外界条件对化学平衡的影响
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外界条件对化学平衡的影响
一.温度和催化剂对化学平衡的影响
说明:
①任意的化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)。在可逆反应里,一个反应为放(吸)热反应,另一个反应必为吸(放)热反应,吸收的热量与放出的热量数值相等,但符号相反。
②任意可逆反应的化学平衡状态,都能受到温度的影响而发生移动。
③由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动无影响,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,但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。温度对化学平衡的影响:温度升高,反应速率加快,温度降低,反应速率减慢。对于不同的可逆反应,正反应或逆反应的热效应是不一样的,即若正反应是放热则逆反应一定为吸热,反之亦然。而温度变化对放热或吸热反应的影响是不一样的。因此,温度变化,平衡必然发生移动。只要是升高温度,平衡一定移动,且新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。反之亦然。
①正反应为吸热反应的可逆反应:
②正反应为放热反应的可逆反应:
③当其他条件不变时,升高反应体系的温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
催化剂:使用催化剂可以同等程度的改变正、逆反应的反应速率,从而改变达到平衡所需要的时间,但对化学平衡没有影响。
【例1】对于合成氨反应来说,使用催化剂和采用高压,对这两项作用的叙述正确的是()
A.都能提髙反应速率,对平衡无影响
B.都不能缩短达到平衡所用的时间,但对平衡有影响
C.都能缩短达到平衡所用的时间,只有压强对平衡有影响
D.催化剂能缩短达到平衡所用的时间,而压强不能
变式探究1
在密闭容器中下列反应达平衡时,若降低温度可使混合气体平均相对分子质量减小的是()
A. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) (正反应为放热反应)
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)
C.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) (正反应为吸热反应)
D.H2(g)+I2(g)2HI(g) (正反应为放热反应)
变式探究2
如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M (g)+N(s),进行过程
中X 的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按
b曲线进行,可采取的措施是()
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.加催化剂
D.增大体积
变式探究3
对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)来说,升高温度或增大压强,C的物质的量均增大,则可推知()
A.正反应是吸热反应,m
B.正反应是吸热反应,m>p+q
C.正反应是放热反应,m>p+q
D.正反应是放热反应,m
变式探究4
对于反应2A(g)+B(g)2C(g) △H>0,下列反应有利于生成C的是()
A.低温低压
B.低温高压
C.高温高压
D.高温低压
变式探究5
在密闭容器中,一定条件进行如下反应:
NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) △H=-373.2kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
变式探究6
下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是()
①已达到平衡的反应C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动
②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高
③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定移动
④有气体参加的反应达平衡后,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④
B.①②③
C.②③④
D.①②③④
二。浓度、压强和温度对化学平衡的影响
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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。
说明,化学平衡的建立必须在一定的条件下才能进行,当外界条件改变时,由于条件对反应速率的影响,导致正、逆反应的反应速率不等,从而使旧化学平衡破坏。旧化学平衡破坏,新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动。
影响化学平衡的因素一般为:浓度、压强和温度。
说明:
1、化学平衡移动的实质是外界因素破坏了原平衡状态时v正= v逆的条件,使正、逆反应速率不再相等,然后在新的条件下使正、逆反应速率重新相等,从而达到新的化学平衡。也就是说,化学平衡的移动是:平衡状态→不平衡状态→新平衡状态。
2、浓度对化学平衡移动的影响:增大浓度,反应速率加快,降低浓度,反应速率减慢,浓度是通过改变反应速率来影响化学平衡状态的:
即增大反应物浓度,降低生成物浓度,平衡正向移动;降低反应物浓度,增大生成物浓度,平衡逆向移动。
3、固体及纯液体的浓度是一定值,不因量的多少而改变,所以增加或减少固体及纯液体的量,不会影响平衡状态。
4、压强对化学平衡移动的影响:对于有气体参加的可逆反应,增大压强,反应速率加快,降低压强,反应速率减慢。
对于反应:Am(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),增大或降低压强对平
衡的影响:
当:①m+n>p+q时