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化学平衡反应

发布时间:2024-03-29 17:42:30 影响了:

化学平衡反应篇一:选修4_化学平衡_知识点总结

化学平衡

一、可逆反应

1、定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应 2、表示方法:用“

”表示。如:H2 + I2

2HI

3、特点:参加反应的物质不能完全转化

二、化学平衡

1、化学平衡状态的建立 ⑴溶解平衡的建立

溶解平衡图像 化学平衡图像:从反应物达到平衡

⑵化学平衡的状态建立

随着反应的进行,反应物不断减少,生成物逐渐增加,V(正)逐渐减小,V(逆)逐渐增大,当反应进行到某一时刻,V(正)=V(逆),此时,反应达到了其“限度”,反应体系中各物质的物质的量、浓度等都不再发生变化,但反应仍然在进行着,只是V(正)=V(逆),我们把这样的状态叫作化学平衡状态,简称化学平衡

⑶定义: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,就叫做化学平衡状态,简称化学平衡

2、化学平衡的特征

⑴逆:化学平衡研究的对象是可逆反应

⑵等:化学反应处于化学平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,但都不等于零,即:

V(正)=V(逆)>0

⑶动:化学平衡是动态平衡,反应处于平衡状态时,化学反应仍在进行,反应并没有停 ⑷定:化学反应处于化学平衡状态时,反应化合物中各组分的浓度保持一定,体积分数

保持一定

⑸变:化学平衡是有条件的平衡状态,当外界条件变化,原有的化学平衡被破坏,直到

建立新的化学平衡。

3、化学平衡的标志

⑴微观标志:V(A正)=V(A逆) >0 ——实质 ⑵宏观标志:反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变

4、化学平衡状态的判断

?①υ(A正) ==υ(A逆) >0,只要能证明此即可

⑴基本依据:?

?②反应混合物中各组成成分的质量分数保持不变

⑵常见方法:以xA +yB①直接的(来自:www.hnnSCY.cOm 博文学习 网:化学平衡反应)

、υ(A正) ==υ(A逆) ?ab、υ(A耗) ==υ(A生)

Ⅰ、速率:?

c、υ(A耗) ∶υ(A生) == x∶y?d、υ(B耗) ∶υ(C耗) == y ∶ z②间接:

、混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间改变而改变(x+y≠z)?ab、各物质的浓度、物质的量、质量不随时间改变而改变

?c、各气体的压强、体积不随时间改变而改变

?d、混合气密度、平均分子量、压强不随时间改变而改变(x+y≠z)

zC为例

三、化学平衡的移动

1、定义:可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动 2、化学平衡移动的原因

化学平衡移动的原因是反应条件的改变引起反应速率的变化,使V(正)≠V(逆),平衡混合物中各组分的含量也发生相应的变化

3、化学平衡移动的标志

⑴微观:外界条件的改变使原平衡体系V(正)=V(逆)的关系被破坏,使V(正)≠V(逆),

然后在新的条件下,重新建立V(正)=V(逆)的关系,才能表明化学平衡发生了移动

⑵宏观:反应混合物中各组分的体积分数发生了改变,才能说明化学平衡发生了移动

4、化学平衡移动方向的判定

外界条件的改变,首先影响的是化学反应速率,因此要判断平衡的移动方向,我们首先必须知道条件改变对V(正)、V(逆)的影响哪个大些

⑴V(正) >V(逆):化学平衡向正反应方向(右)移动

⑵V(正) <V(逆):化学平衡向逆反应方向(左)移动

⑶V(正)=V(逆):化学平衡不移动

四、外界条件对化学平衡的影响

1、浓度

①增大反应物浓度②减少生成物浓度 ③增大生成物浓度④减少反应物浓度

是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动;增加生成物或减少反应物的量都能使平衡向逆反应方向移动?

否。增大固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动

对反应mA(g) + n B(g)

pC(g) + qD(g) ,若增大反应物A的浓度,平衡将向正反应方向

移动。反应物B的转化率将增大,而A则减小

⑵速率-时间图(见上,从图像分析可得以下结论)

①改变反应物的浓度,只能使正反应的速率瞬间增大或减小;改变生成物的浓度,只能使逆反应的速率瞬间增大或减小

②只要V(正) 在上面,V(逆) 在下面,即V(正)>V(逆),化学平衡一定向正反应方向移动,反之亦然

③只要增大浓度,不论增大的是反应物还是生成物的浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减少浓度,新平衡条件下的反应速率一定小于原平衡状态

2、温度

升高温度,将增大化学反应速率,V(正)和V(逆)都将增大;降低温度,将减小化学反应速率,V(正)和V(逆)都将减小

对于反应:aA(g) + bB(g)

υcC(g) △H

υ

υ放热反应

吸热反应

?升高温度,平衡向吸热方向移动

⑴ 在其他条件不变时:?

?降低温度,平衡向放热方向移动

升高温度,化学平衡移动后,在新的平衡状态下,化学反应速率一定大于原平衡状态的化学反应速率,反之亦然

3、压强

对于反应:aA(g) + bB(g)图像

P

P

cC(g)

①a + b>c改变压强的速率-时间图像 ②a + b = c改变压强的速率-时间

?增大压强,会使平衡向着气体体积缩小的方向移动

⑴在其它条件不变时:?

?减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动

⑵在其他体积不变时:若反应前后气体体积不变,则平衡不移动

浓度变化和压强变化的速率-时间图像有何区别?

?压强改变的瞬间,正、逆速率都改变,故υ-t图像出现“断点”? ?浓度改变的瞬间,只有浓度发生改变的方向的速率发生变化,υ-t图像无“断点”

对于无气体参加的化学平衡,改变压强不能使化学平衡发生移动

充入“无关气体”,如He、Ne、Ar或不参加反应的N2 等有以下两种可能情况:

①恒容时

充入“无关气体”→引起总压增大,但各反应物的浓度不变→平衡不移动 ②恒压时

充入“无关气体”→引起总体积增大→使各反应物浓度减小→各气体的分压减小→平衡向气体体积增大的方向移动

压强的改变如果没有引起气体浓度的变化,则不能引起平衡的移动

五、勒夏特列原理

1、定义:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强、浓度),平衡就向能够减弱这

种改变的方向移动

勒夏特列原理不适用于未达到平衡的体系

??a、增大某种物质的浓度,化学平衡就向这种物质浓度减小的方向移动

2、要点:?b、增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动

??c、升高温度,化学平衡向吸热方向移动六、催化剂对化学平衡移动的影响

由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率,化学平衡不移动

七、化学平衡常数

1、定义:达到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次

方的乘积所得的比值,常用K表示

化学平衡反应篇二:怎么判断是否达到化学平衡状态

解答化学平衡和速率的方法

在遇到关于化学平衡和速率问题时,首先分析清楚习题的疑问是关于化学反应速率的,还是关于化学平衡的。如果是有关反应速率的问题,始终把握如下几点理论

1、温度升高时,反应速率增大,在此时对于可逆反应来说,正反应速率和逆反应速率都增大,而且正反应速率和逆反应速率增大的幅度一定不同,正向为放热反应,则逆反应速率增大幅度大一些。

2、增大反应物的浓度,增反应速率增大,在刚加入反应物的那一时刻,逆反应速率和加入前相同,过了那一个时刻,逆反应速率也增大;另外若所加物质为固体或纯液体时,正逆反应速率都不变。除此外,增大一种反应物的浓度,其自身的转化率降低,其它反应物的转化率都增大。

3、增大压强时,若不能使反应物和生成物浓度发生改变,则正逆反应速率都不变,如向体系内加入惰性气体时,容器体积不变的情况。

4、增大压强时,若能使反应物和生成物浓度发生改变,反应速率增大。在此时对于可逆反应来说,正反应速率和逆反应速率都增大,正反应速率和逆反应速率增大的幅度可能相同也可能不同,反应物中气体的计量数大于生成物中气体的计量数时,则正反应速率增大幅度大一些。

5、催化剂对可逆反应来说,正反应速率和逆反应速率都增大,正反应速率和逆反应速率增大的幅度一定相同。

如果是化学平衡类的问题,首先注意体系为恒容容器还是恒压容器,然后要分析清楚是化学平衡中的哪一类型的问题,不同的类型要用不同的解题方法分析,在化学平衡类的习题中包含的类型主要有如下五种:

1、判断某状态时是否为平衡状态,这类问题主要会从以

下几个方面提出,每个方面都要把握其原理和本质。(1)、所有物质的浓度或物质的量都保持不变时,达到了平衡状态。

(2)、正逆反应速率相等时,达到平衡状态。但是这种问题中一定要注意,必须是同一种物质的生成速率等于其消耗速率,或同一种物质的化学键断裂速率等于其化学键的生成速率。若选项中指的不是同一种物质,要根据不同物质的反应速率之比等于它们的计量数之比进行转化。(3)、对于恒容容器来说,体系内气体的总压强保持不变,有时也能确定其达到了平衡状态。反应前后气体的总物质的量不变的反应除外。(4)、对于恒压容器来说,体系内气体的总体积保持不变,有时也能确定其达到了平衡状态。反应前后气体的总物质的量不变的反应除外。(5)、体系内气体的平均分子量保持不变,或体系内气体的密度保持不变,一般能确定达到了平衡状态,但这种情况的反例较多,要能够认真分析。

2、判断平衡移动方向。化学平衡的移动的本质原理是,

改变条件以后导致正逆反应速率不再相等,才使平衡发生移动,若使正反应速率达与你反应速率则平衡一定正向移动。注意平衡正向移动只能说明改变条件后的那一个时刻,正反应速率比逆反应速率大,而不能说明正反应速率比改变条件前大,也可能比改变条件前小。判断移动方向时要深刻理解勒沙特列原理,平衡是一个能够自我调节外界变化的反应。若外界条件使温度升高,即外界提供了能量给体系,则平衡进行自我调节,将外界提供的能量储存到物质内部,使温度再降下来,这样平衡一定要向吸热方向移动,但温度下降后,一定比外界提供能量前要高,比提供能量的那一个时刻要低;若外界条件使压强增大,平衡进行自我调节,将压强再降下来。而在体积固定时,压强与气体的物质的量成正比,这样平衡一定要向气体物质的量减少的方向移动,但压强下降后,一定比外界增压前要高,比增压的那一个时刻要低.

3、化学平衡中的图像问题在解决图像问题时要注意(1)横坐标和纵坐标的意义;(2)曲线走向;(3)曲线的起点、终点、拐点所代表的含义。在纵坐标是速率时,注意曲线陡峭程度越大,反应速率越快。

4、等效平衡问题在等效平衡类的习题题干中,经常会出现“体积分数”四个字,即见到此四字,就应该知道是等效平衡的习题。这类习题一般又分作两种类型,第一种是提供几种起始条件,判断哪种条件与原条件形成平衡后各种物质的体

积分数相同或不同;第二种是比较两种不同的起始条件下,某种物质的体积分数的大小。以上两种类型解决时的方法也不同:

第一种类型,首先要将每一种条件全部转化为相同的起始情况,然后再和原条件相比,看平衡是否移动,作出判断。

第二种类型,要分析两种起始条件下,是否能把第二种条件看成是第一种条件的简单倍数或简单分数,若是简单倍数,则第二种起始条件达到平衡时的状况可以看作,两个或几个第一种起始条件达到平衡后的体系简单地叠加起来后再压缩为一个体积。在压缩前和第一种情况完全相同,叠加后是否相同就要看平衡怎样移动了。若是简单分数,则第二种起始条件达到平衡时的状况可以看作,将第一种起始条件达到平衡后的体系切分出一部分来,再拉伸为一个体积。在拉伸前和第一种情况完全相同,拉伸后是否相同同样要看平衡怎样移动了。

5、化学平衡的计算问题在化学平衡中一旦涉及到具体数值的问题,一定是关于化学平衡的计算问题。遇到此类问题无需过多思考,直接按照三段式进行求解。千万不要死盯着习题看而不动笔,那样只是浪费时间,要看见题就动笔写,当然不是无目的地写,书写内容按照下列步骤进行:(1)书写化学方程式(参看已知条件中的方程式)(2)将起始时各种物质的量对应地列在物质下方,此为第一段。此段书写时要参考已知条件,并写出单位。(3)在每种物质下方用其计量数乘上一个 " X "

对应地列在此物质下方,此为第二段。(4)反应物下方用第一段中的数值减去第二段中的数值对应地列在此物质下方,生成物下方用第一段中的数值加上第二段中的数值对应地列在此物质下方,此为第三段。在书写第二段和第三段时不要参考已知条件。(5)在将以上三段内容列出后,再参考已知条件可以列出含有" X " 的方程,从而将" X " 的具体数值解出,最后再根据要求进行计算。有关化学反应速率和化学平衡的习题中,最容易出现的问题是把反应速率的影响和化学平衡的影响放在一起进行分析,因此在解题过程中一定要将两者清晰的分离开。

一、化学平衡状态的判断:具体表现为“一等六定”:

一等:正逆反应速率相等;

六定:① 物质的量一定,② 平衡浓度一定,③ 百分含量保持一定,④ 反应的转化率一定,⑤ 产物的产率一定,⑥ 正反应和逆反应速率一定。

除了上述的“一等六定”外,还可考虑以下几点:

化学平衡反应篇三:化学平衡知识点

高中化学等效平衡

等效平衡知识点的透析及其应用

一、等效平衡原理的建立

化学平衡理论指出:同一可逆反应,当外界条件一定时,反应不论是从正方应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,最后都能达到平衡状态。化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。因此,我们把:在一定条件(恒温、恒压或怛温、恒容)下,只是起始物质加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,反应混合物中任何相同组分的分数(体积、物质的量、质量)均相等,这样的化学平衡互称等效平衡。

二、等效平衡建立的条件及类型

根据建立等效平衡的条件,可把它分为恒温、恒压和恒温、恒容两类。在恒温、恒容时又须考虑反应前后气体分子数相等与不相等两种情况,总结起来就是:两大类三种情况。现将它们的分类情况、建立条件及特点总结如下:

说明:对于反应前后气体分子数相等的可逆反应在恒温、恒容条件下,压强的改变,不影响平衡的移动。

1、 恒温恒容(定T、V)的等效平衡

(1)在定T、V条件下,对于反应前后气体体积改变的反应:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。

(2)在定T、V条件下,对于反应前后气体积不变的反应:只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效。

2、恒温恒压(T、P)的等效平衡

在定T、P条件下:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。

即:对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言,恒容容器中要想达到同一平衡状态,投料量必须相同;恒压容器中要想达到同一平衡状态,投料量可以不同,但投入的比例得相同。对于反应前后气体体积不变的可逆反应而言,不管是恒容容器中,还是发生恒压变化要想达到同一平衡状态,只要按比例投料即可。具体情况见下表:

表1 等效平衡的分类、建立的条件及结果

反应

条件

分类恒温、恒容恒温、恒压

反应前后气体分子数不相等

A(g)+B(g )c(g)反应前后气体分子数相等

A(g)+B(g ) 2 c(g)所有气体可逆反应

分类情况ⅠⅡⅢ

建立等效平衡的条件产物按可逆反应方程式的计量系数全“倒推”算为反应物时,同一物质的初始加入量两种情况下安全相同时所建立的两个平衡,等效。(此实质上是完全相同的平衡)产物按可逆反应方程式的计量系数全“倒推”算为反应物时,反应物的物质的量之比在两种情况下完全相同时所建立的两个平衡等效。(如第二种情况下反应物的物质的量之比是第一种情况下反应物物质的量之比的n倍)产物按可逆反应方程式的计量系数全“倒推”算为反应物时,反应物的物质的量之比在两种情况下完全相同时所建立的两个平衡,等效。(如第二种情况下反应物的物质的量之比是第一种情况下反应物物质的量之比的n倍)

结果两次平衡时各组分百分量、n、c均相同:两次平衡时气体的密度ρ相同,同种物质的反应速率V相同。两次平衡时各组分百分量相同,n、c同比例变化:两次平衡时气体的密度ρ不一定相同,同种物质的反应速率V也不一定相同。两次平衡时各组分百分量、c相同,n同比例变化:两次平衡时气体的密度P相同,同种物质的反应速率V相同。

注:等效平衡的口诀可概括为:等压比相同;等容量相同:若系数(气体系数)不变,可为比相同。

三、等效平衡在解化学平衡试题中的应用

1、求不同起始状态的各物质的物质的量

例1.如维持温度不变,在一容积不变的容器中加入2molSO2,1mo1O2,发生下列反应:

2SO2(g)+O2(g),若平衡时,SO3的物质的量浓度为a

mo1/L。如果改变开始时的投料情况,并用a表示SO2的物质的量;b表示O2的物质的量;c表示SO3的物质的量,但是仍然要求平衡时SO3的物质的量浓度为a

mo1/L,则填写下列空格:

(1)若a=0,b=0,则c= ;(2)若a=0.5,则b= , c= ;

(3)写出a、b、c应满足的关系式(请用两方程式表示,其中一个只含a、和c,另一个只含b和c):、

解析:根据题意为等温、等容条件下的等效平衡,满足按方程式计量数关系换算成SO2和O2的物质的量与原来起始加入SO2和O2的物质的量相等。因此应满足a+c=2,2b+c=2,由此可得

(1)中c=2,(2)中b=0.25,c=1.5。

[思考]若将上述问题中的容积固定容器改成压强不变容器,同样回答上述问题(第3小问括号内文字去掉),则情形又如何?(参考答案:①c>0;②b=0.25,c≥0;③a:b=2:1,c≥0或a=b=0,c>0)

2、等效平衡的判定

例2.在一恒温恒压密闭容器中,A、B气体可建立如下平衡:2A(g) +2B(g)

C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ.A、B的起始量均为2mo1;Ⅱ.C、D的起始量分别为2mo1和6mo1。下列叙述正确的是:( )

A、Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同

B、Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同

C、达到平衡时,途径 Ⅰ的和途径Ⅱ体系内混合气体平均相对分子质量相同

D、达到平衡时,途径 Ⅰ的气体密度为途径Ⅱ的1/2

解析:化学平衡的建立与反应途径无关,Ⅱ可等同于A、B的起始量均为4mo1的情形(将Ⅱ进行极值转换2mo1和6mo1D完全反应转化为4mo1A,4mo1B)。

加入2mo1A、2mo1B体积为VL,恒温恒压时,再加入2mo1A、2mo1B体积则变为2VL,可见,A、B的起始量为4mo1时就相当于是两个A、B的起始量均为2mo1在同等条件下的叠加,平衡时,各同种物的浓度相同,转化率相同,平均摩尔质量和密度也相同。故选A、C选项。

3、化学平衡移动方向的判断

例3.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+2B(g)

2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mo1、2mo1和4mo1。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是(

A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mo1 D.均减少1mo1

解析:在等温等压条件下,把加入的物质按照反应方程式的化学计量数转化为反应物或生成物,物质的量之比保持一致即为等效平衡,选项A、B中三者比例为2:1:2,与题中比例一致,为等效平衡,平衡不移动。C可设想为两步加入,第一次加入1molA、0.5mo1B、1mo1C,此时平衡不移动,第二次再加入0.5mo1B(此法与一次性各加入1mo1等效),增加了反应物浓度,平衡右移。D中均减少1,也可设想作两步:先将A减少1mol、B减少0.5mo1、C减少1mo1,此时平衡不移动。现将B减少0.5mo1,降低了反应物浓度,平衡左移。答案为C选项。

4、同一反应不同起始状态达到平衡时某物质的转化率(或体积分数)比较

例4.体积相同的甲、乙两个容器中,甲中装有SO2和O2各1g,乙中装有SO2和O2各2g,在相同温度下发生反应:2 SO2+O2 2

SO3,并达到平衡。在这过程中,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率( )

A、等于p%B、大于p%C、小于p% D、无法判断

解析:此题若应用过程假设和等效平衡原理就简单多了,其变化过程假设如下图所示:

平衡1和平衡2为等效平衡,各物质的含量、转化率相等。平衡2

平衡3为加压过程,平衡向右移动,各物质的含量、转化率增大,即乙容器中SO2的转化率大于p%,故选B选项。

5、等效平衡知识的综合应用

例5.I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应A(气)+B(气)C(气)

(1)若开始时放入1mo1 A和1mo1 B达到平衡后,生成a mo1 c,这时A的物质的量为 mo1。

(2)若开始时放入3 mo1 A和3mo1 B,到达平衡后,生成C的物质的量为 mo1。

(3)若开始时放入xmolA、2mol B和1 mo1 C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mo1和3amo1,则x=mo1,y=

mo1。平均时,B的物质的量 (选填一个编号)。作出此判断的理由是 。

(甲)大于2mo1(乙)等于2mo1(丙)小于2mo1(丁)可能大于、等于或小于2mo1。

(4)若在(3)的平衡混合物中再入3 mo1 C,等再次到达平衡后,C的物质的量是。 Ⅱ若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。

(5)开始时放入1 mo1 A和1 mo1 B到达平衡后生成b mo1 C。将b与(1)小题中的a进行比较(选填一个编号)。(甲)a<b

(乙)a>b(丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小;作出此判断的理由是 。

解析:此题的题设条件,满足等效平衡分类中Ⅲ的情况,(1)可直接计算A的物质的量为(1-a)mo1;(2)由于A、B的物质的量是(1)中A、B物质的量的三倍,生成C的物质的量也应是三倍,即3a

mo1;由于(3)中反应达到平衡时C的物质的量是3 a mo1,故相当于初始加入A、B各3mo1,应有(x

+1=3),x为2;平衡时,A的物质的量也是(1)中的三倍。即3(1-a)。B的物质的量决定于平衡时C的物质的量3a mo1与初始加入C的物质的量1

mo1的关系。(4)所述条件下建立的平衡与(1)等效,故C的物质的量分数与(1)等同,为a/(2-a)。

答案:(1)(1-a),(2)3a,(3)2,3-3 a,丁,若3a>1,B的物质的量小于2 mo1;若3a=1,

B的物质的量等于2

mo1;若3a<1,B的物质的量大于2 mo1。

(4)a/(2-a);(5)乙

因为(5)小题中容器容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5)小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力,有利于逆向反应,故反应达到平衡后

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