微专题“三段式”法解答化学平衡计算题-2024高考化学一轮考点击破.docx

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1、微专题3 “三段式”法解答化学平衡计算题突破 核心整合“三段式”法如 ,令 、 的起始浓度分别为 、 ,达到平衡后消耗 的物质的量浓度为 。 说明：（1）反应物: （平） （始） （转）;生成物: （平） （始） （转）。（2）各物质的转化物质的量浓度之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。（3）转化率 。高考 经典再研典例 2022全国乙，28节选油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：（3） 在 、 反应条件下，将 的混合气进行 热分解反应 。平衡时混合气中 与 的分压相等， 平衡转化率为 ，平衡常数 4.76 。解析设初始时 为 ，

2、则 为 ， 转化了 ，列三段式： 平衡时 与 的分压相等，则 ， ，可得 ，则 的平衡转化率 ，平衡时， ， ，此时容器中气体总物质的量为 ，则 、 、 的分压分别为 、 、 ，代入 ，可得 。情境素材工业废气中硫化氢的回收处理与利用考查角度转化率、平衡常数的计算素养立意证据推理与模型认知变式. 资源化对环境保护具有重大意义，因此将 转化为 的技术成为科学研究的热点。 甲烷化的反应为 。在总压为 的恒温恒压密闭容器中，投入 、 进行上述反应，达到平衡后，若 的转化率和 的产率均为 ,则该反应的平衡常数 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。解析根据化学方程式列出“三段式”为：

3、 则 的物质的量分数为 ，同理 的物质的量分数为 ， 的物质的量分数为 ， 的物质的量分数为 ，则 。解题思路化学平衡相关计算的解题思维模拟 对点演习1. 2022湖南长沙第三次联考 甲烷化反应为 。在体积为 的恒温密闭容器中，通入 、 进行上述反应，达到平衡后，若 的转化率为 ，则该反应的平衡常数的计算式为 。解析在体积为 的恒温密闭容器中，通入 、 进行反应，达到平衡后，若 的转化率为 ，列“三段式”： 则该反应的平衡常数的计算式为 。2. 2022辽宁葫芦岛二模中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以 为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。 在固体催化剂表面加氢合成甲烷过

4、程中发生以下两个反应：主反应： 副反应： 时，向 恒容密闭容器中充入 和 ，初始压强为 ， 时主、副反应都达到平衡状态，测得 ，体系压强为 ，则 内， ，平衡时 选择性= （ 选择性 ，保留3位有效数字）。解析初始压强为 ， 时主、副反应都达到平衡状态，测得 ，则 的物质的量为 ，体系压强为 ，恒温恒容时压强之比等于气体物质的量之比，则反应后气体总的物质的量为 ；设主反应消耗 的物质的量为 ，副反应消耗 的物质的量为 ，则主、副反应的“三段式”为： 则有： ，解得 ， 。则 内， ，平衡时 选择性 。3. 2021辽宁大连联考甲醇水蒸气催化重整生产氢气是近年来的一个热门研究方向，某项研究表明其

5、原理是甲醇先与水蒸气反应生成 和 ， 再和 发生逆变换反应生成 和 。 向 的刚性密闭容器中充入 和 ，只发生上述、反应。测得 、 、 、 的平衡体积分数与温度关系如图所示， 的平衡体积分数极低，则图中的曲线 、 表示的物质依次是 、 。若体系在某温度下经 达平衡状态，平衡时气体的总物质的量为 ， 的物质的量为 ，则前 的甲醇的平均反应速率 0.098 ，该温度下反应的平衡常数 2.33（保留三位有效数字）。解析根据题干信息， 的平衡体积分数极低，可以认为反应中 近似完全反应，设生成的 的物质的量为 ，列“三段式”有： 只有反应有 生成，随着温度升高，反应平衡正向移动，故 、 的体积分数一直增

6、大，为曲线 或 ，有 的物质的量比 的大，故曲线 为 、曲线 为 ，而 、 的体积分数一直减小，又因为 的物质的量大于 ，故曲线 为 ， 为 。若体系在某温度下经 达平衡状态，平衡时气体的总物质的量为 ， 的物质的量为 ，根据“三段式”分析，设反应转化了 的 ，则有： 故有： ，解得： ，故前 的甲醇的平均反应速率 ，该温度下反应的平衡常数 。4. 2021贵州贵阳检测绿水青山就是金山银山，保护生态环境、建设生态文明是历史发展的需要。氮氧化物易导致酸雨、光化学烟雾等环境问题，以 为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。活性炭粉还原 。在密闭容器中投入足量活性炭粉和一定量 ，在一定温度下

7、，发生反应： ，测得 、 、 的物质的量浓度与时间关系如表所示。 4.001.00 00.501.50 00.60若 时总压强为 ，则该温度下平衡常数 2.25（保留3位有效数字，用气体分压计算平衡常数 ，气体分压=气体总压气体的物质的量分数）。解析根据题给信息，列“三段式”有 可知，若 时总压强为 ，则 ， ，故该温度下平衡常数 。5. 2021河北衡水月考催化剂存在下，在 的恒容密闭容器中充入 和 发生反应： 。反应相同时间， 的转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是 ( D )A. 升高温度， 的化学平衡常数增大B. 图中 点所示条件下，延长反应时间不能提高 的转化率C. 图中 点所示条件下，改用性能更好的催化剂能提高 的转化率D. 时， 的化学平衡常数 解析从题图可以看出，在相同的反应时间内随着温度的升高， 的转化率增大，但无法判断温度升高平衡移动的方向，故无法得出温度升高化学平衡常数增大的结论，故A错误；在 点所处条件下，反应可能没有达到平衡状态，延长反应时间，反应可能正向进行，提高 的转化率，故B错误；在 点所处条件下，不能确定反应是否达到平衡状态，改用性能更好的催化剂能加快反应速率，不一定能提高 的转化率，故C错误；根据反应列出“三段式”： 若 达到平衡， ，若 时未达到平衡， ，故D正确。