反应条件对化学平衡的影响

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1.内容:在封闭体系中,如果仅改变影响平衡的一个条件 (如浓度、温度或压强等),平衡就能够向着 减弱这种改变 的方向移动。
2.说明:研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应;只适 用于改变影响平衡的一个条件;平衡的移动结果只能“减弱” 而不能“消除”这种改变。
[开放探究] 1.(1)外界条件改变,化学平衡一定移动吗? (2)化学平衡向右移动,生成物的浓度一定增大吗?
答案: C
7.在密闭容器中进行下列反应 CO2(g)+C(s)
2CO(g)
ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平
衡如何变化:
(1)增加 C 的量,平衡_不___移__动__,[CO]____不__变__。
(2) 减 小 密 闭 容 器 体 积 , 保 持 温 度 不 变 , 则 平 衡
升温平衡向吸热的方向移动。
答案: B
4. 已知化学反应 2A(?)+B(g)
2C(?)达到平衡,当
增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则 ( )
A.A 是气体,C 是固体
B.A、C 均为气体
C.A、C 均为固体
D.A 是固体,C 是气体
解析: 增大压强平衡向气体物质系数减小的方向移动; 故反应物气体的系数小于生成物气体的系数。
都向正反应方向移动的是( )
A.2NO2 B.3O2
N2O4(正反应为放热反应) 2O3(正反应为吸热反应)
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g)(正反应为放热反应) D.NH4HCO3(s) NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)(正反应 为吸热反应) 解析: 增大压强平衡向气体物质系数减小的方向移动;
(1)恒温、恒容下,加“惰性”气体,平衡不移动。
(2)恒温、恒压下,加“惰性”气体,平衡向气体序数 增大的方向移动。 (3)如果气体序数相等,加“惰性”气体,平衡不移动。
(1)通常所指加压即是缩小容积,减压即是增大容积。 (2)增大(或减小)气体压强,对于反应前后气体体积相等的反 应,v(正)和v(逆)增大(或减小)的程度相等,平衡不发生移动。 (3)压强对液体和固体的浓度无影响,若平衡体系中无气体, 则压强变化不能改变反应速率,平衡不移动。 (4) 使 用 催 化 剂 后 , v( 正 ) 和 v( 逆 ) 同 倍 数 的 增 大 , v′( 正 ) = v′(逆),平衡不发生移动。
A.增大 X 或 Y 的浓度 B.增大压强
C.降低温度
D.升高温度
答案: D
3.在某恒容的密闭容器中,可逆反应:
A(g)+B(g)
xC(g)有如下图所示的关系曲线,
下列说法正确的是( )
A.温度:T1>T2 C.正反应是吸热反应 答案: A
B.压强:p1>p2 D.x 的值是 2
4 . 如 图 中 的 曲 线是 表 示 其 他 条件 一 定 时 , 2NO +
O2 2NO2(该反应放热)反应中 NO 的转化率与温度的关 系曲线,图中标有 a、b、c、d 四点,其中表示未达到平衡
状态,且 v 正>v 逆的点是( )
A.a 点
B.b 点
C.c 点
D.d 点
解析: 曲线上的点均处于平衡状态,曲线外的任意点均 处于非平衡状态;曲线以下区域的点表示Qc<K,即v正>v逆,相 反,曲线以上区域的点表示v正<v逆。
下列说法正确的是( ) A.m>n B.Q<0 C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
当温度不变时,随着容器体积的扩大,Y 物质的浓度不 断减小,若平衡不发生移动,在某温度时,容器为 2 L 时 Y 的浓度应为 1 L 时的12,
答案: C
三、化学平衡图象题的解题思路及原则 1.化学平衡图象题的解答思路 (1)看图象:一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即 线的走向和变化趋势),三看点(即起点、折点、交点、终点), 四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线),五看量的变化(如浓 度变化、温度变化)。 (2)想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平 衡的影响规律。 (3)作判断:根据图象中表现的关系与所学规律相对比,作 出符合题目要求的判断。
压强变化 Q值变化 Q与K关系
增大 减小 增大 减小 增大 减小
增大 减小 减小 增大
不变
Q>K Q<K Q<K Q>K
Q=K
平衡移 动方向
逆向移动 正向移动 正向移动 逆向移动
不移动
4.“惰性”气体对化学平衡的影响
加入“惰性”气体, 如果反应物的浓度发生改变,则化学平衡发生移动; 如果反应物的浓度不变,则化学平衡不移动。
图A表示T2>T1,正反应是放热反应。 图B表示p1<p2,A是反应物,正反应为气体总体积缩小的 反应,即a+b>c。
解析:由如左图图所可示知为,可压逆强反为应p:1时m达A(到g)+平n衡B所(g)用的时xC间(g比) 较Δ短H=,Q即
p1>kpJ2/,mo选l。择在两不压同强温下度的、平压衡强下状反态应,物由Ap2→的转p1,化A率的的转变化化率情增况。大下, 即增列大对于压反强应,的平热衡效正应向Q移和动反,应故方m程+式n>Ax、;B由、右C 的图系可数知的,判升断高中温, 度,A的转化率下降,即升高温度,平衡向左移动,正反应放热 Q<正0,确故的选是D( 。 )
第二节 化学反应的限度
反应条件对化学平衡的影响
1.了解化学平衡移动的概念 和影响平衡移动的因素。
2.理解温度、浓度、压强的 改变对化学平衡移动的影响。
3.掌握勒夏特列原理及其应 用。
一、化学平衡的移动
1.概念 可逆反应由一个 平衡状态 变为另一个 平衡状态 的过程。 2.原因
条件的改变引起反应速率的改变,使 v(正)≠v(逆) 。
增大
Q<K
减小
Q>K
平衡移 动方向 逆向移动 正向移动 正向移动 逆向移动
2.浓度对化学平衡的影响
浓度变化
Q值变化 Q与K关系 平衡移动方向
反应物浓度增大
减小
Q<K
生成物浓度减小
反应物浓度减小
增大
Q>K
生成物浓度增大
正向移动 逆向移动
3.压强对化学平衡的影响
方程式中 气态物质 系数变化
增大
减小
不变
答案:D
5.
对于反应 2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H<0,
填写改变的条件及平衡移动的方向。
t1 时, 增大反应物浓度 ,平衡
正向
移动。
t2 时, 降温 t3 时, 压缩体积
,平衡 ,平衡
正向 正向
移动。 移动。
t4 时, 使用催化剂
,平衡 不移动 移动。
6. 低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生
A.Q>0,m+n>x C.Q<0,m+n<x
答案: D
B.Q>0,m+n<x D.Q<0,m+n>x
2. 反应 X(g)+Y(g)
2Z(g)正反应
为放热反应,在 t1 时达到平衡,t2 时由于 体系条件的改变,平衡受到破坏,到 t3 时 再次达到平衡。如右图所示为上述变化的
物质的浓度与时间的关系,则 t2 时刻使化学平衡发生移动的 原因是( )
提示: (1)温度改变一定会引起化学平衡的移动,而浓度 和压强的改变不一定会使化学平衡发生移动。
(2)不一定,当减小生成物浓度使化学平衡右移时,生成物 的浓度减小。
1.可以作为判断化学平衡发生移动的标志是(双选)( ) A.反应混合物各组分百分含量发生改变 B.正、逆反应速率发生改变 C.反应物的转化率发生改变 D.反应混合物的浓度发生改变
3.平衡移动的结果 正、逆反应速率发生改变,平衡混合物中各组分的浓度(或 百分含量)发生 改变 ;最后达到新条件下的 新平衡状态 。
4.平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
①若v(正) ﹥ v(逆),则平衡向正反应方向移动。
②若v(正) = v(逆),则平衡不移动。
③若v(正) ﹤ v(逆),则平衡向逆反应方向移动。
小结: 外界条件对化学平衡的影响
1.温度的影响 (1)规律(在其他条件不变的情况下): ①升高温度:平衡向 吸热 反应方向移动; ②降低温度:平衡向 放热 反应方向移动。 (2)原因:温度改变使 化学平衡常数 改变。
2.浓度的影响 (1)规律(在其他条件不变的情况下): ①增大反应物浓度或减小生成物浓度:平衡 正向 移动; ②减小反应物浓度或增大生成物浓度:平衡 逆向 移动。
在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生
反应mX(g)
nY(g) ΔH=Q kJ/mol。反应达到平衡时,Y的
物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
容器体积/L
c(Y)/mol·L-1
1
2
3
温度/℃
100
1.00 0.75 0.53
200
1.20 0.90 0.63
300
1.30 1.00 0.70
______向___逆__反__应__方___向__移__动______,[CO2]____增__大__。
(3)通入 N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡 __不_移__动__,[CO2]__不__变____。
(4) 保 持 密 闭 容 器 体 积 不 变 , 升 高 温 度 , 则 平 衡向正反应方向移动 ,[CO]_增__大____ 。
(1)平衡常数 K=0.0802.×3220.84=42010 L·mol-1 (2)增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移 动。或压强增大 1 倍,各组分的浓度增大 1 倍, Qc=0.1602.×6421.68=22010<42010。 即 Qc<K,所以平衡向正反应方向移动。
(3)保持体积不变,充入稀有气体 Ar,尽管总压改变, 但 反 应 混 合物 各 组分 的 浓 度保 持 不变 。 Qc = 0.0802.×3220.84= 42010=K,所以平衡不发生移动。
2.化学平衡图象题的解答原则 以可逆反应 aA(g)+bB(g) cC(g)为例说明。 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图象中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示 的意义三个量,确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲 线的关系和确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的 关系。
(2)“先拐先平,数值大”原则 在化学平衡图象中,先出现拐点的反应则先达到平衡状态, 先出现拐点的曲线表示的温度较高(如下图A所示)或表示的压强 较大(如下图B)。
(2)根据浓度熵与平衡常数的关系判断
①若Q ﹤ K,则平衡向正反应方向移动。
②若Q = K,则平衡不移动。
③若Q ﹥ K,则平衡向逆反应方向移动。
二、反应条件对化学平衡的影响
1.温度对化学平衡的影响
反应 类型
温度变化
ຫໍສະໝຸດ Baidu
放热 反应
升温 降温
吸热 反应
升温 降温
K值变化 Q与K关系
减小
Q>K
增大
Q<K
答案: AC
2. 反应 NH4HS(s)
NH3(g)+H2S(g)在一定温度
下达到平衡。下列各种情况下,不能使平衡发生移动的是(双
选)( )
A.温度、容积不变时,通入 SO2 气体
B.移走一部分 NH4HS 固体
C.容积不变,充入氮气
D.充入氮气,保持压强不变
答案: BC
3.下列反应达到平衡后,增大压强或升高温度,平衡
(2)原因:浓度的改变导致 浓度商Q 的改变。
3.压强的影响 (1)规律(在其他条件不变的情况下): ①增大压强:化学平衡向 气体体积减小 的方向移动; ②减小压强:化学平衡向 气体体积增大 的方向移动; (2)原因:压强的改变导致体系中各成分浓度的变化,从而 使平衡发生移动。
三、平衡移动原理(勒·夏特列原理)
的化学反应为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
180 ℃ 催化剂
2N2(g)+3H2O(g)
ΔH<0
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是( ) A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大 B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化 率减小 C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡 D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
在密闭容器中进行的如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
SO2 的起始浓度是 0.4 mol/L,O2 的起始浓度是 1 mol/L。 当 SO2 的转化率为 80%时,反应达到平衡状态。
(1)求反应的平衡常数。 (2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍,平衡将如何移动? (3)平衡时保持体积不变,向平衡混合气体中充入稀有气体 Ar,使体系总压变为原来的3倍,平衡又将如何移动?
答案: C
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