2.课时跟踪检测练 21.第六章 微专题突破(四) “三段式”进行化学平衡的计算-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本高中化学讲义聚焦“三段式”化学平衡计算核心知识点，系统梳理转化率、浓度、体积分数及反应速率的计算方法，通过题组过关夯实基础、综合应用拓展思维、迁移创新提升能力，构建从具体计算到综合分析的学习支架。 该资料以分层设计为特色，题组从基础到创新逐步递进，每题均用“三段式”模型解析，培养学生科学思维中的证据推理与模型建构能力。例如结合反应过程图分析速率变化，课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺，强化平衡计算应用能力。

微专题突破(四)　“三段式”进行化学平衡的计算 (30分钟　50分) 题组过关·夯基础 题组一:转化率或浓度的计算 1.(2分)X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为 (　　) A.×100% B.×100% C.×100% D.×100% 【解析】选B。设反应达平衡时消耗Y物质的量为x mol。则: 　　　　　　　　　　X　+　2Y2Z 起始量/mol a b 0 转变量/mol x x 平衡量/mol a- b-x x 依题意可得:(a-)+(b-x)=x,x=,Y的转化率为×100%=×100%,B正确。 2.(4分)某温度下,在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g),12 s生成C的物质的量为0.8 mol(过程如图所示)。下列说法正确的是(　　) A.4 s时,A和B的浓度相等,反应建立平衡 B.0~2 s内,用A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1 C.b∶c=3∶4 D.平衡时B的转化率为40% 【解析】选D。4 s时,A和B的浓度相等,图中两曲线相交后A、B物质的量还在减少,说明还未达到平衡,故A错误;0~2 s,A的平均反应速率为= 0.15 mol·L-1·s-1,故B错误;12 s时,B物质的量改变量为0.4 mol,C生成物质的量为0.8 mol,则物质的量改变量之比等于化学计量数之比,因此化学计量数之比 b∶c=1∶2,故C错误;由图知12 s时平衡,B反应了1-0.6=0.4 (mol),转化率为 0.4 mol÷1 mol×100%=40%,D正确。 3.(4分)(双选)一定条件下,在2 L密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)。开始时充入4 mol A、6 mol B和2 mol C,在2 min末测得C的物质的量为3 mol。下列说法正确的是 (　　) A.2 min末,A的浓度为2.5 mol·L-1 B.2 min末,B的转化率为8.3% C.用C的浓度变化表示反应的平均速率为0.75 mol·L-1·min-1 D.若将容器的体积变为3 L,其他条件不变,则化学反应速率减慢 【解析】选B、D。A.在2 min末测得C的物质的量是3 mol,则C的物质的量的变化量为1 mol,根据计量系数与反应物质的量的变化量关系,A的物质的量的变化量为1.5×1 mol=1.5 mol,2 min末时A的浓度为=1.25 mol·L-1,故A错误;B.B的物质的量的变化量为0.5×1 mol=0.5 mol,2 min末,B的转化率为×100%≈8.3%,故B正确;C.用C的浓度变化表示反应的平均速率为= 0.25 mol·L-1·min-1,故C错误;D.若将容器的体积变为3 L,其他条件不变,反应体系各组分的浓度减小,化学反应速率降低,故D正确。 题组二:体积分数的计算 4.(4分)一定温度下在密闭容器中,a mol SO2和b mol O2发生反应,平衡时有c mol SO3生成,则在平衡混合气体中SO2所占的体积分数为 (　　) A. B. C. D. 【解析】选B。利用题给信息可建立以下三段式: 　　　　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 起始量(mol) a b 0 变化量(mol) c 0.5c c 平衡量(mol) a-c b-0.5c c 在平衡混合气体中SO2所占的体积分数为=,B选项符合题意。 5.(2分)在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于 (　　) A.5% B.10% C.15% D.20% 【解析】选C。根据题意可知,发生反应的氢气的物质的量为8 mol×25%=2 mol,因此可得下列“三段式”: 　　　　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 初始(mol) 2 8 0 转化(mol) 2 平衡(mol) 6 平衡时氮气的体积分数等于其物质的量分数,即为×100%≈15%,C正确。 题组三:速率与限度的计算 6.(4分)(双选)一定条件下,在体积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应过程如图所示: 下列说法正确的是 (　　) A.t1 min时,正、逆反应速率相等 B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系 C.0~8 min内,H2的平均反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 D.10~12 min内,N2的平均反应速率v(N2)=0.002 5 mol·L-1·min-1 【解析】选B、D。t1 min时,只是X和Y的物质的量相等,反应没有达到平衡状态,正、逆反应速率不相等,A错误;根据图像可知,达到平衡时X、Y的物质的量的变化量Δn(X)∶Δn(Y)=0.6 mol∶0.9 mol=2∶3,则Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系,X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系,B正确;0~8 min内,H2的平均反应速率v(H2)==0.011 25 mol·L-1·min-1,C错误;根据H2的变化量可计算出10~12 min 内N2的平均反应速率v(N2)=v(H2)=× =0.002 5 mol·L-1·min-1,D正确。 7.(4分)已知:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),现将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是 (　　) A.v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 B.z=1 C.B的转化率为25% D.C平衡时的浓度为0.5 mol·L-1 【解析】选D。2 s后A的转化率为50%,则反应的A为2 mol×50%=1 mol,则 　　　　　　　2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g) 开始(mol) 2 2 0 0 转化(mol) 1 1.5 1 0.5z 2 s后(mol) 1 0.5 1 0.5z v(C)==0.25 mol·L-1·s-1,故A错误;因反应速率之比等于化学计量数之比,由A可知,z=2,故B错误;B的转化率为×100%=75%,故C错误;C的平衡浓度==0.5 mol·L-1,故D正确。 综合应用·拓思维 8.(4分)一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示: t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 (　　) A.0~5 min用A表示的平均反应速率为0.09 mol·L-1·min-1 B.该反应在10 min后才达到平衡 C.平衡状态时,c(C)=0.6 mol·L-1 D.物质B的平衡转化率为20% 【解析】选C。v(C)===0.09 mol·L-1·min-1,同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比,3v(A)=v(C),所以v(A)=0.03 mol·L-1·min-1,A错误;15 min时n(B)=1.6 mol,消耗了2.4 mol-1.6 mol=0.8 mol,根据化学方程式可知这段时间内消耗A的物质的量为0.4 mol,所以15 min时n(A)=1.6 mol,与10 min时A的物质的量相同,说明10~15 min这段时间内反应处于平衡状态,但无法确定是10 min时达到平衡,还是10 min前已经达到平衡,B错误;根据B项分析可知平衡时消耗的B为0.8 mol,根据化学方程式可知生成C的物质的量为1.2 mol,浓度为c(C)==0.6 mol·L-1,C正确;物质B的平衡转化率为×100%≈33.3%,D错误。 9.(4分)在一定温度和催化剂的作用下,可将CO2转化为燃料CH4,该反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。300 ℃时,一定量的CO2和H2的混合气体在2 L恒容密闭容器中发生上述反应,5 min后达到平衡,此时各物质的浓度如表所示: 物质 CO2(g) H2(g) CH4(g) H2O(g) 浓度/(mol·L-1) 0.2 0.8 a 1.6 下列有关说法不正确的是 (　　) A.a=0.8,CO2(g)与H2(g)的起始物质的量之比为1∶4 B.容器内混合气体的压强不变时,则该反应达平衡状态 C.5 min内,用H2表示该反应的速率v(H2)=0.32 mol·L-1·min-1 D.增大CO2的用量,可加快正反应速率 【解析】选C。列出“三段式”(单位:mol·L-1): 　　　　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 起始量 x y 0 0 转化量 0.8 3.2 0.8 1.6 平衡量 0.2 0.8 a 1.6 由“三段式”知,a=0.8,x=1.0,y=4.0,CO2与H2的起始物质的量之比为1.0∶4.0=1∶4,故A正确;该反应为反应前后气态物质系数和不相等的可逆反应,压强恒定说明混合气体的总物质的量不变,说明该反应达平衡状态,故B正确;v(H2)===0.64 mol·L-1·min-1,故C错误;增大CO2的用量,即增大CO2的浓度,正反应速率加快,故D正确。 10.(2分)在2 L密闭容器中,把2 mol X和2 mol Y混合,发生如下反应:3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g),当反应经2 min达到平衡,测得P的浓度为0.8 mol·L-1,Q的浓度为0.4 mol·L-1,则下列判断中,不正确的是 (　　) A.n=4 B.X的转化率为60% C.X的平衡浓度为0.4 mol·L-1 D.2 min内Y的平均速率为0.4 mol·L-1·min-1 【解析】选D。据题意,可列出三段式: 　　　　　　　　　　3X(g)+Y(g)nP(g)+2Q(g) 起始浓度(mol·L-1) 1 1 0 0 转化浓度(mol·L-1) 0.6 0.2 0.8 0.4 平衡浓度(mol·L-1) 0.4 0.8 0.8 0.4 化学计量数之比等于转化量之比,则n=4,A正确;α(X)=×100%=60%,B正确;X的平衡浓度为0.4 mol·L-1,C正确;2 min内Y的平均速率为v(Y)===0.1 mol·L-1·min-1,D错误。 11.(4分)某条件下,在2 L绝热密闭容器中投入2 mol SO2和b mol O2,如图是反应体系中部分物质的物质的量随时间的变化曲线。下列有关说法正确的是 (　　) A.前10 min,v(SO3)=0.1 mol·L-1·min-1 B.反应达到平衡时,SO2的转化率为70% C.b的取值范围一定大于等于0.7 D.反应过程中温度保持不变 【解析】选B。　　　 2SO2+O2SO3 起始物质的量 2 b 0 改变物质的量 1.0 0.5 1.0 10分钟物质的量 1.0 b-0.5 1.0 10 min时,v(SO3)==0.05 (mol·L-1·min-1),A错误; 　　　　　　　 2SO2+O2　SO3 起始物质的量 2 b 0 改变物质的量 1.4 0.7 1.4 平衡物质的量 0.6 b-0.7 1.4 平衡时二氧化硫的转化率为=70%,B正确; 因为反应为可逆反应,所以氧气肯定有剩余,即b-0.7>0,则b一定大于0.7,不能等于0.7,C错误;该反应为放热反应,正向达到平衡时,温度升高,D错误。 迁移创新·提素能 12.(12分)恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13 mol,nt(NH3)=6 mol,计算a的值:__________。(3分)  提示:16。 　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 开始/mol a 0 变化/mol 3 6 t时刻/mol 13 6 在t时刻生成了6 mol NH3,消耗了3 mol N2,所以a=13+3=16。 (2)若反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8 L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量:____________________________。(3分)  提示:8 mol。n(NH3)平=×25%=8 mol。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比,下同)n始∶n平=__________。(3分)  提示:5∶4。平衡混合气体的总物质的量为n平=n(N2)平+n(H2)平+n(NH3)平==32 mol。 由化学方程式知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 开始/mol 16 b 0 转化/mol 4 12 8 平衡/mol 16-4 b-12 8 分析题意:16-4+b-12+8=32,b=24。n始∶n平=(16+24)∶32=5∶4。 (4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=__________。(3分)  提示:1∶2。平衡时,N2的转化率为×100%=25%,H2的转化率为×100%=50%,故α(N2)∶α(H2)=1∶2。 - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $