案1、在一定条件下,将22BA和两种气体通入密闭容器中,反应按22yBxA+C2进行,2秒钟后反应速率如下:)/(5.0)(2sLmolvA⋅=,)/(5.1)(2sLmolvB⋅=,)/(1)(sLmolvC⋅=,则x、y的值分别为()A.3和2 B.1和3 C.3和1 D.4和52、对于某反应X+3Y=2E+2F,在甲、乙、丙、丁四种不同条件下,分别测得反应速率为甲:m in)/(3.0⋅=LmolvX,乙:m in)/(2.1⋅=LmolvY,丙:m in)/(8.0⋅=LmolvE,丁:m in)/(9.0⋅=LmolvF。
化学平衡常数及转化率的计算(答案在最后)1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。
2.了解压强平衡常数的含义,并能进行简单计算。
考点一化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法1.分析三个量:即起始量、变化量、平衡量。
2.明确三个关系(1)对于反应物,起始量-变化量=平衡量。
(2)对于生成物,起始量+变化量=平衡量。
(3)各转化量之比等于各参加反应的物质的化学计量数之比。
3.计算模型——“三段式”法(1)步骤:书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式:如反应:m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为1L。
m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g)起始/mol a b00变化/mol mx nx px qx平衡/mol a-mx b-nx px qx【教考衔接】典例1[全国卷Ⅰ]H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。
在610K时,将0.10mol CO2与0.40mol H2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=________(保留三位有效数字)。
(2)在620K时重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2________(填“>”“<”或“=”,下同)α1,该反应的ΔH________0。
听课笔记典例2[2023·全国甲卷,28(2)]电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。
MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。
分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH,结果如下图所示。
化学平衡的有关计算一.化学平衡计算的基本模式——三段式mA + nB == pC + qD起始浓度 a b c d转化浓度X平衡浓度各物质的转化浓度之比=转化率=恒温恒容时:p1/p2=恒温恒压时: v1/v2==混合气体平均式量的计算:(A.B.C三气体混合)M= M(A)×a%+M(B)×b%+M(C)×c%(a%.c%. b%表示三种气体的体积分数或物质的量分数)或M=m总/n总例 1. X.Y.Z都是气体,反应前X.Y的物质的量之比是1:2,在一定条件下可逆反应:X+2Y==2Z达平衡时,测得反应物总得物质的量等于生成物总得物质的量,则平衡时x 的转化率为()A 80 %B 20 %C 40%D 60%练. 将2molN2和6molH2置于密闭容器中,当有25%的N2转化为NH3达到平衡,计算:(1)平衡时混合物中各组成成分的物质的量。
(2)平衡时气体的总物质的量(3)平衡时混合物中各组分的物质的量的百分含量,体积百分含量(4)平衡混合气的平均相对分子质量(5)容器中反应前后的压强比二.化学平衡题的特殊解法1. 极端法例2 在密闭容器中进行下列反应:X2(g)+Y2(g)==2Z(g) 已知X2,Y2。
Z的起始浓度分别为0.1mol/L 0.3mol/L 0.2mol/L.当反应在一定条件下达到平衡时。
各物质的浓度有可能是()A Z为0.3mol/LB Y2为0.2mol/LC X2为0.2mol/LD Z为0.4mol/L2 假设法例3在密闭容器中某反应mA(g)+nB(g) == pC(g)+qD(g) . 平衡时测得A的浓度为0.5mol/L.保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时的浓度为0.2mol/L,下列有关判断正确的是()A m+n = p+qB 平衡向正反应方向移动C B 的转化率降低D C的体积分数下降3 估算法例4 在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA(g)和1LB(g),在一定条件下发生下列反应3A(g) +B(g) == nC(g) +2D(g) 达到平衡后A物质的量浓度减小1/2.混合气体的平均摩尔质量增大1/8.则该反应的化学方程式中n的值是( )A 1B 2C 3D 44 守恒法例5. m molC2H2跟n molH2在密闭容器中反应,达到平衡时,生成p molC2H4,将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需氧气的物质的量是()A 3m+n molB 5/2m+1/2n-3p molC 3m+n+2 p molD 5/2m+1/2n mol。
化学平衡的相关计算化学平衡是指在封闭容器中,反应物发生化学反应后,反应物与生成物之间达到动态平衡的状态。
反应物和生成物之间的摩尔比例在平衡状态下是恒定的,可以通过数学方法进行计算。
其中,三段式法是一种常见的计算平衡状态下浓度变化的方法,它利用了反应物和生成物的化学方程式和初始浓度,逐步推导各个组分的浓度。
1.确定反应物和生成物:首先,根据实验条件和化学方程式,确定反应物和生成物的摩尔比例。
例如,对于A和B化学反应生成产物C和D的化学方程式:A+B→C+D在该反应中,A和B是反应物,C和D是生成物。
2.给定初始浓度:根据实验条件,确定反应物的初始浓度。
这些浓度可以以摩尔浓度、几何浓度或百分比浓度等形式给出。
假设初始浓度为[A]0和[B]0。
3.设定未知变量:根据化学方程式,设定一个未知变量x表示反应物的消耗量或生成量。
根据平衡状态下的摩尔比例,可以得到每个组分的浓度表达式:[A]=[A]0-x[B]=[B]0-x[C]=x[D]=x4.建立摩尔比例关系:根据化学方程式的摩尔比例关系,可以得到浓度之间的关系:[A]/[B]=[A]0/[B]0将表达式代入其中,得到:([A]0-x)/([B]0-x)=[A]0/[B]0通过交叉乘法展开并化简,得到:[A]0[B]0-[A]0x-[B]0x+x^2=[A]0[B]0化简后得到一个二次方程:x^2-([A]0+[B]0)x+([A]0[B]0-[A]0[B]0)=0化简后,得到二次方程为:x^2-([A]0+[B]0)x=0通过求解这个二次方程可以得到x的值。
5.计算平衡浓度:根据x的值,可以计算出反应物和生成物在达到平衡时的浓度:[A]=[A]0-x[B]=[B]0-x[C]=x[D]=x这样,就可以得到反应物和生成物在平衡状态下的浓度。
需要注意的是,三段式法只适用于浓度远小于1mol/L的反应,因为它忽略了溶液的体积变化对浓度的影响。
另外,该方法也只适用于只发生一次反应的情况,当有多个反应发生时,需要采用其他方法进行计算。
6.2.2 “三段式法”解答化学平衡计算题(1)步骤①写出有关化学平衡的化学方程式。
②确定各物质的起始、转化、平衡时的量(物质的量或物质的量浓度)。
③根据已知条件建立等式关系并做解答。
(2)方法:如m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L−1、b mol·L−1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L−1。
m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g)起始物质的量浓度(mol·L−1) a b0 0变化物质的量浓度(mol·L−1) mx nx px qx平衡物质的量浓度(mol·L−1) a−mx b−nx px qxK=()() ()()p qm npx qxa mxb nx⋅-⋅-说明:①反应物:c(平)=c(始)−c(变);生成物:c(平)=c(始)+c(变)。
②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。
某恒定温度下,在一个2 L的密闭容器中充入A气体,B气体,测得其浓度为2 mol/L和1 mol/L;且发生如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D状态未确定;反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后压强比为5∶4,则下列说法中正确的是①该反应的化学平衡常数表达式为:K=4232(C)(D)(A)(B)c c c c②此时B 的转化率为35% ③增大该体系压强,平衡向右移动,但化学平衡常数不变④增加C 的量,A 、B 转化率不变A .①②B .②③C .①④D .③④【答案】D【解析】 3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)开始(mol/L ):2 1 0 0转化(mol/L ):0.6 0.4 0.8 0.4平衡(mol/L ):1.4 0.6 0.8 0.4设平衡时气体总的物质的量浓度为x mol/L ,根据压强之比等于物质的量之比可得:12=p n p n 前后, 又因为123n n x =,故534x =,可得x =2.4,从而可知C 为固体或液体,D 为气体。
“三段式法”解化学平衡计算在化学平衡的计算中,常常要计算反应物的转化率、各组分的转化浓度、转化的物质的量、平衡浓度、平衡时物质的量等。
若在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量,能理顺关系,找出已知与未知的关系,对正确分析和解决问题有很大帮助。
[例1]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。
[分析]假设起始二氧化碳的物质的量为2mol,分解率为x2 CO2 ====2 CO + O2开始物质的量2mol 0 0转化的物质的量2x 2x x平衡物质的量2—2x 2x x根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量为88g,反应后气体的总的物质的量为(2—2x)+2x+ =2—x由摩尔质量的定义得M=88g/(2—x)mol所以x=(88—2M)/M[例2]把3molA和2.5molB混合,充入2L密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)经5秒钟反应达到平衡,生成1D,并测得C的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1,则此反应中B的转化率为,C的化学计量数x为,A的平衡浓度为。
[分析]在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)开始物质的量3mol 2.5mol 0 0转化的物质的量 1.5mol 0.5 mol 1mol反应速率0.1mol·L-1·s-1平衡时物质的量 1.5mol 2 mol 1mol 1 mol由D的生成量,根据方程式可计算出A、B的转化量分别为1.5mol 、0.5mol。
所以,B的转化率为0.5/2.5=20%。
由题意,D的反应速率为1mol/(2L·5s)=0.1mol·L-1·s-1根据C、D的平均反应速率之比等于化学计量数比,可得x=2。
2021-2021学年度第一学期高二级理科化学导学案第1周编号:3 总编号:3 使用日期:2021.9.3 主备人:周军锋审核人:班级:姓名:包组领导:3A〔g〕+ B〔g〕 === 2C〔g〕+ 2D〔g〕开始物质的量 3mol 2.5mol 0 0转化的物质的量 1.5mol 0.5 mol 1mol平衡时物质的量 1.5mol 2 mol 1mol 1 mol 由D的生成量,根据方程式可计算出A、B的转化量分别为1.5mol 、0.5mol。
所以,B的转化率为0.5/2.5=20%。
2L=0.75mol/L。
探究案合作探究一在一个容积为3L的密闭容器里进行如下反响:反响开始时,,2min末。
〔1〕试用、和的浓度分别表示该反响的反响速率〔2〕并求出2min末的浓度合作探究二某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3mol SO2和0.2mol O2,发生2SO2+O22SO3反响.5分钟后反响到达化学平衡状态,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响的化学反响速率;(2)该反响中SO2的平衡转化率.合作探究三27.将6 mol H2和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反响:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。
试计算:〔1〕H2的反响速率是多少?〔2〕CO的转化率为多少?检测案1、在一定条件下,将22BA和两种气体通入密闭容器中,反响按22yBxA+C2进行,2秒钟后反响速率如下:)/(5.0)(2sLmolvA⋅=,)/(5.1)(2sLmolvB⋅=,)/(1)(sLmolvC⋅=,那么x、y的值分别为〔〕A.3和2 B.1和3 C.3和1 D.4和52、对于某反响X+3Y=2E+2F,在甲、乙、丙、丁四种不同条件下,分别测得反响速率为甲:min)/(3.0⋅=LmolvX,乙:min)/(2.1⋅=LmolvY,丙:min)/(8.0⋅=LmolvE,丁:min)/(9.0⋅=LmolvF。
“三段式法”解化学平衡计算三段式法(The Three-Stage Method)是一种用于解决化学平衡计算问题的方法。
它是一种逐步逼近的方法,可以帮助我们求解出复杂的平衡计算问题。
下面将详细介绍三段式法的步骤和原理。
三段式法适用于已知反应物浓度以及平衡常数K,求解反应物消耗和产物生成的平衡浓度。
它将问题分为三个阶段进行求解,每个阶段的详细计算在下文中介绍。
第一阶段:假设所有反应物均未发生反应,即初始浓度为初始浓度。
根据这个假设进行平衡浓度的计算。
第二阶段:反应发生并消耗部分反应物,根据会消耗的反应物数量及计算出的平衡浓度进行推算。
第三阶段:计算所有产物生成的浓度,通过已知反应物的初始浓度和平衡浓度,以及平衡常数K的值进行计算。
接下来,我们将一步一步地演示三段式法的应用。
步骤一:列出化学方程式,鉴别反应物和产物。
例如,对于方程式aA+bB⇌cC+dD,a和b是反应物的摩尔系数,c和d是产物的摩尔系数。
步骤二:计算初始浓度。
根据实验数据或给定条件计算出反应物的初始浓度。
步骤三:计算平衡常数K。
平衡常数K可以通过实验数据或给定条件得到。
步骤四:进行第一阶段的计算。
假设所有反应物都未发生反应,计算出平衡浓度。
根据方程式中的摩尔比例关系和给定的初始浓度,可以计算出每个物质的平衡浓度。
步骤五:进行第二阶段的计算。
考虑到反应的进展,假设消耗了部分反应物。
根据消耗的反应物数量、初始浓度和已计算出的平衡浓度,可以推算出剩余的反应物浓度。
步骤六:进行第三阶段的计算。
根据已知的初始浓度、平衡浓度和平衡常数K,可以计算出所有产物的浓度。
步骤七:检查平衡。
检查计算出的浓度是否满足平衡条件,即是否满足化学方程式中的摩尔比例关系。
通过以上的步骤,我们可以使用三段式法求解化学平衡计算问题。
这种方法的优点是逐步逼近,并且能够确保计算的精度。
使用三段式法可以帮助我们理解化学平衡,并解决计算复杂平衡问题。
2014-2015学年度第一学期高二级理科化学导学案
第1周编号:3 总编号:3 使用日期:主备人:周军锋
审核人:班级:姓名:包组领导:
3A(g)+ B(g) === 2C(g)+ 2D(g)开始物质的量 3mol 0 0
转化的物质的量 mol 1mol
平衡时物质的量 2 mol 1mol 1 mol
由D的生成量,根据方程式可计算出A、B的转化量分别为、。
所以,B的转化率为=20%。
根据平衡时A的物质的量,A的平衡浓度为2L=L。
探究案合作探究一
在一个容积为3L的密闭容器里进行如下反应:
反应开始时,,2min末。
(1)试用、和的浓度分别表示该反应的反应速率(2)并求出2min末的浓度
合作探究二
某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入SO
2
和O
2
,
发生2SO
2
+O
2
2SO
3
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SO
3
的浓度变化表示该反应的化学反应速率;
(2)该反应中SO
2
的平衡转化率.
合作探究三
27.将6 mol H
2
和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反应:
2H
2(g)+CO(g) CH
3
OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的倍。
试计算:(1)H
2
的反应速率是多少(2)CO的转化率为多少
检测案1、在一定条件下,将
2
2
B
A和两种气体通入密闭容器中,反应按
2
2
yB
xA+
C
2进行,2秒钟后反应速率如下:)
/(
5.0
)
(2
s
L
mol
v
A
⋅
=,
)
/(
5.1
)
(2
s
L
mol
v
B
⋅
=,)
/(
1
)
(
s
L
mol
v
C
⋅
=,则x、y的值分别为()A.3和2 B.1和3 C.3和1 D.4和5
2、对于某反应X+3Y=2E+2F,在甲、乙、丙、丁四种不同条件下,分别测得反应速率为甲:m in)
/(
3.0⋅
=L
mol
v
X
,乙:m in)
/(
2.1⋅
=L
mol
v
Y
,丙:m in)
/(
8.0⋅
=L
mol
v
E
,丁:m in)
/(
9.0⋅
=L
mol
v
F。
则反应最快的是()
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
3、在一定条件下,向1L密闭容器中加入
2
2N
mol和
2
10H
mol,发生反应2
2
3H
N+
3
2NH,2分钟末时,测得剩余氮气为mol
1,下列有关该反应的反应速率的描述中不正确的是()
A.min)
/(
5.0
)
(2
⋅
=L
mol
v
N
B.min)
/(
5.1
)
(2
⋅
=L
mol
v
H
C.min)
/(
2
)
(2
⋅
=L
mol
v
NH
D.min)
/(
1
)
(2
⋅
=L
mol
v
N
4、把3molP和置于2L密闭容器中,发生如下反应:3P(g)+Q(g)
xM(g)+2N(g),5min后达到平衡,生成N 1mol,经测定M的平均速率是(L·min),下列叙述错误的是( )
的平均反应速率是(L·min) 的转化率是25%
的平衡浓度是1mol/L 的值为2
5、在一只密闭容器中,把气体X和气体Y相混合,在一定条件下发生了下列可逆反应:3X(g)+Y(g) xQ(g)+2R(g)
当反应达平衡时,生成,并测得Q 的浓度为L.下列叙述中正确的是( )
的值为2
的平衡浓度为L
的转化率为60%
的平衡浓度为L
6、在C 400时,将2SO 和214O mol 压入一个盛有催化剂的VL 密闭容器中进行反应(222O SO 32SO ),2分钟时容器中剩下22SO mol 和
212O mol 。
则:
(1)2分钟内生成的3SO 的物质的量是多少2SO 起始的物质的量是多少 (2)2分钟内以2SO 浓度变化表示的平均反应速率是多少以3SO 浓度变化表示的平均反应速率又是多少
7、对于反应2L(g)+3M(g) XQ(g)+3R(g),在容积为2L 的密闭容器中,将2mol 气体L 和3mol 气体M 混合,当反应经2分钟后达平衡时,生成气体R ,并测得Q 的浓度为L ,求:(1) x 的值是多少 (2) L 的转化率是多少 (3) M 的反应速率M v 是多少
学习 反思
学习 评价
自我评价:A ( )B ( )C ( )D ( ) 教师评价:A ( )B ( )C ( )D ( ) 组长评价:A ( )B ( )C ( )D ( )
评 语:。