化学平衡的相关计算(三段式法)

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。