化学平衡及化学反应进行的方向.pdf

《化学平衡及化学反应进行的方向.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学平衡及化学反应进行的方向.pdf（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化学平衡及化学反应进行的方向 2、化学平衡的特征以及判断依据 （1）化学平衡状态具有“等”、“定”、“动”、“变”四个基本特征。（2）判断可逆反应达到平衡状态的根本依据是：正反应速率等于逆反应速率。各组分的的浓度保持不变。（3）化学平衡的移动 概念：可逆反应中，旧化学平衡被破坏，新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的实质是外界因素改变了反应速率，使正、逆反应速率不再相等，通过反应，在新的条件下达到正、逆反应速率相等。可用下图表示：平衡移动的方向与v(正)、v(逆)的相对大小有关，化学平衡向着反应速率大的方向移动。外界条件与化学平衡移动的关系 浓度：在其它条件不变的情况下，增大反

2、应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。压强：在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。温度：在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应方向移动。注意：A、固体及纯液体物质的浓度是一定值，反应速率不因其量的改变而改变，所以增加或减少固体及纯液体物质的量，不影响化学平衡。B、改变压强是通过改变容器体积，进而改变气态物质浓度，进而改变反应速率影响化学平衡的。所以，压强对化学平衡的影响实质是

3、浓度对化学平衡的影响。下列情况改变压强平衡不移动：(a).平衡体系中没有气体物质，改变压强不会改变浓度，平衡不移动。(b).反应前后气体体积不变(即气态反应物和生成物的化学计量数之和相等)的可逆反应。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)改变压强同等程度改变反应速率，平衡不移动。(c).向固定容积的容器中充入不参加反应的气体(如惰性气体 He、Ar)，压强虽然增大了，但气态物质的浓度不变，平衡不移动。C、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。D、催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的速率，改变后正、逆反应速率仍相等，所以它对化学平衡的移动没有影响。但它能改变

4、达到平衡所需的时间。勒夏特列原理 浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理，又称勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（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。知识点三：化学平衡常数与转化率 1、化学平衡常数：(1)化学平衡常数的表示方法 对于一般的可逆反应：mA+n B p C+q D。其中 m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示为：K=在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数（用 K 表示）叫该反应的化学平衡常数 (2)化学平衡

5、常数的意义 平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。可以推断反应进行的程度。K 很大，反应进行的程度很大，转化率大 K 的意义 K 居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。K 很小，反应进行的程度小，转化率小 2、转化率：可逆反应到达平衡时，某反应物的转化浓度(等于某反应物的起始浓度和平衡浓度的差)与该反应物的起始浓度比值的百分比。可用以表示可逆反应进行的程度。知识点四：化学反应进行的方向 1、焓变和熵变的不同：焓变（H）指的是内能的变化值，常以热的形式表现出来。熵变（S）指的是体系的混乱程度。S(g)S(l)S(s)2、自发反应与否的判断依据 H-TS0 逆

6、反应自发反应 【规律方法指导】1、判断反应达到平衡状态的方法 可逆反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡状态 混 合 物 体 系中 各 成 分 的量 各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 是 各物质的质量或各物质质量分数一定 是 各气体的体积或体积分数一定 是 总体积、总压力、总物质的量一定 不一定 正 反 应 速 率与 逆 反 应 速率的关系 在单位时间内消耗了 m mol A同时生成 m molA，即 V正=V逆 是 在单位时间内消耗了 n molB同时消耗了 p mol C。则 V正=V逆 是 VA：VB：VC：VD=m:n:p:q，V正不一定等于 V 逆 不

7、一定 在单位时间内生成 n mol B，同时消耗 q mol D 不一定 压强 m+np+q 时，总压力一定(其他条件不变)是 若 mn=p q，总压力一定(其他条件不变)不一定 混 合 气 体 相对 平 均 分 子质量(M)一定，m+np+q 是 一定，mn=p q 不一定 温度 任何化学反应都伴随着能量变化当体系温度一定时(其他条件不变)是 体 系 的 密 度(p)密度一定 不一定 2、外因对反应速率和化学平衡的影响的比较：外因的变化 备注 对反应速率的影响 对化学平衡的影响 浓度 增大反应物的浓度 固体物质除外 v正、v逆均增大，且 v正v逆 向正反应方向移动 减小生成物的浓度 v正、v

8、逆均减小，且 v正v逆 减小反应物的浓度 v正、v逆均减小，且 v正v逆 向逆反应方向移动 增大生成物的浓度 v正、v逆均增大，且 v正b 解析：平衡后将容器体积增加一倍，即压强减小到原来的一半，A、B 的浓度都变为原来的 50，达到新平衡后，B 的浓度是原来的 60，说明减压使平衡向正反应方向移动，B 的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数都增大了。正反应是气体体积增加的反应，所以 b a，应选 A、C。答案：AC 强调：将压强对 B 的浓度的影响理解为两部分：减压的一瞬间，体积变为原来的一倍，浓度变为原来的 50，这时不考虑平衡移动。平衡移动使 B 的浓度从原来的 50增加到原来的 60

9、，并据此分析压强对平衡的影响。变式练习 3：（08 广东卷）将 H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应 H2（g）+Br2(g)2HBr（g）H0。平衡时 Br2(g)的转化率为 a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时 Br2(g)的转化率为 b。a 与 b 的关系是（）Aab Ba=b Cab D无法确定 解析：正反应为放热反应，前者恒温，后者相对前者，温度升高。使平衡向左移动，从而使 Br2的转化率降低。所以 bb 3.（2000 试测题 7）某容积可变的密闭容器中放入一定量的 A 和 B 的混合气体，在一定条件下发生反应：A（g）+2B（g）2C（g）。若维持

10、温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为 V，此时 C 气体的体积占40%，则下列推断正确的是()A.原混合气体的体积为 1.1V B.原混合气体体积为 1.2V C.反应达到平衡时，气体 A 消耗了 0.2V D.反应达到平衡时，气体 B 消耗了 0.2V 4（2000 广东 20）同温同压下，当反应物分解了 8时，总体积也增加 8的是()A.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)B.2NO(g)N2(g)+O2(g)C.2NO3(g)4NO2(g)+O2(g)D.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)5.下列事实中，不能用勒夏特列原理来解释的是 ()A.加入催化剂有利于氨的氧化反应 B.

11、氢硫酸中加碱有利于 S2 离子的增多 C.在 100左右比在室温更有利于 FeCl3的水解 D.高压条件更有利于合成氨反应 6.在一密闭容器中进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3的浓度分别为 0.2mol/L,0.1mol/L，0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A.SO2为 0.4mol/L，O2为 0.2mol/L B.SO2为 0.25mol/L C.SO2，SO3均为 0.15mol/L D.SO3为 0.4mol/L 7（08 宁夏卷）将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I

12、(s)NH3(g)HI(g)；2HI(g)H2(g)I2(g)。达到平衡时，c(H2)0.5molL1，c(HI)4molL1，则此温度下反应的平衡常数为()A9 B16 C20 D25 8.在密闭容器中进行下列反应：M（g）N（g）R（g）2L 此反应符合右面图像，下列叙述是正确的是 A.正反应吸热，L是气体 B.正反应吸热，L是固体 C.正反应放热，L是气体 D.正反应放热，L是固体或液体 8 题 9 题 9(s)(g)(g)（正反应为吸热反应）的可逆反应中，在恒温条件下，B 的体积分数（B）与压强（p）的关系如图 6 所示，有关叙述正确的是（）点，正逆；点，正逆 点比点反应速率快 10（

13、08 江苏卷）将一定量的 SO2和含 0.7mol 氧气的空气（忽略 CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3（正反应放热）。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH 溶液，气体体积减少了 21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 O2，气体的体积又减少了 5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。（计算结果保留一位小数）请回答下列问题：(1）判断该反应达到平衡状态的标志是 _。（填字母）aSO2和 SO3浓度相等 bSO2百分含量保持不变 c容器中气体的压强不变 dSO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等 e容

14、器中混合气体的密度保持不变 (2）欲提高 SO2的转化率，下列措施可行的是 _。（填字母）a向装置中再充入 N2 b向装置中再充入 O2 c改变反应的催化剂 d升高温度 (3）求该反应达到平衡时 SO2的转化率（用百分数表示）。(4）若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2溶液，生成沉淀多少克？11一定条件下，在体积为 3 L 的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为 Cu2O/ZnO）：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：【能力提升】1在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1mol X 气体和 2 mol Y 气体，发生如下反应：X（g）2Y（g）

15、2Z（g）此反应达到平衡的标志是：()A容器内压强不随时间变化 B容器内各物质的浓度不随时间变化 C容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 122 D单位时间消耗 0.1mol X 同时生成 0.2mol Z 2将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应 2A(g)B(g)2C(g）若经 2 s（秒）后测得 C 的浓度为 0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 molL1s1 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 molL1s1 2 s 时物质 A 的转化率为 70 2 s 时物质 B 的浓度为

16、0.7 molL1 其中正确的是()A B.C.D.3当 2SO2+O2 2SO3达到平衡后，通入18O2一定时间后，18O 存在于（）ASO3、O2 B.SO2、SO3 C.SO2、SO3、O2 D.SO2、O2 4在一定条件下，在容积为 2L 的密闭容器中，将 2 mol 气体 M 和 3 mol N 气体混合，发生如下反应：2M(g)+3N(g)x Q(g)+3R(g)，该反应达平衡时，生成 2.4mol R，并测得 Q 的浓度为 0.4 mol/L，下列有关（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式 K_，升高温度，K 值_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）在 500，从反应开始到平

17、衡，氢气的平均反应速率 v(H2)_（3）在其他条件不变的情况下，对处于 E 点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是 a氢气的浓度减少 b正反应速率加快，逆反应速率也加快 c甲醇的物质的量增加 d重新平衡时 n(H2)/n(CH3OH)增大 （4）据研究，反应过程中起催化作用的为 Cu2O，反应体系中含少量 CO2有利于维持催化剂 Cu2O 的量不变，原因是：_（用化学方程式表示）。叙述正确的是（）Ax 值为 2 B.混合气体的密度增大 C平衡时 N 的浓度为 0.3 mol/L D.N 的转化率为 80%5.在容积固定的密闭容器中存在如下反应：N2(g)3H2(g)2N

18、H3(g)；H”、“”、“”或“=”）；温度 TT0时，W%逐渐增大的原因是：_；若 B 点的 W 的物质的量分数为 40.0%，则参加反应的 X 的物质的量为_。【答案与解析】【基础达标】1 思路分析：考查化学平衡状态的判断 提示：A 均为反应物，而速率均为消耗速率，故错误；B 为反应物和生成物，虽然均为消耗速率，但速率值之比不等于化学方程式中相应的化学计量数之比，故 B 也错；C 与 B 相似，且速率值等于化学方程式中相应的化学计量数之比，故 C 对。而 D 与 A 相似，但速率值之比不等于化学方程式中相应的化学计量数之比，故 D 错 答案：C 2 思路分析：考查化学平衡的移动 提示：物理

19、量的变化与化学平衡移动关系的分析一定要从物理量的定义式中判断。答案：AC 3 思路分析：考查化学平衡的计算 提示：利用三段式解题模式。答案：BC 4 思路分析：考查利用方程式的计算 提示：合成氨反应很有特点，注意其中量的变化。答案：A 5 思路分析：考查了勒沙特列原理的理解和应用 答案：B 6 思路分析：考查关于可逆反应的计算 提示：可逆反应的最大特点就是不能进行到底，物质是共存的。答案：B 7 思路分析：考查化学平衡的计算、平衡常数的计算 提示：理解平衡常数的意义和计算依据。答案：C 8 思路分析：考查化学平衡的移动、平衡图像的应用 提示：图像中有两个变量，温度、压强；分析平衡移动时需要固定

20、一个变量。答案：C 9 思路分析：考查化学平衡的移动、平衡图像的应用 提示：这类题目中曲线是表示“平衡”时，质量分数与压强（或温度）变化关系曲线。、点则未达平衡状态，反应要向“趋向于平衡状态方向”进行，以此判断某点正、逆的大小关系。比较、两点的速率快慢则依据压强的高低（或温度的高低）。答案：AC 10 思路分析：考查化学平衡的判断、平衡计算、平衡移动等综合应用 答案：（1）bc (2）b (3）消耗的 O2物质的量：生成的 SO3物质的量：0.45mol20.9mol SO2和 SO3的物质的量和：反应前的 SO2物质的量：0.95mol SO2的转化率：(4）在给定的条件下，溶液呈强酸性，B

21、aSO3不会沉淀。因此 BaSO4的质量：0.90.05233g/mol10.5g 11 思路分析：考查平衡常数的有关计算理解和应用 答案：（1）Kc(CH3OH)/c(CO)c2(H2)减小 （2）2nB/3tBmol(Lmin)1（3）b c（4）Cu2OCO2CuCO2【能力提升】1 思路分析：考查化学平衡的判断 提示：由于该反应为体积减小的气态反应，故 A 对，B 选项只要达平衡任何情况下均成立，C 选项错，因为各成分的浓度只是不变，而不是平衡时与计量数之比相等，D是用反应物和产物的变化量来表示由于不满足均为生成或均为消耗，故 D 不对。答案：AB 2 思路分析：考查化学平衡的计算 答

22、案：B 3 思路分析：考查可逆反应的特点 提示：物质共存，任一种物质不可能为零。答案：C 4 思路分析：考查化学平衡的计算 提示：三段式计算模式。答案：CD 5 思路分析：考查平衡图像的理解运用 提示：理解外界条件与化学平衡的关系。答案：D 6 思路分析：考查图像的理解 答案：B 7 思路分析：考查化学平衡的移动 提示：因化学平衡的移动，不可能使反应物或生成物完全反应A 升温，平衡向右移动，但 CO 与 H2O(g)不会完全反应，故c(H2)不会增大一倍；B 增压，平衡不移动，只要使体积变为原来的即可；C 再通入n mol CO和n mol H2O(g)也不会完全转化为 CO2(g)和 H2(

23、g)，故c(H2)不会增大一倍；D 再通入n mol CO和2n mol H2(g)时，平衡左移，但不可能使c(H2)增大一倍，故选 B 答案：B 8 思路分析：考查化学平衡的计算 提示：注意方程式系数的变化规律，压强的变化与物质的量的变化成正比。答案：B 9 思路分析：考查可逆反应的计算规律 提示：因加入4 mol 水蒸气后，平衡右移，故 CO2的物质的量大于0.6 mol，而 CO 只有1 mol，不能完全转化为CO2，故 CO2的物质的量小于1 mol，故选 C 答案：C 10 思路分析：考查化学平衡的计算 提示：由图可以知道，由于该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应属于

24、放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应进行，所以 A 的转化率减小；当在反应体系中加入催化剂，能同倍数改变化学反应速率，因此对化学平衡的移动无影响，即对反应热也无影响。因为化学反应速率增大，所以 E1和 E2同时降低。答案：(1)放热。(2)减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动。(3)不影响；催化剂不改变平衡的移动。(4)减小、减小。11 思路分析：平衡常数、化学平衡计算等综合考查 答案：（1）K；放热。(2）b 1.5103mol/(Ls)。(3）b c (4）c 12 思路分析：考查化学平衡的计算、平衡移动的判断 提示：图像提示的关系。答案：=；放；反应未达到平衡状态，还在向正反应方向进行，即 V正V逆，故 W%逐渐增大；1.33mol。