化学平衡(概念辨析)
专题化学平衡
化学平衡一、平衡的概念及判断1.定义:是指在一定条件下的________反应,正反应和逆反应的速率__________,反应混合物中各组分的浓度保持__________的状态;化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大限度,即该反应进行的限度;2.特征:“逆、等、动、定、变”1逆:指研究对象为可逆反应;2等:本质,即υ正= υ逆,对同一物质而言,消耗速率和生成速率相等;3动:动态平衡;即化学反应仍在进行4定:反应混合物中各组分的浓度保持不变;5变:化学平衡是一定条件下的平衡,若外界条件发生改变,则化学平衡状态可能随之发生改变,即可能发生化学平衡移动;3.可逆反应达到化学平衡状态的标志Ⅰ.绝对标志1本质标志:对同一物质:υ正= υ逆,对于不同物质:反向速率比=化学计量数比;例1对于可逆反应:N2g + 3H2g 2NH3,下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是A.3υ正N2 = υ正H2B.υ正N2 = υ逆NH3C.2υ正H2 = 3υ逆NH3D.υ正N2 = 3υ逆H2例2在合成氨反应中,下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是A.当有1 mol N≡N键断裂的同时,有3 mol H─H键断裂B.当有1 mol N≡N键断裂的同时,有6 mol N─H键形成C.当有3 mol H─H键形成的同时,有6 mol N─H键断裂D.当有1 mol N≡N键断裂的同时,有6 mol N─H键断裂2特征标志①体系中各组分的浓度保持不变;②各组分的百分含量不变指质量分数、物质的量分数、同温同压下气体的体积分数等;n各组分;N 各组分;例3在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A.单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB.单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2C.单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B2D.A、B、C的浓度不再变化E.A、B、C的分子数之比为1∶1∶2Ⅱ.相对标志对整个体系而言,n混、N混、m混、平均摩尔质量或平均相对分子质量、压强、混合气体密度、体系的颜色等能否用作达到平衡的标志则应作具体分析——分析该量在该条件下是否为变量;例4在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应2NO2g N2O4g已经达到平衡状态的是_________________A.n混气B.平均摩尔质量C.体系的颜色D.m混气E.恒容下的混合气体密度F.恒温恒容下体系的压强G.N混气变式1对于:H2g + I2g 2HIg这一可逆反应在上述标志中,能作为平衡判断标志的是______ 变式2在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应As+2BgCg +Dg已经达到平衡状态的是①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v C与v D的比值A.②③⑤B.①②③C.②③④⑥D.①②④⑤4.化学平衡的基础计算例1在溶积可变的密闭容器中,2mol N2和8mol H2在一定条件下反应,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_______________;例2在一定条件下,将2mol NO和2mol O2混合,发生如下反应:2NO + O2 = 2NO2,2NO2N2O4g,平衡时,所得混合气体中NO2的体积分数为40%,则混合气体的平均相对分子质量为_______________;例3在一定容积的密闭容器中进行反应:N2g + 3H2g 2NH3g;已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为mol/L、mol/L、mol/L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是A.N2为mol/L,H2为mol/L B.N2为mol/LC.N2、H2均为mol/L D.NH3为mol/L二、平衡移动1.概念:可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立过程;2.过程:①若υ正> υ逆时,化学平衡向_______反应方向移动;②若υ正< υ逆时,化学平衡向________反应方向移动;③若υ正= υ逆时,化学平衡________;3.影响化学平衡的条件1浓度规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向_________方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向_____________方向移动;重要结论1.固体、纯液体水浓度为常数,其量的增减不影响v正、v 逆,故平衡不移动;2.有两种或两种以上反应物时, 增加一种反应物的浓度, 该反应物的平衡转化率降低, 而其他反应物的转化率提高;四种情况下的速率时间图像:练习1.H2Og +Cs COg + H2g,在密闭容器中进行;一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动CO浓度有何变化1增大水蒸汽浓度___________________________________2加入固体炭_______________________________________3增加H2浓度________________________________________2.试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”;__________________________________________________________________________________________ 3.如图是合成氨的反应,N2g+3H2g 2NH3g,速率随时间的变化关系图;1t0时反应从哪方开始2t1、t2分别改变的条件及平衡移动的方向2压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动;注意对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动;速率时间图像:思考向充有N2、H2的反应器中加入氦气1若为恒温、恒容,通入氦气后平衡如何移动______________________2若为恒温、恒压,通入氦气后平衡如何移动______________________重要结论压强的改变对平衡是否有影响,关键看对物质浓度是否有影响等体积反应除外;在恒温恒容的条件下,充入无关气体使体积变大对平衡的影响,与直接增大体积减小压强对平衡的影响等效;练习1.在体积可变的密闭容器中,反应:m Ag+ n Bs p Cg达到平衡后,压缩容器的体积,发现A的转化率随之降低;下列说法中,正确的是A.m + n必定小于p B.m + n必定大于pC.m必定小于p D.n必定大于p2.一定质量的混合气体在密闭容器中发生如下可逆反应:x Ag + y Bg z Cg;达到平衡后,测得Ag 的浓度为mol/L;当在恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的2倍,再达到平衡后,测得Ag的浓度为mol/L;则下列叙述正确的是A.平衡向正反应方向移动B.x + y > zC.气体C的体积分数降低D.反应物B的转化率提高3温度对化学平衡的影响规律:在其他条件不变的情况下,升高温度,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向着放热反应的方向移动;速率时间图像:练习1.在一定条件下,下列可逆反应达到化学平衡;H2g + I2g 2HIg;△H < 0;要使混合气体的紫色加深,可以采取的方法是A.升高温度B.降低温度C.减小压强D.增大压强2.可逆反应:2Ag 2Bg + Cg △H > 0;达平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是A.增大压强B.减小压强C.减小C物的浓度D.降低温度4.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件如浓度、压强或温度等,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;提示1平衡移动的结果是“减弱”这种改变,而不是“消除或抵消”;2催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率,它对化学平衡的移动没有影响;也就是说,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但是使用催化剂,能够改变反应达到平衡所需的时间;练习1.已知某可逆反应在密闭容器中进行;Ag + 2Bg 3Cg + Ds;△H < 0;图中曲线a代表一定条件下该反应的过程;若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是A.增大A的浓度B.扩大容器的容积C.加入催化剂D.升高温度2.在下列可逆反应中,增大压强或降低温度,均可使化学平衡向正反应方向移动的是A.2SO2 + O22SO3△H < 0B.SO2 + NO2 NO + SO3g △H < 0C.2NH3N2 + 3H2△H < 0D.4NH3 + 5O24NO + 6H2Og △H < 0综合练习11.两个易导热的密闭容器A和B,容器A容积恒定,容器B容积可变,在温度压强和起始体积相同的条件下往A和B中分别充入等物质的量的NO2,发生反应2NO2 N2O4 △H<0,以下说法正确的是A.应起始时,两容器中的反应速率关系是v A<v BB.应过程中,两容器内的反应速率关系为v A<v BC.容器内的反应达到平衡所需时间一定相同D.应达到平衡时,两容器内的压强关系是p A>p B2.对于平衡体系m Ag+n Bg====p Cg+q Dg ΔH<0;下列结论中错误的是A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的倍,则m+n<p+qB.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶nC.若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2aD.若温度不变时,压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定比原来的1/2要小3.对于反应N2g+3H2g 2NH3g ΔH<0,下列研究目的和示意图相符的是4.在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2g O2g+2NOg ΔH>0,达到平衡;当改变其中一个条件X时,Y随X的变化符合图中曲线的是A.X表示温度时,Y表示O2的物质的量B.X表示压强时,Y表示NO2的转化率C.X表示反应时间时,Y表示混合气体的密度D.X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量5.在一定条件下,对于反应m Ag+n Bg c Cg+d Dg,C物质的质量分数w C与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是A.ΔH<0,m+n<c+d B.ΔH>0,m+n>c+dC.ΔH>0,m+n<c+d D.ΔH<0,m+n>c+d三、化学平衡常数1.对化学平衡常数的理解1平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关;化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数;若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变;2对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数;3对于一给定的可逆反应,化学平衡常数K只与温度有关,与反应物或生成物的浓度变化无关;4K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物的转化率越大;反之,反应就越不完全,转化率就越小;一般地说,K > 105时,该反应进行得就基本完全了;2.平衡常数的应用1可用来判断反应的热效应:吸热反应,升高温度,K会变大;放热反应,升高温度,K会变小;2利用化学平衡常数可以判断一个化学反应是否达到平衡状态;对于一般的可逆反应:m Ag + n Bg p Cg + q Dg任何状态的= Qc,称为浓度商QcQc < K,反应向正反应方向进行;Qc = K,反应处于平衡状态;Qc > K,反应向逆反应方向进行;练习已知化学反应①:Fes + CO2g FeOs + COg,其平衡常数为K1;化学反应②:Fes +H2Og FeOs + H2g,其平衡常数为K2;在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:温度K1K2973K1173K1通过表格中的数值可以推断:反应①是填“吸热”或“放热”反应;2现有反应③:CO2g + H2g COg + H2Og,请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3 =;3根据反应①与②,可推导出K1、K2与K3之间的关系式________________;据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是填“吸热”或“放热”反应;要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有填写序号;A.缩小反应容器容积B.扩大反应容器容积C.降低温度D.升高温度E.使用合适的催化剂F.设法减少CO的量4图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:①图甲中t2时刻发生改变的条件是;②图乙中t2时刻发生改变的条件是;四、等效平衡 1、 概念:在一定条件恒温恒压或恒温恒容下,可逆反应不管从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,或从正、逆反应两个方向同时开始,当达到平衡状态时,各组分的百分含量物质的量分数、质量分数、同温同压下的气体体积分数均相同,这样的平衡互称为等效平衡; 2、常见等效平衡的类别1恒T 、恒P 条件下的等效平衡只要按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,对应组分物质的量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效的;2对于恒T 、恒V 条件下的非等体积反应如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态完全相同必定为等效平衡,此时也称为“全等平衡”;3对于恒T 、恒V 条件下的等体积反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质对应组分物质的量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效的;练习1.在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知223N (g)3H (g)2NH (g)+= 92.4H ∆=-kJ·mol1-容器甲乙 丙 反应物投入量 1mol N 2、3mol H 2 2mol NH 34mol NH 3NH 3的浓度mol·L 1-c 1 c 2 c 3 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强Pa p 1p 2p 3反应物转化率1α 2α 3α下列说法正确的是A .132c c >B .92.4a b +=C .232p p <D .13αα1+< 2.2013·江苏卷·15一定条件下存在反应:COg +H 2OgCO 2g +H 2g,其正反应放热;现有三个相同的2L 恒容绝热与外界没有热量交换密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在I 中充入1 mol CO 和1 mol H 2O,在Ⅱ中充入1 mol CO 2和1 mol H 2,在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H 2O,700℃条件下开始反应;达到平衡时,下列说法正确的是A .容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于13.2013·哈尔滨市质检·12某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入mol A和mol B,反应Ag+Bg Cg,经过一段时间后达到平衡;反应过程中测定的部分数据如表,下列说法正确的是t/s 0 5 15 25 35n A/molA.反应在前5 s的平均速率v A=mol·L-1·s-1B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c A=mol·L-1,则反应的ΔH>0C.相同温度下,起始时向容器中充入mol C,达到平衡时,C的转化率大于80%D.相同温度下,起始时向容器中充入mol A、mol B和mol C,反应达到平衡前v正<v逆4.一定条件下,对于可逆反应Xg+3Yg2Zg,若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3均不为零,到达平衡时,X、Y、Z的浓度分别为mol·L-1、mol·L-1、mol·L-1,则下列判断不合理的是A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率相等D.c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<mol·L-15.两个体积相同的密闭容器A、B,在A中充入SO2和O2各1mol,在B中充入SO2和O2各2 mol,加热到相同温度,有如下反应2SO2g+ O2g2SO3g,对此反应,下述不正确的是A.反应速率B>A B.SO2的转化率B>AC.平衡时O2的物质的量浓度B < A D.平衡时容器的压强B>A6.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2Ag+Bg 2Cg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,对平行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1mol D.均减少1mol7.一定温度下,在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2,建立如下平衡:N2g+3H2g2NH3g相同条件下,若向容器中再通入1 mol H2和,1 molN2又达到平衡;则下列说法正确的A.NH3的百分含量不变B.N2的体积分数增大C.N2的转化率增大D.NH3的百分含量增大五、化学平衡图像1.分析图像型问题一般从下列方面入手:⑴看清各坐标轴所代表的量的意义,弄清曲线所表示的是哪些量的关系;⑵弄清曲线上点的意义,特别是某些特殊点如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等;⑶弄清曲线“平”与“陡”的意义,即斜率大小的意义;⑷弄清曲线函数的增减性;2.解题技巧:⑴“先拐先平,数值大”:在含量——时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大;⑵“定一议二”:在含量——T/P曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系;即确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标的量后通常可做一垂线,讨论横坐标与曲线的关系;练习1.反应Ls+aGg=bRg达到平衡时,温度和压强对该反应速率的影响如图所示,图中P1>P2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气体中G的体积分数;有下列判断:①正反应是放热反应;②正反应是吸热反应;③a >b;④a<b;其中正确的是A.①③B.①④C.②③D.②④2.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:Ag+3Bg 2Cg;正反应放热某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:下列判断一定错误的是A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高3.08全国Ⅰ卷已知:4NH3g + 5O2g = 4NOg +6H2g. △H= -1025kJ/mol该反应是一个可逆反应;若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是4.2013·高考名校联考信息优化卷在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应:2Mg+Ng W +4QgΔH<0,起始投料只有M和N;下列示意图正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是综合练习21.对于反应COg+H2Og CO2g+H2gΔH <0,在其他条件不变的情况下A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变2.2013·全国大纲·7反应Xg+Yg2ZgΔH <0,达到平衡时,下列说法正确的是A.减小容器体积,平衡向右移动B.加入催化剂,Z的产率增大C.增大c X,X的转化率增大D.降低温度,Y的转化率增大3.2013·高考名校联考信息化卷在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应:CO2g+3H2g CH3OHg+H2Og,图1表示反应过程中能量的变化,图2表示反应过程中物质浓度的变化;下列有关说法正确的是A.该反应的焓变和熵变:ΔH>0,ΔS<0B.温度降低,该反应的平衡常数K增大C.升高温度,n CH3OH/n CO2增大D.从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为mol/L·min4.2013·高考名校联考信息优化卷在一个密闭绝热容器W中,进行如下两个可逆反应:①Ag+2Bg 3Cg+Ds ΔH1>0,②x Mg+Ng 3QgΔH2;反应①中各物质与反应②中各物质均不发生反应;在某容器里只进行反应②,M的转化率与温度、压强的关系如图所示;下列对W容器中进行的反应推断合理的是A.反应①一定是自发反应,反应②一定是非自发反应B.若容器内温度保持不变,则v正B:v逆C=2:3C.若恒压条件下,充入N,则C的物质的量减小D.升高温度,两个反应的平衡常数都减小5.在一定条件下,反应COg+2H2g CH3OHg在一密闭容器中达到平衡;充入适量氢气,增大容器的体积,维持H2的浓度和容器的温度不变,跟原平衡相比较达到新平衡时CO的转化率将A.增大B.减小C.不变D.无法判断6.下列叙述及解释正确的是A.2NO2g红棕色N2O4g无色ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅B.H2g+I2g 2HIgΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变C.FeCl3+3KSCN FeSCN3红色+3KCl,在平衡后,加少量KCl,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅D.对于N2+3H22NH3,平衡后,压强不变,充入O2,平衡左移7.现有m As+n Bg q CgΔH<0的可逆反应,在一定温度下达平衡时,B的体积分数φB和压强p 的关系如图所示,则有关该反应的下列描述正确的是A.m+n<q B.n>qC.x点的混合物中v正<v逆D.x点比y点的混合物的正反应速率小8.右图是关于反应A2g+B2g 2Cg+DgΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是A.升高温度,同时加压B.压强不变,降低温度C.压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体D.温度、压强不变,充入一些A2g9.下列各图是温度或压强对2As+2Bg2Cg+DgΔH<0的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是10.向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2,发生反应H2g+I2g2HIgΔH<0,当达到平衡后,t1时刻改变反应的某一条件混合气体总物质的量不变,造成容器内压强增大,则下列说法正确的是A.容器内气体的颜色变深,混合气体的密度增大B.平衡不发生移动C.I2g转化率增大,HI平衡浓度变小D.改变条件前后,速率图像如图所示连接高考1.2015·天津下列说法不正确的是A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D.MgOH2固体在溶液中存在平衡:MgOH2s Mg2+aq+2OH-aq,该固体可溶于NH4Cl溶液2.2015·天津某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molXg和2molYg发生反应:Xg+m Yg3Zg,平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%;在此平衡体系中加入1molZg,再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变;下列叙述不正确的是A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1:1 D.第二次平衡时,Z的浓度为mol·L-13.2015·四川一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:Cs+CO2g2COg;平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:已知:气体分压P分=气体总压P总×体积分数;下列说法正确的是A.550℃时,若充入惰性气体,v正,v逆均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P=总4.2015·重庆羰基硫COS可作为一种××熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和××的危害;在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:COg+H2Sg COSg+H2g K=,反应前CO的物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol,下列说法正确的是A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.CO的平衡转化率为80%5.2015·安徽汽车尾气中,产生NO的反应为:N2g+O2g2NOg,一定条件下,等物质的量的N2g和O2g在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化;下列叙述正确的是A.温度T下,该反应的平衡常数K=B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的△H<06.2015·上海对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是多选A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大。
化学平衡的定义和描述
化学平衡的定义和描述化学平衡是指一个化学反应达到了一种稳定的状态,其中反应物和生成物之间的浓度和反应速率保持恒定,不发生明显的变化。
化学平衡是一种动态平衡,虽然反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍在进行。
1. 化学平衡的基本概念化学平衡是指在封闭的体系中,反应物和生成物之间的相对浓度保持恒定。
在一个化学反应中,反应物相互转化为生成物,但是反应物和生成物的浓度会随时间发生变化,直到达到化学平衡。
在化学平衡状态下,前向反应和逆向反应的速率相等,而且反应物和生成物的浓度保持不变。
2. 化学平衡的假设化学平衡的描述基于以下几个假设:- 封闭体系:化学反应发生在一个封闭的体系中,不受外界环境的影响。
- 可逆反应:反应物可以相互转化为生成物,并且生成物也可以再转化为反应物。
- 动态平衡:尽管反应物和生成物的浓度不发生变化,但是反应仍在进行,前向反应和逆向反应的速率相等。
这意味着反应物和生成物的摩尔比例保持不变。
- 温度的影响:温度对化学平衡有重要影响,改变温度可以改变平衡位置。
3. 平衡常数化学平衡可以用平衡常数来描述,平衡常数(K)是反应物浓度和生成物浓度的比值的乘积,每个物质的浓度用方括号表示。
对于一个一般的化学方程式:aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数(K)的表达式为:K = [C]^c × [D]^d / ([A]^a × [B]^b)平衡常数的大小表明了反应物与生成物之间的相对浓度,当K大于1时,反应物浓度高于生成物浓度;当K小于1时,反应物浓度低于生成物浓度;当K等于1时,反应物和生成物的浓度相等。
4. 影响化学平衡的因素以下因素可以影响化学平衡:- 反应物浓度:增加或减少反应物的浓度会导致平衡位置的偏移,达到新的平衡。
- 温度:改变温度会改变平衡常数的数值,进而影响平衡位置。
- 压力(对于气体反应):改变气体反应的压力会导致平衡位置的改变。
- 催化剂:催化剂可以加速反应到达平衡的速率,但不改变平衡位置。
化学反应中的化学平衡
化学反应中的化学平衡化学反应是物质发生变化的过程,其中涉及许多因素。
有时,反应会达到一个平衡状态,这就是化学平衡。
化学平衡意味着反应物和生成物之间的摩尔比例保持不变。
本文将讨论化学平衡的一些基本概念、平衡常数以及影响平衡的因素。
1. 化学平衡的基本概念在化学反应中,当反应物和生成物之间的反应速率达到相等时,就会达到化学平衡。
这意味着无论是反应物还是生成物的浓度,都不再发生明显的变化。
化学平衡的一个重要特征是正向反应和逆向反应之间的速率相等。
这意味着反应物可以转化为生成物,而生成物也可以反应生成反应物。
这种相互转化使化学反应达到了平衡状态。
2. 平衡常数平衡常数是用来描述化学平衡的一个重要参数。
对于一个反应 aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数 K 表示反应物和生成物的浓度之间的比例。
平衡常数的表达式为 K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b,其中 [A] 表示物质A 的浓度。
平衡常数与反应物和生成物的浓度呈现定量关系。
当平衡常数大于1时,生成物浓度较高;当平衡常数小于1时,反应物浓度较高。
平衡常数的具体数值表明了反应物和生成物之间的偏向程度。
3. 影响平衡的因素化学平衡可以受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响平衡的因素:3.1 温度:温度是影响化学平衡的关键变量。
根据Le Chatelier原理,当温度升高时,平衡常数K会发生改变,反应会偏向吸热反应以吸收多余的热量,反之亦然。
3.2 压力(对气相反应):当反应物和生成物中有气体存在时,改变压力会影响反应的平衡。
增加压力会导致平衡偏向生成物,而降低压力则会偏向反应物。
3.3 浓度:改变反应物和生成物的浓度也会影响平衡。
增加反应物浓度会使平衡偏向生成物,减少反应物浓度则会偏向反应物。
通过调控这些因素,我们可以改变化学反应中的平衡状态,实现更理想的反应条件。
总结:化学平衡是化学反应中的重要概念,表示了反应物和生成物之间的相对浓度。
化学化学平衡
化学化学平衡化学平衡化学平衡是化学反应中达到动态平衡状态的过程。
在化学平衡中,反应物和生成物的浓度保持稳定,虽然反应仍然在进行,但反应速率相等。
化学平衡是许多化学反应的重要特征,对于了解反应中物质的相互转化具有重要意义。
本文将对化学平衡的概念、平衡常数以及平衡移动等方面进行讨论。
1. 化学平衡的概念化学反应是指化学物质之间的转化过程,通常涉及原子、分子或离子的重新组合和断裂。
在一个封闭的系统中,当反应开始时,反应物逐渐转化为生成物。
然而,随着反应的进行,反应速率变慢,并最终达到一个平衡状态。
在这个平衡状态下,反应物和生成物的浓度变化变得微不足道,反应速率相等,称为化学平衡。
2. 平衡常数平衡常数是用来描述化学平衡状态的一个量化指标。
对于一个化学方程式:aA + bB ↔ cC + dD其中,A、B、C和D分别表示不同的化学物质,a、b、c和d表示它们之间的摩尔比例。
平衡常数Kc可以用以下公式计算:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[C]、[D]、[A]和[B]分别表示各化学物质的浓度。
Kc的值越大,说明反应生成物的浓度相对较高;反之,Kc的值越小,说明反应物的浓度相对较高。
通过测定平衡常数,我们可以了解反应物和生成物之间的相对浓度关系。
3. 平衡移动平衡移动是指改变反应条件时,平衡体系中反应物和生成物的浓度发生改变的现象。
根据勒沃尼乌斯法则,当改变一个反应条件(如温度、压力或浓度)时,平衡将移动以抵消这种变化,并重新建立一个新的平衡。
根据平衡移动的原理,我们可以调节反应条件来控制化学反应的方向和产量。
例如,对于以下平衡反应:2NO2(g) ↔ N2O4(g)当增加氮(IV)氧化物(NO2)的浓度时,平衡会向右移,生成二氧化氮(N2O4)的浓度增加;反之,当增加二氧化氮的浓度时,平衡会向左移,生成氮(IV)氧化物的浓度增加。
此外,根据利奥·查塔利尔定律,在改变温度或压力时,平衡移动以维持平衡常数的值不变。
什么是化学平衡
什么是化学平衡?化学平衡是指在封闭系统中,化学反应的正反应速率相等时的状态。
在化学平衡下,反应物和生成物的浓度(或压力)保持恒定,而宏观上看起来好像没有发生反应。
化学平衡是化学反应动力学和热力学的结果,它描述了反应物和生成物之间的相对浓度或压力的稳定状态。
1. 平衡常数:在化学平衡中,反应物和生成物浓度(或压力)的稳定状态由平衡常数(Keq)来描述。
平衡常数是在给定温度下,反应物和生成物浓度(或压力)之间的比值。
对于一个简单的化学反应如:aA + bB ⇌ cC + dD平衡常数的表达式为:Keq = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中,[A]、[B]、[C]、[D] 分别表示反应物A、B 和生成物C、D 的浓度。
平衡常数越大,表示生成物浓度较高,反应向右(正方向)偏移;平衡常数越小,表示反应物浓度较高,反应向左(逆方向)偏移;平衡常数等于1,表示反应物和生成物浓度相等,反应处于平衡状态。
2. 影响平衡的因素:化学平衡受到多种因素的影响,包括温度、压力(对气相反应而言)、浓度(对溶液中的反应而言)以及催化剂的存在。
-温度:温度升高会增加反应速率,但对反应平衡的位置有不同的影响。
在吸热反应中,温度升高会使平衡向右偏移,生成物浓度增加。
在放热反应中,温度升高会使平衡向左偏移,反应物浓度增加。
-压力:对于气体反应而言,压力的改变可以影响反应平衡的位置。
增加压力会使平衡向具有较少分子数的方向偏移。
减小压力会使平衡向具有较多分子数的方向偏移。
-浓度:在溶液反应中,改变反应物或生成物的浓度会影响平衡位置。
增加反应物浓度会使平衡向右偏移,生成物浓度增加。
增加生成物浓度会使平衡向左偏移,反应物浓度增加。
-催化剂:催化剂可以加速反应速率,但不会改变平衡位置。
它通过提供一个不同的反应路径,降低反应的活化能,从而使反应更快达到平衡。
3. 平衡的动态性:虽然在化学平衡时反应物和生成物的浓度保持恒定,但这并不意味着反应停止。
化学平衡知识点总结
化学平衡知识点总结化学平衡是化学反应过程中产物和反应物浓度达到一定比例后的状态。
在平衡状态下,反应物和产物的浓度不再改变,但反应仍在进行。
化学平衡的基本概念:1. 反应速率的相互制约:在化学反应中,反应物分子之间发生相互碰撞并形成产物,反应速率取决于反应物浓度。
当反应速率达到最大值时,产物与反应物浓度之间将建立一个平衡,并保持恒定。
2. 动态平衡:化学平衡是一个动态过程,指在反应物和产物浓度不再变化的情况下,反应仍然进行,反应物转化为产物的速率等于产物转化为反应物的速率。
化学平衡的标志:1. 反应速率不再改变:在平衡状态下,反应物和产物的浓度不再改变,反应速率不再提高或降低。
2. 可逆反应:化学反应可以进行正向和逆向两个方向的转化。
平衡状态下,正向反应速率等于逆向反应速率。
化学平衡的平衡常数:1. 平衡常数:平衡常数(K)是描述化学反应系统达到平衡时反应物和产物浓度之间的关系,它的大小决定了反应的进行方向和倾向性。
平衡常数等于正向反应的浓度乘积与逆向反应浓度乘积的比值,取决于温度。
2. 平衡常数的影响因素:平衡常数受温度的影响,温度升高将导致平衡常数的增大或减小;反应物或产物浓度的变化也会改变平衡常数的数值。
化学平衡的移动方式:1. 影响平衡常数的移动方式:通过改变反应物或产物的浓度,可以影响平衡的移动方向,使反应向产物方向移动或向反应物方向移动。
2. 改变浓度对平衡的影响:增加反应物浓度、减少产物浓度或减少反应物浓度、增加产物浓度,都会导致反应偏离平衡,达到新的平衡状态。
化学平衡的影响因素:1. 温度的影响:温度升高通常会导致平衡常数的增大,反应向生成热量较大的方向移动。
2. 压力的影响:对涉及气体的反应,改变压力会改变反应物和产物之间的分布,但对于涉及气体和溶液的反应,改变压力的影响较小。
3. 浓度的影响:增加反应物浓度将使反应向产物方向移动,减少反应物浓度将使反应向反应物方向移动。
4. 催化剂的影响:催化剂可以提高反应速率,但不会改变平衡常数。
化学平衡和平衡常数的概念
化学平衡和平衡常数的概念化学反应是指化学物质之间发生的变化过程,其中一些化学反应在达到一定条件时会趋向于达到平衡状态。
化学平衡是指反应物与生成物之间的摩尔浓度或气体压力处于稳定的状态,它可以通过平衡常数来描述。
本文将深入探讨化学平衡和平衡常数的概念,并介绍与之相关的重要概念和公式。
一、化学平衡的概念化学平衡是指化学反应过程中反应物与生成物的浓度或压力不再发生明显变化的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物之间的摩尔比例保持稳定,它们之间的反应速率相互平衡。
当达到化学平衡时,反应不会停止,而是始终在正反应的速率之间进行。
二、平衡常数的定义平衡常数是衡量化学平衡状态的指标,用K表示。
对于一个反应aA + bB ↔ cC + dD,它的平衡常数可以用下述公式表示:K = ([C]^c * [D]^d) / ([A]^a * [B]^b)其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
三、平衡常数的性质1. 平衡常数对反应的温度和反应物浓度压力有依赖关系。
在不同的温度下,平衡常数的值会发生变化。
2. 平衡常数只与化学方程式有关,与反应的速率没有直接关系。
3. 如果反应物和生成物的浓度或压力与平衡常数的比例相同,则反应处于平衡状态。
4. 平衡常数大于1时,生成物的浓度较高;平衡常数小于1时,反应物的浓度较高。
四、平衡常数的计算平衡常数可通过实验数据来计算。
在实验中,可以测量反应物和生成物的浓度或压力,并带入平衡常数的公式中进行计算。
同时,平衡常数也与反应物和生成物浓度的初始值有关。
五、平衡常数与反应的方向根据平衡常数的大小,可以判断反应的方向。
当平衡常数大于1时,反应向生成物的方向进行;当平衡常数小于1时,反应向反应物的方向进行;当平衡常数等于1时,反应处于平衡状态。
六、应用示例1. 酸碱平衡:例如,水的自离解反应H2O ↔ H+ + OH-,反应达到平衡时,平衡常数Kw可用来描述水的酸碱性质。
化学平衡的概念与计算方法
化学平衡的概念与计算方法化学平衡是指在化学反应中,反应物与生成物之间的相对浓度达到一定比例的状态。
在化学平衡中,正向反应与逆向反应同时进行,反应速率相等,净反应物浓度不再发生变化。
本文将讨论化学平衡的概念和计算方法。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在封闭系统中,化学反应双向进行,正向反应和逆向反应同时发生,且达到相对稳定的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物的浓度之间的比例关系保持不变。
化学平衡的特点是:1. 反应物与生成物的浓度达到一定比例,不再发生净变化;2. 正向反应和逆向反应在相同的速率下进行;3. 化学平衡与反应条件有关,如温度、压力、浓度等。
二、化学平衡的计算方法1. 平衡常数计算平衡常数是衡量化学反应在平衡状态下正反应物质之间浓度比例的指标。
以一般反应物质aA + bB → cC + dD 为例,平衡常数表达式为:Kc = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中方括号表示物质的浓度。
2. 平衡常数的意义平衡常数表示正反应物质之间的浓度比例在平衡状态下的稳定程度。
当平衡常数大于1时,生成物的浓度较高,反应趋向正向进行;当平衡常数小于1时,反应物的浓度较高,反应趋向逆向进行。
3. 影响平衡常数的因素平衡常数受到温度、压力和浓度等因素的影响。
温度升高通常会增大平衡常数,压力增加也有可能增加平衡常数,而改变反应物浓度则会改变平衡常数。
4. 平衡常数的计算步骤a) 记录反应物与生成物的浓度;b) 根据反应物与生成物的化学方程式,列出平衡常数表达式;c) 使用实验数据代入表达式中的浓度;d) 计算平衡常数。
5. 平衡浓度的计算在已知反应物与生成物的初浓度以及平衡常数的情况下,可以通过反应物质量守恒的原理来计算平衡浓度。
6. 平衡浓度的计算步骤a) 确定已知物质的量以及反应的摩尔比例;b) 记录已知物质的浓度;c) 根据反应的化学方程式和已知物质的浓度,推导出未知物质浓度的公式;d) 代入已知物质的浓度,计算未知物质的浓度。
高中化学平衡的知识点
《高中化学平衡知识点详解》在高中化学的学习中,化学平衡是一个至关重要的概念。
它不仅在理论知识体系中占据着重要地位,还与实际生产生活有着紧密的联系。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在一定条件下,可逆反应中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。
可逆反应是化学平衡的前提条件,只有可逆反应才可能达到化学平衡状态。
例如,对于反应 N₂ + 3H₂⇌2NH₃,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,此时体系中 N₂、H₂和 NH₃的浓度不再改变,就达到了化学平衡状态。
二、化学平衡的特征1. 逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
2. 等:正反应速率和逆反应速率相等。
3. 动:化学平衡是一种动态平衡,虽然正逆反应速率相等,但反应并没有停止,而是在不断地进行着。
4. 定:达到平衡状态时,反应体系中各物质的浓度保持不变。
5. 变:化学平衡是在一定条件下建立的,当条件改变时,平衡会发生移动。
三、影响化学平衡的因素1. 浓度- 增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
- 增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
例如,在反应 CO + H₂O(g)⇌CO₂ + H₂中,增大 CO 的浓度,平衡会向正反应方向移动,以消耗更多的 CO。
2. 压强- 对于有气体参加且反应前后气体体积发生变化的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
- 对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动。
例如,对于反应 N₂ + 3H₂⇌2NH₃,增大压强,平衡向正反应方向移动,因为正反应是气体体积减小的方向。
3. 温度- 升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
- 降低温度,平衡向放热反应方向移动。
例如,对于反应 2SO₂ + O₂⇌2SO₃,正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动。
4. 催化剂- 催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,但不能使平衡发生移动。
化学平衡和平衡常数
化学平衡和平衡常数化学平衡是指当化学反应的速率达到一定平衡状态时,反应物与生成物的浓度或压力之间的相对稳定关系。
而平衡常数则是用于描述平衡状态下反应物和生成物浓度之间的关系的一个量。
本文将从化学平衡的概念、平衡常数的定义、影响平衡常数的因素以及平衡常数的应用等方面进行论述。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在封闭容器中,反应物与生成物浓度或压力保持一定的稳定状态,此时反应速率的前后变化趋于相等。
化学平衡状态下的反应可以表示为如下示意图:A +B ⇄C + D在这个平衡反应中,A和B为反应物,C和D为生成物。
化学平衡表示化学反应在达到一定条件下形成动态平衡的状态,即反应物与生成物同时地在相互转化,但总的浓度或压力保持不变。
二、平衡常数的定义平衡常数(K)是用于描述化学平衡状态下反应物与生成物浓度之间关系的一个物理量。
对于一般的反应方程式:aA + bB ⇄ cC + dD平衡常数可以表示为:K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别代表反应物A、B以及生成物C、D的浓度。
平衡常数是在恒温恒压条件下,由各组分浓度或压力的幂数所决定的。
平衡常数大于1则意味着生成物浓度高,反之则表示反应物浓度高。
三、影响平衡常数的因素平衡常数受多种因素的影响,主要包括温度、压力以及浓度。
具体来说:1. 温度:温度的升高会增加平衡常数,反之则减小。
这是因为温度的提高使反应速率增加,推动了反应向生成物一侧移动。
2. 压力:对于气相反应,压力的提高会增加平衡常数,反之则减小。
这是因为提高压力会使反应向生成物浓度较低的一侧移动,以减小压力。
3. 浓度:浓度的改变会对平衡常数产生影响,但并不改变平衡常数的数值。
增加或减少某一组分的浓度会导致平衡移动,使得浓度较低的一侧浓度增加,而浓度较高的一侧浓度降低。
四、平衡常数的应用平衡常数在化学反应中具有重要的应用价值,主要体现在以下几个方面:1. 判断平衡状态:通过计算平衡常数,可以判断化学反应是否达到平衡状态。
化学平衡(概念辨析)
1. 任一反应的平衡常数是否为一个不变的常数?答:不是。
平衡常数只是在一定的条件下才有定值,有的平衡常数只受温度的影响,如 ,也有的平衡常数既受温度的影响,又受压力的影响,如。
2. 根据公式,所以说 是在平衡状态时的吉布斯自由能的变化值,这样说对不对?答:不对。
在等温、等压、不作非膨胀功时,吉布斯自由能的变化值等于零,这样才得到上述公式。
是在标准状态下吉布斯自由能的变化值,在数值上等于反应式中各物质标准化学势的代数和,即:3. 在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下,若某反应的0>∆m r G ,能否研制出一种催化剂使反应正向进行?答:不能。
催化剂只能改变反应的速率,而不能改变反应的方向。
用热力学函数判断出的不能进行的反应,用任何方法都不能使它进行。
4. 某反应的 ,所以该反应一定能正向进行吗?答:不一定。
判断反应能否进行只能用等温、等压、不作非膨胀功时的m r G ∆值,若m r G ∆<0,则能正向进行。
而 值只能起个估算作用,若它的值很负,基本上决定了的符号,则估计反应可以进行。
现在 值虽是负值,但绝对值太小,不足以决定的符号,所以反应能否进行还决定于 的值。
5. 对于反应前后气体分子数不变的反应,是否无论压力如何变化,总是常数? 答:不是。
是各气态物质以压力表示的经验平衡常数,它与气体的活度系数有关,是温度和压力的函数。
只有当气体可看作理想气体时,活度系数为1,才仅是温度的函数,与压力无关。
6. 若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反应,两者的 和 的关系如何?答:的下标“m”表示反应进度为1 mol时吉布斯自由能的变化值,现在两个反应式中各物的量成倍数关系,所以。
因为,所以7. 反应达到平衡时,宏观和微观特征有何区别?答:到达平衡时,宏观上反应物和生成物的量不再随时间而变化,好像反应停止了。
而微观上,反应仍在不断的进行,反应物分子变为生成物分子,而生成物分子又不断变成反应物分子,只是正、逆变化的速率恰好相等,使反应物和生成物的量不再随时间而改变。
《化学平衡》 讲义
《化学平衡》讲义一、化学平衡的概念在化学反应中,我们常常会遇到这样的情况:反应并不是进行到底,而是在一定条件下,反应物和生成物的浓度不再随时间发生变化。
这种状态就被称为化学平衡。
比如说,在一个封闭的容器中进行可逆反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃。
开始时,容器中只有氮气和氢气,随着反应的进行,氨气逐渐生成。
但到了一定程度,氨气的生成速率和分解速率相等,此时系统中各物质的浓度不再改变,达到了化学平衡状态。
化学平衡是一种动态平衡。
虽然从表面上看,各物质的浓度不再变化,但实际上正反应和逆反应仍在不断进行,只是它们的速率相等罢了。
二、化学平衡的特征1、等:正反应速率等于逆反应速率。
这是化学平衡建立的关键条件。
如果正反应速率大于逆反应速率,那么反应会朝着生成物的方向进行;反之,如果逆反应速率大于正反应速率,反应会朝着反应物的方向进行。
只有当两者相等时,才能达到平衡。
2、定:平衡时,反应混合物中各组分的浓度保持一定,不再随时间变化。
这是化学平衡的外在表现。
3、动:化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在不断进行,只是速率相等。
4、变:化学平衡是在一定条件下建立的,如果条件改变,平衡可能会被破坏,发生移动,重新建立新的平衡。
三、影响化学平衡的因素1、浓度增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡会向正反应方向移动;反之,增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,平衡会向逆反应方向移动。
以合成氨反应为例,如果增加氮气或氢气的浓度,反应会朝着生成氨气的方向移动,以减少氮气和氢气的浓度,增加氨气的生成量。
2、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向移动;减小压强则会使平衡向气体分子数增大的方向移动。
比如上述的合成氨反应,正反应是气体分子数减少的反应。
增大压强,平衡会向生成氨气的方向移动,有利于提高氨气的产量。
但对于反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变对平衡没有影响。
3、温度升高温度,平衡会向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡会向放热反应的方向移动。
什么是化学平衡
什么是化学平衡
化学平衡是一个动态过程,它指的是在一个封闭系统中,正反两个化学反应同时进行,达到一种动态平衡状态。
在这种状态下,正反反应的速率相等,各种物质的浓度保持不变。
化学平衡在自然界中广泛存在,对于理解化学反应的进行具有重要意义。
化学平衡的原理可以追溯到法国化学家勒夏特列的著名理论。
他发现,在一定条件下,一个化学反应会自动达到一个平衡状态,此时反应物和生成物的浓度保持不变。
这个理论为我们研究化学反应提供了一个基本框架,有助于我们更好地理解化学反应的机理。
化学平衡中有四个关键因素:浓度、温度、压强和催化剂。
在达到平衡状态时,这些因素都会对反应产生影响。
浓度的影响体现在反应物和生成物的浓度比例上,当浓度发生变化时,平衡会向着减少这种变化的方向移动。
温度的变化会影响反应的速率常数,从而影响平衡状态。
压强的变化则会影响反应物和生成物的摩尔数,进而改变平衡浓度。
催化剂可以加速正反反应的速率,但不会改变平衡状态。
在实际应用中,化学平衡原理被广泛应用于工业生产、环境保护等领域。
通过控制反应条件,可以实现对化学反应的调控,从而优化生产过程、提高产品收率、降低污染物排放等。
同时,化学平衡的研究也对其他学科如物理、生物和地球科学等领域产生了深远影响。
总之,化学平衡是一个重要的科学概念,它揭示了化学反应在一定条件下的规律性。
了解化学平衡的原理,对于我们认识和调控化学
反应具有重要意义。
在今后的学习和研究中,我们应该不断深入探讨化学平衡的内涵,以期为化学领域的发展做出更大的贡献。
化学平衡的基本概念与理论解析
化学平衡的基本概念与理论解析化学反应是物质之间发生变化的过程,在反应中物质的摩尔比例是非常重要的。
化学平衡是指反应物和生成物浓度之间达到稳定状态的情况,此时正反应速率相等,且物质的浓度保持不变。
化学平衡是化学反应动力学和热力学的综合体现,它的研究对于我们深入理解化学反应的特性和控制反应过程具有重要的意义。
一、化学平衡的基本概念化学平衡的基本概念可以用以下几个要点来描述:1. 反应物和生成物的浓度保持不变。
在达到化学平衡的状态下,反应物和生成物的浓度不再发生变化。
虽然反应仍在进行,但是由于正反应和逆反应速率相等,它们之间的浓度始终保持在一个稳定的状态。
2. 正反应和逆反应速率相等。
在化学平衡下,反应物和生成物之间的正反应和逆反应速率相等。
这是平衡态最重要的特征之一。
正反应和逆反应的速率相等意味着同样的速率下,反应物转化为生成物的速度与生成物转化为反应物的速度相等。
3. 反应的宏观性质不再发生明显变化。
达到化学平衡后,反应系统的宏观性质,如体积、密度、颜色等都不再发生明显的变化。
这表明在化学平衡条件下,反应系统处于一个相对稳定的状态,微观上正反应和逆反应持续进行,达到动态平衡。
二、化学平衡的理论解析化学平衡的理论解析主要基于以下两个重要的理论原则:1. 动力学原理根据动力学原理,反应速率与反应物的浓度成正比。
当反应速率相等时,反应物与生成物的浓度达到平衡状态。
动力学原理解释了为何在达到化学平衡后反应物与生成物的浓度保持不变。
2. 热力学原理根据热力学原理,反应在达到平衡时熵增为零。
化学反应是伴随着能量变化的过程,而能量趋向最稳定的状态,即熵的增加为零的状态。
反应在达到平衡时系统的熵增为零,通过热力学原理可以解析化学平衡的理论基础。
在化学平衡理论的基础上,我们可以进一步探讨化学平衡的平衡常量和平衡表达式。
平衡常量是用于表示反应物与生成物之间浓度关系的数值,它与反应物的浓度之比有关。
平衡表达式是根据平衡常量写出的化学反应方程式,通过平衡表达式我们可以计算不同条件下的平衡常量值。
化学平衡知识点归纳
化学平衡知识点归纳
对于化学研究者来说,化学平衡的知识点是一个重要的基础。
因此,本文将从各个方面对化学平衡的概念、原理和应用进行综合性的归纳,供读者参考。
1、化学平衡的概念
化学平衡的概念可以追溯到18世纪末的法国化学家Lavoisier,他提出了“化学反应以固定比例完全反应,微量组分之间的量关系不变”的理论,认为在反应系统中每种物质的量是稳定的,形成了化学平衡的概念。
2、化学平衡的原理
化学平衡原理可以归纳为“物质平衡定律”和“化学反应速率平衡定律”两大类。
根据物质平衡定律,在不考虑化学反应的情况下,反应系统中的物质数量是不变的,只有当反应系统中的物质发生化学反应时,才会出现变化。
根据化学反应速率平衡定律,反应系统中反应速率的变化趋于平衡,反应停止时,物质平衡也不会发生变化,因此也可以形成化学平衡。
3、化学平衡的应用
化学平衡的应用得到了广泛的发展,在经典化学里,化学平衡主要对反应的反应热和反应容积提出要求,以用来计算反应的热力学函数;在分析化学里,化学平衡可以被用作分析一种物质的标准化方法;在生物化学里,化学平衡的应用主要体现在三个方面:酶的活性调控,免疫反应的反应过程,以及机体细胞间的水平衡维持。
总之,化学平衡是研究化学反应系统动态性质的基础,本文只是对化学平衡的知识点进行了简单的归纳,有关详细内容,还有待于更深入的研究。
知识点什么是化学平衡
知识点什么是化学平衡化学平衡是化学反应中的一个重要概念,它描述了在达到一定条件下,反应物转化为生成物的速率相等的状态。
在化学平衡下,反应物和生成物的浓度保持稳定,表明反应已经达到了一个动态平衡的状态。
本文将介绍化学平衡的定义、条件以及影响平衡的因素。
一、化学平衡的定义化学平衡是指在一定条件下,反应物和生成物之间的浓度保持稳定的状态。
在化学反应中,反应物会转化为生成物,同时生成物也会逆向转化为反应物。
当反应物和生成物的速率相等时,就达到了化学平衡。
化学平衡通过以下示例进行解释。
考虑一种简单的反应:氮气和氢气生成氨气的反应。
在反应开始时,氮气和氢气逐渐转化为氨气。
随着反应的进行,生成氨气的速率逐渐增加,但同时也会有氨气逆向转化为氮气和氢气的过程。
当反应达到化学平衡时,氮气、氢气和氨气的浓度会保持稳定,表明反应物和生成物的浓度之间达到了动态平衡。
二、化学平衡的条件化学平衡的实现需要满足一定的条件,包括温度、压力和物质浓度。
1. 温度:温度是影响化学平衡的重要因素之一。
在反应中,不同反应物和生成物的生成、消耗速率与温度密切相关。
一般来说,提高温度会加快反应速率,但对于某些反应,温度的升高会抑制反应。
在化学平衡中,反应物和生成物的速率相等,因此温度对于平衡状态的维持十分关键。
2. 压力:压力对于涉及气体物质的反应尤为重要。
根据热力学原理,增加气体总压力会使反应趋向于物质的较少分子数状态。
例如在氮气和氢气生成氨气的反应中,增加压力会促使反应向生成氨气的方向进行。
但需要注意的是,并不是所有反应对压力变化都敏感,有些反应对压力变化是不敏感的。
3. 物质浓度:化学平衡与反应物和生成物的浓度之间有密切关系。
根据利用化学平衡常数描述平衡的公式,物质浓度的变化会影响平衡的位置。
增加反应物浓度会使平衡位置向生成物一侧移动,而增加生成物浓度则使平衡位置向反应物一侧移动。
三、影响化学平衡的因素除了温度、压力和物质浓度外,其他因素也可以影响化学平衡,例如催化剂和表面积。
高中化学平衡知识点梳理
高中化学平衡知识点梳理高中化学学习中,平衡是一个非常重要的知识点。
平衡涉及到化学反应的动态过程以及反应物和生成物的浓度变化。
下面将对高中化学平衡知识点进行梳理,帮助同学们更好地理解和掌握这一部分内容。
一、化学平衡的概念1. 化学平衡是指在封闭系统中,化学反应的前后反应物和生成物的物质数量达到一定比例,反应速度相等,呈现出动态平衡的状态。
2. 动态平衡是指反应物和生成物在互相转化过程中,反应速率相等,但并不是所有物质的浓度相等。
二、平衡常数和平衡条件1. 平衡常数(Kc):描述化学反应在平衡时各种物质浓度的一个定值。
2. 平衡条件:反应达到平衡时,浓度不再发生变化,但反应仍在继续进行。
三、影响平衡位置的因素1. 温度:温度升高会使平衡位置向热方向移动。
2. 压强:改变压强会影响气体反应的平衡位置。
3. 浓度:增大某一反应物的浓度会使平衡位置向生成物方向移动。
四、Le Chatelier原理1. 当外界对一个处于平衡状态的系统施加影响时,系统会产生反应,以减小外界的影响。
2. Le Chatelier原理可以帮助我们预测系统在受到干扰后的响应。
五、反应速率和平衡位置的关系1. 在影响反应速率的条件不变的情况下,平衡位置不受影响。
2. 提高反应速率会使系统更快地达到新的平衡状态。
六、溶解度积与溶解平衡1. 溶解度积(Ksp):描述在饱和溶液中固体离子化合物溶解的程度。
2. 溶解平衡:当溶质的溶解和沉淀反应达到动态平衡时,称为溶解平衡。
通过对高中化学平衡知识点的梳理,希望同学们能够更好地理解和掌握这一部分内容,提高化学学习的效果。
掌握好平衡知识,将为今后的学习和发展打下坚实的基础。
愿大家在化学的学习道路上取得更好的成绩!。
化学平衡的知识点总结
化学平衡的知识点总结一、化学平衡的概念。
1. 定义。
- 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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
例如,对于可逆反应N_2(g)+3H_2(g)⇌2NH_3(g),在一定温度、压强和催化剂等条件下,反应进行到一定程度时,正反应生成NH_3的速率和逆反应NH_3分解的速率相等,体系中N_2、H_2、NH_3的浓度不再发生变化,此时就达到了化学平衡状态。
2. 特征。
- 动:化学平衡是动态平衡,即达到平衡状态时,正、逆反应仍在进行,只是v_正=v_逆≠0。
例如在上述合成氨反应达到平衡时,N_2和H_2仍在不断反应生成NH_3,同时NH_3也在不断分解成N_2和H_2。
- 等:正反应速率等于逆反应速率,这是化学平衡状态的本质特征。
- 定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数等也保持不变。
- 变:化学平衡状态是在一定条件下建立的,当外界条件(如温度、压强、浓度等)改变时,平衡可能会发生移动。
二、化学平衡常数。
1. 定义。
- 对于一般的可逆反应aA + bB⇌ cC + dD,在一定温度下达到化学平衡时,反应的平衡常数K=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b),其中[A]、[B]、[C]、[D]分别表示平衡时各物质的浓度。
例如对于反应2SO_2(g)+O_2(g)⇌2SO_3(g),其平衡常数K =frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}(温度一定)。
2. 意义。
- K值的大小可以反映反应进行的程度。
K值越大,说明反应进行得越完全,反应物的转化率越高;K值越小,说明反应进行的程度越小,反应物的转化率越低。
- 对于同一可逆反应,K只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
3. 应用。
- 判断反应进行的方向:通过比较某一时刻反应的浓度商Q=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)(Q与K表达式相同,但Q是任意时刻的)与K的大小关系来判断反应进行的方向。
化学化学平衡
化学化学平衡化学平衡化学平衡是化学反应中重要的概念之一,当化学反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度或压力不再发生变化。
化学平衡的研究对于理解和控制化学反应具有重要的意义。
本文将介绍化学平衡的基本概念、平衡常数、平衡条件以及对平衡的影响因素等内容。
一、化学平衡基本概念化学反应中,反应物会转化为生成物,反应速率快的反应称为正向反应,速率慢的反应称为反向反应。
当正向反应和反向反应速率相等时,系统达到平衡状态。
此时,反应物和生成物的浓度(在溶液中)或压力(在气体反应中)保持恒定。
化学平衡的特征是,尽管反应仍在进行,但总体上表现为动态平衡,即反应物和生成物浓度或压力之间处于动态平衡状态。
二、平衡常数平衡常数是化学平衡的重要参数,表示在平衡时各种化学物质的浓度之间的比例关系。
对于一般的化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数Kc定义为:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B以及生成物C和D的浓度。
三、平衡条件达到化学平衡时,反应物和生成物的摩尔浓度满足一定的条件。
对于一般的反应:aA + bB ⇌ cC + dD,平衡条件可以用如下的表达式表示:Kc = ([C]^c[D]^d) / ([A]^a[B]^b)根据平衡条件,可以推导出两个重要的规律:1. 当Kc > 1时,表示生成物浓度较高,反应向生成物的方向偏移;2. 当Kc < 1时,表示反应物浓度较高,反应向反应物的方向偏移。
四、影响化学平衡的因素化学平衡可以受到多种因素的影响,包括温度、压力和物质浓度等。
这些因素可以通过改变反应条件来改变平衡位置和平衡常数。
1. 温度的影响:改变温度会导致平衡常数的变化。
在一些反应中,温度的升高会导致Kc减小,反应向反应物方向移动;而在另一些反应中,温度的升高会导致Kc增大,反应向生成物方向移动。
2. 压力的影响:对于气体反应,改变压力可以改变平衡位置。
化学平衡的概念
化学平衡的概念化学平衡是指在一个化学体系中,反应物和生成物的浓度或压力保持不变的状态。
在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的反应速率相等,这意味着生成物的生成速率与反应物的消耗速率相等。
化学平衡是一种动态平衡的状态,即虽然反应仍在进行,但反应物和生成物的浓度或压力保持不变。
化学平衡是化学反应的重要概念,它对于理解和预测反应的行为和条件至关重要。
本文将就化学平衡的概念、平衡常数、平衡法则和影响化学平衡的因素进行详细讨论。
1.化学平衡的概念化学平衡发生在封闭的化学反应体系中,其中反应物和生成物之间的反应达到了一种平衡状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度或压力会保持不变,但反应仍在进行。
化学平衡是动态的,反应物和生成物之间的反应速率相等,这使得反应系统保持着稳定的状态。
平衡时,反应物以反应生成物的速率转化为生成物,同时生成物也会以相同的速率转化为反应物。
这种动态平衡的状态是由反应物和生成物之间的相互转化而实现的。
化学平衡通常发生在封闭系统中,其中反应物和生成物之间的浓度或压力保持不变。
当一个系统达到化学平衡时,虽然反应仍在进行,但反应物和生成物的浓度或压力不再发生变化。
化学平衡通常在化学反应特定条件下发生,例如在特定温度、压力和浓度条件下。
在化学平衡状态下,反应的正向和逆向反应同时发生,这使得反应物和生成物的浓度或压力保持不变。
化学平衡的概念可以通过化学反应的例子来更好地理解。
例如,考虑一种化学反应A + B ⇌ C + D。
在反应开始时,反应物A和B会逐渐转化为生成物C和D。
在反应进行的过程中,生成物C和D也会逐渐转化为反应物A和B。
当反应达到化学平衡时,反应物A和B以反应生成物C和D的速率转化为生成物,同时生成物C和D以相同的速率转化为反应物A和B。
在化学平衡状态下,反应物和生成物之间的反应速率相等,这使得反应体系保持着稳定的状态。
这种动态平衡的状态是由反应物和生成物之间的相互转化而实现的。
2.平衡常数化学平衡的特征可以用平衡常数来描述。
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1. 任一反应的平衡常数是否为一个不变的常数?
答:不是。
平衡常数只是在一定的条件下才有定值,有的平衡常数只受温度的影响,如 ,
也有的平衡常数既受温度的影响,又受压力的影响,如。
2. 根据公式
,所以说 是在平衡状态时的吉布斯自由能的变化值,这样说对不对?
答:不对。
在等温、等压、不作非膨胀功时,吉布斯自由能的变化值等于零,这样才得到上述公式。
是在标准状态下吉布斯自由能的变化值,在数值上等于反应式中各物质标准化学势的代数和,即:
3. 在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下,若某反应的0>∆m r G ,能否研制出一种催化剂使反应正向进行?
答:不能。
催化剂只能改变反应的速率,而不能改变反应的方向。
用热力学函数判断出的不能进行的反应,用任何方法都不能使它进行。
4. 某反应的 ,所以该反应一定能正向进行吗?
答:不一定。
判断反应能否进行只能用等温、等压、不作非膨胀功时的m r G ∆值,若m r G ∆<0,
则能正向进行。
而 值只能起个估算作用,若它的值很负,基本上决定了
的符号,
则估计反应可以进行。
现在 值虽是负值,但绝对值太小,不足以决定
的符号,
所以反应能否进行还决定于 的值。
5. 对于反应前后气体分子数不变的反应,是否无论压力如何变化,
总是常数? 答:不是。
是各气态物质以压力表示的经验平衡常数,它与气体的活度系数有关,是温
度和压力的函数。
只有当气体可看作理想气体时,活度系数为1,
才仅是温度的函数,与压力无关。
6. 若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反应,两者的 和 的关系如何?
答:的下标“m”表示反应进度为1 mol时吉布斯自由能的变化值,现在两个反应式中
各物的量成倍数关系,所以。
因为,所以
7. 反应达到平衡时,宏观和微观特征有何区别?
答:到达平衡时,宏观上反应物和生成物的量不再随时间而变化,好像反应停止了。
而微观上,反应仍在不断的进行,反应物分子变为生成物分子,而生成物分子又不断变成反应物分子,只是正、逆变化的速率恰好相等,使反应物和生成物的量不再随时间而改变。
8.若选取不同的标准态,则值就不同,所以反应的也会改变,那按化学反
应等温式计算出来的值是否也会改变?
答:不会。
因为,某物质的化学势在一定的状态下有定值,并不因为所
取标准态不同而不同。
严格讲,选取标准态不同,并不是值不同,而是在化学势表示
式中的第一项值会不同,因为这项中包涵了浓度表示式有关的项,浓度表示法不同,
所取标准也不同,所以值也会不同。
例如:浓度用质量摩尔浓度表示,根据亨利定律,
同理,若浓度用表示,则得
显然,是相同的,而。
9.反应达到稳态和平衡态有何区别?
答:稳态是指在反应过程中某反应物质B的浓度或压力不再随时间而改变,即,这物质B可以是反应物,也可以是生成物或中间产物。
平衡态是指正向和逆向反应速率相等,
反应的净速率为零,宏观上看,反应似乎停止了,产物的百分含量不再因为反应时间的延长而有所增加。
10.在氧气不充分的情况下,碳燃烧不完全,生成一氧化碳,,已
知该反应的与温度的关系式为:,能否用升高温度
的办法,使值更负,从而使值变大?
答:不能。
值受温度的影响要用van’t Hoff公式衡量,即
,这是一个放热反应,小于零。
所以,升高温度,值变小。
11. 合成氨反应达到平衡后,保持体系温度和压力不变,加入水气作为惰性气体,并设所有气体近似为理想气体,问:
(1)氨的百分含量有何变化?
(2)热力学平衡常数有何变化?
答:(1)合成氨是气体分子数减少的反应,加入惰性气体相当于降低压力,不利于正向反应,氨的百分含量会下降。
(2)热力学平衡常数不变,因为气体为理想气体,仅是温度的函数。
12.该反应达平衡后,增加总压,保持温度不变,
气体可视为理想气体。
则和有何变化?
答:不变,因为气体是理想气体,不仅是温度的函数。
但增加,因为这是气体分子数减少的反应,增压有利于正向反应,氧气含量会增加,氯气含量会减少。
13.某分解反应为,问热力学平衡常数与离解压p之间的关系如何?
答:则
14.在一定温度和总压为p的条件下,有下述气相反应,设均为理想气体,写出、
和之间的关系?
答:该反应的气相分子代数和
15. 工业上制水煤气的反应为
设反应在673K时达到平衡,试讨论下列因素对平衡的影响。
(1)增加碳的含量(2)提高反应温度
(3)增加体系的总压力(4)增加水气分压
(5)增加氮气
答:(1)增加碳的含量,只要碳是纯的固态,则它的相对活度等于1,它的化学势就等于标准态时的化学势,在复相化学平衡中,纯固体项不出现在平衡常数的表达式中,则对平衡无影响。
(2)提高反应温度会使平衡右移,因为这是一个吸热反应。
(3)增加体系的总压力会使平衡左移,因为这是一个气体分子数增加的反应,增加压力,会使平衡向体积变小的方向移动。
(4)增加水气的分压,水是反应物,会使平衡向正向移动。
(5)增加氮气会使平衡右移。
因为这是气体分子数增加的反应,增加惰性气体,使气态物质的总量增加,似乎将产物稀释了,相当于减少了体系的总压,所以产物的含量会增加,但这不会影响平衡常数的数值。
16. 五氧化磷的分解反应如下,在一定温度和压力下,反应达平衡,改变如下条件,五氧化磷的离解度如何变化?为什么?(设均为理想气体)
(1)降低气体总压。
(2)通入氮气,保持压力不变,使体积增加一倍。
(3)通入氮气,保持体积不变,使压力增加一倍。
(4)通入氯气,保持体积不变,使压力增加一倍。
答:(1)降低总压有利于正向反应,使离解度增加,因为这是气体分子数增加的反应。
(2)通入氮气,虽压力不变,这对气体分子数增加的反应,相当于起了稀释、降压作用,所以离解度增加。
(3)通入氮气,因体积保持不变,压力和气体的总物质量的比值不变,离解度亦不变。
(4)通入氯气,增加了生成物,使平衡左移,离解度下降。