第34讲化学平衡状态化学平衡的移动.pdf
《第34讲化学平衡状态化学平衡的移动.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第34讲化学平衡状态化学平衡的移动.pdf(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第 34 讲 化学平衡状态 化学平衡的移动 复习目标 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一 可逆反应与化学平衡建立 1可逆反应(1)定义 在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点 二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示 在方程式中用“”表示。2化学平衡状态(1
2、)概念 一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)建立 (3)平衡特点 3判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v正v逆0 同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如 aAbBcCdD,v正Av逆Bab时,反应达到平衡状态。(2)静态标志:各种“量”不变 各物质的质量、物质的量或浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;
3、若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。(1)反应 2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O、Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3互为可逆反应()错因:可逆反应的反应条件必须相同。(2)化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等()错因:化学反应达到平衡后,反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变,不一定相等。(3)在 1 L 的密闭容器中发生反应:2NO(g)O2(g)2NO2(g),当容器中气体的颜色保持不变时,说明反应已达到平衡状态()(4)对于反应 H2(g)I2(g)2HI(g),当压强不变时,反应达到平衡状态()错因:该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应,
4、反应过程中压强始终保持不变。1向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)HQ kJmol1(Q0),充分反应后生成 SO3的物质的量_(填“”“”或“”,下同)2 mol,SO2的物质的量_0 mol,转化率_100%,反应放出的热量_ Q kJ。答案 2在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时:混合气体的压强;混合气体的密度;混合气体的总物质的量;混合气体的平均相对分子质量;混合气体的颜色;各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比;某种气体的百分含量(1)能说明 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_(填序号
5、,下同)。(2)能说明 I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。(4)能说明 C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明 5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)3若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?(1)_。(2)_。(3)_。(4)_。答案(1)(2)(3)(4)规避“2”个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注
6、”关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。(2)不能作为“标志”的四种情况 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如 2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如 2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。题组一“极端转化”确定各物质的量 1.在密闭容器中进行反应:X2(g)Y2(g)2
7、Z(g),已知X2、Y2、Z 的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()AZ 为 0.3 molL1 BY2为 0.4 molL1 CX2为 0.2 molL1 DZ 为 0.4 molL1 答案 A 2.(2019长沙一中月考)一定条件下,对于可逆反应 X(g)3Y(g)2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1,则下列判断正确的是()Ac1c231 B平衡时,Y 和 Z 的生成
8、速率之比为 23 CX、Y 的转化率不相等 Dc1的取值范围为 0c10.14 molL1 答案 D 解析 平衡浓度之比为 13,转化浓度之比亦为 13,故 c1c213,A、C 不正确;平衡时 Y生成表示逆反应速率,Z 生成表示正反应速率且 v生成(Y)v生成(Z)应为 32,B 不正确;由可逆反应的特点可知 0c10.14 molL1。极端假设法确定各物质浓度范围 上述题目 1 可根据极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底:X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2 改变浓度(
9、molL1)0.1 0.1 0.2 终态浓度(molL1)0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底:X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2 改变浓度(molL1)0.1 0.1 0.2 终态浓度(molL1)0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2),Y2(0.2,0.4),Z(0,0.4)。题组二 化学平衡状态的判断 3(2020衡阳高三调研)反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)Hv逆:平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。(3)v正v逆:平衡向逆反应方向移动。4影响化学平衡的外界因素 根据
10、化学平衡原理解答下列问题:在体积不变的密闭容器中发生反应:N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1,只改变一种外界条件,完成下表:改变条件 平衡移动方向 氢 气 的 转 化 率(“增大”“减小”或“不变”)氨 气 的 体 积 分 数(“增大”“减小”或“不变”)增大氮气的浓度 正向 增大 增大氨气的浓度 逆向 减小 增大 升温 逆向 减小 减小 充入适量氩气 不移动 不变 不变 5.化学平衡中的特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。(2)同等程度地改变反
11、应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。(3)充入惰性气体与平衡移动的关系 恒温、恒容条件 原平衡体系 充入惰性气体体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件 原平衡体系 充入惰性气体容器容积增大,各反应气体的分压减小 体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)6勒夏特列原理及运用 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。本原理也称为平衡移动原理。(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动()错因:化学反应速率改变,化学平衡不一定发生移动,如加入催化剂。
12、(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时 v放减小,v吸增大()错因:升高温度,v放、v吸均增大。(3)化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大()错因:化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大,如 A(g)B(g)C(g),增大 A 的浓度、平衡右移,但 A 的转化率减小。(4)向平衡体系 FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl 中加入适量 KCl 固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅()错因:KCl 没有参与反应,加入 KCl 固体,平衡不移动,颜色不变。(5)对于 2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅()错因:因为压缩体积
13、,平衡右移,但 c(NO2)仍大于原来的浓度,所以混合气体的颜色变深。1化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是消除“外界条件的改变”,即“减弱而不抵消”。对于一定条件下的可逆反应 甲:A(g)B(g)C(g)H0 乙:A(s)B(g)C(g)H0 丙:A(g)B(g)2C(g)H0 达到化学平衡后,改变条件,按要求回答下列问题:(1)升温,平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_;乙_;丙_。此时反应体系的温度均比原来_(填“高”或“低”)。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)甲_;乙_;丙_。答案 向左 向左 向右 高 减小 减小
14、不变(2)加压,使体系体积缩小为原来的12 平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_;乙_;丙_。设压缩之前压强分别为 p甲、p乙、p丙,压缩后压强分别为 p甲、p乙、p丙,则 p甲与 p甲,p乙与 p乙,p丙与 p丙的关系分别为 甲_;乙_;丙_。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)甲_;乙_;丙_。答案 向右 不移动 不移动 p甲p甲2p甲 p乙2p乙 p丙2p丙 增大 不变 不变 2(1)可逆反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0,当反应达到平衡时,下列措施:升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气
15、体,能提高 COCl2转化率的是()A B C D 答案 B 解析 该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓度,将导致平衡逆向移动。4在压强为 0.1 MPa、温度为 300 条件下,a mol CO 与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是_(填字母,下同)。Ac(H2)减小 B正反应速率加快,逆反应速率减慢 C反应物转化率增大 D
16、重新平衡cH2cCH3OH减小(2)若容器容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是_。A升高温度 B将 CH3OH 从体系中分离 C充入 He,使体系总压强增大 答案(1)CD(2)B 解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应,缩小容器体积,平衡正向移动,c(H2)增大,正、逆反应速率均增大,因而 A、B 均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OH 的产率降低;容器容积不变,充入 He,平衡不移动。1(2020浙江 7 月选考,18)5 mL 0.1 molL1 KI 溶液与 1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液发生反应:2Fe3(aq)2I(aq)2
17、Fe2(aq)I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是()A加入苯,振荡,平衡正向移动 B经苯 2 次萃取分离后,在水溶液中加入 KSCN,溶液呈红色,表明该化学反应存在限度 C加入 FeSO4固体,平衡逆向移动 D该反应的平衡常数 Kc2Fe2c2Fe3c2I 答案 D 解析 加入苯,振荡,苯萃取了 I2,水溶液中的 c(I2)减小,平衡正向移动,A 正确;反应开始时 n(KI)n(FeCl3),反应中 KI 过量;经苯两次萃取分离后,水溶液中 c(I2)很小,加入 KSCN,溶液呈红色,说明水溶液中仍含有 Fe3,证明该反应是可逆反应,存在一定限度,B 正确;加入 FeSO4固体,c(F
18、e2)增大,平衡逆向移动,C 正确;该反应在溶液中进行,平衡常数 Kc2Fe2cI2c2Fe3c2I,D 错误。2(2020浙江 7 月选考,20)一定条件下:2NO2(g)N2O4(g)H0。在测定 NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是()A温度 0、压强 50 kPa B温度 130、压强 300 kPa C温度 25、压强 100 kPa D温度 130、压强 50 kPa 答案 D 解析 测定 NO2的相对分子质量时,要使平衡逆向移动,且逆向移动的程度越大,测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应,因此温度越高、压强越小时,平衡逆向移动的程度越大
19、,故选 D。3(2019海南,3)反应 C2H6(g)C2H4(g)H2(g)H0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是()A增大容器容积 B升高反应温度 C分离出部分氢气 D等容下通入惰性气体 答案 D 4(2019浙江 4 月选考,17)下列说法正确的是()AH2(g)I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变 BC(s)H2O(g)H2(g)CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C若压强不再随时间变化能说明反应 2A(?)B(g)2C(?)已达平衡,则 A、C 不能同时是气体 D 1 mol N2和 3 mol
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 34 化学平衡 状态 移动
限制150内