高中化学精讲影响化学平衡的条件.doc

影响化学平衡的条件1复习重点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.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.(一) 浓度对化学平衡的影响: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。(二) 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：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： 反应前后，气体物质总体积不变。 改变压强，平衡不移动(三) 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.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(四) 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.(五) 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.T2P2T1P2T1P1B%t0两点入手，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。方法点拨 化学平衡图象问题的识别分析方法化学平衡图象问题的识别无外乎是看坐标、找变量、想方程、识图象四个方面，即准确认识横、纵坐标的含义，根据图象中的点（起点、终点、转折点）、线（所在位置的上下、左右、升降、弯曲）特征，结合题目中给定的化学方程式和数据，应用概念、规律进行推理判断但识图是关键，笔者认为应以横坐标的不同含义把图象分为两大类：时间（t）类，压强（p）或温度（T）类这两类的特征分别如下（一）、时间（t）类1图象中总有一个转折点，这个点所对应的时间为达到平衡所需时间，时间的长短可确定化学反应速率的大小，结合浓度、温度、压强对化学反应速率的影响规律，可确定浓度的大小，温度的高低和压强的大小2图象中总有一段或几段平行于横轴的直线，直线上的点表示可逆反应处于平衡状态3这几段直线的相对位置可确定化学平衡移动的方向固定其它条件不变，若因温度升降引起的平衡移动，就可确定可逆反应中是Q0还是Q0；若因压强增减引起的平衡移动，就可确定气态物质在可逆反应中，反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小（二）、压强（p）或温度（T）类1图象均为曲线2曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下处于平衡状态；而不在曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下未达到平衡状态，但能自发进行至平衡状态3曲线的相对位置、变化趋势决定了化学平衡移动的方向固定其它条件不变，若温度变化引起的平衡移动，即可确定可逆反应中是Q0还是Q0；若因压强改变引起的平衡移动，即可确定气态物质在可逆反应中反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小 等效平衡的探讨1、定温、定容条件下的等效平衡例5：在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是（）A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD解析这是一道关于等效平衡的题，常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”，C组起始状态相当于“2molA+2molB”，E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然，A、B、C组的起始量与“2molA+1molB”的起始量不同，均不能达到与其相同的平衡状态，而D、E组的起始量与“2molA+1molB”的起始量相同，能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。答案：D E 例6在一定温度下，把2mol SO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生反应2SO2+O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白：(1)若a=0，b=0，则c=_。(2)若a=0.5mol，则b=_，c=_。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)_。 解析 对于本题来说，要达到同一平衡状态，其外界条件相同，就是同温、同压时有关物质的物质的量要符合如下关系：(1)若反应从正反应开始，必须是2molSO2，1molO2；(2)若反应是从逆反应开始，必须是2molSO3；(3)若反应是从正、逆反应两个方向开始，则把SO3看作是由SO2和O2转化而来的，把SO3的起始的量全部转化为SO2和O2，然后这部分物质的量再分别加上原有的SO2和O2的量，看看是否能达到2molSO2和1molO2；或使SO2、O2的起始的量全部转化为SO3，然后这部分物质的量再加上原有的SO3的量，看看是否能达到2molSO3。答案 (1) 2mol。(2) 0.25mol，1.5mol。(3) a+c=2，2b+c=2。 2、定温、定压条件下的等效平衡例7在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1 C、x=5、y=1D、x=2、y=3 E、x=10、y=2 解析：该反应起始反应物的量比0.6:0.4=3:2符合化学方程式中反应物的系数比,若4LC、0.8LD恰好完全转化成A、B时，必须x:y=5:1，但此时x+y2+3，故在恒温恒压条件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合题意。若4LC、0.8LD不能恰好完全转化成A、B时，则不能达到与开始时等效的平衡状态。当x=5、y=1时，用极端假设法“4LC、0.8LD”可转化为“2.4LA、1.6LB”，反应物的起始量相当于“3LA、2LB”,与原起始量相同，能达到与开始时相同的平衡状态，故正确答案为C。3、定温、不定压、不定容条件下的等效平衡 例8在一定温度下,将2molHI气体充入一容积可变的密闭容器中发生反应HI(g) H2(g)+I2(g),反应达平衡后,H2的体积分数为m%。若其他条件不变,容器的容积变为原来的一半,平衡时H2的体积分数为。解析：容器的容积变为原来的一半,体系的压强变为原来的2倍，由于反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，H2的体积分数仍为m%，各物质的浓度均为原来的2倍，反应速率加快。答案：H2的体积分数为m% 方法提示1.等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分x的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。如：N2+3H22NH3在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态，各组分物质的量分别为如下所示。 Ba mol N2，b mol H2，c mol NH3C1 mol N2，3 mol H2，0 mol NH3 D0 mol N2，0 mol H2，2 mol NH3若A、B两容器T、p相同，则A、B两平衡互为等效平衡。若C、D两容器T、V相同，则C、D两平衡互为同一平衡。2.建立等效平衡的条件（1）恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应，若两初始状态有相同的物料关系，则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。如：N23H22NH3则为具有相同的物料关系。（2）在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平衡后，两平衡互为等效平衡。此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的量之比相同。例如：N2O（g）2O2（g）N2O5（g）中n（N2O）n（O2）=23 中n（N2O）n（O2）=34.523n（N2O）（O2）=（2.5+1.5）（3+3）=23则的量相当。由此可知：化学平衡的建立，仅仅与反应条件有关，而与化学平衡的建立的过程无关，这就是说，对同一个可逆反应，在同样的条件下，无论反应是从正反应开始，或是从逆反应开始，或是从两个方向同时开始(即既有反应物转化为生成物，同时也有生成物转化为反应物)，最终都能达到完全相同的平衡状态，也就是平衡体系中各物质的质量分数(气体的体积分数)各保持一定而不变。 对于一般可逆反应，在定温、定容条件下，只改变起始加入情况，只要按化学方程式中各物质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与原平衡相同，则二平衡等同（也等效）。对于反应前后气体体积不变的可逆反应，在定温、定容或定温、定压条件下，只改变起始时加入情况，只要按化学方程式中各物质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，则二平衡等效（不一定等同）。例5 在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应： N23H22NH3 已知加入1 mol N2、4 mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见表中已知项），在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变，对下列编号的状态，填写表中空白。解析：由题意知与的平衡状态互为等效平衡，中平衡时NH3的物质的量为的一半，设达到平衡的过程如下图。设想我们可以用隔板将中平衡状态均分为A、B两部分，那么A（B）与整体当然处于等效平衡且