可逆反应达到化学平衡时
高中化学可逆反应达到平衡状态的标志及判断
高中化学可逆反应达到平衡状态的标志及判断在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态,叫化学平衡状态。
其特点有:(1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)“等”:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即:v(正)=v(逆)。
(3)“动”:v(正)=v(逆)≠0(4)“定”:平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。
(5)“变”:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
(6)“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同的,即同一平衡状态。
可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下:以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例:一、直接标志:①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与A的生成速率相等,A消耗速率与C的消耗速率之比等于m:p;②反应体系中各物质的百分含量保持不变。
二、间接标志:①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m+n≠p+q);②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
对于密闭容器中的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否达到平衡还可以归纳如下表:【例题1】可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部解析:①单位时间内生成nmolO2必消耗2nmolNO2,而生成2nmolNO2时,必消耗nmolO2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色的气体颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V≠0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的量不变,该反应△V≠0,能说明该反应达到平衡。
高考化学:可逆反应与化学平衡状态(重点)
高考化学:可逆反应与化学平衡状态(重点)当我第一遍读一本好书的时候,我仿佛觉得找到了一个朋友;当我再一次读这本书的时候,仿佛又和老朋友重逢。
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让我们一起到学习啦一起学习吧!高考化学:可逆反应与化学平衡状态(重点)1.化学平衡研究的对象——可逆反应(1)在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,称为可逆反应。
在可逆反应中使用“”。
可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应,对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。
(2)特点:三同一小①三同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行;c.反应物与生成物同时存在。
②一小:任一组分的转化率都小于100%。
2.化学平衡状态一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
1掌握3个步骤(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。
(2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量,哪些是未知量,按“三段式”列出。
(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。
2用好3种思路(1)巧设未知数:具体题目要具体分析,灵活设立未知量,一般设某物质的转化量为x。
(2)确定三个量:确定平衡体系中各物质的起始量、转化量、平衡量,并套用“三段式”的“模板”。
①对于同一反应物,起始量-转化量=平衡量。
②对于同一生成物,起始量+转化量=平衡量。
③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
(3)解题设问题:根据起始量、转化量、平衡量及题中已知信息,列出等式,求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等。
化学反应速率1化学反应速率基本概念用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
常用单位为mol·(L·s)-1或mol·(L·min)-1说明:(1)固体、纯液体在反应中可视为浓度不变,故一般不用固体或纯液体表示反应速率。
可逆反应与化学平衡
可逆反应与化学平衡可逆反应与化学平衡可逆反应是指反应物生成产物和产物反应成反应物的反应。
化学平衡是指化学反应中反应物和产物的相对浓度达到一个稳定状态的过程。
对于任何化学反应,如果反应物和产物的浓度都能够达到一个稳定状态,这样的反应就可以达到化学平衡。
化学平衡可以在可逆反应的过程中获得。
可逆反应的特点可逆反应可以分为正反应和逆反应两种。
正反应是指反应物生成产物的反应过程,逆反应是指产物反应成反应物的反应过程。
当正反应和逆反应达到平衡时,它们的反应速率相等。
在可逆反应中,反应物和产物的浓度会一直变化,直到达到化学平衡。
在平衡状态下,正反应和逆反应的反应速率相等,不再有净反应。
化学平衡的特点在化学平衡时,反应系统中反应物和产物的浓度达到一个稳定状态,反应物的浓度不再改变,反应速率和逆反应速率相等,反应物和产物的摩尔比例固定不变。
化学平衡的条件是在一定的温度、压力和浓度下,反应物和产物的浓度达到一个稳定状态。
在化学平衡状态下,反应的反应物和产物需要维持平衡状态,否则就会有净反应。
净反应可能改变反应的摩尔比例,也可能改变反应速率,从而改变反应的平衡状态。
化学平衡的影响因素化学平衡存在着一些影响因素,这些因素包括温度、压力、浓度和催化剂等。
温度的改变可以改变反应速率常数,当温度升高时,正反应方向的反应速率增加,逆反应方向的反应速率减小,平衡时产物浓度增加,反应向正方向推进行。
压力的改变可以改变反应的平衡位置,当压力增加时,平衡时摩尔体积更小的反应方向更占优势。
浓度的改变也可以改变反应的平衡位置,当浓度增加时,平衡时产物浓度减小,反应向正方向推进行。
催化剂可以改变反应的反应速率常数,催化剂加速正反应和逆反应的过程,但不改变反应的平衡位置。
化学平衡的应用化学平衡的应用非常广泛,例如在生产中的催化反应、在生物系统中的酶催化反应、在大气中的化学反应等。
化学平衡的研究有助于人们更好地理解化学反应的本质,对于工业生产、环境保护和生物化学等方面有着重要的应用价值。
判断化学平衡状态的方法———“正逆相等,变量不变”
289 判断化学平衡状态的方法———“正逆相等,变量不变”■覃芳兰 (广西河池市宜州区一中 546300)【关键词】可逆;平衡;正逆;变量【中图分类号】G642.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)07-0289-01 一个可逆反应达到化学平衡时,正逆反应速率相等,各组分的浓度不再变化,其中正逆相等指的是速率必须是一个正反应速率,一个逆反应速率,且经过换算后同一物质的减少速率和生成速率相等;变量不变指的是如果一个量是随着反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否达到平衡状态的判断依据。
例1:可逆反应:2NO幑幐22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2;②用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率比为2:2:1的状态;③混合气体的颜色不再改变的状态;④混合气体的密度不再改变的状态;⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态;⑥混合气体的压强不再改变的状态A.①②③④ B.③④⑤⑥ C.①③⑤⑥ D.全部解析:①生成O2为正向,生成NO2为逆向,当生成nmolO2的同时,消耗了2nmolNO2,即对于NO2来说,正逆相等,正确;②速率比未说明是否为可逆,错误;③NO2为有色气体,当混合气体的颜色不再改变,即NO2的浓度不再发生不变,即变量不变,正确;④该反应中,体积不变,气体的总质量不变,密度恒定,错误;⑤气体的总质量m(总)不变,n(总)变,m(总)/n(总)不变,即变量不变,混合气体的平均摩尔质量不再改变,正确;⑥由PV=nRT中,T、V恒定,R为常数,n(总)为变量,P(总)也是变量,混合气体的压强不再发生变化,即变量不变,正确;选C。
例2:一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g幑幐)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥当v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥ B.②③⑥ C.②④⑤⑥ D.只有④解析:①该反应中,体积不变,气体的总质量变化,密度恒定,即变量不变,正确;②由PV=nRT中,T、V恒定,R为常数,n(气总)为恒量,P(总)也是恒量,错误;③反应方程式中,物质的量总是与化学计量数成正比,该反应中,反应前后气体的化学计量数不变,n(气总)为恒量,由PV=nRT中,T、V恒定,R为常数,n(气总)为恒量,P(总)也是恒量,错误;④B为反应物,浓度不断减少,当B的物质的量浓度不再变化,即变量不变,正确;⑤气体的总质量m(总)为变量,n(总)不变,m(总)/n(总)不变,即变量不变,混合气体的平均摩尔质量不再改变,正确;⑥因v正(B)=2v正(C),当v正(B)=2v逆(C),即v正(C)=v逆(C),正逆相等,正确;选A。
考点精讲:可逆反应与化学平衡状态
可逆反应与化学平衡状态【考点精讲】一、可逆反应1概念:在一定条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
2表示:用“”表示,如:Cl2H2O HCl-HClO3特点:①二同:a相同条件下;b正逆反应同时进行,反应物与生成物同时存在。
②一小:任一组分的转化率都小于100%。
二、化学平衡状态1概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的百分含量保持恒定的状态。
2化学平衡的建立3特征①逆:化学平衡状态只对可逆反应而言。
②等:正反应速率等于逆反应速率。
③定:在平衡混合物中,各组成成分的含量保持不变。
④动:化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,正逆反应都仍在继续进行。
⑤变:化学平衡是在一定条件下暂时的平衡。
当影响化学平衡的外界条件改变,化学平衡就会发生移动。
【典例精析】例题1在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为·L-1、·L-1、·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()为·L-1为·L-1为·L-1为·L-1思路导航:可根据极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底:X2(g)+Y2(g(g)起始浓度(mol·L-1)改变浓度(mol·L-1)终态浓度(mol·L-1)0假设反应逆向进行到底:X2(g)+Y2(g(g)起始浓度(mol·L-1)改变浓度(mol·L-1)终态浓度(mol·L-1)0平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,),Y2∈(,),Z∈(0,)。
答案:A例题2一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为·L-1、·L-1、·L-1,则下列判断正确的是()∶c2=3∶1B平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3、Y的转化率不相等的取值范围为0mol·L-1<c1<·L-1思路导航:平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应,Z生成表示正反应且v Y(生成)∶v Z(生成)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0mol·L-1<c1<·L-1。
可逆反应达到平衡的特征
可逆反应达到平衡的特征
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可逆反应达到平衡的特征主要包括以下几点:
1. 速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,但两者都不为零。
这是可逆反应达到平衡状态的本质特征。
直接标志:正反应速率(v(正))等于逆反应速率(v(逆)),且两者均不为零。
2. 浓度关系:反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化。
间接标志:
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。
②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变。
③各气体的体积、气体的分压不随时间的改变而改变。
3. 动态平衡:达到平衡状态后,反应并没有停止,而是正反应和逆反应都在进行,但两者的速率相等,使得各物质的浓度或含量保持不变。
4. 外界条件的影响:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件(如温度、压强、浓度等)改变,化学平衡可能会发生移动。
5. 等效性:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径(即不论由正反应开始还是由逆反应开始),最后所处的平衡状
态是相同的,即同一平衡状态。
以上就是可逆反应达到平衡的特征表现,可逆反应达到平衡的特征主要包括正逆反应速率相等、各物质浓度或含量保持不变、动态平衡以及外界条件对平衡的影响等。
可逆反应中的化学平衡和影响化学平衡的因素
可逆反应中的化学平衡和影响化学平衡的因素1.可逆反应:在同一条件下同时向正方向进行和向逆反应方向进行的化学反应叫可逆反应。
(1)正反应和逆反应是在 (填“相同”或“不同”)条件下同时进行的。
(2)可逆反应中,反应物的转化率不可能为 。
(3)几乎所有的反应在适宜的条件下,都可能是可逆反应。
2.化学平衡状态:可逆反应在一定条件下,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。
3.可逆反应达到化学平衡的标志:(1)同一种物质υ正=υ逆(填“>”,“<”或“=”)。
(2)各组分的质量、物质的量、物质的量的浓度、质量分数等保持不变。
4.可逆反应中的化学反应速率曲线,以反应:m A(g)+n B(g)p C(g)为例,假设反应起始只有反应物A 和B ,则该反应的速率曲线为:5.化学平衡状态的特征:逆、定、等、变、动。
(1)逆:化学平衡状态只对可逆反应而言。
(2)定:在平衡混合物中,各组分的浓度保持一定,不再随时间的变化而变化。
(3)等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。
(4)变:当影响化学平衡的外界条件发生变化时,化学平衡就会发生移动。
(5)动:化学平衡从表面上、宏观上看,化学反应好像停止了,但从本质上、微观上看反应并没有停止,而是正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡是一种动态平衡。
6.化学平衡常数K :可逆反应:mA+nB pC+qD 达到平衡时,常数K=,该常 数称为化学平衡常数,简称平衡常数。
(1)K 值越大,表示正反应进行得越完全,反应物的转化率也越大。
(2)对于某一个可逆反应来讲,K 值只与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
(3)即使同一反应,若反应方程式不同,则K 的表达式不同(填“相同”或“不同”)。
(4)所谓浓度,指的是气体或溶液的浓度,纯固体、纯液体的浓度定为常数1,可以不写。
7.影响化学平衡的因素:化学平衡状态与外界条件有关。
可逆反应达到平衡得标志及判断
可逆反应达到平衡状态得标志及判断在一定条件下得可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物与生成物得物质得量浓度不再发生改变得状态,叫化学平衡状态。
其特点有:(1)“逆”:化学平衡研究得对象就是可逆反应。
(2)“等”:化学平衡得实质就是正、逆反应速率相等,即:v(正) =v(逆)。
(3)“动”:v(正) =v(逆) ≠0(4)“定”:平衡体系中,各组分得浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间得变化而变化。
(5)“变”:化学平衡就是在一定条件下得平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
(6)“同”:在外界条件不变得前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还就是由逆反应开始,最后所处得平衡状态就是相同得,即同一平衡状态。
可逆反应达到平衡状态得标志及判断方法如下:以m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)为例:一、直接标志:①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与A得生成速率相等,A消耗速率与C得消耗速率之比等于m : p;②反应体系中各物质得百分含量保持不变。
二、间接标志:①混合气体得总压强、总体积、总物质得量不随时间得改变而改变(m + n≠p + q);②各物质得浓度、物质得量不随时间得改变而改变;③各气体得体积、各气体得分压不随时间得改变而改变。
对于密闭容器中得可逆反应:m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)就是否达到平衡还可以归纳如下表:三、例题分析:【例题1】可逆反应:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),在体积固定得密闭容器中,达到平衡状态得标志就是①单位时间内生成n mol O2得同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2得同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示得反应速率得比为2 : 2 : 1得状态④混合气体得颜色不再改变得状态⑤混合气体得密度不再改变得状态⑥混合气体得压强不再改变得状态⑦混合气体得平均相对分子质量不再改变得状态A、①④⑥⑦B、②③⑤⑦C、①③④⑤D、全部解析:①单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2时,必消耗n mol O2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色得气体颜色不变,则表示物质得浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V ≠0,压强不变,意味着各物质得含量不再变化;⑦由于气体得质量不变,气体得平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质得量不变,该反应△V ≠ 0,能说明该反应达到平衡。
化学平衡的移动与反应物转化率的变化
化学平衡的移动与反应物转化率的变化一、有关转化率的知识点1. 概念:可逆反应达到平衡态时,指定反应物消耗掉的量跟反应开始时投入的量的比,用分数来表示,叫做该反应物的转化率。
2. 对于一个可逆反应,当物质的投料与反应物的化学计量数成比例时,各反应物的转化率相等。
3. 对于有多个反应物的可逆反应,如果增大其中一种物质的浓度,则该物质的转化率减小,其它物质的转化率增大;若按原比例同倍数地增加反应物的量,平衡右移,而反应物的转化率与反应条件及气体反应物计量系数有关:①若在恒温恒压条件下,反应物的转化率都不变;②若在恒温恒容条件下,当ΔV=0时,反应物的转化率都不变;当ΔV>0,反应物的转化率都减小;若ΔV<0,反应物的转化率都增大。
4. 对于只有一种反应物的可逆反应,增大反应物的量,平衡向右移动,转化率如何变化?举例说明:举例反应前后气体的体积变化(ΔV)反应物的转化率2NO2N2O42HI H2+I22SO3(气)2SO2+O2ΔV<0ΔV=0ΔV>0增大不变减小5. 平衡体系中如果充入不参加反应的“惰气”,在恒温恒容时,平衡不移动,转化率不变;在恒温恒压时,平衡向气体体积增大的方向移动,转化率如何变化要以具体反应来决定。
6. 转化率是否变化可以作为化学平衡移动的标志。
二、2003年高考题解析例1 (2003年全国高考题)某温度下,在一容积可变的容器中,反应A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。
保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是()A. 均减半B. 均加倍C. 均增加1molD. 均减少1mol解析:题目已知条件:在一容积可变的容器中反应,保持温度和压强不变。
影响化学平衡移动的因素是浓度,增大反应物浓度、减小生成物浓度,使化学平衡向右移动。
(A)、(B)选项均为等效平衡;(D)选项减小浓度,但反应物减小得多,平衡向左移动;(C)选项增加浓度,但反应物增加得多,平衡向右移动。
化学可逆反应达到平衡状态例题
三一文库()/高二〔化学可逆反应达到平衡状态例题〕【例题1】可逆反应:2NO2(g)2NO(g) + O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A. ①④⑥⑦B. ②③⑤⑦C. ①③④⑤D. 全部解析:①单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2时,必消耗n mol O2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色的气体颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V # 0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的量不变,该反应△V # 0,能说明该反应达到平衡。
答案:A点拨:化学平衡状态的根本标志是:①v(正) = v(逆),②各组分百分含量不变。
在解题时要牢牢抓住这两个根本标志,并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志的关系,才能全面分析,正确作答。
【例题2】在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X2(g) + Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是:A.容器内的总压不随时间变化B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C.XY气体的物质的量分数不变D.X2和Y2的消耗速率相等解析:该反应的特点:首先是可逆反应,其次是反应前后气体体积相等。
根据压强之比等于气体物质的量之比的推断,该反应在整个反应过程中总压强是不变的,A不能说明该反应已经达到平衡。
可逆反应达到化学平衡时
以比达到平衡时的完成的程度更大吗?
【探究结论】 在一定条件下,可逆反应 达到化学平衡后,反应进行的程度最大。
3、化学反应的限度
可逆反应达到化学平衡状态时,反应达
到给定条件下完成的最大程度,即该反应的
进行的限度,叫做该化学反应的限度。
【注意】化学反应的限度是在给定条件
下化学反应进行的最大程度,决定了反应物
【学以致用】
在高炉炼铁之谜中,炼铁工程师
们将高炉加高以后,增加了一氧化碳
和铁矿石的接触机会,但是一氧化碳
的利用率并没有提高。请同学们利用 我们所学知识分析原因可能是什么?
如果要想解决这一问题,你认为应该
怎么办(提出你的解决思路 )?
知识盘点
1、可逆反应 2、化学平衡
3、化学反应的限度
你掌握了吗?
化学反应的限度
授课人: 董啸
雪绒花.mp3
炼铁高炉尾气之谜
【科学史话】铁是人类社会最主要
的材料之一,主要是利用CO还原Fe2O3 铁而得。然而在炼铁初期炼铁工程师们 却遇到了一个意想不到的问题。他们发 现反应物CO没有得到充分利用。最初 他们认为CO与铁矿石接触不充分,于 是他们将高炉的高度增加,目的是增加 CO与铁矿石接触机会,结果却发现高 炉尾气中CO的含量并没有改变,问题 并没有得到解决,这让他们百思不得其 解,成为炼铁技术中的一个科学悬念。
【课后探究课题】
可逆反应达到化学平衡的标志是什么?对 于一个在一定条件下发生的可逆反应,进行一
段时间之后,你如何判断该反应是否达到了化
学平衡?
让我们共同分享探究的快乐吧!
【活学活用】
在一定条件下,某容器中充入一定量的N2和H2,通过反 应生成NH3(可逆反应),以下叙述正确的是( ) A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零,达到 平衡后正反应速率和逆反应速率相等,反应停止。 B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐 渐增大,最后相等,但不等于为零。
可逆反应达平衡及平衡移动的判定
文本解读新课程NEW CURRICULUM可逆反应达平衡及平衡移动的判定曹志虎(甘肃省临洮县第二中学化学教研组)一、如何判断可逆反应是否达到化学平衡选定一个物理量,如果这个物理量随着可逆反应的进行而发生改变,那么当反应进行到该物理量不再变化时,一定达平衡状态;如果这个物理量不随反应而改变,就不能根据该物理量不变来判断该反应是否达到平衡。
实例1:对恒温、恒压下的合成氨反应:N2(g)+3H2(g2NH3(g),设起始时只加入N2和H2,则随着反应的进行,反应物(N2、H2)的质量、物质的量、浓度、百分含量都逐渐减小,转化率逐渐增大,正反应速率逐渐减小,而生成物(NH3)的质量、物质的量、浓度、百分含量、产率都逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,当以上物理量中的任意一项不再变化时,表明反应已达平衡。
从本质上讲,当满足v正、v逆不变或v正=v逆,即单位时间内某组分消耗与生成的物质的量相等时,可逆反应必达平衡。
当涉及两种物质时,应同时满足以下两点反应才达平衡:①反应方向相反;②物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。
实例2:单位时间内消耗a mol N2,同时生成3a mol H2(或消耗2a mol NH3),或单位时间内断开a mol N≡N三键,同时生成3a mol H-H键(或断开6a mol N-H键),则意味着反应已达平衡。
而不能根据如下固有关系判断反应是否平衡:单位时间内生成a mol N2,同时生成3a mol H2(或消耗2a mol NH3);或单位时间内断开a mol N≡N三键,同时断开3a mol H-H键(或生成6amol N-H键)。
实例3:据p=nPTV可知:气体的温度T、体积V一定时,压强p只与物质的量n成正比,故对N2(g)+3H2(g2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g2SO3(g)等在恒温、恒容的密闭容器中进行的且反应前后气体物质的量有变化的全气相可逆反应,当容器内混合气体的物质的量或压强不再变化时,意味着反应已达平衡;反应前后气体的总质量保持不变,则据M=mn可知,当混合气体的平均摩尔质量(或平均相对分子质量)不再变化时,反应也必达平衡状态;又据ρ=mv可知反应过程中密度保持不变,故不能根据密度不变判断反应是否达平衡状态。
化学平衡常数及转化率的计算
化学平衡常数及转化率的计算1.概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K 表示。
2.表达式(1)对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),K =c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
(2)平衡常数与方程式的关系①在相同温度下,对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,即K 正=1K 逆。
②方程式乘以某个系数x ,则平衡常数变为原来的x 次方。
③两方程式相加得总方程式,则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积,即K 总=K 1·K 2。
理解应用(1)在某温度下,N 2+3H 22NH 3的平衡常数为K 1,则该温度下,NH 312N 2+32H 2的平衡常数K 2=__________。
答案1K 1(2)在一定温度下,已知以下三个反应的平衡常数: 反应①:CO(g)+CuO(s)CO 2(g)+Cu(s) K 1 反应②:H 2(g)+CuO(s)Cu(s)+H 2O(g) K 2 反应③:CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) K 3a .反应①的平衡常数表达式为____________。
b .反应③的K 3与K 1、K 2的关系是K 3=________________________________________。
答案 a .K 1=c (CO 2)c (CO )b.K 1K 2解析 b .K 3=c (CO 2)·c (H 2)c (CO )·c (H 2O ),K 2=c (H 2O )c (H 2),结合K 1=c (CO 2)c (CO ),可知K 3=K 1K 2。
3.意义及影响因素(1)K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。
【知识解析】化学平衡常数
化学平衡常数1 概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡状态时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是常数,这个常数为该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K 表示。
2 表达式对于可逆反应:a A (g )+b B (g )c C (g )+d D (g ),用c 平(A )、c 平(B )、c 平(C )、c 平(D )分别表示各物质在化学平衡状态时的浓度,即平衡浓度。
其化学平衡常数表达式为K =()()()()C D A B c da b c c c c ⋅⋅平平平平,单位为(mol ·L -1)(c+d)-(a +b )。
3 书写规则(1)在平衡常数表达式中,物质的浓度是指平衡时的浓度,而不是任意时刻物质的浓度。
(2)对于有纯固体或纯液体参与的反应,纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。
如C (s )+H 2O (g )CO (g )+H 2(g ),K =()()()22CO H H O c c c ⋅平平平。
(3)对于在稀溶液中进行的反应,如果有水参与,水一般也不列入平衡常数表达式中。
如Cr 2O 2- 7(aq )+H 2O (l )2CrO 2- 4(aq )+2H +(aq ),K =()()()2224227CrO H Cr Oc c c -+-⋅平平平。
(4)对于在非水溶液中进行的反应,若有水参与或生成,则水应列入平衡常数表达式中。
如CH 3COOH (l )+CH 3CH 2OH (l )CH 3COOCH 2CH 3(l )+H 2O (l ),K =()()()()3232332CH COOCH CH H O CH COOH CH CH OH c c c c ⋅⋅平平平平。
名师提醒平衡常数表达式与化学方程式书写方式的关系1.对于同一个化学反应,由于化学方程式的书写方式不同,各反应物、反应产物化学式前的系数不同,平衡常数的表达式就不同。
一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应,因此不能笼统地说某一反应的平衡常数的数值是多少。
可逆反应达到平衡状态的标志及判断
可逆反应达到平衡状态的标志及判断一、可逆反应达到平衡状态的标志及判断在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态,叫化学平衡状态。
其特点有:(1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)“等”:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即:v(正) = v(逆)。
(3)“动”:v(正) = v(逆) ≠0(4)“定”:平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。
(5)“变”:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
(6)“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同的,即同一平衡状态。
可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下:以mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)为例:(一)直接标志:①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与A的生成速率相等,A消耗速率与C的消耗速率之比等于m : p;②反应体系中各物质的百分含量保持不变。
(二)间接标志:①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m + n ≠ p + q);②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
对于密闭容器中的可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否达到平衡还可以归纳如下表:mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g)(三)应注意的问题:(1)正逆反应速率相等与反应混合物中各组分的百分含量均保持不变是判断化学平衡状态的基本方法。
这两个关系中的任何一个都可以单独用作判断化学反应是否达到平衡状态的标准。
(2)在mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)反应中,v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q,在应用v(正) = v(逆)判断化学平衡状态时要充分注意这一点。
高中化学:反应物的平衡转化率
⾼中化学:反应物的平衡转化率反应物的平衡转化率是指达到化学平衡状态时反应物转化为⽣成物的百分数,它能从根本上解释可逆反应平衡移动的原因,故反应物的平衡转化率在可逆反应中⽤途⼴泛。
⼀、平衡转化率的数学表达式某指定反应物(A)的平衡转化率(α)的数学表达式可⽤下式表⽰:对于反应物均为⽓体的⽓相反应和反应物均为液体的液相反应,由于体系的体积就是各物质的体积,从⽽衍⽣得如下关系式:要点1:转化率研究的对象是反应物,⽣成物⽆转化率可⾔。
要点2:平衡转化率是可逆反应达到化学平衡时平衡体系中反应物的转化率。
要点3:对于⽓相反应中的固态反应物(⽆浓度变化)的转化率,可以通过物质的量来进⾏计算。
要点4:反应物的起始物质的量之⽐与化学⽅程式中反应物的系数之⽐相同时,它们的平衡转化率相同。
⼆、温度变化对平衡转化率的影响要点5:正反应为吸热反应时,升⾼温度,反应物的平衡转化率增⼤;降低温度,平衡转化率减⼩。
要点6:正反应为放热反应时,升⾼温度,反应物的平衡转化率减⼩;降低温度,平衡转化率增⼤。
三、压强变化对平衡转化率的影响要点7:化学⽅程式中⽓态反应物的系数之和等于⽓态⽣成物的系数之和时,增⼤压强,⽓态反应物的平衡转化率都不变。
要点8:化学⽅程式中⽓态反应物的系数之和⼤于⽓态⽣成物的系数之和时,增⼤压强,⽓态反应物的平衡转化率都增⼤;反之,则减⼩。
要点9:⽓态反应物的系数之和⼩于⽓态⽣成物的系数之和时,增⼤压强,⽓态反应物的平衡转化率都减⼩。
反之,则增⼤。
四、恒温恒容下增加反应物的量对平衡转化率的影响1、反应物只有⼀种反应类型:aA(g)bB(g)+cC(g)要点10:恒温恒容下,在只有⼀种反应物的平衡体系中,增加反应物的量达到新平衡时,反应物的平衡转化率取决于⽓态反应物和⽣成物的系数之和的相对⼤⼩。
若a=b+c;则A的平衡转化率不变;若a>b+c,则A的平衡转化率增⼤;若a<b+c,则A的平衡转化率减⼩。
2、反应物为两种或两种以上反应类型:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)要点11:恒温恒容下,在多种反应物的平衡体系中,增加某⼀反应物的量达到新平衡时,其他反应物的平衡转化率都增⼤;⽽⾃⾝(增加的那种反应物)的平衡转化率却减⼩。
化学平衡常数及其计算
7
(3) 平衡常数数值的大小,只能说明一个可逆反应的正向反应所进行的最大程 度,并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如 2SO2(g)+O2 2SO3(g),298 K 时 K=3.6×1024很大,但由于反应速率太慢,常温时几乎不发生反应。
2. 平衡常数的意义 平衡常数 K 的大小能衡量一个化学反应进行的____程__度____(也叫反应的限度)。K 值越大,表示反应进行的__越__完__全____;K 值越小,表示反应进行的____越__不__完__全。
___________________________________________(列式计算);
(2). 平衡常数表达式与化学方程式的化学计量数 有关。同一个化学反应,化学方程式中化学计量数成比 例扩大或缩小时,平衡常数的表达式不一样。注意体会 K1、K2、K3 的关系,如:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
(2015·海南卷节选)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原 料。
硝酸铵加热分解可得到 N2O 和 H2O,250℃时,硝酸铵在密 闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学方程式为_____, 平衡常数表达式为________。
( 2014·福建高考节选)已知 t ℃时,反应 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 的平衡常数 K=0.25。
率为___2_5_%___;
(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为 c(M)=4 mol·L-1,c(N)
=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=____6____;
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为 c(M)=c(N)=b mol·L-1,达
到平衡后,M 的转化率为____4__1_%_。
可逆反应达到化学平衡时,有哪些特征
可逆反应达到化学平衡时,有哪些特征()?
A.正、逆反应的速率均为零
B.正、逆反应都还在进行
C.正、逆反应的速率相等
D.反应停止了
答案:C.正、逆反应的速率相等
解析:A.可逆反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,正逆反应仍在继续进行,所以正、逆反应速率都不为零,故A错误; B.可逆反应达到平衡状态,正逆反应速率相等,各组分的浓度不变,但是达到平衡状态,正逆反应仍在继续进行,反应没有停止,故B错误;C.正、逆反应的速率相等,说明反应达到平衡状态,各组分的浓度不再变化,故C正确;D.达到了平衡状态,正逆反应仍在继续进行,反应没有停止,故D错误;故选C。
可逆反应达到平衡状态,正反应速率和逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,但是反应没有停止,正逆反应速率不等于0,反应物不可能完全转化成生成物。
可逆反应中,k与q的大小和反应正逆移的关系
可逆反应中,k与q的大小和反应正逆移的关系
在可逆反应中,K是平衡常数,它表示反应达到平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。
而Q 是反应商,表示任意时刻,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。
K与Q的关系可以用来判断反应的方向:
•当Q < K时,反应将向正方向进行,即反应物会向生成物转化。
•当Q = K时,反应达到平衡状态,即正反应和逆反应的速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变。
•当Q > K时,反应将向逆方向进行,即生成物会向反应物转化。
因此,通过比较K与Q的大小,可以预测反应的方向,并了解反应是否达到平衡状态。
这对于控制化学反应的过程和优化反应条件具有重要的指导意义。
1。
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时间 NO2浓度
(mol/L)
(mol/L)
0s
5s
10s
15s
20s
25s
30s
35s
40s
6.00 5.00 4.20 3.60 3.30 3.16 3.04 3.02 3.02
N2O4浓度
0.00 0.50 0.90 1.20 1.35 1.42 1.48 1.49 1.49
【探究问题】请同学们根据实验数据的变化情况, 分析反应物和生成物的浓度分别随时间变化的趋势, 并结合浓度对化学反应速率的影响,探究可逆反应 的正反应速率和逆反应速率分别随时间变化的情况, 填写下面表格。
【课后探究课题】
可逆反应达到化学平衡的标志是什么?对 于一个在一定条件下发生的可逆反应,进行一
段时间之后,你如何判断该反应是否达到了化
学平衡?
让我们共同分享探究的快乐吧!
【活学活用】
在一定条件下,某容器中充入一定量的N2和H2,通过反 应生成NH3(可逆反应),以下叙述正确的是( ) A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零,达到 平衡后正反应速率和逆反应速率相等,反应停止。 B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐 渐增大,最后相等,但不等于为零。
① NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl 不加热直接反应生成NH4Cl; ② 在一定条件下NO2反应生成N2O4,同时N2O4 分解生成NO2 ; ③CO2和H2O通过光合作用生成糖与糖在人体 内氧化生成CO2和H2O 。
【探究问题】在可逆反应中,正反应 和逆反应同时进行,反应物是否全部转化 为生成物?
浓度变化
反应进程
速率变化 正反应 速率 逆反应 速率 正逆反应速率 大小关系
υ正 >υ逆 υ正 >υ逆 υ正=υ逆
反应物 浓度
生成物 浓度
反应开始时 反应开始后 反应较长时间
最大
0
最大
逐渐减小
பைடு நூலகம்
0
逐渐增大
逐渐减小 逐渐增大
不变
不变
不变
不变
【实践活动】
根据以上分析,请同学们绘制出正反应速 率和逆反应速率分别随时间变化的趋势的图像。
【学以致用】
在高炉炼铁之谜中,炼铁工程师
们将高炉加高以后,增加了一氧化碳
和铁矿石的接触机会,但是一氧化碳
的利用率并没有提高。请同学们利用 我们所学知识分析原因可能是什么?
如果要想解决这一问题,你认为应该
怎么办(提出你的解决思路 )?
知识盘点
1、可逆反应 2、化学平衡
3、化学反应的限度
你掌握了吗?
以比达到平衡时的完成的程度更大吗?
【探究结论】 在一定条件下,可逆反应 达到化学平衡后,反应进行的程度最大。
3、化学反应的限度
可逆反应达到化学平衡状态时,反应达
到给定条件下完成的最大程度,即该反应的
进行的限度,叫做该化学反应的限度。
【注意】化学反应的限度是在给定条件
下化学反应进行的最大程度,决定了反应物
炼铁 高炉
1、可逆反应
在同一条件下正反应和逆反应同时 进行的化学反应,叫做可逆反应。
【注意】书写可逆反应的方程式时反应 物和生成物要用可逆符号“ ” 连接。 【判断方法】 判断一个化学反应是否可 逆反应的依据是:正反应和逆反应是否在同
一条件下同时进行的。
活学活用
请同学们判断以下反应是否属于可逆反应。
在该条件下的最大转化率。
【探究问题】化学反应的限度是化学反应在 一定条件下进行的最大程度,可逆反应达到化 学平衡时,只延长反应时间化学反应的限度会 发生变化吗?改变反应条件化学反应的限度会 发生变化吗? 【探究结论】可逆反应达到化学平衡时, 只延长反应时间化学反应的限度不会发生变 化;化学反应的条件改变,化学反应的限度 可以发生改变。
【实验探究】氯气和水的反应是可逆反应,请 同学们利用提供的实验用品,探究氯气与水混合后 反应物是否全部转化为生成物。探究的途径: ①验证氯气和水混合后是否发生了化学反应;
②验证氯气和水混合后的溶液中是否还含有氯气。
【探究结论】氯气与水混合后发生反应,但是反 应物部分转化成生成物。
【实验探究】某兴趣小组在老师的指 导下,利用特殊的实验手段,探究了可逆 反应2NO2 N2O4的进行过程,在实 验过程中记录的实验数据如下:
C.随着反应的进行,正反应速率和逆反应速率相等,反应 物和生成物的浓度也相等。
D.随着反应进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐 增大,最后反应停止。
化学反应的限度
授课人: 董啸
雪绒花.mp3
炼铁高炉尾气之谜
【科学史话】铁是人类社会最主要
的材料之一,主要是利用CO还原Fe2O3 铁而得。然而在炼铁初期炼铁工程师们 却遇到了一个意想不到的问题。他们发 现反应物CO没有得到充分利用。最初 他们认为CO与铁矿石接触不充分,于 是他们将高炉的高度增加,目的是增加 CO与铁矿石接触机会,结果却发现高 炉尾气中CO的含量并没有改变,问题 并没有得到解决,这让他们百思不得其 解,成为炼铁技术中的一个科学悬念。
2、化学平衡
在一定条件下的可逆反应里,正反应速率 和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不 再发生变化的状态,叫做化学平衡状态,简称 为化学平衡。 【注意】化学平衡是一种动态平衡。
【问题探究】请同学们分析,可逆反
应在一定条件下达到化学平衡以后完成的 程度(反应物的转化率)与达到化学平衡 之前完成的程度相比哪个大?在反应条件 不变的情况下,化学反应完成的程度还可