影响化学平衡的条件
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高三复习专题:影响化学平衡的条件
主要知识点:
1.浓度,压强和温度等条件对化学平衡的影响.
2.平衡移动原理的应用.
我们研究化学平衡的目的,不是要保持一个化学平衡不变.而是要研究如何利用外界条件的改
变,去破坏化学平衡.使之向我们所希望的方向转变,去建立新的化学平衡.
化学平衡的移动:
可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立的过程就叫做化学平衡的移动.
知识点归纳:
浓度对化学平衡的影响:
做实验:2-3实验证明:
加入FeCl3或KSCN 溶液后,试管中的红色加深了。
说明生成物的浓度增大了。
说明化学平衡向正反应的方向移动了。
无数实验证明:
增大任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动。
增大任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动。
压强对化学平衡的影响:
处于平衡状态的反应混合物里,无论是反应物,还是生成物,只要有气态物质存在,压强的
改变,就有可能使化学平衡移动。
如:3222NH 3H N 高温高压催化剂⇔+
反应中,1体积氮气和3体积的氢气反应,生成了2体积的氨气。反应后,气体总体积减少
了!
参见表2-3数据。
可知,对这种气体总体积减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动。即:增大压强,
平衡向体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向体积增大的方向移动。
气体总体积不变化,改变压强,化学平衡不移动!
如:222H CO O(g)H CO +==+
反应前后,气体物质总体积不变。
改变压强,平衡不移动!
温度对化学平衡的影响:
在吸热或放热的可逆反应中,反应混合物达平衡后,改变温度,也会使化学平衡移动.
在可逆反应中,正反应如果放热,则,逆反应必定吸热!反之亦然.
做实验2-4
(无色)红棕色(正反应为放热反应)
)( O N 2NO 422⇔
由实验可知:
升高温度,(混合气体颜色加深,)平衡向吸热反应的方向移动.
降低温度,(混合气体颜色变浅,)平衡向放热反应的方向移动
催化剂对化学平衡的影响:
催化剂能同等程度的增加正反应速率和逆反应速率,即,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成.即:催化剂不能使化学平衡移动!但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间.
平衡移动原理:
即:勒夏特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件,平衡就像削弱这种改变的方向移动.
例题精讲:
化学平衡图像题的解法探讨
例1.可逆反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数ϕ(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是()
A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动
C.化学方程式中,n>e+f
D.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
[解析] 从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。由此可知,T2>T1。从图(1)分析可知温度较高时ϕ(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。从(2)图中,应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P2>P1。从图中可知,压强增大时ϕ(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n<e+f,C项错误。
由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A项错误。
在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
[答案]B
[点评] 解答这类图象题时,必须要抓住纵坐标(变量)即C的体积分数与外界条件变化的关系,分析得出相应正确的结论。
例2.已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中
进行,右图表示在不同反应时间t时,温度T和压强P与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,
T2P
T1P
T1
①
②
③B%
下列判断正确的是()
A.T1<T2 P1>P2 m+n>P ΔH<0
B.T1>T2 P1<P2 m+n>P ΔH>0
C.T1<T2 P1>P2 m+n<P ΔH<0
D.T1>T2 P1<P2 m+n<P ΔH>0
[解析] 本题考查根据温度、压强变化对化学平衡移动的影响来判断化学方程式的特点。分析图象,可以分两个层次考虑:(如图将三条曲线分别标为①、②、③)。从①、②曲线可知,当压强相同(为P2)时,②先达平衡,说明T1>T2 ;又因为T2低,B%大,即降低温度,平衡逆向移动,说明逆向放热,正向吸热。从②、③曲线可知,当温度相同(为T1)时,②先达平衡,说明P2>P1 ;又因为P2大,B%大,即增大压强,平衡逆向移动,说明逆方向为气体体积减小的方向,m+n<P。综合以上分析结果:T1>T2,P1<P2,m+n<P,正反应为吸热反应。
[答案] D
[点评] 识别此题的图像,要从两点入手,其一,斜线的斜率大小与反应速率大小关联,由此可判断温度、压强的高低;其二,水平线的高低与B%大小相关联,由此可分析出平衡向那个方向移动。
例3 .在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下
列表述中正确的是
()
A.反应的化学方程式为:2M N B.t2时,正逆反
应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓
度是M浓度的2倍
[解析]本题以化学反应速率与化学平衡为素材,考核观察图象及其信息加工的能力。从图象可知,t1时,N的物质的量是6mol,M的物质的量是3mol,故N的浓度是M浓度的2倍是正确的;同时也可得出反应的化学方程式为:2N M;t2时,正逆反应速率虽然相等,但尚未达到平衡,因为此时M、N的物质的量还在增大与减少,t3时M、N的物质的量保持不变,说明已达平衡状态,则正反应速率等于逆反应速率。
[答案] D
[点评] 主要考查化学反应速率、化学平衡等知识,已经抽象到没有具体的元素符号,并且以看图设置情境设问,因此对观察能力作了重点考查,思维能力要求也较高。图的横坐标是时间,绘出了t1、t2、t33个时刻。纵坐标既不是速率,也不是浓度,而是物质的量。仔细审视各时间段中物质的量的变化。
例4.反应2X(气)+Y(气)2Z(气)+热量,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量(n2)与反应时间(t)的关系如右图所示。下述判正确的是()
A、T1>T2,p1<p2
B、T1<T2,P1>p2
C、T1>T2,P1>p2
D、T1<T2,p1<p2
[解析] 首先分析反应:这是一个气体的总物质的量减小
(体积减小)、放热的可逆反应,低温、高压对反应有利,
达平衡时产物Z的物质的量n2大,平衡点高,即图示曲
线T2、p1。再对比图示曲线T2、p2,温度相同,压强不