2025年高考化學一輪復習（新高考版）大單元4 第11章　熱點強化19　原子守恒法在多平衡體系計算中的應用

熱點強化19原子守恒法在多平衡體系計算中的應用原子守恒法解題的基本思路：熱點專練1.[2022·河北，16(2)②]工業(yè)上常用甲烷、水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應。Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g)Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應達平衡時，CH4(g)的轉化率為a，CO2(g)的物質的量為bmol，則反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kx＝______________________(寫出含有a、b的計算式；對于反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，Kx＝

，x為物質的量分數(shù))。其他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol，達平衡時，a＝0.90，b＝0.65，平衡體系中H2(g)的物質的量分數(shù)為_______(結果保留兩位有效數(shù)字)。0.43由已知信息知，轉化的CH4(g)為amol，剩余的CH4(g)為(1－a)mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質的量為(a－b)mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質的量為(1－a－b)mol，H2(g)的物質的量為(3a＋b)mol，則反應混合物的總物質的量為(2a＋2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質的量其他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol，達平衡時，a＝0.90，b＝0.65，則平衡時，CH4(g)為0.1mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質的量為0.25mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質的量為(5－0.90－0.65)mol＝3.45mol，H2(g)的物質的量為3.35mol，平衡混合物的總物質的量為7.8mol，平衡體系中H2(g)的物質的量分數(shù)為2.[2020·山東，18(2)]探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)

ΔH3一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為amol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為_____mol·L－1(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應Ⅲ的平衡常數(shù)為____________________。由題給反應的化學方程式可知，對于反應Ⅰ，每生成1mol甲醇的同時生成1mol水；對于反應Ⅲ，每生成1mol一氧化碳的同時生成1mol水；對于反應Ⅱ，每消耗1mol一氧化碳的同時生成1mol甲醇；由此可知，生成的水的物質的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物質的量之和，即生成水的物質的量為(a＋b)mol，即水的濃度為

由C原子個數(shù)守恒可知，平衡時混合氣體中CO2的物質的量為(1－a－b)mol，由H原子個數(shù)守恒可知，平衡時混合氣體中H2的物質的量為[3－2a－(a＋b)]mol，因此平衡常數(shù)K＝3.[2019·天津，7(5)]在1L真空密閉容器中加入amolPH4I固體，t

℃時發(fā)生如下反應：PH4I(s)

PH3(g)＋HI(g)

①4PH3(g)

P4(g)＋6H2(g)

②2HI(g)

H2(g)＋I2(g)

③達平衡時，體系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，則t

℃時反應①的平衡常數(shù)K值為_____________(用字母表示)。4.加熱N2O5時，發(fā)生以下兩個分解反應：①N2O5

N2O3＋O2，②N2O3

N2O＋O2，在2L密閉容器中充入8molN2O5，加熱到T

℃達到化學平衡時O2為9mol，N2O3為3.4mol，則在該溫度下反應①的平衡常數(shù)為A.8.5 B.9.6C.10.2 D.10.7√假設反應①生成N2O3的物質的量為xmol，反應②中消耗N2O3的物質的量為ymol，則有x－y＝3.4，x＋y＝9，解得x＝6.2，y＝2.8。則反應達到平衡時，N2O5的物質的量為8mol－6.2mol＝1.8mol，該溫度下反應①的平衡常數(shù)為

＝8.5，故選A。5.二甲醚是一種清潔能源，用水煤氣制取二甲醚的原理如下：Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)Ⅱ.2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)500K時，在2L密閉容器中充入4molCO和8molH2,4min達到平衡，平衡時CO的轉化率為80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，則：(1)0～4min，反應Ⅰ的v(H2)＝__________________。0.8mol·L－1·min－1設平衡時CO為xmol，H2為ymol，CH3OH為zmol，則CH3OCH3為2zmol，H2O為2zmol，根據(jù)：C守恒：x＋z＋2×2z＝4H守恒：2y＋4z＋6×2z＋2×2z＝2×8O守恒：x＋z＋2z＋2z＝4(2)反應Ⅱ中CH3OH的轉化率α＝______，反應Ⅰ的平衡常數(shù)K＝______。80%1.256.在催化劑作用下，可通過甲醇與烯烴的液相反應制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)，體系中同時存在如下反應：反應Ⅰ：反應Ⅱ：反應

Ⅲ：為研究上述反應體系的平衡關系，向某反應容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測得TAME的平衡轉化率為α。已知反應Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0。(1)則平衡體系中B的物質的量為_______mol，反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝________。0.9α(2)同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應Ⅰ的化學平衡將__________(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)。平衡時，A與CH3OH物質的量濃度之比c(A)∶