高考中化學平衡計算的十大技巧

文章編號：1005－6629(2008)01－0060－03中圖分類號：G424.74 文獻標識碼：B

化學平衡計算是高考中的熱點問題之一，此類試題，常把基本概念和基礎知識融匯在一起，具有知識聯系廣、靈活度大、隱含條件多、概念性強、思維層次高的特點。為讓同學們比較全面、快速掌握這部分知識習題的特殊解法或技巧，特對此類習題的典型解法進行歸納、總結與提升，希望對同學們的學習有所幫助。

1平衡“三段式”法

根據可逆反應方程式，列出反應物、產物各物質的初始量、變化量、平衡量，然后依據已知條件建立方程式而求解的一種方法。此方法是解決化學平衡計算問題的基本方法。

例1 在一定溫度下，將100mol N2、H2的混合氣體充入密閉的恒壓容器中反應，達平衡時，測得混合氣體的密度是反應前密度的1.25倍，平均式量為15.5，則平衡時，N2轉化的百分率為()

A．20%B．25%C．30%D．40%

［解析］設反應掉N2物質的量為x，起始N2物質的量為a，H2物質的量為b依題意：

N2 + 3H2 2NH3

起始:ab0

轉化:x3x2x

平衡: a-x b-3x2x

a+b=100a+b=1.25a+b-2x28a+2b=15.5a+b-2x 解之得:x=10mola=40molb=60mol

2 差量法

依據可逆反應中各物質的初態終態體積、物質的量或壓強的變化進行計算。差量法在解此類題中是一種常用的方法。

例2(2005年廣州試題)某溫度下，在定容密閉容器中發生如下反應： 2A(g)2B(g)+ C(g)， 若開始時只充入2molA氣體， 達平衡時， 混合氣體的壓強比起始時增大了20%， 則平衡時A的體積分數為()

A．60%B．50%C．70%D．40%

［解析］在定容的情況下，氣體的壓強與物質的量成正比，因此氣體的物質的量增多了2mol×20%=0.4 mol。

2A(g)2B(g)+C(g)△n

0.8mol0.8mol 0.4mol0.4mol

3 極限法

也稱極值法、極端假設法，就是通過找出兩個極端特征點（一是假設某反應物完全反應時，二是假設某反應物完全不反應時），來進行有關的計算和判斷。

例3(2005年紹興試題)某密閉容器中進行如下反應：X(g) +2Y(g)2Z(g)，若要使平衡時反應物總的物質的量與生成物的總物質的量相等，則X、Y的初始物質的量之比應滿足( )

4守恒法

利用平衡體系的總質量不變、某元素的原子在反應前后總的物質的量不變等物質守恒思想進行有關的計算。

例4在某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中，發生如下可逆反應： aA(g)+B(g)C(g)+ D(g)，5min后達到平衡。已知各物質的平衡濃度的關系為：[A][B] [C][D]， 若在溫度不變的情況下將容器體積擴大為原來的10倍，其A的轉化率不變，則B的轉化率為( )

A．60% B．24% C．4% D．40%

［解析］在溫度不變，擴大容器容積至原來10倍時，A的百分含量不變，說明該反應前后體積守恒，即a+1=1+1，所以a=1。

然后設B轉化的物質的量為x，依據平衡的“三段式”解法，可得到：（2-x）（3-x）=x2， 從而解得 x=1.2mol。

5 邏輯推理法

就是依據反應的邏輯進行合理的推理、估算、判斷等。

例6在一密閉容器中，用物質的量的比為1:2的A和B發生如下反應：

A(g)＋2B(g) 2C(g)，反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，則這時A的轉化率為( )

A.40% B.45%C.50%D.60%

［解析］由于反應物系數之和與生成物系數之比為3:2，因此當反應物與生成物的物質的量相等時，A的轉化率應超過50%，故選D。類似這樣的習題很多。

6恒比法

若反應物的物質的量之比與方程式中的計量數比一致，則無論反應進行到何種程度，反應物的物質的量之比恒定不變。

例7在一定條件下，把N2和H2按體積比1:3混合后通過合成塔，若從合成塔排出的混合氣體中NH3的體積占20%，則N2占的體積分數為()

A.15%B.20% C.25% D.30%

［解析］合成塔里排出的混合氣，V(N2):V(H2)也等于1:3，所以N2占的體積分數為（100%-20%）×1/4=20%。

7 熱效應法

依據的是化學反應的熱效應與參加反應的各物質的物質的量成正比。

例8(2006年武漢試題)已知在常溫常壓和催化劑存在的條件下，N2(g)和H2(g)生成2molNH3(g)放出92.4kJ的熱量。在上述條件下向密閉容器中通入1mol N2和3mol H2，達到平衡時放出熱量為Q1kJ；向另一體積相同的容器中通入0.9mol N2、2.7mol H2和0.2mol NH3，相同條件下達到平衡時放出熱量為Q2kJ.則下列關系式正確的是（）

A．2Q2=Q1=92.4 B．Q2

C．Q1

［解析］因為合成氨反應是可逆反應，1mol N2和3mol H2發生反應時不能進行得很完全，因此放出的熱量應小于92.4kJ。而若由0.9mol N2、2.7mol H2和0.2mol NH3放在一起再進行反應，由于有一部分NH3的存在而導致反應進行的程度還不如1mol N2和3mol H2進行反應的程度大，因此放出的熱量會更小一些，從而得出Q2

8 設特殊值法

例9有M、N兩個體積相同的容器，抽真空后分別放入等質量的NH4NO3和N2，然后都加熱到200℃，M中的NH4NO3分解為N2O和H2O，同時測得N容器的壓強為2×105Pa，則M容器內壓強為( )

A.2×105PaB.2.1×105Pa

C.4×105PaD.6×105Pa

［解析］可假設NH4NO3和N2的質量均為56g，依據分解反應的化學方程式（省略）可得分解后氣體的物質的量為：

9等效平衡法

“等效平衡法”也是解決平衡計算問題的一種重要的方法。

等效平衡即在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，對于同一可逆反應，不管從正反應開始，還是從逆反應開始，達到平衡時，同一物質的含量相同。包括以下兩種類型：

9.1恒溫恒容的等效平衡

(1)對于反應前后氣體體積改變的反應，若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同，則二平衡等效。

(2)對于反應前后氣體體積不變的反應，只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。

9.2恒溫恒壓的等效平衡

若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質的物質的量之比。

例10（2005江蘇高考）一定溫度下，在恒容密閉容器中發生如下反應：

2A(g) + B(g) 3C(g)， 若反應開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數為a %。其它條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數大于a %的是()

A．2mol C

B．2mol A、1mol B和1mol He（不參加反應）

C．1mol B和1 mol C

D．2mol A、3mol B和3mol C

［解析］本題是等效平衡思想的應用，還涉及定容下充入稀有氣體，以及體積分數含義的問題，有一定難度。A、B選項中B、A兩種氣體的物質的量之比為1: 2，小于題目中的2:2，平衡左移； C選項相當于只加入了5/3molB和2/3molA作為起始，原平衡右移；D選項相當于只加入了4molA和4molB作為起始，相當于原平衡不移動。答案：AB。

同類變式：（2007四川高考理綜）向某密閉容器中充入1mol CO和2mol H2O（g），發生反應：CO+H2O (g)CO2+H2。當反應達到平衡時，CO的體積分數為x。若維持容器的體積和溫度不變，起始物質按下列四種配比充入該容器中，達到平衡時CO的體積分數大于x的是()

A．0.5mol CO+2mol H2O(g)+1mol CO2+1mol H2

B．1mol CO+1mol H2O(g)+1mol CO2+1mol H2

C．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4mol H2

D．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2

答案：B

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